CN117847654A - 采用三介质换热器的全年供冷空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调领域，提供一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统及其控制方法。采用三介质换热器的全年供冷空调系统包括制冷剂回路，制冷剂回路包括首尾连接的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器；供冷循环回路，供冷循环回路包括空调末端、冷却塔、第一循环泵、第二循环泵和控制组件，第一循环泵设置于空调末端所在的主管路，第二循环泵设置于冷却塔所在的主管路上，控制组件设置在供冷循环回路上，用于切换空调系统的工作模式。该采用三介质换热器的全年供冷空调系统能够通过冷却塔或者使用空气对流换热的形式将热量带走，通过蒸发器、冷却塔或三介质换热器的冷量对空调末端进行供冷，可以降低空调系统的能耗，实现多种方式的组合供冷。

Description

采用三介质换热器的全年供冷空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调领域，提供一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统及其控制方法。

背景技术

在数据中心、电子洁净厂房等工业建筑中，内热源发热量较大，导致其全年均具有供冷需求。为了在低温时能够利用自然冷源，此类建筑的典型空调系统为冷机、冷却塔和板换组合的形式，通过阀门切换管路内水的流向，可实现(1)冷冻水由蒸发器冷却，以运行冷机供冷功能；(2)冷冻水先由冷却水冷却，再由蒸发器二次冷却，以运行部分免费供冷功能；(3)冷冻水由冷却水冷却，以运行免费供冷功能。但是该系统仍存在两个主要问题：

(1)在冬季供冷时，为解决冷却塔易出现的结冰问题，采用电伴热的方式会增加系统能耗，增设独立的风冷设备会大大增加系统的初投资；

(2)在一些缺水地区，冷却塔较高的耗水量也必然导致更高的运行费用。

发明内容

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统，能够降低空调系统的能耗，实现多种方式的组合供冷。

本发明实施例还提供一种空调系统的控制方法。

本发明实施例提供一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统，包括：

制冷剂回路，所述制冷剂回路包括首尾连接的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器；

供冷循环回路，所述供冷循环回路包括空调末端、冷却塔、第一循环泵、第二循环泵和控制组件，所述第一循环泵设置于所述空调末端所在的主管路，所述第二循环泵设置于所述冷却塔所在的主管路上，所述控制组件设置在所述供冷循环回路上，用于切换空调系统的工作模式。

根据本发明实施例提供的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，通过设置制冷剂回路和供冷循环回路，并在供冷循环回路中设置冷却塔，能够通过冷却塔或者使用空气对流换热的形式将热量带走，通过蒸发器、冷却塔或三介质换热器的冷量对空调末端进行供冷，可以降低空调系统的能耗，实现多种方式的组合供冷。

根据本发明的一个实施例，所述冷却塔包括闭式冷却塔或开式冷却塔；

所述冷凝器包括三介质冷凝器；

所述空调末端与所述蒸发器的第二通道、所述三介质冷凝器的第一通道、所述闭式冷却塔并联连接，所述第一循环泵设置于所述空调末端所在的主管路上，所述第二循环泵设置于所述闭式冷却塔所在的主管路上；

所述三介质冷凝器包括第一风机，所述第一风机设置于所述三介质冷凝器的空气通道中；

或者，

所述冷凝器包括二介质冷凝器；

所述供冷循环回路包括三介质换热器和第二风机，所述空调末端与所述蒸发器第二通道、所述三介质换热器第二通道并联连接，所述开式冷却塔与所述三介质换热器第一通道和所述二介质冷凝器第一通道并联连接，所述第一循环泵设置于所述空调末端所在的主管路上，所述第二循环泵设置于所述开式冷却塔所在的主管路上，所述第二风机设置于所述三介质换热器的空气通道中。

根据本发明的一个实施例，所述控制组件包括：

第一阀门，所述第一阀门设置于所述空调末端与所述蒸发器的并联支路上；

第二阀门，所述第二阀门设置于所述二介质冷凝器或所述三介质冷凝器所在支路上。

根据本发明的一个实施例，所述控制组件还包括：

第三阀门，所述第三阀门设置于所述闭式冷却塔所在的主管路上；

第四阀门，所述第四阀门设置于所述第二循环泵通向所述空调末端的干路。

根据本发明的一个实施例，所述控制组件还包括：

第六阀门，所述第六阀门设置于所述三介质换热器的第二通道所在支路上；

第七阀门，所述第七阀门设置于所述三介质换热器的第一通道所在支路上。

根据本发明的一个实施例，所述控制组件还包括第一串联管路和第五阀门，所述第一串联管路将所述闭式冷却塔的出口与所述蒸发器第二通道的进口连接，所述第五阀门设置于所述第一串联管路上；

