CN103615774B - 用于泵***的辅助装置及用于该辅助装置的控制方法、以及泵*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于泵***的辅助装置及用于该辅助装置的控制方法、以及泵***，其中，该泵***的辅助装置包括：第一调节阀，通过管道与泵形成相互连通的闭合回路；第二调节阀，设置于闭合回路的旁路，旁路与第一调节阀并联；压缩机，设置于旁路；传感器，设置于闭合回路，用于测量闭合回路内的压力值和温度值；控制器，连接传感器，获取压力值和温度值，并根据压力值和温度值控制第一调节阀、第二调节阀和压缩机。本发明通过在低负载情况下启动泵***时或者当泵***的负载偏低的情况下，利用控制器依据获取的闭合回路内的压力值与温度值控制第一调节阀、第二调节阀和压缩机来避免发生汽蚀现象，从而保证泵***的正常工作，以及降低泵的运行磨损与噪音震动。

Description

用于泵***的辅助装置及用于该辅助装置的控制方法、以及泵***

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，并且特别地，涉及一种用于泵***的辅助装置及用于该辅助装置的控制方法、一种泵***。

背景技术

当代数据中心为了维持机房内较低的温度，需全年启动空调为数据中心内工作中的负载进行降温，由此产生了巨大的耗电量和运行费用。在节能减排和降低运营成本的双重压力下，需要为数据中心研发新的节能技术及新的节能产品。

在过渡季节室外温度较低时，自然界存在着丰富的自然冷源，因此，利用室外空气的冷源，经过技术处理后将冷源输送到机房，从而降低机房的温度，可以达到节能减排的效果。

泵***（由于空调制冷***常用的制冷剂为氟利昂，因此也可以称为氟泵***）是一种以泵代替压缩机来驱动制冷剂的空调***。在夏季，数据中心专用空调开启制冷压缩机正常制冷，当室外温度低于控制器预先设定的温度时，控制器自动由压缩机制冷切换为氟泵制冷：室外风冷冷凝部冷却的氟利昂液体通过氟泵输送到蒸发部内，吸收室内的热量后，氟利昂由液态转变为气态，进入风冷冷凝部，再次冷却成液体，周而复始。由于氟泵功率远小于制冷压缩机功率，在相同制冷量的前提下，氟泵的能效比高于制冷压缩机，从而在达到降温的同时起到节能效果。

如图1所示，为现有技术中的氟泵***，在图1所示的氟泵***中，其工作流程为：

启动室外侧泵站（图中未示出，且未示出板式换热器1的水侧），使板式换热器1水侧的进水温度下降到设定温度；

板式换热器1水侧吸收***内氟利昂的热量，使之由气态冷凝成液态，进入储液罐；

数据中心内的负载开始工作，产生热量；

***内氟利昂通过板式换热器2吸收室内热量，由于温度升高，体积膨胀，进而向板式换热器1扩散；

如此循环往复工作，从而对室内进行降温。

其中，通过泵的流体应为液体，若通过泵的流体中存在气体，就会产生气穴现象，而泵（也称为水泵）叶轮表面受到气穴现象的冲击和侵蚀产生剥落和损坏的现象，即出现了汽蚀现象，此外，还会使泵产生噪声和振动，并导致泵的性能下降，严重时会使泵中液体中断，不能正常工作。因此泵***在运行前，需保证没有气体进入泵。

但现有的泵***，只有当室内温度足够高、通过板式换热器2的氟利昂蒸发体积膨胀得足够大时，才能使***获得足够的驱动力，保证储液罐内氟利昂液体的液面高度，从而不残留任何气体。此时开启泵***，***才可以正常运行。

因此，现有泵在运行之前，室内的温度应该足够高。否则，会导致泵产生汽蚀现象，影响整个泵***的正常运行。

虽然现有泵***在工作过程中能正常运行，但是都面临着冷启动或者在低负载情况下启动时，***驱动力不足、储液罐内有气体残留，导致发生汽蚀现象，影响泵***正常运行的问题。

针对相关技术中在冷启动泵***或者***处于低负载状态时，由于***驱动力不足导致汽蚀现象，影响泵***正常运行的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中在冷启动泵***或者***处于低负载状态时，由于***驱动力不足导致汽蚀现象，影响泵***正常运行的问题，本发明提出一种用于泵***的辅助装置及用于该辅助装置的控制方法、以及泵***，能够使***在低负载情况下启动时或者当泵***的负载偏低的情况下，降低汽蚀现象的发生，从而提高***的制冷效率，且降低了***的运行磨损与噪音震动。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于泵***的辅助装置

根据本发明的泵***包括泵，泵***辅助装置包括第一调节阀、第二调节阀、压缩机、传感器、控制器：第一调节阀，通过管道与泵形成相互连通的闭合回路；第二调节阀，设置于闭合回路的旁路，旁路与第一调节阀并联；压缩机，设置于旁路；传感器，设置于闭合回路，用于测量闭合回路内的压力值和温度值；控制器，连接传感器，获取压力值和温度值，并根据压力值和温度值控制第一调节阀、第二调节阀和压缩机。

