一种空调防冻系统及其控制方法与流程

本发明涉及空调防冻技术领域，具体而言，涉及一种空调防冻系统及其控制方法。

背景技术：

现有空调使用时，尤其是船用空调，遇到冷天气时候，因室外环境温度过低会冻坏空调机组的换热盘管，使空调无法正常工作。

目前通常采用防冻开关使空调在低温时停机以保护空调，但这就造成了低温时空调无法使用的情况，使需要空调的设备无法正常运转，或者无法给人员提供供暖。另外一种方法是采用电加热的方式对进入空调的室外新风加热，以使空调在低温时运行，但电加热的方式能耗高，成本大，造成适用范围较小。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空调防冻系统及其控制方法，能保护空调在低温状态时开机运行，且能耗低。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面提供一种空调防冻系统，其包括蒸汽换热器，设在空调机组的进风方向，与所述空调机组连通，所述蒸汽换热器上远离所述空调机组进风方向的一侧分别连通进气管路和出气管路；第一温度传感器，设在所述进气管路上，用于检测所述进气管路内蒸汽的温度；第二温度传感器，设在所述蒸汽换热器的进气方向，用于检测室外温度；自控系统，分别与所述蒸汽换热器、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器电连接。

可选地，还包括设在所述进气管路上的电动二通阀，以及设在所述蒸汽换热器和所述空调机组之间的第三温度传感器，所述电动二通阀位于所述第一温度传感器远离所述蒸汽换热器的一侧，所述第三温度传感器用于检测经所述蒸汽换热器后进入所述空调机组的新风的温度，所述自控系统分别和所述电动二通阀和所述第三温度传感器电连接。

可选地，所述自控系统包括控制器和与所述控制器电连接的中间继电器，所述蒸汽换热器、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器分别和所述控制器电连接，所述中间继电器和所述电动二通阀电连接。

可选地，所述进气管路上还设有进口截止阀，所述进口截止阀位于所述电动二通阀远离所述蒸汽换气器的一侧。

可选地，所述进气管路上还设有过滤器，所述过滤器位于所述进口截止阀和所述电动二通阀之间。

可选地，所述出气管路远离所述蒸汽换热器的一端设有出口截止阀。

可选地，所述出气管路上设有疏水阀，所述疏水阀位于所述出口截止阀和所述蒸汽换热器之间，所述疏水阀和所述控制器电连接。

本发明实施例的另一方面提供一种空调防冻系统的控制方法，应用上述的空调防冻系统，其包括接收室外温度信号；当室外温度小于室外预设温度时，控制蒸汽换热器进气、加热；接收进气管路内的管路温度信号；当管路温度大于等于管路预设温度时，控制所述空调机组按预设时长延时开机。

可选地，所述方法还包括：控制电动二通阀得电并保持最小开度；接收蒸汽换热器的出口温度信号；根据出口温度调节所述电动二通阀的开度，使出口温度达到出口预设温度。

可选地，所述接收室外温度信号还包括：当所述室外温度大于等于所述室外预设温度时，控制所述空调机组启动开机。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的空调防冻系统及其控制方法，通过设置在空调机组进风方向的蒸汽换热器对进入空调机组前的室外新风进行预加热，避免空调机组在低温时受冻影响空调机组的性能。利用蒸汽预加热，能耗低。第二温度传感器设在蒸汽换热器的进气方向，用于检测室外温度，并将室外温度反馈给自控系统，自控系统对比实测的室外温度和室外预设温度，如室外温度大于等于室外预设温度，表示不属于低温天气，此时自控系统可控制空调机组直接开机；如室外温度小于室外预设温度，表示为低温天气，此时自控系统控制蒸汽换热器工作，以对进入空调机组前的新风预加热，蒸汽通过进气管路进入蒸汽换热器，第一温度传感器设在蒸汽换热器的进气管路上，检测进气管路内的蒸汽温度，并将管路温度反馈给自控系统，自控系统对比实测的管路温度和管路预设温度，如达到要求，则表示进气管路内的蒸汽温度足以达到需求温度，此时控制器控制空调机组按预设时长延时开机，预设时长是为了给进气管路内的蒸汽流入蒸汽换热器以充分时间，保证蒸汽换热器能有足够温度加热室外新风，从而保证进入空调机组的新风的温度达到要求，保护空调机组正常工作；如实测的管路温度达不到管路预设温度，表示进气管路内蒸汽温度不足，此时继续由进气管路进蒸汽，蒸汽换热器继续加热，直至实测的管路温度达到管路预设温度后，空调机组按上述预设时长延时开机。蒸汽换热器工作时产生的水凝等从出气管路排出，以保证蒸汽热器的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的空调防冻系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的空调防冻系统的控制方法流程图之一；

