CN104748307A - 空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调系统及其控制方法，空调系统包括：压缩机、蒸发器、氟泵、第一储液器、多通道换热器、热管冷凝器、制冷冷凝器、第二阀体、第二节流装置、第一节流装置、第一阀体和温控装置，压缩机上并联有旁通阀；蒸发器出口设置有制冷阀体与热管阀体，第一阀体分别与第一节流装置和制冷冷凝器相连；温控装置可根据环境温度控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀开启或关闭、及调节旁通阀的开合度和氟泵的流量。本发明提供的空调系统，在满足产品冷量输出与热负荷相适应的前提下，针对全天候运行的机房能够充分且最大化利用室外自然冷源，以降低产品能耗，实现产品的节能减排。

Description

空调系统及其控制方法

技术领域

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

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，据统计机房、基站空调的能耗占其总能耗的40％以上，由于数据中心显热负荷大、围护结构封闭，且一年四季全天候运行，在室内侧设定温度低于室外侧温度的季节，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为室内侧提供冷量的方法已成为本领域的最新提出的发展方向，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

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，以降低能耗的空调系统。

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。

本发明第一方面实施例提供了一种空调系统，包括：压缩机，所述压缩机具有排气口、分气口和回气口，所述分气口通过第七管道与所述回气口连通，且所述第七管道上设置旁通阀；制冷冷凝器，所述制冷冷凝器的进口与所述排气口相连通；第一节流装置，所述第一节流装置的入口通过第一管道与所述制冷冷凝器的出口连通；蒸发器，所述蒸发器的进口与所述第一节流装置的出口连通，出口通过第二管道与所述回气口连通；第一阀体，所述第一阀体在所述第一管道上；制冷阀体，所述制冷阀体设置在所述第二管道上；热管冷凝器，所述热管冷凝器的进口通过第三管道与所述蒸发器的出口连通；热管阀体，所述热管阀体设置在所述第三管道上；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，所述冷凝通道的入口与所述热管冷凝器的出口连通，所述蒸发通道的出口通过第四管道与所述回气口连通；氟泵，所述氟泵的入口与所述第一储液罐的出口连通，出口通过第五管道与所述蒸发器的进口相连通；第二节流装置，所述第二节流装置出口与所述蒸发通道的入口连通，进口通过第六管道与所述第一阀体的进口相连通；第二阀体，所述第二阀体设置在第六管道上；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、所述氟泵、所述制冷阀体、所述旁通阀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罐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、所述旁通阀和所述热管阀体的开启或关闭、所述氟泵的启停、以及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的输出功率。

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及换热介质的温度通过控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀开启或关闭、及旁通阀的开合度来改变换热介质在空调系统中的流通路径，进而控制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调节空调系统在不同工作模式下工作以充分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，降低了空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了空调系统的节能减排。

具体地，当室外环境温度远高于机房内温度的情况下(如夏天)，温控装置控制第一阀体打开、制冷阀体打开、热管阀体关闭、第二阀体关闭、旁通阀关闭，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；由于室外环境温度远高于机房温度，使得空调系统的热负荷量较大，故本方案中温控装置控制空调系统进行前述中常规的压缩机回路制冷过程以产生足够的冷量来满足空调系统的热负荷。

当室外环境温度与机房内温度相差不大，即室外环境温度略高于，或者略低于机房内温度的情况下(如秋天、春天)，温控装置控制第一阀体打开、制冷阀体打开、热管阀体关闭、第二阀体关闭、旁通阀打开，并根据室外的环境温度控制旁通阀内保持适宜的开合度，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，和压缩机-旁通阀-压缩机；由于室外环境温度与机房内温度相差不大，相对而言，该过程中机房所需的冷量较小，即空调系统的热负荷较小，故通过调节旁通阀开合度以降低空调系统内换热介质的流通量，使空调系统产生的冷量与空调系统的热负荷相适宜，以避免空调系统在不必要的情况下依然进行满负荷工作而造成能源的浪费。

