混合冷源的混合动力制冷系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种混合冷源的混合动力制冷系统，该系统包括设置于室内的室内控制模块和设置于室外的室外控制模块；室内控制模块包括室内蒸发器、与室内蒸发器出口相连的压缩机、与室内蒸发器入口相连的流量控制阀、与室内蒸发器配合使用的室内风机以及第一控制部；室外控制模块包括与室内控制模块相连的第一室外冷凝器以及第二室外冷凝器、与第二室外冷凝器配合使用的室外风机、与第一室外冷凝器以及第二室外冷凝器均相连的第二控制部以及制冷剂泵；第一控制部与第二控制部通讯相连。本实用新型可实现在不同的环境温度下自动选择不同的冷却方式来提升系统的节能效果，同时也可满足不同气候条件的区域的应用要求。
【专利说明】
混合冷源的混合动力制冷系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷领域，尤其涉及一种混合冷源的混合动力制冷系统。
【【背景技术】】
[0002]当前，在诸多的混合动力制冷系统中只涉及到单一的冷却方式，比如风冷冷凝方式或水冷冷凝方式，且其系统对应的控制方法也只适合与其对应的冷凝方式。其不足之处在于，单一的冷却方式无法满足不同区域要求，比如:单独采用风冷冷凝方式的混合动力制冷系统无法在温度高于20摄氏度的环境温度下起到节能作用，因此该种混合动力制冷系统主要应用于中国区域的秦岭淮河以北地区；而单独采用水冷冷凝方式的混合动力制冷系统无法在温度低于O摄氏度的条件下正常使用，因此该种混合动力制冷系统主要应用于中国区域的秦岭淮河以南地区。因此，单一冷却方式混合动力制冷系统的通用性差，且系统的节能效果不佳。
【【实用新型内容】】
[0003]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种混合冷源的混合动力制冷系统及其控制方法。
[0004]根据本实用新型实施例解决其技术问题所采用的混合冷源的混合动力制冷系统，包括设置于室内的室内控制模块和设置于室外的室外控制模块；
[0005]所述室内控制模块包括室内蒸发器、与所述室内蒸发器出口相连的压缩机、与所述室内蒸发器入口相连的流量控制阀、与所述室内蒸发器配合使用的室内风机以及第一控制部；
[0006]所述室外控制模块包括与所述室内控制模块相连的第一室外冷凝器以及第二室外冷凝器、与所述第二室外冷凝器配合使用的室外风机、与所述第一室外冷凝器以及所述第二室外冷凝器均相连的第二控制部以及制冷剂栗;所述制冷剂栗出口与所述流量控制阀相连，所述第一控制部与所述第二控制部通讯相连；
[0007]所述第一控制部与所述压缩机、所述流量控制阀及所述室内风机相连，用于根据室内制冷需求控制预设的目标过热度的变量;根据所述室内蒸发器(10)的出口过热度控制所述流量控制阀的开度;根据室内制冷需求控制所述压缩机的启停和/或容量输出；
[0008]所述第二控制部与所述室外风机和所述制冷剂栗相连，用于根据室外环境温度控制所述第一室外冷凝器以及所述第二室外冷凝器的启停;根据所述第一室外冷凝器和/或所述第二室外冷凝器的出口压力控制所述第一室外冷凝器以及所述第二室外冷凝器的输出;根据所述流量控制阀的开度控制所述制冷剂栗的容量输出。
[0009]优选地，所述第一室外冷凝器与所述第二室外冷凝器串联，且两者串联后的冷媒入口端与所述压缩机出口相连，冷媒出口端与所述制冷剂栗入口相连。
[0010]优选地，所述第一室外冷凝器为壳管式水冷冷凝器，所述第二室外冷凝器为风冷冷凝器；
[0011]所述第二控制部通过控制所述第一室外冷凝器的传热管管内或管外的冷却水的流量实现控制所述第一室外冷凝器的启停和输出；
[0012]所述第二控制部通过控制室外风机的启停或转速实现控制所述第二室外冷凝器的启停和输出。