或者，

所述控制组件还包括第二串联管路、第八阀门和第九阀门，所述第二串联管路将所述三介质换热器第二通道的出口与所述蒸发器第二通道的进口连接，所述第八阀门设置于所述第二串联管路上，所述第九阀门设置于所述三介质换热器出口的另一管路上。

根据本发明的一个实施例，所述工作模式包括：

水冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，所述闭式冷却塔产生的冷却水流经所述三介质冷凝器第一通道，所述空调末端的冷量通过所述蒸发器由所述制冷剂回路提供；

风冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，开启三介质冷凝器的第一风机，所述三介质冷凝器的热量由流经第一风机的空气散走，所述空调末端的冷量通过所述蒸发器由所述制冷剂回路提供；

水冷与风冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，开启三介质冷凝器的第一风机，所述三介质冷凝器的一部分热量由流经第一风机的空气散走、另一部分热量由流经三介质冷凝器的冷却水散走，所述空调末端的冷量通过所述蒸发器由所述制冷剂回路提供；

水冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路和所述闭式冷却塔，流经所述空调末端的冷冻水通过所述闭式冷却塔进行初步冷却，再通过所述蒸发器进行再冷却，所述空调末端的冷量由所述开式冷却塔和所述制冷剂回路一并提供；所述闭式冷却塔产生的冷水一部分用于空调末端，另一部分用于三介质冷凝器的散热，实现冷机水冷散热；

风冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路、所述闭式冷却塔、所述三介质冷凝器的第一风机，流经所述空调末端的冷冻水通过所述闭式冷却塔进行初步冷却，再通过所述蒸发器进行再冷却，所述空调末端的冷量由所述开式冷却塔和所述制冷剂回路一并提供；三介质冷凝器的热量通过第一风机散走，实现冷机风冷散热。

水冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔通过喷淋散热产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述闭式冷却塔提供；

风冷免费供冷模式：开启三介质冷凝器的第一风机，所述三介质冷凝器产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述三介质冷凝器提供；

水冷与风冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔通过喷淋散热产生的冷却水与所述三介质冷凝器通过空气冷却产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述闭式冷却塔与所述三介质冷凝器提供；

冷却塔干冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔通过风冷且不喷淋产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述闭式冷却塔提供。

根据本发明的一个实施例，所述工作模式还包括：

水冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，所述开式冷却塔产生的冷却水流经所述二介质冷凝器第一通道，所述空调末端的冷量通过所述蒸发器由所述制冷剂回路提供；

水冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路和所述开式冷却塔，流经所述空调末端的冷冻水通过所述三介质换热器由所述开式冷却塔产生的冷却水进行初步冷却，再通过所述蒸发器进行再冷却，所述空调末端的冷量由所述开式冷却塔和所述制冷剂回路一并提供；所述开式冷却塔产生的冷却水一部分用于冷却空调末端的冷冻水，另一部分用于二介质冷凝器的散热，实现冷机水冷散热；

水冷免费供冷模式：所述开式冷却塔产生的冷却水流经所述三介质换热器第一通道，所述空调末端的冷量通过所述三介质换热器由所述开式冷却塔提供；

风冷免费供冷模式：开启三介质换热器的第二风机，所述三介质换热器产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述三介质换热器提供。

本发明实施例还提供一种如上述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法，包括：

当环境温度大于预设温度t1时，所述空调系统以水冷冷机供冷模式、水冷与风冷冷机供冷模式、风冷冷机供冷模式中的一种运行；

当环境温度在预设温度t1～t2之间时，所述空调系统以水冷冷机部分免费供冷模式、风冷冷机部分免费供冷模式中的一种运行；

当环境温度小于预设温度t2时，所述空调系统以水冷免费供冷模式、水冷与风冷免费供冷模式、风冷免费供冷模式、冷却塔干冷免费供冷模式中的一种运行。根据本发明实施例提供的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法，通过基于上述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统实现，能够基于不同的环境温度，灵活地选择多种不同的供冷方式，实现对空调末端的多种供冷，降低空调系统的能耗。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

根据本发明实施例提供的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，通过设置制冷剂回路和供冷循环回路，并在供冷循环回路中设置冷却塔，能够通过冷却塔或者使用空气对流换热的形式将热量带走，通过蒸发器、冷却塔或三介质换热器的冷量对空调末端进行供冷，可以降低空调系统的能耗，实现多种方式的组合供冷。

进一步地，根据本发明实施例提供的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法，通过基于上述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统实现，能够基于不同的环境温度，灵活地选择多种不同的供冷方式，实现对空调末端的多种供冷，降低空调系统的能耗。

