防冻冷却系统及空气处理机组、防冻控制方法、存储介质与流程

    技术2025-04-22  30


    本申请涉及建筑通风,特别是涉及一种防冻冷却系统及空气处理机组、防冻控制方法、存储介质。


    背景技术:

    1、在我国东北、新疆和内蒙古等高寒、高纬度、高海拔地区,冬季气候寒冷且漫长,室外空气温度远低于0℃。常规空气处理机组中加热盘管依靠一定温度(通常为40℃~60℃)的空调水来流动加热室外空气,但当室外空气温度低于0℃时,随着室外空气温度进一步降低,加热盘管的冻结风险越高,一旦冻结只能停机检修,无法向室内正常提供新鲜空气,严重影响了室内空气品质。

    2、目前,相关技术采用的防冻方式有通过自控系统监测加热盘管后的空气温度,并设定报警装置与新风阀和水管路电动阀联动,或者增加电热预热段,再或者增加外置循环泵设备,保证加热盘管内始终有一定流量的热水。但是,第一种方式中报警时加热盘管往往已经冻结,甚至于冻裂,联动运行只是融化了冻结的加热盘管,空气处理机组仍然不能持续提供新风;第二种方式中电热预热的耗电量巨大,能耗过高,使得配电容量大,运行费用高昂;以及,第三种方式中需要额外购置设备,同时水量不易调节。


    技术实现思路

    1、鉴于相关技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种防冻冷却系统及空气处理机组、防冻控制方法、存储介质,不改变集中空调水系统形式,冬季可利用空调水系统的热水对空气进行加热,机组盘管不冻结,可实现连续运行,而夏季可利用空调水系统的冷水对空气进行冷却,节能环保,成本低。

    2、第一方面,本申请提供一种防冻冷却系统,所述防冻冷却系统包括:

    3、第一换热器,所述第一换热器包括制冷剂管和水管,所述制冷剂管和所述水管之间可换热,所述制冷剂管内制冷剂的凝固点温度小于冬季室外空气温度,所述水管的第一端为供水端,所述水管的第二端为回水端;

    4、压缩换向机构,所述压缩换向机构的第一端与所述制冷剂管的第一端相连通,所述压缩换向机构被配置为对气态的所述制冷剂进行压缩,并转换流体的运动方向,冬季模式中流体的运动方向与夏季模式中流体的运动方向相反;

    5、第二换热器,所述第二换热器的第一端与所述压缩换向机构的第二端相连通,所述第二换热器内所述制冷剂可与外界空气换热;

    6、流量调节机构,所述流量调节机构的第一端与所述第二换热器的第二端相连通,所述流量调节机构的第二端与所述制冷剂管的第二端相连通,所述流量调节机构被配置为对液态的所述制冷剂进行流量调节。

    7、可选地,在本申请一些实施例中,所述压缩换向机构包括压缩机和四通换向阀,所述压缩机的第一端连通所述四通换向阀的第一端,所述压缩机的第二端连通所述四通换向阀的第二端,所述四通换向阀的第三端连通所述制冷剂管的第一端,所述四通换向阀的第四端连通所述第二换热器的第一端。

    8、可选地,在本申请一些实施例中,所述流量调节机构包括节流膨胀阀。

    9、可选地,在本申请一些实施例中,所述制冷剂包括r410a制冷剂、r407c制冷剂、r134a制冷剂和r22制冷剂。

    10、第二方面,本申请提供一种空气处理机组,所述空气处理机组包括第一方面中任意一项所述的防冻冷却系统。

    11、可选地,在本申请一些实施例中,所述空气处理机组还包括依次设置的混合系统、过滤系统、加湿系统以及风机系统,所述防冻冷却系统和所述加湿系统位于所述过滤系统与所述风机系统之间。

    12、可选地,在本申请一些实施例中,所述风机系统的送风端与所述供水端之间还设有温度传感器,所述温度传感器被配置为监测送风温度,并根据所述送风温度调节供水参数。

    13、第三方面,本申请提供一种防冻控制方法,所述防冻控制方法用于第二方面中任意一项所述的空气处理机组,所述防冻控制方法包括:

    14、获取空气防冻实际温度;

    15、当所述空气防冻实际温度小于空气防冻要求温度时,增大第一换热器中水管的热水流量以及压缩换向机构中压缩输气量。

    16、可选地,在本申请一些实施例中,所述空气防冻实际温度通过式(1)~式(3)联合获得

    17、qw=mwcpw(tw1-tw2)                (1)

