CN115200250B - 一种氟泵压缩制冷***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氟泵压缩制冷***，其包括：压缩机、冷凝器、储液罐、氟泵和蒸发器，压缩机、冷凝器、储液罐、氟泵和蒸发器连接形成空调循环回路；氟泵压缩制冷***还包括四通阀和换热件，换热件一端连通至四通阀的C口，另一端连通至储液罐，压缩机的排气口连通至四通阀的D口，蒸发器连通至四通阀的S口，在所述冷凝器的一端与四通阀的E口之间，连接有并联的电磁阀和增压泵，增压泵能使流体从冷凝器内流向四通阀的E口。克服了现有技术中的氟泵热管制冷***、热回收***、双蒸发温度制冷***和常规制冷***的融合设计缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种氟泵压缩制冷***及其控制方法。
背景技术
随着通信行业的迅速发展，体积小但处理能力强的刀片式服务器、机架服务器等高功率密度通信设备的使用，使得数据中心单个机柜的发热量越来越大，有的机柜发热量已达到甚至超过20kW，传统的房间级机房精密空调因送风方式已难以均匀冷却此类机柜，对列间空调的需求越来越大，数据中心对空调设备的制冷量和节能性要求也越来越高。
列间空调一般自带压缩机和蒸发器，与室外机配套一一对应，也可以采用氟桶液泵驱动型式，采用统一的制冷剂低压液桶，独立的氟泵供液给列间空调室内机使用，这样众多的列间空调可以共用一台大型室外机。而低压氟桶存在气液分离和低温油液分层现象，其润滑油(压缩机的冷冻油)难于返回压缩机，典型的案例常见于冷库的氟泵供液制冷***。
从节能角度来说，采用过渡季节和寒冷冬季的室外自然冷源对数据中心进行冷却，能大幅度降低空调设备的运行费用，常见的是采用氟泵热管***。在冬季或者过渡季节，室外冷空气很适合作为天然冷源，此时启用氟泵热管模式，停止压缩机的运行利用氟泵驱动制冷剂实现热管制冷运行，热管***把冬季或者过渡季节的室外自然冷源(冷空气)的冷量转移进入室内为数据中心降温，极大地降低了设备的运行费用。
分体式空调设备通常采用机械驱动的分离式热管，比如采用液泵或者气泵等氟泵驱动热管内的制冷剂流动。当热管与热泵共用***时，通常采用节流元件与电磁阀并联设计的方式：热泵运行时关闭电磁阀，制冷剂通过节流元件节流降压运行；热管运行时，打开电磁阀，制冷剂主要通过低阻力的电磁阀，以免大阻力的节流元件消耗掉大部分的重力作用或者氟泵的扬程。
数据中心24小时持续释放的庞大的散热量，可以作为冬天采暖的热源，比如用热回收方式制取采暖热水，满足市政供暖或者数据中心的工作人员采暖的需求，这是一种高效率的能量回收方式，可以提升社会的节能水平。
多功能多用途的数据中心机房空调，首要任务是保证数据中心的恒温恒湿调控需求，其次才是附加功能的实现。如何整合多种制冷***形成多功能制冷机组、以及如何解决运行可靠性和控制问题，实现更节能和更高效率运行，值得设计人员探索和研究开发。
发明内容
因此，本发明提供一种氟泵压缩制冷***及其控制方法，克服了现有技术中的氟泵热管制冷***、热回收***、双蒸发温度制冷***和常规制冷***的融合设计缺陷。
为了解决上述问题，本发明提供一种氟泵压缩制冷***，其包括：
压缩机、冷凝器、储液罐、氟泵和蒸发器，所述压缩机、所述冷凝器、所述储液罐、所述氟泵和所述蒸发器连接形成空调循环回路；
所述氟泵压缩制冷***还包括四通阀和换热件，所述换热件一端连通至所述四通阀的C口，另一端连通至所述储液罐，所述压缩机的排气口连通至所述四通阀的D口，所述蒸发器连通至所述四通阀的S口，在所述冷凝器的一端与所述四通阀的E口之间，连接有并联的电磁阀和增压泵，所述增压泵能使流体从所述冷凝器内流向所述四通阀的E口。
在一些实施方式中，所述储液罐上设置有进口A、进口B、出口A和出口B，所述冷凝器的另一端通过第一管路连通所述进口A，所述冷凝器的另一端通过第二管路连通所述进口B，所述第一管路通过所述进口A能够伸入至所述储液罐分层后的液体中，所述第二管路通过所述进口B能够伸入至所述储液罐分层后的液体中，所述出口A和所述出口B设置在所述储液罐的底部，通过所述出口A能将所述储液罐中的含油制冷剂输送至所述蒸发器中。
