采用三介质换热器的全年供冷空调系统及其控制方法

本发明涉及空调领域，提供一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统及其控制方法。

背景技术：

1、在数据中心、电子洁净厂房等工业建筑中，内热源发热量较大，导致其全年均具有供冷需求。为了在低温时能够利用自然冷源，此类建筑的典型空调系统为冷机、冷却塔和板换组合的形式，通过阀门切换管路内水的流向，可实现(1)冷冻水由蒸发器冷却，以运行冷机供冷功能；(2)冷冻水先由冷却水冷却，再由蒸发器二次冷却，以运行部分免费供冷功能；(3)冷冻水由冷却水冷却，以运行免费供冷功能。但是该系统仍存在两个主要问题：

2、(1)在冬季供冷时，为解决冷却塔易出现的结冰问题，采用电伴热的方式会增加系统能耗，增设独立的风冷设备会大大增加系统的初投资；

3、(2)在一些缺水地区，冷却塔较高的耗水量也必然导致更高的运行费用。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统，能够降低空调系统的能耗，实现多种方式的组合供冷。

2、本发明实施例还提供一种空调系统的控制方法。

3、本发明实施例提供一种采用三介质换热器的全年供冷空调系统，包括：

4、制冷剂回路，所述制冷剂回路包括首尾连接的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器；

5、供冷循环回路，所述供冷循环回路包括空调末端、冷却塔、第一循环泵、第二循环泵和控制组件，所述第一循环泵设置于所述空调末端所在的主管路，所述第二循环泵设置于所述冷却塔所在的主管路上，所述控制组件设置在所述供冷循环回路上，用于切换空调系统的工作模式。

6、根据本发明实施例提供的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，通过设置制冷剂回路和供冷循环回路，并在供冷循环回路中设置冷却塔，能够通过冷却塔或者使用空气对流换热的形式将热量带走，通过蒸发器、冷却塔或三介质换热器的冷量对空调末端进行供冷，可以降低空调系统的能耗，实现多种方式的组合供冷。

7、根据本发明的一个实施例，所述冷却塔包括闭式冷却塔或开式冷却塔；

8、所述冷凝器包括三介质冷凝器；

9、所述空调末端与所述蒸发器的第二通道、所述三介质冷凝器的第一通道、所述闭式冷却塔并联连接，所述第一循环泵设置于所述空调末端所在的主管路上，所述第二循环泵设置于所述闭式冷却塔所在的主管路上；

10、所述三介质冷凝器包括第一风机，所述第一风机设置于所述三介质冷凝器的空气通道中；

11、或者，

12、所述冷凝器包括二介质冷凝器；

13、所述供冷循环回路包括三介质换热器和第二风机，所述空调末端与所述蒸发器第二通道、所述三介质换热器第二通道并联连接，所述开式冷却塔与所述三介质换热器第一通道和所述二介质冷凝器第一通道并联连接，所述第一循环泵设置于所述空调末端所在的主管路上，所述第二循环泵设置于所述开式冷却塔所在的主管路上，所述第二风机设置于所述三介质换热器的空气通道中。

14、根据本发明的一个实施例，所述控制组件包括：

15、第一阀门，所述第一阀门设置于所述空调末端与所述蒸发器的并联支路上；

16、第二阀门，所述第二阀门设置于所述二介质冷凝器或所述三介质冷凝器所在支路上。

17、根据本发明的一个实施例，所述控制组件还包括：

18、第三阀门，所述第三阀门设置于所述闭式冷却塔所在的主管路上；

19、第四阀门，所述第四阀门设置于所述第二循环泵通向所述空调末端的干路。

20、根据本发明的一个实施例，所述控制组件还包括：

21、第六阀门，所述第六阀门设置于所述三介质换热器的第二通道所在支路上；

22、第七阀门，所述第七阀门设置于所述三介质换热器的第一通道所在支路上。

23、根据本发明的一个实施例，所述控制组件还包括第一串联管路和第五阀门，所述第一串联管路将所述闭式冷却塔的出口与所述蒸发器第二通道的进口连接，所述第五阀门设置于所述第一串联管路上；

24、或者，

25、所述控制组件还包括第二串联管路、第八阀门和第九阀门，所述第二串联管路将所述三介质换热器第二通道的出口与所述蒸发器第二通道的进口连接，所述第八阀门设置于所述第二串联管路上，所述第九阀门设置于所述三介质换热器出口的另一管路上。

26、根据本发明的一个实施例，所述工作模式包括：

27、水冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，所述闭式冷却塔产生的冷却水流经所述三介质冷凝器第一通道，所述空调末端的冷量通过所述蒸发器由所述制冷剂回路提供；

28、风冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，开启三介质冷凝器的第一风机，所述三介质冷凝器的热量由流经第一风机的空气散走，所述空调末端的冷量通过所述蒸发器由所述制冷剂回路提供；

