CN209588247U - 一种低负载运行自适应的定频空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于温控技术领域，具体公开一种低负载运行自适应的定频空调系统，其中，定频压缩机的出口通过管路连接冷凝器的入口，冷凝器出口的管路分为两个支路，其中一个支路经第一电子膨胀阀连接第一蒸发器的入口，另一个支路经第二电子膨胀阀连接第二蒸发器的入口，第一蒸发器的出口和第二蒸发器的出口通过管路连接定频压缩机的入口；定频压缩机的出口还经两个热气旁通管路分别连接第一蒸发器的入口和第二蒸发器的入口，第一电控阀和第二电控阀分别设置于所述两个热气旁通管路上。本实用新型能在低负载运行时自适应且能实现低载除湿的功能。

Description

一种低负载运行自适应的定频空调系统

技术领域

本实用新型属于温控技术领域，具体涉及一种低负载运行自适应的定频空调系统。

背景技术

空调系统应用于各种场合，下面以机房、数据中心等场合所用空调系统来进行说明。

随着大数据的快速发展，机房空调也进入快速发展、响应的时代。目前，由于采用变频机组(变频空调机组，本文简称为变频机组)成本较高，机房空调采用定频机组(定频空调机组，本文简称为定频机组)的占比仍然相当可观。众所周知，机房的负载是会随着用户使用量等因素的变化而变化，低负载条件时，定频机组不会像变频机组随着房间负荷的变化而变频运行来实现卸载，而是需要频繁启停压缩机进行卸载，这种方式对压缩机损害较大。

因此，如何使的定频机组随着机房负载的变化能稳定不间断运行且能够实现机房温湿度相对稳定，是目前定频空调机组的重要突破点。

对于定频机组，低负载条件时，除了频繁启停进行卸载的方式外，本领域技术人员开发了其它新的技术，即通过做一级热气旁通来实现定频机组在低负载条件下不间断运行。

例如，公开号为CN105928276A的中国发明专利申请公开了一种空调热气旁通用电磁阀控制方法、系统及空调，其中采用热气旁通的方式，热气旁通管设置于压缩机的排气管与吸气管之间，将压缩机高压气体直接旁通到吸气口，旁通管上设置电磁阀，控制热气旁通的开启和关闭。

上述现有技术通过增加热气旁通电磁阀对定频机组进行卸载，但其只涉及一级的热气旁通，旁通量有限，卸载范围较窄，不能够快速响应机房负载的变化，在负载较低时还是通过停止压机运行进行卸载。

此外，目前定频机组在低载除湿时，通过降低风量实现除湿，此时出风温度较低，还需辅助电加热，损耗较大。

实用新型内容

本实用新型主要目的是提供一种能在低负载运行时自适应且能实现低载除湿的定频空调系统。本实用新型采用以下技术方案来实现：

一种低负载运行自适应的定频空调系统，包括定频压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器及管路；其特征在于，所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀；所述定频空调系统还包括第一电控阀和第二电控阀；所述定频压缩机的出口通过管路连接所述冷凝器的入口；所述冷凝器出口的管路分为两个支路，其中一个支路经第一电子膨胀阀连接第一蒸发器的入口，另一个支路经第二电子膨胀阀连接第二蒸发器的入口；第一蒸发器的出口和第二蒸发器的出口通过管路连接定频压缩机的入口；定频压缩机的出口经两个热气旁通管路分别连接第一蒸发器的入口和第二蒸发器的入口，第一电控阀和第二电控阀分别设置于所述两个热气旁通管路上。

作为具体的技术方案，所述蒸发器中第一蒸发器和第二蒸发器布置的方式为：上送风时蒸发器为V型，下送风时蒸发器采用A型。

作为具体的技术方案，所述第一电控阀和第二电控阀均为电控开关阀。

作为具体的技术方案，所述第一电控阀和第二电控阀均为电控流量调整阀。

作为具体的技术方案，所述第一电控阀和第二电控阀中的一个为电控开关阀，另一个为电控流量调整阀。

作为具体的技术方案，所述电控开关阀为电磁阀。

作为具体的技术方案，所述电控流量调整阀为电动球阀。

作为进一步的技术方案，所述定频空调系统还包括干燥过滤器，设置于所述冷凝器出口的管路上。

作为进一步的技术方案，所述定频空调系统还包括视液镜，设置于所述冷凝器出口的管路上。

本实用新型中，热气旁通管路设置于压机排气管与蒸发器入口之间，将压缩机内部分高压气体旁通到蒸发器中，实现定频压缩机组在低负载运行时的无级调节或多级调节，使得温控环境温湿度的相对稳定。此外，当温控环境在低负载工况下具有除湿需求时，本实用新型空调系统通过关闭其中一个电子膨胀阀，达到减少一半蒸发面积实现除湿的目的，而另一半蒸发器经过的是热空气，冷热空气混合后达到机房的温控要求，此时不需要辅助电加热，达到了节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的定频空调系统的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例作详细说明：

