CN104676796A - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调系统及其控制方法,用于机房,其中,空调系统包括:压缩机、蒸发器、第一节流装置、制冷冷凝器、制冷阀体、第一阀体、热管冷凝器、热管阀体、第一储液罐、泵体、第一单向阀、多通道换热器、第二节流装置、第二阀体、第二单向阀和温控装置,温控装置根据室外的环境温度控制第一阀体、第二阀体、制冷阀体和热管阀体的开启或关闭,以改变换热介质在产品中的流通路径,进而改变产品的工作模式,实现产品可根据室外温度变化,控制产品在不同工作模式之间切换,以使产品最大程度地利用室外环境中的冷源,从而在满足空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下,降低了产品在产生冷量方面消耗的功率,实现了产品的节能减排。

Description

空调系统及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及空调技术领域,具体而言,涉及一种空调系统及其控制方法。
背景技术
[0002] 伴随信息产业数字化建设以及家电智能化的快速发展,机房、基站的数量迅速增加,从而也带来了巨大的能源消耗,据统计机房、基站空调的能耗占其总能耗的40%以上,其原因在于数据中心显热负荷大,且围护结构封闭,为保证对机房、基站的散热,机房、基站空调需一年四季全天候运行,然而,在室内设定温度高于室外温度的季节,常规的空调系统无法利用室外的冷源,仍需继续运行压缩式制冷系统,相对而言,这造成了不必要的能源浪费,且对于空调系统而言,还存在低温启动、润滑、能量调节等使用可靠性问题;目前,为降低机房、基站在温度控制和温度保持方面的能源消耗,采用室内外温差低成本输送热量或向室内提供冷量的方法已成为本领域的最新发展方向,如目前采用的新风系统,但该装置不能确保室内空气品质,即无法杜绝室外的灰尘、水分等进入室内,从而易对服务器等电子设备造成损害,而普通的气-气热交换系统虽然能够保证室内空气的品质,但对于热负荷大和温度均匀度要求高的机房对象,需要庞大的换热面积以克服气-气热交换器传热效率低的弊端,从而降低了产品的市场推广力度,不利于产品的市场竞争。
发明内容
[0003] 为了解决上述技术问题至少之一,本发明的一个目的在于提供一种能够有效利用室外冷源,以降低使用能耗的空调系统。
[0004] 本发明的另一个目的在于提供一种用于上述空调系统的控制方法。
[0005] 有鉴于此,本发明第一方面实施例提供了一种空调系统,用于机房,包括:压缩机,所述压缩机具有排气口和回气口 ;蒸发器,所述蒸发器设置在所述机房内,且所述蒸发器的出口通过第一管道与所述回气口连通,且所述第二管道上设置有制冷阀体;第一节流装置,所述第一节流装置的出口与所述蒸发器的入口连通;制冷冷凝器,所述制冷冷凝器的出口通过所述第二管道与所述第一节流装置的入口连通,入口与所述排气口连通,且所述第二管道上设置有第一阀体;热管冷凝器,所述热管冷凝器的入口通过第三管道与所述蒸发器的出口连通,且所述第三管道上设置有热管阀体;多通道换热器,所述多通道换热器包括第一储液罐、蒸发通道和冷凝通道,所述蒸发通道和所述冷凝通道设置在所述第一储液罐内,所述蒸发通道的入口通过第四管道与所述制冷冷凝器的出口连通,且所述第四管道上设置有第二节流装置和第二阀体,所述冷凝通道的入口与所述热管冷凝器的出口连通,出口与所述第一储液罐相连通;泵体,所述泵体入口与所述第一储液罐的出口连通;第一单向阀,所述第一单向阀的入口与所述泵体的出口连通,出口与所述蒸发器的入口连通;第二单向阀,所述第二单向阀的入口与所述蒸发通道的出口连通,出口与所述回气口连通;和温控装置,所述温控装置分别与所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体连接,所述温控装置用于检测所述室外的环境温度与所述第一储液器内部换热介质的温度,并根据所述环境温度及所述换热介质的温度控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体的开启或关闭、以及所述泵体的输出功率。
[0006] 本发明第一方面实施例提供的空调系统,通过温控装置根据室外的环境温度控制第一阀体、第二阀体、泵体、制冷阀体和热管阀体的开启或关闭,以改变换热介质在空调系统中的流通路径,进而改变空调系统的工作模式,使得产品可根据室外的环境温度通过在不同工作模式间切换,以使产品最大程度地利用室外环境中的冷源,从而在满足空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下,降低了空调系统在压缩机式制冷方面消耗的功率,进而实现了空调系统的节能减排。
