CN105180348A - 机房空调系统及其控制方法 - Google Patents

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CN105180348A CN201510427788.9A CN201510427788A CN105180348A CN 105180348 A CN105180348 A CN 105180348A CN 201510427788 A CN201510427788 A CN 201510427788A CN 105180348 A CN105180348 A CN 105180348A
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陈得宗
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史作君
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Abstract

本发明提供了一种机房空调系统及其控制方法,机房空调系统包括:制冷循环系统,制冷循环系统包括相互连接的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器,其中,压缩机上设置有控制压缩机的压缩比的控制器,且控制器与置于机房外的温度传感器连接;热管回路系统,包括氟泵和热管,氟泵和热管与冷凝器、蒸发器连接,并与冷凝器、蒸发器组成热管回路系统,其中,热管回路系统可利用机房外的自然冷源使机房散热。该技术方案,机房空调系统一方面可根据外界的温度自动进行压缩比的调节,从而可使压缩机进行变压缩比工作,另一方面该机房空调系统在冬天等寒冷季节可利用外界的自然冷源对机房进行散热,从而可降低机房空调系统的能耗。

Description

机房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,涉及一种机房空调系统及其控制方法。
背景技术
[0002] 机房空调系统是一种专供机房使用的高精度空调,其不但可以控制机房温度,也可以同时控制湿度,因此机房空调是机房的重要设备。目前普通的机房空调采用的都是定压缩比的压缩机,压缩比一般在3左右,但对机房而言,机房温度是固定的,因此需要的蒸发压力也是固定的,但外界环境的温度却随着季节的变化而变化,比如,某一系列的空调,利用R22( 二氟一氯甲烷)作为制冷剂,蒸发压力一般为6.5bar (压力单位,且Ibar等于100千帕),在夏季时,室外环境温度较高,冷凝压力的需求为19.5bar,那么压缩比正好为19.5/6.5 = 3,说明目前的压缩机适合夏季工况,但在秋季、春季等过渡季节时,需求的蒸发压力仍然是6.5bar,而此时室外环境温度较低,以20°C为例,此时冷凝压力的需求为13bar,因此,需要的压缩比为13/6.5 = 2,而当环境温度为10°C时,此时冷凝压力的需求为lObar,需要的压缩比为10/6.5 = 1.54,尤其是在寒冷的冬季,室外温度大都小于5°C,此时不需要冷凝压力,即不需要压缩机,只需利用机房室外的自然冷源即可完成对机房的散热,因此在春秋冬等季节,定压缩比的压缩机与外界所需的工况压力不相匹配,从而会导致压缩机的能耗较高,虽然相关技术中,也有通过降低风机转速来实现机房低能耗散热的方案,但是该种方案仍存在低温季节压缩机冷启动等问题,同时风机的频繁启停对系统稳定性影响大。
[0003] 因此,如何提出一种能耗低、制冷量稳定、风机使用寿命长及性能稳定的机房空调系统成为目前亟待解决的问题。
发明内容
[0004] 本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0005] 因此,本发明的一个目的在于提供了一种能耗低、制冷量稳定、风机使用寿命长及性能稳定的机房空调系统。
[0006] 有鉴于此,本发明第一方面的实施例提供了一种机房空调系统,包括:制冷循环系统,所述制冷循环系统包括相互连接的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器,其中,所述压缩机上设置有控制所述压缩机的压缩比的控制器,且所述控制器与置于所述机房外的温度传感器连接;热管回路系统,包括氟栗和热管,所述氟栗和所述热管与所述冷凝器、所述蒸发器连接,并与所述冷凝器、所述蒸发器组成所述热管回路系统,其中,所述热管回路系统可利用所述机房外的自然冷源使所述机房散热;其中,当所述温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值时,所述制冷循环系统工作,所述热管回路系统停止工作,当所述温度传感器检测的所述温度值小于所述第一预设值时,所述制冷循环系统停止工作,所述热管回路系统工作,即所述热管回路系统与所述制冷循环系统根据所述温度传感器检测的温度值交替进行工作。
[0007] 根据本发明的实施例的机房空调系统,可以根据室外的温度进行热管模式以及智能压缩比的制冷模式切换,从而使得整个机房空调系统的能耗较低、制冷量稳定,同时,风机也不用频繁启动和停止,进而延长了风机的使用寿命,同时该机房空调系统性能稳定,制冷量波动小,从而可使机房的温度保持相对稳定。