    18、式(1)中,qw表示空调热水供热量;mw表示水管内热水流量;cpw表示冬季空调水比热容;tw1表示空调供水温度,tw2表示空调回水温度;

    19、φk=φ0 +p=fφk(vh,t0,tk)             (2)

    20、式(2)中,φk表示第二换热器的排热量;φ0表示第一换热器的吸热量,其值为fφ0(vh,t0,tk)=qw;p表示压缩功率,其值为fp(vh,t0,tk);vh表示压缩输气量,t0表示蒸发温度,tk表示冷凝温度,函数关系fφk、fφ0和fp可通过制冷剂性能曲线确定;

    21、qa=ρavacpa(ta1-ta2)                (3)

    22、式(3)中,qa表示空气防冻需热量,其值等于φk;ρa表示冬季室外空气密度,va表示冬季室外新风量,cpa表示冬季室外空气比热容;ta1表示空调冬季进风温度,ta2表示空气防冻实际温度。

    23、第四方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现第三方面中任意一项所述的防冻控制方法的步骤。

    24、从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:

    25、本申请实施例提供了一种防冻冷却系统及空气处理机组、防冻控制方法、存储介质,通过在第一换热器的制冷剂管内设置凝固点温度小于冬季室外空气温度的制冷剂,并可与水管内的水进行高效换热变为气态,进而在第二换热器内冷凝放热,实现空气升温,全程不会出现冻结现象,确保了系统能够连续稳定地运行,无需改变集中空调水系统形式,同时压缩换向机构在夏季模式时还可以切换流体的运动方向,实现空气降温,节能环保,降低了使用成本。



    技术特征:

    1.一种防冻冷却系统,其特征在于,所述防冻冷却系统(1)包括:

    2.根据权利要求1所述的防冻冷却系统,其特征在于,所述压缩换向机构(12)包括压缩机(121)和四通换向阀(122),所述压缩机(121)的第一端连通所述四通换向阀(122)的第一端,所述压缩机(121)的第二端连通所述四通换向阀(122)的第二端,所述四通换向阀(122)的第三端连通所述制冷剂管的第一端,所述四通换向阀(122)的第四端连通所述第二换热器(13)的第一端。

    3.根据权利要求1所述的防冻冷却系统,其特征在于,所述流量调节机构(14)包括节流膨胀阀。

    4.根据权利要求1至3中任意一项所述的防冻冷却系统,其特征在于,所述制冷剂包括r410a制冷剂、r407c制冷剂、r134a制冷剂和r22制冷剂。

    5.一种空气处理机组,其特征在于,所述空气处理机组(2)包括权利要求1至4中任意一项所述的防冻冷却系统(1)。

    6.根据权利要求5所述的空气处理机组,其特征在于,所述空气处理机组(2)还包括依次设置的混合系统(21)、过滤系统(22)、加湿系统(23)以及风机系统(24),所述防冻冷却系统(1)和所述加湿系统(23)位于所述过滤系统(22)与所述风机系统(24)之间。

    7.根据权利要求6所述的空气处理机组,其特征在于,所述风机系统(24)的送风端与所述供水端之间还设有温度传感器(t),所述温度传感器(t)被配置为监测送风温度,并根据所述送风温度调节供水参数。

    8.一种防冻控制方法,其特征在于,所述防冻控制方法用于权利要求5至7中任意一项所述的空气处理机组,所述防冻控制方法包括:

    9.根据权利要求8所述的防冻控制方法,其特征在于,所述空气防冻实际温度通过式(1)~式(3)联合获得

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现权利要求8至9中任意一项所述的防冻控制方法的步骤。


    技术总结
    本申请公开了一种防冻冷却系统及空气处理机组、防冻控制方法、存储介质,涉及建筑通风技术领域。该防冻冷却系统包括第一换热器,第一换热器包括制冷剂管和水管,制冷剂管和水管之间可换热,制冷剂管内制冷剂的凝固点温度小于冬季室外空气温度;压缩换向机构,其被配置为对气态的制冷剂进行压缩,并转换流体的运动方向,冬季模式中流体的运动方向与夏季模式中流体的运动方向相反;第二换热器,其内部制冷剂可与外界空气换热;流量调节机构,其能够对液态的制冷剂进行流量调节。采用本申请的防冻冷却系统不会出现冻结现象,确保了系统能够连续运行,无需改变集中空调水系统形式,同时还能够在夏季模式下实现空气降温,节能环保,降低了使用成本。

    技术研发人员:周慧鑫,赵郅刚,侯鸿章,殷悦
    受保护的技术使用者:中国建筑东北设计研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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