图3为本发明实施例提供的空调防冻系统的控制方法流程图之二。

图标：1－进口截止阀；2－过滤器；3－电动二通阀；4－第一温度传感器；5－疏水阀；6－出口截止阀；7－第二温度传感器；8－蒸汽换热器；9－第三温度传感器；10－控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例一

请参照图1，本实施例提供一种空调防冻系统，能够在低温环境下保护空调，避免空调受冻影响空调机组的正常运转。本空调防冻系统尤其应用于船用空调领域，带有新风的空调系统运行时，当室外环境温度低于4℃，为防止新风冻坏换热盘管，同时保证送风温度，此时新风管路上空调防冻系统自动开启，并将新风温度加热至10℃左右，利用船上的锅炉蒸汽，对进入空调的新风预加热，达到保护空调机组的作用，且能耗低。

本空调防冻系统包括蒸汽换热器8、电动二通阀3、第一温度传感器4、第二温度传感器7、第三温度传感器9、截止阀、过滤器2、疏水阀5和自控系统，其中位于蒸汽换热器8进气管路上的截止阀为进口截止阀1，位于蒸汽换热器8出气管路上截止阀为出口截止阀6。

蒸汽换热器8设在空调机组的进风方向，新风进空调机组前需先通过蒸汽换热器8对其进行预加热，蒸汽换热器8与空调机组连通，蒸汽换热器8上远离空调机组进风方向的一侧分别连通进气管路和出气管路。

进气管路连通锅炉蒸汽，使锅炉蒸汽通过进气管路进入蒸汽换热器8预加热，进气管路上沿进气方向依次设置有进口截止阀1、过滤器2、电动二通阀3、第一温度传感器4；出气管路上沿出气方向依次设有疏水阀5和出口截止阀6。

具体地，进气管路连通锅炉蒸汽后，蒸汽从进气管路进口依次经过进口截止阀1、过滤器2、电动二通阀3、第一温度传感器4后进入蒸汽换热器8，蒸汽换热器8加热产生的凝水从出气管路依次经疏水阀5和出口截止阀6后排出。

进口截止阀1位于电动二通阀3远离蒸汽换气器的一侧；出口截止阀6位于出气管路远离蒸汽换热器8的一端，进口截止阀1和出口截止阀6均为手阀，用于检修时截断管路内蒸汽的流动。

过滤器2位于进口截止阀1和电动二通阀3之间，过滤器2用于消除管路内介质中的杂质，即过滤进入进气管路的蒸汽的杂质，这样能保护阀门和蒸汽换热器8的正常使用。

疏水阀5位于出口截止阀6和蒸汽换热器8之间，疏水阀5用于自动排出出气管路中蒸汽凝结水和空气等不凝气体，且使其不漏出蒸汽。

电动二通阀3用于调节蒸汽流量大小，从而控制新风通过蒸汽换热器8出口的温度。电动二通阀3内部装有电池，断电后可自动关闭。

第二温度传感器7设在室外，设在蒸汽换热器8的进气方向，位于蒸汽换热器8进口位置，以检测室外温度。

第三温度传感器9设在蒸汽换热器8的出气方向，位于蒸汽换热器8出口位置，即设在蒸汽换热器8和空调机组之间，以检测经蒸汽换热器8后进入空调机组的新风的温度。

低温时，新风从室外经蒸汽换热器8的进口进入蒸汽换热器8后，在蒸汽换热器8内通过蒸汽预加热，随后经蒸汽换热器8的出口从蒸汽换热器8出来，这时新风的温度升高，达到要求的温度后进入空调机组，避免空调机组受冻。

本空调防冻系统通过自控系统控制，自控系统分别与蒸汽换热器8、电动二通阀3、第一温度传感器4、第二温度传感器7、第三温度传感器9、进口截止阀1、出口截止阀6和疏水阀5电连接。

具体地，自控系统包括控制器10和与控制器10电连接的中间继电器，蒸汽换热器8、第一温度传感器4、第二温度传感器7、第三温度传感器9、进口截止阀1、出口截止阀6和疏水阀5分别和控制器10电连接，控制器10通过中间继电器和电动二通阀3电连接。

本空调防冻系统的工作原理为：第二温度传感器7检测室外温度并传给控制器10，控制器10接收到室外温度低于其设定温度值(例如4℃)时，表示此时为低温，控制器10控制中间继电器，中间继电器作为开关使电动二通阀3得电并保持为最小开度。同时，控制器10控制进口截止阀1打开，蒸汽换热器8启动工作，蒸汽进入进气管路，第一温度传感器4检测进气管路内蒸汽的温度并反馈给控制器10，当进气管路内蒸汽温度低于其设定温度值(例如100℃)时，表示预加热温度不够，此时控制器10控制空调机组不启动；当进气管路内蒸汽温度不低于其设定温度值(例如100℃)时，控制器10控制空调机组延时开机启动，延时时间可根据需要设置，例如可延时2分钟启动。