当室外环境温度低于机房内温度，但又无法向机房内提供充足的冷交换量的情况下(如秋天、春天)，温控装置控制第一阀体关闭、制冷阀体关闭、热管阀体打开、第二阀体打开、氟泵启动、旁通阀关闭，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：氟泵-蒸发器-热管阀体-热管冷凝器-冷凝通道-第一储液器-氟泵，和压缩机-制冷冷凝器-第二阀体-第二节流装置-蒸发通道-压缩机，且蒸发通道和冷凝通道内的换热介质进行热交换；该过程中，机房内的热量经蒸发器传递到换热介质内后，高温换热介质经过热管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，但是，由于该温度下的换热介质无法为机房提供足够的冷交换量，故而，本方案中，使经过热管冷凝器降温后的换热介质与经过压缩机回路制冷后的换热介质进行热交换，从而进一步降低流向储液器的换热介质的温度；根据能量守恒定律，本方案中从蒸发器流出的换热介质先经过热管冷凝器进行降温，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，降低了空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了空调系统的节能减排。

当室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天)，温控装置控制第一阀体关闭、制冷阀体关闭、热管阀体打开、第二阀体关闭、旁通阀关闭，氟泵启动，并根据室外的环境温度控制氟泵保持适宜的流量，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：氟泵-蒸发器-热管阀体-热管冷凝器-冷凝通道-第一储液器-氟泵；由于室外环境温度远低于机房温度，且能够向机房提供充足的冷交换量以使机房内维持适宜的温度，故本方案中使从蒸发器流出的高温换热介质在热管冷凝器与室外环境中的冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，并使降温后的换热介质再次进入蒸发器中对机房进行降温，从而在满足机房内制冷需求的前提下，大幅度地降低了空调系统的能耗。

另外，随着机房内的温度不断简单，温控装置可根据换热介质的温度控制所述氟泵的输出功率，避免机房内的温度变化过快，对机器造成损害情况发送，从而提高了产品的品质，进而增加了产品的市场竞争力。

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：

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罐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、所述氟泵、所述制冷阀体、所述旁通阀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、所述氟泵、所述制冷阀体、所述旁通阀和所述热管阀体的开启或关闭、所述氟泵的启停、以及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的输出功率。

根据本发明的一个实施例，所述制冷冷凝器与所述热管冷凝器相连接。

根据本发明的一个实施例，空调系统还包括：第二储液罐，所述第二储液罐设置所述第一管道上，并位于所述第一阀体与所述制冷冷凝器之间。

根据本发明的一个实施例，所述氟泵包括：泵体，所述泵体的一端口与所述蒸发器的进口连通，另一端口与所述第一储液罐的出口连通；和流量阀，所述流量阀的一端口与所述第一储液罐的出口相连通，另一端口与所述泵体的一端口相连通；其中，所述温控装置与所述流量阀连通，所述温控装置控制所述流量阀的开合度，以控制所述氟泵的输出功率。

根据本发明的一个实施例，所述第四管道上设置有第一单向阀，所述第一单向阀的出口与所述回气口连通，入口与所述蒸发管道连通；所述第五管道上设置有第二单向阀，所述第二单向阀出口与所述蒸发器连通；进口与所述泵体连通。

根据本发明的一个实施例，所述制冷冷凝器、所述蒸发器和所述热管冷凝器均翅片式换热器或平行流换热器。

本发明第二方面的实施例提供了一种控制方法，用于上述任一项所述的空调系统，包括：检测步骤，温控传感器检测室外的环境温度及第一储液罐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、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀的开启或关闭、氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的输出功率。

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、第二预设值和第三预设值，具体地，设定第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值，且使机房工作温度位于第一预设值与第二预设值之间，并根据室外的环境温度与第一预设值、第二预设值和第三预设值相比较，当室外的环境温度高于第一预设值时，使空调系统执行上述中室外环境温度远高于机房内温度的情况下(如夏天)的工作模式；当室外的环境温度位于第一预设值与第二预设值之间时，使空调系统执行上述中室外环境温度与机房内温度相差不大的情况下(如秋天、春天)的工作模式；当室外的环境温度位于第二预设值与第三预设值之间时，使空调系统执行室外环境温度低于机房内温度，但又无法向机房内提供充足的冷交换量的情况下(如秋天、春天)的工作模式；当室外的环境温度低于第三预设值时，使空调系统执行上述中室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天)的工作模式，使得产品可根据室外的环境温度通过调节空调系统在不同工作模式下工作以充分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，降低了空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了空调系统的节能减排。