[0008] 具体地,该机房空调系统包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组成的制冷循环系统,和蒸发器、冷凝器、热管、氟栗组成的热管回路系统,具体地,若温度传感器检测的机房的室外温度值大于或等于第一预设值,则制冷循环系统对机房进行压缩式制冷,从而可在机房内产生大量的冷量,以将机房内的温度维持在一个相对稳定的范围内。相反地,若温度传感器检测的机房的室外温度值小于第一预设值,则压缩机停止工作,此时,冷凝器、氟栗、蒸发器和热管组成热管回路系统,该热管回路系统通过外界的自然冷源对冷凝器进行散热,从而该热管回路系统可利用氟栗、蒸发器、热管源源不断地将机房内的热量导出到冷凝器上,然后可利用冷凝器将机房内的热量源源不断地散发掉,进而也能够将机房内的温度维持在一个相对稳定的范围内。因此,该技术方案提供的机房空调系统,可根据机房外的温度,在制冷循环系统的压缩式制冷模式与热管回路系统的热管散热模式之间自动进行切换,从而使机房空调系统的工作模式更加符合当前环境的需求,具体地,在夏天外界环境温度较高时,制冷循环系统工作,从而能够产生大量的冷量,以满足机房内的制冷需求,而在冬天外界温度较低时,不需要借助压缩机,只通过热管回路系统即可满足机房的散热需求,因而,能够大幅度的节省整个机房空调系统的能耗,从而使得该机房空调系统在满足制冷需求的同时能够最大限度地减少机房空调系统的能耗,进而能够提高产品的整体性能。
[0009] 此外,制冷循环系统在运行过程中,可根据温度传感器检测到的温度自动调节压缩机的压缩比,以使压缩机能够输出符合当前环境需求的冷凝压力,比如,在夏季时,外界温度较高,一般在30°C左右,此时,冷凝压力的需求在19.5bar左右,因此压缩机只能将从蒸发器循环过来的制冷剂进行高度压缩,进而才能够通过冷凝器的冷凝散热以使其变成液态制冷剂,而该液态制冷剂又可通过节流装置进行进一步进行降压、降温,因而当其循环流通至蒸发器时,其才可能在蒸发器内吸热蒸发成气态制冷剂,进而才能够产生足够多的制冷量以满足夏季等高温天气时机房内的制冷需求。而在秋季、春季,外界的温度一般在10°C至20°C左右,此时,只需要10bar-13bar左右的冷凝压力即可将制冷剂的热量通过冷凝器散发掉,因此,压缩机只需要对制冷剂进行轻度压缩,因此压缩机在控制器的作用下,能够将压缩比适度调整,使其输出的冷凝压力与当前温度所需的冷凝压力相符,此时,压缩机输出的冷凝压力远远小于夏季高温时压缩机输出的冷凝压力,因而与炎热的夏季相比,春秋季节时压缩机压缩制冷剂所消耗的能量较少,从而能够降低压缩机的能耗,同时,该技术方案提供的机房空调系统在机房内需要全天运转,因此,其累计节能效果会更加明显。
[0010] 值得说明的是,该技术方案,制冷循环系统与热管回路系统共用一个蒸发器和冷凝器,从而即可降低机房空调系统的成本,又能够将机房空调系统的设计的较小,从而能够提尚机房空调系统的整体性能,进而能够提尚机房空调系统的市场克争力。
[0011] 优选地,所述冷凝器的安装位置高于所述蒸发器的安装位置,因此,热管回路系统或制冷循环系统中的制冷剂便可在重力的作用下自动从冷凝器循环流入到蒸发器,从而不需要额外的动力装置,进而可减少机房空调系统的成本。当然,在实现制冷剂从冷凝器循环流入到蒸发器的目的下,也可在冷凝器与蒸发器之间设置一驱动栗,从而可驱动制冷剂从冷凝器循环流入到蒸发器。
[0012] 优选地,所述控制器内设置有计时模块,所述计时模块与所述温度传感器连接,以控制所述温度传感器的工作状态。
[0013] 根据本发明的实施例的机房空调系统,计时模块内设置有预设时间,该预设时间为温度传感器前后两次检测温度的时间间隔,因为,室外的温度在一定时间内不会有太大的变化,因此,温度传感器不需要时时去检测室外的温度变化,而是可以间隔一预设时间再检测一次,从而能够减少温度传感器工作的时间,延长温度传感器的使用寿命,同时,在此期间,控制器也可处于休眠状态,从而能够降低机房空调系统的能耗。
[0014]另外,本发明提供的上述实施例中的机房空调系统还可以具有如下附加技术特征:
[0015] 优选地,机房空调系统还包括:储液器,设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间;其中,所述储液器的一端与所述冷凝器的出口连接,所述储液器的另一端设置有两条通路,第一通路通过节流装置与所述蒸发器的入口连接,第二通路通过所述氟栗连接至所述蒸发器的入口。
[0016] 根据本发明的实施例的机房空调系统,热管回路系统可与制冷循环系统共用一个蒸发器和冷凝器,因而,优选地,可将储液器设置在蒸发器或冷凝器的附近,从而使得该储液器即能够为热管回路系统缓存制冷剂,又能够为制冷循环系统缓存制冷剂,从而能够减少一个储液器的使用,进而可降低机房空调系统的成本。
[0017]当然,在利用储液器为制冷循环系统、热管回路系统提供制冷剂的目的下,也可在制冷循环系统、热管回路系统中各设置一个储液器。
