本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種節(jié)能機房空調(diào)及其控制方法。
背景技術(shù):
隨著信息科技的高速發(fā)展,信息機房的數(shù)量和規(guī)模越來越大。由于機房對溫度的高精度要求,機房空調(diào)的一個特點是需要全年制冷。由此帶來的機房空調(diào)能耗問題也越來越突出。氟泵和壓縮機結(jié)合的自然冷空調(diào)是一種較常見的利用機房外自然冷源的制冷技術(shù),但是目前的自然冷空調(diào)的工作模式切換方法為基于室內(nèi)與室外的溫度差來切換運行模式,例如夏天,室外溫度高于室內(nèi)溫度時,氟泵不工作,壓縮機單獨工作;在春秋季節(jié),室外溫度低于室內(nèi)溫度時,壓縮機和氟泵節(jié)能機同時工作;在冬季室外溫度遠低于室內(nèi)溫度時,壓縮機不工作,氟泵單獨工作。而不同地區(qū)的溫差變化存在差異,此控制方法無法做到根據(jù)空調(diào)具體的運行情況精準(zhǔn)地調(diào)控運行模式。此外,空調(diào)的室外風(fēng)冷冷凝器需要較大的安裝空間,增加了現(xiàn)場施工的工程量。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于,針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,提供一種可精準(zhǔn)控制運行模式且有效減少占地面積的節(jié)能機房空調(diào)和控制方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種機房空調(diào)的節(jié)能控制方法,所述方法包括以下步驟:
S1:實時檢測機房室內(nèi)溫度T和室外溫度Ta;
S2:根據(jù)空調(diào)的運行狀態(tài)及室內(nèi)溫度T計算空調(diào)室內(nèi)制冷負荷比R;
S3:根據(jù)所述室內(nèi)制冷負荷比R、機房室內(nèi)溫度T和室外溫度Ta調(diào)整所述空調(diào)的運行狀態(tài),所述運行狀態(tài)包括完全利用自然冷源制冷、部分利用自然冷源制冷和不利用自然冷源制冷三種運行模式。
所述步驟S2包括:
S21:設(shè)定機房室內(nèi)目標(biāo)溫度Ts,精度為a,即Ts=|Ts-a,Ts+a|;
S22:根據(jù)所述機房室內(nèi)目標(biāo)溫度Ts和實時室內(nèi)溫度T計算空調(diào)的室內(nèi)制冷負荷比R,即R=(T–Ts)/a。
所述步驟S3包括:
S31:設(shè)定目標(biāo)制冷負荷比Rs的閾值范圍,即Rs1≤Rs≤Rs2;
S32:根據(jù)所述室內(nèi)制冷負荷比R與目標(biāo)冷負荷比Rs的關(guān)系、機房實時室內(nèi)溫度T與室外溫度Ta的關(guān)系,調(diào)整所述空調(diào)的運行狀態(tài);
當(dāng)T≥Ta,R≤Rs2,空調(diào)完全利用室外自然冷源制冷;
當(dāng)T≥Ta,R>Rs2,空調(diào)部分利用室外自然冷源制冷;
當(dāng)T<Ta,空調(diào)不利用室外自然冷源制冷。
進一步地,所述運行狀態(tài)還包括所述三種運行模式下的制冷效率,則所述步驟S3還包括:
S331:實時檢測機房室外的空氣相對濕度RH;
S341:設(shè)定目標(biāo)相對濕度RHs、室外臨界溫度Ta1,且Ta1>0℃;
S351:根據(jù)所述室內(nèi)制冷負荷比R與目標(biāo)制冷負荷比Rs的關(guān)系、所述相對濕度RH與目標(biāo)相對濕度RHs的關(guān)系,室外溫度Ta與室外臨界溫度Ta1的關(guān)系,調(diào)整所述空調(diào)的制冷效率;
當(dāng)Ta>Ta1,R≥Rs1且RH≤RHs時,在冷凝處進行噴淋處理,提高制冷效率;
當(dāng)R<Rs1或Ta<Ta1或RH>RHs時,不對冷凝處進行噴淋處理。
進一步地,運行狀態(tài)還包括所述三種運行模式下的制冷效率,則所述步驟S3還包括:
S332:實時檢測制冷劑的冷凝壓力P;