当室外温度高于其设定温度值(例如4℃)时，表示此时不属于低温，控制器10可控制空调机组直接开机启动。

控制器10为可编程逻辑控制器10，控制器10可根据设定的空调进风温度与第三温度传感器9实际检测的空调进风温度进行比较，控制电动二通阀3自动进行pid调节(pidregulating，经典控制理论中控制系统的一种基本调节方式，是具有比例、积分和微分作用的一种线性调节规律，pid调节的作用是将给定值r与被控变量的实际量测值y的偏差)，保证蒸汽换热器8出口温度在10℃左右。

本实施例的空调防冻系统，通过设置在空调机组进风方向的蒸汽换热器8对进入空调机组前的室外新风进行预加热，避免空调机组在低温时受冻影响空调机组的性能。第二温度传感器7设在蒸汽换热器8的进气方向，用于检测室外温度，并将室外温度反馈给自控系统，自控系统对比实测的室外温度和室外预设温度，如室外温度大于等于室外预设温度，表示不属于低温天气，此时自控系统可控制空调机组直接开机；如室外温度小于室外预设温度，表示为低温天气，此时自控系统控制蒸汽换热器8工作，以对进入空调机组前的新风预加热，蒸汽通过进气管路进入蒸汽换热器8，第一温度传感器4设在蒸汽换热器8的进气管路上，检测进气管路内的蒸汽温度，并将管路温度反馈给自控系统，自控系统对比实测的管路温度和管路预设温度，如达到要求，则表示进气管路内的蒸汽温度足以达到需求温度，此时控制器10控制空调机组按预设时长延时开机，预设时长是为了给进气管路内的蒸汽流入蒸汽换热器8以充分时间，保证蒸汽换热器8能有足够温度加热室外新风，从而保证进入空调机组的新风的温度达到要求，保护空调机组正常工作；如实测的管路温度达不到管路预设温度，表示进气管路内蒸汽温度不足，此时继续由进气管路进蒸汽，蒸汽换热器8继续加热，直至实测的管路温度达到管路预设温度后，空调机组按上述预设时长延时开机。蒸汽换热器8工作时产生的水凝等从出气管路排出，以保证蒸汽热器的正常运行。

本实施例的空调防冻系统，利用船上锅炉蒸汽对室外新风预加热，能耗低，能起到节能减排的目的。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种空调防冻系统的控制方法，应用上述实施例的空调防冻系统，该方法包括：

s100：接收室外温度信号。

第二温度传感器7检测室外温度，并将该室外温度反馈给控制器10。控制器10接收室外温度后进行判断。

当室外温度大于等于室外预设温度时，表示室外温度不属于低温，控制器10控制空调机组直接启动开机。

s110：当室外温度小于室外预设温度时，表示室外为低温，此时为保护空调不受冻，控制蒸汽换热器8进气、加热。

s120：接收进气管路内的管路温度信号。

s130：当管路温度大于等于管路预设温度时，控制空调机组按预设时长延时开机。

通过第一温度传感器4以检测进气管路内的蒸汽温度，并反馈给控制器10，控制器10接收管路温度信号进行判断，当管路温度大于等于管路预设温度时，控制器10控制空调机组按预设时间延时开机。例如可延时2分钟开机。

如图3所示，空调开机后，还可对进入空调机组的新风温度进行调节。具体如下：

s200：控制电动二通阀3得电并保持最小开度。

一般地，本空调防冻系统启动后，包括电动二通阀3在内的所有器件均为启动状态，通过控制器10控制后可直接运行。

本空调防冻系统启动后，控制器10控制电动二通阀3得电并保持最小开度，保证进气管路能畅通进气。

s210：接收蒸汽换热器8的出口温度信号。

s220：根据出口温度调节所述电动二通阀3的开度，使出口温度达到出口预设温度。

第三温度检测器检测蒸汽换热器8出口处的新风温度，并反馈给控制器10。控制器10进行判断，根据实测的出口温度和出口预设温度的差值，控制器10可控制电动二通阀3的开度调节，以控制进入空调机组的新风温度。

例如，想要提高进入空调机组的新风温度，则可增大电动二通阀3的开度。本实施例中对于船用空调，进入空调机组的新风温度一般为10℃左右。

通过第三温度传感器9检测的实测出口温度，以调节电动二通阀3的开度，使进入空调机组的新风温度可按需要调节。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。