[0018] 具体地,所述制冷循环系统还包括:第一阀体,设置在所述第一通路上;第二阀体,设置在所述蒸发器与所述压缩机之间的所述制冷循环系统的管道上;其中,当所述温度传感器检测的所述温度值大于或等于所述第一预设值时,所述第一阀体、所述第二阀体闭合,以使所述制冷循环系统导通并工作。
[0019] 根据本发明的实施例的机房空调系统,第一阀体和第二阀体用于控制制冷循环系统的起停,具体地,当温度传感器检测到的温度值大于或等于第一预设值时,第一阀体、第二阀体闭合,制冷循环系统导通进而能够开始工作,此时,制冷循环系统通过制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器之间的流通,产生源源不断地冷量,从而可使机房内的温度保持在相对稳定的温度范围内。相反地,若温度传感器检测到的温度值小于第一预设值时,第一阀体、第二阀体开启,制冷循环系统断开并停止工作,此时,热管回路系统工作,机房内的热量通过蒸发器、热管传递到冷凝器,而该冷凝器在机房外自然冷源的冷却作用下可将热量散发掉,从而使得机房内的温度同样能够保持在相对稳定的温度范围之内。
[0020] 具体地,所述热管回路系统还包括:第三阀体,设置在所述第二通路上;第四阀体,设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间的所述热管回路系统的管道上;其中,当所述温度传感器检测的所述温度值小于所述第一预设值时,所述第三阀体、所述第四阀体闭合,以使所述热管回路系统导通并工作。
[0021] 根据本发明的实施例的机房空调系统,第三阀体和第四阀体用于控制热管回路系统的开启与关闭,具体地,当温度传感器检测的温度值小于第一预设值时,第三阀体、第四阀体闭合以使热管回路系统导通进而能够对机房进行散热,此时,制冷循环系统关闭,压缩机不用工作,因而能够减少机房空调系统的能耗。而当温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值时,第三阀体、第四阀体断开,第一阀体、第二阀体闭合,以使机房空调系统从热管回路系统切换到制冷循环系统,既热管回路系统停止工作,转而开启制冷循环系统,从而机房在制冷循环系统的工作模式下,能够对机房进行持续制冷,以使机房内的温度保持相对稳定。
[0022] 优选地,所述第一阀体、所述第二阀体为电磁阀或者球阀,所述第三阀体、所述第四阀体为电磁阀或球阀;其中,所述第一阀体、所述第三阀体可合并为一三通电磁阀,所述第二阀体、所述第四阀体可合并为另一所述三通电磁阀。
[0023] 根据本发明的实施例的机房空调系统,电磁阀或球阀的灵敏度高、精度高,因此,能够精确地控制热管回路系统与制冷循环系统之间的来回切换,从而能够使热管回路系统与制冷循环系统交替工作。此外,为减少机房空调系统的阀体的数量可将第一阀体、第三阀体合并为一三通电磁阀,第二阀体、第四阀体合并为另一三通电磁阀,从而可使整个机房空调系统的结构更加简单。
[0024] 具体地,所述节流装置为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。
[0025] 根据本发明的实施例的机房空调系统,节流装置可以是毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀,从而制冷剂在经过在毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀等节流装置时能够进一步消耗掉从冷凝器流入到蒸发器内的制冷剂的热量,从而制冷剂在蒸发器中能够吸收更多的热量,进而可提高制冷循环系统的制冷效率。
[0026] 优选地,所述冷凝器上设置有第一风机,所述蒸发器上设置有第二风机。
[0027] 根据本发明的实施例的机房空调系统,第一风机能够加快冷凝器的冷凝及散热效率,从而能够提高制冷循环系统的制冷效率及热管回路系统的散热效率。第二风机能够加快蒸发器的蒸发及传热效率,从而也能够提高制冷循环系统的制冷效率及热管回路系统的散热效率。
[0028] 具体地,机房空调系统还包括:控制装置,与所述温度传感器、所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述第四阀体、所述控制器连接,用于根据所述温度传感器检测到的所述温度值控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述第四阀体的开启与闭合及控制所述控制器的启停。
[0029] 根据本发明的实施例的机房空调系统,控制装置能够根据温度传感器检测到的温度控制制冷循环系统、热管回路系统的工作,从而可使制冷循环系统、热管回路系统自动进行交替工作,即机房空调器在控制装置的作用下能够在制冷循环系统的压缩式制冷模式与热管回路系统的热管散热模式之间来回进行切换,从而可实现机房空调器的智能控制。具体地,控制装置通过控制阀体的开启与闭合实现机房空调系统的多个制冷模式之间的自动切换,而该种控制方式简单、快速、精确,从而能够降低机房空调系统出现故障的概率。