综上，本发明采用了同时具备风冷、水冷的三介质换热器，既能够实现原有系统中冷机供冷和冷却塔免费供冷的功能，又能在更少设备数量的条件下，实现冬季风冷免费供冷的功能，避免了冷却塔结冰问题；并且在一些缺水地区，当气温合适时，将冷却塔水冷模式转换为风冷模式，也可降低系统的耗水量。另外，除了水冷与风冷功能之间的切换，二者也可同时运行，风冷功能可替代部分水冷功能，以减少冷却塔的运行数量、喷淋水量，达到降到冷却塔水耗的作用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水冷冷机供冷模式原理示意图；

图3是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的风冷冷机供冷模式原理示意图；

图4是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水冷与风冷冷机供冷模式原理示意图；

图5是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水冷冷机部分免费供冷模式原理示意图；

图6是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的风冷冷机部分免费供冷模式原理示意图；

图7是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水冷免费供冷模式原理示意图；

图8是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的风冷免费供冷模式原理示意图；

图9是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水冷与风冷免费供冷模式原理示意图；

图10是本发明实施例提供的一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的冷却塔干冷免费供冷模式原理示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的示意图；

图12是本发明实施例提供的另一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水冷冷机供冷模式原理示意图；

图13是本发明实施例提供的另一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水冷冷机部分免费供冷模式原理示意图；

图14是本发明实施例提供的另一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水冷免费供冷模式原理示意图；

图15是本发明实施例提供的另一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统的水风冷免费供冷模式原理示意图；

图16是本发明实施例提供的电子设备的示意性结构图。

附图标记：

1、压缩机；21、二介质冷凝器；22、三介质冷凝器；3、节流装置；4、蒸发器；5、空调末端；61、第一循环泵；62、第二循环泵；71、第一阀门；72、第二阀门；73、第三阀门；74、第四阀门；75、第五阀门；76、第六阀门；77、第七阀门；78、第八阀门；79、第九阀门；81、闭式冷却塔；82、开式冷却塔；91、第一风机；92、第二风机；10、三介质换热器；11、处理器；12、通信接口；13、存储器；14、通信总线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图15所示，本发明实施例提供一种空调系统，包括：

制冷剂回路，制冷剂回路包括首尾连接的压缩机1、冷凝器、节流装置3、蒸发器4；

供冷循环回路，供冷循环回路包括并联连接的空调末端5、冷却塔、第一循环泵61、第二循环泵62和控制组件，第一循环泵61设置于空调末端5所在的主管路，第二循环泵62设置于冷却塔所在的主管路上，控制组件设置在供冷循环回路上，用于切换空调系统的工作模式。

根据本发明实施例提供的空调系统，通过设置制冷剂回路和供冷循环回路，并在供冷循环回路中设置冷却塔，能够通过冷却塔或者使用空气对流换热的形式将热量带走，通过蒸发器4、冷却塔或者三介质换热器的冷量对空调末端5进行供冷，可以降低空调系统的能耗，实现多种方式的组合供冷。

请继续参见图1至图15，在本发明实施例中，空调系统主要包括制冷剂回路和供冷循环回路。

其中，制冷剂回路包括首尾连接的压缩机1、冷凝器、节流装置3、蒸发器4；冷凝器包括二介质冷凝器21或者三介质冷凝器22，三介质冷凝器22包括第一风机91，第一风机91设置于三介质冷凝器22的空气通道中。

在本发明实施例中，冷却塔包括闭式冷却塔81或开式冷却塔82。

基于此，在本发明实施例中，供冷循环回路包括空调末端5、闭式冷却塔81、第一循环泵61、第二循环泵62和控制组件，空调末端5与蒸发器4第二通道、三介质冷凝器22第一通道、闭式冷却塔81并联连接，第一循环泵61设置于空调末端5所在的主管路上，第二循环泵62设置于闭式冷却塔81所在的主管路上；

或者，供冷循环回路包括空调末端5、开式冷却塔82、三介质换热器10、第一循环泵61、第二循环泵62和控制组件，空调末端5与蒸发器4第二通道、三介质换热器10第二通道并联连接，开式冷却塔82与三介质换热器10第一通道和二介质冷凝器21第一通道并联连接，第一循环泵61设置于空调末端5所在的主管路上，第二循环泵62设置于开式冷却塔82所在的主管路上，第二风机92设置于三介质换热器10的空气通道中。

根据本发明的一个实施例，控制组件包括：

第一阀门71，第一阀门71设置于空调末端5与蒸发器4的并联支路上；

第二阀门72，第二阀门72设置于二介质冷凝器21或三介质冷凝器22所在支路上。

具体的，控制组件包括第一阀门71、第二阀门72；第一阀门71设置于空调末端5与蒸发器4的并联支路上，第二阀门72设置于二介质冷凝器21或三介质冷凝器22的第一通道所在支路上。