S342:設(shè)定空調(diào)在不同運行模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps,所述目標(biāo)冷凝壓力Ps包括完全利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps1、部分利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps2、不利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps3;
S352:根據(jù)所述冷凝壓力P和目標(biāo)冷凝壓力Ps的關(guān)系,調(diào)整所述空調(diào)的制冷效率;
當(dāng)P<Ps,提高冷凝處的空氣流動速度,增大P的值使其進入Ps的精度范圍;
當(dāng)P>Ps,降低冷凝處的空氣流動速度,減小P的值使其進入Ps的精度范圍;
當(dāng)P在Ps的精度范圍內(nèi)時,不改變冷凝處的空氣流動速度。
本發(fā)明還提供一種節(jié)能機房空調(diào),包括:控制裝置、與所述控制裝置連接的室外機、制冷劑泵裝置和室內(nèi)機;所述室內(nèi)機包括壓縮機、蒸發(fā)器以及用于檢測室內(nèi)溫度的第一傳感器;所述室外機包括冷凝器、風(fēng)機以及用于檢測室外溫度的第二傳感器;
所述控制裝置包括室內(nèi)制冷負荷比計算單元,
所述控制裝置根據(jù)室內(nèi)制冷負荷比計算單元以及第一傳感器、第二傳感器的輸出數(shù)據(jù)調(diào)控所述空調(diào)的運行狀態(tài),所述運行狀態(tài)包括:
制冷劑泵裝置單獨工作,空調(diào)完全利用自然冷源制冷;
制冷劑泵裝置與壓縮機同時工作,空調(diào)部分利用自然冷源制冷;
壓縮機單獨工作,空調(diào)不利用自然冷源制冷。
優(yōu)選地,所述室外機設(shè)有制冷劑泵集成腔體,所述制冷劑泵集成腔體位于冷凝器的下方,所述制冷劑泵裝置設(shè)置在所述制冷劑泵集成腔體內(nèi),所述制冷劑泵裝置的制冷劑進液端與所述冷凝器相連,出液端與所述室內(nèi)機相連。
優(yōu)選地,所述冷凝器包括呈板狀的冷凝管組件,所述冷凝管組件將對于風(fēng)機所在平面傾斜或垂直設(shè)置。
優(yōu)選地,所述第二傳感器為同時檢測空氣溫度和濕度的干濕球溫度計,所述室外機還包括用于對冷凝器進行噴淋處理的噴淋裝置,所述控制裝置還包括用于根據(jù)所述第二傳感器采集的空氣濕度調(diào)控所述噴淋裝置工作狀態(tài)的噴淋調(diào)控單元。
優(yōu)選地,所述室外機還包括用于測量冷凝器出液端的制冷劑冷凝壓力的壓力傳感器,所述控制裝置還包括用于根據(jù)所述壓力傳感器的采樣數(shù)據(jù)調(diào)控所述風(fēng)機轉(zhuǎn)速的風(fēng)機調(diào)速單元。
實施本發(fā)明的節(jié)能機房空調(diào)和控制方法,可實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控工作模式的切換,并且通過對冷凝器的蒸發(fā)效率和空氣流動速度的控制,可進一步實現(xiàn)更好的節(jié)能效果,擴展了現(xiàn)有機房空調(diào)的利用自然冷的溫度區(qū)域。
附圖說明
下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明,附圖中:
圖1是本發(fā)明節(jié)能空調(diào)第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明節(jié)能空調(diào)第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明節(jié)能空調(diào)第三實施例的室外機俯視圖;
圖4是本發(fā)明節(jié)能空調(diào)第三實施例的室外機主視圖;
圖5是本發(fā)明節(jié)能空調(diào)第四實施例的室外機俯視圖;
圖6是本發(fā)明節(jié)能空調(diào)第四實施例的室外機主視圖;
圖7是本發(fā)明節(jié)能空調(diào)的噴淋及風(fēng)速控制電路框圖;
圖8是本發(fā)明節(jié)能控制方法的噴淋控制流程圖;
圖9是本發(fā)明節(jié)能控制方法的風(fēng)速控制流程圖;
