CN113154566A - 氟泵空调控制方法、装置、设备和系统 - Google Patents

氟泵空调控制方法、装置、设备和系统 Download PDF

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CN113154566A CN202110468674.4A CN202110468674A CN113154566A CN 113154566 A CN113154566 A CN 113154566A CN 202110468674 A CN202110468674 A CN 202110468674A CN 113154566 A CN113154566 A CN 113154566A
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董岩
温晓军
张健
杜丽娜
隋翀
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Abstract

本申请公开了一种氟泵空调控制方法、装置、设备和系统。一种氟泵空调控制方法，包括：中央控制器接收户外温度；根据户外温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。本申请在常规压缩机制冷模式的基础上增加了氟泵制冷模式，在室外温度较低时，开启高能效比的压缩机+氟泵混合运行模式或者氟泵制冷模式，实现系统节能。

Description

氟泵空调控制方法、装置、设备和系统
技术领域
本申请涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种氟泵空调控制方法、装置、设备和系统。
背景技术
近年来，随着数据中心机房的快速发展，数据中心的高耗能表现得十分突出，其耗电量已超过全社会用电量的1.5％，其中制冷系统能耗占数据中心总能耗的38％。传统的数据中心的制冷模式耗能比较高。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种氟泵空调控制方法、装置、设备和系统，以解决上述问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种氟泵空调控制方法，包括：
中央控制器接收户外温度；
根据户外温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
在一种实施方式中，中央控制器根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入压缩机制冷模式，包括：
如果户外温度大于预定的第一温度阈值，控制压缩机制冷模式启动；
控制第一单向阀关闭，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器；控制第二单向阀开启，控制氟泵关闭；制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。
在一种实施方式中，中央控制器根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入氟泵制冷模式，包括：
如果户外温度小于预定的第二温度阈值，则所述中央控制器控制第一单向阀开启，第二单向阀关闭，压缩机停止工作，氟泵开启。
在一种实施方式中，中央控制器根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入混合制冷模式，包括：
当室外温度小于预定的第一温度阈值时，启动压缩机和氟泵，共同实现对室内空气的冷却降温。
为了实现上述目的，根据本申请的第二方面，提供了一种氟泵空调控制方法装置，应用于中央控制器，该装置包括：
接收模块，用于接收户外温度；
处理模块，用于根据户外温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
在一种实施方式中，处理模块还用于，如果户外温度大于预定的第一温度阈值，控制压缩机制冷模式启动；
控制第一单向阀关闭，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器；控制第二单向阀开启，控制氟泵关闭；制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。
在一种实施方式中，处理模块还用于，如果户外温度小于预定的第二温度阈值，则所述中央控制器控制第一单向阀开启，第二单向阀关闭，压缩机停止工作，氟泵开启。
在一种实施方式中，处理模块还用于，当室外温度小于预定的第一温度阈值时，启动压缩机和氟泵，共同实现对室内空气的冷却降温。
根据本申请的第三方面，提供了一种氟泵空调控制设备，应用于包括：至少一个处理器和至少一个存储器；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如上述任一项所述的方法。