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种低负载运行自适应的定频空调系统，包括第一蒸发器1、第二蒸发器2、第一电动球阀3、第二电动球阀4、第一电子膨胀阀5、第二电子膨胀阀6、视液镜7、干燥过滤器8、冷凝器9、定频压缩机 10及管路。

其中，定频压缩机10的出口通过管路连接冷凝器9的入口，冷凝器9出口的管路上顺序设置干燥过滤器8和视液镜7后，分为两个支路，其中一个支路经第一电子膨胀阀5连接第一蒸发器1的入口，另一个支路经第二电子膨胀阀6 连接第二蒸发器2的入口，第一蒸发器1的出口和第二蒸发器2的出口通过管路连接定频压缩机10的入口。定频压缩机10的出口还经第一电动球阀3连接第一蒸发器1的入口，定频压缩机10的出口还经第二电动球阀4连接第二蒸发器2的入口，形成两条热气旁通管路。

本实施例中，第一蒸发器1和第二蒸发器2采用V型或者A型布置的方式，上送风则蒸发器为V型，下送风则蒸发器采用A型布置，如图1所示。第一电动球阀3、第二电动球阀4是具备流量调节功能的阀体，是通过电机带动齿轮、涡轮、蜗杆等传动机构的转角力矩，实现对球阀开、关及开度的控制，而对电机可以由输入的电流或电压进行控制。

上述定频空调系统的工作过程说明如下：

100％负载条件时，定频压缩机10出口的高温高压气态制冷剂进入冷凝器9 后进行等压冷却，高温高压气态制冷剂转变为高温高压液态制冷剂，经第一电子膨胀阀5、第二电子膨胀阀6节流降压后变为低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂进入第一蒸发器1和第二蒸发器2后吸收外界热量蒸发成低温低压的气态制冷剂，再经定频压缩机10压缩后变为高温高压气态制冷剂，如此不断循环。

在机房负载不断降低时，控制第一电动球阀3、第二电动球阀4打开，将定频压缩机10部分的高压气体直接旁通到第一蒸发器1和第二蒸发器2中，实现定频压缩机10的卸载；当负载升高时，调小第一电动球阀3、第二电动球阀4 的开度或关闭。根据应用场合及具体情况的不同，第一电动球阀3、第二电动球阀4的开度不同，本实施例提供的定频空调系统可在10％-100％负载条件下实现无级调节。

控制第一电动球阀3、第二电动球阀4的方式可以有多种，例如：(1)当负载降低时，同时调大第一电动球阀3、第二电动球阀4的开度进行卸载；当负载升高时，同时调小第一电动球阀3、第二电动球阀4的开度。(2)当负载降低时，先通过调节第一电动球阀3的开度进行卸载，当第一电动球阀3全开时，负载还在降低，则第二电动球阀4逐渐打开适应负载的变化；当负载由低负载向高负载变化时，先逐渐关闭第二电动球阀4，直至满负载时关闭第一电动球阀3。

此外，当上述定频空调系统低负载运行且有除湿需求时，关闭一个电子膨胀阀及其对应的电动球阀，达到减少一半蒸发面积的目的，并根据负载量调节另外一个电动球阀的开度，实现除湿；例如，同时开启第一电动球阀3及第一电子膨胀阀5，而第二电动球阀4及第二电子膨胀阀6处于关闭状态。原理是：由于一个电子膨胀阀及其对应的电动球阀关闭，因此其对应的蒸发器中无制冷剂，通过的空气不会降温；另外一片蒸发器的蒸发温度降低，冷凝水量增多，到达除湿的目的，通过两组蒸发器冷热不同的空气混合后能够满足机房等使用场合的温湿度范围，不至于出风温度较低，需要辅助电加热来提升温度。

