CN103822345B - 制冷剂冷却方法、制冷剂冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制冷剂冷却方法，包括如下步骤：（s1）将由制冷剂消耗装置排出的经换热的制冷剂送入换热装置进行降温冷却；（s2）将经降温冷却的制冷剂送入泵中，并检测泵的入口和出口之间的参数差值；（s3）在参数差值小于等于预设差值时，将经降温冷却的制冷剂返回换热装置；在参数差值大于预设差值时，将经降温冷却的制冷剂送入制冷剂消耗装置。本发明还提供了一种制冷剂冷却系统。本发明的目的在于提供一种制冷剂冷却方法和制冷剂冷却系统，以实现根据泵出入口间参数差值对系统进行调节，防止气蚀现象的发生。

Description

制冷剂冷却方法、制冷剂冷却系统

技术领域

本发明涉及一种制冷剂冷却方法，以及一种制冷剂冷却系统。

背景技术

传统的空调冷却系统（或者可以称为散热系统）采用空调冷水机组+风机盘管机组的冷却方式，由于其利用冷媒水与空气直接接触换热，具有换热效率较低等局限性，已无法满足高密度服务器机房的散热要求，而采用泵的空调冷却系统采用液体制冷剂，在制冷效果上优于传统的空调冷却系统，并且，采用泵（在制冷剂为氟的情况下，也可称为氟泵）的空调冷却系统的节能性已经得到普遍认同，虽然其造价较一般的空调冷却系统稍高，但使用该泵的空调系统相较普通空调冷却系统，节能量为20%-30%，因此，每年可节约大量的电能，从而可以在短期内弥补前期投入稍高的缺点。

在系统冷启动或室内机（其内部具有蒸发器）侧负载较小时，由于在具有泵的系统循环中，室内机的蒸发器中的液管内的制冷剂无蒸发量或者蒸发量较小，在一侧冷量不改变的情况下，泵的出入口处温度差值过小或者压力差值变化不明显时，极易在泵内发生气蚀现象，导致泵损坏，系统停滞运行。

针对相关技术中在低负载情况下运行时，由于泵的出入口参数差值变化较小引起气蚀现象并导致泵损坏的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制冷剂冷却方法和制冷剂冷却系统，以实现根据泵出入口间参数差值对系统进行调节，防止气蚀现象的发生。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种制冷剂冷却方法，包括如下步骤：（s1）将由制冷剂消耗装置排出的经换热的制冷剂送入换热装置进行降温冷却；（s2）将经降温冷却的制冷剂送入泵中，并检测泵的入口和出口之间的参数差值；以及（s3）在参数差值小于等于预设差值时，将经降温冷却的制冷剂返回换热装置；在参数差值大于预设差值时，将经降温冷却的制冷剂送入制冷剂消耗装置。

根据本发明，在步骤（s1）中还包括如下步骤：（s1.1）将经换热的制冷剂送入第一板式换热器，进行初级降温冷却；（s1.2）将初级冷却后的制冷剂送入储液罐存储；（s1.3）将储液罐中的制冷剂送入第二板式换热器，进行次级降温冷却。

根据本发明，在步骤（s2）中：检测泵的入口和出口之间参数差值的步骤进一步包括：检测泵的入口和出口之间的压力差值和/或温度差值。

根据本发明，利用设置在泵的入口处和出口处的传感器检测参数差值。

根据本发明，在步骤（s3）中：在参数差值小于等于预设差值时，接通泵的出口和换热装置的入口之间的旁通支路；在参数差值大于预设差值时，断开旁通支路。

另一方面，本发明还提供了一种制冷剂冷却系统，包括：依次连通以构成制冷剂循环回路的制冷剂消耗装置、换热装置以及泵；旁通支路，设置在换热装置的入口和泵的出口之间；传感器，分别设置在泵的入口和出口用于感测二者之间参数差值；以及控制器，根据参数差值与预设差值的比较结果，控制制冷剂冷却系统在制冷剂循环回路和旁通支路间切换。

根据本发明，换热装置包括第一板式换热器、储液罐以及第二板式换热器，其中，第一板式换热器的入口与制冷剂消耗装置的出口连通，第二板式换热器的出口与泵的入口连通，储液罐串联在第一板式换热器和第二板式换热器之间。

根据本发明，在旁通支路中设置有调节阀，响应于调节阀的开启或关闭，旁通支路接通或断开。

根据本发明，参数差值包括泵的入口和出口之间的压力差值和/或温度差值。

根据本发明，制冷剂消耗装置为空调室内机。

本发明的有益技术效果在于：

在本发明的制冷剂冷却方法中，其可以根据泵的入口和出口之间的参数差值，将经降温冷却的制冷剂选择性地送回换热装置或者制冷剂消耗装置。换句话说，通过检测泵的入口和出口间的参数差值（例如，压力差值、温度差值）可以确定是否出现气蚀现象。在出现气蚀现象时，即，参数差值小于等于预设差值时，将经降温冷却的制冷剂送回换热装置，再次进行液化冷却；当气蚀现象消失时，即，参数差值大于预设差值时，即可以将制冷剂送至制冷剂消耗装置，以供其使用。从而通过这种方法，可以实现根据泵出入口间参数差值对应用该方法的系统进行调节，以防止气蚀现象的发生。