根据本申请的第四方面，一种氟泵空调控制系统，包括：中央控制器，分别与所述中央控制器连接的户外温度传感器、户内温度传感器；第一单向阀、第二单向阀、压缩机、氟泵；
所述压缩机的输出端分别连接冷凝器的第一端和所述第一单向阀的输入端；
所述压缩机的输入端分别连接所述第一单向阀的输出端和蒸发器的第一端；
所述冷凝器的第二端连接贮液器的第一端；
所述贮液器的第二端分别连接所述第二单向阀的输出端和氟泵的输入端；
所述氟泵的输出端分别连接了所述第二单向阀的输入端和蒸发器的第二端；
中央控制器用于，接收户外温度传感器、户内温度传感器发送的温度；
根据户外温度和户内温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
在一种实施方式中，中央控制器还用于，如果户外温度大于第一温度阈值，控制压缩机制冷模式启动；控制第一单向阀关闭，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器；控制第二单向阀开启，控制氟泵关闭；制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。
在一种实施方式中，中央控制器还用于，如果户外温度小于预定的第二温度阈值，则所述中央控制器控制第一单向阀开启，第二单向阀关闭，压缩机停止工作，氟泵开启。
在一种实施方式中，中央控制器根据户外温度和户内温度确定氟泵空调控制系统进入混合制冷模式，包括：
当室外温度小于预定的第一温度值时，启动压缩机和氟泵，共同实现对室内空气的冷却降温。
本发明的氟泵空调控制方法，在常规压缩机制冷模式的基础上增加了氟泵制冷模式，在室外温度较低时，开启高能效比的压缩机加氟泵混合运行模式或者氟泵制冷模式，实现系统节能。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种氟泵空调控制方法的流程图；
图2是根据本申请实施例的一种氟泵空调控制原理示意图；
图3是根据本申请实施例的一种氟泵空调控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请提出了一种氟泵空调控制方法，参见附图1所示的一种氟泵空调控制方法的流程图；方法包括：
步骤S102，中央控制器接收户外温度；
步骤S104，根据户外温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
本发明的氟泵空调控制方法，在压缩机制冷模式的基础上，提出了氟泵制冷模式或者混合制冷模式，有效降低了传统制冷方法的能耗。
在一种实施方式中，中央控制器根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入压缩机制冷模式，包括：
如果户外温度高于预定的第一温度阈值，控制压缩机制冷模式启动；
控制第一单向阀关闭，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器；控制第二单向阀开启，控制氟泵关闭；制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。
在一种实施方式中，中央控制器根据户外温度和户内温度确定氟泵空调控制系统进入氟泵制冷模式，包括：
如果户外温度小于预定的第二温度阈值，则所述中央控制器控制第一单向阀开启，第二单向阀关闭，压缩机停止工作，氟泵开启。
在一种实施方式中，中央控制器根据户外温度和户内温度确定氟泵空调控制系统进入混合制冷模式，包括：
当室外温度降低至预定的第一温度值时，启动压缩机和氟泵，共同实现对室内空气的冷却降温。
示例性的，第一温度阈值大于第二温度阈值，相差的温度在十几度的范围。上述的第一温度阈值可以设置在20度-30度的范围内，上述的第二温度阈值可以设置在10-20度的范围内。具体的温度阈值可以根据当地的实际情况灵活进行设定，本申请不做限定。参见附图2所示的本申请提出的一种氟泵控制原理图，如图所示单向阀1与压缩机并联，单向阀2与氟泵并联。
当采用压缩机制冷模式时，单向阀1关闭。单向阀2导通，氟泵不工作。
当采用氟泵制冷模式时，单向阀2关闭，单向阀1导通，压缩机不工资。
当采用混合制冷模式时，单向阀1和单向阀2都关闭。
下面详细介绍三种模式的切换过程：
机械压缩制冷模式：纯机械制冷，室外环境温度高于预定的第一温度阈值，此时单向阀1关闭，单向阀2开启，压缩机系统正常运行，氟泵系统停止工作，依靠机械制冷完成室内空气的冷却降温；
具体的，通过实时检测室内环境温度和室外环境温度变化，并根据各种模式的设定温度进行智能选择运行模式。当室外环境温度高于室内环境温度时，机械压缩制冷模式开启，控制系统关闭单向阀1，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器中，开启单向阀2，同时控制氟泵关闭，制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。
