CN111895671A - 一种空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种空调系统，以提高空调系统工作的可靠性，该空调系统，包括：沿从高到低的方向依次设置的室外机组和室内机组，室外机组包括冷凝器，室内机组包括膨胀阀，空调系统还包括设置于冷凝器与膨胀阀之间的减压模块，其中：冷凝器、减压模块以及膨胀阀通过液体管道顺次连接，减压模块用于调节液体管道中冷凝液的流量。

Description

一种空调系统

技术领域

本发明涉及散热设备技术领域，特别是涉及一种空调系统。

背景技术

机房空调用于给数据中心设备散热，一般需要全年不间断运行，其对可靠性有非常高的要求。影响机房空调可靠性的因素有很多，现场工程安装环境是其中一个重要因素，室内外机安装的高度差又是工程安装环境中的一个重要方面。机房空调在正落差安装时，即室外机(冷凝器)在高处，室内机(膨胀阀、蒸发器、压缩机等)在低处时，往往会遇到系统承压能力的挑战。这是因为机房空调的膨胀阀、蒸发器、压缩机都处于室内机中，正落差时冷凝器出口的液态冷媒将通过液管向下流向低处的膨胀阀进行节流，在液态冷媒节流之前，液管中液态冷媒由于重力形成的压力将叠加在室内机中的膨胀阀及其之前的液管上，这意味着这部分所有的制冷器件，包括干燥过滤器、视液镜、球阀所承受的液态冷媒压力会远高于系统冷凝压力。

通过限制工程安装环境虽然可以把膨胀阀前的压力控制在安全工作压力以下，但是也限制了风冷机房空调系统的应用场景。近些年来数据中心机房的发展速度很快，各种各样不同形式的机房越来越多，并且有不少机房需要建设在城市中。为了应对城市中机房空调的噪音扰民问题，通常会把室外机冷凝器放在顶楼平台上，这样会造成正落差较大。目前，对于超过50m的超高正落差场景，通常采用水冷板换热的方式来解决，然而水冷方案需要水进机房，同时还要配冷却塔系统，这些系统对于水的消耗很大，而且还增加水泵等部件，增加了空调系统的故障率。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种空调系统，以提高空调系统工作的可靠性。

本发明实施例所提供的空调系统，包括：沿从高到低的方向依次设置的室外机组和室内机组，所述室外机组包括冷凝器，所述室内机组包括膨胀阀，所述空调系统还包括设置于所述冷凝器与所述膨胀阀之间的减压模块，其中：所述冷凝器、所述减压模块以及所述膨胀阀通过液体管道顺次连接，所述减压模块用于调节所述液体管道中冷凝液的流量。

在本发明实施例中，可选的，所述减压模块为毛细管，所述毛细管设置于所述冷凝器的出口处。

在本发明任一实施例中，可选的，所述空调系统还包括设置于所述减压模块与所述膨胀阀之间的压力检测模块，所述压力检测模块用于检测所述膨胀阀的入口压力。

在本发明实施例中，可选的，所述减压模块包括并联设置的电磁阀和毛细管，且所述减压模块设置于所述冷凝器的出口处；所述空调系统还包括控制模块，所述控制模块用于当所述压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制所述电磁阀关闭；当所述压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制所述电磁阀开启。

在本发明任一实施例中，可选的，所述空调系统还包括控制模块，所述控制模块用于当所述压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制所述减压模块使所述液体管道中冷凝液的流量减小；当所述压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制所述减压模块使所述液体管道中冷凝液的流量增大。

在本发明实施例中，可选的，所述控制模块还用于当所述压力检测模块检测的压力值为目标压力值，且所述液体管道中冷凝液的流量最大时停止工作。

在本发明任一实施例中，可选的，所述减压模块设置于所述冷凝器的出口处；或所述减压模块设置于所述膨胀阀的入口处。

在本发明实施例中，可选的，所述减压模块为电磁减压阀或电子膨胀阀。

在本发明任一实施例中，可选的，所述室内机组还包括压缩机，所述空调系统还包括连接所述冷凝器与所述压缩机的气体管道，所述气体管道设置有回油弯。

在本发明实施例中，可选的，所述空调系统还包括设置于所述冷凝器与所述压缩机之间的油分离器，所述冷凝器、所述油分离器以及所述压缩机通过所述气体管道顺次连接。

在本技术方案的空调系统中，由于室外机组与室内机组呈一定的高度差设置，该空调系统通过在室内机组的膨胀阀与室外机组的冷凝器之间设置减压模块，以对连接膨胀阀与冷凝器的液体管道中冷凝液的流量进行调节，从而对液体管道中的冷媒压力进行调节。

