冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種冷卻系統(tǒng)，具有箱以及包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級。至少所述上游冷卻級是可變?nèi)萘坷鋮s級。每個(gè)冷卻級具有冷卻回路。冷卻回路的蒸發(fā)器被設(shè)置在所述箱中以使得空氣以串行方式通過它們。當(dāng)冷卻命令首先到達(dá)需要冷卻的點(diǎn)時(shí)，控制器操作所述上游冷卻回路提供冷而不操作所述下游冷卻回路以提供冷卻。當(dāng)冷卻命令增加到第二點(diǎn)時(shí)，所述控制器附加地操作所述下游冷卻回路以提供冷卻。當(dāng)所述冷卻命令到達(dá)所述第二個(gè)點(diǎn)時(shí)，操作所述上游冷卻回路的冷卻容量小于其全部容量。
【專利說明】冷卻系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明申請是國際申請日為2012年4月16日、國際申請?zhí)枮椤癙CT/US2012/033740”、國家申請?zhí)枮椤?01280030187.9”、發(fā)明名稱為“高效冷卻系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求于2012年4月13日提交的美國發(fā)明專利申請N0.13/446，374、于2011年4月19日提交的美國臨時(shí)申請N0.61/476，783以及于2011年8月26日提交的美國臨時(shí)申請N0.61/527，695的優(yōu)先權(quán)。上述每個(gè)申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本公開涉及冷卻系統(tǒng)，更加具體地涉及高效冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005]本部分提供與本公開內(nèi)容相關(guān)的、但未必屬于現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。
[0006]冷卻系統(tǒng)對其中流體要被冷卻的許多不同應(yīng)用具有適用性。冷卻系統(tǒng)用于冷卻氣體(例如空氣)以及液體(例如水)。兩個(gè)常見的示例為建立數(shù)據(jù)中心氣候控制系統(tǒng)和用于“舒適冷卻”(即對人存在的空間例如辦公室進(jìn)行冷卻)的HVAC (暖通空調(diào))系統(tǒng)。
[0007]數(shù)據(jù)中心是包括電子設(shè)備(例如計(jì)算機(jī)服務(wù)器)的集合的房間。數(shù)據(jù)中心和包括在其中的設(shè)備通常具有最佳的環(huán)境操作條件，特別是溫度和濕度。用于數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)通常包括氣候控制系統(tǒng)(其通常被實(shí)施為冷卻系統(tǒng)的控制的一部分)，以保持?jǐn)?shù)據(jù)中心的合適的溫度和濕度。
[0008]圖1示出了具有氣候控制系統(tǒng)102 (還被稱為冷卻系統(tǒng))的典型的數(shù)據(jù)中心100的示例。數(shù)據(jù)中心100示例性地利用了“熱”和“冷”通道方法，在該方法中，對設(shè)備機(jī)架104進(jìn)行設(shè)置以創(chuàng)建熱通道106和冷通道108。數(shù)據(jù)中心100還被例示為具有在底層地板112之上的活動(dòng)地板(raised floor) 110的活動(dòng)地板數(shù)據(jù)中心?；顒?dòng)地板110與底層地板112之間的空間提供了從氣候控制系統(tǒng)102的機(jī)房空調(diào)(“CRAC”)116向上流經(jīng)活動(dòng)地板110進(jìn)入數(shù)據(jù)中心100的、用于經(jīng)調(diào)節(jié)的供應(yīng)空氣(有時(shí)被稱為“冷”空氣)的供應(yīng)空氣室114。經(jīng)調(diào)節(jié)的供應(yīng)空氣然后流入設(shè)備機(jī)架104的前部，經(jīng)過安裝在設(shè)備機(jī)架中的設(shè)備(未示出)(在該處，其對設(shè)備進(jìn)行冷卻)，然后熱空氣通過設(shè)備機(jī)架104的后部或機(jī)架104的頂部排出。在變型中，經(jīng)調(diào)節(jié)的供應(yīng)空氣流入機(jī)架的底部然后從機(jī)架104的后部或機(jī)架104的頂部排出。
[0009]應(yīng)當(dāng)理解，數(shù)據(jù)中心100可以不具有活動(dòng)地板110或室114。在這種情況下，CRACl 16通過進(jìn)氣口(未示出)吸入來自數(shù)據(jù)中心的經(jīng)加熱的空氣，對所述空氣進(jìn)行冷卻，并將冷卻后的空氣從圖1的室中所示的出氣口 117排回至數(shù)據(jù)中心。CRAC116例如可以沿電子設(shè)備的行列進(jìn)行設(shè)置，可以被布置成其冷卻空氣供應(yīng)面對相應(yīng)的冷通道，或被沿?cái)?shù)據(jù)中心的壁進(jìn)行布置。
[0010]在圖1所示的示例性數(shù)據(jù)中心100中，數(shù)據(jù)中心100具有吊頂天花板118，該吊頂天花板118與天花板120之間的空間提供了熱空氣室122，從設(shè)備機(jī)架104排出的熱空氣被吸入該熱空氣室并且經(jīng)過該熱空氣室流回CRAC116。每個(gè)CRAC116的回氣室(未示出)將該CRACl 16耦接至室122。
[0011]CRACl 16可以為冷卻水CRAC或直膨式(DX) CRAC。CRACl 16耦接至向CRACl 16提供經(jīng)冷卻的液體的散熱裝置124。散熱裝置124是將來自CRAC116的回流流體的熱傳遞至冷卻器介質(zhì)(例如外面的環(huán)境空氣)的裝置。散熱裝置124可以包括空氣冷卻熱交換器或液體冷卻熱交換器。散熱裝置124還可以是制冷冷凝器系統(tǒng)，在這種情況下，向CRAC116提供制冷劑，CRAC116可以是具有制冷劑壓縮機(jī)的相變制冷劑空調(diào)系統(tǒng)。每個(gè)CRAC116可以包括控制CRACl 16的控制模塊125。
[0012]一方面，CRAC116包括可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，并且可以例如包括用于CRAC116的每個(gè)DX冷卻回路的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。應(yīng)當(dāng)理解，通常CRAC116可以具有多個(gè)DX冷卻回路。一方面，CRAC116包括容量調(diào)制型壓縮機(jī)或4步半封閉式壓縮機(jī),例如可從Emerson ClimateTechno1gies>Liebert Coproration或Carlyle division of United Technologies獲得的壓縮機(jī)。CRAC116還可以包括一個(gè)或更多個(gè)空氣流動(dòng)單元119，例如風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)。空氣流動(dòng)單元119可以設(shè)置在CRACl 16中，或者附加地或可替換地，可以設(shè)置在供應(yīng)空氣室114中，如室中121處所示?？諝饬鲃?dòng)單元119、121作為舉例可以具有變速驅(qū)動(dòng)器。
[0013]圖2示出了具有典型DX冷卻回路的典型CRAC200。CRAC200具有箱202，在箱202中布置有蒸發(fā)器204。蒸發(fā)器204可以是V形管組件?？諝饬鲃?dòng)單元206 (例如風(fēng)扇或鼠籠式鼓風(fēng)機(jī))也被布置在箱202中并被定位成吸入來自箱202的入口(未示出)的、經(jīng)過蒸發(fā)器204被蒸發(fā)器204冷卻的空氣，并且將冷卻后的空氣導(dǎo)出室208。蒸發(fā)器204、壓縮機(jī)210、冷凝器212以及膨脹閥214在DX制冷回路中以已知方式耦接在一起。相變制冷劑通過壓縮機(jī)210循環(huán)經(jīng)過冷凝器212、膨脹閥214、蒸發(fā)器204然后返回至壓縮機(jī)210。冷凝器212可以是在冷卻系統(tǒng)中常用的多種冷凝器中的任一種，例如空冷式冷凝器、水冷式冷凝器或乙二醇冷卻冷凝器。應(yīng)當(dāng)理解，冷凝器210通常并不是CRAC的一部分而是位于其他地方，例如在CRAC所在的建筑的外面。壓縮機(jī)210可以是在DX制冷系統(tǒng)中常用的多種壓縮機(jī)中的任一種。例如渦旋壓縮機(jī)。當(dāng)蒸發(fā)器204為V形管組件或A形管組件時(shí)，蒸發(fā)器204適當(dāng)?shù)赝ǔＴ赩形管或A形管的每個(gè)臂上具有冷卻板。每個(gè)冷卻板可以例如位于獨(dú)立的冷卻回路中，其中每個(gè)冷卻回路具有不同的壓縮機(jī)?？商鎿Q地，例如在存在兩個(gè)板和兩個(gè)壓縮機(jī)回路的情況下，每個(gè)板中的流體回路可以在所述兩個(gè)壓縮機(jī)回路中進(jìn)行混合。
[0014]蒸發(fā)器204通常為翅片管組件并且對通過它們的空氣進(jìn)行冷卻以及除濕。通常，CRAC (例如CRAC200)被設(shè)計(jì)成使得顯熱比(“SHR”)通常在.85與.95之間。
[0015]從俄亥俄州的Liebert Corporation of Columbus可獲得被稱為GLYC00L自然冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，被稱為“自然冷卻管(free cooling coil)”的第二冷卻管組件被添加至具有通常的乙二醇系統(tǒng)的CRAC。第二管組件被添加在第一冷卻管組件的前面的氣流中。在較冷的月份中，從室外干式冷卻機(jī)返回的乙二醇溶液被輸送至第二冷卻管組件并變成數(shù)據(jù)中心的主要冷卻源。在環(huán)境溫度低于35華氏度時(shí)，第二冷卻管組件的冷卻容量足以處理數(shù)據(jù)中心的總體冷卻要求并顯著降低了能量成本，這是因?yàn)镃RAC的壓縮機(jī)不需要運(yùn)行。第二冷卻管組件或自然冷卻管組件不提供100%的顯冷并且具有與蒸發(fā)器(其為第一冷卻管組件)相似的空氣側(cè)壓降。
[0016]冷卻系統(tǒng)的效率變得日益重要。根據(jù)美國能源部，數(shù)據(jù)中心的冷卻和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)消耗了在通常的數(shù)據(jù)中心中使用的能量的至少一半。換言之，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器消耗了少于一半的能量。這引起對數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的能效的日益關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]根據(jù)本公開內(nèi)容的一個(gè)方面，冷卻系統(tǒng)包括具有進(jìn)氣口和出氣口的箱以及冷卻回路，該冷卻回路包括冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹裝置、液體泵以及布置在所述箱中的蒸發(fā)器。該冷卻系統(tǒng)具有直接膨脹模式，在該直接膨脹模式下壓縮機(jī)啟動(dòng)并壓縮氣相的制冷劑以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，并且制冷劑通過壓縮機(jī)繞冷卻回路循環(huán)。冷卻系統(tǒng)還具有泵送制冷劑節(jié)約器模式，在該泵送制冷劑節(jié)約器模式下，壓縮機(jī)關(guān)閉而液體泵啟動(dòng)并且泵送液相的制冷劑，并且制冷劑通過液體泵繞冷卻回路循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑。一方面，冷卻系統(tǒng)具有耦接至液體泵和壓縮機(jī)的控制器，該控制器關(guān)閉壓縮機(jī)并啟動(dòng)液體泵以在節(jié)約器模式下操作冷卻回路，并且啟動(dòng)壓縮機(jī)以在直接膨脹模式下操作冷卻回路。一方面，控制器當(dāng)冷卻回路處于直接膨脹模式時(shí)關(guān)閉液體泵。一方面，膨脹裝置為電子膨脹閥。
[0018]一方面，冷卻回路包括耦接在冷凝器與液體泵之間的接收器/緩沖罐。
[0019]一方面，冷卻系統(tǒng)包括多個(gè)冷卻回路，每個(gè)冷卻回路被包括在包括有上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)冷卻級之一中，其中，上游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(上游蒸發(fā)器)和下游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(下游蒸發(fā)器)被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過上游蒸發(fā)器，然后通過下游蒸發(fā)器。每個(gè)冷卻級的冷卻回路具有直接膨脹模式和泵送制冷劑節(jié)約器模式，在所述直接膨脹模式下，所述冷卻回路的壓縮機(jī)啟動(dòng)，并且制冷劑通過所述冷卻回路的壓縮機(jī)繞冷卻回路循環(huán)，在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下，該冷卻回路的壓縮機(jī)關(guān)閉并且該冷卻回路的液體泵啟動(dòng)，并且制冷劑通過所述冷卻回路的液體泵繞冷卻回路循環(huán)。一方面，當(dāng)上游冷卻級和下游冷卻級之一能夠處于節(jié)約器模式并且另一冷卻級必須處于直接膨脹模式時(shí)，所述控制器在節(jié)約器模式下操作所述上游冷卻級的冷卻回路，啟動(dòng)該冷卻回路的液體泵并關(guān)閉該回路的壓縮機(jī)，并且在直接膨脹模式下操作所述下游冷卻級，啟動(dòng)所述下游冷卻回路的壓縮機(jī)。
[0020]一方面，冷卻系統(tǒng)包括具有進(jìn)氣口、出氣口的箱以及冷卻回路，所述冷卻回路包括直接膨脹制冷冷卻回路，該直接膨脹制冷冷卻回路包括冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹裝置以及布置在所述箱中的蒸發(fā)器，其中所述冷凝器處于比所述蒸發(fā)器高的高度。所述冷卻回路具有直接膨脹模式和節(jié)約器模式，在所述直接膨脹模式下，壓縮機(jī)啟動(dòng)并且壓縮氣相的制冷劑以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，制冷劑通過壓縮機(jī)繞冷卻回路循環(huán)，在所述節(jié)約器模式下，壓縮機(jī)關(guān)閉，在蒸發(fā)器的入口處的制冷劑的液柱引發(fā)熱虹吸效應(yīng)，使制冷劑繞冷卻回路循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑。一方面，控制器耦接至壓縮機(jī)，控制器關(guān)閉壓縮機(jī)以在節(jié)約器模式下操作所述冷卻回路，并且啟動(dòng)壓縮機(jī)以在直接膨脹模式下操作所述冷卻回路。[0021 ] 一方面，冷卻系統(tǒng)具有包括進(jìn)氣口和出氣口的箱以及冷卻回路，所述冷卻回路包括冷凝器、壓縮機(jī)、液/氣分離罐、液體泵以及布置在所述箱中的蒸發(fā)器。所述冷卻回路具有如下模式:在該模式下，壓縮機(jī)和液體泵二者均啟動(dòng)，液體泵泵送制冷劑通過蒸發(fā)器，離開蒸發(fā)器的制冷劑循環(huán)至所述液/氣分離罐的入口而不循環(huán)至所述冷凝器的入口，壓縮機(jī)對從所述液/氣分離罐的出口循環(huán)至所述壓縮機(jī)的入口的制冷劑進(jìn)行壓縮以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，離開所述壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)至所述冷凝器的入口。所述冷卻回路還具有泵送制冷劑節(jié)約器模式，在該泵送制冷劑節(jié)約器模式下液體泵啟動(dòng)而壓縮機(jī)關(guān)閉并且被旁路，液體泵泵送液相的制冷劑通過蒸發(fā)器，離開蒸發(fā)器的制冷劑循環(huán)至所述冷凝器的入口而不循環(huán)至所述液/氣分離罐的入口，其中，制冷劑進(jìn)行循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑。
[0022]一方面，冷卻系統(tǒng)具有包括進(jìn)氣口和出氣口的箱。冷卻系統(tǒng)包括直接膨脹冷卻回路和泵送冷卻流體冷卻回路。直接膨脹冷卻回路包括冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹裝置以及布置在所述箱中的蒸發(fā)器。泵送冷卻流體冷卻回路包括冷凝器、液體泵、膨脹裝置以及布置在所述箱中的蒸發(fā)器。所述蒸發(fā)器被設(shè)置在所述箱中以使得空氣以串行方式流經(jīng)它們，具有最上游蒸發(fā)器的冷卻回路為可變?nèi)萘坷鋮s回路和上游冷卻回路。冷卻系統(tǒng)具有直接膨脹模式和泵送冷卻流體節(jié)約器模式，在所述直接膨脹模式下，操作直接膨脹冷卻回路以提供冷卻，在所述泵送冷卻流體節(jié)約模式下，不操作直接膨脹冷卻回路提供冷卻而是操作泵送冷卻流體冷卻回路以提供冷卻。一方面，當(dāng)冷卻系統(tǒng)處于直接膨脹模式時(shí)，還操作泵送冷卻流體冷卻回路以提供冷卻。控制器控制冷卻回路的操作。當(dāng)冷卻命令首先到達(dá)需要冷卻的點(diǎn)時(shí)，控制器操作上游冷卻回路以提供冷卻而不操作下游冷卻回路提供冷卻，當(dāng)冷卻命令增加至第二點(diǎn)時(shí)，控制器附加地操作下游冷卻回路以提供冷卻，其中當(dāng)冷卻命令到達(dá)第二點(diǎn)時(shí)，上游冷卻回路被操作以提供的冷卻容量小于上游冷卻回路的全部冷卻容量。一方面，泵送冷卻流體冷卻回路為上游冷卻回路。
[0023]一方面，具有泵送制冷劑節(jié)約器模式的每個(gè)冷卻回路的膨脹裝置為電子膨脹閥，并且當(dāng)具有泵送制冷劑節(jié)約器模式的任何冷卻回路處于泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，冷卻系統(tǒng)的控制器通過調(diào)節(jié)冷卻回路的冷凝器的風(fēng)扇的速度，將制冷劑的溫度控制到制冷劑溫度設(shè)定點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)冷卻回路的液體泵的速度，將布置了所述箱的房間的氣溫控制到房間氣溫設(shè)定點(diǎn)，并且通過調(diào)節(jié)冷卻回路的電子膨脹閥的打開位置，將冷卻回路的液體泵兩端的壓力差保持在給定范圍內(nèi)。
[0024]一方面，用于控制冷卻回路的泵送制冷劑節(jié)約器模式的控制器具有:制冷劑溫度反饋控制環(huán)路，用于通過調(diào)節(jié)該冷卻回路的冷凝器風(fēng)扇的速度來控制該冷卻回路的制冷劑的溫度；房間氣溫反饋控制環(huán)路，用于通過調(diào)節(jié)該冷卻回路的液體泵的速度來對布置了所述箱的房間的氣溫進(jìn)行控制；以及液體泵壓力差控制反饋環(huán)路，用于通過調(diào)節(jié)所述冷卻回路的電子膨脹閥的位置來控制所述冷卻回路的液體泵兩端的壓力差。一方面，所述控制器針對每個(gè)反饋控制環(huán)路具有單獨(dú)的控制器。一方面，制冷劑溫度設(shè)定點(diǎn)為固定設(shè)定點(diǎn)，房間氣溫設(shè)定點(diǎn)為用戶輸入到所述控制器中的用戶輸入設(shè)定點(diǎn)，并且給定范圍為固定范圍。一方面，制冷劑溫度控制環(huán)路還包括前饋控制器的輸出作為輸入，該前饋控制器將來自房間氣溫反饋控制環(huán)路的液體泵速度控制信號以及來自液體泵壓力差控制反饋環(huán)路的輸出的電子膨脹閥位置信號作為輸入。
[0025]根據(jù)一方面，冷卻系統(tǒng)具有:具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；布置在所述箱中的空氣流動(dòng)單元；以及包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級。每個(gè)冷卻級包括具有蒸發(fā)器、冷凝器、級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和膨脹裝置的冷卻回路。每個(gè)級聯(lián)壓縮機(jī)包括固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)。至少所述上游冷卻級的冷卻回路具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式。具有泵送節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者的每個(gè)冷卻回路還具有液體泵，其中，當(dāng)在所述直接膨脹模式下操作所述冷卻回路時(shí)，所述冷卻回路的壓縮機(jī)啟動(dòng)并且壓縮氣相的制冷劑以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，制冷劑通過壓縮機(jī)繞冷卻回路循環(huán)，并且其中，當(dāng)在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式操作所述冷卻回路時(shí)，所述冷卻回路的壓縮機(jī)關(guān)閉而所述冷卻回路的液體泵啟動(dòng)并且泵送液相的制冷劑，制冷劑通過所述冷卻回路的液體泵繞冷卻回路循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑。上游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(上游蒸發(fā)器)和下游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(下游蒸發(fā)器)被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過上游蒸發(fā)器然后通過下游蒸發(fā)器。冷卻系統(tǒng)包括如下控制器:該控制器確定操作哪個(gè)冷卻回路以提供冷卻，并且針對具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者的、待操作以提供冷卻的每個(gè)冷卻回路，確定在泵送制冷劑節(jié)約器模式下還是在直接膨脹模式下操作每個(gè)這樣的冷卻回路。當(dāng)外部氣溫低至足以提供從流經(jīng)冷凝器到外部空氣的制冷劑的充分散熱而無需壓縮制冷劑時(shí)，所述控制器在泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者的每個(gè)冷卻回路，當(dāng)外部氣溫沒有低至足以提供這樣的充分散熱時(shí)，所述控制器在直接膨脹模式下操作所述冷卻回路。當(dāng)冷卻回路中的任何冷卻回路被操作處于直接膨脹模式時(shí)，控制器控制該冷卻回路的電子膨脹閥以控制該冷卻回路的蒸發(fā)器的吸入過熱。當(dāng)具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者的冷卻回路中的任何冷卻回路在泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作時(shí)，所述控制器控制該冷卻回路的膨脹裝置保持所述冷卻回路的液體泵兩端的壓力差。一方面，每個(gè)冷卻回路具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者。
[0026]一方面，冷卻系統(tǒng)具有包括進(jìn)氣口和出氣口的箱。在所述箱中布置有空氣流動(dòng)單元。空氣流動(dòng)單元布置在所述箱中。冷卻系統(tǒng)具有包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級，至少上游冷卻級包括可變?nèi)萘坷鋮s回路。每個(gè)冷卻級包括具有蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和膨脹裝置的冷卻回路。至少上游冷卻級的冷卻回路具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式，其中，具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者的每個(gè)冷卻回路還具有液體泵，其中當(dāng)冷卻回路被在直接膨脹模式下操作時(shí)，所述冷卻回路的壓縮機(jī)啟動(dòng)并壓縮氣相的制冷劑以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，并且制冷劑通過所述冷卻回路的壓縮機(jī)繞冷卻回路循環(huán)，并且其中，當(dāng)冷卻回路在泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作時(shí)，所述冷卻回路的壓縮機(jī)關(guān)閉而所述冷卻回路的液體泵啟動(dòng)并泵送液相的制冷劑，并且制冷劑通過所述冷卻回路的液體泵繞所述冷卻回路循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑。上游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(上游蒸發(fā)器)和下游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(下游蒸發(fā)器)被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過上游蒸發(fā)器，然后通過下游蒸發(fā)器?？刂破鞔_定操作哪個(gè)冷卻回路以提供冷卻，并且針對具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者的、待操作以提供冷卻的每個(gè)冷卻回路，確定是在泵送制冷劑節(jié)約器模式下還是在直接膨脹模式下操作每個(gè)這樣的冷卻回路。當(dāng)外部氣溫低至足以提供從流經(jīng)冷凝器到外部空氣的制冷劑的充分散熱而不需要壓縮制冷劑時(shí)，控制器在泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者的每個(gè)冷卻回路，當(dāng)外部氣溫沒有低至足以提供這樣的充分散熱時(shí)，所述控制器在直接膨脹模式下操作所述冷卻回路。當(dāng)冷卻命令首先到達(dá)需要冷卻的點(diǎn)時(shí)，控制器操作上游冷卻回路提供以冷卻而不操作下游冷卻回路提供冷卻，當(dāng)冷卻命令增加至第二點(diǎn)時(shí)，所述控制器附加地操作下游冷卻回路以提供冷卻，其中當(dāng)冷卻命令到達(dá)第二點(diǎn)時(shí)，上游冷卻回路被操作以提供的冷卻容量小于上游冷卻回路的全部冷卻容量。[0027]—方面，每個(gè)冷卻回路的冷凝器包括電氣換向風(fēng)扇。冷卻系統(tǒng)的控制器改變電氣換向風(fēng)扇的速度以將離開冷凝器的制冷劑的溫度保持在設(shè)定點(diǎn)。