[0007] 具体地,当室外环境温度高于机房内温度的情况下(如夏天),空调系统执行第一种工作模式:温控装置控制第一阀体打开、第二阀体关闭、制冷阀体打开、热管阀体关闭、泵体关闭,则换热介质的在空调系统内的流通路径为:压缩机-制冷冷凝器-第一阀体-第一节流装置-蒸发器-制冷阀体-压缩机;由于室外环境温度高于机房温度,该情况下空调系统无法利用室外环境中的冷源,且空调系统的热负荷较大,故本方案中温控装置控制空调系统进行压缩式制冷过程以产生足够的冷量来满足空调系统的热负荷。
[0008] 当室外环境温度略低于机房内温度的情况下(如秋天、春天),空调系统执行第二种工作模式:温控装置控制第一阀体关闭、第二阀体打开、制冷阀体关闭、热管阀体打开、泵体打开,则换热介质的在空调系统内的流通路径为:压缩机-制冷冷凝器-第二阀体-第二节流装置-蒸发通道-第二单向阀-压缩机,和蒸发器-热管阀体-热管冷凝器-冷凝通道-第一储液罐-泵体-第一单向阀-蒸发器,其中蒸发通道中的换热介质与冷凝通道和第一储液罐内的换热介质进行热交换;具体而言,在压缩机回路中主要进行压缩式制冷过程,且经过第二节流装置的换热介质温度迅速降低,即蒸发通道内流通的是低温换热介质;在蒸发器回路中,蒸发器内的换热介质与机房内的空气进行热交换后温度上升,从而,从蒸发器内流出的为高温换热介质,该高温换热介质流经热管冷凝器,并在热管换热器内与环境中的低温空气热交换,以对高温换热介质进行第一次降温;第一次降温后的换热介质通过冷凝通道进入第一储液罐,并与蒸发通道内的换热介质热交换,从而使得压缩机回路中的换热介质得到第二次降温,该空调系统的设置解决了室内外温差较小时,换热介质经过第一次降温后的制冷能力不足,而使得空调系统必须完全采用压缩式制冷方式工作而造成的能源浪费问题,由于室外环境温度略低于机房内温度,空调系统一方面通过利用室外环境中的冷源以对机房降温,另一方面通过压缩式制冷产生冷量,根据能量守恒定律,该过程的设置使得产品在满足空调系统热负荷的前提下,相对降低压缩式制冷所消耗的功率,降低空调系统的能源消耗,进而实现了产品的节能减排。
[0009] 当室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天),空调系统执行第三种工作模式:温控装置控制第一阀体关闭、第二阀体关闭、制冷阀体关闭、热管阀体打开、泵体打开,则换热介质的在空调系统内的流通路径为:蒸发器-热管阀体-热管冷凝器-冷凝通道-第一储液罐-泵体-第一单向阀-蒸发器;该过程中,机房内的热量经室内蒸发器传递到换热介质内后,高温换热介质经过第一冷凝器与室外环境中的自然冷源进行热交换,以降低换热介质的温度,由于室外环境温度远低于机房温度,利用室外环境中的冷源足以向机房提供充足的冷量以使机房内维持适宜的工作温度,故本方案使经热管冷凝器降温后的换热介质直接进入蒸发器中对机房降温,从而在空调系统热负荷前提下,大幅度地降低了空调系统的能耗。
[0010] 另外,随着机房内的温度不间断升高,温控装置可根据换热介质的温度控制所述泵体的输出功率,避免机房内的温度变化过快,对机器造成损害情况发生,从而提高了产品的品质,进而增加了产品的市场竞争力。
[0011]另外,本发明提供的上述实施例中的空调系统还可以具有如下附加技术特征:
[0012] 根据本发明的一个实施例,所述温控装置包括:温度传感器,所述温度传感器用于检测室外的环境温度与所述第一储液器内部换热介质的温度,并发送温度信号;和温控器,所述温控器分别与所述温度传感器、所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体连接,所述温控器接收所述温度信号,并根据所述温度信号控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体的开启或关闭、以及所述泵体的输出功率。
[0013] 根据本发明的一个实施例,所述温控器包括:处理模块,所述处理模块接收所述温度信号,并将所述温度信号转化为温度值;和运算模块,所述运算模块分别与所述处理模块、所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体连接,所述温控器接收所述温度值,将所述温度值与第一预设值和第二预设值比对得到比对结果,并根据所述对比结果,控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体的开启或关闭、以及所述泵体的输出功率。