[0013]优选地，所述混合冷源的混合动力制冷系统还包括与所述压缩机和/或所述制冷剂栗并联设置的单向导通阀。
[0014]优选地，所述混合冷源的混合动力制冷系统还包括与所述第一室外冷凝器并联设置的旁通管道。
[0015]本实用新型实施例提供的技术方案可产生以下有益效果:实施本实用新型，可以利用不同的冷却方式来实现不同情况下的制冷，比如，根据室外的环境温度来选择不同的冷却方式(如:风冷冷凝或水冷冷凝等冷却方式的单一或混合的制冷模式)，进而实现在不同的环境温度下自动选择不同的冷却方式来提升系统的节能效果，同时也可满足不同气候条件的区域的应用要求。
[0016]本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0017]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【【附图说明】】
[0018]图1为本实用新型实施例1中混合冷源的混合动力制冷系统的一结构示意图。
[0019]图2为本实用新型实施例1中混合冷源的混合动力制冷系统的另一结构示意图。
[0020]图3为本实用新型实施例1中混合冷源的混合动力制冷系统的另一结构示意图。
[0021]图4为本实用新型实施例1中混合冷源的混合动力制冷系统的另一结构示意图。
[0022]图5为本实用新型实施例1中混合冷源的混合动力制冷系统的另一结构示意图。
[0023]图6为本实用新型实施例1中混合冷源的混合动力制冷系统的另一结构示意图。
[0024]图7为本实用新型实施例1中混合冷源的混合动力制冷系统的另一结构示意图。
[0025]图8为本实用新型实施例2中混合冷源的混合动力制冷系统的控制方法的流程图。
[0026]图中:1、室内控制模块;2、室外控制模块；1、室内蒸发器；11、压缩机；12、流量控制阀；13、室内风机；14、第一控制部；15、第二控制部；16、第一室外冷凝器；17、第二室外冷凝器;18、室外风机;19、制冷剂栗;20、单向导通阀；21、旁通管道;22、水栗;23、冷却塔。
【【具体实施方式】】
[0027]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]实施例1
[0029]图1至图7示出本实施例中的混合冷源的混合动力制冷系统。该混合冷源的混合动力制冷系统包括设置于室内的室内控制模块I和设置于室外的室外控制模块2;室内控制模块I包括室内蒸发器10、与室内蒸发器10出口相连的压缩机11、与室内蒸发器10入口相连的流量控制阀12、与室内蒸发器10配合使用的室内风机13以及第一控制部14。可以理解地，第一控制部14采用PID控制方法或P控制方法;压缩机11可以为定容量压缩机11或变容量压缩机U。所述制冷剂栗19为变容量制冷剂栗。具体地，第一控制部14与压缩机11、流量控制阀12及室内风机13相连，用于根据室内制冷需求控制预设的目标过热度的变量;根据室内蒸发器10的出口过热度控制流量控制阀12的开度;根据室内制冷需求控制压缩机11的启停和/或容量输出。室外控制模块2包括与室内控制模块I相连的第一室外冷凝器16以及第二室外冷凝器17、与第二室外冷凝器17配合使用的室外风机18、与第一室外冷凝器16以及第二室外冷凝器17均相连的第二控制部15以及制冷剂栗19;制冷剂栗19出口与流量控制阀12相连，第一控制部14与第二控制部15通讯相连;具体地，第二控制部15与室外风机18和制冷剂栗19相连，用于根据室外环境温度控制第一室外冷凝器16以及第二室外冷凝器17的启停;根据第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的出口压力控制第一室外冷凝器16以及第二室外冷凝器17的输出；根据流量控制阀12的开度控制制冷剂栗19的容量输出。可以理解地，第二控制部15采用PID控制方法或P控制方法。制冷剂栗19作为第一室外冷凝器16以及第二室外冷凝器17的出口到室内蒸发器10入口的动力，配合流量控制阀12以平衡制冷系统的流量，即室内制冷需求；当流量控制阀12开度接近或达到最大时，制冷系统不能满足制冷系统所需流量，根据流量控制阀12的开度控制制冷剂栗19的容量输出，以达到节能效果O