[0028]—方面，空氣流動(dòng)單元包括至少一個(gè)電氣換向風(fēng)扇。當(dāng)冷卻系統(tǒng)的冷卻負(fù)載增加時(shí)，冷卻系統(tǒng)的控制器提高電氣換向風(fēng)扇的速度，當(dāng)冷卻負(fù)載減小時(shí)。控制器降低電氣換向風(fēng)扇的速度。
[0029]一方面，冷卻系統(tǒng)的控制器操作每個(gè)級聯(lián)壓縮機(jī)的固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)以在可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的上負(fù)載范圍中最大化可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的操作。
[0030]一方面，冷卻系統(tǒng)的控制器基于冷卻命令確定在直接膨脹模式下操作哪個(gè)冷卻回路以提供冷卻。當(dāng)冷卻回路在直接膨脹模式下操作時(shí)，控制器基于冷卻命令、冷卻命令落在多個(gè)范圍中的哪個(gè)范圍內(nèi)以及冷卻命令是斜坡上升還是斜坡下降，來控制該冷卻回路的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的固定壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)。一方面，控制器首先開始對上游冷卻級的冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降來操作上游冷卻級以提供冷卻，然后當(dāng)冷卻命令增加至閾值以上時(shí)，與對上游冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降并行地，還開始對下游冷卻級的冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降，以操作上游冷卻級和下游冷卻級兩者從而提供冷卻。
[0031]一方面，當(dāng)存在未滿足的除濕命令時(shí)，控制器基于冷卻命令以及優(yōu)先于僅基于冷卻命令的控制的除濕命令，來控制每個(gè)級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的固定壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)。
[0032]一方面，當(dāng)冷卻回路被操作處于直接膨脹模式時(shí)，控制器控制該冷卻回路的電子膨脹閥以控制該冷卻回路的蒸發(fā)器的吸入過熱，當(dāng)具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式二者的冷卻回路在泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作時(shí)，所述控制器控制所述冷卻回路的膨脹閥保持所述冷卻回路的液體泵兩端的最小壓力差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]在此描述的附圖僅是出于對所選擇的實(shí)施方式進(jìn)行說明的目的，而不是對所有可能的實(shí)施進(jìn)行說明，并且不意在限制本公開的保護(hù)范圍。
[0034]圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)中心的示意圖；
[0035]圖2是具有DX冷卻回路的現(xiàn)有技術(shù)CRAC的簡化立體圖；
[0036]圖3是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、具有由兩個(gè)冷卻回路提供的分級冷卻的CRAC的不意圖；
[0037]圖4是具有圖3中的CRAC的冷卻回路的CRAC的簡化立體圖；
[0038]圖5是具有圖3中的CRAC的冷卻回路的另一個(gè)CRAC的簡化立體圖；
[0039]圖6是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、具有由三個(gè)冷卻回路提供的分級冷卻的CRAC的不意圖；
[0040]圖7是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、具有由兩個(gè)冷卻回路提供的分級冷卻的CRAC的簡化立體圖，其中每個(gè)冷卻回路具有級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)；
[0041]圖8是根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、具有以交錯(cuò)配置設(shè)置的冷卻板的蒸發(fā)器的簡化立體圖；[0042]圖9是根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、圖7中的CRAC的變型的簡化立體圖，其中冷卻回路之一中包括吸入管路熱交換器；
[0043]圖10是根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、圖10中的CRAC的簡化立體圖，其中兩個(gè)冷卻回路均包括吸入管路熱交換器；
[0044]圖1IA和圖1IB是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、在具有用于顯冷控制和除濕控制的分級冷卻回路的CRAC中所使用的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的控制設(shè)置的表，圖1lC是示出了所述控制的流程圖；
[0045]圖12是根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、包括具有泵送制冷劑節(jié)約器模式的DX冷卻回路的冷卻系統(tǒng)；
[0046]圖13至圖24是圖12中的冷卻系統(tǒng)的變型；
[0047]圖25是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、具有DX冷卻回路和獨(dú)立的泵送制冷劑節(jié)約裝置回路的冷卻系統(tǒng)的示意圖；
[0048]圖26是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的、具有由圖12中的兩個(gè)冷卻回路提供的分級冷卻的冷卻系統(tǒng)的示意圖；
[0049]圖27是示出了圖12中的冷卻系統(tǒng)并且更詳細(xì)地示出了其控制系統(tǒng)的示意圖；
[0050]圖28示出了圖27中的控制系統(tǒng)的控制環(huán)路；
[0051]圖29是示出了根據(jù)本公開的一方面的、電子膨脹閥的示例性控制的流程圖；
[0052]圖30是示出了控制具有分級冷卻的冷卻系統(tǒng)基于冷卻命令進(jìn)行分級以對冷卻系統(tǒng)的冷卻回路的操作進(jìn)行分級的示例性控制的流程圖。
[0053]貫穿附圖的若干個(gè)視圖，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0054]現(xiàn)在將參照附圖更加充分地描述示例性實(shí)施方式。
[0055]根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面，高效冷卻系統(tǒng)包括由兩個(gè)或更多個(gè)冷卻回路提供的分級冷卻，其中所述兩個(gè)或更多個(gè)冷卻回路被設(shè)置成使得待冷卻的空氣依次流經(jīng)它們。一方面，每個(gè)冷卻回路包括由固定容量渦旋壓縮機(jī)和數(shù)字渦旋壓縮機(jī)構(gòu)成的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)。應(yīng)當(dāng)理解，作為對級聯(lián)數(shù)字壓縮機(jī)的替代，可以垂直并聯(lián)多個(gè)壓縮機(jī)并且這些壓縮機(jī)可以具有不同的容量。一方面，當(dāng)室外溫度充分低足以對繞冷卻回路循環(huán)的制冷劑提供必要的冷卻時(shí)，每個(gè)冷卻回路包括DX冷卻回路和旁路壓縮機(jī)的泵送冷卻劑節(jié)約回路。一方面，高效冷卻系統(tǒng)還包括使待冷卻的空氣流經(jīng)每個(gè)冷卻回路的蒸發(fā)器的一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)或相似的空氣流動(dòng)單元。空氣流動(dòng)單元的電機(jī)可以示例性地為變速電機(jī)，也可以示例性地為電子受控電機(jī)。關(guān)于用于冷凝器的風(fēng)扇電機(jī)也存在相同情況。一方面，高效冷卻系統(tǒng)的冷卻回路包括電子膨脹閥。
[0056]應(yīng)當(dāng)理解，冷卻系統(tǒng)可以具有少于這些元件的元件，可以具有所述元件的各種組合。例如，冷卻系統(tǒng)可以不具有分級冷卻而具有包括DX冷卻回路和泵送制冷劑節(jié)約回路的冷卻回路。在該方面，可以使用或不使用級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)。
[0057]圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面的冷卻系統(tǒng)300的簡化示意圖，該冷卻系統(tǒng)300具有多個(gè)冷卻級，所述多個(gè)冷卻級包括具有上游冷卻回路301的上游冷卻級322以及具有下游冷卻回路302的下游冷卻級324。在圖3的實(shí)施方式中，冷卻回路301、302 二者均是DX制冷回路。上游冷卻回路301包括設(shè)置在傳統(tǒng)DX制冷回路中的、被稱為上游蒸發(fā)器304的蒸發(fā)器、膨脹閥306、冷凝器308和壓縮機(jī)310。下游冷卻回路302包括設(shè)置在傳統(tǒng)DX制冷回路中的被稱為下游蒸發(fā)器312的蒸發(fā)器、膨脹閥314、冷凝器316和壓縮機(jī)318。在這一點(diǎn)上，上游冷卻回路301中的蒸發(fā)器304、膨脹閥306和壓縮機(jī)310以及下游冷卻回路302中的蒸發(fā)器312、膨脹閥314和壓縮機(jī)318可以與控制器320 —起全部被包括在位于數(shù)據(jù)中心的CRAC326中。冷凝器308、316以虛線框示出，因?yàn)樗鼈兺ǔ２话ㄔ贑RAC326中，而是位于其他地方，例如在CRAC326所在的建筑的外部。膨脹閥306、314可以優(yōu)選地為電子膨脹閥，但還可以為恒溫膨脹閥，例如在U.S.4，606，198中公開的恒溫膨脹閥。在每個(gè)DX制冷回路301、302中，制冷劑通過壓縮機(jī)來循環(huán)，制冷劑從壓縮機(jī)流出，經(jīng)過冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器并返回至壓縮機(jī)。上游冷卻回路301中的蒸發(fā)器304與下游冷卻回路302中的蒸發(fā)器312被分級設(shè)置，使得通過CRAC的入口吸入的空氣以串行方式流經(jīng)蒸發(fā)器304、312，即空氣首先流經(jīng)上游冷卻回路301中的上游蒸發(fā)器304，然后流經(jīng)下游冷卻回路302中的下游蒸發(fā)器312。通過具有被設(shè)置成使空氣串行流過的多個(gè)冷卻級，每個(gè)DX制冷回路的蒸發(fā)器兩端的溫差減小。這又使得每個(gè)DX制冷回路中的蒸發(fā)器以不同壓力水平進(jìn)行操作以及使得相應(yīng)的蒸發(fā)器與冷凝器之間的壓力差減小。因?yàn)閴嚎s機(jī)功率是蒸發(fā)器與冷凝器之間的壓力差的函數(shù)，壓力差越小，能效越高。應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)壓縮機(jī)310、318可以包括級聯(lián)的壓縮機(jī)，其中一個(gè)壓縮機(jī)為固定容量壓縮機(jī)而另一個(gè)壓縮機(jī)為可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)例如數(shù)字渦旋壓縮機(jī)。如以下更加詳細(xì)討論的，每個(gè)壓縮機(jī)310、318可以為包括固定容量渦旋壓縮機(jī)和數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)。
[0058]應(yīng)當(dāng)理解，冷凝器308、316可以是上述關(guān)于圖1中的散熱裝置124所描述的散熱裝置中任一個(gè)。
[0059]每級冷卻回路提供由冷卻系統(tǒng)300的CRAC326提供的整體冷卻的一部分。所述部分可以是等同的，即每級提供等同冷卻，或者它們可以是不同的。更加具體地，每個(gè)冷卻級具有作為CRAC326兩端的最大溫差的一部分的最大溫差。例如，如果CRAC326具有20華氏度的最大溫差，則每級冷卻回路具有作為20華氏度的一定百分比的最大溫差。這可以為相等的百分比，在這種情況下，當(dāng)CRAC326兩端的最大溫差為20華氏度，冷卻回路301、302均具有最大的10華氏度的溫差而或者所述百分比可以不同。
[0060]冷卻系統(tǒng)包括控制冷卻回路301、302的控制器320。
[0061]上游冷卻回路301的上游蒸發(fā)器304遇到了較高的進(jìn)氣溫度，上游冷卻回路31的壓縮機(jī)310向上游蒸發(fā)器304提供蒸發(fā)溫度比壓縮機(jī)318提供給下游冷卻回路302中的下游蒸發(fā)器312的制冷劑的高的制冷劑。下游冷卻回路302中的下游蒸發(fā)器312遇到了上游冷卻回路301的蒸發(fā)器304排出的較低氣溫。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，存在如下優(yōu)點(diǎn):沿從僅通過下游冷卻回路302的冷卻到僅通過上游冷卻回路301的冷卻的連續(xù)冷卻，其中借助于上游冷卻回路301和下游冷卻回路302中的較小的壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)相等的凈總冷卻容量，上游和下游冷卻回路301、302以及上游冷卻回路301的蒸發(fā)器304和下游冷卻回路302的蒸發(fā)器312被配置成提供大約相等的冷卻容量。例如，如果CRAC236為30噸的單位，則冷卻回路301和冷卻回路302被配置分別提供大約15噸的冷卻容量，蒸發(fā)器304、312也被配置分別提供大約15噸的冷卻容量。蒸發(fā)器304、312被配置為具有大約相等的表面冷卻面積(冷卻表面面積為流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣所接觸的面積)。在這一點(diǎn)上，當(dāng)蒸發(fā)器304、312具有多個(gè)冷卻板例如V形管組件時(shí)，代替由不同的壓縮機(jī)對下游蒸發(fā)器312的每個(gè)冷卻板進(jìn)行饋送，由一個(gè)壓縮機(jī)對下游蒸發(fā)器312的兩個(gè)冷卻板進(jìn)行饋送并且由另一個(gè)壓縮機(jī)對上游蒸發(fā)器304的兩個(gè)冷卻板進(jìn)行饋送。這兩個(gè)壓縮機(jī)優(yōu)選地具有相等容量并且分級冷卻使得這兩個(gè)壓縮機(jī)比在用于對典型的現(xiàn)有技術(shù)CRAC中的蒸發(fā)器的兩個(gè)冷卻板進(jìn)行饋送的兩個(gè)壓縮機(jī)小(容量小)，該現(xiàn)有技術(shù)的CRAC具有用于提供可比較的冷卻容量的兩個(gè)冷卻板的DX制冷回路。
[0062]在可替代實(shí)施方式中，下游冷卻回路302中的壓縮機(jī)318比上游冷卻回路301中的壓縮機(jī)310大(即具有更大的容量)以降低提供給下游蒸發(fā)器312的制冷劑的蒸發(fā)溫度。這又降低了顯熱比并且增加了下游冷卻回路302的除濕能力。在本實(shí)施方式中，下游蒸發(fā)器312可以具有與上游冷卻回路301的上游蒸發(fā)器304相等的冷卻表面面積，或具有與上游蒸發(fā)器304的冷卻表面面積不同(大于或小于)的冷卻表面面積。
[0063]一方面，上游冷卻回路301中的上游蒸發(fā)器304是微通道冷卻管組件。上游蒸發(fā)器304可以示例性地為在2009年2月18日提交的名稱為“Laminated Manifold forMicroChannel Heat Exchanger”的USSN12/388, 102中描述的類型的微通道熱交換器，所述申請的全部公開內(nèi)容通過引用合并到本文中。上游蒸發(fā)器304可以示例性地為從俄亥俄州的Liebert Corporation of Columbus可獲得的MCHX微通道熱交換器。當(dāng)上游蒸發(fā)器304為微通道熱交換器時(shí)，上游冷卻回路301示例性地被配置成提供僅可察覺的冷卻，例如提供上游蒸發(fā)器304兩端的如下溫度升降:不使上游蒸發(fā)器304排出的空氣溫度降低至低于露點(diǎn)，或者低于露點(diǎn)上的特定若干度的溫度(例如大約4華氏度)。盡管使用上游冷卻回路301的上游蒸發(fā)器304的微通道冷卻管組件的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所述微通道冷卻管組件的兩端具有空氣側(cè)壓降:該空氣側(cè)壓降比具有可比較冷卻容量的翅片管冷卻管組件顯著小，但是應(yīng)當(dāng)理解上游蒸發(fā)器304可以不同于微通道冷卻管，可以例如為翅片管冷卻管組件。
[0064]一方面，下游冷卻回路302的下游蒸發(fā)器312為翅片管冷卻管組件。一方面，下游蒸發(fā)器312為微通道冷卻管組件。
[0065]圖4示出了 CRAC326的示例性實(shí)施方式。CRAC326包括具有回氣入口 402和出氣口 404的箱400，例如室?？諝膺^濾器406被布置在回氣入口 402處，使得經(jīng)由回氣入口 402流入CRAC326的空氣在流經(jīng)CRAC326的剩余部分之前流經(jīng)空氣過濾器406。箭頭414表示空氣流經(jīng)CRAC326的方向。
[0066]在圖4所示的實(shí)施方式中，下游冷卻回路302的下游蒸發(fā)器312為布置在箱400中的、位于回氣入口 402與出氣口 404之間的A形管組件。下游蒸發(fā)器312因此具有用于A形管的每個(gè)臂的冷卻板410。上游蒸發(fā)器304也是具有用于A形管的每個(gè)臂的冷卻板412的A形管組件?？諝饬鲃?dòng)單元408 (例如風(fēng)扇或鼠籠式鼓風(fēng)機(jī))被布置在箱400中、位于下游蒸發(fā)器312的下游側(cè)與出氣口 404之間。上游蒸發(fā)器304的冷卻板412之一被布置在下游蒸發(fā)器312的冷卻板410之一的進(jìn)氣側(cè)，而上游蒸發(fā)器304的另一個(gè)冷卻板412被布置在下游蒸發(fā)器312的另一個(gè)冷卻板410的進(jìn)氣側(cè)。因此，下游蒸發(fā)器312的冷卻板410與上游蒸發(fā)器304的冷卻板412成對設(shè)置，即上游蒸發(fā)器的對應(yīng)的冷卻板412與下游蒸發(fā)器312的對應(yīng)的冷卻板410成對。應(yīng)當(dāng)理解，可替換地，空氣流動(dòng)單元408可替代地布置在上游蒸發(fā)器304的上游。
[0067]可替換地，如圖5所示，上游冷卻回路301的上游蒸發(fā)器304’可以布置在空氣過濾器406與下游蒸發(fā)器312之間的箱400的室415中。
[0068]在一個(gè)變型中，上游蒸發(fā)器304的冷卻板412可以被分割成多個(gè)冷卻板，下游蒸發(fā)器312的冷卻板410也如此。
[0069]在CRAC中使用獨(dú)立的上游DX制冷回路和下游DX制冷回路進(jìn)行分級冷卻，使得上游DX制冷回路的壓縮機(jī)兩端的壓力差減小，從而降低其功耗。通過上游DX制冷回路中的上游蒸發(fā)器提供的附加表面積使得下游DX制冷回路中的下游蒸發(fā)器兩端的溫度升降減小。這使得下游DX制冷回路中的壓縮機(jī)兩端的壓力差減小，從而降低其功耗。該分級提高了蒸發(fā)器的溫度，使得蒸發(fā)器進(jìn)行更少地除濕。在數(shù)據(jù)中心中，除濕通常浪費(fèi)能源。分級冷卻進(jìn)一步具有如下益處:使得CRAC能夠提供從入口到出口的大的空氣側(cè)溫差。這些效果的組合顯著增加了 SHR。
[0070]當(dāng)蒸發(fā)壓力與冷凝壓力之間的差減小時(shí)，DX冷卻回路的壓縮機(jī)更高效地運(yùn)行并具有更大的容量。此外，如果目的是相對于更大容量來增加能效，則壓縮機(jī)可以更小并且仍然滿足流經(jīng)冷卻回路的制冷劑的期望的質(zhì)量流量，這是因?yàn)檎舭l(fā)溫度升高了。也就是說，每個(gè)回路中的壓縮機(jī)可以比用于對在典型的現(xiàn)有技術(shù)CRAC的冷卻管的冷卻板進(jìn)行饋送的壓縮機(jī)小但仍然能實(shí)現(xiàn)相等的凈的總冷卻容量，該現(xiàn)有技術(shù)的CRAC具有用于每個(gè)冷卻板的DX制冷回路。
[0071]應(yīng)當(dāng)理解，冷卻系統(tǒng)300可以具有多于兩級的分級冷卻回路，每個(gè)分級冷卻回路示意性地為DX冷卻回路，例如冷卻回路301、302。例如，冷卻系統(tǒng)(例如圖6中的冷卻系統(tǒng)600)具有三級分級冷卻回路，第三冷卻回路602設(shè)置在冷卻回路302的下游。每級可以提供由冷卻系統(tǒng)600提供的相等部分(即1/3)的冷卻，或每級可以提供不等的部分的冷卻。
[0072]如上所述，每個(gè)壓縮機(jī)310、318可以為級聯(lián)壓縮機(jī)，例如被稱為級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的級聯(lián)壓縮機(jī)，其包括固定容量渦旋壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)。如在本文中使用的，“級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)”指具有固定容量渦旋壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)二者的壓縮機(jī)。圖7示出了圖3中的CRAC326的變型CRAC700，其具有級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710和718，級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710包括固定容量壓縮機(jī)710 (F)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)，級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)718包括固定容量壓縮機(jī)718 (F)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)718 (V)。固定容量壓縮機(jī)710 (F)和718 (F)優(yōu)選地可以為固定容量渦旋壓縮機(jī)，但是應(yīng)當(dāng)理解，它們可以是其它類型的固定容量壓縮機(jī)。數(shù)字渦旋壓縮機(jī)具有通過分離渦旋組在大約10%與100%之間改變或調(diào)制其容量的能力。數(shù)字渦旋壓縮機(jī)在部分負(fù)載條件下操作時(shí)具有較低的效率，而在高負(fù)載條件下操作時(shí)更高效。更加具體地，數(shù)字渦旋壓縮機(jī)在容量的50%與100%之間(即負(fù)載50%與100%之間)操作時(shí)更高效，在低于容量的50%操作時(shí)低效。在級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)中將固定容量壓縮機(jī)與數(shù)字渦旋壓縮機(jī)配對提供了從容量的25%到100%的能效操作的更廣闊的范圍。級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)可以示例性地為從Sydney Ohio 的 Emerson Climate Technologies 的Copeland? band可獲得的級聯(lián)數(shù)字
渦旋壓縮機(jī)。如在本文中使用的，上負(fù)載范圍指特定負(fù)載百分比的負(fù)載范圍，并且高于該上負(fù)載范圍數(shù)字渦旋壓縮機(jī)操作更高效。盡管上負(fù)載范圍通常為50%或更高，但是應(yīng)當(dāng)理解下負(fù)載可以不等于50%并取決于特定的壓縮機(jī)。