[0030] 本发明第二方面的实施例提出了一种机房空调系统的控制方法,用于机房空调系统,包括:检测步骤,利用温度传感器检测机房外的温度值,并将所述温度值以温度信号的形式发送;控制步骤,利用控制装置接收所述温度信号,并将所述温度信号代表的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,并根据所述比对结果,控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述第四阀体的闭合与断开及控制控制器的启停;其中,所述第一预设值小于所述第二预设值,所述第二预设值小于所述第三预设值。
[0031] 具体地,在所述控制步骤中,当所述温度值小于第一预设值时,所述第一阀体闭合、所述第二阀体闭合、所述第三阀体断开、所述第四阀体断开,以使所述机房空调系统通过所述热管回路系统利用自然冷源对所述机房进行散热;当所述温度值大于或等于所述第一预设值小于所述第二预设值时,所述第一阀体断开、所述第二阀体断开、所述第三阀体闭合、所述第四阀体闭合、所述控制器工作,以使所述机房空调系统通过所述制冷循环系统对所述机房进行变压缩比制冷;当所述温度值大于或等于第三预设值时,所述第一阀体断开、所述第二阀体断开、所述第三阀体闭合、所述第四阀体闭合、所述控制器停止工作,以使所述机房空调系统通过所述制冷循环系统对所述机房进行定压缩比制冷。
[0032] 本发明第二方面实施例提供机房空调系统的控制方法用于本发明第一方面实施例提供的机房空调系统,因而,该机房空调系统能够根据外界的温度自行选择工作模式,从而在满足机房的制冷需求的前提下,能够最大限度第降低机房空调系统的能耗。具体地,当温度传感器检测的温度值小于第一预设值时如冬天,机房空调系统将工作模式切换为热管回路系统的热管散热模式,此时,机房空调系统能够利用外界的自然冷源使机房散热,而当温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值时,机房空调系统将工作模式切换为制冷循环系统的压缩机制冷模式,此时,机房空调系统利用压缩机的压缩技术为机房制冷。而进一步地,当温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值,但小于第二预设值时,如春天、秋天,此时,外界的温度一般在10°C至20°C左右,因而无法利用热管散热模式为机房散热,但若像夏天那样利用定压缩机比对机房进行压缩制冷,又会造成压缩机的能源的浪费,因而此时,可利用变压缩比技术对机房进行变压缩比制冷,即当外界的温度值大于或等于第一预设值,但小于第二预设值时可利用控制器减小压缩机的压缩比,从而在满足机房的制冷量的同时,能够相对降低压缩机的能耗。而在夏天等外界温度较高的季节,此时,外界的温度值均大于或等于第三预设值,因而,压缩机可以对机房进行定压缩比制冷,此时压缩机的压缩比在3左右,完全能够满足机房的制冷需求。该技术方案,为机房空调器提供了多种制冷模式,从而机房空调系统可根据机房外的具体温度,切换到与当前环境相匹配的工作模式,从而在满足机房制冷需求的同时能够最大限度地降低机房空调系统的能耗。
[0033] 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
[0034] 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:
[0035]图1是本发明的一个实施例所述机房空调系统的结构示意图;
[0036]图2是本发明的一个实施例所述机房空调系统的制冷循环系统的结构示意图;
[0037]图3是本发明的一个实施例所述机房空调系统的热管回路系统的结构示意图;
[0038]图4是本发明的一个实施例所述机房空调系统的压焓图;
[0039]图5是本发明的一个实施例所述机房空调系统的另一压焓图;
[0040]图6是本发明的一个实施例所述机房空调系统的控制方法的流程图。
[0041] 其中,图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0042] I压缩机,11控制器,2冷凝器,21第一风机,3节流装置,4蒸发器,41第二风机,5氟栗,6热管,7储液器,81第一阀体,82第三阀体,91第二阀体,92第四阀体。
具体实施方式
[0043] 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。
[0044] 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。
[0045] 下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例的机房空调系统及其控制方法。