实施例二

实施例二也提供一种低负载运行自适应的定频空调系统，其与实施例一的区别在于：用第一电磁阀替代实施例一中的第一电动球阀、用第二电磁阀替代实施例一中的第二电动球阀。

由于电磁阀是只具有开关功能的电控阀，并不具备流量调节功能，因此本实施例二提供的定频空调系统的工作过程也与实施例一有所不同，具体说明如下：

100％负载条件时，定频压缩机10出口的高温高压气态制冷剂进入冷凝器9 后进行等压冷却，高温高压气态制冷剂转变为高温高压液态制冷剂，经第一电子膨胀阀5、第二电子膨胀阀6节流降压后变为低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂进入第一蒸发器1和第二蒸发器2后吸收外界热量蒸发成低温低压的气态制冷剂，再经定频压缩机10压缩后变为高温高压气态制冷剂，如此不断循环。

当机房(以机房为例)负载降低至总负载的70％时，则开启其中的一个电磁阀，将定频压缩机10出口部分的高温高压气体通过电磁阀直接旁通到对应的蒸发器入口，达到对定频压缩机10部分卸载的目的；当机房负载降低至总负载的 40％时，则开启另外一个电磁阀，将更多的高压气体旁通到另一个蒸发器，实现定频压缩机10在40％负载时的稳定运行；当机房负载回升时，负载达到70％时，则关闭其中的一个电磁阀，减少旁通量；当机房负载回升至100％负载时，则两个电磁阀全部关闭。本实施例通过开关不同数量的电磁阀，使得定频压缩机10 在40％、70％、100％不同负载条件下运行，避免了频繁启停对压机造成的损害。

此外，当机房低负载运行且有除湿需求时，若此时其中的一个电磁阀处于关闭状态，则关闭该电磁阀对应的电子膨胀阀，达到减少一半蒸发面积从而进行除湿的目的。例如，同时开启第一电磁阀及第一电子膨胀阀5，而第二电磁阀及第二电子膨胀阀6处于关闭状态。原理是：由于一个电子膨胀阀及其对应的电磁阀关闭，因此其对应的蒸发器中无制冷剂，通过的空气不会降温；另外一片蒸发器的蒸发温度降低，冷凝水量增多，到达除湿的目的，通过两组蒸发器冷热不同的空气混合后能够满足机房等使用场合的温湿度范围，不至于出风温度较低，需要辅助电加热来提升温度。

以上所描述的实施例旨在充分公开本实用新型，而非限制本实用新型保护的范围。本领域普通技术人员，基于本实用新型所公开的内容，无需创造性劳动即可获得的其他实施例，应当属于本实用新型揭露的范围。

Claims (9)

1.一种低负载运行自适应的定频空调系统，包括定频压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器及管路；其特征在于，所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀；所述定频空调系统还包括第一电控阀和第二电控阀；所述定频压缩机的出口通过管路连接所述冷凝器的入口；所述冷凝器出口的管路分为两个支路，其中一个支路经第一电子膨胀阀连接第一蒸发器的入口，另一个支路经第二电子膨胀阀连接第二蒸发器的入口；第一蒸发器的出口和第二蒸发器的出口通过管路连接定频压缩机的入口；定频压缩机的出口经两个热气旁通管路分别连接第一蒸发器的入口和第二蒸发器的入口，第一电控阀和第二电控阀分别设置于所述两个热气旁通管路上。

2.根据权利要求1所述的定频空调系统，其特征在于，所述蒸发器中第一蒸发器和第二蒸发器布置的方式为：上送风时蒸发器为V型，下送风时蒸发器采用A型。

3.根据权利要求1所述的定频空调系统，其特征在于，所述第一电控阀和第二电控阀均为电控开关阀。

4.根据权利要求1所述的定频空调系统，其特征在于，所述第一电控阀和第二电控阀均为电控流量调整阀。

5.根据权利要求1所述的定频空调系统，其特征在于，所述第一电控阀和第二电控阀中的一个为电控开关阀，另一个为电控流量调整阀。

6.根据权利要求3或5所述的定频空调系统，其特征在于，所述电控开关阀为电磁阀。

7.根据权利要求4或5所述的定频空调系统，其特征在于，所述电控流量调整阀为电动球阀。

8.根据权利要求1所述的定频空调系统，其特征在于，所述定频空调系统还包括干燥过滤器，设置于所述冷凝器出口的管路上。

9.根据权利要求8所述的定频空调系统，其特征在于，所述定频空调系统还包括视液镜，设置于所述冷凝器出口的管路上。