[0073]上游蒸發(fā)器304和下游蒸發(fā)器312可以具有各種配置。它們中的每個(gè)可以具有例如兩個(gè)冷卻板，所述冷卻板具有冷卻劑流經(jīng)其的多行管。它們還可以如圖4和圖7所示彼此分離，或具有交錯(cuò)配置，如圖8所示上游蒸發(fā)器304和下游蒸發(fā)器312的冷卻板412、410的多行管彼此交錯(cuò)。
[0074]在圖7的示例性配置中，在配置中的如圖4所示設(shè)置的上游蒸發(fā)器304和下游蒸發(fā)器312在本文中被稱為“分離配置”，上游蒸發(fā)器304與下游蒸發(fā)器312彼此分離，上游蒸發(fā)器304完全位于下游蒸發(fā)器312的上游。也就是說，上游蒸發(fā)器304的冷卻板412與下游蒸發(fā)器312的冷卻板410相分離，冷卻板412完全位于冷卻板410的上游。如上所述冷板板410、412被成對設(shè)置，上游蒸發(fā)器304的冷卻板412之一的出口側(cè)702與下游蒸發(fā)器312的冷卻板410之一的入口側(cè)704鄰接。在圖4和圖7所示的示例性配置中，上游蒸發(fā)器304的冷卻板412位于下游蒸發(fā)器312的冷卻板410的外部。
[0075]冷卻板410、412可以例如分別具有制冷劑流經(jīng)其的三行706管708。在上游蒸發(fā)器304的冷卻板412中的所述行706的管708與在下游蒸發(fā)器312的冷卻板410中的所述行706的管708分開進(jìn)行分組。因此，上游蒸發(fā)器304的冷卻板412的所述行706的管708均布置在下游蒸發(fā)器312的冷卻板410的所述行706的管708的上游。這種配置在本文中可以被稱為“X行/X行-Z級分離”配置，其中X為冷卻板中的管708的行706的數(shù)目，Z為冷卻級的數(shù)目。因此，圖7所示的示例性實(shí)施方式為3行/3行-2級分離配置。應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)冷卻板可以具有多于或少于3行的管。
[0076]圖8示出了在本文中被稱為“交錯(cuò)配置”的配置，上游蒸發(fā)器304與下游蒸發(fā)器312的一行或更多行管是交錯(cuò)的。在圖8所示的交錯(cuò)配置的示例中，蒸發(fā)器304的冷卻板410’與蒸發(fā)器312的冷卻板412’被成對設(shè)置。每個(gè)冷卻板410’、412’具有兩部分:過熱部分和2-相部分。為了參考，上游蒸發(fā)器304的412’具有過熱部分800和2-相部分802，下游蒸發(fā)器312的每個(gè)冷卻板410’具有過熱部分804與2-相部分806。設(shè)置每對冷卻板410’、412’，使得下游蒸發(fā)器304的冷卻板410’的過熱部分804布置在上游蒸發(fā)器304的冷卻板412’的過熱部分800與上游蒸發(fā)器304的冷卻板412’的2-相部分802之間。如圖8所示，上游蒸發(fā)器304的冷卻板412’的過熱部分800具有向外的入口側(cè)808以及面向下游蒸發(fā)器312的冷卻板410’的過熱部分804的入口側(cè)812的出口側(cè)810。下游蒸發(fā)器312的冷卻板410’的過熱部分804的出口側(cè)814面向上游蒸發(fā)器304的冷卻板412’的2-相部分802的入口側(cè)816。2-相部分802的出口側(cè)818面向下游蒸發(fā)器312的冷卻板410’的2-相部分806的入口側(cè)820。在所述配置中，待冷卻的空氣進(jìn)入上游冷卻蒸發(fā)器304的冷卻板412’的過熱部分800，然后依次通過下游蒸發(fā)器312的冷卻板410’的過熱部分804、上游蒸發(fā)器304的冷卻板412’的2-相部分802以及下游蒸發(fā)器312的冷卻板410’的2-相部分806。該配置在本文中可以被稱為“X行/X行、Y行/Y行-Z級交錯(cuò)”配置,其中X為冷卻板的過熱部分中的行的數(shù)目，Y為冷卻板中的2-相部分中的行的數(shù)目，Z為冷卻級的數(shù)目。因此，圖8所示的示例性實(shí)施方式為I行/I行、2行/2行-2級交錯(cuò)配置。應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)冷卻板的2-相部分可以具有多于或少于2行的管，每個(gè)冷卻板的過熱部分可以具有不止I行的管。
[0077]在交錯(cuò)配置中，在各個(gè)的上游冷卻級和下游冷卻級的每個(gè)冷卻級中的冷卻劑首先流經(jīng)該冷卻級的蒸發(fā)器的每個(gè)冷卻板的2-相部分，然后流經(jīng)該冷卻板的過熱部分。冷卻劑通常以兩相(液相和氣相)進(jìn)入2-相部分，而通常僅以氣體形式從2-相部分排出。制冷劑然后在過熱部分進(jìn)行過熱，過熱部分遇到了比2-相部分更熱的空氣。[0078]以上描述的類型的多級冷卻系統(tǒng)(尤其是下游級)的蒸發(fā)溫度受過熱溫度的限制。通過將交錯(cuò)配置中的過熱區(qū)域與進(jìn)氣側(cè)分離，去除了第二級的過熱限制，與蒸發(fā)器的管不是交錯(cuò)的(即上游蒸發(fā)器的管全部位于下游蒸發(fā)器的管的上游)的配置相比較，第二級的蒸發(fā)溫度升高了。
[0079]圖9示出了圖7中的分離配置的變型，其中冷卻回路302’包括吸入管路熱交換器900，該吸入管路熱交換器900具有耦接在下游蒸發(fā)器312的出口 904與級聯(lián)數(shù)字渦旋發(fā)電機(jī)718的入口 906之間的第一熱交換路徑902。吸入管路熱交換器900的第二熱交換路徑908耦接在冷凝器316的出口 910與膨脹閥314的入口 912之間。
[0080]在該變型中，吸入管路熱交換器900對從冷凝器316流經(jīng)熱交換路徑908的高壓制冷劑進(jìn)行過冷(subcool),使得對從下游蒸發(fā)器312流經(jīng)熱交換路徑902到級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)718的氣相制冷劑進(jìn)行過熱，從而當(dāng)氣相制冷劑進(jìn)入級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)718時(shí)已經(jīng)被過熱。這使得下游蒸發(fā)器312不再進(jìn)行任何過熱，并且實(shí)現(xiàn)了與交錯(cuò)配置可比較的關(guān)于級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)718的效率的增加(即蒸發(fā)溫度的增加)。
[0081]在圖9的實(shí)施方式中，僅下游冷卻回路302’包括吸入管路熱交換器。圖10示出了圖9的變型，其中冷卻回路301’還包括吸入管路熱交換器1000，該吸入管路熱交換器1000具有耦接在上游蒸發(fā)器304的出口 1004與壓縮機(jī)310的入口 1006之間的第一熱交換路徑1002。吸入管路熱交換器1000的第二熱交換路徑1008耦接在冷凝器308的出口 1010與膨脹閥306的入口 1012之間。
[0082]在該變型中，吸入管路熱交換器1000對從冷凝器308流經(jīng)熱交換路徑1008的高壓制冷劑進(jìn)行過冷，使得對從上游蒸發(fā)器304流經(jīng)熱交換路徑1002到級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710的氣相制冷劑進(jìn)行過熱，從而當(dāng)氣相制冷劑進(jìn)入級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710時(shí)已經(jīng)被過熱。這使得上游蒸發(fā)器304不需要再進(jìn)行任何過熱，并且增加了級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710的效率(即增加了蒸發(fā)溫度)。
[0083]一種具有分級冷卻(例如CRAC700 (圖7))的冷卻系統(tǒng)能夠?qū)︼@冷控制和除濕控制進(jìn)行更好的優(yōu)化，所述CRAC700使用多個(gè)冷卻回路，例如以上與級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718 一起討論的冷卻回路301、302。
[0084]一方面，控制器320控制級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718?？刂破?20示例性地使用實(shí)施下述對級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718的控制的合適的軟件來編程?？刂破?20可以示例性地為從Ohio的Liebert Corporation of Columbus可獲得的iCOM?.控制系統(tǒng),其使用實(shí)施下述附加功能的軟件來編程。
[0085]如在本文中使用的，冷卻命令(Call for Cooling)是指冷卻系統(tǒng)被請求提供的實(shí)際冷卻的冷卻需求。通常，“冷卻命令”被表達(dá)為冷卻系統(tǒng)的總冷卻容量或標(biāo)稱最大冷卻容量的百分比。應(yīng)當(dāng)理解，冷卻命令可以不被表達(dá)為百分比。例如，其可以根據(jù)功率來表示，例如千瓦(Kw)。僅通過示例但非限制的方式，冷卻系統(tǒng)可以具有125Kw的總?cè)萘?，如果冷卻系統(tǒng)被請求提供62.5Kw的冷卻，則冷卻命令可以被表達(dá)為62.5Kw以及50%。
[0086]首先轉(zhuǎn)向顯冷的控制，控制器320基于冷卻命令以及該冷卻命令落在多個(gè)范圍的哪個(gè)范圍中來控制啟動(dòng)每個(gè)級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)中的哪個(gè)固定容量壓縮機(jī)和數(shù)字渦旋壓縮機(jī)，以及在啟動(dòng)每個(gè)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的情況下，控制其負(fù)載。一方面，控制器首先開始對上游冷卻級的冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降以操作上游冷卻級來提供冷卻。當(dāng)冷卻命令增加至如下點(diǎn):將更加高效地操作下游冷卻級以提供附加冷卻而不是繼續(xù)僅增加上游冷卻級的冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的斜坡升降時(shí)，與對上游冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降并行地，控制器還開始對下游冷卻級的冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降。這操作了上游冷卻級和下游冷卻級二者來提供冷卻。如此，控制器320對可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)、特別是上游冷卻級的冷卻回路的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的操作與下游冷卻級的冷卻回路的操作進(jìn)行最大化地平衡，以更好地優(yōu)化效率。
[0087]在以下示例中，控制器320具有如下四種控制模式:其是由冷卻系統(tǒng)(例如冷卻系統(tǒng)300)被命令提供的冷卻命令(在以下示例中被表達(dá)為百分比)確定的，其是由控制器320當(dāng)冷卻為斜坡上升(ramp up)以及還有當(dāng)冷卻為斜坡下降(ramp down)時(shí)確定的。圖1lA是示出了用于對級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718中每個(gè)的固定容量渦旋壓縮機(jī)710 (F)和718(F)以及數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)和718 (V)進(jìn)行控制的這些控制模式的表。在圖1lA的表中使用的相對于數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的術(shù)語“斜坡升降(ramp)”指數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的容量被適當(dāng)?shù)卣{(diào)高(增加數(shù)字渦旋壓縮機(jī)加載時(shí)間的百分比)或調(diào)低(減少不加載數(shù)字渦旋壓縮機(jī)時(shí)間的百分比)，以提供精細(xì)的冷卻調(diào)節(jié)從而滿足以上討論的被稱為冷卻命令的冷卻需求。在表IIA中，基于冷卻命令與顯冷斜坡上升控制閾值SRU1-SRU5(即冷卻命令所落入的范圍)的比較，來確定何時(shí)啟動(dòng)固定容量渦旋壓縮機(jī)710 (F)和718 (F)以及何時(shí)啟動(dòng)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)和718 (V)以及當(dāng)冷卻命令是斜坡上升時(shí)所述壓縮機(jī)的負(fù)載百分比。緊接著每個(gè)控制閾值SRU1-SRU5的在圓括號內(nèi)的值為這些控制閾值的每個(gè)閾值的示例性優(yōu)選值。然而，應(yīng)當(dāng)理解，控制閾值SRU1-SRU5可以具有不同值并且這些值可以被直觀地和/或理論地確定以優(yōu)化這些值。
[0088]在表IlA中相似地，基于冷卻命令百分比與顯冷斜坡下降控制閾值SRD1-SRD5的比較，來確定何時(shí)啟動(dòng)固定容量渦旋壓縮機(jī)710 (F)和718 (F)，何時(shí)啟動(dòng)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)和718 (V)，以及當(dāng)冷卻命令為斜坡下降時(shí)的負(fù)載百分比。再次，緊接著每個(gè)控制閾值SRD1-SRD5在圓括號內(nèi)的值為這些控制閾值的每個(gè)閾值的示例性優(yōu)選值。然而，應(yīng)當(dāng)理解，控制閾值SRD1-SRD5可以具有不同值并且這些值可以被直觀地和/或理論地確定以優(yōu)化這些值。
[0089]應(yīng)當(dāng)理解，以上討論的四種控制模式是示例性的，特別地如果存在不止兩級的冷卻級從而存在不止兩個(gè)的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)(即每個(gè)冷卻級的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī))時(shí)，則可以存在不同于這四種控制模式的控制模式。
[0090]轉(zhuǎn)向除濕控制，控制器320基于冷卻命令以及該冷卻命令落在多個(gè)除濕控制范圍的哪個(gè)除濕控制范圍中，來控制啟動(dòng)每個(gè)級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)中的哪個(gè)固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)，然后基于除濕命令控制適用的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的斜坡升降。在以下示例中，控制器320具有根據(jù)冷卻命令確定的三種控制模式。圖1lB是示出了用于級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718中的每個(gè)的固定容量渦旋壓縮機(jī)710 (F)和718 (F)以及數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)和718 (V)的控制的所述控制模式的表。在圖9A的表中使用的相同術(shù)語還用于圖9B中的表。此外，“除濕命令”指由控制器320確定的、冷卻系統(tǒng)700被命令提供的除濕的百分比。在表IlB中，基于冷卻命令與潛在的冷卻控制閾值L1-L4的比較，來確定何時(shí)啟動(dòng)固定容量渦旋壓縮機(jī)710 (F)和718 (F)，何時(shí)啟動(dòng)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)和718 (V)，以及是否對所述壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降。除濕命令確定正在進(jìn)行斜坡升降的每個(gè)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)和718 (V)的斜坡升降。再次，當(dāng)緊接著每個(gè)控制閾值L1-L4的圓括號中的值為限定除濕控制范圍的這些控制閾值的每個(gè)閾值的示例性優(yōu)選值。然而，應(yīng)當(dāng)理解，控制閾值L1-L4可以具有不同值，并且這些值可以被直觀地和/或理論地確定以優(yōu)化這些值。一個(gè)示例性方面，當(dāng)請求除濕即當(dāng)存在未滿足的除濕命令時(shí)，圖1lB的表中所示的控制模式優(yōu)先于圖1lA的表中所示的控制模式。當(dāng)滿足除濕命令時(shí)，控制切換回圖1lA的表中所示的控制模式。應(yīng)當(dāng)理解，三種控制模式是示例性的，特別地如果存在不止兩級的冷卻級從而存在不止兩個(gè)的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)(即每個(gè)冷卻級的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī))時(shí)，則可以存在不同于這三種控制模式的控制模式。
[0091]圖1lC是根據(jù)在表IlA和IlB中制定的控制設(shè)定點(diǎn)來控制級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710,718的控制器320的軟件程序的基本流程圖。在1102中，控制器320確定是否存在除濕命令，如果存在則確定除濕命令的百分比。如果存在除濕命令，則在1104中控制器320基于表IlB中的冷卻命令和控制閾值L1-L4來控制級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718。也就是說，基于冷卻命令落入控制閾值L1-L4的范圍，控制器320啟動(dòng)和關(guān)閉固定容量渦旋壓縮機(jī)710 (F)和718 (F)，啟動(dòng)和關(guān)閉數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)和718 (V)，以及如果啟動(dòng)了所述壓縮機(jī)，則確定是否對它們進(jìn)行斜坡升降?；诔凉衩?，控制器320控制正在進(jìn)行斜坡升降的每個(gè)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)和718 (V)的斜坡升降?？刂破?20然后返回框 1102。
[0092]如果在1102中，控制器320確定不存在除濕命令，則在1106中控制器確定是否存在冷卻命令以及冷卻命令的百分比。如果不存在冷卻命令，則控制器320返回框1102。如果控制器320確定存在冷卻命令，則在1108中控制器320確定冷卻是否為斜坡上升。如果為斜坡上升，則在1110中控制器320基于和在表IlA的冷卻斜坡上升部分中的控制閾值SRU1-SRU5和冷卻命令的百分比來控制級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718。也就是說，基于冷卻命令的百分比所落入的控制閾值SRU1-SRU5的范圍，控制器320啟動(dòng)和關(guān)閉固定容量渦旋壓縮機(jī)710 (F)、718 (F)，啟動(dòng)和關(guān)閉數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)、718 (V)以及設(shè)置所述壓縮機(jī)的負(fù)載百分比?？刂破?20然后返回框1102。如果在1108中，控制器320確定冷卻不是斜坡上升，則冷卻為斜坡下降；在1112中，控制器320基于在表IlA的冷卻斜坡下降部分中的控制閾值SRD1-SRD5和冷卻命令的百分比來控制級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718。也就是說，基于冷卻命令的百分比所落入的控制閾值SRD1-SRD5的范圍，控制器320啟動(dòng)和關(guān)閉固定容量渦旋壓縮機(jī)710 (F)、718 (F)，啟動(dòng)和關(guān)閉數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710 (V)、718 (V)并設(shè)置所述壓縮機(jī)的負(fù)載百分比。控制器320然后返回框1102。
[0093]盡管以上分級冷卻是在具有CRAC的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的背景下進(jìn)行描述，應(yīng)當(dāng)理解所述分級冷卻也可以應(yīng)用于其它類型的冷卻系統(tǒng)，例如建立用于舒適冷卻例如辦公室冷卻的HVAC系統(tǒng)。
[0094]盡管以上討論的下游蒸發(fā)器是A形管組件，以及一方面以上討論的上游蒸發(fā)器也是A形管組件，應(yīng)當(dāng)理解分級冷卻系統(tǒng)可以利用V形管組件作為下游蒸發(fā)器以及一方面利用V形管組件作為上游蒸發(fā)器。應(yīng)當(dāng)理解，上游蒸發(fā)器和下游蒸發(fā)器可以分別利用大的傾斜冷卻板或平坦冷卻板。
[0095]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，冷卻系統(tǒng)可以包括CRAC，該CRAC包括具有泵送制冷劑節(jié)約裝置的DX冷卻回路，該泵送制冷劑節(jié)約裝置當(dāng)外部溫度冷至足以對在冷卻回路中循環(huán)并旁路壓縮機(jī)的冷卻流體進(jìn)行冷卻時(shí)，使得所述系統(tǒng)在泵送制冷劑節(jié)約器模式下運(yùn)行。冷卻流體可以示例性地為具有氣相和液相的相變制冷劑。泵送制冷劑節(jié)約裝置可以示例性地包括使冷卻流體循環(huán)的泵，示例性地制冷劑為液相的并旁路壓縮機(jī)。然后，當(dāng)外部溫度低至足以提供熱交換而不需要將壓縮氣相制冷劑到更高的壓力/冷凝溫度時(shí)，該冷卻系統(tǒng)使用所述泵代替壓縮機(jī)以泵送液相制冷劑并使制冷劑循環(huán)。當(dāng)冷卻系統(tǒng)如下所述切換為節(jié)約器模式時(shí)，節(jié)約器模式顯著增加了冷卻系統(tǒng)的顯冷能效比(COP)。關(guān)于年效率，氣候確定益處。例如，建模顯示在華盛頓年能效增加大約26%，而在明尼阿波利斯(MN)年能效增加大約53%。
[0096]如上討論的，現(xiàn)有的DX空調(diào)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器以及膨脹裝置。通常被冷卻的空氣比外部空氣溫度低。因此，需要壓縮機(jī)以增加氣相制冷劑的壓力，從而將冷凝溫度增加為比外部空氣的溫度高，使得可以散熱。在任何將熱散發(fā)至室外(即使在隆冬)的應(yīng)用中，壓縮冷卻流體的需要消耗了不必要的能源。
[0097]當(dāng)室外溫度變得低至足以提供室內(nèi)空氣(從其帶走熱)與室外空氣(熱被散發(fā)至室外空氣)之間的總的所需要的溫差時(shí)，而不需要將氣相制冷劑壓縮到更高的壓力/溫度。當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，根據(jù)本公開內(nèi)容的所述方面的冷卻系統(tǒng)從DX (壓縮機(jī))模式切換到泵送制冷劑節(jié)約器模式。在泵送制冷劑節(jié)約器模式中，液相制冷劑被液體泵泵送以在冷卻回路中循環(huán)而不需要壓縮氣相制冷劑。優(yōu)點(diǎn)為所述泵消耗了由壓縮機(jī)所消耗的功率的大致1/10。
[0098]具有泵送制冷劑節(jié)約器模式的冷卻系統(tǒng)的控制器決定從一種模式切換到另一種模式的溫度是基于室內(nèi)溫度與室外溫度之間的差以及冷卻系統(tǒng)的熱負(fù)載。如上所述，在本文中描述的冷卻系統(tǒng)包括以上所列舉的部件，其為參照圖2描述的DX冷卻回路的典型部件，以及泵。當(dāng)控制器決定從DX (壓縮機(jī))模式切換到泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，壓縮機(jī)關(guān)閉而泵啟動(dòng)。在泵送制冷劑節(jié)約器模式中，制冷劑旁路壓縮機(jī)，而在DX (壓縮機(jī))模式中，制冷劑旁路泵。
[0099]以下描述的具有DX冷卻回路和泵送制冷劑節(jié)約裝置的冷卻系統(tǒng)的實(shí)施方式將示出優(yōu)選的和可替代的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和部件功能。在泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作的本系統(tǒng)的三種主要控制考慮為容量控制、蒸發(fā)器凍結(jié)預(yù)防(室外溫度可能變得很低)以及泵保護(hù)。大多數(shù)泵需要最小差以確保電機(jī)(當(dāng)所述泵為密封式電動(dòng)泵時(shí))的充分冷卻和軸承的潤滑。所述控制功能中的每種功能可以通過若干個(gè)不同方法、使用不同部件來實(shí)現(xiàn)。
