CN114576744A - 空调系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调系统及控制方法，该空调系统包括氟泵、压缩机、第一蒸发器、第二蒸发器、室外蒸发冷却系统，室外蒸发冷却系统包括蒸发冷却装置、换热器和冷凝器，换热器采用蒸发冷却装置产生的冷水进行换热，氟泵通过管路依次与第一蒸发器、换热器连接构成第一循环回路，冷凝器采用蒸发冷却装置产生的冷风进行冷却，压缩机通过管路依次与冷凝器、节流装置和第二蒸发器连接构成第二循环回路，通过利用蒸发冷却装置产生的冷风和冷水进行换热，降低了压缩机回路的冷凝温度，从而降低压缩机功率，同时由于水冷换热器的小传热温差，提高了氟泵完全自然冷却对应的室外温度，进一步降低了压缩机系统和空调整机系统的功耗，实现节能。

Description

空调系统及控制方法

技术领域

本发明涉及基础设施技术领域，尤其涉及一种空调系统及控制方法。

背景技术

随着5G快速发展，边缘业务下沉及对应的边缘数据中心将会大量显现。近几年边缘业务主要下沉至汇聚机房，面对这种技术背景，研发适用于边缘数据中心/汇聚机房建设场景和需求的空调硬件产品成为目前亟待解决的问题。

然而当前并联式氟泵系统存在以下问题：

(1)压缩制冷系统和氟泵制冷系统均仅利用了一半的蒸发器和冷凝器的换热面积，室内和室外都有一半的换热面积被浪费，空间和换热器利用率低；

(2)室外侧的喷淋式蒸发冷凝器只利用了水蒸发过程中产生的冷风冷源，同时由于风冷式冷凝器内部的制冷剂和外侧的空气之间存在较大的换热温差，一般在10℃左右，因此虽然外侧空气温度降低了，但冷凝器内部制冷剂的冷凝温度仍较高，节能量有限。

基于现有技术的以上两点问题，使现有技术系统架构未能发挥最优的节能效果。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种空调系统及控制方法。

第一方面，本发明提供一种空调系统，包括：

氟泵、压缩机、第一蒸发器、第二蒸发器、室外蒸发冷却系统，所述室外蒸发冷却系统包括蒸发冷却装置、换热器和冷凝器；

所述换热器采用所述蒸发冷却装置产生的冷水进行换热，所述氟泵通过管路依次与所述第一蒸发器、换热器连接构成第一循环回路；

所述冷凝器采用所述蒸发冷却装置产生的冷风进行冷却，所述压缩机通过管路依次与所述冷凝器、节流装置和第二蒸发器连接构成第二循环回路。

可选地，根据本发明的空调系统，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述第一蒸发器之间还包括第一单向阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第一电磁阀，所述第一单向阀的入口与所述氟泵的出口连接，所述第一单向阀的出口与所述第一蒸发器的入口连接；

所述第一蒸发器与所述第二蒸发器的入口还通过第二电磁阀连接，所述第一蒸发器的出口与所述第二蒸发器的出口还通过第三电磁阀连接。

可选地，根据本发明的空调系统，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述换热器之间还包括第四电磁阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第二单向阀，所述第二单向阀的入口与所述第一蒸发器的出口连接，所述第二单向阀的出口与所述换热器的入口连接；

在所述第二循环回路中，所述压缩机与所述冷凝器之间还包括第三单向阀，所述第三单向阀的入口与所述压缩机的出口连接，所述第三单向阀的出口与所述冷凝器的入口连接；

所述冷凝器的入口还通过第五电磁阀与所述换热器的入口连接，所述冷凝器的出口还通过第六电磁阀与所述换热器的出口连接。

可选地，根据本发明的空调系统，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述换热器之间还包括第七电磁阀，所述氟泵与所述第一蒸发器之间还包括第四单向阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第八电磁阀；所述第四单向阀的入口与所述氟泵的出口连接，所述第四单向阀的出口与所述第一蒸发器的入口连接；

在所述第二循环回路中，所述压缩机与所述冷凝器之间还包括第五单向阀，所述压缩机与所述第二蒸发器之间还包括第九电磁阀；所述第五单向阀的入口与所述压缩机的出口连接，所述第五单向阀的出口与所述冷凝器的入口连接；

所述冷凝器的入口还通过第十电磁阀与所述换热器的入口连接，所述冷凝器的出口还通过第十一电磁阀与所述换热器的出口连接，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器的入口还通过第十二电磁阀连接，所述第一蒸发器的与所述第二蒸发器的出口还通过第十三电磁阀连接。