在本发明的制冷剂冷却系统中，控制器可以根据传感器感测到的泵入口和出口之间参数差值与预设差值的比较结果，控制制冷剂冷却系统在制冷剂循环回路和旁通支路间切换。即，当系统中出现气蚀现象时，系统切换到旁通支路，对制冷剂进行再次液化冷却；当系统中气蚀现象消失时，切换到制冷剂循环回路，以正常工作。因此，本发明的制冷剂冷却系统可以实现根据泵出入口之间参数差值对系统进行调节，以防止气蚀现象的发生。

附图说明

图1是本发明制冷剂冷却方法的流程图；

图2是本发明制冷剂冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

现参照附图描述本发明的制冷剂冷却方法。如图1所示，本发明的制冷剂冷却方法包括如下步骤：s1：将由制冷剂消耗装置排出的经换热的制冷剂送入换热装置进行降温冷却；s2：将经降温冷却的制冷剂送入泵中，并检测泵的入口和出口之间的参数差值；以及s3：在参数差值小于等于预设差值时，将经降温冷却的制冷剂返回换热装置；在参数差值大于预设差值时，将经降温冷却的制冷剂送入制冷剂消耗装置。

具体来说，在本发明方法的实际应用中，制冷剂消耗装置可以为诸如空调室内机的装置。在该装置中进行换热后，制冷剂吸收热量并相变为气态制冷剂，将该气态制冷剂送入换热装置中进行降温冷却，直至气态制冷剂再次冷却变为液态制冷剂，然后将液态制冷剂送入泵中，同时检测泵的入口和出口之间的参数差值。具体检测方法可以根据具体使用情况而定，可选的方式包括例如，在泵的入口和出口设置传感器、在泵的入口和出口分别设置温度计或压力计等。相应地，对泵入口和出口之间参数差值的检测，可以为检测泵入口和出口之间的压力差值和/或温度差值。当然应当理解，其他数据也可作为参数差值，例如制冷剂中气体含量差等。

进一步，在步骤s1中还可以包括如下步骤：s1.1：将经换热的制冷剂送入第一板式换热器，进行初级降温冷却；s1.2：将初级冷却后的制冷剂送入储液罐存储；s1.3：将储液罐中的制冷剂送入第二板式换热器，进行次级降温冷却。通过这种方式可以使得气态制冷剂冷却成为液态制冷剂。

在一个优选的实施例中，可以利用设置在泵入口处和出口处的传感器检测上述的参数差值。即，在泵入口处的检测值与泵出口处的检测值之差即为参数差值。

更具体地，在步骤s3中，当所检测的参数差值小于等于预设差值时，接通泵的出口和换热装置入口之间的旁通支路，制冷剂在换热装置、泵和旁通支路之间流动，以对制冷剂进行冷却液化，从而消除制冷剂中的气蚀，此时制冷剂消耗装置停止工作并且制冷剂不会流经该装置；当所检测的参数差值大于预设差值时，断开该旁通支路，即，制冷剂在换热装置、泵和制冷剂消耗装置之间流动，此时制冷剂在制冷剂消耗装置中正常使用，并且整个回路中不存在气蚀现象。此处的预设差值对应于管路中产生气蚀现象的临界值。即，在参数差值小于等于预设差值时，管路中会出现气蚀现象，此时利用旁通支路将制冷剂再次通回换热装置中，以对制冷剂进行再次冷却液化；在参数差值大于预设差值时，管路中气蚀现象消除，此时可以将制冷剂送回制冷剂消耗装置以供其使用。

换句话说，本发明的方法可以通过检测泵的入口和出口间的参数差值来确定是否出现气蚀现象。在出现气蚀现象时，即，参数差值小于等于预设差值时，将经降温冷却的制冷剂送回换热装置，再次进行液化冷却；当气蚀现象消失时，即，参数差值大于预设差值时，即可以将制冷剂送至制冷剂消耗装置，以供其使用。从而通过这种方法，可以实现根据泵出入口间参数差值对应用该方法的系统进行调节，以防止气蚀现象的发生。

此外如图2所示，本发明还提供了一种制冷剂冷却系统，该系统包括制冷剂消耗装置1、换热装置2、泵3、旁通支路、传感器和控制器。其中，制冷剂消耗装置1、换热装置2和泵3依次连通以构成制冷剂循环回路，旁通支路设置在换热装置2的入口和泵3的出口之间，传感器设置在泵3的入口处和出口处，其用于感测泵3的入口和出口之间的参数差值，控制器设置成：根据上述参数差值与预设差值的比较结果，控制制冷剂冷却系统在制冷剂循环回路和旁通支路间切换。