[0100]參照圖12，其示出了具有泵送制冷劑節(jié)約器模式的冷卻系統(tǒng)1200的優(yōu)選實(shí)施方式。冷卻系統(tǒng)1200包括DX冷卻回路1202，其具有在DX制冷回路中設(shè)置的蒸發(fā)器1204、膨脹閥1206 (其優(yōu)選地可以為電子膨脹閥，但還可以為恒溫膨脹閥)、冷凝器1208以及壓縮機(jī)1210。冷卻回路1202還包括流體泵1212、電磁閥1214以及止回閥1216、1218、1222。冷凝器1208的出口 1262被耦接至泵1212的入口 1228以及止回閥1216的入口 1230。泵1212的出口 1232耦接至電磁閥1214的入口 1234。電磁閥1214的出口 1236耦接至電子膨脹閥1206的入口 1238。止回閥1216的出口 1240也耦接至電子膨脹閥1206的入口 1238。電子膨脹閥1206的出口 1242耦接至蒸發(fā)器1204的制冷劑入口 1244。蒸發(fā)器1204的制冷劑出口 1246耦接至壓縮機(jī)1210的入口 1248以及止回閥1218的入口 1250。壓縮機(jī)1210的出口 1252耦接至止回閥1222的入口 1254，止回閥1222的出口 1256耦接至冷凝器1208的入口 1258以及止回閥1218的出口 1260。
[0101]冷卻系統(tǒng)1200還包括耦接至冷卻系統(tǒng)1200的受控部件(例如電子膨脹閥1206、壓縮機(jī)1210、泵1212、電磁閥1014、冷凝器風(fēng)扇1224以及蒸發(fā)器空氣流動(dòng)單元1226)的控制器1220?？刂破?220示例性地使用實(shí)施以下描述的冷卻系統(tǒng)1200的控制的適當(dāng)軟件來編程?？刂破?220可以包括或耦接至用戶接口 1221。控制器1220可以示例性地為從Ohio的Liebert Corporation of Columbus可獲得的iCOM ?.控制系統(tǒng)，其使用實(shí)施以下描述的附加功能的軟件來編程。
[0102]泵1212可以示例性地為變速泵但可替代地為定速泵。冷凝器風(fēng)扇1224可以示例性地為變速風(fēng)扇但可替代地為定速風(fēng)扇。
[0103]當(dāng)泵1212為變速泵時(shí)，處于泵送制冷劑節(jié)約器模式的冷卻回路1202的冷卻容量由控制器1220通過調(diào)制泵1212的速度來控制。也就是說，為了增加冷卻容量，控制器1220增加泵1212的速度以增加冷卻回路1202中的制冷劑的流速，為了減小冷卻容量，控制器1220減小泵1212的速度以減小冷卻回路1202中的冷卻劑的流速。由控制器1220調(diào)制冷凝器1208的風(fēng)扇1224的速度，將在蒸發(fā)器1204的入口處的制冷劑溫度保持在冰點(diǎn)以上，由控制器1220調(diào)制電子膨脹閥1206來保持最小泵差。泵差指泵兩端的壓力差。在這一點(diǎn)上，當(dāng)泵1212為變速泵時(shí)，其示意性地為密封泵，當(dāng)所述泵泵送制冷劑時(shí)，流經(jīng)其的制冷劑對其進(jìn)行冷卻，從而需要最小泵差使得泵1212被充分冷卻。
[0104]當(dāng)泵1212為定速泵時(shí)，由控制器1220通過調(diào)制電子膨脹閥1206以增加或減小冷卻回路1202中的制冷劑的流量，來控制冷卻回路1202的冷卻容量。
[0105]在優(yōu)選實(shí)施方式中，泵1212為位于冷凝器外部的盒體，但是泵1212在一些實(shí)施方式中為室內(nèi)單兀。
[0106]在DX (壓縮機(jī))模式中，控制器1220控制壓縮機(jī)1210運(yùn)行，電磁閥1214關(guān)閉以及泵1212關(guān)閉。由于壓縮機(jī)1210正在運(yùn)行，在壓縮機(jī)1210的入口 1248處的吸入裝置將來自蒸發(fā)器1204的出口 1246的、蒸發(fā)的制冷劑吸入壓縮機(jī)1210中，在壓縮機(jī)1210中由壓縮機(jī)1210壓縮所述制冷劑并增加其壓力。在運(yùn)行中的壓縮機(jī)1210的入口 1248處的吸入裝置將制冷劑吸入至入口 1248，制冷劑不流經(jīng)止回閥1218。制冷劑然后流經(jīng)止回閥1222進(jìn)入冷凝器1208中，在冷凝器1208中制冷劑被冷卻并冷凝為液態(tài)。由于電磁閥1214關(guān)閉并且泵1212關(guān)閉，在制冷劑流出冷凝器1208后，其流經(jīng)止回閥1216，經(jīng)過膨脹閥1206，在膨脹閥1206處制冷劑的壓力減小，然后制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器1204。制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器1204，在蒸發(fā)器1204處制冷劑被流經(jīng)蒸發(fā)器1204的待冷卻的空氣加熱至蒸發(fā)，然后返回壓縮機(jī)1210 的入口 1248。
[0107]當(dāng)控制器1220將冷卻回路1202切換為泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，控制器打開電磁閥1214，關(guān)閉壓縮機(jī)1210并啟動(dòng)泵1212。泵1212然后泵送制冷劑使其循環(huán)并流經(jīng)電磁閥1214、電子膨脹裝置1206、蒸發(fā)器1204、旁路壓縮機(jī)1210的止回閥1218，經(jīng)過冷凝器1208并返回泵1212的入口 1228?？刂破?220當(dāng)外部空氣的溫度低至足以提供待冷卻的室內(nèi)空氣與熱被散發(fā)至的室外空氣之間所需的溫差時(shí)，將冷卻回路1202切換為泵送制冷劑節(jié)約器模式。
[0108]一方面,如圖12的室所示,倒置夾(inverted trap)1264可以f禹接在閥1214的出口 1236與電子膨脹閥1206的入口 1238之間。[0109]一方面，接收器/緩沖罐例如以下描述的接收器/緩沖罐可以耦接在冷凝器1208的出口 1262與泵1212的入口 1228之間，使得所有制冷劑在進(jìn)入入口 1228之前流經(jīng)接收
器/緩沖罐。
[0110]圖13示出了具有作為冷卻回路1202的變型的冷卻回路1302的冷卻系統(tǒng)1300。除了以下區(qū)別，冷卻系統(tǒng)1300與冷卻系統(tǒng)1200基本上相同，并且以與冷卻系統(tǒng)1200相同的方式進(jìn)行操作。在冷卻系統(tǒng)1300中，在壓縮機(jī)1210的入口 1248處添加電磁閥1304，其由控制器1220控制以防止液體涌入壓縮機(jī)。當(dāng)冷卻系統(tǒng)1300處于DX (壓縮機(jī))模式時(shí)，控制器1220打開電磁閥1304。當(dāng)冷卻系統(tǒng)1300處于泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，控制器1220關(guān)閉電磁閥1304，從而防止制冷劑流入壓縮機(jī)1210的入口并且防止液體涌入壓縮機(jī)1210。繞電子膨脹閥1206還添加有旁通電磁閥1306，向蒸發(fā)器的回路分配制冷劑的分配器(未示出)包括旁路分配器的孔的入口端以及垂直于該旁通入口的旁通電磁閥1306的出口以降低系統(tǒng)壓降。
[0111]圖14示出了作為圖12所示的冷卻系統(tǒng)1200的變型的、具有冷卻回路1402的冷卻系統(tǒng)1400。除了下述區(qū)別，冷卻系統(tǒng)1400與冷卻系統(tǒng)1200基本上相同，并且將以與冷卻系統(tǒng)1200相同的方式進(jìn)行操作。在冷卻系統(tǒng)1400中，去除了旁路泵1212的止回閥1216，這導(dǎo)致去除了電磁閥1214。在這種情況下，當(dāng)冷卻回路處于DX (或壓縮機(jī))模式時(shí)，制冷劑將流經(jīng)泵1212。這假設(shè)泵1212未被被動(dòng)旋轉(zhuǎn)損壞。
[0112]圖15示出了作為冷卻系統(tǒng)1200的變型的、具有冷卻回路1502的冷卻系統(tǒng)1500。除了以下區(qū)別，冷卻系統(tǒng)1500與冷卻系統(tǒng)1200基本上相同，并且將以與冷卻系統(tǒng)1200相同的方式進(jìn)行操作。在冷卻系統(tǒng)1500中，通過控制器1220調(diào)制在泵1212的排出口 1506處的排出控制閥1504來保持泵差。應(yīng)當(dāng)理解，盡管使用與用于電磁閥的相同閥符號示出了排出控制閥1504，但是排出控制閥1504是可變流量閥而不是開-關(guān)閥。冷卻系統(tǒng)1500還包括繞膨脹閥1206 (其可以為電子膨脹閥或恒溫膨脹閥)的旁通電磁閥1304 (圖13)，以及分配器(未示出)的分配器孔，所述分配器將制冷劑分配給蒸發(fā)器的回路以降低系統(tǒng)壓降。在本實(shí)施方式中，泵1212為變速泵，當(dāng)冷卻系統(tǒng)1500處于泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，控制器1220調(diào)制泵1212的速度以控制循環(huán)的制冷劑的流速從而控制冷卻系統(tǒng)1500的冷卻容量。
[0113]圖16示出了作為冷卻系統(tǒng)1500的變型的、具有冷卻回路1602的冷卻系統(tǒng)1600。除了以下區(qū)別，冷卻系統(tǒng)1500與冷卻系統(tǒng)1500基本上相同，并且將以與冷卻系統(tǒng)1500相同的方式進(jìn)行操作。冷卻系統(tǒng)1600具有保持最低冷卻劑溫度的替代方法。更加具體地，冷卻系統(tǒng)1600具有繞冷凝器1208的芳通管路1603，在芳通管路1603中具有芳通控制閥1604，使得暖制冷劑繞冷凝器1208流動(dòng)以與來自冷凝器1208的出口 1606的冷制冷劑進(jìn)行混合，以保持期望溫度并預(yù)防蒸發(fā)器凍結(jié)。旁通控制閥1604是可變流量閥，并示例性地由控制器1220進(jìn)行控制。止回閥1608耦接在冷凝器1208的出口 1262與泵1212的入口1228之間，止回閥1608的出口 1612耦接至泵1212的入口 1228。旁通控制閥1604的出口1610也耦接至泵1212的入口 1228，從而也耦接至止回閥1608的出口 1612。
[0114]圖17示出了作為冷卻系統(tǒng)1600的變型的、具有冷卻回路1702的冷卻系統(tǒng)1700。除了以下區(qū)別，冷卻系統(tǒng)1700與冷卻系統(tǒng)1600基本上相同，并且以與冷卻系統(tǒng)1600相同的方式進(jìn)行操作。冷卻系統(tǒng)1700的冷卻回路1702還包括在壓縮機(jī)1210的入口 1248處的電磁閥1304 (圖13)以防止液體涌入壓縮機(jī)1210。因?yàn)檎舭l(fā)器1204如以下討論的被過度饋送，并且液態(tài)制冷劑將離開蒸發(fā)器1204，電磁閥1304用于防止液體涌入壓縮機(jī)1210。冷卻系統(tǒng)1700的冷卻回路1702還包括繞冷凝器1208的、具有旁通控制閥1604 (圖16)的旁通管路1603，以及止回閥1608，該止回閥1608耦接在調(diào)壓閥1703與接收器/緩沖罐1706的入口 1704以及泵1212的入口 1228之間。接收器/緩沖罐1706的出口 1708耦接至泵1212的入口 1228。旁通閥1604的出口 1610還耦接至接收器/緩沖罐1706的入口 1704以及泵1212的入口 1228。在前述實(shí)施方式中，不需要接收器/緩沖罐1706，這是因?yàn)槔鋮s系統(tǒng)由控制器1220控制運(yùn)行在泵送制冷劑節(jié)約器模式下，所述模式具有與DX (壓縮機(jī))模式相同的制冷劑的分配(在冷凝器與蒸發(fā)器入口之間為液態(tài)，在蒸發(fā)器中為液態(tài)與氣態(tài)的混合物，在蒸發(fā)器的出口與冷凝器的入口之間為氣態(tài))。借助于接收器/緩沖罐1706，控制器1220可以使冷卻系統(tǒng)1700運(yùn)行以過度饋送蒸發(fā)器1204，使得在蒸發(fā)器出口 1246與冷凝器1208之間存在液態(tài)和氣態(tài)的混合物。這與前述實(shí)施方式相比較增加了冷卻系統(tǒng)1700的冷卻容量，但是添加接收器/緩沖罐1706會增加成本。應(yīng)當(dāng)理解，所述接收器/緩沖罐1706可以用于前述實(shí)施方式，如此使得所述系統(tǒng)較不充注量敏感(charge sensitive)。也就是說，所述系統(tǒng)能夠提供關(guān)于制冷劑充注量水平的更多的變型。
[0115]圖18示出了作為冷卻系統(tǒng)1700的變型的、具有冷卻回路1802的冷卻系統(tǒng)1800。除了下述區(qū)別，冷卻系統(tǒng)1800與冷卻系統(tǒng)1700基本上相同，并且以與冷卻系統(tǒng)1700相同的方式進(jìn)行操作。冷卻系統(tǒng)1800具有在旁通管路1603中的旁通控制閥1604的不同功能。在這種情況下，冷凝器旁通管路1603進(jìn)入接收器/緩沖罐，旁通控制閥1604的出口 1610耦接至接收器/緩沖罐1706的入口 1704但未耦接至泵1212的入口 1228。止回閥1608的出口 1612也未耦接至接收器/緩沖罐1706的入口 1704，去除了調(diào)壓閥1703?？刂破?220調(diào)制旁通控制閥1604以調(diào)制接收器/緩沖罐的壓力以迫使液體從接收器/緩沖罐1706到泵1212的入口 1228。這與在美國專利N0.7，900, 468中描述的方法相似，所述專利的全部公開內(nèi)容通過引用合并在本文中?？刂破?220可以示例性地使用在US7，900，460中描述的方法來編程。
[0116]圖19A示出了作為冷卻系統(tǒng)1700的變型的、具有冷卻回路1902的冷卻系統(tǒng)1900。除了以下區(qū)別，冷卻系統(tǒng)1900與冷卻系統(tǒng)1700基本上相同，并且以與冷卻系統(tǒng)1700相同的方式進(jìn)行操作。旁通控制閥1604的出口 1610經(jīng)由止回閥1904耦接至接收器/緩沖罐1706的入口 1704以及泵1212的入口 1228，并且止回閥1608的出口 1612也耦接至接收器/緩沖罐1706的入口 1704以及泵1212的入口 1228。制冷劑在進(jìn)入泵1212的入口 1228之前優(yōu)選地流經(jīng)接收器/緩沖罐1706，但是可以繞接收器/緩沖罐1706流動(dòng)。
[0117]圖19B示出了作為冷卻系統(tǒng)1700的變型的、具有冷卻回路1902’的冷卻系統(tǒng)1900’。旁通控制閥1604和止回閥1904被去除，并且止回閥1608的出口耦接至接收器/緩沖罐1706的入口 1704但并未耦接至泵1212的入口 1228。在冷卻系統(tǒng)1900’中，所有制冷劑在進(jìn)入泵1212的入口 1228之前流經(jīng)接收器/緩沖罐1706。
[0118]圖20示出了作為冷卻系統(tǒng)1700的變型的、具有冷卻回路2002的冷卻系統(tǒng)2000。除了下述區(qū)別，冷卻系統(tǒng)2000與冷卻系統(tǒng)1700基本上相同，并且以與冷卻系統(tǒng)1700相同的方式進(jìn)行操作。在冷卻系統(tǒng)2000中，三通閥2004耦接在蒸發(fā)器1204的出口 1246、壓縮機(jī)1210的入口 1248與冷凝器1208的入口 1258之間，去除了電磁閥1304和止回閥1218?？刂破?220控制三通閥2004以在處于直接膨脹模式時(shí)向壓縮機(jī)1210提供制冷劑，并且在處于泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)旁路壓縮機(jī)1210。
[0119]圖21示出了作為冷卻系統(tǒng)1600的變型的、具有冷卻回路2102的冷卻系統(tǒng)2100。除了以下區(qū)別，冷卻系統(tǒng)2100與冷卻系統(tǒng)1600基本上相同，并且以與冷卻系統(tǒng)1600相同的方式進(jìn)行操作。在冷卻系統(tǒng)2100中，吸入管路貯存器2104被布置在壓縮機(jī)1210的入口1248處以防止液體涌入壓縮機(jī)1210。此外，冷卻系統(tǒng)2100具有代替排出控制閥1504的電磁閥1214，電磁閥1214以針對冷卻系統(tǒng)1200描述的方式進(jìn)行操作。
[0120]圖22示出了作為冷卻系統(tǒng)1600的變型的、具有冷卻回路2202的冷卻系統(tǒng)2200。除了以下區(qū)別，冷卻系統(tǒng)2200與冷卻系統(tǒng)1600基本上相同，并且以與冷卻系統(tǒng)1600相同的方式進(jìn)行操作。冷卻系統(tǒng)2200包括吸入管路熱交換器2204，其在冷卻系統(tǒng)2200處于直接膨脹模式時(shí)增加蒸發(fā)器充注量(charge)以標(biāo)準(zhǔn)化直接膨脹模式與泵送制冷劑節(jié)約器模式之間的蒸發(fā)器充注量。當(dāng)冷卻系統(tǒng)2200處于泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，由控制器1220打開旁通電磁閥1306以旁路吸入管路熱交換器(在圖22的實(shí)施方式中，該旁通電磁閥1306繞吸入管路熱交換器2204的第一交換路徑2206以及電子膨脹閥1206進(jìn)行耦接)。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)冷卻系統(tǒng)2200處于直接膨脹模式時(shí)，控制器1220關(guān)閉電磁閥1306。吸入管路熱交換器2204的第一熱交換路徑2206耦接在連接處2208與電子膨脹閥1206的入口 2214之間，止回閥1216的出口 2210和電磁閥1214的出口 2212耦接至所述連接處2208。吸入管路熱交換器2204的第二熱交換路徑2216耦接在蒸發(fā)器1204的出口 1246與連接處2218之間，壓縮機(jī)1210的入口 1248與止回閥1218的入口 2220耦接至所述連接處2218。
[0121]圖23示出了作為冷卻系統(tǒng)1200的變型的、具有冷卻回路2302的自然冷卻系統(tǒng)2300，其適于冷凝器1208的高度比蒸發(fā)器1204顯著高的應(yīng)用。在這種情況下，當(dāng)冷卻系統(tǒng)2300處于節(jié)約器模式時(shí)，在蒸發(fā)器1204的入口 1248處的制冷劑的液柱引發(fā)熱虹吸效應(yīng):使制冷劑從冷凝器1208的出口 1262流經(jīng)電子膨脹閥1206，經(jīng)過蒸發(fā)器1204，經(jīng)過止回閥1218并返回冷凝器1208。通過控制器1220調(diào)制電子膨脹閥1206來控制冷卻系統(tǒng)2300的冷卻容量。所述系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為:向傳統(tǒng)的DX系統(tǒng)僅需要添加的附加部件是壓縮機(jī)旁通閥，其在圖23所述的實(shí)施方式中為止回閥1218。盡管冷卻系統(tǒng)2300的優(yōu)點(diǎn)是不需要泵1212(以及相關(guān)聯(lián)的電磁閥1214和止回閥1218)，但是用于冷卻系統(tǒng)2300的相同控制方法還可以用于任意前述冷卻系統(tǒng)1200-2200，只要冷凝器1208比蒸發(fā)器1024充分高即可。由于由熱虹吸效應(yīng)所引發(fā)的制冷劑的流量隨著制冷劑的液柱高度的增加而增加，所以當(dāng)針對給定應(yīng)用的負(fù)載需要充分低時(shí)可以關(guān)閉泵1212，從而可以節(jié)約更多的能源。
[0122]圖24示出了作為另外的可替代實(shí)施方式的、具有冷卻回路2402的冷卻系統(tǒng)2400，其中自然冷卻系統(tǒng)例如自然冷卻系統(tǒng)2300與已知類型的液體過度饋送系統(tǒng)結(jié)合，其中當(dāng)冷卻系統(tǒng)2400處于直接膨脹模式時(shí)蒸發(fā)器1204的入口 1246被過度饋送，使得制冷劑以輕度過冷的液相而非兩相混合的形式進(jìn)入蒸發(fā)器1204，從而使得分配更加均勻。在冷卻系統(tǒng)2400中，冷凝器1208的出口 1262經(jīng)由電子膨脹閥1206耦接至液/氣分離罐2404的入口
2403。液/氣分離罐2404的出氣口 2406耦接至壓縮機(jī)1210的入口 1248。液/氣分離罐2404的液體出口 2408耦接至泵1212的入口 1228。壓縮機(jī)1210的出口 2410耦接至止回閥1222的入口 1254。止回閥1222的出口 1256耦接至冷凝器1208的入口 1258。電磁閥2420的入口 2422與電磁閥2424的入口 2424均耦接至蒸發(fā)器1204的出口 1246。電磁閥2420的出口 2418耦接至冷凝器1208的入口 1258。電磁閥2426的出口 2428耦接至液/氣分離罐2404的第二入口 2430?？刂破?220控制泵1212，使得泵1212—直啟動(dòng)，將制冷劑泵送(循環(huán))經(jīng)由蒸發(fā)器1204并返回至液/氣分離罐2404，或?qū)⒅评鋭┍盟徒?jīng)由蒸發(fā)器1204并旁路壓縮機(jī)1210，并且由控制器1220關(guān)閉壓縮機(jī)1210以節(jié)約能源。在這點(diǎn)上，控制器1220如以下討論的控制電磁閥2420和2426。
[0123]取決于使用的蒸發(fā)器的類型，在傳統(tǒng)的DX系統(tǒng)中難以保持在蒸發(fā)器的入口處的兩相制冷劑的均勻分布，在傳統(tǒng)的DX系統(tǒng)中制冷劑流體在蒸發(fā)器的上游膨脹。這特別地符合具有微通道熱交換器的情況。冷卻系統(tǒng)2400包括具有泵1212的液體過度饋送系統(tǒng)，泵1212將液態(tài)冷卻劑提供給蒸發(fā)器1204的入口 1244，減緩了分配問題。制冷劑然后在蒸發(fā)器1204中蒸發(fā)并以兩相混合物進(jìn)行循環(huán)，回到液/氣分離罐2404。壓縮機(jī)1210從該液/氣分離罐2404經(jīng)由液/氣分離罐2404的出氣口 2406抽出氣體，壓縮所述氣體至其冷凝壓力/溫度，使所述氣體流動(dòng)至對其進(jìn)行冷凝的冷凝器1208，然后以液體返回液/氣分離罐
2404。泵1212從液/氣分離罐2404經(jīng)由液/氣分離罐2404的液體出口 2408抽出的液態(tài)制冷劑。經(jīng)由浮動(dòng)受控電子膨脹閥1206保持罐中的液面。在這點(diǎn)上，浮動(dòng)受控電子膨脹閥1206具有控制輸入端2432，其耦接至在液/氣分離罐2404中的浮動(dòng)裝置2436的控制輸出端2434。浮動(dòng)裝置2436的控制輸出端2434可以示例性地將調(diào)制控制信號提供給電子膨脹閥，或?qū)㈤_/關(guān)信號提供給電子膨脹閥1206。應(yīng)當(dāng)理解，可替代地使用浮動(dòng)受控機(jī)械膨脹閥來代替電子膨脹閥1206。
[0124]由電磁閥2420、2426確定制冷劑的路徑。在溫暖的天氣中，控制器1220將如上所述操作冷卻系統(tǒng)2400，控制使位于蒸發(fā)器1204的出口 1246與液/氣分離罐2404之間的電磁閥2426打開以及電磁閥2420關(guān)閉。在寒冷的天氣中，控制器1220關(guān)閉壓縮機(jī)1210，打開電磁閥2420并關(guān)閉電磁閥2426。冷卻系統(tǒng)2400然后在例如如上所述的參照圖12的泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作。
[0125]如果銅的價(jià)格使得鋁微通道熱交換器比銅翅片管熱交換器更具成本效益，則冷卻系統(tǒng)2400變得有優(yōu)勢。在這種情況下，將液態(tài)制冷劑饋送至蒸發(fā)器入口的能力將增加系統(tǒng)性能和效率。如果需要液體過度饋送系統(tǒng)，可以例如在冬天直接(從部件的角度)使所述系統(tǒng)以泵送制冷劑節(jié)約器模式操作，這是因?yàn)閮H需要添加壓縮機(jī)旁通閥。
[0126]圖25示出了具有分離的泵送制冷劑節(jié)約裝置冷卻回路2502和參照圖3所述的傳統(tǒng)DX冷卻回路301的冷卻系統(tǒng)2500。泵送制冷劑節(jié)約裝置冷卻回路包括設(shè)置在泵送制冷劑冷卻回路中的蒸發(fā)器304、可以示例性地為電子膨脹閥的膨脹閥306、流體泵1212(圖12)以及冷凝器1208，所述泵送制冷劑冷卻回路例如為在U.S.Pat.Appln.Serial N0.10/904, 889中公開的，所述文獻(xiàn)的全部公開內(nèi)容通過引用合并到本文中?？刂破?20控制冷卻系統(tǒng)2500，使得:僅當(dāng)外部環(huán)境溫度低至足以使得泵送制冷劑冷卻回路2502能夠提供充分冷卻以滿足例如數(shù)據(jù)中心的冷卻需求時(shí)，泵送制冷劑節(jié)約裝置冷卻回路才運(yùn)行。盡管泵送制冷劑節(jié)約裝置冷卻回路2502的蒸發(fā)器304如圖25所示位于DX冷卻回路301的蒸發(fā)器304的上游，但是應(yīng)當(dāng)理解，泵送制冷劑節(jié)約裝置冷卻回路2502的蒸發(fā)器304還可以位于DX冷卻回路301的蒸發(fā)器304的下游。
[0127]圖12-24的冷卻回路的討論是基于一個(gè)回路冷卻系統(tǒng)或其中蒸發(fā)器是氣流平行的兩個(gè)回路系統(tǒng)。圖12-24的冷卻回路還可以應(yīng)用于如上所述的分級冷卻，特別地參照圖3，其中兩個(gè)回路的蒸發(fā)器沿待冷卻的空氣的氣流以串行方式分級。因此，進(jìn)入的空氣溫度在上游回路高于在下游回路。隨后，在上游回路的蒸發(fā)溫度也高。因此借助于分級系統(tǒng)，在取決于負(fù)載仍然可以在DX (壓縮機(jī))模式下操作的第二回路之前，所述上游回路能夠切換至泵送制冷劑節(jié)約裝置。例如，可以設(shè)置兩個(gè)冷卻回路1202使得它們的蒸發(fā)器串聯(lián)以提供分級冷卻。圖26示出了具有兩個(gè)冷卻回路1202的冷卻系統(tǒng)2600，所述兩個(gè)冷卻回路被設(shè)置以沿上述參照圖3所討論的管路提供分級冷卻。在本實(shí)施方式中，兩個(gè)冷卻回路1202的每個(gè)回路中的壓縮機(jī)1210可以示例性地為級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)并且如參照圖7至圖1lA和圖1lB所述的進(jìn)行控制。