在一些实施方式中，所述出口A与所述蒸发器的入口之间通过单向阀C相连接，所述单向阀C仅容许流体从所述储液罐流向蒸发器，所述出口B连通所述氟泵，所述氟泵连通至所述蒸发器的入口。
在一些实施方式中，所述第一管路上设置有单向阀A和节流阀A，所述节流阀A位于所述第一管路上相对于所述单向阀A靠近所述储液罐处，所述单向阀A仅容许流体从所述冷凝器流向节流阀A，所述第一管路上位于所述节流阀A与所述单向阀A之间的位置连通所述换热件，所述第二管路上设置有节流阀B。
在一些实施方式中，所述换热件与所述节流阀A的进口之间通过单向阀B相连通，所述单向阀B仅容许流体从所述换热件流向节流阀A。
在一些实施方式中，当所述储液罐内的润滑油密度小于制冷剂密度时，所述出口A上设置有软管，所述软管的一端伸入所述储液罐内，另一端连通所述出口A，所述出口A连通所述蒸发器，所述软管的一端设置有浮球，所述浮球能随着所述储液罐内部油液混合物液面高度的变化而浮动，所述储液罐内油液分层后，所述浮球能吸入储液罐内的含油制冷剂，以使含油制冷剂进入所述软管中，并通过所述出口A输送至所述蒸发器中。
在一些实施方式中，当所述储液罐内的润滑油密度大于制冷剂密度时，所述出口A连通所述蒸发器的入口，以使储液罐内的含油制冷剂进入所述蒸发器中。
在一些实施方式中，所述换热件上设置有进水口和出水口，所述进水口进入的水能与所述换热件内的制冷剂换热，换热后的水能通过所述出水口排出，换热后的制冷剂流入所述储液罐中。
在一些实施方式中，所述蒸发器的出气口连通有气液分离器，所述气液分离器包括第一进口、第二进口和排出口，所述第一进口连通蒸发器，所述第二进口连通至所述四通阀的S口，所述排出口连通所述压缩机的吸气口。
本发明还提供上述氟泵压缩制冷***的控制方法，包括，
所述氟泵压缩制冷***包括压缩制冷模式、单蒸发器制冷模式、双蒸发器双蒸发温度制冷模式、双蒸发器单蒸发温度制冷模式和氟泵热管制冷模式；
当包括节流阀A和节流阀B时，
判断步骤，判断所述氟泵压缩制冷***当前的模式；
控制步骤，当所述氟泵压缩制冷***为压缩制冷模式时，控制关闭所述增压泵，控制打开或关闭所述氟泵，控制打开所述电磁阀、所述节流阀A和所述节流阀B，使所述四通阀的D口与E口导通，C口和S口导通；
当所述氟泵压缩制冷***为单蒸发器制冷模式时，控制关闭节流阀B、所述电磁阀和所述增压泵，使所述四通阀的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开或关闭所述氟泵，控制打开所述节流阀A；
当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器双蒸发温度制冷模式时，控制关闭所述电磁阀，控制打开或关闭所述氟泵，使所述四通阀的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A、所述节流阀B和所述增压泵；
当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器单蒸发温度制冷模式时，控制关闭所述增压泵，控制打开或关闭所述氟泵，使所述四通阀的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A、所述节流阀B和所述电磁阀；
当所述氟泵压缩制冷***为氟泵热管制冷模式时，控制关闭所述增压泵，控制打开所述氟泵，使所述四通阀的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A、所述节流阀B和所述电磁阀。
在一些实施方式中，当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器双蒸发温度制冷模式或双蒸发器单蒸发温度制冷模式时；
检测步骤，检测所述冷凝器所在的环境温度与所述储液罐内制冷剂液体温度之间的实时温度差△T，△T＝T冷凝器-T储液罐；
判断步骤，判断△T与预设温差△T1之间的关系；
控制步骤，当△T＜△T1时，控制关闭所述电磁阀，控制打开所述增压泵，减小所述节流阀B开度；当△T≥△T1时，控制关闭所述增压泵，控制打开所述电磁阀，所述节流阀B开度根据制冷剂流量需求进行调节。