[0046] 如图1至图5所示,本发明第一方面的实施例提供了一种机房空调系统,包括:制冷循环系统,制冷循环系统包括相互连接的压缩机1、冷凝器2、节流装置3、蒸发器4,其中,压缩机I上设置有控制压缩机I的压缩比的控制器11,且控制器11与置于机房外的温度传感器(图中未示出)连接;热管回路系统,包括氟栗5和热管6,氟栗5和热管6与冷凝器2、蒸发器4连接,并与冷凝器2、蒸发器4组成热管回路系统,其中,热管回路系统可利用机房外的自然冷源使机房散热;其中,当温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值时,制冷循环系统工作,热管回路系统停止工作,当温度传感器检测的温度值小于第一预设值时,制冷循环系统停止工作,热管回路系统工作,即热管回路系统与制冷循环系统根据温度传感器检测的温度值交替进行工作。
[0047] 根据本发明的实施例的机房空调系统,可以根据室外的温度进行热管模式以及智能压缩比的制冷模式切换,从而使得整个机房空调系统的能耗较低、制冷量稳定,同时,风机也不用频繁启动和停止,进而延长了风机的使用寿命,同时该机房空调系统性能稳定,制冷量波动小,从而可使机房的温度保持相对稳定。
[0048] 具体地,该机房空调系统包括压缩机1、冷凝器2、节流装置3、蒸发器4组成的制冷循环系统(如图2所示),和蒸发器4、冷凝器2、热管6、氟栗5组成的热管回路系统(如图3所示),具体地,若温度传感器检测的机房的室外温度值大于或等于第一预设值,则制冷循环系统对机房进行压缩式制冷,从而可在机房内产生大量的冷量,以将机房内的温度维持在一个相对稳定的范围内。相反地,若温度传感器检测的机房的室外温度值小于第一预设值,则压缩机I停止工作,此时,冷凝器2、氟栗5、蒸发器4和热管6组成热管回路系统,该热管回路系统通过外界的自然冷源对冷凝器2进行散热,从而该热管回路系统可利用氟栗5、蒸发器4、热管6源源不断地将机房内的热量导出到冷凝器2上,然后可利用冷凝器2将机房内的热量源源不断地散发掉,进而也能够将机房内的温度维持在一个相对稳定的范围内。具体地,散热回路系统的压焓图如图5所示,在该压焓图中纵坐标表示绝对压力的对数值,横坐标表示比焓值,由图中可知,从点1-点2-点3基本为等压变化,即此时,空气在等压下进行散热,也就是说,在此散热过程中不需要压缩机的参与,仅仅只需利用空气中的自然冷源即可实现对机房的散热。因此,该技术方案提供的机房空调系统,可根据机房外的温度,在制冷循环系统的压缩式制冷模式与热管回路系统的热管散热模式之间自动进行切换,从而使机房空调系统的工作模式更加符合当前环境的需求,具体地,在夏天外界环境温度较高时,制冷循环系统工作,从而能够产生大量的冷量,以满足机房内的制冷需求,而在冬天外界温度较低时,不需要借助压缩机1,只通过热管回路系统即可满足机房的散热需求,因而,能够大幅度的节省整个机房空调系统的能耗,从而使得该机房空调系统在满足制冷需求的同时能够最大限度地减少机房空调系统的能耗,进而能够提高产品的整体性能。
[0049] 此外,制冷循环系统在运行过程中,可根据温度传感器检测到的温度自动调节压缩机I的压缩比,以使压缩机I能够输出符合当前环境需求的冷凝压力,比如,在夏季时,夕卜界温度较高,一般在30°C左右,此时,冷凝压力的需求在19.5bar左右,因此压缩机I只能将从蒸发器4循环过来的制冷剂进行高度压缩,进而才能够通过冷凝器3的冷凝散热以使其变成液态制冷剂,而该液态制冷剂又可通过节流装置3进行进一步进行降压、降温,因而当其循环流通至蒸发器4时,其才可能在蒸发器4内吸热蒸发成气态制冷剂,进而才能够产生足够多的制冷量以满足夏季等高温天气时机房内的制冷需求。而在秋季、春季,外界的温度一般在10°C至20°C左右,此时,只需要10bar-13bar左右的冷凝压力即可将制冷剂的热量通过冷凝器2散发掉,因此,压缩机I只需要对制冷剂进行轻度压缩,因此压缩机I在控制器11的作用下,能够将压缩比适度调整,使其输出的冷凝压力与当前温度所需的冷凝压力相符,此时,压缩机I输出的冷凝压力远远小于夏季高温时压缩机I输出的冷凝压力,因而与炎热的夏季相比,春秋季节时压缩机I压缩制冷剂所消耗的能量较少,从而能够降低压缩机I的能耗,同时,该技术方案提供的机房空调系统在机房内需要全天运转,因此,其累计节能效果会更加明显。
[0050] 具体地,可通过改变压缩机I的压缩行程或涡旋盘容积来具体调节压缩机I的压缩比,其中,图4为该制冷循环系统的压焓图,该压焓图中纵坐标表示绝对压力的对数值,横坐标表示比焓值,而制冷循环系中定压缩比的制冷过程如图中的Ia— 2 — 3a— 4a所示,变压缩比的制冷过程如图中的Ib—2—3b—4b以及Ic一2—3c—4c所示,由图中可以看出,1&、113、1(:这三个点的绝对压力相等,而比焓值依次降低,即温度依次降低,而1&-2、113-2、lc-2表示蒸发器蒸发吸热阶段,由图可知,经蒸发器3蒸发吸热后的制冷剂,温度升高,压力依旧不变,而3a、3b、3c中绝对值的压力依次降低,即冷凝压力依次降低,从而压缩机I的输出压力可依次降低,即2-3a、2-3b、2-3c的三个阶段中,压缩机I的能耗依次降低,而经压缩后的制冷剂经4a、4b、4c分别回到la、lb、lc,从而完成了整个制冷循环。