[0128]在具有兩個(gè)或更多個(gè)分級冷卻回路的分級冷卻系統(tǒng)中，至少最上游的冷卻回路是可變?nèi)萘坷鋮s回路并且優(yōu)選地下游冷卻回路(或回路)也是可變?nèi)萘坷鋮s回路。這樣的冷卻容量可以如上所述通過使用級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)來提供。所述冷卻容量還可以通過使用單個(gè)可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(例如數(shù)字渦旋壓縮機(jī))、多個(gè)固定容量壓縮機(jī)或者固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的其它組合來提供。當(dāng)冷卻回路為泵送制冷劑冷卻回路或以泵送制冷劑節(jié)約器模式操作時(shí)，例如冷卻回路1202以泵送制冷劑節(jié)約器模式操作時(shí)，可變?nèi)萘窟€可以通過液體泵來提供。如以下參照作為示例性分級冷卻系統(tǒng)的分級冷卻系統(tǒng)2600和圖30中的流程圖所描述的，基于冷卻命令來控制冷卻系統(tǒng)，以對上游冷卻回路和下游冷卻回路進(jìn)行分級操作來提高效率。
[0129]參照圖30，當(dāng)冷卻命令為斜坡上升時(shí)，在3000中，其到達(dá)需要進(jìn)行冷卻的點(diǎn)。在3002中，控制器1220操作作為上游冷卻回路的冷卻回路1202以提供冷卻。當(dāng)冷卻命令繼續(xù)對其進(jìn)行斜坡升降時(shí)，控制器1220操作冷卻回路1202，以提供增加的容量來滿足冷卻命令。最終冷卻命令在3004中到達(dá)一個(gè)點(diǎn)，在該點(diǎn)，添加作為下游冷卻回路的冷卻回路1202提供附加的冷卻容量更加高效，而不是僅增加作為上游冷卻回路的冷卻回路1202的容量。這個(gè)點(diǎn)在作為上游冷卻回路的冷卻回路1202到達(dá)其最大容量之前。在3006中，控制器1220操作作為下游冷卻回路的冷卻回路1202提供附加冷卻并對正在操作以提供冷卻的冷卻回路1202的操作進(jìn)行平衡，從而優(yōu)化效率。之前對級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)710、718的控制的描述為這樣的控制的一個(gè)示例。
[0130]如上所討論的使用具有分級冷卻并具有泵送制冷劑節(jié)約裝置的冷卻系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是:上游冷卻回路在泵送制冷劑節(jié)約器模式下可以獲得節(jié)約器模式操作時(shí)間，這是因?yàn)樗龌芈芬员鹊湫偷默F(xiàn)有技術(shù)平行蒸發(fā)器系統(tǒng)中的任一冷卻回路在更高的蒸發(fā)溫度操作。因此，可以節(jié)約關(guān)于一年中的更多個(gè)小時(shí)的能源。氣候越冷，則可以實(shí)現(xiàn)增加更多的年能效。
[0131]如上所討論的，在典型的氣體壓縮制冷系統(tǒng)中，大百分比的系統(tǒng)能量用于壓縮離開蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽，從而增加制冷劑的冷凝溫度以使得在冷凝器中散熱。如上所述，特別地參照圖12，在本公開內(nèi)容的一方面，為了節(jié)約蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)中能源，當(dāng)室外溫度低至足以提供“自然”冷卻而不需要壓縮制冷劑蒸汽時(shí)，泵可以用于使制冷劑從冷凝器流動(dòng)至蒸發(fā)器。這樣的泵送制冷劑(節(jié)約裝置)系統(tǒng)是旨在節(jié)約能源、提高效率并優(yōu)化系統(tǒng)性能的精確冷卻系統(tǒng)。系統(tǒng)控制對實(shí)現(xiàn)這些目的是重要的。更加具體地，控制目的被劃分為具有不同優(yōu)先級的三個(gè)水平，即:
[0132]1.部件安全水平:保證關(guān)鍵部件的安全
[0133]i )預(yù)防泵氣蝕-過冷監(jiān)測
[0134]ii)確保泵冷卻和潤滑[0135]iii)蒸發(fā)管凍結(jié)保護(hù)
[0136]2.性能水平:使系統(tǒng)功能性地并準(zhǔn)確地運(yùn)行
[0137]i )將控制氣溫保持在設(shè)定點(diǎn)
[0138]ii)適當(dāng)以及平穩(wěn)的工作模式切換
[0139]iii)故障檢測和警報(bào)處理
[0140]3.優(yōu)化水平
[0141]i)延長節(jié)約裝置運(yùn)行時(shí)間
[0142]ii)高級故障檢測和診斷
[0143]實(shí)現(xiàn)以上列舉的目的的系統(tǒng)的可用資源是安裝的致動(dòng)器，其包括變速泵(例如圖12中的泵1212)、變速冷凝器風(fēng)扇(例如圖12中的風(fēng)扇1224)和電子膨脹閥(EEV)(例如圖12中的EEV1206)?？刂圃O(shè)計(jì)的第一步驟是制定如何將資源分配給不同控制任務(wù)的控制策略。換言之，考慮到整個(gè)節(jié)約裝置系統(tǒng)是多輸入多輸出系統(tǒng)(具有待控制的多個(gè)致動(dòng)器和多個(gè)變量)，如何分離系統(tǒng)并確定輸入輸出關(guān)系是以下控制策略實(shí)施的解決方案?；诟咚降目刂撇呗钥偨Y(jié)如下:
[0144].操作冷凝器風(fēng)扇以控制離開冷凝器的制冷劑溫度；
[0145].操作泵以控制系統(tǒng)容量以及最終在受控空間中的氣溫；
[0146].操作EEV以控制泵兩端的壓力差。
[0147]以相對簡單的方式控制多輸入和多輸出的泵送制冷劑節(jié)約裝置系統(tǒng)。系統(tǒng)被分離成三個(gè)反饋控制環(huán)路，所述控制環(huán)路通過操作其相應(yīng)的如下控制輸入來調(diào)節(jié)其受控變量。
[0148]前述控制策略以若干種方式使所述系統(tǒng)受益:
[0149]1.冷凝器風(fēng)扇將制冷劑溫度控制到設(shè)定點(diǎn)，使得:
[0150]a.制冷劑溫度將不會低至足以凍結(jié)蒸發(fā)器管；
[0151]b.最大化過冷以預(yù)防泵氣蝕；
[0152]c.在冷凝器風(fēng)扇速度不能進(jìn)一步降低的情況下優(yōu)化冷凝器風(fēng)扇速度以節(jié)約能源而不需要對過冷和冷卻容量讓步。
[0153]2.通過將房間的氣溫控制到用戶給定的設(shè)定點(diǎn)，泵速度控制冷卻劑流量進(jìn)而控制容量。
[0154]a.泵速度相對于固定的制冷劑溫度的容量大體上呈線性關(guān)系，該泵速度由冷凝器風(fēng)扇速度的控制來保持。
[0155]b.線性關(guān)系有助于受控空間中的氣溫的高控制精度。
[0156]3.EEV控制泵兩端的壓力差使得
[0157]a.泵電機(jī)被充分冷卻；
[0158]b.泵軸承被充分潤滑。
[0159]在不出現(xiàn)進(jìn)一步的能耗且不犧牲冷卻性能的情況下，通過前述控制策略來優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的能耗。
[0160]圖27是具有一個(gè)冷卻回路2702的冷卻系統(tǒng)2700的示意圖，所述冷卻回路2702具有DX冷卻回路2704和泵送制冷劑節(jié)約裝置2706。冷卻系統(tǒng)2700在物理上可以包括三個(gè)單元:室內(nèi)單元2708(示例性地為機(jī)房空調(diào))、泵送制冷劑節(jié)約裝置單元2710以及空冷式冷凝器單元2712。室內(nèi)單元2708位于待冷卻的房間例如數(shù)據(jù)中心房間內(nèi)，并包括DX冷卻回路的主要部件(除了冷凝器1208之外)，包括蒸發(fā)器1204、壓縮機(jī)1210以及膨脹閥1206等。室內(nèi)單元2708的功能是在標(biāo)準(zhǔn)的直接膨脹模式下操作系統(tǒng)，并且還驅(qū)動(dòng)在泵送制冷劑節(jié)約器模式下運(yùn)行所述系統(tǒng)所需的閥。泵送制冷劑節(jié)約裝置單元2710位于房間外部并且包括具有泵1212等的主要部件。當(dāng)室外溫度低至足以提供“自然”冷卻而不需要運(yùn)行直接膨脹制冷系統(tǒng)時(shí)，泵送制冷劑節(jié)約裝置單元2710使用液體泵1212使制冷劑從冷凝器1208流動(dòng)到蒸發(fā)器1204。冷凝器單元2712還位于待冷卻的房間的外部但與泵送制冷劑節(jié)約裝置單元2710相分離。冷凝器單元2712根據(jù)散熱需求與另外兩個(gè)單元2708、2710之一進(jìn)行配合。在圖27中，圈中的“T”表示溫度傳感器，圈中的“P”表示壓力傳感器，在每種情況下，所述傳感器耦接至控制器1220，例如耦接至控制器板2718、2720、2722中的相應(yīng)一個(gè)(以下將討論該情況)。溫度傳感器包括外部環(huán)境氣溫傳感器(被表示為與冷凝器1208相鄰)以及供應(yīng)空氣(或房間回氣)溫度傳感器(被表示為與蒸發(fā)器1204相鄰)。剩余的溫度傳感器感測在冷卻回路1202的指示位置處的制冷劑的溫度，壓力傳感器感測在冷卻回路1202的指示位置處的制冷劑的壓力。
[0161]當(dāng)冷卻系統(tǒng)2700在泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作時(shí)，如圖28所示存在泵送制冷劑節(jié)約器模式的基本控制的三個(gè)反饋控制環(huán)路。
[0162]制冷劑溫度反饋控制環(huán)路2800通過調(diào)節(jié)冷凝器風(fēng)扇速度將制冷劑溫度控制到設(shè)定點(diǎn)。測量在泵出口或冷凝器出口處的制冷劑溫度。一方面，設(shè)定點(diǎn)被設(shè)置在37華氏度至42華氏度的范圍。應(yīng)當(dāng)理解，這些值是示例性的，固定的設(shè)定點(diǎn)可以不同于37華氏度至42華氏度。還應(yīng)當(dāng)理解，設(shè)定點(diǎn)可以例如由用戶手動(dòng)輸入，或由控制器例如控制器1220來確定。
[0163]房間氣溫反饋控制環(huán)路2802通過調(diào)節(jié)泵速度將房間的氣溫控制到由用戶輸入至例如控制器1220中的設(shè)定點(diǎn)。
[0164]液體泵壓力差反饋控制環(huán)路2804通過調(diào)節(jié)EEV1206的打開將液體泵壓力差(PSID)保持在給定范圍內(nèi)。一方面，給定范圍被設(shè)定為20PSID至25PSID。所述給定范圍是由其上設(shè)定點(diǎn)和下設(shè)定點(diǎn)來確定的。應(yīng)當(dāng)理解，這些值是示例性的，給定范圍可以不是20PSID至25PSID。還應(yīng)當(dāng)理解，可以由用戶輸入給定范圍。
[0165]每個(gè)控制環(huán)路2800、2802、2804可以示例性地為處理控制型的控制環(huán)路，優(yōu)選地可以為PID環(huán)路。在圖28所示的實(shí)施方式中，每個(gè)控制環(huán)路2800、2802、2804被表示為分別使用不同的控制器2806、2808、2810來實(shí)施，以將例如分別具有控制器2806、2808、2810的相應(yīng)的控制器板2718、2720、2722 (圖27)共置為與其控制的裝置相鄰，控制器2806、2808、2810例如通過控制器局域網(wǎng)(CAN)總線彼此進(jìn)行通信。例如，具有控制器2806的控制器板2718與冷凝器1208相鄰，因?yàn)榭刂破?806控制冷凝器風(fēng)扇1224的速度。具有控制器2808的控制器板2720與泵1212相鄰，因?yàn)榭刂破?808控制泵1212的速度。具有控制器2810的控制器板2722與EEV1206相鄰地布置，因?yàn)榭刂破?810控制EEV1206的位置。盡管在本實(shí)施方式中，控制器2806、2808、2810被實(shí)施為位于不同的控制器板上，但是控制器2806、2808、2810可以共同被視作控制器1220的一部分。應(yīng)當(dāng)理解，控制環(huán)路2800、2802和2804可以與控制器1220的剩余控制功能一起在單個(gè)位置的控制板上實(shí)施。
[0166]制冷劑溫度反饋控制環(huán)路2800具有輸出冷凝器風(fēng)扇速度控制信號的輸出端，并且將制冷劑溫度設(shè)定點(diǎn)和作為(例如示例的但非限制的)冷凝器的出口處的實(shí)際制冷劑溫度的反饋信號作為輸入。房間氣溫反饋控制環(huán)路2802具有輸出液體泵速度控制信號的輸出端，并且將房間氣溫設(shè)定點(diǎn)以及作為(例如示例的但非限制的)在冷卻系統(tǒng)的回氣入口處的實(shí)際房間氣溫的反饋信號作為輸入。液體泵壓力差控制反饋環(huán)路2804具有輸出電子膨脹閥位置信號的輸出端，并且將給定范圍和作為液體泵兩端的壓力差的反饋信號作為輸入。
[0167]為了進(jìn)一步改進(jìn)制冷劑溫度控制(其通過控制環(huán)路2800控制冷凝器風(fēng)扇1224的速度來進(jìn)行控制)的暫態(tài)性能，前饋控制器(圖28的控制器2800-1)用于通過使用來自控制器2808的泵速度控制信號2803和來自控制器2810的EEV控制信號2805作為輸入來穩(wěn)定制冷劑溫度。原理是制冷劑溫度與可以由泵速度和EEV打開估計(jì)的流速相關(guān)。圖28中的控制器2808和2810的輸出被前饋給冷凝器風(fēng)扇速度控制環(huán)路2800。冷凝器風(fēng)扇速度信號包括兩部分:反饋信號和前饋信號。因此，冷凝器可以由領(lǐng)先于返回的反饋信號的前饋信號驅(qū)動(dòng)而響應(yīng)。
[0168]三個(gè)控制環(huán)路具有不同的響應(yīng)時(shí)間量值，這防止了多個(gè)控制元件可能相互影響而導(dǎo)致控制不穩(wěn)定的情況。
[0169]所述控制策略特別地應(yīng)用于泵送制冷劑節(jié)約裝置系統(tǒng)，其還可以應(yīng)用于具有泵送制冷劑循環(huán)的一類冷卻系統(tǒng)或空調(diào)系統(tǒng)。
[0170]前述冷卻系統(tǒng)2700基于具有一個(gè)冷卻回路的冷卻系統(tǒng)。相似的控制策略可以用于具有兩個(gè)冷卻回路的冷卻系統(tǒng)，例如以上討論的被設(shè)置提供分級冷卻的冷卻系統(tǒng)。針對具有兩個(gè)冷卻回路例如具有包括兩個(gè)冷卻回路的分級冷卻的冷卻系統(tǒng)，在第二回路中的冷凝器風(fēng)扇和EEV執(zhí)行與第一回路中相同的各自的控制任務(wù)。冷卻容量由總泵速控制。以下討論控制算法的示例，該控制算法確定由每個(gè)泵貢獻(xiàn)的容量，并從而決定每個(gè)泵的速度。
[0171]如上討論，當(dāng)所述冷卻系統(tǒng)處于泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，存在三個(gè)主要控制參數(shù):房間溫度、制冷劑溫度以及泵壓力差(出口壓力減去入口壓力)。房間溫度通過調(diào)制經(jīng)由變頻驅(qū)動(dòng)的泵速度來控制。在具有包括兩個(gè)或更多個(gè)冷卻回路的分級冷卻的冷卻系統(tǒng)中，當(dāng)冷卻系統(tǒng)處于泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，冷卻負(fù)載需要將確定在一個(gè)或更多個(gè)冷卻回路中的泵是否需要操作。
[0172]在示例性的實(shí)施方式中，泵啟動(dòng)常規(guī)的用于操作以連續(xù)高速操作所述泵直至建立制冷劑流為止的命令。在每種速度下，控制器1220檢查以確定制冷劑流是否建立，其通過至少最小泵壓力差確定。如果已建立，如上所述泵的速度從啟動(dòng)速度變成控制速度。如果未建立，控制器1220將關(guān)閉泵一段時(shí)間，然后以下一個(gè)高速度來操作泵。
[0173]一方面，在將冷卻回路從直接膨脹方式切換為泵送制冷劑節(jié)約器模式的情況下，將基于在切換時(shí)的冷卻命令來給出所述冷卻回路的泵的初始速度，并且在啟動(dòng)例程完成后所述泵將回到其初始速度。在具有包括多個(gè)冷卻回路的分級冷卻的冷卻系統(tǒng)中，這意味著不止一個(gè)冷卻回路中的泵可以根據(jù)負(fù)載在切換時(shí)立即啟動(dòng)。
[0174]泵壓力差需要保持在最小值之上以對要提供給泵電機(jī)和軸承的流進(jìn)行冷卻和潤滑。泵1212 (上游)和泵1212 (下游)中的每個(gè)泵的泵壓力差通過各自的冷卻回路1202 (上游)和冷卻回路1202 (下游)的EEV1206的位置來控制。當(dāng)控制器1220將任一冷卻回路切換為泵送制冷劑節(jié)約器模式操作時(shí)，控制器將對所述冷卻回路1202的EEV1206的控制從過熱控制變成手動(dòng)控制，此時(shí)控制器1220基于泵壓力差將信號提供給所述EEV1206以控制其位置。
[0175]在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，當(dāng)進(jìn)入冷卻系統(tǒng)的房間回氣溫度與室外氣溫之間的最小差或者室外氣溫低于最小值時(shí)，控制器1220將冷卻系統(tǒng)(例如冷卻系統(tǒng)2600)切換為泵送制冷劑節(jié)約器模式。一方面，實(shí)際的房間回氣溫度與設(shè)定點(diǎn)中的較低者被用于比較。一方面，房間回氣的最小溫差是45華氏度，最低外部氣溫是35華氏度。應(yīng)當(dāng)理解，這些溫度是示例性的，可以使用不同于45華氏度的最小溫差以及不同于35華氏度的最低外部氣溫。如以上討論的，一方面，在具有分級冷卻的系統(tǒng)中的冷卻回路可以分開控制，在這種情況下，用于每個(gè)冷卻回路之間的比較的房間氣溫可以是進(jìn)入所述冷卻回路1202的蒸發(fā)器1204的實(shí)際房間回氣溫度(或如果較低時(shí)為房間氣溫的設(shè)定點(diǎn))。
[0176]一方面，當(dāng)泵送制冷劑節(jié)約器模式不能滿足冷卻需求時(shí)，控制器1220將冷卻系統(tǒng)從泵送制冷劑節(jié)約器模式切換為直接膨脹模式。在冷卻系統(tǒng)具有分級冷卻的情況下，一方面，控制器1220首先將最下游的冷卻回路從泵送制冷劑節(jié)約器模式切換為直接膨脹模式，如果這樣不能提供充分的冷卻，則又將每個(gè)鄰近的上游冷卻回路連續(xù)切換為直接膨脹模式。
[0177]一方面，當(dāng)所述冷卻回路的泵1212的泵壓力差降低至預(yù)定最小值持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)，控制器1220也將每個(gè)冷卻回路從泵送制冷劑節(jié)約器模式切換為直接膨脹模式。這防止由于不充分的泵壓力差引起的泵故障。
[0178]一方面，如果離開所述冷卻回路的泵的制冷劑的溫度低于預(yù)定溫度持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)，控制器1220也將每個(gè)冷卻回路從泵送制冷劑節(jié)約器模式切換為直接膨脹模式。
[0179]一方面，在表示泵送制冷劑節(jié)約器模式發(fā)生故障的條件例如泵失去動(dòng)力發(fā)生的情況下，控制器1220也可以將每個(gè)冷卻回路從泵送制冷劑節(jié)約器模式切換為直接膨脹模式。
[0180]傳統(tǒng)的恒溫膨脹閥(TXV)用于調(diào)節(jié)制冷劑流以控制直接膨脹制冷的蒸發(fā)器過熱以及可能經(jīng)歷不同負(fù)載的空調(diào)單元。TXV完全是由設(shè)備內(nèi)的壓力差來機(jī)械致動(dòng)的。因此，TXV不直接與用于調(diào)節(jié)壓縮機(jī)容量的控制方案產(chǎn)生相互影響，這意味著TXV僅僅反應(yīng)式地作用于壓縮機(jī)容量的調(diào)節(jié)。在通過卸載使用脈寬調(diào)制(PWM)控制壓縮機(jī)容量的系統(tǒng)中，壓縮機(jī)的質(zhì)量流的持續(xù)中斷會改變吸入壓力，所述吸入壓力會引入可能的不穩(wěn)定的TVX動(dòng)作從并且導(dǎo)致較差的過熱控制。
[0181]如以上討論的，在本公開內(nèi)容的各個(gè)方面中，在冷卻回路中使用的膨脹裝置是膨脹閥并且優(yōu)選地為電子膨脹閥(“EEV”)。應(yīng)當(dāng)理解，然而，可以使用除了膨脹閥之外的膨脹裝置例如毛細(xì)管。
[0182]EEV相對于TVX提供了兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn):其允許以減小的冷凝壓力進(jìn)行操作，這對更高的系統(tǒng)能效有貢獻(xiàn)，以及其使用編程邏輯電路使閥移動(dòng)以控制過熱。此外，盡管級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)提供了寬范圍的容量，但是其使得難以控制過熱。因此，EEV的控制策略與壓縮機(jī)的控制策略直接相互影響以提供EEV的閥的更合適的和預(yù)測性的移動(dòng)，還使得通過終端用戶監(jiān)測并調(diào)節(jié)閥的位置。
[0183]每個(gè)冷卻回路的EEV1206的示例性的控制策略通過將在級聯(lián)數(shù)字壓縮機(jī)中的兩個(gè)壓縮機(jī)(固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī))的當(dāng)前操作狀態(tài)與位于控制器1220中的并且示例性地由用戶設(shè)置的一組相關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較，來選擇最合適的EEV過熱控制模式。這有助于增加預(yù)測性、靈活性以及增加專用用于數(shù)字(PWM)渦旋壓縮機(jī)容量控制的專業(yè)化水平，所述優(yōu)點(diǎn)通過使用傳統(tǒng)的TXV的應(yīng)用或使用采用標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯電路的EEV是不可能獲得的。
[0184]在控制器1220中示例性地例如以軟件實(shí)施的示例性EEV控制策略使用三種過熱控制:選通控制、系統(tǒng)映射控制以及恒定控制。以下提供這些模式中的每個(gè)模式的主要內(nèi)容。
[0185]1.選通模式:每次當(dāng)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)卸載時(shí)，壓縮機(jī)1220驅(qū)動(dòng)EEV1206從其當(dāng)前位置降至最小打開位置。一旦可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)停止卸載時(shí)，控制器1220打開所述EEV以使得打開至需要的位置從而控制過熱，直至可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)再次卸載為止。最小打開位置可以為10%的打開，但是應(yīng)當(dāng)理解其可以不是10%。
[0186]2.系統(tǒng)映射模式:每次當(dāng)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)卸載時(shí)，控制器1220將EEV1206保持在其當(dāng)前位置直至數(shù)字渦旋壓縮機(jī)停止卸載時(shí)為止。一旦停止卸載，則EEV然后自由改變其位置以實(shí)現(xiàn)過熱的控制直至可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)再次卸載為止。
[0187]3.恒定模式:控制器1220恒定地確定過熱并改變EEV1206的位置以實(shí)現(xiàn)過熱控制，而不管可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的動(dòng)作。恒定模式是故障模式。
[0188]添加給典型的用戶接口的以下參數(shù)表示所述三種過熱控制模式中的哪種模式用于不同的壓縮機(jī)操作條件。應(yīng)當(dāng)理解，以下討論的參數(shù)的值是示例性的，所述參數(shù)可以具有其他值。 [0189]參數(shù)A)過熱模式閾值“Superheat Mode Threshold” [Min: 19%, Def:80%, Max:80%]:表示可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)PWM加載的百分比，在該百分比處僅當(dāng)級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)中的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮啟動(dòng)時(shí)才對過熱控制模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
[0190]參數(shù)B)數(shù)字 + 固定過熱閾值“Digital+Fixed Superheat Threshold” [Min: 19%,Def:19%, Max: 100%]:表示可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的PWM負(fù)載百分比，在該百分比處當(dāng)級聯(lián)數(shù)字壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)二者啟動(dòng)時(shí)才對過熱控制模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
[0191]參數(shù)C)數(shù)字+固定過熱控制“Digital+Fixed Superheat Control ” [系統(tǒng)映射或恒定]:當(dāng)級聯(lián)數(shù)字壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)二者均啟動(dòng)時(shí)，該參數(shù)被用于選擇總的過熱控制模式。