与现有技术相比，本技术方案的空调系统，可根据室外机组与室内机组之间的高度差对液体管道中冷凝液的流量进行调节，从而对膨胀阀入口处的压力进行调节，以将膨胀阀承受的入口压力控制在安全压力范围以内，进而使空调系统的工作较为可靠。

基于相同的发明构思，本申请还提供了一种应用于空调系统的压力控制方法，该方法包括：

获取压力检测模块检测的压力值；

将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较；

根据压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制电磁阀关闭；根据压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制电磁阀开启。

采用本技术方案的空调系统的压力控制方法，通过将减压模块设置为并联的电磁阀和毛细管，并使电磁阀位于冷媒流通的主回路中，毛细管作为旁路。这样，先获取压力检测模块检测的压力值，并将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较，当压力检测模块检测到膨胀阀前压力较低时，控制电磁阀保持打开状态，空调系统的液体管道中的冷媒流经电磁阀主回路而不流经毛细管旁路，不进行降压过程。当压力检测模块检测到膨胀阀前压力高于某一限值时，控制电磁阀关闭，使液体管道中的冷媒流经毛细管旁路进行节流从而降低冷媒压力。此方案具有反馈回路，可以在必要的时候才使用毛细管降压，从而实现对膨胀阀的阀前压力的实时调节，以使膨胀阀的工作较为可靠，进而提高空调系统的工作可靠性及安全性。

基于相同的发明构思，本申请还提供了一种应用于空调系统的压力控制方法，该方法包括：

获取压力检测模块检测的压力值；

将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较；

根据压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制减压模块使所述液体管道中冷凝液的流量减小；根据压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制减压模块使液体管道中冷凝液的流量增大。

采用本技术方案的空调系统的压力控制方法，其中，减压模块可用于调节液体管道中冷凝液的流量。这样，可通过先获取压力检测模块检测的压力值，并将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较，根据压力检测模块检测到的阀前压力值大于设定的压力值时，控制减压模块动作，以使液体管道中冷凝液的流量减小，进而使膨胀阀的阀前压力降低到设定的压力值以下；当压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制减压模块使液体管道中冷凝液的流量增大，从而使膨胀阀的阀前压力始终为该设定压力，以使膨胀阀的工作较为稳定。

在本发明任一实施例中，可选的，所述方法还包括：

将获取的压力检测模块检测的压力值与目标压力值进行比较；

根据压力检测模块检测的压力值为目标压力值，且液体管道中冷凝液的流量最大时，退出控制。

这样，该空调系统的压力控制状态的退出的条件可以通过电磁减压阀的开度和当前的膨胀阀的阀前压力共同判断，可以有效的避免控制模块的压力控制状态过早的退出，从而使系统压力较为稳定。

附图说明

图1为本发明一实施例的空调系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的空调系统的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的空调系统的结构示意图；

图4为本发明另一实施例的空调系统的结构示意图；

图5为本发明一实施例的空调系统的压力调节控制逻辑示意图；

图6为本发明另一实施例的空调系统的压力调节控制逻辑示意图；

图7为本发明一实施例的空调系统的压力控制方法流程图；

图8为本发明另一实施例的空调系统的压力控制方法流程图。

附图标记：

1-空调系统；

2-室外机组；

3-室内机组；

4-液体管道；

5-减压模块；

501-毛细管；

502-电磁阀；

6-压力检测模块；

7-控制模块；

8-气体管道；

801-回油弯。

具体实施方式

为提高空调系统工作的可靠性，本发明实施例提供了一种空调系统。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

当本申请提及“第一”、“第二”、“第三”或者“第四”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，否则应当理解为仅仅是起区分之用。