具体来说，当系统中出现气蚀现象时，即，传感器感测到泵3的入口和出口之间参数差值小于等于预设差值时，控制器接收到传感器感测结果的信号，控制系统切换到旁通支路，从而对制冷剂进行再次液化冷却，此时制冷剂在换热装置2、泵3和旁通支路构成的回路中流动，制冷剂消耗装置1停止工作；当系统中气蚀现象消除时，即，传感器感测到泵3的入口和出口之间参数差值大于预设差值时，控制器接收到传感器感测结果的信号，控制系统切换到制冷剂循环回路，以正常工作。因此，本发明的制冷剂冷却系统可以实现根据泵3出入口之间参数差值对系统进行调节，以防止气蚀现象的发生。

继续参照图2，换热装置2可以包括第一板式换热器4、储液罐5和第二板式换热器6。其中，第一板式换热器4的入口与制冷剂消耗装置1的出口连通，第二板式换热器6的出口与泵3的入口连通，储液罐5串联在第一板式换热器4和第二板式换热器6之间。从而使得气态制冷剂首先进入第一板式换热器4进行液化冷却，然后经过储液罐5进而流至第二板式换热器6进行二次液化冷却。

此外，在旁通支路中设置有调节阀7，响应于调节阀7的开启或关闭，旁通支路接通或断开。即，当泵3的入口和出口之间参数差值小于等于预设差值时，调节阀7开启，此时旁通支路接通；反之，当泵3的入口和出口之间参数差值大于预设差值时，调节阀7关闭，此时旁通支路断开。

在优选的实施例中，参数差值可以包括泵3的入口和出口之间的压力差值和/或温度差值。当然应当理解，其他数据也可作为参数差值，例如制冷剂中气体含量差等。此外优选的，制冷剂消耗装置1可以为空调室内机。当然应当理解，制冷剂消耗装置1也可以为其他消耗制冷剂的装置，这可以根据具体使用情况而定，本发明并不局限于此。

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。

Claims (8)

1.一种制冷剂冷却方法，其特征在于，包括如下步骤：

(s1)将由制冷剂消耗装置排出的经换热的制冷剂送入换热装置进行降温冷却；

(s2)将经降温冷却的制冷剂送入泵中，并检测所述泵的入口和出口之间的参数差值；以及

(s3)在所述参数差值小于等于预设差值时，将经降温冷却的所述制冷剂返回所述换热装置；在所述参数差值大于预设差值时，将经降温冷却的所述制冷剂送入所述制冷剂消耗装置；

在所述步骤(s1)中还包括如下步骤：

(s1.1)将所述的经换热的制冷剂送入第一板式换热器，进行初级降温冷却；

(s1.2)将初级冷却后的制冷剂送入储液罐存储；

(s1.3)将所述储液罐中的制冷剂送入第二板式换热器，进行次级降温冷却。

2.根据权利要求1所述的制冷剂冷却方法，其特征在于，在所述步骤(s2)中：

检测所述泵的入口和出口之间参数差值的步骤进一步包括：检测所述泵的入口和出口之间的压力差值和/或温度差值。

3.根据权利要求2所述的制冷剂冷却方法，其特征在于，

利用设置在所述泵的入口处和出口处的传感器检测所述参数差值。

4.根据权利要求1所述的制冷剂冷却方法，其特征在于，在所述步骤(s3)中：

在所述参数差值小于等于预设差值时，接通所述泵的出口和所述换热装置的入口之间的旁通支路；在所述参数差值大于预设差值时，断开所述旁通支路。

5.一种制冷剂冷却系统，其特征在于，包括：依次连通以构成制冷剂循环回路的制冷剂消耗装置(1)、换热装置(2)以及泵(3)；

旁通支路，设置在所述换热装置(2)的入口和所述泵(3)的出口之间；

传感器，分别设置在所述泵(3)的入口和出口用于感测二者之间参数差值；以及

控制器，根据所述参数差值与预设差值的比较结果，控制所述制冷剂冷却系统在所述制冷剂循环回路和所述旁通支路间切换；

其中，所述换热装置(2)包括第一板式换热器(4)、储液罐(5)以及第二板式换热器(6)，

其中，所述第一板式换热器(4)的入口与所述制冷剂消耗装置(1)的出口连通，所述第二板式换热器(6)的出口与所述泵(3)的入口连通，所述储液罐(5)串联在所述第一板式换热器(4)和所述第二板式换热器(6)之间。

6.根据权利要求5所述的制冷剂冷却系统，其特征在于，

在所述旁通支路中设置有调节阀(7)，响应于所述调节阀(7)的开启或关闭，所述旁通支路接通或断开。

7.根据权利要求5所述的制冷剂冷却系统，其特征在于，

所述参数差值包括所述泵(3)的入口和出口之间的压力差值和/或温度差值。

8.根据权利要求5所述的制冷剂冷却系统，其特征在于，

所述制冷剂消耗装置(1)为空调室内机。