根据本发明的一个实施例，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；和

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、第二预设值、第三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、所述制冷阀体、所述热管阀体和所述第二阀体开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的输出功率；

其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值。

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、所述制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述旁通阀关闭；

当温度值大于第二预设值小于所述第一预设数值时，所述第一阀体打开、制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述旁通阀打开，并根据所述温度值控制所述旁通阀的开合度；

当温度值大于第三预设值小于所述第二预设数值时，所述第一阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述第二阀体打开、所述氟泵启动、所述旁通阀关闭；

当温度值小于第三预设值时，所述第一阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述第二阀体关闭、所述旁通阀关闭、所述氟泵启动、并根据所述温度值控制所述氟泵的输出功率。

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

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：

图1是本发明所述空调系统的结构示意图；

图2是图1所示空调系统第一工作状态的结构示意图；

图3是图1所示空调系统第二工作状态的结构示意图；

图4是图1所示空调系统第三工作状态的结构示意图；

图5是图1所示空调系统第四工作状态的结构示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10压缩机，11排气口，12回气口，13分气口，20蒸发器，31泵体，32流量阀，40多通道换热器，41蒸发通道，42冷凝通道，43第一储液罐，50第二储液罐，60热管冷凝器，70制冷冷凝器，81第一阀体，82第二阀体，83第一节流装置，84第二节流装置，85制冷阀体，86热管阀体，87旁通阀，88第一单向阀，89第二单向阀；

图中所示箭头为换热介质的流向。

具体实施方式

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。

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。

下面参照图1至图5描述根据本发明一些实施例所述空调系统。

如图1至5所示，本发明第一方面实施例提供的空调系统，包括：压缩机10、制冷冷凝器70、第一节流装置83、蒸发器20、第一阀体81、制冷阀体85、热管冷凝器60、热管阀体86、多通道换热器40、氟泵、第二节流装置84第二阀体82、和温控装置。

具体地，压缩机10具有排气口11、分气口13和回气口12，分气口13通过第七管道与回气口12连通，且第七管道上设置旁通阀87；制冷冷凝器70的进口与排气口11相连通；第一节流装置83的入口通过第一管道与制冷冷凝器70的出口连通；蒸发器20的进口与第一节流装置83的出口连通，出口通过第二管道与回气口12连通；第一阀体81在第一管道上；制冷阀体85设置在第二管道上；热管冷凝器60的进口通过第三管道与蒸发器20的出口连通；热管阀体86设置在第三管道上；多通道换热器40包括第一储液罐43、蒸发通道41和冷凝通道42，蒸发通道41和冷凝通道42设置在第一储液罐43内，冷凝通道42的入口与热管冷凝器60的出口连通，蒸发通道41的出口通过第四管道与回气口12连通；氟泵的入口与第一储液罐43的出口连通，出口通过第五管道与蒸发器20的进口相连通；第二节流装置84出口与蒸发通道41的入口连通，进口通过第六管道与第一阀体81的进口相连通；第二阀体82设置在第六管道上；温控装置分别与第一阀体81、第二阀体82、氟泵、制冷阀体85、旁通阀87和热管阀体86连接，温控装置用于检测室外的环境温度与第一储液罐43内部换热介质的温度，并根据环境温度与换热介质的温度控制第一阀体81、第二阀体82、制冷阀体85、旁通阀87和热管阀体86的开启或关闭、氟泵的启停、以及调节旁通阀87的开合度和氟泵的输出功率。

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及换热介质的温度通过控制第一阀体81、制冷阀体85、热管阀体86、第二阀体82和旁通阀87开启或关闭、及旁通阀87的开合度来改变换热介质在空调系统中的流通路径，进而控制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调节空调系统在不同工作模式下工作以充分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，降低了空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了空调系统的节能减排。

具体地，如图2所示，当室外环境温度远高于机房内温度的情况下(如夏天)，温控装置控制第一阀体81打开、制冷阀体85打开、热管阀体86关闭、第二阀体82关闭、旁通阀87关闭，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：压缩机10-制冷冷凝器70-第一阀体81-第一节流装置83-蒸发器20-制冷阀体85-压缩机10；由于室外环境温度远高于机房温度，使得空调系统的热负荷量较大，故本方案中温控装置控制空调系统进行前述中常规的压缩机10回路制冷过程以产生足够的冷量来满足空调系统的热负荷。