在一些实施方式中，当所述氟泵压缩制冷***为氟泵热管制冷模式时，控制调节所述节流阀A和所述节流阀B开度到最大。
本发明提供的一种氟泵压缩制冷***及其控制方法，通过四通阀、增压泵、换热件和电磁阀，将氟泵热管制冷***、热回收***、双蒸发温度制冷***和常规制冷***融合为一体，四通阀实现了高压高温制冷剂的冷凝换热件的切换；储液罐和增压泵配合控制可以利用冷凝器作为调节变量实现双蒸发温度制冷运行，从而最大限度优先满足蒸发器的制冷量和热水器的制热量，同时保证数据中心的制冷需求和外部的采暖需求；多模态机组可以适应多种运行环境；增压泵或电磁阀的开关，能实现单蒸发温度或者双蒸发温度运行。
附图说明
图1为本发明实施例的氟泵压缩制冷***的结构示意图；
图2为本发明实施例的氟泵压缩制冷***双蒸发器制冷时制冷剂的流向示意图；
图3为本发明实施例的氟泵压缩制冷***氟泵热管制冷时制冷剂的流向示意图；
图4为本发明实施例的氟泵压缩制冷***中储液罐的结构示意图。
附图标记表示为：
1、压缩机；2、冷凝器；3、储液罐；4、四通阀；5、节流阀A；6、氟泵；7、蒸发器；8、单向阀A；9、单向阀B；10、电磁阀；11、换热件；12、节流阀B；13、单向阀C；14、气液分离器；15、浮球；16、软管；17、增压泵；18、进口A；19、进口B；20、出口A；23、出口B；21、第一风机；22、第二风机。
具体实施方式
结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，提供一种氟泵压缩制冷***，包括：压缩机1、冷凝器2、储液罐3、氟泵6和蒸发器7，所述压缩机1、所述冷凝器2、所述储液罐3、所述氟泵6和所述蒸发器7连接形成空调循环回路；所述氟泵压缩制冷***还包括四通阀4和换热件11(热水器)，所述换热件11一端连通至所述四通阀4的C口，另一端连通至所述储液罐3，所述压缩机1的排气口连通至所述四通阀4的D口，所述蒸发器7连通至所述四通阀4的S口，在所述冷凝器2的一端与所述四通阀4的E口之间，连接有并联的电磁阀10和增压泵17，所述增压泵17能使流体从所述冷凝器2内流向所述四通阀4的E口。该技术方案中，油液混合体，包括：润滑油和液体制冷剂；冷凝器2适配有第一风机21，蒸发器适配有第二风机22，冷凝器和蒸发器配套的风机，仅仅是便于理解使用，并不是用于限定它们的换热型式。当采用水氟换热件11时，配套的是水泵；显然，热水器的换热型式也不是一个限定，可以根据实际需要进行恰当的设计选型。通过四通阀4、增压泵17、换热件11和电磁阀10，将氟泵热管制冷***、热回收***、双蒸发温度制冷***和常规制冷***融合为一体，四通阀4实现了高压高温制冷剂的冷凝换热件11的切换；储液罐3和增压泵17配合控制可以利用冷凝器作为调节变量实现双蒸发温度制冷运行，从而最大限度优先满足蒸发器的制冷量和热水器的制热量，同时保证数据中心的制冷需求和外部的采暖需求；多模态机组可以适应多种运行环境；增压泵17或电磁阀10的开关，能实现单蒸发温度或者双蒸发温度运行。可以实现常规制冷模式、热回收模式、双蒸发温度制冷模式和自然冷源氟泵热管制冷模式，实现一套***可应用于多种工作场景；控制模式切换的阀件非常少，无需大量的电磁阀门，通常只需调节控制1个电磁四通阀、1个电磁阀和2个节流阀，以及压缩机1、氟泵6和增压泵17，模式切换简单可靠；氟泵热管模式下，并联的节流阀A5和节流阀B12可以明显降低管道流通阻力；三管制气液分离器14可以分离储存润滑油，从而提升热管的换热效率。
