CN207515299U - 一种制冷系统及空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了制冷系统及空调系统，制冷系统由蒸发器、翅片式冷凝器、温度传感器、氟泵、压缩机和控制器构成；控制器在温度传感器采集的当前温度小于设定温度时，控制蒸发器的低压气态制冷剂输出至翅片式冷凝器，并向氟泵输出第一控制信号，向压缩机输出第二控制信号；反之，向压缩机输出第三控制信号，以及向氟泵输出第四控制信号；氟泵在接收到第一控制信号时驱动低温制冷剂进入蒸发器；压缩机在接收到第三控制信号时，压缩低压气态制冷剂以形成高压气态制冷剂进入冷凝器；冷凝器使得气态制冷剂与空气进行热交换以形成低温制冷剂；蒸发器使得低温制冷剂与冷却水进行热交换以降低冷却水的温度。本实用新型实施例提供的技术方案，电能消耗较低。

Description

一种制冷系统及空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，特别涉及一种制冷系统及空调系统。

背景技术

传统的制冷系统通常为压缩机制冷模式，具体可以由压缩机、冷凝器和蒸发器构成。压缩机可吸入蒸发器输出的低压制冷剂气体，然后将其压缩成高压的制冷剂气体，为制冷系统中制冷剂的循环流动提供动力，高压的制冷剂气体进入冷凝器后则可与室外的空气进行换热以降低其自身温度，从气态变为液态，液态的制冷剂进入蒸发器后则可与蒸发器内的冷却水进行热交换以降低冷却水的温度，并形成低压制冷器气体。相应的，与制冷系统相对应的末端空调器则可利用蒸发器形成的冷却水对相应的设备(比如，数据中心的服务器节点)或区域进行散热。

上述技术方案提供的制冷系统中，压缩机需要持续工作，才能提供动力以使制冷剂在蒸发器、冷凝器和节流装置中循环流动并提供冷量，压缩机持续工作时，制冷系统的电能消耗较高。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种制冷系统及空调系统，制冷系统的电能消耗较低。

第一方面，本实用新型提供了一种制冷系统，包括：

蒸发器、翅片式冷凝器、温度传感器、氟泵、压缩机和控制器；其中，

所述翅片式冷凝器和所述温度传感器均设置在室外环境的指定位置；

所述温度传感器，用于采集室外环境的当前温度；

所述控制器，用于在所述温度传感器采集的所述当前温度小于设定温度时，控制所述蒸发器输出的低压气态制冷剂输出至所述翅片式冷凝器，并向所述氟泵输出第一控制信号，以及向所述压缩机输出第二控制信号；在所述温度传感器采集的所述当前温度不小于设定温度时，控制所述蒸发器输出的低压气态制冷剂输出至所述压缩机，并向所述压缩机输出第三控制信号，以及向所述氟泵输出第四控制信号；

所述氟泵，用于在接收到所述第一控制信号时，驱动所述翅片式冷凝器中形成的低温制冷剂进入所述蒸发器；在接收到所述第四控制信号时，停止对低温制冷剂进行驱动；

所述压缩机，用于在接收到所述第三控制信号时，压缩其接收的低压气态制冷剂以形成高压气态制冷剂，驱动高压气态制冷剂进入所述翅片式冷凝器；在接收到第二控制信号时，停止运行；

所述翅片式冷凝器，用于传输所述气态制冷剂，使得传输的气态制冷剂与室外环境的空气进行热交换以形成低温制冷剂；

所述蒸发器，用于传输其接收的低温制冷剂，使得接收的低温制冷剂与冷却水进行热交换以降低冷却水的温度，并形成低压气态制冷剂后输出。

优选地，

还包括：风扇模组；其中，

所述风扇模组设置在室外环境的指定位置，用于驱动室外环境的空气流经设置所述翅片式冷凝器的指定位置。

优选地，

所述设定温度的取值范围包括：大于14℃，且小于16℃。

优选地，

还包括：蓄冷罐；其中，所述蓄冷罐分别与所述翅片式冷凝器和所述氟泵相连通。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种空调系统，包括第一方面中任一所述的制冷系统。

优选地，

所述空调系统，进一步包括：供水管路、回水管路、水泵和至少一个末端空调器；其中，

所述水泵设置在所述供水管路上；

所述制冷系统中蒸发器的回水端通过所述回水管路与各个所述末端空调器相连，所述制冷系统中蒸发器的供水端通过所述供水管路与各个所述末端空调器相连；

所述水泵，用于驱动所述制冷系统的蒸发器中形成的冷却水通过所述供水管路传输至各个所述末端空调器；并驱动各个所述末端空调器中形成的高温冷却回水通过所述回水管路传输至所述制冷系统的蒸发器；