第二方面，本发明还提供一种第一方面所述空调系统的控制方法，包括：

基于预设规则，确定所述空调系统的工作模式；

所述空调系统的工作模式包括：压缩机模式、预冷模式和氟泵模式；

在所述压缩机模式下，所述压缩机工作，所述氟泵不工作；

在所述预冷模式下，所述压缩机和氟泵均工作；

在所属氟泵模式下，所述氟泵工作，所述压缩机不工作。

可选的，根据本发明的控制方法，所述基于预设规则，确定所述空调系统的工作模式，具体包括：

当所述室内外温差不超过第一阈值时，控制所述空调系统运行压缩机模式；

当所述室内外温差在第一阈值和第二阈值之间时，控制所述空调系统运行预冷模式；

当所述室内外温差不低于第二阈值时，控制所述空调系统运行氟泵模式；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

可选的，根据本发明的控制方法，在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器、蒸发冷却装置工作，所述第一蒸发器、换热器不工作；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作；

在所述氟泵模式下：所述第一蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器不工作。

可选的，根据本发明的控制方法，在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置工作，所述换热器不工作，所述第二电磁阀、第三电磁阀打开，所述第一电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均关闭；

在所述氟泵模式下：所述第一蒸发器、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述冷凝器、节流装置不工作，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均打开。

可选的，根据本发明的控制方法，在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述第一蒸发器不工作，所述第五电磁阀、第六电磁阀打开，所述第四电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀均关闭；

在所述氟泵模式下：所述第二蒸发器、换热器、冷凝器、蒸发冷却装置工作，所述节流装置、第一蒸发器不工作，所述第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀均打开。

可选的，根据本发明的控制方法，在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述第十至第十三电磁阀打开，所述第七电磁阀、第八电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第七至第九电磁阀打开，所述第十至第十三电磁阀关闭；

在所述氟泵模式下：所述第二蒸发器、换热器、冷凝器、蒸发冷却装置工作，所述节流装置、第一蒸发器不工作，所述第七电磁阀、第八电磁阀以及第十至第十三电磁阀打开，所述第九电磁阀关闭。

本发明提供的空调系统及控制方法，通过利用蒸发冷却装置产生的冷风和冷水进行换热，降低了压缩机回路的冷凝温度，从而降低压缩机功率，同时由于水冷换热器的小传热温差，提高了氟泵完全自然冷却对应的室外温度，进一步降低了压缩机系统和空调整机系统的功耗，实现节能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的空调系统的结构示意图之一；

图2是本发明提供的空调系统的结构示意图之二；

图3是本发明提供的空调系统的结构示意图之三；

图4是本发明提供的空调系统的结构示意图之四；

图5是本发明提供的空调系统的控制方法的流程示意图；

图6是本发明提供的空调系统的运行模式调节示意图之一；

图7是本发明提供的空调系统的运行模式调节示意图之二；

图8是本发明提供的空调系统的运行模式调节示意图之三；

图9是本发明提供的空调系统的运行模式调节示意图之四；

附图标记：

1：压缩机蒸发器； 2：氟泵蒸发器； 3：压缩机；

4：室内风机； 5：节流装置； 6：氟泵；

7：换热器； 8：室外水泵； 9：室外风机；

10：冷凝器； 11：蒸发冷却装置； 12：接水盘；

21：电磁阀A； 22：电磁阀B； 23：电磁阀C；

24：单向阀A； 25：电磁阀D； 26：电磁阀E；

27：电磁阀F； 28：单向阀B； 29：单向阀C；

30：电磁阀G； 31：电磁阀H； 32：电磁阀I；

33：电磁阀J； 34：电磁阀K； 35：电磁阀L；

36：电磁阀M； 37：单向阀D； 38：单向阀F。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图9描述本发明的空调系统及控制方法。

图1为本发明提供的一种空调系统的结构示意图之一，如图1所示，该系统包括：

氟泵、压缩机、第一蒸发器、第二蒸发器、室外蒸发冷却系统，所述室外蒸发冷却系统包括蒸发冷却装置、换热器和冷凝器；

所述换热器采用所述蒸发冷却装置产生的冷水进行换热，所述氟泵通过管路依次与所述第一蒸发器、换热器连接构成第一循环回路；

所述冷凝器采用所述蒸发冷却装置产生的冷风进行冷却，所述压缩机通过管路依次与所述冷凝器、节流装置和第二蒸发器连接构成第二循环回路。

具体的，本发明提供的空调系统整体架构由室内换热器系统、压缩机系统、氟泵系统、室外蒸发冷却冷风冷水系统组成，室内换热器系统由两个及以上独立的蒸发器组成，各个蒸发器共用室内风机或单独配置室内风机；压缩机系统由压缩机、节流装置以及电磁阀、干燥过滤器、油分等其他制冷附件组成；氟泵系统由氟泵、储液罐、以及单向阀、电磁阀等制冷附件组成；室外蒸发冷却冷风冷水系统由风冷冷凝器、蒸发冷却装置、换热器组成，蒸发冷却装置可以采用直接蒸发冷却、间接蒸发冷却、单级或多级间接+直接蒸发冷却装置等多种型式，风冷冷凝器采用蒸发冷却装置产生的冷风作为进风气流冷却，与蒸发冷却装置共用室外风机，换热器采用蒸发冷却冷水进行换热，共用蒸发冷却装置的水泵进行冷水循环。该空调系统架构通过室内多个蒸发器、压缩机系统、氟泵系统、室外蒸发冷冷风冷水机组之间的流路进行组合。