[0030]在一些实施例中，如图1至图5所示，第一室外冷凝器16与第二室外冷凝器17串联，且两者串联后的冷媒入口端与压缩机11出口相连，冷媒出口端与制冷剂栗19入口相连。可理解的，第一室外冷凝器16与第二室外冷凝器17串联连接的顺序可以根据需要进行调换；如图1所示，两者串联后第一室外冷凝器16的冷媒入口端与压缩机11出口相连，而第二室外冷凝器17的冷媒出口端与制冷剂栗19入口相连。而在图2中，两者串联后第二室外冷凝器17的冷媒入口端与压缩机11出口相连，而第一室外冷凝器16的冷媒出口端与制冷剂栗19入口相连。作为优选，第一室外冷凝器16为壳管式水冷冷凝器，第二室外冷凝器17为风冷冷凝器;第二控制部14通过控制第一室外冷凝器16的传热管管内或管外的冷却水的流量实现控制第一室外冷凝器16的启停和输出；第二控制部14通过控制室外风机18的启停或转速实现控制第二室外冷凝器17的启停和输出。在一些实施例中，如图1至图5所示，当第一室外冷凝器16为壳管式水冷冷凝器时，冷媒流通于换热管的管内或者管外均可，只要能达到换热的效果即可。
[0031]而在一些实施例中，如图6及图7所示，第一室外冷凝器16与第二室外冷凝器17可以在并联之后连接至室内控制模块I，且在室内控制模块I中，可以根据需要对应调整室内蒸发器10、压缩机11、流量控制阀12、室内风机13的数量，并由第一控制部14进行控制；同时在室外控制模块2中也可以根据需要对应调整第一室外冷凝器16、第二室外冷凝器17、室外风机18、制冷剂栗19的数量，并由第二控制部15进行控制;且在此过程中，第一室外冷凝器16配合使用以控制冷却水流量的水栗22与冷却塔23的数量及其连接方式也可以根据需求进行调整。
[0032]在一些实施例中，如图4及图5所示，混合冷源的混合动力制冷系统还包括与压缩机11和/或制冷剂栗19并联设置的单向导通阀20。可以理解地，单向导通阀20的设置可在系统无需使用压缩机11和/或制冷剂栗19时导通，使得冷媒直接通过单向导通阀20从而避免通过压缩机11和/或制冷剂栗19，导致阻力增加，进而导致能源浪费。
[0033]在一些实施例中，如图6所示，混合冷源的混合动力制冷系统还包括与第一室外冷凝器16并联设置的旁通管道21。可以理解地，旁通管道21可在系统中第一室外冷凝器16的使用率达到某预设阈值(比如30%-50%)以下时导通;旁通管道21的导通使得冷媒中的大部分直接通过旁通管道21流通从而避免通过第一室外冷凝器16，导致阻力增加，进而导致能源浪费。在一些实施例中，旁通管道21的管径的流通面积优选为主管径的流通面积的10%-30%。
[0034]实施本实用新型，可以利用不同的冷却方式来实现不同情况下的制冷，比如，可以根据室外的环境温度来选择不同的冷却方式，如:风冷冷凝或水冷冷凝等冷却方式的单一或混合的制冷模式，进而实现在不同的环境温度下自动选择不同的冷却方式来提升系统的节能效果，同时也可满足不同气候条件的区域的应用要求。
[0035]实施例2
[0036]图8示出本实施例中的混合冷源的混合动力制冷系统的控制方法。该混合冷源的混合动力制冷系统的控制方法对应于以上实施例1中的混合冷源的混合动力制冷系统，且该混合冷源的混合动力制冷系统的控制方法包括:
[0037]第一控制部14执行的如下步骤:
[0038]S11:获取室内制冷需求CFr，并根据室内制冷需求CFr控制预设的目标过热度SHset的变量。