根据本发明的一个实施例，控制组件还包括：

第三阀门73，第三阀门73设置于闭式冷却塔81所在的主管路上；

第四阀门74，第四阀门74设置于第二循环泵62通向空调末端5的干路。

具体的，控制组件还包括第三阀门73、第四阀门74；第三阀门73设置于闭式冷却塔81所在的主管路上；第四阀门74设置于第二循环泵62通向空调末端5的干路。

根据本发明的一个实施例，控制组件还包括：

第六阀门76，第六阀门76设置于三介质换热器10的第二通道所在支路上；

第七阀门77，第七阀门77设置于三介质换热器10的第一通道所在支路上。

具体的，控制组件还包括第六阀门76、第七阀门77；第六阀门76设置于三介质换热器10第二通道所在支路上；第七阀门77设置于三介质换热器10第一通道所在支路上。

根据本发明的一个实施例，控制组件还包括第一串联管路和第五阀门75，第一串联管路将闭式冷却塔81的出口与蒸发器4的第二通道的进口连接，第五阀门75设置于第一串联管路上；

或者，

控制组件还包括第二串联管路、第八阀门78和第九阀门79，第二串联管路将三介质换热器10的第二通道的出口与蒸发器4的第二通道的进口连接，第八阀门78设置于第二串联管路上，第九阀门79设置于三介质换热器10出口的另一管路上。

具体的，控制组件还包括第一串联管路和第五阀门75，第一串联管路将闭式冷却塔81的出口与蒸发器4第二通道的进口连接，第五阀门75设置于第一串联管路上。

或者，控制组件还包括第二串联管路、第八阀门78、第九阀门79，第二串联管路将三介质换热器10第二通道的出口与蒸发器4第二通道的进口连接，第八阀门78设置于第二串联管路上，第九阀门79设置于三介质换热器10第二通道出口的另一管路上。

根据本发明的一个实施例，工作模式包括：

水冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，所述闭式冷却塔81产生的冷却水流经所述三介质冷凝器22第一通道，所述空调末端5的冷量通过所述蒸发器4由所述制冷剂回路提供；

风冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，开启三介质冷凝器22的第一风机91，所述三介质冷凝器22的热量由流经第一风机91的空气散走，所述空调末端5的冷量通过所述蒸发器4由所述制冷剂回路提供；

水冷与风冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，开启三介质冷凝器22的第一风机91，所述三介质冷凝器22的一部分热量由流经第一风机91的空气散走、另一部分热量由流经三介质冷凝器22的冷却水散走，所述空调末端5的冷量通过所述蒸发器4由所述制冷剂回路提供；

水冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路和所述闭式冷却塔81，流经所述空调末端5的冷冻水通过所述闭式冷却塔81进行初步冷却，再通过所述蒸发器4进行再冷却，所述空调末端的冷量由所述开式冷却塔82和所述制冷剂回路一并提供；所述闭式冷却塔81产生的冷水一部分用于空调末端5，另一部分用于三介质冷凝器22的散热，实现冷机水冷散热；

风冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路、所述闭式冷却塔81、所述三介质冷凝器22的第一风机91，流经所述空调末端5的冷冻水通过所述闭式冷却塔81进行初步冷却，再通过所述蒸发器4进行再冷却，所述空调末端5的冷量由所述开式冷却塔82和所述制冷剂回路一并提供；三介质冷凝器22的热量通过第一风机91散走，实现冷机风冷散热。

水冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔81通过喷淋散热产生的冷却水流经所述空调末端5，所述空调末端5的冷量由所述闭式冷却塔81提供；

风冷免费供冷模式：开启三介质冷凝器22的第一风机91，所述三介质冷凝器产生的冷却水流经所述空调末端5，所述空调末端5的冷量由所述三介质冷凝器22提供；

水冷与风冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔81通过喷淋散热产生的冷却水与所述三介质冷凝器22通过空气冷却产生的冷却水流经所述空调末端5，所述空调末端5的冷量由所述闭式冷却塔81与所述三介质冷凝器22提供；

冷却塔干冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔81通过风冷且不喷淋产生的冷却水流经所述空调末端5，所述空调末端5的冷量由所述闭式冷却塔81提供。

根据本发明的一个实施例，所述工作模式还包括：

水冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，所述开式冷却塔82产生的冷却水流经所述二介质冷凝器21第一通道，所述空调末端5的冷量通过所述蒸发器4由所述制冷剂回路提供；

水冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路和所述开式冷却塔82，流经所述空调末端5的冷冻水通过所述三介质换热器10由所述开式冷却塔82产生的冷却水进行初步冷却，再通过所述蒸发器4进行再冷却，所述空调末端5的冷量由所述开式冷却塔82和所述制冷剂回路一并提供；所述开式冷却塔82产生的冷却水一部分用于冷却空调末端5的冷冻水，另一部分用于二介质冷凝器21的散热，实现冷机水冷散热；