[0014] 根据本发明的一个实施例,所述空调系统还包括:第二储液罐,所述第二储液罐设置在所述第二管道上,且所述第二储液罐的入口与所述制冷冷凝器的出口连通,出口分别与所述第一阀体和所述第四管道的入口连通。
[0015] 根据本发明的一个实施例,所述空调系统还包括:气液分离器,所述气液分离器的出口与所述回气口连通,入口分别与所述第二单向阀的出口和所述第一管道的出口连通。
[0016] 根据本发明的一个实施例,所述制冷冷凝器、所述热管冷凝器和所述蒸发器均为翅片式换热器。
[0017] 根据本发明的一个实施例,所述第一阀体、所述第二阀体、所述制冷阀体和所述热管阀体均为电磁阀。
[0018] 本发明第二方面实施例提供了一种用于上述任一项实施例中所述空调系统的控制方法,包括:检测步骤,温控传感器检测室外的环境温度与第一储液器内部换热介质的温度,并发送温度信号;和控制步骤,温控器接收温度信号,并根据所述温度信号控制第一阀体、第二阀体、泵体、制冷阀体和热管阀体的开启或关闭、以及调节所述泵体的输出功率。
[0019] 根据本发明的一个实施例,所述控制步骤具体包括:
[0020] 处理步骤,处理模块将温度信号转化为温度值;
[0021] 运算步骤,运算模块接收所述温度值,将所述温度值分别与第一预设值和第二预设值比对得到比对结果,并根据所述对比结果,控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体的开启或关闭、以及调节所述泵体的输出功率;其中,第一预设值大于第二预设值。
[0022] 根据本发明的一个实施例,在运算步骤中;当温度值大于第一预设值时,所述第一阀体打开、所述第二阀体关闭、所述制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述泵体关闭;当温度值大于第二预设值小于所述第一预设数值时,所述第一阀体关闭、所述第二阀体打开、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述泵体打开、以及调节所述泵体的输出功率;当温度值小于所述第二预设数值时,所述第一阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述泵体打开、以及调节所述泵体的输出功率。
[0023] 本发明第二方面实施例提供的控制方法,用于本发明第一方面实施例提供的空调系统,通过对空调系统具体设定第一预设值和第二预设值,具体地,设定第一预设值大于第二预设值,且机房内应温度大于或者等于第一预设值,当室外环境温度大于第一预设值时,控制装置控制空调系统执行第一种工作模式;当室外环境温度介于第一预设值与第二预设值之间时,控制装置控制空调系统执行第二种工作模式;当室外环境温度小于第二预设值时,控制装置控制空调系统执行第三种工作模式;该控制方法控制空调系统根据室外的环境温度通过在不同工作模式之间切换,以使空调系统最大程度地利用室外环境中的冷源,从而在满足空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下,降低了空调系统在压缩机式制冷方面消耗的功率,进而实现了空调系统的节能减排。
[0024] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0025] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0026]图1是本发明所述空调系统的结构示意图;
[0027] 图2是图1所示空调系统第一种工作模式的结构示意图;
[0028] 图3是图1所示空调系统第二种工作模式的结构示意图;
[0029] 图4是图1所示空调系统第三种工作模式的结构示意图。
[0030] 其中,图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0031] 100空调系统,101压缩机,1011排气口,1012回气口,102第一节流装置,103制冷冷凝器,104热管冷凝器,105第一储液罐,106泵体,107第一单向阀,108蒸发通道,109第二单向阀,110制冷阀体,111蒸发器,112第一阀体,113第二阀体,114第二节流装置,115第一管道,116第二管道,117第三管道,118第四管道,119第二储液罐,120热管阀体,121冷凝通道,122多通道换热器;
[0032] 图中所示箭头为换热介质的流动方向。
具体实施方式
[0033] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0035] 下面参照图1至图4描述根据本发明一些实施例所述空调系统100。