压缩机+氟泵混合制冷模式：机械制冷+自然冷却，当室外温度小于预定的第一温度阈值时，混合模式启动，单向阀1、2均关闭，压缩机系统与氟泵系统同时工作，共同实现对室内空气的冷却降温；
具体的，当室外温度降低至预定的混合模式开启点时，混合模式启动，控制系统关闭单向阀1、2，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器中，同时控制氟泵开启，氟泵将液态制冷剂升压，制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。在该系统内，压缩机与氟泵同时运行，一方面可以持续降低冷凝温度至最低点25℃左右，另一方面通过氟泵增压辅助压缩机提高液体压力，有助于提高蒸发温度(压力)，保证空调高显热比。
混合模式的原理为，混合模式下，压缩机系统与氟泵系统同时工作，消除了过渡季节单一压缩机模式下，冷凝温度和冷凝压力不能持续降低的问题，可使冷凝温度降低至最低25℃左右，通过降低机组冷凝压力和冷凝温度，减少了压缩机功耗，提高制冷量，增大了机组的能效比；另一方面，通过氟泵提高液体压力，增加液体过冷度，在消除气体闪发的同时，也增大了膨胀阀供液动力，有助于增强冷媒流量，提高蒸发温度和蒸发压力，提高制冷能力，实现机组高能效比运行。
氟泵节能制冷模式：自然冷却，当室外温度小于预定的第二温度阈值时，氟泵节能模式启动，单向阀1开启，单向阀2关闭，压缩机系统停止工作，只开启氟泵系统，依靠氟泵节能系统完成室内空气的冷却降温。
具体的，当室外温度降低至预定的氟泵开启点时，氟泵节能模式启动，控制系统开启单向阀1，关闭压缩机，关闭单向阀2，液体制冷剂经氟泵被强制泵入蒸发器内，室内热空气放热给蒸发器内循环的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热气化，带气泡的制冷剂液体循环到冷凝器内，再将其携带的热量释放到室外大气中，制冷剂放热后变为过冷液体。在该系统内，氟泵强制循环制冷剂液体，使其流过蒸发器、冷凝器内的流速增加，提高换热效率。另一方面，蒸发器和冷凝器安装的相对位置和距离不受限制，安装方便、灵活。氟泵模式下，仅有氟泵系统工作，氟泵功率相较于压缩机功率更小，仅约为压缩机功耗的1％—4％，具有显著的节能效果。
根据本申请的第二方面，提供了一种氟泵空调控制装置，应用于中央控制器,该装置包括：
接收模块，用于接收户外温度；
处理模块，用于根据户外温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
在一种实施方式中，处理模块还用于，如果户外温度大于预定的第一温度阈值，，控制压缩机制冷模式启动；
控制第一单向阀关闭，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器；控制第二单向阀开启，控制氟泵关闭；制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。
在一种实施方式中，处理模块还用于，如果户外温度小于预定的第二温度阈值，则所述中央控制器控制第一单向阀开启，第二单向阀关闭，压缩机停止工作，氟泵开启。
在一种实施方式中，处理模块还用于，当室外温度小于预定的第一温度值时，启动压缩机和氟泵，共同实现对室内空气的冷却降温。
本申请还提供了一种氟泵空调控制设备，应用于包括：至少一个处理器和至少一个存储器；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如上述任一项所述的方法。
本申请提出了一种氟泵空调控制系统，参见附图3，包括：中央控制器31，分别与所述中央控制器31连接的户外温度传感器32、户内温度传感器33；第一单向阀34、第二单向阀35、压缩机36、氟泵37；
所述压缩机36的输出端分别连接冷凝器的第一端和所述第一单向阀的输入端；
所述压缩机36的输入端分别连接所述第一单向阀34的输出端和蒸发器的第一端；
所述冷凝器的第二端连接贮液器的第一端；
所述贮液器的第二端分别连接所述第二单向阀35的输出端和氟泵的输入端；
所述氟泵的输出端分别连接了所述第二单向阀35的输入端和蒸发器的第二端；
中央控制器1用于，接收户外温度传感器32、户内温度传感器33发送的温度；
根据户外温度和户内温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
在一种实施方式中，中央控制器31还用于，如果户外温度高于预定的第一温度阈值，控制压缩机制冷模式启动；控制第一单向阀34关闭，启动压缩机36，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器；控制第二单向阀35开启，控制氟泵37关闭；制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机36，完成制冷循环回路。