29、水冷与风冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，开启三介质冷凝器的第一风机，所述三介质冷凝器的一部分热量由流经第一风机的空气散走、另一部分热量由流经三介质冷凝器的冷却水散走，所述空调末端的冷量通过所述蒸发器由所述制冷剂回路提供；

30、水冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路和所述闭式冷却塔，流经所述空调末端的冷冻水通过所述闭式冷却塔进行初步冷却，再通过所述蒸发器进行再冷却，所述空调末端的冷量由所述开式冷却塔和所述制冷剂回路一并提供；所述闭式冷却塔产生的冷水一部分用于空调末端，另一部分用于三介质冷凝器的散热，实现冷机水冷散热；

31、风冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路、所述闭式冷却塔、所述三介质冷凝器的第一风机，流经所述空调末端的冷冻水通过所述闭式冷却塔进行初步冷却，再通过所述蒸发器进行再冷却，所述空调末端的冷量由所述开式冷却塔和所述制冷剂回路一并提供；三介质冷凝器的热量通过第一风机散走，实现冷机风冷散热。

32、水冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔通过喷淋散热产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述闭式冷却塔提供；

33、风冷免费供冷模式：开启三介质冷凝器的第一风机，所述三介质冷凝器产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述三介质冷凝器提供；

34、水冷与风冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔通过喷淋散热产生的冷却水与所述三介质冷凝器通过空气冷却产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述闭式冷却塔与所述三介质冷凝器提供；

35、冷却塔干冷免费供冷模式：所述闭式冷却塔通过风冷且不喷淋产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述闭式冷却塔提供。

36、根据本发明的一个实施例，所述工作模式还包括：

37、水冷冷机供冷模式：开启所述制冷剂回路，所述开式冷却塔产生的冷却水流经所述二介质冷凝器第一通道，所述空调末端的冷量通过所述蒸发器由所述制冷剂回路提供；

38、水冷冷机部分免费供冷模式：开启所述制冷剂回路和所述开式冷却塔，流经所述空调末端的冷冻水通过所述三介质换热器由所述开式冷却塔产生的冷却水进行初步冷却，再通过所述蒸发器进行再冷却，所述空调末端的冷量由所述开式冷却塔和所述制冷剂回路一并提供；所述开式冷却塔产生的冷却水一部分用于冷却空调末端的冷冻水，另一部分用于二介质冷凝器的散热，实现冷机水冷散热；

39、水冷免费供冷模式：所述开式冷却塔产生的冷却水流经所述三介质换热器第一通道，所述空调末端的冷量通过所述三介质换热器由所述开式冷却塔提供；

40、风冷免费供冷模式：开启三介质换热器的第二风机，所述三介质换热器产生的冷却水流经所述空调末端，所述空调末端的冷量由所述三介质换热器提供。

41、本发明实施例还提供一种如上述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法，包括：

42、当环境温度大于预设温度t1时，所述空调系统以水冷冷机供冷模式、水冷与风冷冷机供冷模式、风冷冷机供冷模式中的一种运行；

43、当环境温度在预设温度t1～t2之间时，所述空调系统以水冷冷机部分免费供冷模式、风冷冷机部分免费供冷模式中的一种运行；

44、当环境温度小于预设温度t2时，所述空调系统以水冷免费供冷模式、水冷与风冷免费供冷模式、风冷免费供冷模式、冷却塔干冷免费供冷模式中的一种运行。根据本发明实施例提供的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法，通过基于上述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统实现，能够基于不同的环境温度，灵活地选择多种不同的供冷方式，实现对空调末端的多种供冷，降低空调系统的能耗。

45、本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法。

46、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

47、根据本发明实施例提供的采用三介质换热器的全年供冷空调系统，通过设置制冷剂回路和供冷循环回路，并在供冷循环回路中设置冷却塔，能够通过冷却塔或者使用空气对流换热的形式将热量带走，通过蒸发器、冷却塔或三介质换热器的冷量对空调末端进行供冷，可以降低空调系统的能耗，实现多种方式的组合供冷。

48、进一步地，根据本发明实施例提供的采用三介质换热器的全年供冷空调系统的控制方法，通过基于上述的采用三介质换热器的全年供冷空调系统实现，能够基于不同的环境温度，灵活地选择多种不同的供冷方式，实现对空调末端的多种供冷，降低空调系统的能耗。

49、综上，本发明采用了同时具备风冷、水冷的三介质换热器，既能够实现原有系统中冷机供冷和冷却塔免费供冷的功能，又能在更少设备数量的条件下，实现冬季风冷免费供冷的功能，避免了冷却塔结冰问题；并且在一些缺水地区，当气温合适时，将冷却塔水冷模式转换为风冷模式，也可降低系统的耗水量。另外，除了水冷与风冷功能之间的切换，二者也可同时运行，风冷功能可替代部分水冷功能，以减少冷却塔的运行数量、喷淋水量，达到降到冷却塔水耗的作用。

50、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。