[0036] 如图1至图4所示,本发明第一发明实施例提供了一种空调系统100,用于机房,包括:压缩机101、蒸发器111、第一节流装置102、制冷冷凝器103、制冷阀体110、第一阀体112、热管冷凝器104、热管阀体120、泵体106、第一单向阀107、多通道换热器122、第二节流装置114、第二阀体113、第二单向阀109和温控装置(图中未示出)。
[0037] 具体地,压缩机101具有排气口 1011和回气口 1012 ;蒸发器111设置在机房内,且蒸发器111的出口通过第一管道115与回气口 1012连通,且第二管道116上设置有制冷阀体110 ;第一节流装置102的出口与蒸发器111的入口连通;制冷冷凝器103的出口通过第二管道116与第一节流装置102的入口连通,入口与排气口 1011连通,且第二管道116上设置有第一阀体112 ;热管冷凝器104的入口通过第三管道117与蒸发器111的出口连通,且第三管道117上设置有热管阀体120 ;多通道换热器122包括第一储液罐105、蒸发通道108和冷凝通道121,蒸发通道108和冷凝通道121设置在第一储液罐105内,蒸发通道108的入口通过第四管道118与制冷冷凝器103的出口连通,且第四管道118上设置有第二节流装置114和第二阀体113,冷凝通道121的入口与热管冷凝器的出口连通,出口与第一储液罐105相连通;泵体106入口与第一储液罐105的出口连通;第一单向阀107的入口与泵体106的出口连通,出口与蒸发器111的入口连通;第二单向阀109的入口与蒸发通道108的出口连通,出口与回气口 1012连通;温控装置分别与第一阀体112、第二阀体113、泵体106、制冷阀体110和热管阀体120连接,温控装置用于检测室外的环境温度与第一储液器105内部换热介质的温度,并根据环境温度控制第一阀体112、第二阀体113、泵体106、制冷阀体110和热管阀体120的开启或关闭、以及泵体106的输出功率。
[0038] 本发明第一方面实施例提供的空调系统100,通过温控装置根据室外的环境温度控制第一阀体112、第二阀体113、制冷阀体110和热管阀体120的开启或关闭,以改变换热介质在空调系统100中的流通路径,进而改变空调系统100的工作模式,使得产品可根据室外的环境温度通过在不同工作模式间切换,以使产品最大程度地利用室外环境中的冷源,从而在满足空调系统100的冷量输出与热负荷相适应的前提下,降低了空调系统100在压缩机101式制冷方面消耗的功率,进而实现了空调系统100的节能减排。
[0039] 具体地,当室外环境温度高于机房内温度的情况下(如夏天),如图2所示,空调系统100执行第一种工作模式:温控装置控制第一阀体112打开、第二阀体113关闭、制冷阀体110打开、热管阀体120关闭、泵体106关闭,则换热介质的在空调系统100内的流通路径为:压缩机101-制冷冷凝器103-第一阀体112-第一节流装置102-蒸发器111-制冷阀体110-压缩机101 ;由于室外环境温度高于机房温度,该情况下空调系统100无法利用室外环境中的冷源,且空调系统100的热负荷较大,故本方案中温控装置控制空调系统100进行压缩式制冷过程以产生足够的冷量来满足空调系统100的热负荷。
[0040] 当室外环境温度略低于机房内温度的情况下(如秋天、春天),如图3所示,空调系统100执行第二种工作模式:温控装置控制第一阀体112关闭、第二阀体113打开、制冷阀体110关闭、热管阀体120打开、泵体106打开,则换热介质的在空调系统100内的流通路径为:压缩机101-制冷冷凝器103-第二阀体113-第二节流装置114-蒸发通道108-第二单向阀109-压缩机101,和蒸发器111-热管阀体120-热管冷凝器104-冷凝通道121-第一储液罐105-泵体106-第一单向阀107-蒸发器111,其中蒸发通道108中的换热介质与冷凝通道121和第一储液罐105内的换热介质进行热交换;具体而言,在压缩机101回路中主要进行压缩式制冷过程,且经过第二节流装置114的换热介质温度迅速降低,即蒸发通道108内流通的是低温换热介质;在蒸发器111回路中,蒸发器111内的换热介质与机房内的空气进行热交换后温度上升,从而,从蒸发器111内流出的为高温换热介质,该高温换热介质流经热管冷凝器104,并在热管换热器内与环境中的低温空气热交换,以对高温换热介质进行第一次降温;第一次降温后的换热介质通过冷凝通道121进入第一储液罐105,并与蒸发通道108内的换热介质热交换,从而使得压缩机101回路中的换热介质得到第二次降温,该空调系统100的设置解决了室内外温差较小时,换热介质经过第一次降温后的制冷能力不足,而使得空调系统100必须完全采用压缩式制冷方式工作而造成的能源浪费问题,由于室外环境温度略低于机房内温度,空调系统100 —方面通过利用室外环境中的冷源以对机房降温,另一方面通过压缩式制冷产生冷量,根据能量守恒定律,该过程的设置使得产品在满足空调系统100热负荷的前提下,相对降低压缩式制冷所消耗的功率,降低空调系统100的能源消耗,进而实现了产品的节能减排。
