空调系统及空调系统控制方法与流程

1.本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调系统及空调系统控制方法。


背景技术：

2.基于目前数据中心机房空调系统对于吸气管端部的回热利用较少，同时在蒸发器侧和冷凝器侧的换热器中普遍存在过热段，而单相换热相比两相换热的换热效果较差，导致在蒸发侧和冷凝侧均存在一定的过热段管路，影响换热器的换热效率的进一步提高。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的空调系统及空调系统控制方法。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种空调系统，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、回热器、节流装置，所述回热器具有第一换热管路和第二换热管路；
5.所述压缩机的进口与所述蒸发器的出口通过第一管线连接，所述压缩机的出口与第一换热管路的进口通过第二管线连接，所述第一换热管路的出口与所述冷凝器的进口通过第三管线连接，所述冷凝器的出口与所述蒸发器的进口通过第四管线连接，所述节流装置设于所述第四管线上；
6.所述蒸发器的出口与所述第一换热管路的进口通过第五管线连接，所述蒸发器的出口与所述第二换热管路的进口通过第六管线连接，所述第二换热管路的出口与所述第五管线通过第七管线连接；
7.所述第一管线位于所述第五管线和所述第六管线连接点的一段上设有第一阀门，所述第一管线位于所述第五管线与所述压缩机的进口的一段上设有第二阀门，所述第六管线上设有第三阀门，所述第五管线位于所述第七管线的连接点到所述第二管线的一段上设有第四阀门。
8.在一些实施例中，所述第一管线位于所述蒸发器的出口到所述第六管线的连接点的一段上设有第一压力计和第一温度计。
9.在一些实施例中，所述第一管线位于所述压缩机的进口到所述第五管线的连接点的一段上设有第二压力计和第二温度计。
10.在一些实施例中，所述第一管线位于所述压缩机的出口到所述第一换热管路的进口的一段上设有第三压力计和第三温度计。
11.在一些实施例中，所述空调系统还包括设于所述第三管线上的冷媒泵。
12.在一些实施例中，所述冷媒泵为气泵。
13.在一些实施例中，所述空调系统还包括设于所述第四管线位于所述冷凝器的出口到所述节流装置的一段上的冷媒泵。
14.在一些实施例中，所述冷媒泵为液泵。
15.在一些实施例中，所述节流装置为膨胀阀。
16.本发明还公开一种空调系统控制方法，其应用于上述任一实施例所述的空调系
统，包括压缩机制冷带回热模式、压缩机制冷无回热模式和自然冷模式；
17.当检测到吸气过热度小于第一预设值时，所述空调系统进入回热模式，所述第一阀门与所述第四阀门关闭，所述第二阀门与所述第三阀门开启，所述蒸发器排出的冷媒经过所述第六管线、所述第二换热管路、所述第五管线流向所述压缩机，其中，冷媒在所述回热器中与所述压缩机排出的高压高温冷媒进行换热；
18.当检测到吸气过热度大于第二预设值时，且环境温度大于第三预设值，所述空调系统进入压缩机制冷无回热模式，所述第三阀门与所述第四阀门关闭，所述第一阀门与所述第二阀门开启，所述蒸发器排出的冷媒直接流向所述压缩机进行压缩，并排向所述冷凝器；
19.当检测到吸气过热度大于第四预设值时，且环境温度小于第五预设值，所述空调系统进入自然冷模式，所述第二阀门与所述第三阀门关闭，所述第一阀门与所述第四阀门开启，所述蒸发器排出的冷媒经过所述第一管线、所述第五管线、所述第一换热管路、所述第三管线流向所述冷凝器，而不经过所述压缩机。
20.实施本发明具有以下有益效果：本发明的空调系统及空调系统控制方法的应用，可减少甚至消除蒸发侧和冷凝侧的过热段管路，提高蒸发器侧或冷凝器侧的换热器换热效率，可降低换热量下材料用量，在保证压缩机运行安全的情况下，有效提高换热效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，应当理解地，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附图中：
22.图1是本发明一些实施例中的空调系统的结构示意图；
23.图2是本发明另一些实施例中的空调系统的结构示意图；
24.图3是本发明一些实施例中的空调系统控制方法的示意图。
具体实施方式
25.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
26.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
28.请参阅图1，本发明示出了一种空调系统，包括压缩机1、蒸发器2、冷凝器3、回热器4、节流装置5，回热器4具有第一换热管路41和第二换热管路42。
29.进一步地，该压缩机1的进口与蒸发器2的出口通过第一管线6连接，压缩机1的出口与第一换热管路41的进口通过第二管线7连接，第一换热管路41的出口与冷凝器3的进口通过第三管线8连接，冷凝器3的出口与蒸发器2的进口通过第四管线9连接，节流装置5设于第四管线9上，该节流装置5优选为膨胀阀。