水冷免费供冷模式：所述开式冷却塔82产生的冷却水流经所述三介质换热器10第一通道，所述空调末端5的冷量通过所述三介质换热器10由所述开式冷却塔82提供；

风冷免费供冷模式：开启三介质换热器10的第二风机92，所述三介质换热器10产生的冷却水流经所述空调末端5，所述空调末端5的冷量由所述三介质换热器10提供。

下面结合图1至图15解释说明本发明实施例提供的空调系统。

请参照图1，图1是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的示意图；

请参照图2，图2是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的水冷冷机供冷模式原理示意图；

开启制冷剂回路，开启闭式冷却塔81及相应控制组件，使得冷凝器的热量通过闭式冷却塔81产生的冷却水而带走，蒸发器4的冷量供给空调末端5。

请参照图3，图3是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的风冷冷机供冷模式原理示意图；

开启制冷剂回路，开启三介质冷凝器22的第一风机91及相应控制组件，使得三介质冷凝器22的热量通过空气而带走，蒸发器4的冷量供给空调末端5。

请参照图4，图4是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的水冷与风冷冷机供冷模式原理示意图；

开启制冷剂回路，开启三介质冷凝器22的第一风机91及相应控制组件，使得三介质冷凝器22的热量同时通过冷却水和空气而带走，蒸发器4的冷量供给空调末端5。此模式可以使风冷功能替代部分水冷功能，减少冷却塔的运行，以减少冷却塔所耗费的水量。

请参照图5，图5是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的水冷冷机部分免费供冷模式原理示意图；

开启制冷剂回路，开启闭式冷却塔81、开启三介质冷凝器22的第一风机91及相应控制组件，流经空调末端5的冷冻水通过闭式冷却塔81进行初步冷却，再通过蒸发器4进行二次冷却，闭式冷却塔81和蒸发器4联合产生的冷水用于给空调末端5供冷。此时，闭式冷却塔81产生的冷水一部分用于空调末端5，另一部分用于三介质冷凝器22的散热，此时冷机的热量通过三介质冷凝器22的冷水散走，实现水冷散热。此模式可以实现冷冻水的梯级冷却，通过免费供冷先提供部分冷量，剩余部分再由冷机提供，以减少冷机的能耗。

请参照图6，图6是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的风冷冷机部分免费供冷模式原理示意图；

开启制冷剂回路，开启闭式冷却塔81、开启三介质冷凝器22的第一风机91及相应控制组件，流经空调末端5的冷冻水通过闭式冷却塔81进行初步冷却，再通过蒸发器4进行二次冷却，闭式冷却塔81和蒸发器4联合产生的冷水用于给空调末端5供冷。此时冷机的热量通过三介质冷凝器22的第一风机91散走，实现风冷散热。此模式可以实现冷冻水的梯级冷却，通过免费供冷先提供部分冷量，剩余部分再由冷机提供，以减少冷机的能耗。

请参照图7，图7是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的水冷免费供冷模式原理示意图；

关闭制冷剂回路，开启闭式冷却塔81及相应控制组件，闭式冷却塔81产生的冷水用于给空调末端5供冷。

请参照图8，图8是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的风冷免费供冷模式原理示意图。

关闭制冷剂回路，开启三介质冷凝器22的第一风机91及相应控制组件，空气作为冷凝器的散热源，三介质冷凝器22产生的冷水用于给空调末端5供冷。

请参照图9，图9是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的水冷与风冷免费供冷模式原理示意图；

关闭制冷剂回路，开启闭式冷却塔81、三介质冷凝器22的第一风机91及相应控制组件，闭式冷却塔81和三介质冷凝器22产生的冷水用于给空调末端5供冷。此模式可以使风冷功能替代部分水冷功能，减少冷却塔的运行，以减少冷却塔所耗费的水量。

请参照图10，图10是本发明提供的一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的冷却塔干冷免费供冷模式原理示意图；

关闭制冷剂回路，关闭闭式冷却塔81的喷淋水路，开启闭式冷却塔81的风机及相应控制组件，在闭式冷却塔81不喷淋水的情况下，通过干冷产生的冷水用于给空调末端5供冷。此模式可以关闭喷淋，减少冷却塔的耗水量。

在上述实施例的基础上：将闭式冷却塔81替换为开式冷却塔82后，冷凝器可从三介质换热器10形式设置为普通二介质换热器形式，并通过增设一个三介质换热器10实现冷却水与冷冻水的换热环节，可将适用范围从闭式冷却塔81的系统形式进一步拓展至开式冷却塔82的系统形式。