[0041] 当室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天),如图4所示,空调系统100执行第三种工作模式:温控装置控制第一阀体112关闭、第二阀体113关闭、制冷阀体I1关闭、热管阀体120打开、泵体106打开,则换热介质的在空调系统100内的流通路径为:蒸发器111-热管阀体120-热管冷凝器104-冷凝通道121-第一储液罐105-泵体106-第一单向阀107-蒸发器111 ;该过程中,机房内的热量经室内蒸发器111传递到换热介质内后,高温换热介质经过第一冷凝器与室外环境中的自然冷源进行热交换,以降低换热介质的温度,由于室外环境温度远低于机房温度,利用室外环境中的冷源足以向机房提供充足的冷量以使机房内维持适宜的工作温度,故本方案使经热管冷凝器104降温后的换热介质直接进入蒸发器111中对机房降温,从而在空调系统100热负荷前提下,大幅度地降低了空调系统100的能耗。
[0042] 另外,随着机房内的温度不间断升高,温控装置可根据换热介质的温度控制泵体的输出功率,避免机房内的温度变化过快,对机器造成损害情况发生,从而提高了产品的品质,进而增加了产品的市场竞争力。
[0043] 另外,多通道换热器122可由一个储液罐和冷却管替换。
[0044] 具体地,储液罐的入口与热管冷凝器104的出口连通,出口与泵体106的入口连通,冷却管的设置在储液罐内,冷却管的入口通过第四管道118与制冷冷凝器103的出口连通,且第四管道118上设置有第二节流装置114和第二阀体113。
[0045] 在本发明的一个实施例中,温控装置包括:温度传感器和温控器。
[0046] 具体地,温度传感器用于检测室外的环境温度与第一储液器105内部换热介质的温度,并发送温度信号;温控器分别与温度传感器、第一阀体112、第二阀体113、泵体106、制冷阀体110和热管阀体120连接,温控器接收温度信号,并根据温度信号控制第一阀体
112、第二阀体113、泵体106、制冷阀体110和热管阀体120的开启或关闭、以及泵体106的输出功率。
[0047] 在该实施例中,温控器根据温度传感器传输的温度信号自动控制空调系统100在相应的工作模式下工作,从而提高了产品的智能性,进而提高产品的使用舒适度。
[0048] 在本发明的一个实施例中,温控器包括:处理模块和运算模块。
[0049] 具体地,处理模块接收温度信号,并将温度信号转化为温度值;运算模块分别与处理模块、第一阀体112、第二阀体113、泵体106、制冷阀体110和热管阀体120连接,温控器接收温度值,将温度值与第一预设值和第二预设值比对得到比对结果,并根据对比结果,控制第一阀体112、第二阀体113、泵体106、制冷阀体110和热管阀体120的开启或关闭、以及泵体106的输出功率。
[0050] 在该实施例中,通过设定第一预设值和第二预设值,并设置机房内的工作温度应大于或等于第一预设值,空调系统100以第一预设值和第二预设值为参照,根据室外的环境温度控制空调系统100在相应的工作模式下工作。
[0051] 具体地,当室外环境温度大于第一预设值时,如图2所示,控制装置控制空调系统100执行第一种工作模式:温控装置控制第一阀体112打开、第二阀体113关闭、制冷阀体110打开、热管阀体120关闭、泵体106关闭,则换热介质的在空调系统100内的流通路径为:压缩机101-制冷冷凝器103-第一阀体112-第一节流装置102-蒸发器111-制冷阀体110-压缩机101 ;由于室外环境温度高于机房温度,该情况下空调系统100无法利用室外环境中的冷源,且空调系统100的热负荷较大,故本方案中温控装置控制空调系统100进行压缩式制冷过程以产生足够的冷量来满足空调系统100的热负荷。