如图1所示为本发明提供的空调系统的第一种架构：蒸发冷却+并联氟泵架构。室内换热器系统包括2个蒸发器，共用室内风机，压缩机系统与1个蒸发器、室外风冷冷凝器组成压缩机回路，氟泵系统与1个蒸发器、室外水冷换热器组成氟泵回路，压缩机回路和氟泵回路分别独立运行。所述第一蒸发器为氟泵蒸发器2，所述第二蒸发器为压缩机蒸发器1，所述室外蒸发冷却系统包括蒸发冷却装置11，换热器7和冷凝器10，还包括接水盘12、室外水泵8。接水盘12、室外水泵8、换热器7、蒸发冷却装置11形成水循环回路。所述空调系统还包括室内风机4和室外风机9。由于室外侧可同时利用蒸发冷却产生的冷风和冷水冷源，提高了对蒸发冷却冷量的利用率，同时室外侧配置了水冷散热器，可降低冷水与制冷剂之间的温差，从而可大幅度降低压缩制冷系统和氟泵制冷系统的冷凝温度，水冷换热量水和制冷剂的温差一般为1～2℃，远低于风冷换热器。

本发明提供的空调系统，通过利用蒸发冷却装置产生的冷风和冷水进行换热，降低了压缩机回路的冷凝温度，从而降低压缩机功率，同时由于水冷换热器的小传热温差，提高了氟泵完全自然冷却对应的室外温度，进一步降低了压缩机系统和空调整机系统的功耗，实现节能。

基于上述实施例，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述第一蒸发器之间还包括第一单向阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第一电磁阀，所述第一单向阀的入口与所述氟泵的出口连接，所述第一单向阀的出口与所述第一蒸发器的入口连接；

所述第一蒸发器与所述第二蒸发器的入口还通过第二电磁阀连接，所述第一蒸发器的出口与所述第二蒸发器的出口还通过第三电磁阀连接。

具体的，如图2所示为本发明提供的空调系统的第二种架构：蒸发冷却+共用蒸发器架构：室内换热器系统包括2个蒸发器，压缩机系统与两个蒸发器、室外风冷冷凝器组成压缩机回路，氟泵系统与室内两个蒸发器、室外水冷换热器组成氟泵回路，通过电磁阀A21(即所述第三电磁阀)、电磁阀B22(即所述第一电磁阀)、电磁阀C23(即所述第二电磁阀)、单向阀A24(即所述第一单向阀)切换各个回路的流向，使得压缩机回路和氟泵回路可分别独自运行或同时运行，同时运行时，两个回路分别利用一个蒸发器。

本发明提供的空调系统，通过设置电磁阀和单向阀切换各个回路流向，实现压缩机系统和氟泵系统共用蒸发器，避免了室内换热面积利用率低的问题，可进一步提高蒸发温度和降低冷凝温度，从而降低压缩机功耗，延长氟泵模式运行时间。

基于上述实施例，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述换热器之间还包括第四电磁阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第二单向阀，所述第二单向阀的入口与所述第一蒸发器的出口连接，所述第二单向阀的出口与所述换热器的入口连接；

在所述第二循环回路中，所述压缩机与所述冷凝器之间还包括第三单向阀，所述第三单向阀的入口与所述压缩机的出口连接，所述第三单向阀的出口与所述冷凝器的入口连接；

所述冷凝器的入口还通过第五电磁阀与所述换热器的入口连接，所述冷凝器的出口还通过第六电磁阀与所述换热器的出口连接。

具体的，如图3所示为本发明提供的空调系统的第三种架构：蒸发冷却+共用冷凝器架构。室内换热器系统包括2个蒸发器，压缩机系统与1个蒸发器、室外风冷冷凝器和水冷换热器组成压缩机回路，氟泵系统与室内1个蒸发器、室外水冷换热器和风冷冷凝器组成氟泵回路，通过电磁阀D25(即所述第五电磁阀)、电磁阀E26(即所述第四电磁阀)、电磁阀F27(即所述第六电磁阀)、单向阀B28(即所述第三单向阀)和单向阀C29(即所述第二单向阀)切换各个回路的流向，使得压缩机回路和氟泵回路可分别独自运行和同时运行，同时运行时，两个回路分别利用风冷冷凝器或水冷换热器。