请参照图11，图11为本发明提供的另一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统示意图。

请参照图12，图12为本发明提供的另一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的水冷冷机供冷模式原理示意图；

开启制冷剂回路，开启开式冷却塔82及相应控制组件，使得冷凝器的热量通过开式冷却塔82产生的冷却水而带走，蒸发器4的冷量供给空调末端5。

请参照图13，图13是本发明提供的另一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的水冷冷机部分免费供冷模式原理示意图；

开启制冷剂回路，开启开式冷却塔82及相应控制组件，流经空调末端5的冷冻水通过开式冷却塔82进行初步冷却，再通过蒸发器4进行二次冷却，开式冷却塔82和蒸发器4联合产生的冷水用于给空调末端5供冷。此时，开式冷却塔82产生的冷水一部分用于空调末端5，另一部分用于二介质冷凝器21的散热，此时冷机的热量通过二介质冷凝器21的冷水散走，实现水冷散热。此模式可以实现冷冻水的梯级冷却，通过免费供冷先提供部分冷量，剩余部分再由冷机提供，以减少冷机的能耗。

请参照图14，图14是本发明提供的另一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的水冷免费供冷模式原理示意图；

关闭制冷剂回路，开启开式冷却塔82及相应控制组件，通过三介质换热器10的换热作用，开式冷却塔82冷却水的冷量用于给空调末端5供冷。

请参照图15，图15是本发明提供的另一种采用三介质换热器10的全年供冷空调系统的风冷免费供冷模式原理示意图；

关闭制冷剂回路，开启三介质换热器10的第二风机92及相应控制组件，空气作为三介质换热器10的散热源，三介质换热器10产生的冷水用于给空调末端5供冷。

综上，本发明采用了同时具备风冷、水冷的三介质换热器10，既能够实现原有系统中冷机供冷和冷却塔免费供冷的功能，又能在更少设备数量的条件下，实现冬季风冷免费供冷的功能，避免了冷却塔结冰问题；并且在一些缺水地区，当气温合适时，将冷却塔水冷模式转换为风冷模式，也可降低系统的耗水量。另外，除了水冷与风冷功能之间的切换，二者也可同时运行，风冷功能可替代部分水冷功能，以减少冷却塔的运行数量、喷淋水量，达到降到冷却塔水耗的作用。

本发明实施例还提供一种如上述的空调系统的控制方法，包括：

步骤100，当环境温度大于预设温度t1时，空调系统以水冷冷机供冷模式、水冷与风冷冷机供冷模式、风冷冷机供冷模式中的一种运行；

步骤200，当环境温度在预设温度t1至t2之间时，空调系统以水冷冷机部分免费供冷模式、风冷冷机部分免费供冷模式中的一种运行；

步骤300，当环境温度小于预设温度t2时，空调系统以水冷免费供冷模式、水冷与风冷免费供冷模式、风冷免费供冷模式、冷却塔干冷免费供冷模式中的一种运行。

需要说明的是，这里提及的预设温度可以是设定的任意温度值。

在步骤100中，当环境温度较高时，系统运行冷机供冷模式，具体可为水冷冷机供冷模式、水冷与风冷冷机供冷模式、风冷冷机供冷模式，空调末端5的冷量通过机械冷源提供，以充分保障供冷需求；

在步骤200中，当环境温度适中时，系统运行冷机供冷和免费供冷的联合模式，具体可为水冷冷机部分免费供冷模式、风冷冷机部分免费供冷模式，空调末端5的冷量通过机械冷源和自然冷源联合提供，以减少冷机的部分能耗；

在步骤300中，当环境温度较低时，系统运行免费供冷模式，具体可为水冷免费供冷模式、水冷与风冷免费供冷模式、风冷免费供冷模式、冷却塔干冷免费供冷模式，空调末端5的冷量通过自然冷源提供，以实现更高能效地满足供冷需求。

根据本发明实施例提供的空调系统的控制方法，通过基于上述的空调系统实现，能够基于不同的环境温度，灵活地选择多种不同的供冷方式，实现对空调末端5的多种供冷，降低空调系统的能耗。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器13、处理器11及存储在存储器13上并可在处理器11上运行的计算机程序，处理器11执行程序时实现如上述的空调系统的控制方法。

图16示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图16所示，该器，通信接口12，存储器13通过通信总线14完成相互间的通信。

处理器11可以调用存储器13中的逻辑指令，以执行如下方法：

当环境温度大于预设温度t1时，空调系统以水冷冷机供冷模式、水冷与风冷冷机供冷模式、风冷冷机供冷模式中的一种运行；

当环境温度在预设温度t1～t2之间时，空调系统以水冷冷机部分免费供冷模式、风冷冷机部分免费供冷模式中的一种运行；

当环境温度小于预设温度t2时，空调系统以水冷免费供冷模式、水冷与风冷免费供冷模式、风冷免费供冷模式、冷却塔干冷免费供冷模式中的一种运行。

此外，上述的存储器13中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器13(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器13(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例公开一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