圖10是本發(fā)明節(jié)能控制方法概括流程圖。
具體實施方式
第一實施例:
如圖1所示,在本發(fā)明的節(jié)能空調(diào)第一實施例中,該節(jié)能空調(diào)包括通過管路連接的室內(nèi)機1與室外機2,以及調(diào)控室內(nèi)機1和室外機2工作狀態(tài)的控制裝置3(未在圖中示出)。
室外機2包括風(fēng)機22、冷凝器23、溫濕度傳感器24、噴淋裝置25、壓力傳感器26和集成在室外機2中的制冷劑泵裝置21。制冷劑泵裝置21包括儲液罐211和與儲液罐211串聯(lián)的第三單向閥212和泵體213,且單向閥與泵體213并聯(lián)。溫濕度傳感器24設(shè)置在冷凝器23的回風(fēng)位置,用于測量室外空氣的溫度及相對濕度。壓力傳感器26設(shè)置在冷凝器23制冷劑出液端,用于測量冷凝后的制冷劑壓力。噴淋裝置25緊鄰冷凝器23設(shè)置,用于在冷凝器23迎風(fēng)面噴淋水霧,其形式為噴霧式或者濕膜式。
室內(nèi)機1包括節(jié)流器、蒸發(fā)器11、壓縮機13、溫度傳感器12、第一單向閥14、第二單向閥16和電磁閥15。蒸發(fā)器11的制冷劑進液端與室外機2的制冷劑的出液端通過管路連接,節(jié)流器設(shè)置在蒸發(fā)器11與室外機2之間。溫度傳感器12用于實施檢測室內(nèi)的空氣溫度。電磁閥15、壓縮機13和第二單向閥16依次串聯(lián),其所組成的串聯(lián)管路與第一單向閥14并聯(lián),該并聯(lián)管路與蒸發(fā)器11串聯(lián),并聯(lián)管路的制冷劑進液端與蒸發(fā)器11的制冷劑出液端連接,該并聯(lián)管路的制冷劑出液端與室外機2冷凝器23的制冷劑進液端通過管路連接。
本實施例的空調(diào)有三種工作模式:
模式一:制冷劑泵裝置21工作,空調(diào)完全利用自然冷源制冷;
模式二:制冷劑泵裝置21與壓縮機13同時工作,空調(diào)部分利用自然冷源制冷;
模式三:壓縮機13工作,空調(diào)不利用自然冷源制冷。
在模式一中,壓縮機13不工作,泵體213與第一單向閥14打開,電磁閥15、第二單向閥16與第三單向閥212關(guān)閉。經(jīng)過蒸發(fā)器11蒸發(fā)后流出的制冷劑,經(jīng)過第一單向閥14進入室外冷凝器23,經(jīng)過冷凝后,進入儲液罐211,經(jīng)過泵體213增壓后再次進入室內(nèi)機1,經(jīng)過節(jié)流器降壓后進入蒸發(fā)器11,不斷循環(huán)。
在模式二中,泵體213與壓縮機13均打開,第一單向閥14與第三單向閥212關(guān)閉,電磁閥15和第二單向閥16打開。從壓縮機13出來的高溫高壓制冷劑,進入室外冷凝器23,經(jīng)過冷凝后,進入儲液罐211,經(jīng)泵體213進一步增壓后進入室內(nèi)機1,經(jīng)過節(jié)流器降壓后進入蒸發(fā)器11,不斷循環(huán)。
在模式三中,壓縮機13打開,泵體213不工作,第一單向閥14關(guān)閉,電磁閥15和第二單向閥16、第三單向閥212打開。從壓縮機13出來的高溫高壓的制冷劑,進入室外冷凝器23,經(jīng)過冷凝后,進入儲液罐211,然后經(jīng)過第三單向閥212進入室內(nèi)機1,經(jīng)過節(jié)流器節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器11,不斷循環(huán)。
上述三種模式的切換由控制裝置3進行調(diào)控,如圖7所示,控制裝置3包括制冷負荷比計算單元31、風(fēng)機調(diào)速單元32和噴淋調(diào)控單元33。溫度傳感器12、溫濕度傳感器24將采樣數(shù)據(jù)輸出至控制裝置3,控制裝置3中的制冷負荷比計算單元31根據(jù)溫度傳感器12采集的室內(nèi)溫度T以及要達到的目標(biāo)溫度Ts計算室內(nèi)制冷負荷比R,該目標(biāo)溫度Ts的精度為a,則R=(T-Ts)/a。控制裝置3在進行調(diào)控前,控制裝置3已被寫入目標(biāo)制冷負荷比Rs的閾值范圍,Rs1≤Rs≤Rs2;根據(jù)室內(nèi)制冷負荷比R與目標(biāo)制冷負荷比Rs的關(guān)系、機房實時室內(nèi)溫度T與溫濕度傳感器24采集的室外溫度Ta的關(guān)系,調(diào)整空調(diào)的運行模式:
當(dāng)T≥Ta,R≤Rs2,制冷劑泵裝置21工作,空調(diào)完全利用室外自然冷源制冷;
當(dāng)T≥Ta,R>Rs2,制冷劑泵裝置21與壓縮機13同時工作,空調(diào)部分利用室外自然冷源制冷;
當(dāng)T<Ta,壓縮機13工作,空調(diào)不利用室外自然冷源制冷。
例如,當(dāng)T=25℃;Ta=10℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%時,可計算得到R=50%,R<120%,T>Ta,制冷劑泵裝置21工作,空調(diào)完全利用室外自然冷源制冷。
當(dāng)T=28℃;Ta=20℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%時,可計算得到R=200%,R>120%,T>Ta,制冷劑泵裝置21與壓縮機13同時工作,空調(diào)部分利用室外自然冷源制冷。
當(dāng)T=25℃;Ta=28℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%時,T<Ta,壓縮機13工作,空調(diào)不利用室外自然冷源制冷。
為實現(xiàn)更好的節(jié)能效果,控制裝置3的噴淋調(diào)控單元33和風(fēng)機調(diào)速單元32在上述工作模式的調(diào)控基礎(chǔ)上,對室外機2冷凝的冷凝效率進行調(diào)控,調(diào)控方式包括改變噴淋裝置25和風(fēng)機22的工作狀態(tài)。
其中,對噴淋裝置25的調(diào)控過程具體如下:
控制裝置3在進行調(diào)控前,控制裝置3已被寫入目標(biāo)相對濕度RHs,室外臨界溫度Ta1??刂蒲b置3接收溫濕度傳感器24輸出的室外空氣的相對濕度RH,并根據(jù)室內(nèi)制冷負荷比R與目標(biāo)制冷負荷比Rs的關(guān)系、相對濕度RH與目標(biāo)相對濕度RHs的關(guān)系,室外溫度Ta與室外臨界溫度Ta1的關(guān)系,調(diào)整噴淋裝置25的工作狀態(tài);
當(dāng)Ta≥Ta1,R≥Rs1且RH≤RHs時,在冷凝處進行噴淋處理,提高制冷效率;
當(dāng)R<Rs1或Ta<Ta1或RH>RHs時,不對冷凝處進行噴淋處理。
例如,當(dāng)T=25℃;Ta=10℃;Ta1=3℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%,RH=60%,RHs=80%時,可根據(jù)Ta>3℃,R=50%,RH<80%,控制噴淋裝置25開啟,在冷凝處進行噴淋處理,提高制冷效率。
當(dāng)T=24.5℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%時,可計算得到R=25%,R<50%,可根據(jù)該計算結(jié)果,直接控制關(guān)閉噴淋裝置25。因為空調(diào)已經(jīng)將室內(nèi)溫度控制在目標(biāo)溫度范圍內(nèi),無需在冷凝處進行噴淋處理,增強冷凝效果。
當(dāng)Ta=0℃;Ta1=3℃,可根據(jù)該結(jié)果,直接控制關(guān)閉噴淋裝置25。因為室外溫度過低已經(jīng)接近水的冰點,噴淋裝置25噴出的水易結(jié)冰,不能在冷凝器23處達到良好的蒸發(fā)效果。
當(dāng)RH=85%,RHs=80%時,可根據(jù)該結(jié)果,直接控制關(guān)閉噴淋裝置25。因為室外濕度已經(jīng)足夠使冷凝器23出有良好的蒸發(fā)換熱效果,此時再進行噴淋也不能大幅度改善空氣濕度和蒸發(fā)效果,所以無需再進行噴淋處理。
對風(fēng)速的調(diào)控過程具體如下:
控制裝置3在進行調(diào)控前,控制裝置3已被寫入空調(diào)在不同運行模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps,目標(biāo)冷凝壓力Ps包括完全利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps1、部分利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps2、不利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps3。值得指出的是,為方便調(diào)控和節(jié)能,上述目標(biāo)冷凝壓力P優(yōu)先設(shè)置為一個閾值,而非一個確定的壓力值??刂蒲b置3接收壓力傳感器26輸出制冷劑的冷凝壓力P??刂蒲b置3在空調(diào)的不同運行狀態(tài)下,根據(jù)所述冷凝壓力P和目標(biāo)冷凝壓力Ps的關(guān)系,調(diào)整所述空調(diào)的制冷效率:
當(dāng)P<Ps,增加風(fēng)機22的轉(zhuǎn)速,以提高冷凝處的空氣流動速度,增大P的值使其進入Ps的精度范圍;
當(dāng)P>Ps,減小風(fēng)機22的轉(zhuǎn)速,降低冷凝處的空氣流動速度,減小P的值使其進入Ps的精度范圍;
當(dāng)P在Ps的精度范圍內(nèi)時,風(fēng)機22轉(zhuǎn)速不變。
第二實施例:
根據(jù)機房所在地自然環(huán)境的實際情況以及實際制冷需要,可在室外機2內(nèi)增設(shè)制冷劑泵裝置21和冷凝器23,如圖2所示,該室外機2內(nèi)設(shè)有2套制冷劑泵裝置21和冷凝器23裝置,以實現(xiàn)更高效的制冷效果。值得指出的是,室外機2內(nèi)設(shè)的制冷劑泵裝置21和冷凝器23裝置數(shù)目不一定相互對應(yīng),可以每個制冷劑泵裝置21都串聯(lián)一套冷凝器23,也可以由一個制冷劑泵裝置21與多套并聯(lián)的冷凝器23串聯(lián),即多套冷凝器23共用一個制冷劑泵裝置21。
第三實施例:
為進一步改進現(xiàn)有室外機2占地面積及換熱效率的問題,圖3示出了改進的空調(diào)室外機2的俯視圖,該空調(diào)室外機2包括六個風(fēng)機22,風(fēng)機22以2×3矩陣排列。如圖4所示,該室外機2為柜型結(jié)構(gòu),風(fēng)機22水平布置在柜體的頂部,冷凝器23位于風(fēng)機22的下方,針對每個風(fēng)機22相對應(yīng)的設(shè)有一套冷凝器23。為減小室外機2的占地面積,每套冷凝器23由左右對稱傾斜設(shè)置的兩個矩形板狀冷凝管組件231,232組成,該兩個冷凝管組件231,232下端部相抵呈“V”字形固定在固定座上。冷凝器23兩兩之間設(shè)有噴淋裝置25,該噴淋裝置25在冷凝器23迎風(fēng)面噴淋水霧。在在冷凝器23的下方為制冷劑泵集成腔體,制冷劑泵裝置設(shè)置在制冷劑泵集成腔體內(nèi),其制冷劑進液端與冷凝器相連,出液端與室內(nèi)機相連。值得指出的是上述噴淋裝置25的數(shù)量可不和冷凝器23的數(shù)量相對應(yīng),即當(dāng)有六套冷凝器23的時候,可僅僅在其中兩套中設(shè)噴淋裝置25。在該實施例中,六套冷凝器23間設(shè)有四個噴淋裝置25,且該六套冷凝器23共用一個制冷劑泵裝置。本實施例中的冷凝管組件231,232呈“V”字形排列,在減小了室外機2體積的同時也增強了換熱效率。
為實現(xiàn)更好的換熱效果,該冷凝管組件231,232優(yōu)選由多根冷凝管平行迂回設(shè)置,且在冷凝管表面上垂直設(shè)置多個翅片,增加冷凝管的表面積,進一步提升換熱效率。
第四實施例:
為進一步改進現(xiàn)有室外機2占地面積及換熱效率的問題,圖5示出了改進的空調(diào)室外機2的俯視圖,該空調(diào)室外機2包括六個風(fēng)機22,風(fēng)機22以3×2矩陣排列。如圖6所示,該室外機2為柜型結(jié)構(gòu),風(fēng)機22水平布置在柜體的頂部,冷凝器23位于風(fēng)機22的下方,針對每個風(fēng)機22相對應(yīng)的設(shè)有一套冷凝器23。為減小室外機2的占地面積,每套冷凝器23由兩個矩形板狀冷凝管組件231,232組成,靠近柜體側(cè)邊的冷凝管組件231相對于風(fēng)機22所在平面垂直設(shè)置,靠近柜體內(nèi)側(cè)的冷凝管組件232相對于風(fēng)機22所在平面傾斜設(shè)置,該兩個冷凝管組件231,232下端部相抵固定在底部固定座上??拷耋w內(nèi)側(cè)的冷凝管組件232的上端部與同一橫排另一套冷凝器靠近柜體內(nèi)側(cè)的冷凝管組件的上端部相抵,并固定在頂部固定座上。