本发明提供的空调系统，通过设置电磁阀和单向阀切换各个回路流向，实现了压缩机系统和氟泵系统共用冷凝器，避免了室外换热面积利用率低的问题，可进一步提高蒸发温度和降低冷凝温度，从而降低压缩机功耗，延长氟泵模式运行时间。

基于上述实施例，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述换热器之间还包括第七电磁阀，所述氟泵与所述第一蒸发器之间还包括第四单向阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第八电磁阀；所述第四单向阀的入口与所述氟泵的出口连接，所述第四单向阀的出口与所述第一蒸发器的入口连接；

在所述第二循环回路中，所述压缩机与所述冷凝器之间还包括第五单向阀，所述压缩机与所述第二蒸发器之间还包括第九电磁阀；所述第五单向阀的入口与所述压缩机的出口连接，所述第五单向阀的出口与所述冷凝器的入口连接；

所述冷凝器的入口还通过第十电磁阀与所述换热器的入口连接，所述冷凝器的出口还通过第十一电磁阀与所述换热器的出口连接，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器的入口还通过第十二电磁阀连接，所述第一蒸发器的与所述第二蒸发器的出口还通过第十三电磁阀连接。

具体的，如图4所示为本发明提供的空调系统的第三种架构：蒸发冷却+共用蒸发器冷凝器架构。室内换热器系统包括2个蒸发器，压缩机系统与2个蒸发器、室外风冷冷凝器和水冷换热器组成压缩机回路，氟泵系统与室内2个蒸发器、室外水冷换热器和风冷冷凝器组成氟泵回路，通过电磁阀G30(即所述第九电磁阀)、电磁阀H31(即所述第十二电磁阀)、电磁阀I32(即所述第十电磁阀)、电磁阀J33(即所述第八电磁阀)、电磁阀K34(即所述第十一电磁阀)、电磁阀L35(即所述第七电磁阀)、电磁阀M36(即所述第十三电磁阀)、单向阀D37(即所述第四单向阀)和单向阀F38(即所述第五单向阀)切换各个回路的流向，使得压缩机回路和氟泵回路可分别独自运行和同时运行，同时运行时，两个回路分别利用1个蒸发器，分别利用风冷冷凝器或水冷换热器。

本发明提供的空调系统，通过设置电磁阀和单向阀切换各个回路流向，实现了共用蒸发器和冷凝器，提高了蒸发侧和冷凝侧的换热面积，降低了换热温差，压缩机运行时提高了蒸发温度、降低了冷凝温度，压缩机能效比提高，整机耗电量减少，氟泵运行时，提高了氟泵运行对应的室外温度，延长了全年氟泵运行的时间，降低了制冷系统耗电量，实现了更大程度的节能。

可以理解的是，在发明提供的空调系统的架构的基础上进行类似在氟泵入口增加储液罐，为降低流动阻力旁通换热器、在系统中增加电子膨胀阀、干燥过滤器、视液镜、油分、气液分离器，改变电子膨胀阀的位置用于调节氟泵流量、室外侧的蒸发冷却冷风冷水机组采用各种不同类型填料等等局部优化的改进措施也在本发明的保护范围内。

基于上述任一实施例，图5为本发明提供的空调系统的控制方法的流程示意图，如图5所示，该方法包括：

步骤510，基于预设规则，确定所述空调系统的工作模式；

所述空调系统的工作模式包括：压缩机模式、预冷模式和氟泵模式；

在所述压缩机模式下，所述压缩机工作，所述氟泵不工作；

在所述预冷模式下，所述压缩机和氟泵均工作；

在所属氟泵模式下，所述氟泵工作，所述压缩机不工作。

具体的，所述预设规则可以是根据室外温度、室内温度、室内外温差、空调系统各组成部分的功率或功耗等因素中的一种或多种制定的工作模式确定规则。下面以将室内外温差作为依据确定空调系统的工作模式的情形对本发明的空调系统控制方法进行介绍，各模式使用场景如下：

压缩机模式：室外温度较高、室内外温差较小时，氟泵制冷系统无法制冷，运行压缩制冷系统为室内制冷；预冷模式：处于过度季节时，氟泵制冷系统也可制冷，但其制冷量不足，独自运行难以满足室内制冷量的需求，此时压缩式制冷系统和氟泵制冷系统同时运行。此时由于氟泵制冷系统对室内空气进行了预冷，分担了一部分制冷量，压缩制冷系统的制冷量减少，其功耗也会有较大幅度的下降；氟泵模式：室外温度较低、室内外温差较大时，氟泵制冷系统可承担室内全部制冷量需求，此时就可仅开启氟泵制冷系统，关闭压缩机制冷系统由于氟泵的功率降低，而压缩机的功率很高，关闭压缩制冷系统后可大幅度降低功耗。出于方便理解的考虑，本发明后续实施例中的空调系统控制方法均沿用将室内外温差作为依据确定空调系统的工作模式的情形进行介绍，在后续内容中将不再对此进行赘述。