当环境温度大于预设温度t1时，空调系统以水冷冷机供冷模式、水冷与风冷冷机供冷模式、风冷冷机供冷模式中的一种运行；

当环境温度在预设温度t1～t2之间时，空调系统以水冷冷机部分免费供冷模式、风冷冷机部分免费供冷模式中的一种运行；

当环境温度小于预设温度t2时，空调系统以水冷免费供冷模式、水冷与风冷免费供冷模式、风冷免费供冷模式、冷却塔干冷免费供冷模式中的一种运行。

另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器11执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：

当环境温度大于预设温度t1时，空调系统以水冷冷机供冷模式、水冷与风冷冷机供冷模式、风冷冷机供冷模式中的一种运行；

当环境温度在预设温度t1～t2之间时，空调系统以水冷冷机部分免费供冷模式、风冷冷机部分免费供冷模式中的一种运行；

当环境温度小于预设温度t2时，空调系统以水冷免费供冷模式、水冷与风冷免费供冷模式、风冷免费供冷模式、冷却塔干冷免费供冷模式中的一种运行。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

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各实施方式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。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统，其特征在于，包括：

制冷剂回路，所述制冷剂回路包括首尾连接的压缩机(1)、冷凝器、节流装置(3)、蒸发器(4)；

供冷循环回路，所述供冷循环回路包括空调末端(5)、冷却塔、第一循环泵(61)、第二循环泵(62)和控制组件，所述第一循环泵(61)设置于所述空调末端(5)所在的主管路，所述第二循环泵(62)设置于所述冷却塔所在的主管路上，所述控制组件设置在所述供冷循环回路上，用于切换空调系统的工作模式。

2.根据权利要求1所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，其特征在于，所述冷却塔包括闭式冷却塔(81)或开式冷却塔(82)；

所述冷凝器包括三介质冷凝器(22)；

所述空调末端(5)与所述蒸发器(4)的第二通道、所述三介质冷凝器(22)的第一通道、所述闭式冷却塔(81)并联连接，所述第一循环泵(61)设置于所述空调末端(5)所在的主管路上，所述第二循环泵(62)设置于所述闭式冷却塔(81)所在的主管路上；

所述三介质冷凝器(22)包括第一风机(91)，所述第一风机(91)设置于所述三介质冷凝器(22)的空气通道中；

或者，

所述冷凝器包括二介质冷凝器(21)；

所述供冷循环回路包括三介质换热器(10)和第二风机(92)，所述空调末端(5)与所述蒸发器(4)第二通道、所述三介质换热器(10)第二通道并联连接，所述开式冷却塔(82)与所述三介质换热器(10)第一通道和所述二介质冷凝器(21)第一通道并联连接，所述第一循环泵(61)设置于所述空调末端(5)所在的主管路上，所述第二循环泵(62)设置于所述开式冷却塔(82)所在的主管路上，所述第二风机(92)设置于所述三介质换热器(10)的空气通道中。

3.根据权利要求2所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，其特征在于，所述控制组件包括：

第一阀门(71)，所述第一阀门(71)设置于所述空调末端(5)与所述蒸发器(4)的并联支路上；

第二阀门(72)，所述第二阀门(72)设置于所述二介质冷凝器(21)或所述三介质冷凝器(22)所在支路上。

4.根据权利要求3所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，其特征在于，所述控制组件还包括：

第三阀门(73)，所述第三阀门(73)设置于所述闭式冷却塔(81)所在的主管路上；

第四阀门(74)，所述第四阀门(74)设置于所述第二循环泵(62)通向所述空调末端(5)的干路。

5.根据权利要求4所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，其特征在于，所述控制组件还包括：

第六阀门(76)，所述第六阀门(76)设置于所述三介质换热器(10)的第二通道所在支路上；

第七阀门(77)，所述第七阀门(77)设置于所述三介质换热器(10)的第一通道所在支路上。

6.根据权利要求4或5所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，其特征在于，所述控制组件还包括第一串联管路和第五阀门(75)，所述第一串联管路将所述闭式冷却塔(81)的出口与所述蒸发器(4)第二通道的进口连接，所述第五阀门(75)设置于所述第一串联管路上；

或者，

所述控制组件还包括第二串联管路、第八阀门(78)和第九阀门(79)，所述第二串联管路将所述三介质换热器(10)第二通道的出口与所述蒸发器(4)第二通道的进口连接，所述第八阀门(78)设置于所述第二串联管路上，所述第九阀门(79)设置于所述三介质换热器(10)出口的另一管路上。