上端部相抵的冷凝器之間設(shè)有噴淋裝置25,該噴淋裝置25在冷凝器23迎風(fēng)面噴淋水霧。在冷凝器23的下方為制冷劑泵集成腔體,制冷劑泵裝置設(shè)置在制冷劑泵集成腔體內(nèi),其制冷劑進液端與冷凝器相連,出液端與室內(nèi)機相連。值得指出的是上述噴淋裝置25的數(shù)量可不和冷凝器23的數(shù)量相對應(yīng),即當(dāng)有六套冷凝器23的時候,可僅僅在其中兩套中設(shè)噴淋裝置25。在該實施例中,六套冷凝器23間設(shè)有三個噴淋裝置25,且該六套冷凝器23分別連接一個制冷劑泵裝置,共六個制冷劑泵裝置。本實施例中的冷凝管組件231,232呈“W”字形排列,在減小了室外機2體積的同時也增強了換熱效率。
為實現(xiàn)更好的換熱效果,該冷凝管組件231,232優(yōu)選由多根冷凝管平行迂回設(shè)置,且在冷凝管表面上垂直設(shè)置多個翅片,增加冷凝管的表面積,進一步提升換熱效率。
值得指出的是,上述冷凝管組件231,232的布置方式已經(jīng)實現(xiàn)了減小室外機2體積的目的,將制冷劑泵裝置21集成在室外機2的柜體內(nèi),是進一步對空調(diào)室外裝置占地面積的改進,而根據(jù)實際情況需要,該制冷劑泵裝置21可不設(shè)置集成在室外機2的柜體內(nèi),即可相對于冷凝器23獨立設(shè)置。
本發(fā)明還提供一種節(jié)能控制方法,用于機房空調(diào),使機房空調(diào)能夠根據(jù)外界溫度和自身運行特點切換工作模式。如圖10所示,該控制方法的主要步驟如下:
S1:實時檢測機房室內(nèi)溫度T和室外的溫度Ta;
S2:根據(jù)空調(diào)的運行狀態(tài)及室內(nèi)溫度T計算空調(diào)室內(nèi)制冷負荷比R;
S3:根據(jù)室內(nèi)制冷負荷比R、機房室內(nèi)溫度T和室外溫度Ta調(diào)整空調(diào)的運行狀態(tài),運行狀態(tài)包括完全利用自然冷源制冷、部分利用自然冷源制冷和不利用自然冷源制冷三種運行模式。
其中,步驟S2具體步驟如下:
S21:設(shè)定機房室內(nèi)目標(biāo)溫度Ts,精度為a,即Ts=|Ts-a,Ts+a|;
S22:根據(jù)機房室內(nèi)目標(biāo)溫度Ts和實時室內(nèi)溫度T計算空調(diào)的室內(nèi)制冷負荷比R,即R=(T–Ts)/a。
如圖8所示,步驟S3具體步驟如下:
S31:設(shè)定目標(biāo)制冷負荷比Rs的閾值范圍,即Rs1≤Rs≤Rs2;
S32:根據(jù)室內(nèi)制冷負荷比R與目標(biāo)冷負荷比Rs的關(guān)系、機房實時室內(nèi)溫度T與室外溫度Ta的關(guān)系,切換空調(diào)的運行模式;
當(dāng)T≥Ta,R≤Rs2,空調(diào)完全利用室外自然冷源制冷;
當(dāng)T≥Ta,R>Rs2,空調(diào)部分利用室外自然冷源制冷;
當(dāng)T<Ta,空調(diào)不利用室外自然冷源制冷。
例如,當(dāng)T=25℃;Ta=10℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%時,可計算得到R=50%,R<120%,T>Ta,空調(diào)完全利用室外自然冷源制冷。
當(dāng)T=28℃;Ta=20℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%時,可計算得到R=200%,R>120%,T>Ta,空調(diào)部分利用室外自然冷源制冷。
當(dāng)T=25℃;Ta=28℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%時,T<Ta,空調(diào)不利用室外自然冷源制冷。
在選擇了空調(diào)的工作模式后,進一步通過在冷凝處進行噴淋處理調(diào)控冷凝效率。
S331:實時檢測機房室外回風(fēng)處的空氣相對濕度RH;
S341:設(shè)定目標(biāo)相對濕度RHs、室外臨界溫度Ta1,且Ta1>0℃;
S351:根據(jù)室內(nèi)制冷負荷比R與目標(biāo)制冷負荷比Rs的關(guān)系、相對濕度RH與目標(biāo)相對濕度RHs的關(guān)系,室外溫度Ta與室外臨界溫度Ta1的關(guān)系,調(diào)整空調(diào)的制冷效率;