在一个具体的实施例中，所述储液罐3上设置有进口A18、进口B19、出口A20和出口B23，所述冷凝器2的另一端通过第一管路连通所述进口A18，所述冷凝器2的另一端通过第二管路连通所述进口B19，所述第一管路通过所述进口A18能够伸入至所述储液罐3分层后的液体中，所述第二管路通过所述进口B19能够伸入至所述储液罐3分层后的液体中，所述出口A20和所述出口B23设置在所述储液罐3的底部，通过所述出口A20能将所述储液罐3中的含油制冷剂输送至所述蒸发器7中。该技术方案中，通过出口B23能将储液罐3中的制冷剂输送至冷凝器2中，通过储液罐3能将***中制冷剂储存，当储液罐3内的制冷剂长时间放置后，会发生油液分离，通过出口A20能将储液罐3内的含油制冷剂及时返回到***中，从而返回压缩机1，以保证压缩机1的润滑油量，防止在储液罐3内发生油液分层而滞留润滑油。通过进口A18、进口B19和出口B23，能将储液罐3中的制冷剂及时返回到***中，以保证***的制冷效果。电磁阀10优选为断电常开型式，因为在数据中心的应用场合，大部分运行模式和运行时间下要求电磁阀10所在的管路为导通状态，断电常开型的电磁阀可以节省电能、提升电磁阀10的使用寿命和可靠性；反之则优选为断电常闭型式。
在一个具体的实施例中，所述出口A20与所述蒸发器7的入口之间通过单向阀C13相连接，所述单向阀C13仅容许流体从所述储液罐3流向蒸发器7，所述出口B23连通所述氟泵6的进液口，所述氟泵6的出液口连通至所述蒸发器7的入口。具体的，所述第一管路上设置有单向阀A8和节流阀A5，所述节流阀A5位于所述第一管路上相对所述单向阀A8靠近所述储液罐3处，所述单向阀A8仅容许流体从所述冷凝器2流向节流阀A5，所述第一管路上位于所述节流阀A5与所述单向阀A8之间的位置连通所述换热件11，所述第二管路上设置有节流阀B12。该技术方案中，通过单向阀C13保证储液罐3与蒸发器7之间的流向，防止制冷剂倒流。通过单向阀A8保证所述第一管路内流体的流向，换热件11与第一管路内的流体经过节流阀A5后，均能受到节流降压的作用，通过节流阀B12，能对第二管路上流通的液体节流降压，以保证***运行稳定。压缩机1排气口连接到四通阀4的D口，四通阀4的C口顺次连接换热件11和单向阀B9，单向阀B9出口连接到节流阀A5进口，节流阀A5出口连接到储液罐3的进口A18。储液罐3的出口A20通过单向阀C13连接到蒸发器进口，储液罐3的出口B23通过氟泵6连接到蒸发器7进口，蒸发器7的出口通过气液分离器14连接到压缩机1吸气口；四通阀4的S口连接到气液分离器14的另外一个进口。
在一个具体的实施例中，所述换热件11与所述节流阀A5的进口之间通过单向阀B9相连通，所述单向阀B9仅容许流体从所述换热件11流向节流阀A5。该技术方案中，通过单向阀B9保证换热件11与所述节流阀A5之间的流向，以使换热件11内的制冷剂的流入储液罐3中。四通阀4的E口连接到增压泵17的出口和电磁阀10的进口，增压泵17的进口和电磁阀10的出口连接到冷凝器2进口，冷凝器2出口分别连接单向阀A8进口和节流阀B12，单向阀A8出口连接到节流阀A5进口，节流阀B12的另外一端连接到储液罐3的进口B19。
在一个具体的实施例中，当所述储液罐3内的润滑油密度小于制冷剂密度时，所述出口A20上设置有软管16，所述软管16的一端伸入所述储液罐3内，另一端连通所述出口A20，所述软管16的一端设置有浮球15，所述浮球15能随着所述储液罐3内部油液混合物液面高度的变化而浮动，所述储液罐3内油液分层后，所述浮球15能吸入储液罐3内的含油制冷剂，以使含油制冷剂进入所述软管16中，并通过所述出口A20输送至所述蒸发器7中。具体的，当所述储液罐3内的润滑油密度大于制冷剂密度时，所述出口A20连通所述蒸发器7的入口，出口A20设置在储液罐3的底部，以使储液罐3内的油液混合物进入所述蒸发器7中。该技术方案中，浮球15的主要作用是收集含油制冷剂(富油制冷剂液体)，可以使得储液罐3内的含油制冷剂尽快返回压缩机1吸气口，防止在储液罐3内发生油液分层而滞留润滑油。当所述储液罐3内的润滑油密度大于制冷剂密度时，无需设计浮球和软管，通过出口A20可直接取得含油制冷剂(富油制冷剂液体)，从而使得储液罐3内的含油制冷剂尽快返回压缩机1吸气口，防止在储液罐3内发生油液分层而滞留润滑油。储液罐3的进口A18和进口B19分别连通到储液罐3内的底部，储液罐3内具备有比润滑油和制冷剂液体密度都要小的浮球15和软管16，浮球15上分布有多个进液口，浮球15通过软管连接到储液罐3底部的出口A20，储液罐3的底部还具有另外一个出口B23。当设计采有小密度润滑油大密度制冷剂时，浮球15的主要作用是收集含油制冷剂液体，可以使得储液罐3内的含油制冷剂尽快返回压缩机1吸气口，防止在储液罐3内发生油液分层而滞留润滑油。当设计采有大密度润滑油小密度制冷剂时，则无需设计浮球和软管，出口A20与出口B23一样连通储液罐3内的底部即可取得富油制冷剂液体。