其中，控制器用于开启第一调节阀，关闭第二调节阀和压缩机。

可选地，控制器用于关闭第一调节阀，开启第二调节阀和压缩机。

优选地，上述第一调节阀和第二调节阀为电磁阀。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于泵***的辅助装置的控制方法。

根据本发明的泵***的辅助装置的控制方法包括：获取闭合回路内的压力值和温度值；根据压力值和温度值确定对第一调节阀、第二调节阀和压缩机的控制方法；根据控制方法对第一调节阀、第二调节阀和压缩机进行控制。

其中，在压力值高于管道在温度值时的饱和压力的情况下，关闭第一调节阀，开启压缩机和第二调节阀；在压力值低于管道在温度值时的饱和压力的情况下，开启第一调节阀，关闭压缩机和第二调节阀。

根据本发明的一个方面，提供了一种泵***。

根据本发明的泵***进一步包括蒸发部、冷凝部：蒸发部，设置于闭合回路，用于容纳制冷剂；冷凝部，设置于闭合回路，用于容纳制冷剂。

优选地，蒸发部和冷凝部均包括板式换热器。

此外，上述泵***进一步包括第三调节阀，设置于闭合回路。

并且，上述泵***进一步包括储液罐，用于储存制冷剂。

本发明通过在低负载情况下启动泵***时或者当泵***的负载偏低的情况下，利用控制器依据获取的闭合回路内的压力值与温度值控制第一调节阀、第二调节阀和压缩机来避免发生汽蚀现象，从而保证泵***的正常工作，以及降低泵的运行磨损与噪音震动。

附图说明

图1是现有技术中泵***的示意图；

图2是根据本发明实施例的泵***的辅助装置的框图；

图3是根据本发明实施例的泵***的辅助装置的控制方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的泵***的框图；

图5是根据本发明的一个实施例的氟泵***的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种泵***的辅助装置。

如图2所示，该泵***包括泵20，根据本发明实施例的辅助装置包括第一调节阀21、第二调节阀22、压缩机23、传感器24和控制器25。

其中，第一调节阀21通过管道与泵20形成相互连通的闭合回路；

第二调节阀22设置于闭合回路的旁路，该旁路与第一调节阀21并联；

压缩机23设置于旁路中，优选地，位于第二调节阀22的出口处；

传感器24设置于闭合回路，用于测量闭合回路内的压力值和温度值，可以具有一个或多个温度传感器/压力值感器，以更精确地测量闭合回路内的压力值和温度值；

控制器25连接传感器24，获取传感器24测量得到的压力值和温度值，并根据压力值和温度值控制第一调节阀21、第二调节阀22和压缩机23，包括控制第一调节阀21、第二调节阀22和压缩机23的开启和关闭。

图2中细线条为闭合回路中的管道，带有箭头的线条表示温度与压力反馈信息传递的方向，控制器25为反馈控制的核心部件，控制器25在冷启动或者在低负载情况下，当闭合回路内的压力值小于当前温度值的饱和压力，则关闭第一调节阀21，并且开启第二调节阀22和压缩机23；在需要制冷的负载正常工作的情况下或室内外温差较大时，即，当闭合回路内的压力值大于当前温度值的饱和压力，则切换制冷剂的流动支路，开启第一调节阀21，关闭第二调节阀22和压缩机23，优选地，文中所述的第一调节阀21和第二调节阀22均为电磁阀，以便于控制器25可以用电信号控制其开启与闭合。

根据本发明的实施例，同时提供了一种泵***的辅助装置的控制方法。

如图3所示，根据本发明实施例的泵***的辅助装置的控制方法包括：

步骤S301，获取闭合回路内的压力值和温度值；

步骤S303，根据压力值和温度值确定对第一调节阀21、第二调节阀22和压缩机23的控制方法；

步骤S305，根据确定的控制方法对第一调节阀21、第二调节阀22和压缩机23进行控制，即控制第一调节阀21、第二调节阀22和压缩机23进行开启和关闭。

其中，在压力值高于管道在温度值时的饱和压力的情况下，关闭第一调节阀21，开启压缩机23和第二调节阀22；在压力值低于管道在温度值时的饱和压力的情况下，开启第一调节阀21，关闭压缩机23和第二调节阀22。

根据本发明的实施例，同时提供了一种泵***。

如图4所示，根据本发明实施例的泵***包括图2所示的辅助装置，并进一步包括：

蒸发部41，设置于闭合回路，用于容纳制冷剂，蒸发部41中的制冷剂在吸收热量之后，可以蒸发，然后进入闭合回路；

冷凝部42，设置于闭合回路，用于容纳制冷剂，冷凝部42中的制冷剂在释放热量之后，液化然后通过第三调节阀43进入泵，其中，制冷剂可以为氟利昂。

其中，蒸发部41和冷凝部42均包括板式换热器。

泵***还包括第三调节阀43，设置于闭合回路。

泵***还包括储液罐（图中未示出），设置于闭合回路，用于储存制冷剂，需要预先在储液罐中储存制冷剂，根据需要散热的负载的工作散热情况确定制冷剂的量和各类，以及储液罐的规格。

