一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著金融、政府、制造、物流等行業(yè)的信息化建設(shè)與發(fā)展，基站、數(shù)據(jù)機(jī)房中心等具有全年供冷需求的高發(fā)熱密閉建筑空間在種類和數(shù)量上都在迅速增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房、電信基站的空調(diào)能耗占其總能耗的40%?50%。傳統(tǒng)的機(jī)房空調(diào)由于在室外環(huán)境溫度較低時(shí)，仍在制冷運(yùn)行，導(dǎo)致能耗巨大，從而推動(dòng)了利用室外自然冷源供冷的自然冷卻技術(shù)發(fā)展迅速。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)提出了在室外氣溫較低時(shí)利用風(fēng)機(jī)將室外空氣冷源引入通信機(jī)房實(shí)現(xiàn)降溫的技術(shù)方案，該方案可以有效利用自然冷源，減少空調(diào)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約電能，但室外新風(fēng)中含有的灰塵、微粒、水分等也進(jìn)入機(jī)房內(nèi)部，降低了電氣設(shè)備的可靠性和室內(nèi)環(huán)境的潔凈度。為解決這個(gè)問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了一種帶氣栗分離式熱管散熱裝置，在蒸發(fā)器出口至冷凝器進(jìn)口段裝有氣栗，在冷凝器出口至蒸發(fā)器進(jìn)口段上設(shè)有貯液彎，氣栗將蒸發(fā)器出來的蒸氣加速，快速輸運(yùn)到冷凝器。但是該方案只有在室外環(huán)境溫度較低的情況下才能工作，無法實(shí)現(xiàn)全年制冷運(yùn)行。該裝置僅能作為在室外環(huán)境溫度較低時(shí)的輔助冷卻手段，仍需要機(jī)械制冷設(shè)備保證夏季的供冷需求，增加額外機(jī)械制冷設(shè)備又將導(dǎo)致室內(nèi)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)所占用的安裝空間大，投資成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，既可以實(shí)現(xiàn)蒸氣壓縮制冷循環(huán)又可以利用自然冷卻循環(huán)，克服現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)安裝空間大，投資成本高的問題。
[0005]為此目的，本發(fā)明提出了一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，包括:主控單元、與所述主控單元連接的溫度采集單元，還包括依次連接的壓縮機(jī)、油分離器、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和氣液分離器;所述氣液分離器連接所述壓縮機(jī);所述主控單元分別連接所述壓縮機(jī)、節(jié)流裝置和冷凝器；
[0006]所述溫度采集單元用于采集室外環(huán)境溫度信息；
[0007]所述主控單元用于根據(jù)所述室外環(huán)境溫度信息調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、所述節(jié)流裝置的開關(guān)狀態(tài)以及所述冷凝器的運(yùn)行狀態(tài)。
[0008]優(yōu)選的，所述壓縮機(jī)設(shè)有排氣口和吸氣口；
[0009]所述壓縮機(jī)的排氣口與所述油分離器的入口相連通；
[0010]所述油分離器的回油口與所述壓縮機(jī)的吸氣口之間通過回油毛細(xì)管相連通；
[0011 ]所述油分離器的出口與所述冷凝器的入口相連通；
[0012]所述冷凝器的出口與所述節(jié)流裝置的入口相連通；
[0013]所述節(jié)流裝置的出口與所述蒸發(fā)器的入口相連通；
[0014]所述蒸發(fā)器的出口與所述氣液分離器的入口相連通；
[0015]所述氣液分離器的出口與所述壓縮機(jī)的吸氣口相連通。
[0016]優(yōu)選的，所述氣液分離器設(shè)置在室內(nèi)所述蒸發(fā)器的出口位置，所述氣液分離器通過設(shè)有單向閥的管道與所述蒸發(fā)器的進(jìn)口連接，將過多的液態(tài)制冷劑重新回流至所述蒸發(fā)器的進(jìn)口處。
[0017]優(yōu)選的，所述油分離器的位置高于所述壓縮機(jī)的位置。
[0018]優(yōu)選的，所述節(jié)流裝置為電子膨脹閥、電子膨脹閥與電磁閥并聯(lián)或電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥與電子膨脹閥并聯(lián)構(gòu)成。
[0019]優(yōu)選的，所述冷凝器為水冷冷凝器、風(fēng)冷冷凝器或蒸發(fā)式冷凝器。
[0020]另一方面，本發(fā)明還提供了上述任意一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，包括:[0021 ]獲取室外環(huán)境溫度信息和室內(nèi)負(fù)荷大?。?br>[0022]若室外環(huán)境溫度To小于等于預(yù)設(shè)溫度T，所述空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行熱管循環(huán)模式，打開節(jié)流裝置；