如图3所示，当室外环境温度与机房内温度相差不大，即室外环境温度略高于，或者略低于机房内温度的情况下(如秋天、春天)，温控装置控制第一阀体81打开、制冷阀体85打开、热管阀体86关闭、第二阀体82关闭、旁通阀87打开，并根据室外的环境温度控制旁通阀87内保持适宜的开合度，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：压缩机10-制冷冷凝器70-第一阀体81-第一节流装置83-蒸发器20-制冷阀体85-压缩机10，和压缩机10-旁通阀87-压缩机10；由于室外环境温度与机房内温度相差不大，相对而言，该过程中机房所需的冷量较小，即空调系统的热负荷较小，故通过调节旁通阀87开合度以降低空调系统内换热介质的流通量，使空调系统产生的冷量与空调系统的热负荷相适宜，以避免空调系统在不必要的情况下依然进行满负荷工作而造成能源的浪费。

如图4所示，当室外环境温度低于机房内温度，但又无法向机房内提供充足的冷交换量的情况下(如秋天、春天)，温控装置控制第一阀体81关闭、制冷阀体85关闭、热管阀体86打开、第二阀体82打开、氟泵启动、旁通阀87关闭，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：氟泵-蒸发器20-热管阀体86-热管冷凝器60-冷凝通道42-第一储液器-氟泵，和压缩机10-制冷冷凝器70-第二阀体82-第二节流装置84-蒸发通道41-压缩机10，且蒸发通道41和冷凝通道42内的换热介质进行热交换；该过程中，机房内的热量经蒸发器20传递到换热介质内后，高温换热介质经过热管冷凝器60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，但是，由于该温度下的换热介质无法为机房提供足够的冷交换量，故而，本方案中，使经过热管冷凝器60降温后的换热介质与经过压缩机10回路制冷后的换热介质进行热交换，从而进一步降低流向储液器的换热介质的温度；根据能量守恒定律，本方案中从蒸发器20流出的换热介质先经过热管冷凝器60进行降温，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，降低了空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了空调系统的节能减排。

如图5所示，当室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天)，温控装置控制第一阀体81关闭、制冷阀体85关闭、热管阀体86打开、第二阀体82关闭、旁通阀87关闭，氟泵启动，并根据室外的环境温度控制氟泵保持适宜的流量，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：氟泵-蒸发器20-热管阀体86-热管冷凝器60-冷凝通道42-第一储液器-氟泵；由于室外环境温度远低于机房温度，且能够向机房提供充足的冷交换量以使机房内维持适宜的温度，故本方案中使从蒸发器20流出的高温换热介质在热管冷凝器60与室外环境中的冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，并使降温后的换热介质再次进入蒸发器20中对机房进行降温，从而在满足机房内制冷需求的前提下，大幅度地降低了空调系统的能耗。

另外，随着机房内的温度不断简单，温控装置可根据换热介质的温度控制氟泵的输出功率，避免机房内的温度变化过快，对机器造成损害情况发送，从而提高了产品的品质，进而增加了产品的市场竞争力。

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。

具体地，温度传感器用于检测室外的环境温度与第一储液罐43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81、第二阀体82、氟泵、制冷阀体85、旁通阀87和热管阀体86连接，温控器接收温度信号，并根据温度信号控制第一阀体81、第二阀体82、氟泵、制冷阀体85旁通阀87和热管阀体86的开启或关闭、氟泵的启停、以及调节旁通阀的开合度87和氟泵的输出功率。

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。

在本发明的一个具体实施例中，温控器包括：处理模块和运算模块。

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81、制冷阀体85、热管阀体86、第二阀体82、旁通阀87和氟泵连接，温控器接收温度值，将温度值与第一预设值、第二预设值、第三预设值比对得到比对结果，并根据对比结果，控制第一阀体81、制冷阀体85、热管阀体86、第二阀体82和旁通阀87开启或关闭、氟泵的启停、及调节旁通阀87和流量阀32的开合度。