所述末端空调器，用于利用接收的冷却水对目标设备进行散热，并形成高温冷却回水。

优选地，

所述空调系统，进一步包括：闭式水箱；其中，所述闭式水箱设置在所述供水管路上。

本实用新型实施例提供了一种制冷系统及空调系统，制冷系统由蒸发器、氟泵、压缩机、控制器以及设置在室外环境中指定位置的温度传感器和翅片式冷凝器构成；室外环境的温度相对较低(小于设定温度)时，翅片式冷凝器内部的气态制冷剂能够通过翅片式冷凝器与较低温度的室外空气进行较高效率的热交换，因此，可利用温度传感器采集室外环境的当前温度，由控制器根据室外环境的当前温度对氟泵和压缩机的工作状态进行控制，当且仅当室外环境的当前温度不小于设定温度时，压缩机才进行工作，执行对蒸发器输出的低压气态制冷剂进行压缩以形成高压气态制冷剂，并驱动高压气态制冷剂进入翅片式冷凝器，从而使得高压气态制冷剂通过翅片式冷凝器与室外环境中较高温度的室外空气进行热交换以形成低温制冷剂，此时氟泵无需工作；相反地，在室外环境的当前温度小于设定温度时，蒸发器输出的低压制冷剂则可直接进入翅片式冷凝器，从而使得低压气态制冷剂通过翅片式冷凝器与室外环境中较低温度的室外空气进行热交换以形成低温制冷剂，仅需要通过氟泵驱动翅片式冷凝器中形成的低温制冷剂进入蒸发器即可，此时压缩机无需工作。综上可见，本实用新型实施例提供的制冷系统中，压缩机无需持续工作，制冷系统的电能消耗较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型一实施例提供的一种制冷系统的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的一种空调系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种制冷系统，包括：

蒸发器101、翅片式冷凝器102、温度传感器103、氟泵104、压缩机105和控制器106；其中，

所述翅片式冷凝器102和所述温度传感器103均设置在室外环境的指定位置；

所述温度传感器103，用于采集室外环境的当前温度；

所述控制器106，用于在所述温度传感器103采集的所述当前温度小于设定温度时，控制所述蒸发器101输出的低压气态制冷剂输出至所述翅片式冷凝器102，并向所述氟泵104输出第一控制信号，以及向所述压缩机105输出第二控制信号；在所述温度传感器103采集的所述当前温度不小于设定温度时，控制所述蒸发器101输出的低压气态制冷剂输出至所述压缩机105，并向所述压缩机105输出第三控制信号，以及向所述氟泵104输出第四控制信号；

所述氟泵104，用于在接收到所述第一控制信号时，驱动所述翅片式冷凝器102中形成的低温制冷剂进入所述蒸发器101；在接收到所述第四控制信号时，停止对低温制冷剂进行驱动；

所述压缩机105，用于在接收到所述第三控制信号时，压缩其接收的低压气态制冷剂以形成高压气态制冷剂，驱动高压气态制冷剂进入所述翅片式冷凝器102；在接收到第二控制信号时，停止运行；

所述翅片式冷凝器102，用于传输所述气态制冷剂，使得传输的气态制冷剂与室外环境的空气进行热交换以形成低温制冷剂；

所述蒸发器101，用于传输其接收的低温制冷剂，使得接收的低温制冷剂与冷却水进行热交换以降低冷却水的温度，并形成低压气态制冷剂后输出。

如图1所示的实施例中，制冷系统由蒸发器、氟泵、压缩机、控制器以及设置在室外环境中指定位置的温度传感器和翅片式冷凝器构成；室外环境的温度相对较低(小于设定温度)时，翅片式冷凝器内部的气态制冷剂能够通过翅片式冷凝器与较低温度的室外空气进行较高效率的热交换，因此，可利用温度传感器采集室外环境的当前温度，由控制器根据室外环境的当前温度对氟泵和压缩机的工作状态进行控制，当且仅当室外环境的当前温度不小于设定温度时，压缩机才进行工作，执行对蒸发器输出的低压气态制冷剂进行压缩以形成高压气态制冷剂，并驱动高压气态制冷剂进入翅片式冷凝器，从而使得高压气态制冷剂通过翅片式冷凝器与室外环境中较高温度的室外空气进行热交换以形成低温制冷剂，此时氟泵无需工作；相反地，在室外环境的当前温度小于设定温度时，蒸发器输出的低压制冷剂则可直接进入翅片式冷凝器，从而使得低压气态制冷剂通过翅片式冷凝器与室外环境中较低温度的室外空气进行热交换以形成低温制冷剂，仅需要通过氟泵驱动翅片式冷凝器中形成的低温制冷剂进入蒸发器即可，此时压缩机无需工作。综上可见，本实用新型实施例提供的制冷系统中，压缩机无需持续工作，制冷系统的电能消耗较低。