根据本发明的一个实施例，提供了一种氟泵***。如图5所示，在如图1所示现有的氟泵***基础上，在电磁阀3的管道部分并联了一个小型压缩机和电磁阀2，并且根据氟泵***内的温度值和压力值通过控制电磁阀2（对应文中所提及的第二调节阀22）、电磁阀3（对应文中所提及的第一调节阀21）的开关状态，从而选择***运行状态，图5中未示出采集气泵***内温度的温度传感器，以及控制端。

可以选择容量小，但压缩比高的压缩机，该压缩机的作用为：在氟泵***开启前，将氟泵***管路中的常温常压氟利昂气体压缩为高温高压的气体，该高温高压的气体可以很容易地液化为氟利昂液体，进入储液罐中。

如图5所示的氟泵***的工作流程包括：在氟泵***需要冷启动之前，控制端关闭电磁阀3，同时开启电磁阀2和压缩机，通过电磁阀2和压缩机将***管路内的氟利昂气体液化，经由板式换热器1抽到储液罐中，此时，可以使得气泵***的管路内的压力下降；当控制端接收到的管路的压力下降到低于管路内当前温度的饱和压力时，***就获得了启动循环的原始驱动力；此时再关闭电磁阀2和压缩机，开启电磁阀3，切换制冷剂的流通管道，然后开启氟泵，使***正常运行。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过在低负载情况下启动泵***时或者当泵***的负载偏低的情况下，利用控制器依据获取的闭合回路内的压力值与温度值控制第一调节阀、第二调节阀和压缩机来避免发生汽蚀现象，从而保证泵***的正常工作，以及降低泵的运行磨损与噪音震动，并且可以通过随时开启氟泵***消除室温的升高，只要开启氟泵就能快速降低室温。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于泵***的辅助装置，所述泵***包括泵，其特征在于，包括：

第一调节阀，通过管道与所述泵形成相互连通的闭合回路；

第二调节阀，设置于所述闭合回路的旁路，所述旁路与所述第一调节阀并联；

压缩机，设置于所述旁路；

传感器，设置于所述闭合回路，用于测量所述闭合回路内的压力值和温度值；

控制器，连接所述传感器，获取所述压力值和温度值，并根据所述压力值和温度值控制所述第一调节阀、所述第二调节阀和所述压缩机；

其中，在所述压力值高于所述管道在所述温度值时的饱和压力的情况下，关闭所述第一调节阀，开启所述压缩机和所述第二调节阀；

在所述压力值低于所述管道在所述温度值时的饱和压力的情况下，开启所述第一调节阀，关闭所述压缩机和所述第二调节阀。

2.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述控制器用于开启所述第一调节阀，关闭所述第二调节阀和所述压缩机。

3.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述控制器用于关闭所述第一调节阀，开启所述第二调节阀和所述压缩机。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的辅助装置，其特征在于，所述第一调节阀和所述第二调节阀为电磁阀。

5.一种用于权利要求1-4中任意一项所述的辅助装置的控制方法，其特征在于，包括：

获取所述闭合回路内的压力值和温度值；

根据所述压力值和温度值确定对所述第一调节阀、所述第二调节阀和所述压缩机的控制方法；

根据所述控制方法对所述第一调节阀、所述第二调节阀和所述压缩机进行控制；

其中，在所述压力值高于所述管道在所述温度值时的饱和压力的情况下，关闭所述第一调节阀，开启所述压缩机和所述第二调节阀；

在所述压力值低于所述管道在所述温度值时的饱和压力的情况下，开启所述第一调节阀，关闭所述压缩机和所述第二调节阀。

6.一种泵***，其特征在于，包括权利要求1-4中任意一项所述的辅助装置，所述泵***进一步包括：

蒸发部，设置于所述闭合回路，用于容纳制冷剂；

冷凝部，设置于所述闭合回路，用于容纳制冷剂；

其中，在所述压力值高于所述管道在所述温度值时的饱和压力的情况下，关闭所述第一调节阀，开启所述压缩机和所述第二调节阀；

在所述压力值低于所述管道在所述温度值时的饱和压力的情况下，开启所述第一调节阀，关闭所述压缩机和所述第二调节阀。

7.根据权利要求6所述的泵***，其特征在于，所述蒸发部和所述冷凝部均包括板式换热器。

8.根据权利要求6所述的泵***，其特征在于，进一步包括：

第三调节阀，设置于所述闭合回路。

9.根据权利要求6所述的泵***，其特征在于，进一步包括：

储液罐，用于储存制冷剂。