在该实施例中，通过设定第一预设值、第二预设值、第三预设值，并设置机房内需要维持的工作温度位于第一预设值与第二预设值之间，可以第一预设值、第二预设值、第三预设值为参照，根据室外的环境温度控制空调系统在相应的工作模式下工作。

具体地，在本发明第一具体实施例中，如图2所示，当温度传感器检测到室外的环境温度高于第一预设值时，温控装置控制第一阀体81打开、制冷阀体85打开、热管阀体86关闭、第二阀体82关闭、旁通阀87关闭，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：压缩机10-制冷冷凝器70-第一阀体81-第一节流装置83-蒸发器20-制冷阀体85-压缩机10；由于室外环境温度高于第一预设值，该情况下对应的空调系统热负荷较大，故本方案中温控装置控制空调系统进行前述中常规的压缩机10回路制冷过程以产生足够的冷量来满足空调系统的热负荷。

在本发明第二具体实施例中，如图3所示，当温度传感器检测到室外的环境温度高于第二预设值，且低于第一预设值时，由于机房内需要维持的工作温度位于第一预设值与第二预设值之间，则相应地，室外环境温度与机房内温度相差不大，此时，温控装置控制第一阀体81打开、制冷阀体85打开、热管阀体86关闭、第二阀体82关闭、旁通阀87打开，并根据室外的环境温度控制旁通阀87内保持适宜的开合度，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：压缩机10-制冷冷凝器70-第一阀体81-第一节流装置83-蒸发器20-制冷阀体85-压缩机10，和压缩机10-旁通阀87-压缩机10；由于室外环境温度与机房内温度相差不大，相对而言，该过程中机房所需的冷量较小，即空调系统的热负荷较小，故通过调节旁通阀87开合度以降低空调系统内换热介质的流通量，使空调系统产生的冷量与空调系统的热负荷相适宜，以避免空调系统在不必要的情况下依然进行满负荷工作而造成能源的浪费。

在本发明第三具体实施例中，如图4所示，当温度传感器检测到室外的环境温度高于第三预设值，且低于第二预设值时，由于该情况下仅靠室外环境中的冷源降温后换热介质释放的冷量不足以满足空调系统的热负荷，则本方案中温控装置控制第一阀体81关闭、制冷阀体85关闭、热管阀体86打开、第二阀体82打开、旁通阀87关闭，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：氟泵-单向阀98-蒸发器20-热管阀体86-热管冷凝器60-冷凝通道42-第一储液器50-氟泵，和压缩机10-制冷冷凝器70-第二阀体82-第二节流装置84-蒸发通道41-压缩机10，且蒸发通道41和冷凝通道42内的换热介质进行热交换；该过程中，机房内的热量经蒸发器20传递到换热介质内后，高温换热介质经过热管冷凝器60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，但是，由于该温度下的换热介质无法为机房提供足够的冷交换量，故而，本方案中，使经过热管冷凝器60降温后的换热介质与经过压缩机10回路制冷后的换热介质进行热交换，从而进一步降低流向储液器50的换热介质的温度；根据能量守恒定律，本方案中从蒸发器20流出的换热介质先经过热管冷凝器60进行降温，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，降低了空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了空调系统的节能减排。

在本发明第四具体实施例中，如图5所示，当温度传感器检测到室外的环境温度低于第三预设值时，由于该情况仅靠室外环境中的冷源降温后换热介质释放的冷量即可满足空调系统的热负荷，则本方案中温控装置控制第一阀体81关闭、制冷阀体85关闭、热管阀体86打开、第二阀体82关闭、旁通阀87关闭，氟泵启动，并根据室外的环境温度控制氟泵保持适宜的流量，则换热介质的在空调系统内的流通路径为：氟泵-单向阀98-蒸发器20-热管阀体86-热管冷凝器60-冷凝通道42-第一储液器50-氟泵；由于室外环境温度远低于机房温度，且能够向机房提供充足的冷交换量以使机房内维持适宜的温度，故本方案中使从蒸发器20流出的高温换热介质在热管冷凝器60与室外环境中的冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，并使降温后的换热介质再次进入蒸发器20中对机房进行降温，从而在满足机房内制冷需求的前提下，大幅度地降低了空调系统的能耗。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，制冷冷凝器70与热管冷凝器60相连接。