[0023]根據(jù)室外環(huán)境溫度以及室內(nèi)負(fù)荷大小確定壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和冷凝器的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)冷量精確調(diào)節(jié)。
[0024]優(yōu)選的，該方法還包括:
[0025]若室外環(huán)境溫度To大于預(yù)設(shè)溫度T，所述空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行制冷循環(huán)模式；
[0026]根據(jù)室外環(huán)境溫度以及室內(nèi)負(fù)荷大小調(diào)節(jié)節(jié)流裝置的開度、壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速以及冷凝器的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)冷量精確調(diào)節(jié)。
[0027]優(yōu)選的，該方法還包括:
[0028]若室外環(huán)境溫度To滿足T+Δ T > To > T- A T，則所述空調(diào)系統(tǒng)維持當(dāng)前運(yùn)行模式不變；
[0029]若室外環(huán)境溫度To滿足To> T+ Δ T，并且維持時(shí)間Δ t，則所述空調(diào)系統(tǒng)切換至制冷循環(huán)模式運(yùn)行；
[0030]若室外環(huán)境溫度To滿足To<Τ-Δ T時(shí)，并且維持Δ t時(shí)間，則所述空調(diào)系統(tǒng)切換至熱管循環(huán)模式運(yùn)行；
[0031 ]其中，Δ T為預(yù)設(shè)溫度波動(dòng)值。
[0032]優(yōu)選的，所述空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行熱管循環(huán)模式時(shí)，根據(jù)室外環(huán)境溫度以及室內(nèi)負(fù)荷大小確定壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和冷凝器的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，包括:
[0033]若室外環(huán)境溫度升高或室內(nèi)負(fù)荷增加，提升所述冷凝器的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或提升所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0034]本發(fā)明實(shí)施方式提供的熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)室外不同溫度范圍，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、節(jié)流裝置的開關(guān)狀態(tài)以及冷凝器的運(yùn)行狀態(tài)，使空調(diào)系統(tǒng)切換為制冷循環(huán)模式或熱管循環(huán)模式，制冷循環(huán)模式與熱管循環(huán)模式共用一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)回路，因此本發(fā)明在不增加任何成本的前提下，通過利用室外自然冷源，將常規(guī)制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)作為氣栗使用，不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)低溫有效制冷，同時(shí)也拓寬了現(xiàn)有壓縮機(jī)節(jié)能制冷范圍，而且大幅降低了現(xiàn)有復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組成本，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了維護(hù)難度；同時(shí)能有效利用晝夜、過渡季節(jié)和冬季的室外自然冷源，大幅度降低運(yùn)行能耗，具有優(yōu)異的節(jié)能減排效果。
【附圖說明】
[0035]通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0036]圖1為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)的原理示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明另一種實(shí)施方式提供的一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)的原理示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)的控制示意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明實(shí)施方式提供的制冷循環(huán)模式的原理示意圖；
[0040]圖5為本發(fā)明實(shí)施方式提供的制冷循環(huán)模式的壓焓圖；
[0041 ]圖6為本發(fā)明實(shí)施方式提供的熱管循環(huán)模式的原理示意圖；