本发明提供的方法，通过基于预设规则，确定所述空调系统的工作模式，能够尽可能降低空调系统功耗，更大程度地实现系统节能。

基于上述实施例，所述基于预设规则，确定所述空调系统的工作模式，具体包括：

当所述室内外温差不超过第一阈值时，控制所述空调系统运行压缩机模式；

当所述室内外温差在第一阈值和第二阈值之间时，控制所述空调系统运行预冷模式；

当所述室内外温差不低于第二阈值时，控制所述空调系统运行氟泵模式；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

具体的，设置室内外温差第一阈值和第二阈值，根据室内外温差的实际值判断其所属温差区间，并基于所述判断结果，进行运行模式的切换控制。

本发明提供的方法，通过设置室内外温差阈值，能够准确进行空调系统运行模式的切换，能够进一步降低空调系统功耗，更大程度地实现系统节能。

基于上述实施例，在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器、蒸发冷却装置工作，所述第一蒸发器、换热器不工作；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作；

在所述氟泵模式下：所述第一蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器不工作。

具体的，如图6所示为本发明提供的空调系统的运行模式调节示意图之一，其与采用蒸发冷却冷水冷风机组+并联式氟泵系统架构的空调系统相对应。如图6所示，室外温度较高、室内外温差较小时，运行压缩机模式：此时压缩机3运行，制冷剂从压缩机3排出，流入到冷凝器10中，再经过节流装置5流入到压缩机蒸发器1中，室内风机4运行，在压缩机蒸发器1内与空气换热制冷后流回压缩机3，完成制冷剂循环；室外风机9运行，室外水泵8运行，将接水盘12中的水加压打入蒸发冷却装置11中，喷淋水与室外空气完成蒸发冷却，被冷却的水落入接水盘12中，完成水循环；被冷却的室外空气在冷凝器10中与制冷剂换热后，被室外风机9排出；氟泵6不运行，氟泵蒸发器2内无制冷剂流过。该模式下，压缩机系统的冷凝器10可利用经过蒸发冷却的冷风，降低了冷凝温度和压缩机功耗，在室外高温时刻避免冷凝温度过高，制冷量衰减过大或压缩机高压保护停机，有噪声要求时，也可降低室外风机转速，从而降低室外风机噪声。

过渡季节时，运行预冷模式：该模式下，压缩机系统的制冷剂循环同压缩机模式，不同的是氟泵6也开启运行，制冷剂从氟泵流出，进入氟泵蒸发器2内与室内空气换热制冷之后，进入换热器7被室外水泵8泵入的冷水冷却后进入氟泵6，完成氟泵制冷剂循环。

室外温度较低、室内外温差较大时，运行氟泵模式：该模式下，压缩机3、节流装置5均处于关闭状态，压缩机蒸发器1和冷凝器10中无制冷剂流过；氟泵制冷剂循环与预冷模式相同：制冷剂从氟泵流出，进入氟泵蒸发器2内与室内空气换热制冷之后，进入换热器7被室外水泵8泵入的冷水冷却后进入氟泵6，完成氟泵制冷剂循环；室外风机9开启用于驱动室外空气流动。

本发明提供的方法，通过完全利用蒸发冷却冷风和蒸发冷却冷水的冷量，在进行室内预冷的同时，也降低了压缩机系统的冷凝温度，同时由于水冷换热器的小传热温差，提高了氟泵完全自然冷对应的室外温度，延长了氟泵运行时间，降低了压缩机系统和空调整机系统的功耗，实现节能。

基于上述实施例，在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置工作，所述换热器不工作，所述第二电磁阀、第三电磁阀打开，所述第一电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均关闭；

在所述氟泵模式下：所述第一蒸发器、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述冷凝器、节流装置不工作，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均打开。