在该实施例中，制冷冷凝器70与热管冷凝器60相连接，一方面提高了产品的换热效率，提高产品的整体的性能，从而提高了产品的使用舒适，进而增加了产品的市场竞争力，另一方面可有效地减小产品的尺寸，从而改善了空调器使用空间，扩大了市场的使用范围，进而提高了产品的市场竞争力，同时，换热器的结构简单，生产加工制造容易，从而提高了产品的生产效率，降低了产品的生产制造成本

在本发明的一个实施例中，空调系统还包括：第二储液罐50，第二储液罐50设置第一管道上，并位于第一阀体81与制冷冷凝器70之间。

在该实施例中，第二储液罐50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50除了作为储液目的使用之外，还可对制冷冷凝器70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。

在本发明的一个实施例中，氟泵包括：泵体31和流量阀32。

具体地，泵体31的一端口与蒸发器20的进口连通，另一端口与第一储液罐43的出口连通；流量阀32的一端口与第一储液罐43的出口相连通，另一端口与泵体31的一端口相连通；其中，温控装置与流量阀32连通，温控装置控制流量阀32的开合度，以控制氟泵的输出功率。

在该实施例中，可通过流量阀32控制氟泵的流量，进而控制管路中换热介质的流通量，当室外环境温度远低于机房内温度，且经热管冷凝器60降温后的换热介质，进入蒸发器20后释放的能量能够远高于空调系统热负荷的情况下，可适当降低流量阀32的开度以降低管路中换热介质的流通量，从而降低管路中的驱动功率，进而进一步降低了空调系统的能耗。

在本发明的一个实施例中，第四管道上设置有第一单向阀88，第一单向阀88的出口与回气口12连通，入口与蒸发管道连通；第五管道上设置有第二单向阀89，第二单向阀89出口与蒸发器20连通；进口与泵体31连通。

在该实施例中，第一单向阀88和第二单向阀89，确保了系统中的换热介质的流向单一，从而保证了系统的可靠性，进而提高了产品的品质，增加了产品的市场竞争力。

在本发明的一个实施例中，制冷冷凝器70、蒸发器20和热管冷凝器60均翅片式换热器或平行流换热器。

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，从而相应地减小了产品的体积，降低了产品的成本。

当然，热管冷凝器60、制冷冷凝器70和蒸发器20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。

本发明第二方面的实施例提供的控制方法，用于上述任一项的空调系统，包括：

检测步骤，温控传感器检测室外的环境温度及第一储液罐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，并根据温度信号控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀的开启或关闭、氟泵的启停、及调节旁通阀的开合度和氟泵的输出功率。

在本发明的一个实施例中，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，运算模块接收温度值，将温度值分别与第一预设值、第二预设值、第三预设值比对得到比对结果，并根据对比结果，控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体和第二阀体开启或关闭、氟泵的启停、及调节旁通阀的开合度和氟泵的输出功率；

其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值。

在本发明的一个实施例中，在运算步骤中；

当温度值大于第一预设值时，第一阀体打开、制冷阀体打开、热管阀体关闭、第二阀体关闭、旁通阀关闭；

当温度值大于第二预设值小于第一预设数值时，第一阀体打开、制冷阀体打开、热管阀体关闭、第二阀体关闭、旁通阀打开，并根据温度值控制旁通阀的开合度；

当温度值大于第三预设值小于第二预设数值时，第一阀体关闭、制冷阀体关闭、热管阀体打开、第二阀体打开、氟泵启动、旁通阀关闭；

当温度值小于第三预设值时，第一阀体关闭、制冷阀体关闭、热管阀体打开、第二阀体关闭、旁通阀关闭、氟泵启动、并根据温度值控制氟泵的输出功率。

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、第二预设值和第三预设值，具体地，设定第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值，且使机房工作温度位于第一预设值与第二预设值之间，并根据室外的环境温度与第一预设值、第二预设值和第三预设值相比较，当室外的环境温度高于第一预设值时，使空调系统执行上述中室外环境温度远高于机房内温度的情况下(如夏天)的工作模式；当室外的环境温度位于第一预设值与第二预设值之间时，使空调系统执行上述中室外环境温度与机房内温度相差不大的情况下(如秋天、春天)的工作模式；当室外的环境温度位于第二预设值与第三预设值之间时，使空调系统执行室外环境温度低于机房内温度，但又无法向机房内提供充足的冷交换量的情况下(如秋天、春天)的工作模式；当室外的环境温度低于第三预设值时，使空调系统执行上述中室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天)的工作模式，使得产品可根据室外的环境温度通过调节空调系统在不同工作模式下工作以充分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，降低了空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了空调系统的节能减排。