[0039]在一些实施例中，步骤SlOl包括:获取室内环境温度Tl，并将室内环境温度Tl与预设制冷温度值Tset I进行比较，计算两者温度差值以确定室内制冷需求CFr。再判断室内制冷需求CFr是否超出预设的制冷阈值范围(Cfset土error):若室内制冷需求CFr在制冷阈值范围之内，也即，当Cf set+error彡CFr彡Cfset-error时，则维持当前预设的目标过热度SHset不变;若室内制冷需求CFr大于制冷阈值范围的最大值，也即，当CFr>Cfset+error时，则降低当前预设的目标过热度SHset;若室内制冷需求CFr小于制冷阈值范围的最小值，也即，当CFr < Cf set-error时，则提高当前预设的目标过热度SHset。
[0040]S102:获取室内蒸发器10的出口过热度SHr，并根据室内蒸发器10的出口过热度SHr控制流量控制阀12的开度。
[0041]步骤S102包括:获取室内蒸发器10出口的第一出口温度T2和/或第一出口压力Pl，计算以确定室内蒸发器10的出口过热度SHr;也即，第一控制部14采集室内蒸发器10出口的第一出口温度T2和/或第一出口压力Pl，根据过热度计算公式计算以确定室内蒸发器10的出口过热度SHr。具体地，通过采集室内蒸发器10出口两点的第一出口温度T2、或两点的第一出口压力Pl、或同时采集蒸发器中部任一点的第一出口温度T2和/或第一出口压力Pl，均可计算得到室内蒸发器10的出口过热度SHr。判断室内蒸发器10的出口过热度SHr是否超出预设的过热度阈值范围(SHset土error):若室内蒸发器10的出口过热度SHr在过热度阈值范围之内，当SHset+error彡SHr彡SHset-error时，则维持流量控制阀12的开度不变;若室内蒸发器10的出口过热度SHr大于过热度阈值范围最大值，也即，当SHr>SHset+error时，则增大流量控制阀12的开度;若室内蒸发器10的出口过热度SHr小于过热度阈值范围的最小值，也即，当SHr < SHset-error时，则关小流量控制阀12的开度。
[0042]S103:根据室内制冷需求CFr控制压缩机11的启停和/或容量输出；压缩机11可以为定容量压缩机11或变容量压缩机11。步骤S103包括:判断室内制冷需求CFr是否超出预设的制冷阈值范围(Cfset土error):若室内制冷需求CFr在制冷阈值范围之内，也即，当Cfset+61'1'01'彡0?1'彡0€861:-61'1'01'时，则维持压缩机11的容量输出；若室内制冷需求CFr大于制冷阈值范围的最大值，也即，当CFr>Cfset+erro;r时，则控制压缩机11启动或增大压缩机11的容量输出；若室内制冷需求CFr小于制冷阈值范围的最小值，也即，当CFr <Cf set-error时，则控制压缩机11停止工作或减小变容量压缩机11的容量输出。本实施例还包括第二控制部15执行的如下步骤:
[0043]S201:获取室外环境温度T3，并根据室外环境温度T3控制第一室外冷凝器16以及第二室外冷凝器17的启停。作为优选，所述室外环境温度T3可以在第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的入口进行测量。
[0044]在一些实施例中，步骤S201包括:获取室外环境温度T3，并判断室外环境温度T3是否超出预设环境温度范围(TSet2±error);若室外环境温度T3并未超出预设环境温度范围，也即，当Tset2+error彡T3彡Tset2_error时，则控制第一室外冷凝器16启动工作，且控制第二室外冷凝器17停止工作;若室外环境温度高于预设环境温度范围的最大值(作为优选，可以预设环境温度范围的最大值为25?30摄氏度)，也即，当T3>TSet2+err0r时，则控制第一室外冷凝器16和第二室外冷凝器17同时启动并工作;若室外环境温度低于预设环境温度范围的最小值(作为优选，可以预设环境温度范围的最小值为O?5摄氏度)，也即，当T3<TSet2-err0r时，则控制第二室外冷凝器17启动工作，且控制第一室外冷凝器16停止工作。