在一个具体的实施例中，所述换热件11上设置有进水口和出水口，所述进水口进入的水能与所述换热件11内的制冷剂换热，换热后的水能通过所述出水口排出，换热后的制冷剂流入所述储液罐3中。该技术方案中，换热件11通过进水口流进的水，实现对换热件11内制冷剂的换热，通过出水口排出换热后的水，能实现热回收，水与热水器换热，产生热水可以用于其它用途。换热件11把高温高压的制冷剂气体冷凝相变成常温高压的制冷剂液体。因为是用水与热水器换热，产生热水可以用于其它用途，本发明中，换热后的热水可以引到冷却塔去散热，就相当于具备了风冷式冷却和冷却塔冷却两种冷凝器换热型式。
在一个具体的实施例中，所述蒸发器7的出气口连通有气液分离器14，所述气液分离器14包括第一进口、第二进口和排出口，所述第一进口连通蒸发器7，所述第二进口连通至所述四通阀4的S口，所述排出口连通所述压缩机1的吸气口。该技术方案中，通过气液分离器14将***内的油液混合物气液分离、存储，使得热管***时，***内的润滑油含量降低，有利于热管提高换热效率。
本发明还提供上述一种氟泵压缩制冷***的控制方法，其包括：所述氟泵压缩制冷***包括压缩制冷模式、单蒸发器制冷模式、双蒸发器双蒸发温度制冷模式、双蒸发器单蒸发温度制冷模式和氟泵热管制冷模式；
当包括节流阀A5和节流阀B12时，
判断步骤，判断所述氟泵压缩制冷***当前的模式；
控制步骤，当所述氟泵压缩制冷***为压缩制冷模式时，控制关闭所述增压泵17，控制打开或关闭所述氟泵6，控制打开所述电磁阀10、所述节流阀A5和所述节流阀B12，使所述四通阀4的D口与E口导通，C口和S口导通；
当所述氟泵压缩制冷***为单蒸发器制冷模式时，控制关闭节流阀B12、所述电磁阀10和所述增压泵17，使所述四通阀4的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开或关闭所述氟泵6，控制打开所述节流阀A5；
当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器双蒸发温度制冷模式时，控制关闭所述电磁阀10，控制打开或关闭所述氟泵6，使所述四通阀4的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A5、所述节流阀B12和所述增压泵17；
当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器单蒸发温度制冷模式时，控制关闭所述增压泵17，控制打开或关闭所述氟泵6，使所述四通阀4的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A5、所述节流阀B12和所述电磁阀10；
当所述氟泵压缩制冷***为氟泵热管制冷模式时，控制关闭所述增压泵17，控制打开所述氟泵6，使所述四通阀4的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A5、所述节流阀B12和所述电磁阀10。
该技术方案中，所述氟泵压缩制冷***包括5种运行模式，机组的附加值高；采用压缩制冷模式下的低压段布置氟泵，可以实现氟桶压缩制冷运行，即通过氟泵增压分配低压制冷剂液体供应到多个蒸发器使用，从而可以实现超长蒸发管路的设计布置；保证数据中心的制冷需求和外部的采暖需求；多模态机组可以适应多种运行环境。
常规压缩制冷模式下制冷剂流向为，压缩机1→四通阀4DE→电磁阀10→冷凝器2→节流阀B12(和/或单向阀A8→节流阀A5)→储液罐3→单向阀C13(或氟泵6)→蒸发器7→气液分离器14→压缩机7；压缩机1工作，氟泵6和增压泵17停止；电磁阀10打开，电磁四通阀4通电实现换向运行，DE导通且CS导通；为了控制方便，仅用一个节流阀实施节流膨胀降压即可，氟泵可以根据实际情况开启，提升制冷剂流量。