30.该蒸发器2的出口与第一换热管路41的进口通过第五管线10连接，蒸发器2的出口与第二换热管路42的进口通过第六管线11连接，第二换热管路42的出口与第五管线10通过第七管线12连接。
31.其中，该第一管线6位于该第五管线10和该第六管线11的连接点的一段上设有第一阀门13，第一管线6位于第五管线10与压缩机1的进口的一段上设有第二阀门14，第六管线11上设有第三阀门15，第五管线10位于第七管线12的连接点到第二管线7的一段上设有第四阀门16。
32.优选地，该第一阀门13、第二阀门14、第三阀门15与第四阀门16均为电磁阀。
33.进一步地，该第一管线6位于蒸发器的出口到第六管线11的连接点的一段上设有第一压力计17和第一温度计18，该第一压力计17用于检测蒸发压力，该第一温度计18用于检测蒸发温度。优选地，该第一压力计17的数量可以是一个或多个，同时，该第一温度计18的数量可以是一个或多个，可根据需求进行选择设置。
34.进一步地，该第一管线6位于压缩机1的进口到第五管线10的连接点的一段上设有第二压力计19和第二温度计20，该第二压力计19用于检测吸气压力，该第二温度计20用于检测吸气温度。优选地，该第二压力计19的数量可以是一个或多个，同时，该第二温度计20的数量可以是一个或多个，可根据需求进行选择设置。
35.进一步地，第一管线位于压缩机1的出口到第一换热管路41的进口的一段上设有第三压力计21和第三温度计22。该第三压力计21可用于检测排气压力，该第三温度计22用于检测排气温度。优选地，该第三压力计21的数量可以是一个或多个，同时，该第三温度计22的数量可以是一个或多个，可根据需求进行选择设置。
36.在一些实施例中，如图1所示，该空调系统还包括设于第三管线8上的冷媒泵23。该冷媒泵23为气泵。
37.在一些实施例中，如图2所示，空调系统还包括设于第四管线8位于冷凝器3的出口到节流装置5的一段上的冷媒泵23。该冷媒泵23为液泵。
38.参阅图3，本发明还公开一种空调系统控制方法，其应用于上述任一实施例的空调系统，包括压缩机制冷带回热模式、压缩机制冷无回热模式和自然冷模式；
39.当检测到吸气过热度小于第一预设值时，空调系统进入回热模式，第一阀门13与
第四阀门16关闭，第二阀门14与第三阀门15开启，蒸发器2排出的冷媒经过第六管线11、第二换热管路42、第五管线10流向压缩机1，其中，冷媒在回热器4中与压缩机1排出的高压高温冷媒进行换热；
40.优选地，当检测到吸气过热度小于第一预设值时(比如5℃)，空调系统切入回热模式，第一阀门13与第四阀门16关闭，第二阀门14与第三阀门15开启，蒸发器2排出的冷媒经过第六管线11、第二换热管路42、第五管线10流入压缩机1，其中，冷媒在回热器4中与压缩机1排出的高压高温冷媒进行换热。当然，在一些实施例中，不需要完全关闭第一阀门13与第四阀门16，只要将第一阀门13与第四阀门16的开度调小，第二阀门14与第三阀门15的开度调大即可。
41.当检测到吸气过热度大于第二预设值时，且环境温度大于第三预设值，空调系统进入压缩机制冷无回热模式，第三阀门15与第四阀门16关闭，第一阀门13与第二阀门14开启，蒸发器2排出的冷媒直接流向压缩机1进行压缩，并排向冷凝器3；
42.优选地，当吸气过热度大于第二预设值(比如10℃)时，环境温度大于第三预设值(如12℃)，进入压缩机制冷无回热模式，第三阀门15与第四阀门16关闭，第一阀门13与第二阀门14开启，蒸发器2排出的冷媒直接流向压缩机1进行压缩，并直接排向冷凝器3。当然，在一些实施例中，不需要完全关闭第三阀门15与第四阀门16，只要将第三阀门15与第四阀门16的开度调小，将第一阀门13与第二阀门14的开度调大即可。
43.当检测到吸气过热度大于第四预设值时，且环境温度小于第五预设值，空调系统进入自然冷模式，第二阀门14与第三阀门15关闭，第一阀门13与第四阀门16开启，蒸发器2排出的冷媒经过第一管线6、第五管线10、第一换热管路41、第三管线8流向冷凝器3，而不经过压缩机1。
44.优选地，当吸气过热度大于第四预设值(比如10℃)时，环境温度小于第五预设值(如12℃)，进入自然冷模式，第二阀门14与第三阀门15关闭，第一阀门13与第四阀门16开启，蒸发器2排出的冷媒经过第一管线6、第五管线10、第一换热管路41、第三管线8流向冷凝器3，而不经过压缩机1。当然，在一些实施例中，不需要完全关闭第二阀门14与第三阀门15，只要将第二阀门14与第三阀门15的开度调小，第一阀门13与第四阀门16的开度调大即可。
45.可以理解地，该空调系统及空调控制系统的应用，可减少甚至消除蒸发侧和冷凝侧的过热段管路，提高蒸发器侧或冷凝器侧的换热器换热效率，可降低换热量下材料用量，在保证压缩机运行安全的情况下，有效提高换热效率。
46.通过节流装置5如膨胀阀控制蒸发器2出口的吸气过热度，使得蒸发器2出口的吸气过热度接近于0℃，以确保蒸发侧换热管段完全处于两相换热状态，从而提高蒸发侧的换热效率。
47.通过回热器4使得蒸发器2出口可能带液的冷媒完全气化的同时降低排气过热度，以减少冷凝器侧的过热段管路长度，从而使得冷凝器侧的散热效率得到进一步提高。
48.可以理解地，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。