如图1至图6所示，本发明实施例提供一种空调系统1，包括：沿从高到低的方向依次设置的室外机组2和室内机组3，室外机组2包括冷凝器(图中未示出)，室内机组3包括膨胀阀(图中未示出)，空调系统1还包括设置于冷凝器与膨胀阀之间的减压模块5，其中：冷凝器、减压模块5以及膨胀阀通过液体管道4顺次连接，减压模块5用于调节液体管道4中冷凝液的流量。

在本技术方案实施例中，将膨胀阀的入口压力称为阀前压力。

本技术方案的空调系统1可具体为数据中心机房空调系统，由于室外机组2与室内机组3呈一定的高度差设置，该空调系统1通过在室内机组3的膨胀阀与室外机组2的冷凝器之间设置减压模块5，以对连接膨胀阀与冷凝器的液体管道4中冷凝液的流量进行调节，从而对液体管道4中的冷媒压力进行调节。值得一提的是，减压模块5可根据室内机组3和室外机组2设置的高度差来选择，从而可满足多种高度差下的室内机组3的阀前压力的调节，其适用范围较广。

与现有技术相比，本技术方案的空调系统1，可根据室外机组2与室内机组3之间的高度差对液体管道4中冷凝液的流量进行调节，从而对膨胀阀的阀前压力进行调节，以将膨胀阀承受的阀前压力控制在安全压力范围以内，这样，膨胀阀的使用寿命较长，进而可使空调系统1的工作较为可靠。

如图1所示，在本发明实施例中，可选的，减压模块5为毛细管501，毛细管501设置于冷凝器的出口处。

通过在冷凝器的出口处设置一个毛细管501作为减压模块5，可以根据室内机组3和室外机组2之间的高度差，以及膨胀阀的阀前压力要求对毛细管501进行选择，这样可使膨胀阀的阀前压力一直处于安全压力范围内，膨胀阀的工作稳定性较佳。

如图2至图4所示，在本发明任一实施例中，可选的，空调系统1还包括设置于减压模块5与膨胀阀之间的压力检测模块6，压力检测模块6用于检测膨胀阀的入口压力。

通过设置压力检测模块6，可以对膨胀阀的阀前压力进行实时的监控，以根据检测到的阀前压力使减压模块5对液体管道4中冷凝液的流量进行调节，从而使阀前压力一直处于安全压力范围之内。其中，压力检测模块6可以为压力传感器或者简单的压力开关。

如图2所示，在本发明实施例中，可选的，减压模块5包括并联设置的电磁阀502和毛细管501，且减压模块5设置于冷凝器的出口处；空调系统1还包括控制模块7，控制模块7用于当压力检测模块6检测的压力值大于设定压力值时，控制电磁阀502关闭；当压力检测模块6检测的压力值小于设定压力值时，控制电磁阀502开启。

将减压模块5设置为并联的电磁阀502和毛细管501，并使电磁阀502位于冷媒流通的主回路中，毛细管501作为旁路。这样，当压力检测模块6检测到膨胀阀前压力较低时，控制模块7使电磁阀502保持打开状态，空调系统1的液体管道4中的冷媒流经电磁阀502主回路而不流经毛细管501旁路，不进行降压过程。当压力检测模块6检测到膨胀阀前压力高于某一限值时，控制模块7关闭电磁阀502，使液体管道4中的冷媒流经毛细管501旁路进行节流从而降低冷媒压力。此方案具有反馈回路，可以在必要的时候才使用毛细管501降压，从而实现控制模块7对膨胀阀的阀前压力的实时调节，以使膨胀阀的工作较为可靠。

参照图5，在本发明另一个可选的实施例中，空调系统1的控制模块7用于当压力检测模块6检测的压力值大于设定压力值时，控制减压模块5使液体管道中冷凝液的流量减小；当压力检测模块6检测的压力值小于设定压力值时，控制减压模块5使液体管道5中冷凝液的流量增大。

在该实施例中，减压模块5可以为电磁减压阀或电子膨胀阀，以减压模块5为电磁减压阀为例，控制模块7同时与电磁减压阀以及压力检测模块6连接，这样，当压力检测模块6检测到的阀前压力值大于设定的压力值时，控制模块7控制电磁减压阀动作，以使液体管道中冷凝液的流量减小，进而使膨胀阀的阀前压力降低到设定的压力值以下；当压力检测模块6检测的压力值小于设定压力值时，控制减压模块5使液体管道4中冷凝液的流量增大，从而使膨胀阀的阀前压力始终为该设定压力，以使膨胀阀的工作较为稳定。