热回收单蒸发器制冷模式下制冷剂流向为，压缩机1→四通阀4DC→换热件11→单向阀B9→节流阀A5→储液罐3→单向阀C13(或氟泵6)→蒸发器7→气液分离器14→压缩机1；压缩机1工作，氟泵6和增压泵17停止；电磁阀10关闭，电磁四通阀4断电不换向，DC导通且ES导通；节流阀B12关闭，氟泵6可以根据实际情况开启，提升制冷剂流量。
热回收双蒸发器双蒸发温度制冷模式下制冷剂流向为，压缩机1→四通阀4DC→换热件11→单向阀B9→节流阀A5→储液罐3→【(单向阀C13(或氟泵6)→蒸发器7)+(节流阀B12→冷凝器2→增压泵17→四通阀4ES)】→气液分离器14→压缩机1，压缩机1和增压泵17工作，氟泵6停止；电磁阀10关闭，电磁四通阀4断电不换向，DC导通且ES导通；氟泵6也可以根据实际情况开启，提升制冷剂流量。
热回收双蒸发器单蒸发温度制冷模式下制冷剂流向为，压缩机1→四通阀4DC→换热件11→单向阀B9→节流阀A5→储液罐3→【(单向阀C13(或氟泵6)→蒸发器7)+(节流阀B12→冷凝器2→电磁阀10→四通阀4ES)】→气液分离器14→压缩机1，压缩机1工作，氟泵6和增压泵17停止；电磁阀10打开，电磁四通阀4断电不换向，DC导通且ES导通；氟泵6和/或增压泵17可以根据实际情况开启，提升制冷剂流量。
氟泵热管制冷模式下制冷剂流向为，氟泵6→蒸发器7→气液分离器14→四通阀4SE→电磁阀10→冷凝器2→【(单向阀A8→节流阀A5)+(节流阀B12)】→储液罐3→氟泵6，氟泵6工作，压缩机1和增压泵17停止；电磁阀10打开，电磁四通阀4断电不换向，DC导通且ES导通。
在一个具体的实施例中，当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器双蒸发温度制冷模式或双蒸发器单蒸发温度制冷模式时；
检测步骤，检测所述冷凝器2所在的环境温度与所述储液罐3内制冷剂液体温度之间的实时温度差△T，△T＝T冷凝器-T储液罐；
判断步骤，判断△T与预设温差△T1之间的关系；
控制步骤，当△T＜△T1时，控制关闭所述电磁阀10，控制打开所述增压泵17，减小所述节流阀B12开度；当△T≥△T1时，控制关闭所述增压泵17，控制打开所述电磁阀10，所述节流阀B12开度根据制冷剂流量需求进行调节。
该技术方案中，根据储液罐3内制冷剂液体温度和冷凝器2外部环境温度的大小关系来判断，从而决定增压泵17或者电磁阀10的开关，从而实现单蒸发温度或者双蒸发温度运行，提升极端情况下的运行稳定性。电磁四4通阀实现高压高温制冷剂的冷凝换热件11的切换；双节流阀、储液罐3和增压泵配合控制可以利用冷凝器2作为调节变量实现双蒸发温度制冷运行，从而最大限度优先满足蒸发器的制冷量和热水器的制热量，同时保证数据中心的制冷需求和外部的采暖需求；多模态机组可以适应多种运行环境；采用“换热件+双蒸发器(蒸发器+冷凝器)”运行模式时，根据储液罐3内制冷剂液体温度和冷凝器2外部环境温度的大小关系来判断，从而决定增压泵17或者电磁阀10的开关，从而实现单蒸发温度或者双蒸发温度运行；氟泵6热管模式下，并联的节流阀可以降低管道流通阻力；气液分离器14在此模式下相当于油分离器，可以分离储存润滑油，从而提升热管的换热效率。当△T＜△T1时，则需要采用双蒸发温度运行。因为低温低压制冷剂温度与冷凝器2所在的环境温度差别不大，蒸发换热的驱动力不足，此时需要降低冷凝器2处的蒸发温度，故增压泵开启同时节流阀B12开度减小对储液罐3内流经节流阀B12的制冷剂液体再次膨胀降温降压，增压泵17可以提升压力和流量。当△T≥△T1时，则不需要采用双蒸发温度运行，故此时增压泵17可以关闭。当增压泵17关闭并且电磁阀10打开时，则热回收双蒸发器双蒸发温度制冷模式转换为“并联双蒸发器实现单蒸发温度”运行，此时冷凝器2与蒸发器7并联，节流阀B12主要用于制冷剂流量调节。
在一个具体的实施例中，当所述氟泵压缩制冷***为氟泵热管制冷模式时，控制调节所述节流阀A5和所述节流阀B12开度到最大。