在一种实施方式中，中央控制器31还用于，如果户外温度小于预定的第二温度阈值，则所述中央控制器31控制第一单向阀34开启，第二单向阀35关闭，压缩机停止工作，氟泵37开启。
在一种实施方式中，中央控制器31根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入混合制冷模式，包括：当室外温度小于预定的第一温度值时，启动压缩机36和氟泵37，共同实现对室内空气的冷却降温。
可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。
其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。
易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，简称DRRAM)。
本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氟泵空调控制方法，其特征在于，所述方法包括：
中央控制器接收户外温度；
根据户外温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
2.如权利要求1所述的氟泵空调控制方法，其特征在于，中央控制器根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入压缩机制冷模式，包括：
如果户外温度大于预定的第一温度阈值，控制压缩机制冷模式启动；
控制第一单向阀关闭，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器；控制第二单向阀开启，控制氟泵关闭；制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。
3.如权利要求1所述的氟泵空调控制方法，其特征在于，中央控制器根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入氟泵制冷模式，包括：
如果户外温度小于预定的第二温度阈值，则所述中央控制器控制第一单向阀开启，第二单向阀关闭，压缩机停止工作，氟泵开启。
4.如权利要求1所述的氟泵空调控制方法，其特征在于，中央控制器根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入混合制冷模式，包括：
当室外温度小于预定的第一温度阈值时，启动压缩机和氟泵，共同实现对室内空气的冷却降温。
5.一种氟泵空调控制装置，其特征在于，应用于中央控制器，包括：
接收模块，用于接收户外温度；
处理模块，用于根据户外温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
6.一种氟泵空调控制设备，其特征在于，应用于包括：至少一个处理器和至少一个存储器；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
7.一种氟泵空调控制系统，其特征在于，包括：
中央控制器，分别与所述中央控制器连接的户外温度传感器、户内温度传感器；第一单向阀、第二单向阀、压缩机、氟泵；
所述压缩机的输出端分别连接冷凝器的第一端和所述第一单向阀的输入端；
所述压缩机的输入端分别连接所述第一单向阀的输出端和蒸发器的第一端；
所述冷凝器的第二端连接贮液器的第一端；
所述贮液器的第二端分别连接所述第二单向阀的输出端和氟泵的输入端；
所述氟泵的输出端分别连接了所述第二单向阀的输入端和蒸发器的第二端；
中央控制器用于，接收户外温度传感器、户内温度传感器发送的温度；
根据户外温度和户内温度确定氟泵空调控制系统的工作模式；
所述工作模式包括压缩机制冷模式、氟泵制冷模式或者混合制冷模式。
8.如权利要求7所述的氟泵空调控制系统，其特征在于，中央控制器还用于，如果户外温度大于预定的第一温度阈值，控制压缩机制冷模式启动；控制第一单向阀关闭，启动压缩机，将低温低压制冷剂压缩成高温高压状态，并送入冷凝器内，高温高压蒸汽经冷凝后进入贮液器；控制第二单向阀开启，控制氟泵关闭；制冷剂经过节流阀后进入蒸发器内与室内热空气换热，降温后回到压缩机，完成制冷循环回路。
9.如权利要求7所述的氟泵空调控制系统，其特征在于，中央控制器还用于，如果户外温度小于预定的第二温度阈值，则所述中央控制器控制第一单向阀开启，第二单向阀关闭，压缩机停止工作，氟泵开启。
10.如权利要求7所述的氟泵空调控制系统，其特征在于，中央控制器根据户外温度确定氟泵空调控制系统进入混合制冷模式，包括：
当室外温度小于预定的第一温度阈值时，启动压缩机和氟泵，共同实现对室内空气的冷却降温。
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