[0051] 值得说明的是,该技术方案,如图1所示,制冷循环系统与热管回路系统共用一个蒸发器4和冷凝器2,从而即可降低机房空调系统的成本,又能够将机房空调系统的设计的较小,从而能够提高机房空调系统的整体性能,进而能够提高机房空调系统的市场竞争力。优选地,所述冷凝器2的安装位置高于所述蒸发器4的安装位置,因此,热管回路系统或制冷循环系统中的制冷剂便可在重力的作用下自动从冷凝器2循环流入到蒸发器4,从而不需要额外的动力装置,进而可减少机房空调系统的成本。当然,在实现制冷剂从冷凝器循环流入到蒸发器的目的下,也可在冷凝器与蒸发器之间设置一驱动栗,从而可驱动制冷剂从冷凝器循环流入到蒸发器。
[0052] 优选地,所述控制器11内设置有计时模块,所述计时模块与所述温度传感器连接,以控制所述温度传感器的工作状态。
[0053] 根据本发明的实施例的机房空调系统,计时模块内设置有预设时间,该预设时间为温度传感器前后两次检测温度的时间间隔,因为,室外的温度在一定时间内不会有太大的变化,因此,温度传感器不需要时时去检测室外的温度变化,而是可以间隔一预设时间再检测一次,从而能够减少温度传感器工作的时间,延长温度传感器的使用寿命,同时,在此期间,控制器也可处于休眠状态,从而能够降低机房空调系统的能耗。
[0054] 优选地,如图1至图3所示,机房空调系统还包括:储液器7,设置在蒸发器4与冷凝器2之间;其中,储液器7的一端与冷凝器2的出口连接,储液器7的另一端设置有两条通路,第一通路通过节流装置3与蒸发器4的入口连接,第二通路通过氟栗5连接至蒸发器4的入口。
[0055] 根据本发明的实施例的机房空调系统,热管回路系统可与制冷循环系统共用一个蒸发器4和冷凝器2,因而,优选地,可将储液器7设置在蒸发器4或冷凝器2的附近,从而使得该储液器7即能够为热管回路系统缓存制冷剂,又能够为制冷循环系统缓存制冷剂,从而能够减少一个储液器7的使用,进而可降低机房空调系统的成本。
[0056]当然,在利用储液器7为制冷循环系统、热管回路系统提供制冷剂的目的下,也可在制冷循环系统、热管回路系统中各设置一个储液器7。
[0057] 具体地,如图2所示,制冷循环系统还包括:第一阀体81,设置在第一通路上;第二阀体91,设置在蒸发器4与压缩机I之间的制冷循环系统的管道上;其中,当温度检传感器检测的温度值大于或等于第一预设值时,第一阀体81、第二阀体91闭合,以使制冷循环系统导通并工作。
[0058] 根据本发明的实施例的机房空调系统,第一阀体81和第二阀体91用于控制制冷循环系统的起停,具体地,当温度传感器检测到的温度值大于或等于第一预设值时,第一阀体81、第二阀体91闭合,制冷循环系统导通进而能够开始工作,此时,制冷循环系统通过制冷剂在蒸发器4、压缩机1、冷凝器2之间的流通,产生源源不断地冷量,从而可使机房内的温度保持在相对稳定的温度范围内。相反地,若温度传感器检测到的温度值小于第一预设值时,第一阀体81、第二阀体91开启,制冷循环系统断开并停止工作,此时,热管回路系统工作,机房内的热量通过蒸发器4、热管6传递到冷凝器2,而该冷凝器2在机房外自然冷源的冷却作用下可将热量散发掉,从而使得机房内的温度同样能够保持在相对稳定的温度范围之内。
[0059] 具体地,如图3所示,热管回路系统还包括:第三阀体82,设置在第二通路上;第四阀体92,设置在蒸发器4与冷凝器2之间的热管回路系统的管道上;其中,当温度传感器检测的温度值小于第一预设值时,第三阀体82、第四阀体92闭合,以使热管回路系统导通并工作。
[0060] 根据本发明的实施例的机房空调系统,第三阀体82和第四阀体92用于控制热管回路系统的开启与关闭,具体地,当温度传感器检测的温度值小于第一预设值时,第三阀体82、第四阀体92闭合以使热管回路系统导通进而能够对机房进行散热,此时,制冷循环系统关闭,压缩机I不用工作,因而能够减少机房空调系统的能耗。而当温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值时,第三阀体82、第四阀体92断开,第一阀体81、第二阀体91闭合,以使机房空调系统从热管回路系统切换到制冷循环系统,既热管回路系统停止工作,转而开启制冷循环系统,从而机房在制冷循环系统的工作模式下,能够对机房进行持续制冷,以使机房内的温度保持相对稳定。
[0061] 优选地,第一阀体81、第二阀体91为电磁阀或者球阀,第三阀体82、第四阀体92为电磁阀或球阀;其中,第一阀体81、第三阀体82可合并为一三通电磁阀,第二阀体91、第四阀体92可合并为另一三通电磁阀。
[0062] 根据本发明的实施例的机房空调系统,电磁阀或球阀的灵敏度高、精度高,因此,能够精确地控制热管回路系统与制冷循环系统之间的来回切换,从而能够使热管回路系统与制冷循环系统交替工作。此外,为减少机房空调系统的阀体的数量可将第一阀体81、第三阀体82合并为一三通电磁阀,第二阀体91、第四阀体92合并为另一三通电磁阀,从而可使整个机房空调系统的结构更加简单。
[0063] 具体地,节流装置3为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。