采用本技术方案的空调系统1，可以灵活的控制膨胀阀的阀前压力，较为简单的解决膨胀阀前器件在正落差应用场景中遇到的承压问题，可以将空调系统的正落差限制从50m提高到100m，甚至更高。

如图2至图4所示，在本发明任一实施例中，减压模块5的设置位置可以有多种，可选的，减压模块5设置于冷凝器的出口处；或减压模块5设置于膨胀阀的入口处。

如图1至图3所示，在1至图3所示的实施例中，减压模块5设置于冷凝器的出口处，即正落差的高处，这样，减压模块5本身不需要承受高度差液柱带来的压力，因此对减压模块5的承压能力要求较低。

而在图4所示的实施例中，减压模块5设置于膨胀阀的入口处，即减压模块5靠近压力检测模块6设置，此时，减压模块5位于该空调系统4正落差的低处。在该方案中，减压模块5放在压力较高处，可以避免减压模块5工作时冷媒在液体管道4中闪发，并且，控制模块7、减压模块5、压力检测模块6都离室内机组3很近，其方便接线与维护。

进一步的，参照图3、图4以及图6，在本发明实施例中，可选的，控制模块7还用于当压力检测模块6检测的压力值为目标压力值，且液体管道4中冷凝液的流量最大时停止工作。

仍以减压模块5为电磁减压阀为例，其中控制模块7对电磁减压阀的控制逻辑流程图可以用图6表示。这样，该空调系统4的压力控制状态的退出的条件可以通过电磁减压阀的开度和当前的膨胀阀的阀前压力共同判断，例如“控制电磁减压阀调节膨胀阀的阀前压力，并设定一目标压力”，这样，当阀前压力大于或者小于该目标压力时，控制模块7启动控制；只有在阀前压力等于该目标压力，且液体管道4中冷凝液的流量最大时，控制模块7才停止控制。这一个步骤可以用PID(Proportion Integration Differentiation，比例积分微分)控制实现，也可以用其它控制方法如双位控制等实现。上述的压力控制退出判断条件，可以有效的避免控制模块7的压力控制状态过早的退出，从而使系统压力较为稳定。

参照图1至图4，在本发明任一实施例中，可选的，室内机组3还包括压缩机(图中未示出)，空调系统1还包括连接冷凝器与压缩机的气体管道8，气体管道8设置有回油弯801。

通过在气体管道8上设置回油弯801，可以有效的改善室内机组3和室外机组2存在较大落差的空调系统1的回油困难的问题，从而有利于提高空调系统1的工作可靠性。

进一步的，在本发明实施例中，还可以在空调系统1的冷凝器与压缩机之间设置油分离器(图中未示出)，冷凝器、油分离器以及压缩机通过气体管道8顺次连接。其中，气体管道8上可同时设置油分离器与回油弯801，也可单独使用油分离器，这样可以进一步提高空调系统的回油能力，从而使空调系统的可靠性得到进一步加强。

如图7所示，基于相同的发明构思，本申请还提供了一种应用于空调系统的压力控制方法，该方法包括：

步骤001：获取压力检测模块检测的压力值；

步骤002：将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较；

步骤003：根据压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制电磁阀关闭；根据压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制电磁阀开启。

采用本技术方案的空调系统的压力控制方法，通过将减压模块设置为并联的电磁阀和毛细管，并使电磁阀位于冷媒流通的主回路中，毛细管作为旁路。这样，先获取压力检测模块检测的压力值，并将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较，当压力检测模块检测到膨胀阀前压力较低时，控制电磁阀保持打开状态，空调系统的液体管道中的冷媒流经电磁阀主回路而不流经毛细管旁路，不进行降压过程。当压力检测模块检测到膨胀阀前压力高于某一限值时，控制电磁阀关闭，使液体管道中的冷媒流经毛细管旁路进行节流从而降低冷媒压力。此方案具有反馈回路，可以在必要的时候才使用毛细管降压，从而实现对膨胀阀的阀前压力的实时调节，以使膨胀阀的工作较为可靠，进而提高空调系统的工作可靠性及安全性。