该技术方案中，避免节流阀A5和所述节流阀B12处消耗太多的氟泵扬程；此时的气液分离器14相当于油分离器，有利于***内流通的制冷剂把润滑油带回到气液分离器14内分离、储存，则热管***内的润滑油含量降低，有利于热管提高换热效率。本发明氟泵压缩制冷***采用“电磁四通阀+单向阀+电磁阀+节流阀+氟泵”的技术方案实现了高达5种运行模式，机组的附加值高；采用压缩制冷模式下的低压段布置氟泵6，可以实现储液罐3压缩制冷运行，即通过氟泵6增压分配低压制冷剂液体供应到多个蒸发器使用，从而可以实现超长蒸发管路的设计布置；整个***设计仅需采用1个电磁阀，控制器硬件和软件简单可靠，模式切换简单；采用增压泵设计可以实现双蒸发温度运行；3管制多功能气液分离器具备油分离器功能，在氟泵热管模式下可以把润滑油储存到气液分离器，防止热管***内流动过多的润滑油，影响热管的换热效率。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：包括氟泵压缩制冷***，所述氟泵压缩制冷***包括，压缩机(1)、冷凝器(2)、储液罐(3)、氟泵(6)和蒸发器(7)，所述压缩机(1)、所述冷凝器(2)、所述储液罐(3)、所述氟泵(6)和所述蒸发器(7)连接形成空调循环回路；
所述氟泵压缩制冷***还包括四通阀(4)和换热件(11)，所述换热件(11)一端连通至所述四通阀(4)的C口，另一端连通至所述储液罐(3)，所述压缩机(1)的排气口连通至所述四通阀(4)的D口，所述蒸发器(7)连通至所述四通阀(4)的S口，在所述冷凝器(2)的一端与所述四通阀(4)的E口之间，连接有并联的电磁阀(10)和增压泵(17)，所述增压泵(17)能使流体从所述冷凝器(2)内流向所述四通阀(4)的E口；所述储液罐(3)上设置有进口A(18)、进口B(19)、出口A(20)和出口B(21)，所述冷凝器(2)的另一端通过第一管路连通所述进口A(18)，所述冷凝器(2)的另一端通过第二管路连通所述进口B(19)，所述第一管路通过所述进口A(18)能够伸入至所述储液罐(3)分层后的液体中，所述第二管路通过所述进口B(19)能够伸入至所述储液罐(3)分层后的液体中，所述出口A(20)和所述出口B(21)设置在所述储液罐(3)的底部，通过所述出口A(20)能将所述储液罐(3)中的含油制冷剂输送至所述蒸发器(7)中；所述第一管路上设置有单向阀A(8)和节流阀A(5)，所述节流阀A(5)位于所述第一管路上相对所述单向阀A(8)靠近所述储液罐(3)处，所述单向阀A(8)仅容许流体从所述冷凝器(2)流向节流阀A(5)，所述第一管路上位于所述节流阀A(5)与所述单向阀A(8)之间的位置连通所述换热件(11)，所述第二管路上设置有节流阀B(12)；所述氟泵压缩制冷***包括压缩制冷模式、单蒸发器制冷模式、双蒸发器双蒸发温度制冷模式、双蒸发器单蒸发温度制冷模式和氟泵热管制冷模式；
所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，包括以下步骤
判断步骤，判断所述氟泵压缩制冷***当前的模式；
控制步骤，当所述氟泵压缩制冷***为压缩制冷模式时，控制关闭所述增压泵(17)，控制打开或关闭所述氟泵(6)，控制打开所述电磁阀(10)、所述节流阀A(5)和所述节流阀B(12)，使所述四通阀(4)的D口与E口导通，C口和S口导通；
当所述氟泵压缩制冷***为单蒸发器制冷模式时，控制关闭节流阀B(12)、所述电磁阀(10)和所述增压泵(17)，使所述四通阀(4)的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开或关闭所述氟泵(6)，控制打开所述节流阀A(5)；
当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器双蒸发温度制冷模式时，控制关闭所述电磁阀(10)，控制打开或关闭所述氟泵(6)，使所述四通阀(4)的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A(5)、所述节流阀B(12)和所述增压泵(17)；