7.根据权利要求6所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，其特征在于，所述工作模式包括：

水冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，所述闭式冷却塔(81)产生的冷却水流经所述三介质冷凝器(22)第一通道，所述空调末端(5)的冷量通过所述蒸发器(4)由所述制冷剂回路提供；

风冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，开启三介质冷凝器(22)的第一风机(91)，所述三介质冷凝器(22)的热量由流经第一风机(91)的空气散走，所述空调末端(5)的冷量通过所述蒸发器(4)由所述制冷剂回路提供；

水冷与风冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，开启三介质冷凝器(22)的第一风机(91)，所述三介质冷凝器(22)的一部分热量由流经第一风机(91)的空气散走、另一部分热量由流经三介质冷凝器(22)的冷却水散走，所述空调末端(5)的冷量通过所述蒸发器(4)由所述制冷剂回路提供；

水冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路和所述闭式冷却塔(81)，流经所述空调末端(5)的冷冻水通过所述闭式冷却塔(81)进行初步冷却，再通过所述蒸发器(4)进行再冷却，所述空调末端的冷量由所述开式冷却塔(82)和所述制冷剂回路一并提供；所述闭式冷却塔(81)产生的冷水一部分用于空调末端(5)，另一部分用于三介质冷凝器(22)的散热，实现冷机水冷散热；

风冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路、所述闭式冷却塔(81)、所述三介质冷凝器(22)的第一风机(91)，流经所述空调末端(5)的冷冻水通过所述闭式冷却塔(81)进行初步冷却，再通过所述蒸发器(4)进行再冷却，所述空调末端(5)的冷量由所述开式冷却塔(82)和所述制冷剂回路一并提供；三介质冷凝器(22)的热量通过第一风机(91)散走，实现冷机风冷散热。

水冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔(81)通过喷淋散热产生的冷却水流经所述空调末端(5)，所述空调末端(5)的冷量由所述闭式冷却塔(81)提供；

风冷免费供冷模式：开启三介质冷凝器(22)的第一风机(91)，所述三介质冷凝器产生的冷却水流经所述空调末端(5)，所述空调末端(5)的冷量由所述三介质冷凝器(22)提供；

水冷与风冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔(81)通过喷淋散热产生的冷却水与所述三介质冷凝器(22)通过空气冷却产生的冷却水流经所述空调末端(5)，所述空调末端(5)的冷量由所述闭式冷却塔(81)与所述三介质冷凝器(22)提供；

冷却塔干冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔(81)通过风冷且不喷淋产生的冷却水流经所述空调末端(5)，所述空调末端(5)的冷量由所述闭式冷却塔(81)提供。

8.根据权利要求6所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，其特征在于，所述工作模式还包括：

水冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，所述开式冷却塔(82)产生的冷却水流经所述二介质冷凝器(21)第一通道，所述空调末端(5)的冷量通过所述蒸发器(4)由所述制冷剂回路提供；

水冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路和所述开式冷却塔(82)，流经所述空调末端(5)的冷冻水通过所述三介质换热器(10)由所述开式冷却塔(82)产生的冷却水进行初步冷却，再通过所述蒸发器(4)进行再冷却，所述空调末端(5)的冷量由所述开式冷却塔(82)和所述制冷剂回路一并提供；所述开式冷却塔(82)产生的冷却水一部分用于冷却空调末端(5)的冷冻水，另一部分用于二介质冷凝器(21)的散热，实现冷机水冷散热；

水冷免费供冷模式：所述开式冷却塔(82)产生的冷却水流经所述三介质换热器(10)第一通道，所述空调末端(5)的冷量通过所述三介质换热器(10)由所述开式冷却塔(82)提供；

风冷免费供冷模式：开启三介质换热器(10)的第二风机(92)，所述三介质换热器(10)产生的冷却水流经所述空调末端(5)，所述空调末端(5)的冷量由所述三介质换热器(10)提供。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法，其特征在于，包括：

当环境温度大于预设温度t1时，所述空调系统以水冷冷机供冷模式、水冷与风冷冷机供冷模式、风冷冷机供冷模式中的一种运行；

当环境温度在预设温度t1～t2之间时，所述空调系统以水冷冷机部分免费供冷模式、风冷冷机部分免费供冷模式中的一种运行；

当环境温度小于预设温度t2时，所述空调系统以水冷免费供冷模式、水冷与风冷免费供冷模式、风冷免费供冷模式、冷却塔干冷免费供冷模式中的一种运行。

10.一种电子设备，包括存储器(13)、处理器(11)及存储在所述存储器(13)上并可在所述处理器(11)上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器(11)执行所述程序时实现如权利要求9所述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法。