如图8所示，基于相同的发明构思，本申请还提供了一种应用于空调系统的压力控制方法，该方法包括：

步骤101：获取压力检测模块检测的压力值；

步骤102：将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较；

步骤103：根据压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制减压模块使液体管道中冷凝液的流量减小；根据压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制减压模块使液体管道中冷凝液的流量增大。

采用本技术方案的空调系统的压力控制方法，其中，减压模块可用于调节液体管道中冷凝液的流量，且减压模块可以选为电磁减压阀或电子膨胀阀。这样，可通过先获取压力检测模块检测的压力值，并将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较，当压力检测模块检测到的阀前压力值大于设定的压力值时，控制减压模块动作，以使液体管道中冷凝液的流量减小，进而使膨胀阀的阀前压力降低到设定的压力值以下；当压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制减压模块使液体管道中冷凝液的流量增大，从而使膨胀阀的阀前压力始终为该设定压力，以使膨胀阀的工作较为稳定。

在本发明任一实施例中，可选的，所述方法还包括：

将获取的压力检测模块检测的压力值与目标压力值进行比较；

根据压力检测模块检测的压力值为目标压力值，且液体管道中冷凝液的流量最大时，退出控制。

这样，该空调系统的压力控制状态的退出的条件可以通过电磁减压阀的开度和当前的膨胀阀的阀前压力共同判断，可以有效的避免控制模块的压力控制状态过早的退出，从而使系统压力较为稳定。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：沿从高到低的方向依次设置的室外机组和室内机组，所述室外机组包括冷凝器，所述室内机组包括膨胀阀，所述空调系统还包括设置于所述冷凝器与所述膨胀阀之间的减压模块，其中：所述冷凝器、所述减压模块以及所述膨胀阀通过液体管道顺次连接，所述减压模块用于调节所述液体管道中冷凝液的流量。

2.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述减压模块为毛细管，所述毛细管设置于所述冷凝器的出口处。

3.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括设置于所述减压模块与所述膨胀阀之间的压力检测模块，所述压力检测模块用于检测所述膨胀阀的入口压力。

4.如权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述减压模块包括并联设置的电磁阀和毛细管；所述空调系统还包括控制模块，所述控制模块用于当所述压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制所述电磁阀关闭；当所述压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制所述电磁阀开启。

5.如权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括控制模块，所述控制模块用于当所述压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制所述减压模块使所述液体管道中冷凝液的流量减小；当所述压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制所述减压模块使所述液体管道中冷凝液的流量增大。

6.如权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述控制模块还用于当所述压力检测模块检测的压力值为目标压力值，且所述液体管道中冷凝液的流量最大时停止工作。

7.如权利要求4或5所述的空调系统，其特征在于，所述减压模块设置于所述冷凝器的出口处；或所述减压模块设置于所述膨胀阀的入口处。

8.如权利要求7所述的空调系统，其特征在于，所述减压模块为电磁减压阀或电子膨胀阀。

9.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述室内机组还包括压缩机，所述空调系统还包括连接所述冷凝器与所述压缩机的气体管道，所述气体管道设置有回油弯。

10.如权利要求9所述的空调系统，其特征在于，还包括设置于所述冷凝器与所述压缩机之间的油分离器，所述冷凝器、所述油分离器以及所述压缩机通过所述气体管道顺次连接。

11.一种应用于如权利要求4所述的空调系统的压力控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取压力检测模块检测的压力值；

将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较；

根据压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制电磁阀关闭；根据压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制电磁阀开启。

12.一种应用于如权利要求5所述的空调系统的压力控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取压力检测模块检测的压力值；

将获取的压力检测模块检测的压力值与设定压力值进行比较；

根据压力检测模块检测的压力值大于设定压力值时，控制减压模块使液体管道中冷凝液的流量减小；根据压力检测模块检测的压力值小于设定压力值时，控制减压模块使液体管道中冷凝液的流量增大。

13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

将获取的压力检测模块检测的压力值与目标压力值进行比较；

根据压力检测模块检测的压力值为目标压力值，且液体管道中冷凝液的流量最大时，退出控制。

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