基于如图1所示的实施例，本实用新型一个实施例中，蒸发器101的制冷剂输出端可以通过第一管路与翅片式冷凝器102的输入端相连，第一管路上可以设置相应的第一电磁阀；蒸发器101的制冷剂输出端可以还可以通过第二管路与压缩机105的输入端相连，压缩机105的输出端通过第三管路与翅片式冷凝器102的输入端相连，第二管路上还可以设置相应的第二电磁阀。如此，控制器则可在温度传感器采集的当前温度小于设定温度时，控制第一电磁阀开启，并控制第二电磁阀关闭，实现控制蒸发器输出的低压气态制冷剂通过第一管路输出至翅片式冷凝器；相应的，控制器还可在温度传感器采集的当前温度不小于设定温度时，控制第二电磁阀开启，并同时控制第一电磁阀关闭，实现控制蒸发器输出的低压气态制冷剂通过第二管路输出至压缩机。

基于如图1所示的实施例，本实用新型一个实施例中，翅片式冷凝器102的输出端可以通过第四管路与蒸发器101的制冷剂输入端相连，第四管路上可设置第三电磁阀；翅片式冷凝器102的输出端还可通过第五管路与氟泵104的输入端相连，氟泵104的输出端可以通过第六管路与蒸发器101的制冷剂输入端相连，第五管路或第六管路上还可设置第四电磁阀。如此，控制器则可在温度传感器采集的当前温度小于设定温度时，控制第四电磁阀开启，并控制第三电磁阀关闭，使得氟泵能够驱动翅片式冷凝器中形成的低温制冷剂通过第五管路和第六管路传输进入蒸发器；相应的，控制器还可在温度传感器采集的当前温度不小于设定温度时，控制第三电磁阀开启，并同时控制第四电磁阀关闭，此时，由于压缩机的工作，冷凝器中形成的低温制冷剂是高压状态，高压状态的低温制冷剂无需氟泵驱动则可通过第四管路进入蒸发器。

基于前述实施例，由于翅片式冷凝器中形成并输出的低温制冷剂可能是高压气液混合物，因此，可在蒸发器的制冷剂输入端设置相应的节流装置(比如，膨胀阀)，通过节流装置将第四管路或第六管路传输的低温制冷剂进行进一步制冷以形成极低温度的低压液态制冷剂输出到蒸发器中，极低温度的低压液态制冷剂能够极好的与蒸发器中的冷却水进行热交换以降低蒸发器中冷却水的温度。

具体地，所述设定温度的取值范围包括：大于14℃，且小于16℃。

本实用新型一个实施例中，还包括：风扇模组(附图中未示出)；其中，所述风扇模组设置在室外环境的指定位置，用于驱动室外环境的空气流经设置所述翅片式冷凝器的指定位置。通过风扇模组驱动室外环境的空气快速流经设置翅片式冷凝器的指定位置，使得冷凝器中传输的低压气态制冷剂与室外环境中的空气进行更好的热交换以快速冷凝成液体。

本实用新型一个实施例中，所述制冷系统，还包括：蓄冷罐(附图中未示出)；其中，所述蓄冷罐分别与所述翅片式冷凝器和所述氟泵相连通。

基于前述实施例，当制冷系统中氟泵通过第五管路与翅片式冷凝器的输出端相连时，蓄冷罐可设置在第五管路上，此时，第四管路可与蓄冷罐相连。

通过在制冷系统中设置蓄冷罐，使得翅片式冷凝器形成并输出的一部分低温制冷剂可存储在蓄冷罐中，以便在翅片式冷凝器无法继续提供低温制冷剂时，蓄冷罐中存储的制冷剂可以被传输至蒸发器以继续降低蒸发器中的冷却水的温度，提高制冷系统的可靠性。