具体的，如图7所示为本发明提供的空调系统的运行模式调节示意图之二，其与采用蒸发冷却冷水冷风机组+共用蒸发器架构的空调系统相对应。如图7所示，室外温度较高、室内外温差较小时，运行压缩机模式：此时压缩机3运行，制冷剂从压缩机3排出，流入到冷凝器10中，再经过节流装置5后分为两路，一路流入到压缩机蒸发器1中，另一路经过电磁阀C23进入氟泵蒸发器2、经过打开的电磁阀A21与流经压缩机蒸发器1的制冷剂汇合；室内风机4运行，在压缩机蒸发器1和氟泵蒸发器2内与空气换热制冷后流回压缩机3，完成制冷剂循环；室外风机9运行，室外水泵8运行，将接水盘12中的水加压打入蒸发冷却装置11中，喷淋水与室外空气完成蒸发冷却，被冷却的水落入接水盘12中，完成水循环；被冷却的室外空气在冷凝器10中与制冷剂换热后，被室外风机9排出；氟泵6不运行，电磁阀B22处于关闭状态。在具有实施方案一的优点的基础上，压缩机系统的蒸发器的换热面积增大，蒸发温度升高，进一步降低了功耗。

过渡季节时，运行预冷模式：

(1)压缩机系统：此时压缩机3运行，制冷剂从压缩机3排出，流入到冷凝器10中，再经过节流装置5，电磁阀C23关闭，制冷剂流入到压缩机蒸发器1中，制冷后流回压缩机。冷凝器10与经过蒸发冷却的冷风换热。

(2)氟泵系统：制冷剂从氟泵出来后，经过单向阀A24，电磁阀C23关闭，制冷剂进入氟泵蒸发器2，电磁阀A21关闭，制冷剂流经电磁阀B22,后进入换热器7，与蒸发冷却冷水换热后流回氟泵。压缩机系统和氟泵系统此时为并联系统，氟泵蒸发器2对室内回风预冷，降低了压缩机系统的制冷量。

(3)室外风机9、室外水泵8运行，室外空气与蒸发冷却装置11的喷淋水进行蒸发了冷却后，再与冷凝器10换热后排出。

室外温度较低、室内外温差较大时，运行氟泵模式：该模式下，压缩机3、节流装置5均处于关闭状态，制冷剂从氟泵输出经过单向阀A24后分为两路：一路经过打开的电磁阀C23进入压缩机蒸发器1、打开的电磁阀A21到氟泵蒸发器2的出口；另一路流经氟泵蒸发器2后与第一路制冷剂汇合后在换热器7内与蒸发冷却冷水换热。

本发明提供的方法，通过电磁阀和单向阀切换各个回路流向，实现压缩机系统和氟泵系统共用蒸发器，避免了室内换热面积利用率低的问题，可进一步提高蒸发温度和降低冷凝温度，从而降低压缩机功耗，延长氟泵模式运行时间。

基于上述实施例，在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述第一蒸发器不工作，所述第五电磁阀、第六电磁阀打开，所述第四电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀均关闭；

在所述氟泵模式下：所述第二蒸发器、换热器、冷凝器、蒸发冷却装置工作，所述节流装置、第一蒸发器不工作，所述第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀均打开。

具体的，如图8所示为本发明提供的空调系统的运行模式调节示意图之三，其与采用蒸发冷却冷风冷水机组+共用冷凝器架构的空调系统相对应。如图8所示，压缩机模式：此时压缩机3运行，制冷剂从压缩机3排出，经过单向阀B28分两路，一路流入到冷凝器10中，另一路经过电磁阀D25进入换热器7中与蒸发冷却冷水换热后再经过电磁阀F27与冷凝器10流出的制冷剂汇合后，再经过节流装置5流入到压缩机蒸发器1中；室内风机4运行，在压缩机蒸发器1与空气换热制冷后流回压缩机3，完成制冷剂循环；室外风机9运行，室外水泵8运行，将接水盘12中的水加压打入蒸发冷却装置11中，喷淋水与室外空气完成蒸发冷却，被冷却的水落入接水盘12中，完成水循环；被冷却的室外空气在冷凝器10中与制冷剂换热后，被室外风机9排出；氟泵6不运行，电磁阀B22处于关闭状态。在具有实施方案一的优点的基础上，压缩机系统的冷凝器的换热面积增大，蒸发温度升高，进一步降低了功耗。

过渡季节时，运行预冷模式：

(1)压缩机系统：此时压缩机3运行，制冷剂从压缩机3排出，经过单向阀B28流入到冷凝器10中，电磁阀D25、电磁阀F27关闭，制冷剂经过节流装置5流入到压缩机蒸发器1中，制冷后流回压缩机。冷凝器10与经过蒸发冷却的冷风换热。

(2)氟泵系统：制冷剂从氟泵出来后进入氟泵蒸发器2，经过单向阀C29，电磁阀D25关闭，进入换热器7，与蒸发冷却冷水换热后经过电磁阀E26流回氟泵。压缩机系统和氟泵系统此时为并联系统，氟泵蒸发器2对室内回风预冷，降低了压缩机系统的制冷量。