[0064] 根据本发明的实施例的机房空调系统,节流装置3可以是毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀,从而制冷剂在经过在毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀等节流装置3时能够进一步消耗掉从冷凝器2流入到蒸发器4内的制冷剂的热能,从而制冷剂在蒸发器4中能够吸收更多的热量,进而可提高制冷循环系统的制冷效率。
[0065] 优选地,如图1至图3所示,冷凝器2上设置有第一风机21,蒸发器4上设置有第二风机41。
[0066] 根据本发明的实施例的机房空调系统,第一风机21能够加快冷凝器2的冷凝及散热效率,从而能够提高制冷循环系统的制冷效率及热管回路系统的散热效率。第二风机41能够加快蒸发器4的蒸发及传热效率,从而也能够提高制冷循环系统的制冷效率及热管回路系统的散热效率。
[0067] 具体地,机房空调系统还包括:控制装置(图中未示出),与温度传感器、第一阀体81、第二阀体91、第三阀体82、第四阀体92、控制器11连接,用于根据温度传感器检测到的温度值控制第一阀体81、第二阀体91、第三阀体82、第四阀体92的开启与闭合及控制控制器11的启停。
[0068] 根据本发明的实施例的机房空调系统,控制装置能够根据温度传感器检测到的温度控制制冷循环系统、热管回路系统的工作,从而可使制冷循环系统、热管回路系统自动进行交替工作,即机房空调器在控制装置的作用下能够在制冷循环系统的压缩式制冷模式与热管回路系统的热管散热模式之间来回进行切换,从而可实现机房空调器的智能控制。具体地,控制装置通过控制阀体的开启与闭合实现机房空调系统的多个制冷模式之间的自动切换,而该种控制方式简单、快速、精确,从而能够降低机房空调系统出现故障的概率。
[0069] 如图6所示,本发明第二方面的实施例提出了一种机房空调系统的控制方法,用于机房空调系统,包括:602检测步骤,利用温度传感器检测机房外的温度值,并将温度值以温度信号的形式发送;604控制步骤,利用控制装置接收温度信号,并将温度信号代表的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,并根据比对结果,控制第一阀体81、第二阀体91、第三阀体82、第四阀体92的闭合与断开及控制控制器11的启停;其中,第一预设值小于第二预设值,第二预设值小于第三预设值。
[0070] 具体地,在控制步骤中,当温度值小于第一预设值时,第一阀体81闭合、第二阀体91闭合、第三阀体82断开、第四阀体92断开,以使机房空调系统通过热管回路系统利用自然冷源对机房进行散热;当温度值大于或等于第一预设值小于第二预设值时,第一阀体81断开、第二阀体91断开、第三阀体82闭合、第四阀体92闭合、控制器11工作,以使机房空调系统通过制冷循环系统对机房进行变压缩比制冷;当温度值大于或等于第三预设值时,第一阀体81断开、第二阀体91断开、第三阀体82闭合、第四阀体92闭合、控制器11停止工作,以使机房空调系统通过制冷循环系统对机房进行定压缩比制冷。
[0071] 本发明第二方面实施例提供机房空调系统的控制方法用于本发明第一方面实施例提供的机房空调系统,因而,该机房空调系统能够根据外界的温度自行选择工作模式,从而在满足机房的制冷需求的前提下,能够最大限度第降低机房空调系统的能耗。具体地,当温度传感器检测的温度值小于第一预设值时如冬天,机房空调系统将工作模式切换为热管回路系统的热管散热模式,此时,机房空调系统能够利用外界的自然冷源使机房散热,而当温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值时,机房空调系统将工作模式切换为制冷循环系统的压缩机I制冷模式,此时,机房空调系统利用压缩机I的压缩技术为机房制冷。而进一步地,当温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值,但小于第二预设值时,如春天、秋天,此时,外界的温度一般在10°C至20°C左右,因而无法利用热管散热模式为机房散热,但若像夏天那样利用定压缩机I比对机房进行压缩制冷,又会造成压缩机I的能源的浪费,因而此时,可利用变压缩比技术对机房进行变压缩比制冷,即当外界的温度值大于或等于第一预设值,但小于第二预设值时可利用控制器11减小压缩机I的压缩比,从而在满足机房的制冷量的同时,能够相对降低压缩机I的能耗。而在夏天等外界温度较高的季节,此时,外界的温度值均大于或等于第三预设值,因而,压缩机I可以对机房进行定压缩比制冷,此时压缩机I的压缩比在3左右,完全能够满足机房的制冷需求。该技术方案,为机房空调器提供了多种制冷模式,从而机房空调系统可根据机房外的具体温度,切换到与当前环境相匹配的工作模式,从而在满足机房制冷需求的同时能够最大限度地降低机房空调系统的能耗。
[0072] 在本说明书的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,除非另有明确的规定和限定;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,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;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。