应当理解的，翅片式冷凝器的输出端还可以设置相应的干燥过滤器，通过干燥过滤器对翅片式冷凝器中形成并输出的低温冷却介质进行干燥处理。

本实用新型实施例提供了一种空调系统，包括本实用新型任意一个实施例中提供的制冷系统。该空调系统中应用了电能消耗较低的制冷系统，从而使得该空调系统的电能消耗也相对较低。

如图2所示，本实用新型一个实施例中，所述空调系统，进一步包括：供水管路201、回水管路202、水泵203和至少一个末端空调器204；其中，所述水203泵设置在所述供水管路201上；所述制冷系统205中蒸发器101的回水端通过所述回水管路202与各个所述末端空调器204相连，所述制冷系统205中蒸发器101的供水端通过所述供水管路201与各个所述末端空调器204相连；所述水泵203，用于驱动所述制冷系统205的蒸发器101中形成的冷却水通过所述供水管路201传输至各个所述末端空调器204；并驱动各个所述末端空调器204中形成的高温冷却回水通过所述回水管路202传输至所述制冷系统205的蒸发器101；所述末端空调器204，用于利用接收的冷却水对目标设备进行散热，并形成高温冷却回水。

如图2所示的实施例，各个末端空调器可通过供水管路、回水管路与制冷系统的蒸发器构成一个水循环系统，水泵设置在供水管路上，使得制冷系统的蒸发器中形成的较低温度的冷却水可以在水泵的驱动下通过供水管路传输到各个末端空调器，以便各个末端空调器利用供水管路传输的冷却水对目标设备(比如，数据中心的服务器节点)进行散热，同时，各个末端空调器中形成的高温冷却回水又可通过回水管路传输到制冷系统的蒸发器，高温冷却回水则可在蒸发器中与进入蒸发器的低温制冷剂进行热交换以形成较低温度的冷却水，循环系统的水能够被循环利用。

基于如图2所示的实施例，所述空调系统，进一步包括：闭式水箱(附图中未示出)；其中，所述闭式水箱设置在所述供水管路201上。闭式水箱设置在供水管路，使得蒸发器中形成并输出的低温冷却水通过供水管路输出到各个末端空调器时，部分低温冷却水可存储在闭式水箱中，以便在蒸发器无法继续提供低温制冷却水时，闭式水箱中存储的低温冷却水可以在水泵的驱动下被传输至各个末端空调器以继续对目标设备进行散热，提高空调系统的可靠性。

应当理解的，供水管路或者回水管路上还可以设置相应的黄铜球阀、压力检测装置、膨胀罐等设备以检测及控制水循环系统的相应参数，确保顺循环系统能够安全运行。

应当理解的，本实用新型各个实施例提供的制冷系统可以应用到多种不同的类型及规格的空调系统中，尤其适用于部署在数据中心的空调系统，可以大量降低数据中心的电能消耗。

综上所述，本实用新型各个实施例至少具有如下有益效果：

1、本实用新型一实施例中，制冷系统由蒸发器、氟泵、压缩机、控制器以及设置在室外环境中指定位置的温度传感器和翅片式冷凝器构成；室外环境的温度相对较低(小于设定温度)时，翅片式冷凝器内部的气态制冷剂能够通过翅片式冷凝器与较低温度的室外空气进行较高效率的热交换，因此，可利用温度传感器采集室外环境的当前温度，由控制器根据室外环境的当前温度对氟泵和压缩机的工作状态进行控制，当且仅当室外环境的当前温度不小于设定温度时，压缩机才进行工作，执行对蒸发器输出的低压气态制冷剂进行压缩以形成高压气态制冷剂，并驱动高压气态制冷剂进入翅片式冷凝器，从而使得高压气态制冷剂通过翅片式冷凝器与室外环境中较高温度的室外空气进行热交换以形成低温制冷剂，此时氟泵无需工作；相反地，在室外环境的当前温度小于设定温度时，蒸发器输出的低压制冷剂则可直接进入翅片式冷凝器，从而使得低压气态制冷剂通过翅片式冷凝器与室外环境中较低温度的室外空气进行热交换以形成低温制冷剂，仅需要通过氟泵驱动翅片式冷凝器中形成的低温制冷剂进入蒸发器即可，此时压缩机无需工作。综上可见，本实用新型实施例提供的制冷系统中，压缩机无需持续工作，制冷系统的电能消耗较低。

2、本实用新型一实施例中，通过风扇模组驱动室外环境的空气快速流经设置翅片式冷凝器的指定位置，使得冷凝器中传输的低压气态制冷剂与室外环境中的空气进行更好的热交换以快速冷凝成液体。