[0052] 当室外环境温度介于第一预设值与第二预设值之间时,如图3所示,控制装置控制空调系统100执行第二种工作模式:温控装置控制第一阀体112关闭、第二阀体113打开、制冷阀体110关闭、热管阀体120打开、泵体106打开,则换热介质的在空调系统100内的流通路径为:压缩机101-制冷冷凝器103-第二阀体113-第二节流装置114-蒸发通道108-第二单向阀109-压缩机101,和蒸发器111-热管阀体120-热管冷凝器104-冷凝通道121-第一储液罐105-泵体106-第一单向阀107-蒸发器111,其中蒸发通道108中的换热介质与冷凝通道121和第一储液罐105内的换热介质进行热交换;具体而言,在压缩机101回路中主要进行压缩式制冷过程,且经过第二节流装置114的换热介质温度迅速降低,即蒸发通道108内流通的是低温换热介质;在蒸发器111回路中,蒸发器111内的换热介质与机房内的空气进行热交换后温度上升,从而,从蒸发器111内流出的为高温换热介质,该高温换热介质流经热管蒸发器111,并在热管换热器内与环境中的低温空气热交换,以对高温换热介质进行第一次降温;第一次降温后的换热介质通过冷凝通道121进入第一储液罐105,并与蒸发通道108内的换热介质热交换,从而使得压缩机101回路中的换热介质得到第二次降温,该空调系统100的设置解决了室内外温差较小时,换热介质经过第一次降温后的制冷能力不足,而使得空调系统100必须完全采用压缩式制冷方式工作而造成的能源浪费问题,由于室外环境温度略低于机房内温度,空调系统100 —方面通过利用室外环境中的冷源以对机房降温,另一方面通过压缩式制冷产生冷量,根据能量守恒定律,该过程的设置使得产品在满足空调系统100热负荷的前提下,相对降低压缩式制冷所消耗的功率,降低空调系统100的能源消耗,进而实现了产品的节能减排。
[0053] 当室外环境温度小于第二预设值时,如图4所示,当室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天),空调系统100执行第三种工作模式:温控装置控制第一阀体112关闭、第二阀体113关闭、制冷阀体110关闭、热管阀体120打开、泵体106打开,则换热介质的在空调系统100内的流通路径为:蒸发器111-热管阀体120-热管冷凝器104-冷凝通道121-第一储液罐105-泵体106-第一单向阀107-蒸发器111 ;该过程中,机房内的热量经室内蒸发器111传递到换热介质内后,高温换热介质经过第一冷凝器与室外环境中的自然冷源进行热交换,以降低换热介质的温度,由于室外环境温度远低于机房温度,利用室外环境中的冷源足以向机房提供充足的冷量以使机房内维持适宜的工作温度,故本方案使经热管冷凝器104降温后的换热介质直接进入蒸发器111中对机房降温,从而在空调系统100热负荷前提下,大幅度地降低了空调系统100的能耗。
[0054] 在本发明的一个实施例中,如图1至图4所示,空调系统100还包括:第二储液罐119。
[0055] 具体地,第二储液罐119设置在第二管道116上,且第二储液罐119的入口与制冷冷凝器103的出口连通,出口分别与第一阀体112和第四管道118的入口连通。
[0056] 在该实施例中,第二储液罐119可为兼备蓄冷、过冷、储液和分离功能的多功能储液器,以使此处的第二储液罐119除了作为储液目的使用之外,还可对制冷冷凝器103流出的流体进行油分离,以对流体中混合的油进行回收再利用。
[0057] 在本发明的一个实施例中,空调系统100还包括:气液分离器(图中未示出),具体地,气液分离器的出口与回气口 1012连通,入口分别与第二单向阀109的出口和第一管道115的出口连通。
[0058] 在该实施例中,在压缩机101的回气口 1012处设置气液分离器,以对管路中的流体气液分离,从而有效地避免管路中的液体流入压缩机101内,导致压缩机101出现液击的情况。
[0059] 在本发明的一个具体实施例中,优选地,制冷冷凝器103、热管冷凝器104和蒸发器111均为翅片式换热器。
[0060] 在该实施例中,由于翅片式换热器的换热面积大、换热效率高,故在换热量一定的前提下,翅片式换热器的体积相对其他换热而言更小,设置制冷冷凝器103、热管冷凝器104和蒸发器111均为翅片式换热器,则相应地减小了产品的体积,降低了产品的成本。
[0061] 当然,制冷冷凝器103、热管冷凝器104和蒸发器111的选型可有多种方案,例如壳管式换热器、套管式换热器或板式换热器等,此处不进行一一列举,但均应在本发明的保护范围内。
[0062] 在本发明的一个具体实施例,优选地,第一阀体112、第二阀体113、制冷阀体110和热管阀体120均为电磁阀。
[0063] 在该实施例中,电磁阀的控制精度高,且使用灵活性强,设置第一阀体112、第二阀体113、制冷阀体110和热管阀体120均为电磁阀,可以配合组合式空调系统100的控制电路快速、准确地实现管路的通断,从而进一步保证了产品的使用可靠性。
[0064] 本发明第二方面实施例提供了一种用于上述任一项实施例中所述空调系统100的控制方法,包括:
[0065] 检测步骤,温控传感器检测室外的环境温度与第一储液器105内部换热介质的温度,并发送温度信号;