[0192]以下邏輯電路的示例應(yīng)用于控制器例如控制器1220的軟件程序中，以將參數(shù)A、B和C的值與級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的當(dāng)前操作狀態(tài)進(jìn)行比較，從而確定應(yīng)當(dāng)使用哪種過熱控制模式，圖29中的流程圖示出了在控制器例如控制器1220中實(shí)施的軟件程序的邏輯電路。
[0193]僅當(dāng)級聯(lián)數(shù)字壓縮機(jī)的固定容暈壓縮機(jī)啟動(dòng):
[0194].EEV將在過熱控制的恒定模式下操作。
[0195]僅當(dāng)級聯(lián)數(shù)字壓縮機(jī)的可變?nèi)輹灁?shù)字渦旋壓縮機(jī)啟動(dòng):
[0196]?如果可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的PWM負(fù)載百分比小于在“過熱模式閾值”中設(shè)置的參數(shù)“A”，則所述EEV將在過熱控制的選通模式下操作。
[0197].如果可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的PWM負(fù)載百分比大于或等于在“過熱模式閾值”中設(shè)置的參數(shù)“A”，則EEV將在過熱控制的系統(tǒng)映射模式下操作。
[0198]當(dāng)級聯(lián)數(shù)字壓縮機(jī)的可變?nèi)輹灁?shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容暈壓縮機(jī)二者均啟動(dòng):
[0199].如果“數(shù)字+固定過熱控制”的參數(shù)“C”被設(shè)置為“恒定”時(shí)，則EEV將在過熱控制的恒定模式下操作。
[0200]?如果“數(shù)字+固定過熱控制”的參數(shù)“C”被設(shè)置為“系統(tǒng)映射”并且可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的PWM負(fù)載百分比小于在“數(shù)字+固定過熱閾值”中設(shè)置的參數(shù)“B”時(shí)，則EEV將在過熱控制的選通模式下操作。
[0201].如果“數(shù)字+固定過熱控制”的參數(shù)“C”被設(shè)置為“系統(tǒng)映射”并且可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的PWM負(fù)載百分比大于或等于在“數(shù)字+固定過熱閾值”中設(shè)置的參數(shù)“B”時(shí)，則EEV將在過熱的系統(tǒng)映射模式下操作。
[0202]前述EEV控制策略提供以下優(yōu)點(diǎn):當(dāng)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)加載和卸載時(shí)更加穩(wěn)定的控制蒸發(fā)器的過熱；適當(dāng)?shù)乜刂七^熱保持壓縮機(jī)的能效，并且降低了由于液態(tài)制冷劑回流損壞壓縮機(jī)的機(jī)會。此外，EEV本身的物理機(jī)構(gòu)使得能夠降低制冷劑的冷凝壓力，這增加了級聯(lián)數(shù)字壓縮機(jī)的能效。另外，用戶可以通過控制器1220的用戶接口(未示出)調(diào)節(jié)EEV過熱模式選擇和轉(zhuǎn)變點(diǎn)。
[0203]空間相關(guān)術(shù)語例如“內(nèi)”、“外”、“之下”、“以下”、“下”、“之上”、“上”等在本文中被
用于簡化描述元件或與其他元件的關(guān)系特征或在附圖中示出的特征的描述。空間相關(guān)術(shù)語可以意在包括除了在附圖中描述的方向以外的使用或操作的裝置的不同方向。例如，如果附圖中的裝置倒轉(zhuǎn)，則被描述為其他元件或特征“以下”或“之下”的元件則被倒向?yàn)槠渌蛱卣鳌爸稀?。因此，示例性術(shù)語“以下”可以包括以上和以下兩種方向。所述裝置不然可以倒向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方向)，相應(yīng)地使用在本文中的空間相關(guān)描述符進(jìn)行解釋。
[0204]如在本文中使用的，術(shù)語控制器、控制模塊、控制系統(tǒng)等可以指以下部件的一部分或包括以下部件:專用集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享的、專用的或組處理器);可編程邏輯控制器、可編程控制系統(tǒng)例如基于控制系統(tǒng)的處理器包括基于控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)、處理控制器例如PID控制器或當(dāng)使用本文中描述的軟件編程時(shí)能夠提供描述的功能或提供上述功能的其他合適的硬件部件；或者上述部件中的一部分或全部的組合，例如片上系統(tǒng)。術(shù)語模塊可以包括存儲由處理器執(zhí)行的代碼的存儲器(共享的、專用的或組存儲器)。
[0205]如上使用的術(shù)語軟件可以指計(jì)算機(jī)程序、例程、功能、類和/或?qū)ο?，并且可以包括固件?或微代碼。
[0206]在本文中描述的設(shè)備和方法可以通過一個(gè)或更多個(gè)控制器的一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序中的軟件來實(shí)施。所述計(jì)算機(jī)程序包括存儲在非暫態(tài)有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。所述計(jì)算機(jī)程序還可以包括所存儲的數(shù)據(jù)。非暫態(tài)有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性示例為非易失性存儲器、磁性存儲裝置和光學(xué)存儲裝置。
[0207]根據(jù)上述描述可知，本發(fā)明的實(shí)施例公開了但不限于下列的技術(shù)方案:
[0208]方案1.一種冷卻系統(tǒng)，包括:
[0209]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0210]布置在所述箱中的空氣流動(dòng)單元；
[0211]包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級，至少所述上游冷卻級包括可變?nèi)萘坷鋮s回路；
[0212]每個(gè) 冷卻級包括具有蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和膨脹裝置的冷卻回路；[0213]至少所述上游冷卻級的冷卻回路具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式，其中，具有所述泵送制冷劑節(jié)約器模式和所述直接膨脹模式二者的每個(gè)冷卻回路還具有液體泵，其中，當(dāng)該冷卻回路在所述直接膨脹模式下操作時(shí)，該冷卻回路的壓縮機(jī)啟動(dòng)并壓縮氣相的制冷劑以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，并且制冷劑通過該冷卻回路的壓縮機(jī)繞該冷卻回路循環(huán)，并且其中，當(dāng)該冷卻回路在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作時(shí)，該冷卻回路的壓縮機(jī)關(guān)閉而該冷卻回路的液體泵啟動(dòng)并泵送液相的制冷劑，并且制冷劑通過該冷卻回路的液體泵繞該冷卻回路循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑；
[0214]所述上游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(上游蒸發(fā)器)和所述下游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(下游蒸發(fā)器)被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過所述上游蒸發(fā)器，然后通過所述下游蒸發(fā)器；以及
[0215]控制器，用于確定對哪個(gè)冷卻回路進(jìn)行操作以提供冷卻，并且針對具有所述泵送制冷劑節(jié)約器模式和所述直接膨脹模式二者的、被操作以提供冷卻的每個(gè)冷卻回路，確定在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下還是在所述直接膨脹模式下操作每個(gè)這樣的冷卻回路；
[0216]當(dāng)外部氣溫低至足以從流經(jīng)所述冷凝器的制冷劑到外部空氣提供充分散熱而不需要壓縮所述制冷劑時(shí)，所述控制器在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作具有所述泵送制冷劑節(jié)約器模式和所述直接膨脹模式二者的每個(gè)冷卻回路，并且當(dāng)外部氣溫沒有低至足以提供這樣的充分散熱時(shí)，所述控制器在所述直接膨脹模式下操作所述冷卻回路；以及
[0217]當(dāng)冷卻命令首先到達(dá)需要冷卻的點(diǎn)時(shí)，所述控制器操作所述上游冷卻回路以提供冷卻而不操作所述下游冷卻回路提供冷卻，當(dāng)所述冷卻命令增加至第二點(diǎn)時(shí)，所述控制器附加地操作所述下游冷卻回路以提供冷卻，其中，當(dāng)所述冷卻命令到達(dá)所述第二點(diǎn)時(shí)，所述上游冷卻回路被操作以提供的冷卻容量小于所述上游冷卻回路的全部冷卻容量。
[0218]方案2.根據(jù)方案I所述的冷卻系統(tǒng)，其中，每個(gè)膨脹裝置是電子膨脹閥，當(dāng)所述冷卻回路中的任何冷卻回路在所述直接膨脹模式下操作時(shí)，所述控制器控制該冷卻回路的電子膨脹閥以控制該冷卻回路的蒸發(fā)器的吸入過熱，當(dāng)具有所述泵送制冷劑節(jié)約器模式和所述直接膨脹模式二者的冷卻回路中的任何冷卻回路在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作時(shí)，所述控制器控制該冷卻回路的電子膨脹閥以保持該冷卻回路的液體泵兩端的最小壓力差。
[0219]方案3.根據(jù)方案I所述的冷卻系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述冷凝器包括電子換向風(fēng)扇，所述控制器改變所述電子換向風(fēng)扇的速度以將離開所述冷凝器的制冷劑的溫度保持在設(shè)定點(diǎn)。
[0220]方案4.根據(jù)方案I所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷凝器是空冷式冷凝器。
[0221]方案5.根據(jù)方案I所述的冷卻系統(tǒng)，其中所述冷凝器是水冷式冷凝器。
[0222]方案6.根據(jù)方案I至5中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述空氣流動(dòng)單元包括至少一個(gè)電子換向風(fēng)扇，當(dāng)所述冷卻系統(tǒng)上的冷卻負(fù)載增加時(shí)，所述控制器提高所述電子換向風(fēng)扇的速度，并且當(dāng)所述冷卻負(fù)載減小時(shí)，所述控制器降低所述電子換向風(fēng)扇的速度。
[0223]方案7.根據(jù)方案I至6所述的冷卻系統(tǒng)，其中，每個(gè)冷卻回路的壓縮機(jī)為包括固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的級聯(lián)壓縮機(jī)，所述控制器基于所述冷卻命令、所述冷卻命令落入多個(gè)范圍中的哪個(gè)范圍以及所述冷卻命令是斜坡上升還是斜坡下降，來控制每個(gè)所述級聯(lián)壓縮機(jī)的固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)。[0224]方案8.根據(jù)方案7所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制器首先開始對所述上游冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降以提供冷卻，并且當(dāng)所述冷卻命令增加至閾值以上時(shí)，與對所述上游冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降并行地，所述控制器還開始對所述下游冷卻級的冷卻回路的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降。
[0225]方案9.根據(jù)方案7或8所述的冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)存在未滿足的除濕命令時(shí)，所述控制器基于所述冷卻命令以及所述冷卻命令落入多個(gè)除濕范圍中的哪個(gè)除濕范圍，來控制所述級聯(lián)壓縮機(jī)、包括確定對哪個(gè)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降，并基于所述除濕命令控制被斜坡升降的每個(gè)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的斜坡升降，并且其中，當(dāng)存在未滿足的除濕命令時(shí)，基于所述冷卻命令落入多個(gè)除濕控制范圍中的哪個(gè)除濕控制范圍以及基于所述除濕命令的控制占優(yōu)。
[0226]方案10.根據(jù)方案I至9中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，每個(gè)冷卻回路具有所述泵送制冷劑節(jié)約器模式和所述直接膨脹模式二者。
[0227]方案11.根據(jù)方案I至10中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制器基于控制參數(shù)和所述控制回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)中的每個(gè)的當(dāng)前操作狀態(tài)，來選擇將多個(gè)過熱控制模式中的哪個(gè)過熱控制模式用于操作每個(gè)冷卻回路的電子膨脹閥。
[0228]方案12.根據(jù)方案11所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述過熱控制模式包括選通模式、系統(tǒng)映射模式和恒定模式，其中
[0229]在所述選通模式下，每次當(dāng)所述冷卻回路之一的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)卸載時(shí)，所述控制器驅(qū)動(dòng)該冷卻回路的電子膨脹閥從其當(dāng)前位置降至最小打開位置直至所述可變?nèi)萘繑?shù)字壓縮機(jī)停止卸載為止，并且一旦該可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)停止卸載，所述控制器就調(diào)節(jié)該電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過熱；
[0230]在所述系統(tǒng)映射模式下，每次當(dāng)該可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)卸載時(shí)，所述控制器將該電子膨脹閥保持在其當(dāng)前位置直至該可變數(shù)字渦旋壓縮機(jī)停止卸載為止，并且一旦該可變?nèi)萘繑?shù)字壓縮機(jī)停止卸載，所述控制器就調(diào)節(jié)該電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過熱；以及
[0231]在所述恒定模式下，所述控制器調(diào)節(jié)該電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過熱，而不管該可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)是在卸載還是在加載。
[0232]方案13.—種冷卻系統(tǒng)，包括:
[0233]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0234]布置在所述箱中的空氣流動(dòng)單元；
[0235]包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級；
[0236]每個(gè)冷卻級包括具有蒸發(fā)器、冷凝器、級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和電子膨脹閥的冷卻回路；
[0237]每個(gè)級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)包括固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)；
[0238]至少所述上游冷卻級的冷卻回路具有泵送制冷劑節(jié)約器模式和直接膨脹模式，其中，具有所述泵送制冷劑節(jié)約器模式和所述直接膨脹模式兩者的每個(gè)冷卻回路還具有液體泵，其中，當(dāng)該冷卻回路在所述直接膨脹模式下操作時(shí)，所述壓縮機(jī)啟動(dòng)并壓縮氣相的制冷劑以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，并且制冷劑通過所述壓縮機(jī)繞所述冷卻回路循環(huán)，并且其中，當(dāng)該冷卻回路在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作時(shí)，該冷卻回路的壓縮機(jī)關(guān)閉而該冷卻回路的液體泵啟動(dòng)并泵送液相的制冷劑，并且制冷劑通過所述液體泵繞該冷卻回路循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑；
[0239]所述上游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(上游蒸發(fā)器)和所述下游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(下游蒸發(fā)器)被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過所述上游蒸發(fā)器，然后通過所述下游蒸發(fā)器；以及
[0240]控制器，用于基于冷卻命令控制所述冷卻回路的操作并確定哪個(gè)冷卻回路在直接膨脹模式下操作以提供冷卻，并且針對在所述直接膨脹模式下操作的每個(gè)冷卻回路，所述控制器基于所述冷卻命令、所述冷卻命令落入多個(gè)范圍中的哪個(gè)范圍以及所述冷卻命令是斜坡上升還是斜坡下降，來控制該冷卻回路的級聯(lián)數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的固定壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)；以及
[0241]當(dāng)所述冷卻回路中的任何冷卻回路在所述直接膨脹模式下操作時(shí)，所述控制器控制該冷卻回路的電子膨脹閥以控制該冷卻回路的蒸發(fā)器的吸入過熱，并且當(dāng)具有所述泵送制冷劑節(jié)約器模式和所述直接膨脹模式二者的冷卻回路中的任何冷卻回路在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作時(shí)，所述控制器控制該冷卻回路的膨脹閥以保持該冷卻回路的液體泵兩端的最小壓力差。
[0242]方案14.根據(jù)方案13所述的冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)存在未滿足的除濕命令時(shí)，所述控制器基于所述冷卻命令以及所述冷卻命令落入多個(gè)除濕控制范圍中的哪個(gè)除濕控制范圍，來控制所述級聯(lián)壓縮機(jī)、包括確定對哪個(gè)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)進(jìn)行斜坡升降，并基于所述除濕命令控制被進(jìn)行斜坡升降的每個(gè)可變?nèi)萘繑?shù)字渦旋壓縮機(jī)的斜坡升降，并且其中，當(dāng)存在未滿足的除濕命令時(shí)，基于所述冷卻命令落入多個(gè)除濕控制范圍中的哪個(gè)除濕控制范圍以及基于所述除濕命令的控制占優(yōu)。
[0243]方案15.根據(jù)方案13所述的冷卻系統(tǒng)，其中，每個(gè)所述冷凝器包括電子換向風(fēng)扇，所述控制器改變所述電子換向風(fēng)扇的速度以將離開所述冷凝器的制冷劑的溫度保持在設(shè)定點(diǎn)。
[0244]方案16.根據(jù)方案13所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷凝器是空冷式冷凝器。
[0245]方案17.根據(jù)方案13所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷凝器是水冷式冷凝器。
[0246]方案18.根據(jù)方案13至17中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述空氣流動(dòng)單元包括至少一個(gè)電子換向風(fēng)扇，當(dāng)所述冷卻命令增加時(shí)，所述控制器提高所述電子換向風(fēng)扇的速度，并且當(dāng)所述冷卻命令減小時(shí)，所述控制器降低所述電子換向風(fēng)扇的速度。
[0247]方案19.一種冷卻系統(tǒng),包括:
[0248]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0249]布置在所述箱中的空氣流動(dòng)單元；
[0250]直接膨脹冷卻回路和泵送冷卻流體冷卻回路；
[0251]所述直接膨脹冷卻回路包括布置在所述箱中的蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)以及膨脹
裝置；
[0252]所述泵送冷卻流體冷卻回路包括布置在所述箱中的蒸發(fā)器、冷凝器、液體泵以及膨脹裝置；
[0253]所述冷卻回路的蒸發(fā)器被設(shè)置在所述箱中以使得空氣以串行方式流經(jīng)它們，具有最上游蒸發(fā)器的冷卻回路為可變?nèi)萘坷鋮s回路和上游冷卻回路；
[0254]所述冷卻系統(tǒng)具有直接膨脹模式和泵送冷卻流體節(jié)約器模式，其中，在所述直接膨脹模式中，操作所述直接膨脹冷卻回路以提供冷卻，在所述泵送冷卻流體節(jié)約器模式中，不操作所述直接膨脹冷卻回路提供冷卻而操作所述泵送冷卻流體冷卻回路以提供冷卻；以及
[0255]控制器，用于當(dāng)冷卻命令首先到達(dá)需要冷卻的點(diǎn)時(shí)，操作所述上游冷卻回路以提供冷卻而不操作所述下游冷卻回路提供冷卻，并且當(dāng)所述冷卻命令增加至第二點(diǎn)時(shí)，附加地操作所述下游冷卻回路提供冷卻，其中，當(dāng)所述冷卻命令到達(dá)所述第二點(diǎn)時(shí)，所述上游冷卻回路被操作以提供的冷卻容量小于所述上游冷卻回路的全部冷卻容量，一方面，所述泵送冷卻流體冷卻回路為所述上游冷卻回路。
[0256]方案20.根據(jù)方案19所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述泵送冷卻流體冷卻回路為所述上游冷卻回路。
[0257]方案21.根據(jù)方案20所述的冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述冷卻系統(tǒng)處于所述直接膨脹模式時(shí)，所述泵送冷卻流體冷卻回路也被操作以提供冷卻。
[0258]方案22.—種冷卻系統(tǒng),包括
[0259]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0260]冷卻回路，包括布置在所述箱中的蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹裝置以及液體栗;
[0261]所述冷卻系統(tǒng)具有直接膨脹模式和泵送制冷劑節(jié)約器模式，其中，在所述直接膨脹模式中，所述壓縮機(jī)啟動(dòng)并且壓縮氣相的制冷劑以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，并且制冷劑通過所述壓縮機(jī)繞所述冷卻回路循環(huán)，在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式中，所述壓縮機(jī)關(guān)閉而所述液體泵啟動(dòng)并泵送液相的制冷劑，并且制冷劑通過所述液體泵繞所述冷卻回路循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑；以及
[0262]控制器，耦接至所述液體泵和所述壓縮機(jī)，所述控制器關(guān)閉所述壓縮機(jī)并啟動(dòng)所述液體泵以在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作所述冷卻回路，并且啟動(dòng)所述壓縮機(jī)以在所述直接膨脹模式下操作所述冷卻回路。
[0263]方案23.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括:繞所述壓縮機(jī)耦接的旁通閥，當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，所述制冷劑流經(jīng)所述旁通閥以旁路所述壓縮機(jī)；以及繞所述液體泵耦接的液體泵旁通閥，當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)，所述制冷劑流經(jīng)所述液體泵旁通閥以旁路所述液體泵。