[0045]S202:获取第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的出口压力P2，并根据第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的出口压力P2控制第一室外冷凝器16以及第二室外冷凝器17的输出。
[0046]在一些实施例中，步骤S202包括:获取第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的出口压力P2，并判断第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的出口压力P2是否超出预设的压力阈值范围(Pset土error):若第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的出口压力P2并未超出预设的压力阈值范围，也即，当Pset+error彡P2彡Pset-error时，则维持第一室外冷凝器16的冷却水的进水流量不变和/或维持室外风机18的转速不变;若第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的出口压力P2大于预设的压力阈值范围的最大值，也即，当P2>PSet+err0r时，则增加第一室外冷凝器16的冷却水的进水流量和/或增大室外风机18的转速;若第一室外冷凝器16和/或第二室外冷凝器17的出口压力P2小于预设的压力阈值范围的最小值，也即，当P2<PSet-err0r时，则减少第一室外冷凝器16的冷却水的进水流量和/或减小室外风机18的转速。
[0047]S203:获取流量控制阀12的开度，并根据流量控制阀12的开度Xr控制制冷剂栗19的容量输出。
[0048]在一些实施例中，步骤S203包括:获取流量控制阀12的开度Xr，并判断流量控制阀12的开度Xr是否超出预设的开度阈值范围(Xset ± error):若流量控制阀12的开度Xr并未超出开度阈值范围，也即，当Pset+error彡Xr彡Xset-error时，则维持制冷剂栗19的容量输出；若流量控制阀12的开度Xr大于开度阈值范围的最大值，也即，当Xr>Xset+error时，贝Ij增大制冷剂栗19的容量输出；若流量控制阀12的开度Xr小于开度阈值范围的最小值，也即，当Xr<XSet-error时，则减小制冷剂栗19的容量输出。优选地，所述制冷剂栗19为变容量制冷剂栗。
[0049]作为优选，第一室外冷凝器16为壳管式水冷冷凝器，第二室外冷凝器17为风冷冷凝器;第二控制部14通过控制第一室外冷凝器16的传热管管内或管外的冷却水的流量实现控制第一室外冷凝器16的启停和/或输出；第二控制部14通过控制室外风机18的启停或转速实现控制第二室外冷凝器17的启停和/或输出。在一些实施例中，如图1至图5所示，当第一室外冷凝器16为壳管式水冷冷凝器时，冷媒流通于换热管的管内或者管外均可，只要能达到换热的效果即可。
[0050]而在一些实施例中，如图6及图7所示，第一室外冷凝器16与第二室外冷凝器17可以在并联之后连接至室内控制模块I，且在室内控制模块I中，可以根据需要对应调整室内蒸发器10、压缩机11、流量控制阀12、室内风机13的数量，并由第一控制部14进行控制；同时在室外控制模块2中也可以根据需要对应调整第一室外冷凝器16、第二室外冷凝器17、室外风机18、制冷剂栗19的数量，并由第二控制部15进行控制;且在此过程中，第一室外冷凝器16配合使用以控制冷却水流量的水栗22与冷却塔23的数量及其连接方式也可以根据需求进行调整。