[0066] 控制步骤,温控器接收温度信号,并根据温度信号控制第一阀体112、第二阀体
113、泵体106、制冷阀体110和热管阀体120的开启或关闭、以及调节泵体106的输出功率。
[0067] 在本发明的一个具体实施例,控制步骤具体包括:
[0068] 处理步骤,处理模块将温度信号转化为温度值;
[0069] 运算步骤,运算模块接收温度值,将温度值分别与第一预设值和第二预设值比对得到比对结果,并根据对比结果,控制第一阀体112、第二阀体113、泵体106、制冷阀体110和热管阀体120的开启或关闭、以及调节泵体106的输出功率;其中,第一预设值大于第二预设值。
[0070] 在本发明的一个具体实施例,在运算步骤中;当温度值大于第一预设值时,第一阀体112打开、第二阀体113关闭、制冷阀体110打开、热管阀体120关闭、泵体106关闭;当温度值大于第二预设值小于第一预设数值时,第一阀体112关闭、第二阀体113打开、制冷阀体110关闭、热管阀体120打开、泵体106打开、以及调节泵体106的输出功率;当温度值小于第二预设数值时,第一阀体112关闭、第二阀体113关闭、制冷阀体110关闭、热管阀体120打开、泵体106打开、以及调节泵体106的输出功率。
[0071] 本发明第二方面实施例提供的控制方法,用于本发明第一方面实施例提供的空调系统100,通过对空调系统100具体设定第一预设值和第二预设值,具体地,设定第一预设值大于第二预设值,且机房内应温度大于或者等于第一预设值,当室外环境温度大于第一预设值时,如图2所示,控制装置控制空调系统100执行第一种工作模式;当室外环境温度介于第一预设值与第二预设值之间时,如图3所示,控制装置控制空调系统100执行第二种工作模式;当室外环境温度小于第二预设值时,如图4所示,控制装置控制空调系统100执行第三种工作模式;该控制方法控制空调系统100根据室外的环境温度通过在不同工作模式间切换,以使空调系统100最大程度地利用室外环境中的冷源,从而在满足空调系统100的冷量输出与热负荷相适应的前提下,降低了空调系统100在压缩机101式制冷方面消耗的功率,进而实现了空调系统100的节能减排。
[0072] 在本发明的一个具体实施例中,机房内所需维持的工作温度为27 V,第一预设值为16°C,第二预设值为6°C。
[0073] 具体地,当室外的环境温度高于16°C时,则空调系统100执行第一种工作模式;当室外的环境温度介于16°C与4°C之间,或者等于16°C,或者等于4°C时,则空调系统100执行第二种工作模式;当室外的环境温度低于4°C时,则空调系统100执行第三种工作模式。
[0074] 综上所述,本发明提供的空调系统,通过温控装置根据室外的环境温度控制第一阀体、第二阀体、制冷阀体和热管阀体的开启或关闭,以改变换热介质在空调系统中的流通路径,进而改变空调系统的工作模式,使得产品可根据室外的环境温度通过在不同工作模式间切换,以使产品最大程度地利用室外环境中的冷源,从而在满足空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下,降低了空调系统在压缩机式制冷方面消耗的功率,进而实现了空调系统的节能减排。
[0075] 在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0076] 在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0077] 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 (10)

1.一种空调系统,用于机房,其特征在于,包括: 压缩机,所述压缩机具有排气口和回气口; 蒸发器,所述蒸发器设置在所述机房内,且所述蒸发器的出口通过第一管道与所述回气口连通,且所述第二管道上设置有制冷阀体; 第一节流装置,所述第一节流装置的出口与所述蒸发器的入口连通; 制冷冷凝器,所述制冷冷凝器的出口通过所述第二管道与所述第一节流装置的入口连通,入口与所述排气口连通,且所述第二管道上设置有第一阀体; 热管冷凝器,所述热管冷凝器的入口通过第三管道与所述蒸发器的出口连通,且所述第三管道上设置有热管阀体; 多通道换热器,所述多通道换热器包括第一储液罐、蒸发通道和冷凝通道,所述蒸发通道和所述冷凝通道设置在所述第一储液罐内,所述蒸发通道的入口通过第四管道与所述制冷冷凝器的出口连通,且所述第四管道上设置有第二节流装置和第二阀体,所述冷凝通道的入口与所述热管冷凝器的出口连通,出口与所述第一储液罐相连通; 泵体,所述泵体入口与所述第一储液罐的出口连通; 第一单向阀,所述第一单向阀的入口与所述泵体的出口连通,出口与所述蒸发器的入口连通; 第二单向阀,所述第二单向阀的入口与所述蒸发通道的出口连通,出口与所述回气口连通-M 温控装置,所述温控装置分别与所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体连接,所述温控装置用于检测所述室外的环境温度与所述第一储液器内部换热介质的温度,并根据所述环境温度与所述换热介质的温度控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述制冷阀体和所述热管阀体的开启或关闭、以及所述泵体的输出功率。