[0264]方案24.根據(jù)方案23所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接至所述液體泵的出口的閥，所述控制閥由所述控制器控制為當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)關(guān)閉，并且當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)打開。
[0265]方案25.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接至所述液體泵的出口的可變流量排出閥，所述可變流量排出閥由所述控制器調(diào)制以在所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)保持所述液體泵兩端的壓力差。
[0266]方案26.根據(jù)方案24所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷卻回路包括:耦接在所述液體泵的出口與所述蒸發(fā)器的入口之間的膨脹裝置；以及繞所述膨脹裝置耦接的旁通閥，當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，所述制冷劑流經(jīng)所述旁通閥以旁路所述膨脹裝置，所述旁通閥由所述控制器控制為當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)關(guān)閉，并且當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)打開。
[0267]方案27.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括繞所述冷凝器耦接的閥，所述閥由所述控制器控制為將流至所述冷凝器的入口的制冷劑的一部分與從所述冷凝器的出口流出的制冷劑進(jìn)行混合。
[0268]方案28.根據(jù)方案27所述的冷卻系統(tǒng)，包括壓力調(diào)節(jié)閥，耦接在所述冷凝器的出口與接收器/緩沖罐的入口之間以及還耦接在所述冷凝器的出口與所述液體泵的入口之間。
[0269]方案29.根據(jù)方案28所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接在所述蒸發(fā)器的出口、所述壓縮機(jī)的入口和所述冷凝器的入口之間的三通閥，所述三通閥由所述控制器控制為:當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)，提供制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流向所述壓縮機(jī)的入口并且阻止制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流向所述冷凝器的入口，以及當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，提供制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流向所述冷凝器的入口并且阻止所述制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流向所述壓縮機(jī)的入口。
[0270]方案30.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接在所述蒸發(fā)器的出口、所述壓縮機(jī)的入口和所述冷凝器的入口之間的閥，其中，所述閥具有第一位置和第二位置，在所述第一位置處，所述閥提供制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流經(jīng)所述閥至所述壓縮機(jī)的入口并且阻止所述制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流經(jīng)所述閥至所述冷凝器的入口，在所述第二位置處，所述閥提供制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流經(jīng)所述閥至所述冷凝器的入口并且阻止所述制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流經(jīng)所述閥至所述壓縮機(jī)的入口，所述閥由所述控制器控制為:當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)處于其第一位置，并且當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)處于其第二位置。
[0271]方案31.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接在所述冷凝器的入口與接收器/緩沖罐的入口之間的可變?nèi)萘块y，所述冷凝器的出口耦接至所述液體泵的入口，所述可變?nèi)萘块y由所述控制器調(diào)制以調(diào)制所述接收器/緩沖罐的壓力，從而迫使液體從所述接收器/緩沖罐流向所述液體泵。
[0272]方案32.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接在所述冷凝器的出口與所述接收器/緩沖罐的入口之間的壓力調(diào)節(jié)閥、耦接在所述冷凝器的入口與所述接收器/緩沖罐的入口之間的可變?nèi)萘块y，所述接收器/緩沖罐具有耦接至所述液體泵的入口的出口，其中，流至所述液體泵的入口的制冷劑優(yōu)先流經(jīng)所述接收器/緩沖罐然后流至所述液體泵的入口，或者繞所述接收器/緩沖罐流至所述液體泵的入口。
[0273]方案33.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接在所述冷凝器的出口與接收器/緩沖罐的入口之間的壓力調(diào)節(jié)閥，所述接收器/緩沖罐具有耦接至所述液體泵的入口的出口，其中，流至所述液體泵的入口的所有制冷劑首先流經(jīng)所述接收器/緩沖罐、然后流至所述液體泵的入口。
[0274]方案34.根據(jù)方案23所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接在所述蒸發(fā)器的出口與所述壓縮機(jī)的入口之間的吸入管路貯存器，所述壓縮機(jī)旁通閥繞所述吸入管路貯存器與所述壓縮機(jī)二者耦接，其中，當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)，所述制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流經(jīng)所述吸入管路貯存器至所述壓縮機(jī)的入口，并且其中，當(dāng)所述冷卻回路處于所述節(jié)約模式時(shí)，所述制冷劑從所述蒸發(fā)器的出口流經(jīng)所述壓縮機(jī)旁通閥以繞所述吸入管路貯存器和所述壓縮機(jī)流動(dòng)。
[0275]方案35.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括:吸入管路熱交換器，所述吸入管路熱交換器具有耦接在所述液體泵的出口與所述膨脹裝置的入口之間的第一熱交換路徑以及耦接在所述蒸發(fā)器的出口與所述壓縮機(jī)的入口之間的第二熱交換路徑；繞所述吸入管路熱交換器的第一熱交換路徑和所述膨脹裝置耦接的旁通閥，所述旁通閥由所述控制器控制為當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)關(guān)閉，并且當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)打開，以旁路所述吸入管路熱交換器和所述膨脹裝置。
[0276]方案36.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述液體泵關(guān)閉時(shí)所述液體泵自然轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)，制冷劑流經(jīng)自然轉(zhuǎn)動(dòng)的液體泵。
[0277]方案37.根據(jù)方案23所述的冷卻系統(tǒng)，包括耦接在所述壓縮機(jī)的入口與所述蒸發(fā)器的出口之間的壓縮機(jī)入口電磁閥，所述壓縮機(jī)旁通閥繞所述壓縮機(jī)和所述壓縮機(jī)入口電磁閥二者耦接，所述壓縮機(jī)入口電磁閥由所述控制器控制為:當(dāng)所述冷卻回路處于所述直接膨脹模式時(shí)打開，并且當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)關(guān)閉。
[0278]方案38.根據(jù)方案22所述的冷卻系統(tǒng)，包括多個(gè)冷卻回路，每個(gè)冷卻回路被包括在包括有上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)冷卻級之一中，其中，所述上游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(上游蒸發(fā)器)和所述下游冷卻級的冷卻回路的蒸發(fā)器(下游蒸發(fā)器)被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過所述上游蒸發(fā)器，然后通過所述下游蒸發(fā)器；
[0279]每個(gè)冷卻級的冷卻回路具有直接膨脹模式和泵送制冷劑節(jié)約器模式，在所述直接膨脹模式中，該冷卻回路的壓縮機(jī)啟動(dòng)，并且制冷劑通過該冷卻回路的壓縮機(jī)繞該冷卻回路循環(huán)，在所述制冷劑節(jié)約器模式中，該冷卻回路的壓縮機(jī)關(guān)閉而該冷卻回路的液體泵啟動(dòng)，并且制冷劑通過該冷卻回路的液體泵繞該冷卻回路循環(huán)。
[0280]方案39.根據(jù)方案38所述的冷卻系統(tǒng)，當(dāng)所述上游冷卻級和所述下游冷卻級之一能夠處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式并且另一冷卻級必須處于直接膨脹模式時(shí)，所述控制器在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作所述上游冷卻級的冷卻回路，啟動(dòng)該冷卻回路的液體泵并關(guān)閉該回路的壓縮機(jī)，并且在所述直接膨脹模式下操作所述下游冷卻級，啟動(dòng)所述下游冷卻回路的壓縮機(jī)。
[0281]方案40.—種冷卻系統(tǒng),包括:
[0282]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0283]冷卻回路，包括直接膨脹制冷冷卻回路，所述直接膨脹制冷冷卻回路包括布置在所述箱中的蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)以及膨脹裝置，其中，所述冷凝器處于比所述蒸發(fā)器高的高度；
[0284]所述冷卻回路具有直接膨脹模式和泵送制冷劑節(jié)約器模式，在所述直接膨脹模式中，所述壓縮機(jī)啟動(dòng)并且壓縮氣相的制冷劑以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，并且制冷劑通過所述壓縮機(jī)繞所述冷卻回路循環(huán)，在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式中，所述壓縮機(jī)關(guān)閉并且在所述蒸發(fā)器的入口處的制冷劑的液柱引發(fā)熱虹吸效應(yīng)，使得制冷劑繞所述冷卻回路循環(huán)而不需要壓縮氣相的制冷劑；以及
[0285]控制器，耦接至所述壓縮機(jī)，所述控制器關(guān)閉所述壓縮機(jī)以在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下操作所述冷卻回路，以及啟動(dòng)所述壓縮機(jī)以在直接膨脹模式下操作所述冷卻回路。
[0286]方案41.一種冷卻系統(tǒng),包括:
[0287]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0288]冷卻回路，所述冷卻回路包括布置在所述箱中的蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、液/氣分離罐以及液體泵；
[0289]所述冷卻回路具有如下模式:在所述模式中所述壓縮機(jī)和所述液體泵均啟動(dòng)，所述液體泵泵送制冷劑經(jīng)過所述蒸發(fā)器，離開所述蒸發(fā)器的制冷劑循環(huán)至所述液/氣分離罐的入口而不循環(huán)至所述冷凝器的入口，并且所述壓縮機(jī)對從所述液/氣分離罐的出口循環(huán)至所述壓縮機(jī)的入口的制冷劑進(jìn)行壓縮以增加其壓力、從而提高其冷凝溫度，離開所述壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)至所述冷凝器的入口 ；以及具有泵送制冷劑節(jié)約器模式，在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式中，所述液體泵啟動(dòng)并且所述壓縮機(jī)關(guān)閉且被旁路，所述液體泵泵送液相的制冷劑經(jīng)過所述蒸發(fā)器，離開所述蒸發(fā)器的制冷劑循環(huán)至所述冷凝器的入口而不循環(huán)至所述液/氣分離罐的入口，并且其中，制冷劑進(jìn)行循環(huán)而不需要壓縮氣相制冷劑。
[0290]方案42.—種冷卻系統(tǒng)，包括:
[0291]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0292]直接膨脹冷卻回路，具有布置在所述箱中的蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)以及膨脹裝置；
[0293]泵送液體冷卻回路，具有布置在所述箱中的蒸發(fā)器、冷凝器、液體泵以及膨脹裝置；
[0294]所述冷卻回路具有直接膨脹模式和泵送液體節(jié)約器模式，在所述直接膨脹模式中，操作所述直接膨脹冷卻回路以提供冷卻，在所述泵送液體節(jié)約器模式中，不操作所述直接膨脹冷卻回路提供冷卻而是操作泵送冷卻流體冷卻回路以提供冷卻；以及
[0295]控制器，耦接至所述液體泵和所述壓縮機(jī)，所述控制器關(guān)閉所述壓縮機(jī)并且啟動(dòng)所述液體泵以在所述泵送液體節(jié)約器模式下操作所述冷卻回路，并且啟動(dòng)所述壓縮機(jī)以在所述直接膨脹模式下操作所述冷卻回路；
[0296]其中，當(dāng)所述冷卻系統(tǒng)處于所述泵送液體節(jié)約器模式時(shí)，所述控制器通過調(diào)節(jié)所述泵送冷卻流體冷卻回路的冷凝器的風(fēng)扇的速度，將所述制冷劑的溫度控制到制冷劑溫度設(shè)定點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)所述液體泵的速度將布置了所述箱的房間的氣溫控制到房間氣溫設(shè)定點(diǎn)，以及通過調(diào)節(jié)所述膨脹裝置的打開位置將所述液體泵兩端的壓力差保持在給定范圍內(nèi)。
[0297]方案43.根據(jù)方案42所述的冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述冷卻系統(tǒng)處于所述直接膨脹模式時(shí)，還操作所述泵送液體冷卻回路以提供冷卻。
[0298]方案44.根據(jù)方案42或43所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述泵送液體冷卻回路的膨脹裝置為電子膨脹閥。
[0299]方案45.根據(jù)方案22至41中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，在所述泵送制冷劑節(jié)約器模式下可操作的每個(gè)冷卻回路的膨脹裝置為電子膨脹閥，并且當(dāng)這樣的冷卻回路處于所述泵送液體節(jié)約器模式時(shí)，所述控制器通過調(diào)節(jié)該冷卻回路的冷凝器的風(fēng)扇的速度，將該冷卻回路中的制冷劑的溫度控制到制冷劑溫度設(shè)定點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)該制冷劑回路的液體泵的速度，將布置了所述箱的房間的氣溫控制到房間氣溫設(shè)定點(diǎn)，以及通過調(diào)節(jié)該冷卻回路的電子膨脹閥的打開位置將該制冷劑回路的液體泵兩端的壓力差保持在給定范圍內(nèi)。
[0300]方案46.根據(jù)方案45所述的冷卻系統(tǒng)，其中，針對每個(gè)冷卻回路，所述控制器具有:制冷劑溫度反饋控制環(huán)路，用于通過調(diào)節(jié)該制冷劑回路的冷凝器風(fēng)扇的速度來控制該制冷劑回路的制冷劑的溫度，所述制冷劑溫度反饋控制環(huán)路具有輸出冷凝器風(fēng)扇速度控制信號的輸出端并且將所述制冷劑溫度設(shè)定點(diǎn)和作為該制冷劑回路的制冷劑實(shí)際溫度的反饋信號作為輸入；用于該制冷劑回路的房間氣溫反饋控制環(huán)路，用于通過調(diào)節(jié)該制冷劑回路的液體泵的速度來控制布置了所述箱的房間的氣溫，所述房間氣溫反饋控制環(huán)路具有輸出液體泵速度控制信號的輸出端并且將所述房間氣溫設(shè)定點(diǎn)和作為實(shí)際房間氣溫的反饋信號作為輸入；以及用于該制冷劑回路的液體泵壓力差控制反饋環(huán)路，所述液體泵壓力差控制反饋環(huán)路具有輸出電子膨脹閥位置信號的輸出端并且將給定范圍和作為該制冷劑回路的液體泵兩端的壓力差的反饋信號作為輸入，其中所述控制環(huán)路具有不同的響應(yīng)時(shí)間量值。
[0301]方案47.根據(jù)方案46所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制器針對所述反饋控制環(huán)路中的每個(gè)反饋控制環(huán)路具有單獨(dú)的控制器。
[0302]方案48.根據(jù)方案46所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述制冷劑溫度設(shè)定點(diǎn)為固定設(shè)定點(diǎn)，所述房間氣溫設(shè)定點(diǎn)為用戶輸入到所述控制器中的用戶輸入設(shè)定點(diǎn)，以及所述給定范圍為固定范圍。
[0303]方案49.根據(jù)方案47所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述制冷劑溫度控制環(huán)路還包括前饋控制器的輸出作為輸入，所述前饋控制器將液體泵速度控制和電子膨脹閥位置信號作為輸入。
[0304]方案50.根據(jù)方案45所述的冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述冷卻回路中的任何冷卻回路在所述直接膨脹模式下操作時(shí)，所述控制器關(guān)閉該冷卻回路的液體泵。
[0305]方案51.根據(jù)方案45所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述液體泵為變速泵，并且當(dāng)所述冷卻回路處于所述泵送液體節(jié)約器模式時(shí)，所述控制器調(diào)制所述液體泵的速度以控制所述冷卻劑的流速。
[0306]方案52.根據(jù)方案22至41中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述冷卻回路中任何冷卻回路在所述直接膨脹模式下操作時(shí)，所述控制器關(guān)閉該冷卻回路的液體泵。
[0307]方案53.根據(jù)方案22至41中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，每個(gè)液體泵為變速泵，并且當(dāng)具有該液體泵的冷卻回路處于所述泵送制冷劑節(jié)約器模式時(shí)，所述控制器調(diào)制所述液體泵的速度以控制所述制冷劑的流速。
[0308]方案54.根據(jù)方案22至43中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，每個(gè)膨脹裝置為電子膨脹閥。
[0309]方案55.—種冷卻系統(tǒng)，包括:
[0310]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0311]布置在所述箱中的空氣流動(dòng)單元；
[0312]包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級，所述上游冷卻級具有上游冷卻回路，所述下游冷卻級具有下游冷卻回路；
[0313]所述上游冷卻回路和所述下游冷卻回路每個(gè)均為包括蒸發(fā)器、冷凝器、級聯(lián)壓縮機(jī)和膨脹裝置的直接膨脹制冷冷卻回路，所述蒸發(fā)器具有耦接至所述膨脹裝置的出口的入口和耦接至所述級聯(lián)壓縮機(jī)的入口的出口，所述級聯(lián)壓縮機(jī)具有耦接至所述冷凝器的入口的出口，以及所述冷凝器具有耦接至所述膨脹裝置的入口的出口 ；
[0314]每個(gè)級聯(lián)壓縮機(jī)包括固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)；
[0315]所述上游冷卻回路的蒸發(fā)器(上游蒸發(fā)器)和所述下游冷卻回路的蒸發(fā)器(下游蒸發(fā)器)被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過所述上游蒸發(fā)器，然后通過所述下游蒸發(fā)器；以及
[0316]控制器，耦接至所述級聯(lián)壓縮機(jī)，用于基于冷卻命令、所述冷卻命令落入多個(gè)范圍中的哪個(gè)范圍以及所述冷卻命令是斜坡上升還是斜坡下降，來控制所述級聯(lián)壓縮機(jī)的每個(gè)中的固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)。
[0317]方案56.根據(jù)方案55所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制器首先開始對所述上游冷卻回路的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)進(jìn)行斜坡升降以提供冷卻，并且當(dāng)所述冷卻命令增加至閾值以上時(shí)，與對所述上游冷卻回路的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)進(jìn)行斜坡升降并行地，所述控制器還開始對所述下游冷卻級的冷卻回路的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)進(jìn)行斜坡升降。
[0318]方案57.根據(jù)方案55所述的冷卻系統(tǒng)，其中，由所述控制器定義具有冷卻命令斜坡上升控制閾值和冷卻命令斜坡下降控制閾值的所述多個(gè)范圍，所述冷卻命令斜坡上升控制閾值包括從低到高增加的值SRU1、SRU2、SRU3和SRU4，所述冷卻命令斜坡下降控制閾值包括從低到高增加的值SRD1、SRD2、SRD3和SRD4 ；
[0319]當(dāng)所述冷卻命令為斜坡上升時(shí)，所述控制器:
[0320]當(dāng)所述冷卻命令在SRUl與SRU2之間時(shí)，僅啟動(dòng)所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并且基于所述冷卻命令對該可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，
[0321]當(dāng)所述冷卻命令在SRU2與SRU3之間時(shí)，僅啟動(dòng)所述上游冷卻回路和所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，并且基于所述冷卻命令對所述可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，
[0322]當(dāng)所述冷卻命令在SRU3與SRU4之間時(shí)，啟動(dòng)所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的固定和可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并且基于所述冷卻命令對該可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，以及僅啟動(dòng)所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并且使所述可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)以全部容量運(yùn)行，以及
[0323]當(dāng)所述冷卻命令大于SRU4時(shí)，啟動(dòng)所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的以及所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的固定和可變壓縮機(jī)，使所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)以全部容量運(yùn)行并且基于所述冷卻命令對所述下游冷卻回路的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降；以及
[0324]當(dāng)所述冷卻命令為斜坡下降時(shí)，所述控制器:
[0325]當(dāng)所述冷卻命令在SRDl與SRD2之間時(shí)，僅啟動(dòng)所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并且基于所述冷卻命令對所述可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，