[0051]可以理解地，第一控制部14采用PID控制方法或P控制方法对室内风机13、压缩机11或流量控制阀12的控制、以及第二控制部15采用PID控制方法或P控制方法对第一室外冷凝器16、第二室外冷凝器17、室外风机18和制冷剂栗19的控制互不影响，即相互之间无先后顺序，根据各自的控制条件独立控制，无需进行模式切换，因此不会因此而导致制冷能力波动。
[0052]本实用新型实施例提供的上述方法，可以利用不同的冷却方式来实现不同情况下的制冷，比如，可以根据室外的环境温度来选择不同的冷却方式，如:风冷冷凝或水冷冷凝等冷却方式的单一或混合的制冷模式，进而实现在不同的环境温度下自动选择不同的冷却方式来提升系统的节能效果，同时也可满足不同气候条件的区域的应用要求。
[0053]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种混合冷源的混合动力制冷系统，其特征在于，包括设置于室内的室内控制模块(I)和设置于室外的室外控制模块(2); 所述室内控制模块(I)包括室内蒸发器(10)、与所述室内蒸发器(10)出口相连的压缩机(U)、与所述室内蒸发器(10)入口相连的流量控制阀(12)、与所述室内蒸发器(10)配合使用的室内风机(13)以及第一控制部(14); 所述室外控制模块(2)包括与所述室内控制模块(I)相连的第一室外冷凝器(16)以及第二室外冷凝器(17)、与所述第二室外冷凝器(17)配合使用的室外风机(18)、与所述第一室外冷凝器(16)以及所述第二室外冷凝器(17)均相连的第二控制部(15)以及制冷剂栗(19);所述制冷剂栗(19)出口与所述流量控制阀(12)相连，所述第一控制部(14)与所述第二控制部(15)通讯相连； 所述第一控制部(14)与所述压缩机(11)、所述流量控制阀(12)及所述室内风机(13)相连，用于根据室内制冷需求控制预设的目标过热度的变量;根据所述室内蒸发器(10)的出口过热度控制所述流量控制阀(12)的开度;根据室内制冷需求控制所述压缩机(11)的启停和/或容量输出； 所述第二控制部(15)与所述室外风机(18)和所述制冷剂栗(19)相连，用于根据室外环境温度控制所述第一室外冷凝器(16)以及所述第二室外冷凝器(17)的启停;根据所述第一室外冷凝器(16)和/或所述第二室外冷凝器(17)的出口压力控制所述第一室外冷凝器(16)以及所述第二室外冷凝器(17)的输出；根据所述流量控制阀(12)的开度控制所述制冷剂栗(19)的容量输出。2.如权利要求1所述的混合冷源的混合动力制冷系统，其特征在于，所述第一室外冷凝器(16)与所述第二室外冷凝器(17)串联，且两者串联后的冷媒入口端与所述压缩机(11)出口相连，冷媒出口端与所述制冷剂栗(19)入口相连。3.如权利要求1或2所述的混合冷源的混合动力制冷系统，其特征在于，所述第一室外冷凝器(16)为壳管式水冷冷凝器，所述第二室外冷凝器(17)为风冷冷凝器； 所述第二控制部(14)通过控制所述第一室外冷凝器(16)的传热管管内或管外的冷却水的流量实现控制所述第一室外冷凝器(16)的启停和输出； 所述第二控制部(14)通过控制室外风机(18)的启停或转速实现控制所述第二室外冷凝器(17)的启停和输出。4.如权利要求3所述的混合冷源的混合动力制冷系统，其特征在于，所述混合冷源的混合动力制冷系统还包括与所述压缩机(11)和/或所述制冷剂栗(19)并联设置的单向导通阀(20)。5.如权利要求3所述的混合冷源的混合动力制冷系统，其特征在于，所述混合冷源的混合动力制冷系统还包括与所述第一室外冷凝器(16)并联设置的旁通管道(21)。
【文档编号】F25B49/02GK205606950SQ201620381414
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】樊易周, 尹大勇, 张健辉, 张宏宇, 欧阳超波, 郭义宣, 曹维兵, 周宙骋, 李垂君
【申请人】深圳市艾特网能技术有限公司, 深圳市艾特网能有限公司