[0073] 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。
[0074] 以上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)

1.一种机房空调系统,用于机房,其特征在于,包括: 制冷循环系统,所述制冷循环系统包括相互连接的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器,其中,所述压缩机上设置有控制所述压缩机的压缩比的控制器,且所述控制器与置于所述机房外的温度传感器连接; 热管回路系统,包括氟栗和热管,所述氟栗和所述热管与所述冷凝器、所述蒸发器连接,并与所述冷凝器、所述蒸发器组成所述热管回路系统,其中,所述热管回路系统可利用所述机房外的自然冷源使所述机房散热; 其中,当所述温度传感器检测的温度值大于或等于第一预设值时,所述制冷循环系统工作,所述热管回路系统停止工作,当所述温度传感器检测的所述温度值小于所述第一预设值时,所述制冷循环系统停止工作,所述热管回路系统工作,即所述热管回路系统与所述制冷循环系统根据所述温度传感器检测的温度值交替进行工作。
2.根据权利要求1所述的机房空调系统,其特征在于,还包括: 储液器,设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间; 其中,所述储液器的一端与所述冷凝器的出口连接,所述储液器的另一端设置有两条通路,第一通路通过节流装置与所述蒸发器的入口连接,第二通路通过所述氟栗连接至所述蒸发器的入口。
3.根据权利要求2所述的机房空调系统,其特征在于,所述制冷循环系统还包括: 第一阀体,设置在所述第一通路上; 第二阀体,设置在所述蒸发器与所述压缩机之间的所述制冷循环系统的管道上; 其中,当所述温度传感器检测的所述温度值大于或等于所述第一预设值时,所述第一阀体、所述第二阀体闭合,以使所述制冷循环系统导通并工作。
4.根据权利要求3所述的机房空调系统,其特征在于,所述热管回路系统还包括: 第三阀体,设置在所述第二通路上; 第四阀体,设置在所述蒸发器与所述冷凝器之间的所述热管回路系统的管道上; 其中,当所述温度传感器检测的所述温度值小于所述第一预设值时,所述第三阀体、所述第四阀体闭合,以使所述热管回路系统导通并工作。
5.根据权利要求4所述的机房空调系统,其特征在于,所述第一阀体、所述第二阀体为电磁阀或者球阀,所述第三阀体、所述第四阀体为电磁阀或球阀; 其中,所述第一阀体、所述第三阀体可合并为一三通电磁阀,所述第二阀体、所述第四阀体可合并为另一所述三通电磁阀。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的机房空调系统,其特征在于,所述节流装置为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的机房空调系统,其特征在于,所述冷凝器上设置有第一风机,所述蒸发器上设置有第二风机。
8.根据权利要求4所述的机房空调系统,其特征在于,还包括: 控制装置,与所述温度传感器、所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述第四阀体、所述控制器连接,用于根据所述温度传感器检测的所述温度值控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述第四阀体的开启与闭合及控制所述控制器的启停。
9.一种机房空调系统的控制方法,用于如权利要求1至8中任一项所述的机房空调系统,其特征在于,包括: 检测步骤,利用温度传感器检测机房外的温度值,并将所述温度值以温度信号的形式发送; 控制步骤,利用控制装置接收所述温度信号,并将所述温度信号代表的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,并根据所述比对结果,控制第一阀体、第二阀体、第三阀体、第四阀体的闭合与断开及控制控制器的启停; 其中,所述第一预设值小于所述第二预设值,所述第二预设值小于所述第三预设值。
10.根据权利要求9所述的机房空调系统的控制方法,其特征在于,在所述控制步骤中, 当所述温度值小于第一预设值时,所述第一阀体闭合、所述第二阀体闭合、所述第三阀体断开、所述第四阀体断开,以使所述机房空调系统通过所述热管回路系统利用自然冷源对所述机房进行散热; 当所述温度值大于或等于所述第一预设值小于所述第二预设值时,所述第一阀体断开、所述第二阀体断开、所述第三阀体闭合、所述第四阀体闭合、所述控制器工作,以使所述机房空调系统通过所述制冷循环系统对所述机房进行变压缩比制冷; 当所述温度值大于或等于第三预设值时,所述第一阀体断开、所述第二阀体断开、所述第三阀体闭合、所述第四阀体闭合、所述控制器停止工作,以使所述机房空调系统通过所述制冷循环系统对所述机房进行定压缩比制冷。
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