[0326]當(dāng)所述冷卻命令在SRD2與SRD3之間時(shí)，僅啟動(dòng)所述上游冷卻回路和所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并基于所述冷卻命令對所述可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，
[0327]當(dāng)所述冷卻命令在SRD3與SRD4之間時(shí)，啟動(dòng)所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的固定和可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并基于所述冷卻命令的百分比對該可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，以及僅啟動(dòng)所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并且使所述可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)以全部容量運(yùn)行，以及
[0328]當(dāng)所述冷卻命令百分比大于SRU4并且小于或等于SRU5時(shí)，啟動(dòng)所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的以及所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的固定和可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，使所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)以全部容量運(yùn)行并且基于所述冷卻命令對所述下游冷卻回路的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降。
[0329]方案58.根據(jù)方案57所述的冷卻系統(tǒng)，其中SRUl為25%，SRU2為45%，SRU3為65%, SRU4 為 90%，SRDl 為 0%，SRD2 為 15%，SRD3 為 40%，以及 SRD4 為 65%。
[0330]方案59.根據(jù)方案55至58中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)存在未滿足的除濕命令時(shí)，所述控制器基于所述冷卻命令以及所述冷卻命令落入多個(gè)除濕控制范圍中的哪個(gè)除濕控制范圍，來控制所述級聯(lián)壓縮機(jī)、包括確定對哪個(gè)可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)進(jìn)行斜坡升降，并基于所述除濕命令控制被進(jìn)行斜坡升降的每個(gè)可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的斜坡升降，并且其中，當(dāng)存在未滿足的除濕命令時(shí)，基于所述冷卻命令落入多個(gè)除濕控制范圍中的哪個(gè)除濕控制范圍以及基于所述除濕命令的控制占優(yōu)。
[0331]方案60.根據(jù)方案59所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制器具有除濕命令控制閾值，所述除濕命令控制閾值定義所述除濕命令能夠落入的所述多個(gè)除濕范圍，所述除濕命令控制閾值包括從低到高增加的值L1、L2以及L3，所述控制器:
[0332]當(dāng)所述冷卻命令在LI與L2之間時(shí)，僅啟動(dòng)所述上游冷卻回路和所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)，并且基于所述除濕命令對所述可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，
[0333]當(dāng)所述冷卻命令在L2與L3之間時(shí)，僅啟動(dòng)所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并且使其以全部容量運(yùn)行，以及啟動(dòng)所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的固定容量壓縮機(jī)和可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)并且基于所述除濕命令對所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，以及
[0334]當(dāng)所述冷卻命令大于L3時(shí)，啟動(dòng)所述固定容量壓縮機(jī)，基于所述除濕命令對所述上游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量進(jìn)行斜坡升降，并且使所述下游冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)以全部容量運(yùn)行。
[0335]方案61.根據(jù)方案60所述的冷卻系統(tǒng)，其中，LI為0%，L2為45%，L3為65%。
[0336]方案62.根據(jù)方案61所述的冷卻系統(tǒng)，其中，SRUl為25%，SRU2為45%，SRU3為65%, SRU4 為 90%，SRDl 為 0%，SRD2 為 15%，SRD3 為 40%，以及 SRD4 為 65%。
[0337]方案63.根據(jù)方案55至58中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述蒸發(fā)器具有以交錯(cuò)配置設(shè)置的冷卻板，在所述交錯(cuò)配置中所述上游蒸發(fā)器的冷卻板的一個(gè)或更多個(gè)管與所述下游蒸發(fā)器的冷卻板的一個(gè)或更多個(gè)管交錯(cuò)。
[0338]方案64.根據(jù)方案63所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述蒸發(fā)器的冷卻板每個(gè)均具有過熱部分和2-相部分，所述下游蒸發(fā)器的冷卻板的過熱部分設(shè)置在所述上游蒸發(fā)器的過熱部分與所述下游蒸發(fā)器的2-相部分之間。
[0339]方案65.根據(jù)方案55至58中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述下游冷卻回路包括吸入管路熱交換器。[0340]方案66.根據(jù)方案65所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述上游冷卻回路包括吸入管路熱交換器。
[0341]方案67.根據(jù)方案59所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述蒸發(fā)器具有以交錯(cuò)配置設(shè)置的冷卻板，在所述交錯(cuò)配置中所述上游蒸發(fā)器的冷卻板的一個(gè)或更多個(gè)管與所述下游蒸發(fā)器的冷卻板的一個(gè)或更多個(gè)管交錯(cuò)。
[0342]方案68.根據(jù)方案67所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述蒸發(fā)器的冷卻板每個(gè)均具有過熱部分和2-相部分，所述下游蒸發(fā)器的冷卻板的過熱部分設(shè)置在所述上游蒸發(fā)器的過熱部分與所述下游蒸發(fā)器的2-相部分之間。
[0343]方案70.根據(jù)方案59所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述下游冷卻回路包括吸入管路熱交換器。
[0344]方案71.根據(jù)方案70所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述上游冷卻回路包括吸入管路熱交換器。
[0345]方案72.—種冷卻系統(tǒng),包括:
[0346]具有進(jìn)氣口和出氣口的箱；
[0347]布置在所述箱中的空氣流動(dòng)單元；
[0348]設(shè)置在直接膨脹冷卻回路中的級聯(lián)壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥以及蒸發(fā)器；
[0349]所述級聯(lián)壓縮機(jī)包括可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)和固定容量壓縮機(jī)；
[0350]耦接至所述電子膨脹閥的控制器，所述控制器控制所述電子膨脹閥，所述控制器基于控制參數(shù)以及所述級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)和固定容量壓縮機(jī)中的每個(gè)的當(dāng)前操作狀態(tài)，來選擇將多個(gè)過熱控制模式中的哪個(gè)過熱控制模式用于操作所述電子膨脹閥。
[0351]方案73.根據(jù)方案72所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述過熱控制模式包括選通模式、系統(tǒng)映射模式和恒定模式，其中，
[0352]在所述選通模式下，每次當(dāng)所述可變數(shù)字渦旋壓縮機(jī)卸載時(shí)，所述控制器驅(qū)動(dòng)所述電子膨脹閥從其當(dāng)前位置降至最小打開位置直至所述數(shù)字壓縮機(jī)停止卸載為止，并且一旦該數(shù)字渦旋壓縮機(jī)停止卸載時(shí)，所述控制器就調(diào)節(jié)所述電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過熱；
[0353]在所述系統(tǒng)映射模式下，每次當(dāng)所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)卸載時(shí)，所述控制器將所述電子膨脹閥保持在其當(dāng)前位置直至所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)停止卸載為止，并且一旦所述數(shù)字壓縮機(jī)停止卸載時(shí)，所述控制器就調(diào)節(jié)所述電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過熱；以及
[0354]在所述恒定模式下，所述控制器調(diào)節(jié)所述電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過熱，而不管所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)是在卸載還是在加載。
[0355]方案74.根據(jù)方案73所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制參數(shù)包括過熱模式閾值參數(shù)A、數(shù)字加固定過熱閾值參數(shù)B以及數(shù)字加過熱控制參數(shù)C，所述控制器:
[0356]當(dāng)僅啟動(dòng)所述級聯(lián)壓縮機(jī)的固定容量壓縮機(jī)時(shí)，在所述恒定模式下操作所述電子膨脹閥；
[0357]當(dāng)僅啟動(dòng)所述級聯(lián)壓縮機(jī)的數(shù)字渦旋壓縮機(jī)時(shí)，在所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的脈寬調(diào)制負(fù)載百分比小于所述過熱模式閾值參數(shù)以及當(dāng)所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的脈寬調(diào)制負(fù)載百分比大于或等于參數(shù)A時(shí)，在所述選通模式下操作所述電子膨脹閥；以及
[0358]當(dāng)啟動(dòng)所述級聯(lián)壓縮機(jī)的數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)二者時(shí)，在參數(shù)C被設(shè)置為恒定時(shí)，在恒定模式下操作所述電子閥；在參數(shù)C被設(shè)置為系統(tǒng)映射并且所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的脈寬調(diào)制負(fù)載百分比小于參數(shù)B時(shí)，在選通模式下操作所述電子膨脹閥；以及當(dāng)參數(shù)C被設(shè)置為系統(tǒng)映射并且所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的脈寬調(diào)制百分比大于或等于參數(shù)B時(shí)，在系統(tǒng)映射模式下操作所述電子膨脹閥。
[0359]方案75.根據(jù)方案74所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷卻系統(tǒng)包括第二直接膨脹回路，所述第二直接膨脹回路也具有級聯(lián)壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥以及蒸發(fā)器，所述第二直接膨脹回路的級聯(lián)壓縮機(jī)也包括數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量渦旋壓縮機(jī)；
[0360]所述冷卻系統(tǒng)具有包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級，每個(gè)冷卻級具有所述直接膨脹回路之一，所述冷卻回路的蒸發(fā)器被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過所述上游冷卻級的直接膨脹冷卻回路的蒸發(fā)器，然后通過所述下游冷卻級的直接膨脹冷卻回路的蒸發(fā)器；以及
[0361]所述控制器還耦接至所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥，所述控制器基于所述第二直接冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)中的每個(gè)的當(dāng)前操作狀態(tài)，來控制所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥，在其他方面，以與其控制其他直接膨脹回路的電子膨脹閥相同的方式來控制所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥。
[0362]方案76.根據(jù)方案75所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制器針對所述直接膨脹冷卻回路中的每個(gè)具有單獨(dú)的一組控制參數(shù)。
[0363]方案77.根據(jù)方案72所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷卻系統(tǒng)包括第二直接膨脹回路，所述第二直接膨脹回路也具有級聯(lián)壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥以及蒸發(fā)器，所述第二直接膨脹回路的級聯(lián)壓縮機(jī)也包括數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量渦旋壓縮機(jī)；
[0364]所述冷卻系統(tǒng)具有包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級，每個(gè)冷卻級具有所述直接膨脹回路之一，所述冷卻回路的蒸發(fā)器被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過所述上游冷卻級的直接膨脹冷卻回路的蒸發(fā)器，然后通過所述下游冷卻級的直接膨脹冷卻回路的蒸發(fā)器；
[0365]所述控制器還耦接至所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥，所述控制器基于所述第二直接冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)中的每個(gè)的當(dāng)前操作狀態(tài)，來控制所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥，在其他方面，以與其控制其他直接膨脹回路的電子膨脹閥相同的方式來控制所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥。
[0366]方案78.根據(jù)方案77所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制器針對所述直接膨脹冷卻回路中的每個(gè)具有單獨(dú)的一組控制參數(shù)。
[0367]前述實(shí)施方式是為了說明和描述而提供的。所述實(shí)施方式并不意在窮盡所有實(shí)施方式或限制本發(fā)明。特定實(shí)施方式的特定元件或特征一般并不限制于特定實(shí)施方式，而是在應(yīng)用的情況下可交換，可以用于選擇的實(shí)施方式，即使未具體不出或描述。同一實(shí)施方式可以進(jìn)行很多方式的變型。這樣的變型并不視作脫離本發(fā)明，而且所有這樣的修改都意在包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種冷卻系統(tǒng)，包括: 具有進(jìn)氣口和出氣口的箱； 布置在所述箱中的空氣流動(dòng)單元； 設(shè)置在直接膨脹冷卻回路中的級聯(lián)壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥以及蒸發(fā)器； 所述級聯(lián)壓縮機(jī)包括可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)和固定容量壓縮機(jī)； 耦接至所述電子膨脹閥的控制器，所述控制器控制所述電子膨脹閥，所述控制器基于控制參數(shù)以及所述級聯(lián)壓縮機(jī)的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)和固定容量壓縮機(jī)中的每個(gè)的當(dāng)前操作狀態(tài)，來選擇將多個(gè)過熱控制模式中的哪個(gè)過熱控制模式用于操作所述電子膨脹閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述過熱控制模式包括選通模式、系統(tǒng)映射模式和恒定模式，其中， 在所述選通模式下，每次當(dāng)所述可變數(shù)字渦旋壓縮機(jī)卸載時(shí)，所述控制器驅(qū)動(dòng)所述電子膨脹閥從其當(dāng)前位置降至最小打開位置直至所述數(shù)字壓縮機(jī)停止卸載為止，并且一旦該數(shù)字渦旋壓縮機(jī)停止卸載時(shí)，所述控制器就調(diào)節(jié)所述電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過執(zhí).在所述系統(tǒng)映射模式下，每次當(dāng)所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)卸載時(shí)，所述控制器將所述電子膨脹閥保持在其當(dāng)前位置直至所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)停止卸載為止，并且一旦所述數(shù)字壓縮機(jī)停止卸載時(shí)，所述控制器就調(diào)節(jié)所述電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過熱；以及 在所述恒定模式下，所述控制器調(diào)節(jié)所述電子膨脹閥的位置以實(shí)現(xiàn)期望的過熱，而不管所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)是在卸載還是在加載。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制參數(shù)包括過熱模式閾值參數(shù)A、數(shù)字加固定過熱閾值參 數(shù)B以及數(shù)字加過熱控制參數(shù)C，所述控制器: 當(dāng)僅啟動(dòng)所述級聯(lián)壓縮機(jī)的固定容量壓縮機(jī)時(shí)，在所述恒定模式下操作所述電子膨脹閥； 當(dāng)僅啟動(dòng)所述級聯(lián)壓縮機(jī)的數(shù)字渦旋壓縮機(jī)時(shí)，在所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的脈寬調(diào)制負(fù)載百分比小于所述過熱模式閾值參數(shù)以及當(dāng)所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的脈寬調(diào)制負(fù)載百分比大于或等于參數(shù)A時(shí)，在所述選通模式下操作所述電子膨脹閥；以及 當(dāng)啟動(dòng)所述級聯(lián)壓縮機(jī)的數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)二者時(shí)，在參數(shù)C被設(shè)置為恒定時(shí)，在恒定模式下操作所述電子閥；在參數(shù)C被設(shè)置為系統(tǒng)映射并且所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的脈寬調(diào)制負(fù)載百分比小于參數(shù)B時(shí)，在選通模式下操作所述電子膨脹閥；以及當(dāng)參數(shù)C被設(shè)置為系統(tǒng)映射并且所述數(shù)字渦旋壓縮機(jī)的脈寬調(diào)制百分比大于或等于參數(shù)B時(shí)，在系統(tǒng)映射模式下操作所述電子膨脹閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷卻系統(tǒng)包括第二直接膨脹回路，所述第二直接膨脹回路也具有級聯(lián)壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥以及蒸發(fā)器，所述第二直接膨脹回路的級聯(lián)壓縮機(jī)也包括數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量渦旋壓縮機(jī)； 所述冷卻系統(tǒng)具有包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級，每個(gè)冷卻級具有所述直接膨脹回路之一，所述冷卻回路的蒸發(fā)器被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過所述上游冷卻級的直接膨脹冷卻回路的蒸發(fā)器，然后通過所述下游冷卻級的直接膨脹冷卻回路的蒸發(fā)器；以及 所述控制器還耦接至所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥，所述控制器基于所述第二直接冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)中的每個(gè)的當(dāng)前操作狀態(tài)，來控制所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥，在其他方面，以與其控制其他直接膨脹回路的電子膨脹閥相同的方式來控制所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制器針對所述直接膨脹冷卻回路中的每個(gè)具有單獨(dú)的一組控制參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述冷卻系統(tǒng)包括第二直接膨脹回路，所述第二直接膨脹回路也具有級聯(lián)壓縮機(jī)、冷凝器、電子膨脹閥以及蒸發(fā)器，所述第二直接膨脹回路的級聯(lián)壓縮機(jī)也包括數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量渦旋壓縮機(jī)； 所述冷卻系統(tǒng)具有包括上游冷卻級和下游冷卻級的多個(gè)分離的冷卻級，每個(gè)冷卻級具有所述直接膨脹回路之一，所述冷卻回路的蒸發(fā)器被設(shè)置在所述箱中以使得待冷卻的空氣以串行方式通過它們，首先通過所述上游冷卻級的直接膨脹冷卻回路的蒸發(fā)器，然后通過所述下游冷卻級的直接膨脹冷卻回路的蒸發(fā)器； 所述控制器還耦接至所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥，所述控制器基于所述第二直接冷卻回路的級聯(lián)壓縮機(jī)的數(shù)字渦旋壓縮機(jī)和固定容量壓縮機(jī)中的每個(gè)的當(dāng)前操作狀態(tài)，來控制所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥，在其他方面，以與其控制其他直接膨脹回路的電子膨脹閥相同的方式來控制所述第二直接膨脹冷卻回路的電子膨脹閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷卻系統(tǒng)，其中，所述控制器針對所述直接膨脹冷卻回路中的每個(gè)具有單獨(dú)的一組控制 參數(shù)。
【文檔編號】F24F1/00GK103884050SQ201410061949
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月19日
【發(fā)明者】約翰·F·朱奇, 蒂莫西·J·施拉德爾, 斯蒂芬·西拉托, 羅格·諾爾, 加里·A·海爾明克, 皮耶爾保羅·巴爾巴托, 朱塞佩·達(dá)拉·馬納, 盧·莫尼耶, 林智勇, 貝內(nèi)迪克特·J·多爾奇赫, 丹尼爾·J·舒特, 格雷格·哈吉, 托馬斯·哈維, 呂宗濤 申請人:力博特公司