(3)室外风机9、室外水泵8运行，室外空气与蒸发冷却装置11的喷淋水进行蒸发了冷却后，再与冷凝器10换热后排出。

室外温度较低、室内外温差较大时，运行氟泵模式：该模式下，压缩机3、节流装置5均处于关闭状态，氟泵系统制冷剂从氟泵输出后进入氟泵蒸发器2，经过单向阀C29后分为两路：一路经过打开的电磁阀D25进入冷凝器10、电磁阀F27与另一路在换热器7内与蒸发冷却冷水换热后的制冷剂混合后，经过电磁阀E26回到氟泵；室外风机9、室外水泵8运行。当室外温度低于0℃时，可关闭室外水泵8，不再进行喷淋，仅通过冷凝器10换热，避免结冰。

本发明提供的方法，通过电磁阀和单向阀切换各个回路流向，实现了压缩机系统和氟泵系统共用冷凝器，避免了室外换热面积利用率低和室外结冰的问题，可进一步提高蒸发温度和降低冷凝温度，从而降低压缩机功耗，延长氟泵模式运行时间。

基于上述实施例，在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述第十至第十三电磁阀打开，所述第七电磁阀、第八电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第七至第九电磁阀打开，所述第十至第十三电磁阀关闭；

在所述氟泵模式下：所述第二蒸发器、换热器、冷凝器、蒸发冷却装置工作，所述节流装置、第一蒸发器不工作，所述第七电磁阀、第八电磁阀以及第十至第十三电磁阀打开，所述第九电磁阀关闭。

具体的，如图9所示为本发明提供的空调系统的运行模式调节示意图之四，其与采用蒸发冷却冷风冷水机组+共用冷凝器蒸发器架构的空调系统相对应。如图9所示，压缩机模式：此时压缩机3运行，制冷剂从压缩机3排出，经过单向阀F38分两路，一路流入到冷凝器10中，另一路经过电磁阀I32(电磁阀J33关闭)进入换热器7中与蒸发冷却冷水换热后再经过电磁阀K34(电磁阀L35关闭)与冷凝器10流出的制冷剂汇合后，再经过节流装置5后又分成两路，一路流入到压缩机蒸发器1中，另一路经过电磁阀M36流入氟泵蒸发器2中后经过电磁阀H31与前一路制冷剂汇合后经过电磁阀G30回到压缩机；室内风机4运行，制冷剂在压缩机蒸发器1和氟泵蒸发器与空气换热制冷；室外风机9运行，室外水泵8运行，将接水盘12中的水加压打入蒸发冷却装置11中，喷淋水与室外空气完成蒸发冷却，被冷却的水落入接水盘12中，完成水循环；被冷却的室外空气在冷凝器10中与制冷剂换热后，被室外风机9排出；氟泵6不运行。

过渡季节时，运行预冷模式：

(1)压缩机系统：此时压缩机3运行，制冷剂从压缩机3排出，经过单向阀F38(电磁阀I32关闭)流入到冷凝器10中(电磁阀K34关闭)经过节流装置5(电磁阀M36关闭)流入到压缩机蒸发器1中制冷后，再经过电磁阀G30(电磁阀H31关闭)流回压缩机。冷凝器10与经过蒸发冷却的冷风换热。

(2)氟泵系统：制冷剂从氟泵出来后,经过单向阀D37，进入氟泵蒸发器2，经过电磁阀J33后进入换热器7，与蒸发冷却冷水换热后经过电磁阀L35流回氟泵。压缩机系统和氟泵系统此时为并联系统，氟泵蒸发器2对室内回风预冷，降低了压缩机系统的制冷量。

(3)室外风机9、室外水泵8运行，室外空气与蒸发冷却装置11的喷淋水进行蒸发了冷却后，再与冷凝器10换热后排出。

室外温度较低、室内外温差较大时，运行氟泵模式：该模式下，压缩机3、节流装置5均处于关闭状态，制冷剂从氟泵输出后经过单向阀D37分成两路，一路进入氟泵蒸发器2，另一路经过电磁阀M36进入压缩机蒸发器1后再经过电磁阀H31(电磁阀G30关闭)与前一路汇合后经过电磁阀J33后分为两路：一路经过打开的电磁阀I32进入冷凝器10、电磁阀K34与另一路在换热器7内与蒸发冷却冷水换热后的制冷剂混合后，经过电磁阀L35回到氟泵；室外风机9、室外水泵8运行。当室外温度低于0℃时，可关闭室外水泵8，不再进行喷淋，仅通过冷凝器10换热，避免结冰。

本发明提供的方法，通过电磁阀和单向阀切换各个回路流向，实现了共用蒸发器和冷凝器，提高了蒸发侧和冷凝侧的换热面积，降低了换热温差，压缩机运行时提高了蒸发温度、降低了冷凝温度，压缩机能效比提高，整机耗电量减少，氟泵运行时，提高了氟泵运行对应的室外温度，延长了全年氟泵运行的时间，降低了制冷系统耗电量，实现了更大程度的节能。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种空调系统，其特征在于，包括：