當(dāng)Ta≥Ta1,R≥Rs1且RH≤RHs時,在冷凝處進行噴淋處理,提高制冷效率;
當(dāng)R<Rs1或Ta<Ta1或RH>RHs時,不對冷凝處進行噴淋處理。
例如,當(dāng)T=25℃;Ta=10℃;Ta1=3℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%,RH=60%,RHs=80%時,可根據(jù)Ta>3℃,R=50%,RH<80%,控制噴淋裝置25開啟,在冷凝處進行噴淋處理,提高制冷效率。
當(dāng)T=24.5℃;Ts=24℃,精度為2;50%≤Rs≤120%時,可計算得到R=25%,R<50%,可根據(jù)該計算結(jié)果,直接控制關(guān)閉噴淋裝置25。因為空調(diào)已經(jīng)將室內(nèi)溫度控制在目標(biāo)溫度范圍內(nèi),無需在冷凝處進行噴淋處理,增強冷凝效果。
當(dāng)Ta=0℃;Ta1=3℃,可根據(jù)該結(jié)果,直接控制關(guān)閉噴淋裝置25。因為室外溫度過低已經(jīng)接近水的冰點,噴淋裝置25噴出的水易結(jié)冰,不能在冷凝器23處達到良好的蒸發(fā)效果。
當(dāng)RH=85%,RHs=80%時,可根據(jù)該結(jié)果,直接控制關(guān)閉噴淋裝置25。因為室外濕度已經(jīng)足夠使冷凝器23出有良好的蒸發(fā)換熱效果,此時再進行噴淋也不能大幅度改善空氣濕度和蒸發(fā)效果,所以無需再進行噴淋處理。
在選擇了空調(diào)的工作模式后,進一步通過冷凝處的空氣流動速度調(diào)控冷凝效率。
S332:實時檢測制冷劑的冷凝壓力P;
S342:設(shè)定空調(diào)在不同運行模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps,目標(biāo)冷凝壓力Ps包括完全利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps1、部分利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps2、不利用自然冷源制冷模式下的目標(biāo)冷凝壓力Ps3;
S352:在空調(diào)的不同運行狀態(tài)下,根據(jù)冷凝壓力P和目標(biāo)冷凝壓力Ps的關(guān)系,調(diào)整空調(diào)的制冷效率;
當(dāng)P<Ps,增加風(fēng)機22的轉(zhuǎn)速,以提高冷凝處的空氣流動速度,增大P的值使其進入Ps的精度范圍;
當(dāng)P>Ps,減小風(fēng)機22的轉(zhuǎn)速,降低冷凝處的空氣流動速度,減小P的值使其進入Ps的精度范圍;
當(dāng)P在Ps的精度范圍內(nèi)時,風(fēng)機22轉(zhuǎn)速不變。
值得指出的是,為方便調(diào)控和節(jié)能,上述目標(biāo)冷凝壓力P優(yōu)先設(shè)置為一個閾值,而非一個確定的壓力值。
綜上,通過本發(fā)明的節(jié)能空調(diào),可實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控工作模式的切換,并且通過對冷凝器的蒸發(fā)效率和空氣流動速度的控制,可進一步實現(xiàn)更好的節(jié)能效果,擴展了現(xiàn)有機房空調(diào)的利用自然冷的溫度區(qū)域。
可以理解的,以上實施例僅表達了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制;應(yīng)當(dāng)指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,可以對上述技術(shù)特點進行自由組合,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍;因此,凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾,均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。