3、本实用新型一实施例中，通过在制冷系统中设置蓄冷罐，使得翅片式冷凝器形成并输出的一部分低温制冷剂可存储在蓄冷罐中，以便在翅片式冷凝器无法继续提供低温制冷剂时，蓄冷罐中存储的制冷剂可以被传输至蒸发器以继续降低蒸发器中的冷却水的温度，提高制冷系统的可靠性。

4、本实用新型一实施例中，各个末端空调器可通过供水管路、回水管路与制冷系统的蒸发器构成一个循环系统，水泵设置在供水管路上，使得制冷系统的蒸发器中形成的较低温度的冷却水可以在水泵的驱动下通过供水管路传输到各个末端空调器，以便各个末端空调器利用供水管路传输的冷却水对目标设备(比如，数据中心的服务器节点)进行散热，同时，各个末端空调器中形成的高温冷却回水又可通过回水管路传输到制冷系统的蒸发器，高温冷却回水则可在蒸发器中与进入蒸发器的低温制冷剂进行热交换以形成较低温度的冷却水，循环系统的水能够被循环利用。

5、本实用新型一实施例中，闭式水箱设置在供水管路，使得蒸发器中形成并输出的低温冷却水通过供水管路输出到各个末端空调器时，部分低温冷却水可存储在闭式水箱中，以便在蒸发器无法继续提供低温制冷却水时，闭式水箱中存储的低温冷却水可以在水泵的驱动下被传输至各个末端空调器以继续对目标设备进行散热，提高空调系统的可靠性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个〃····〃”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种制冷系统，其特征在于，包括：

蒸发器、翅片式冷凝器、温度传感器、氟泵、压缩机和控制器；其中，

所述翅片式冷凝器和所述温度传感器均设置在室外环境的指定位置；

所述温度传感器，用于采集室外环境的当前温度；

所述控制器，用于在所述温度传感器采集的所述当前温度小于设定温度时，控制所述蒸发器输出的低压气态制冷剂输出至所述翅片式冷凝器，并向所述氟泵输出第一控制信号，以及向所述压缩机输出第二控制信号；在所述温度传感器采集的所述当前温度不小于设定温度时，控制所述蒸发器输出的低压气态制冷剂输出至所述压缩机，并向所述压缩机输出第三控制信号，以及向所述氟泵输出第四控制信号；

所述氟泵，用于在接收到所述第一控制信号时，驱动所述翅片式冷凝器中形成的低温制冷剂进入所述蒸发器；在接收到所述第四控制信号时，停止对低温制冷剂进行驱动；

所述压缩机，用于在接收到所述第三控制信号时，压缩其接收的低压气态制冷剂以形成高压气态制冷剂，驱动高压气态制冷剂进入所述翅片式冷凝器；在接收到第二控制信号时，停止运行；

所述翅片式冷凝器，用于传输所述气态制冷剂，使得传输的气态制冷剂与室外环境的空气进行热交换以形成低温制冷剂；

所述蒸发器，用于传输其接收的低温制冷剂，使得接收的低温制冷剂与冷却水进行热交换以降低冷却水的温度，并形成低压气态制冷剂后输出。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，

还包括：风扇模组；其中，

所述风扇模组设置在室外环境的指定位置，用于驱动室外环境的空气流经设置所述翅片式冷凝器的指定位置。

3.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，

所述设定温度的取值范围包括：大于14℃，且小于16℃。

4.根据权利要求1至3中任一所述的制冷系统，其特征在于，

还包括：蓄冷罐；其中，所述蓄冷罐分别与所述翅片式冷凝器和所述氟泵相连通。

5.一种空调系统，其特征在于，包括权利要求1至4中任一所述的制冷系统。

6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，

所述空调系统，进一步包括：供水管路、回水管路、水泵和至少一个末端空调器；其中，

所述水泵设置在所述供水管路上；

所述制冷系统中蒸发器的回水端通过所述回水管路与各个所述末端空调器相连，所述制冷系统中蒸发器的供水端通过所述供水管路与各个所述末端空调器相连；

所述水泵，用于驱动所述制冷系统的蒸发器中形成的冷却水通过所述供水管路传输至各个所述末端空调器；并驱动各个所述末端空调器中形成的高温冷却回水通过所述回水管路传输至所述制冷系统的蒸发器；

所述末端空调器，用于利用接收的冷却水对目标设备进行散热，并形成高温冷却回水。

7.根据权利要求6所述的空调系统，其特征在于，

所述空调系统，进一步包括：闭式水箱；其中，所述闭式水箱设置在所述供水管路上。