当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器单蒸发温度制冷模式时，控制关闭所述增压泵(17)，控制打开或关闭所述氟泵(6)，使所述四通阀(4)的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A(5)、所述节流阀B(12)和所述电磁阀(10)；
当所述氟泵压缩制冷***为氟泵热管制冷模式时，控制关闭所述增压泵(17)，控制打开所述氟泵(6)，使所述四通阀(4)的D口与C口导通，E口和S口导通，控制打开所述节流阀A(5)、所述节流阀B(12)和所述电磁阀(10)。
2.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：所述出口A(20)与所述蒸发器(7)的入口之间通过单向阀C(13)相连接，所述单向阀C(13)仅容许流体从所述储液罐(3)流向蒸发器(7)，所述出口B(21)连通所述氟泵(6)，所述氟泵(6)连通至所述蒸发器(7)的入口。
3.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：所述换热件(11)与所述节流阀A(5)的进口之间通过单向阀B(9)相连通，所述单向阀B(9)仅容许流体从所述换热件(11)流向节流阀A(5)。
4.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：当所述储液罐(3)内的润滑油密度小于制冷剂密度时，所述出口A(20)上设置有软管(16)，所述软管(16)的一端伸入所述储液罐(3)内，另一端连通所述出口A(20)，所述软管(16)的一端设置有浮球(15)，所述浮球(15)能随着所述储液罐(3)内部油液混合物液面高度的变化而浮动，所述储液罐(3)内油液分层后，所述浮球(15)能吸入储液罐(3)内的含油制冷剂，以使含油制冷剂进入所述软管(16)中，并通过所述出口A(20)输送至所述蒸发器(7)中。
5.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：当所述储液罐(3)内的润滑油密度大于制冷剂密度时，所述出口A(20)连通所述蒸发器(7)的入口，以使储液罐(3)内的含油制冷剂进入所述蒸发器(7)中。
6.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：所述换热件(11)上设置有进水口和出水口，所述进水口进入的水能与所述换热件(11)内的制冷剂换热，换热后的水能通过所述出水口排出，换热后的制冷剂流入所述储液罐(3)中。
7.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：所述蒸发器(7)的出气口连通有气液分离器(14)，所述气液分离器(14)包括第一进口、第二进口和排出口，所述第一进口连通蒸发器(7)，所述第二进口连通至所述四通阀(4)的S口，所述排出口连通所述压缩机(1)的吸气口。
8.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：
当所述氟泵压缩制冷***为双蒸发器双蒸发温度制冷模式或双蒸发器单蒸发温度制冷模式时；
检测步骤，检测所述冷凝器(2)所在的环境温度与所述储液罐(3)内制冷剂液体温度之间的实时温度差△T，△T＝T冷凝器-T储液罐；
判断步骤，判断△T与预设温差△T1之间的关系；
控制步骤，当△T＜△T1时，控制关闭所述电磁阀(10)，控制打开所述增压泵(17)，减小所述节流阀B(12)开度；当△T≥△T1时，控制关闭所述增压泵(17)，控制打开所述电磁阀(10)，所述节流阀B(12)开度根据制冷剂流量需求进行调节。
9.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷***的控制方法，其特征在于：当所述氟泵压缩制冷***为氟泵热管制冷模式时，控制调节所述节流阀A(5)和所述节流阀B(12)开度到最大。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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