2.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,所述温控装置包括: 温度传感器,所述温度传感器用于检测室外的环境温度与所述第一储液器内部换热介质的温度,并发送温度信号;和 温控器,所述温控器分别与所述温度传感器、所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体连接,所述温控器接收所述温度信号,并根据所述温度信号控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体的开启或关闭、以及所述泵体的输出功率。
3.根据权利要求2所述的空调系统,其特征在于,所述温控器包括: 处理模块,所述处理模块接收所述温度信号,并将所述温度信号转化为温度值;和运算模块,所述运算模块分别与所述处理模块、所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体连接,所述温控器接收所述温度值,将所述温度值与第一预设值和第二预设值比对得到比对结果,并根据所述对比结果,控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体的开启或关闭、以及所述泵体的输出功率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空调系统,其特征在于,还包括: 第二储液罐,所述第二储液罐设置在所述第二管道上,且所述第二储液罐的入口与所述制冷冷凝器的出口连通,出口分别与所述第一阀体和所述第四管道的入口连通。
5.根据权利要求4所述的空调系统,其特征在于,还包括: 气液分离器,所述气液分离器的出口与所述回气口连通,入口分别与所述第二单向阀的出口和所述第一管道的出口连通。
6.根据权利要求5所述的空调系统,其特征在于, 所述制冷冷凝器、所述热管冷凝器和所述蒸发器均为翅片式换热器。
7.根据权利要求6所述的空调系统,其特征在于, 所述第一阀体、所述第二阀体、所述制冷阀体和所述热管阀体均为电磁阀。
8.—种控制方法,用于如权利要求1至7中任一项所述的空调系统,其特征在于,包括: 检测步骤,温控传感器检测室外的环境温度与第一储液器内部换热介质的温度,并发送温度信号; 控制步骤,温控器接收温度信号,并根据所述温度信号控制第一阀体、第二阀体、泵体、制冷阀体和热管阀体的开启或关闭、以及调节所述泵体的输出功率。
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,控制步骤具体包括: 处理步骤,处理模块将温度信号转化为温度值; 运算步骤,运算模块接收所述温度值,将所述温度值分别与第一预设值和第二预设值比对得到比对结果,并根据所述对比结果,控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述泵体、所述制冷阀体和所述热管阀体的开启或关闭、以及调节所述泵体的输出功率; 其中,第一预设值大于第二预设值。
10.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,在运算步骤中; 当温度值大于第一预设值时,所述第一阀体打开、所述第二阀体关闭、所述制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述泵体关闭; 当温度值大于第二预设值小于所述第一预设数值时,所述第一阀体关闭、所述第二阀体打开、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述泵体打开、以及调节所述泵体的输出功率; 当温度值小于所述第二预设数值时,所述第一阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述泵体打开、以及调节所述泵体的输出功率。
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