氟泵、压缩机、第一蒸发器、第二蒸发器、室外蒸发冷却系统，所述室外蒸发冷却系统包括蒸发冷却装置、换热器和冷凝器；

所述换热器采用所述蒸发冷却装置产生的冷水进行换热，所述氟泵通过管路依次与所述第一蒸发器、换热器连接构成第一循环回路；

所述冷凝器采用所述蒸发冷却装置产生的冷风进行冷却，所述压缩机通过管路依次与所述冷凝器、节流装置和第二蒸发器连接构成第二循环回路。

2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述第一蒸发器之间还包括第一单向阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第一电磁阀，所述第一单向阀的入口与所述氟泵的出口连接，所述第一单向阀的出口与所述第一蒸发器的入口连接；

所述第一蒸发器与所述第二蒸发器的入口还通过第二电磁阀连接，所述第一蒸发器的出口与所述第二蒸发器的出口还通过第三电磁阀连接。

3.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述换热器之间还包括第四电磁阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第二单向阀，所述第二单向阀的入口与所述第一蒸发器的出口连接，所述第二单向阀的出口与所述换热器的入口连接；

在所述第二循环回路中，所述压缩机与所述冷凝器之间还包括第三单向阀，所述第三单向阀的入口与所述压缩机的出口连接，所述第三单向阀的出口与所述冷凝器的入口连接；

所述冷凝器的入口还通过第五电磁阀与所述换热器的入口连接，所述冷凝器的出口还通过第六电磁阀与所述换热器的出口连接。

4.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，在所述第一循环回路中，所述氟泵与所述换热器之间还包括第七电磁阀，所述氟泵与所述第一蒸发器之间还包括第四单向阀，所述第一蒸发器与所述换热器之间还包括第八电磁阀；所述第四单向阀的入口与所述氟泵的出口连接，所述第四单向阀的出口与所述第一蒸发器的入口连接；

在所述第二循环回路中，所述压缩机与所述冷凝器之间还包括第五单向阀，所述压缩机与所述第二蒸发器之间还包括第九电磁阀；所述第五单向阀的入口与所述压缩机的出口连接，所述第五单向阀的出口与所述冷凝器的入口连接；

所述冷凝器的入口还通过第十电磁阀与所述换热器的入口连接，所述冷凝器的出口还通过第十一电磁阀与所述换热器的出口连接，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器的入口还通过第十二电磁阀连接，所述第一蒸发器的与所述第二蒸发器的出口还通过第十三电磁阀连接。

5.一种权利要求1-4任一项所述空调系统的控制方法，其特征在于，包括：

基于预设规则，确定所述空调系统的工作模式；

所述空调系统的工作模式包括：压缩机模式、预冷模式和氟泵模式；

在所述压缩机模式下，所述压缩机工作，所述氟泵不工作；

在所述预冷模式下，所述压缩机和氟泵均工作；

在所属氟泵模式下，所述氟泵工作，所述压缩机不工作。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述基于预设规则，确定所述空调系统的工作模式，具体包括：

当所述室内外温差不超过第一阈值时，控制所述空调系统运行压缩机模式；

当所述室内外温差在第一阈值和第二阈值之间时，控制所述空调系统运行预冷模式；

当所述室内外温差不低于第二阈值时，控制所述空调系统运行氟泵模式；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器、蒸发冷却装置工作，所述第一蒸发器、换热器不工作；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作；

在所述氟泵模式下：所述第一蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器不工作。

8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置工作，所述换热器不工作，所述第二电磁阀、第三电磁阀打开，所述第一电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均关闭；

在所述氟泵模式下：所述第一蒸发器、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述冷凝器、节流装置不工作，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均打开。

9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述第一蒸发器不工作，所述第五电磁阀、第六电磁阀打开，所述第四电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀均关闭；

在所述氟泵模式下：所述第二蒸发器、换热器、冷凝器、蒸发冷却装置工作，所述节流装置、第一蒸发器不工作，所述第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀均打开。

10.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，

在所述压缩机模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、换热器、蒸发冷却装置工作，所述第十至第十三电磁阀打开，所述第七电磁阀、第八电磁阀关闭；

在所述预冷模式下：所述冷凝器、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、蒸发冷却装置、换热器均工作，所述第七至第九电磁阀打开，所述第十至第十三电磁阀关闭；

在所述氟泵模式下：所述第二蒸发器、换热器、冷凝器、蒸发冷却装置工作，所述节流装置、第一蒸发器不工作，所述第七电磁阀、第八电磁阀以及第十至第十三电磁阀打开，所述第九电磁阀关闭。

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