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通过控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀开启或关闭、及旁通阀的开合度来改变换热介质在空调系统中的流通路径，进而控制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调节空调系统在不同工作模式下工作以充分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，降低了空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了空调系统的节能减排。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”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。

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。

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，其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机具有排气口、分气口和回气口，所述分气口通过第七管道与所述回气口连通，且所述第七管道上设置旁通阀；

制冷冷凝器，所述制冷冷凝器的进口与所述排气口相连通；

第一节流装置，所述第一节流装置的入口通过第一管道与所述制冷冷凝器的出口连通；

蒸发器，所述蒸发器的进口与所述第一节流装置的出口连通，出口通过第二管道与所述回气口连通；

第一阀体，所述第一阀体在所述第一管道上；

制冷阀体，所述制冷阀体设置在所述第二管道上；

热管冷凝器，所述热管冷凝器的进口通过第三管道与所述蒸发器的出口连通；

热管阀体，所述热管阀体设置在所述第三管道上；

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，所述冷凝通道的入口与所述热管冷凝器的出口连通，所述蒸发通道的出口通过第四管道与所述回气口连通；

氟泵，所述氟泵的入口与所述第一储液罐的出口连通，出口通过第五管道与所述蒸发器的进口相连通；

第二节流装置，所述第二节流装置出口与所述蒸发通道的入口连通，进口通过第六管道与所述第一阀体的进口相连通；

第二阀体，所述第二阀体设置在第六管道上；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、所述氟泵、所述制冷阀体、所述旁通阀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罐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、所述旁通阀和所述热管阀体的开启或关闭、所述氟泵的启停、以及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的输出功率。

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罐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、所述氟泵、所述制冷阀体、所述旁通阀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、所述氟泵、所述制冷阀体、所述旁通阀和所述热管阀体的开启或关闭、所述氟泵的启停、以及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的输出功率。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，

所述制冷冷凝器与所述热管冷凝器相连接。

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所述第一管道上，并位于所述第一阀体与所述制冷冷凝器之间。

5.根据权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述氟泵包括：

泵体，所述泵体的一端口与所述蒸发器的进口连通，另一端口与所述第一储液罐的出口连通；和

流量阀，所述流量阀的一端口与所述第一储液罐的出口相连通，另一端口与所述泵体的一端口相连通；

其中，所述温控装置与所述流量阀连通，所述温控装置控制所述流量阀的开合度，以控制所述氟泵的输出功率。

6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，

所述第四管道上设置有第一单向阀，所述第一单向阀的出口与所述回气口连通，入口与所述蒸发管道连通；

所述第五管道上设置有第二单向阀，所述第二单向阀出口与所述蒸发器连通；进口与所述泵体连通。

7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，

所述制冷冷凝器、所述蒸发器和所述热管冷凝器均翅片式换热器或平行流换热器。

8.一种控制方法，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及第一储液罐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、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀的开启或关闭、氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的输出功率。

9.根据权利要求7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、第二预设值、第三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、所述制冷阀体、所述热管阀体和所述第二阀体开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的输出功率；

其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值。

10.根据权利要求8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、所述制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述旁通阀关闭；

当温度值大于第二预设值小于所述第一预设数值时，所述第一阀体打开、制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述旁通阀打开，并根据所述温度值控制所述旁通阀的开合度；

当温度值大于第三预设值小于所述第二预设数值时，所述第一阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述第二阀体打开、所述氟泵启动、所述旁通阀关闭；

当温度值小于第三预设值时，所述第一阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述第二阀体关闭、所述旁通阀关闭、所述氟泵启动、并根据所述温度值控制所述氟泵的输出功率。