[0042]圖7為本發(fā)明實(shí)施方式提供的熱管循環(huán)模式的壓焓圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0044]本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，包括:主控單元、與主控單元連接的溫度采集單元，還包括依次連接的壓縮機(jī)1、油分離器2、冷凝器3、節(jié)流裝置4、蒸發(fā)器5和氣液分離器6;氣液分離器6連接壓縮機(jī)I;主控單元分別連接壓縮機(jī)1、節(jié)流裝置4和冷凝器3;溫度采集單元用于采集室外環(huán)境溫度信息；主控單元用于根據(jù)室外環(huán)境溫度信息調(diào)節(jié)壓縮機(jī)I的運(yùn)行狀態(tài)、節(jié)流裝置4的開關(guān)狀態(tài)以及冷凝器3的運(yùn)行狀態(tài)。
[0045]本發(fā)明實(shí)施方式提供的熱管復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)室外不同溫度范圍，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、節(jié)流裝置的開關(guān)狀態(tài)以及冷凝器的運(yùn)行狀態(tài)，使空調(diào)系統(tǒng)切換為制冷循環(huán)模式或熱管循環(huán)模式，制冷循環(huán)模式與熱管循環(huán)模式共用一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)回路，因此本發(fā)明在不增加任何成本的前提下，通過利用室外自然冷源，將常規(guī)制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)作為氣栗使用，不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)低溫有效制冷，同時(shí)也拓寬了現(xiàn)有壓縮機(jī)節(jié)能制冷范圍，而且大幅降低了現(xiàn)有復(fù)合型空調(diào)系統(tǒng)的機(jī)組成本，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了維護(hù)難度；同時(shí)能有效利用晝夜、過渡季節(jié)和冬季的室外自然冷源，大幅度降低運(yùn)行能耗，具有優(yōu)異的節(jié)能減排效果。
[0046]如圖1所示，壓縮機(jī)I設(shè)有排氣口和吸氣口；壓縮機(jī)I的排氣口與油分離器2的入口相連通;油分離器2的回油口與壓縮機(jī)I的吸氣口之間通過回油毛細(xì)管相連通;油分離器2的出口與冷凝器3的入口相連通;冷凝器3的出口與節(jié)流裝置4的入口相連通;節(jié)流裝置4的出口與蒸發(fā)器5的入口相連通;蒸發(fā)器5的出口與氣液分離器6的入口相連通;氣液分離器6的出口與壓縮機(jī)I的吸氣口相連通。其中，冷凝器3可以為水冷冷凝器3、風(fēng)冷冷凝器3或蒸發(fā)式冷凝器3。其中，壓縮機(jī)I可以是一個(gè)或多個(gè)。
[0047]優(yōu)選的，如圖2所不，氣液分離器6設(shè)置在室內(nèi)8蒸發(fā)器5的出口位置，氣液分離器6通過設(shè)有單向閥的管道與蒸發(fā)器5的進(jìn)口連接，將過多的液態(tài)制冷劑重新回流至蒸發(fā)器5的進(jìn)口處。優(yōu)選的，為保障系統(tǒng)處于熱管循環(huán)模式時(shí)，能夠高效回油，所述油分離器2的位置高于所述壓縮機(jī)I的位置。
[0048]優(yōu)選的，節(jié)流裝置4可以是電子膨脹閥，電子膨脹閥處于最大開度時(shí)能夠滿足壓縮機(jī)I循環(huán)流量需求;節(jié)流裝置4也可以是由電子膨脹閥與電磁閥并聯(lián)構(gòu)成或電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥與電子膨脹閥并聯(lián)構(gòu)成。
[0049]需要解釋的是，如圖3所示，根據(jù)室外環(huán)境溫度的高低，將室外環(huán)境溫度帶帶劃分為制冷區(qū)與熱管區(qū)兩個(gè)區(qū)段，主控單元針對(duì)不同的室外環(huán)境溫度區(qū)段，相應(yīng)切換空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行制冷循環(huán)模式或熱管循環(huán)模式。制冷區(qū)為:室外環(huán)境溫度To>T;熱管區(qū)為:T 2室外空氣溫度To;其中T可根據(jù)具體機(jī)房溫度而設(shè)定。制冷循環(huán)模式和熱管循環(huán)模式共用一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)回路，即由壓縮機(jī)1、油分離器2、冷凝器3、節(jié)流裝置4、蒸發(fā)器5和氣液分離器6構(gòu)成的回路。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)切換至熱管循環(huán)模式時(shí)，若壓縮機(jī)I為轉(zhuǎn)速可控型壓縮機(jī)I，則壓縮機(jī)I處于低頻運(yùn)行狀態(tài)，其中，節(jié)流裝置4如果是大通徑電子膨脹閥，則可考慮去除節(jié)流裝置4中的電磁閥，并且此時(shí)電子膨脹閥處于全開模式;如