本實用新型涉及數(shù)據中心制冷空調技術領域,尤其涉及一種多聯(lián)空調系統(tǒng)。
背景技術:
空調機組用于調節(jié)室內溫度,其中的室內機組為用戶的使用終端。當前現(xiàn)有的直膨系統(tǒng),由于不能多聯(lián),一臺室外機組連接一臺室內機組,室外機數(shù)量多,系統(tǒng)復雜且龐大,需要的室外機占地面積大;若室外機集中放置,會造成熱島效應,嚴重影響制冷效果,安裝耗費時間、成本。而采用現(xiàn)有技術中的多聯(lián)空調機組,為解決回油問題,需額外增加冷媒分配器,由此增加了機房室內的占地面積,降低機房使用率;而若采用現(xiàn)有技術中的中央空調水冷系統(tǒng)時,則存在冷凍水進入數(shù)據中心室內,系統(tǒng)復雜,造價較高,初期投資大,且其附件多如補水閥、排氣閥等,維護成本高,經濟性差。
除上述之外,針對數(shù)據中心,其機房內普遍存在IT負載不均勻、初期幾年內IT低負載、局部高熱的負載變化、顯冷量小所導致的機柜散熱不佳、以及不同的機柜負荷冷卻差異大以及空調系統(tǒng)全年變工況運行等問題,并且機房局部過熱就要降低整個機房溫度,會造成能耗極大浪費。
技術實現(xiàn)要素:
(一)要解決的技術問題
本實用新型的目的是:提供一種結構簡單、占地面積小且能有效降低生產成本的多聯(lián)空調系統(tǒng),以解決現(xiàn)有的應用于數(shù)據中心的機房空調存在系統(tǒng)復雜、占用空間大及經濟性差的問題。
(二)技術方案
為了解決上述技術問題,本實用新型提供了一種多聯(lián)空調系統(tǒng),其包括主控制器、一個室外機組單元及多個并聯(lián)設置的室內機組單元,每個所述室內機組單元均通過制冷劑管路與所述室外機組單元連接;所述室外機組單元包括相互連接的壓縮機和冷凝器,所述壓縮機與所述主控制器電信號連接;每個所述室內機組單元均包括至少兩個并聯(lián)設置的室內機組,每個所述室內機組均包括電子膨脹閥及與所述電子膨脹閥連接的第一控制器,所述第一控制器與所述主控制器電信號連接。
其中,所述室外機組單元還包括與所述冷凝器連接的第二控制器,所述第二控制器與所述主控制器電信號連接。
其中,所述室外機組單元還包括設于所述冷凝器上的溫度探測器,所述溫度探測器與所述第二控制器電信號連接,用于檢測室外溫度。
其中,每個所述室內機組均還包括用于檢測室內溫度的紅外測溫儀,所述紅外測溫儀與所述第一控制器電信號連接。
其中,所述每個所述室內機組均還包括用于檢測室內回風溫度的回風氣流溫濕度采集探頭,所述回風氣流溫濕度采集探頭與所述第一控制器電信號連接。
其中,所述壓縮機為變容量壓縮機。
其中,所述室內機組的安裝方式為頂置式或列間式或地板嵌入式。
(三)有益效果
本實用新型的上述技術方案具有如下優(yōu)點:本實用新型提供了一種多聯(lián)空調系統(tǒng),其包括主控制器、一個室外機組單元及多個并聯(lián)設置的室內機組單元,每個室內機組單元均通過制冷劑管路與室外機組單元連接;室外機組單元包括相互連接的壓縮機和冷凝器,壓縮機與主控制器電信號連接;每個室內機組單元均包括至少兩個并聯(lián)設置的室內機組,每個室內機組均包括電子膨脹閥及與電子膨脹閥連接的第一控制器,第一控制器與主控制器電信號連接,結構簡單,安裝簡便。運行時,主控器根據檢測壓縮機的積累時間信息及低頻下運行單次時間信息,將回油管理命令發(fā)送至第一控制器中,第一控制器根據上述回油管理命令來調節(jié)各個室內機組中的電子膨脹閥的開合度,有效解決了直膨系統(tǒng)的回油問題和制冷劑分配的難題,無需設置冷媒分配器,占用空間小且降低了投資成本、安裝成本,經濟性好,同時采用本申請?zhí)峁┑亩嗦?lián)空調系統(tǒng)可適用于不同類型的壓縮機,適用范圍廣;另外,室內機組的數(shù)量可以根據實際使用情況進行靈活調節(jié),從而滿足多變的用戶需求,實用性強,利于進行標準化生產及推廣。
附圖說明
圖1是本實用新型一種多聯(lián)空調系統(tǒng)實施例的多聯(lián)空調系統(tǒng)的結構框圖;
圖2是本實用新型一種多聯(lián)空調系統(tǒng)實施例的冷凝器的結構框圖;
圖3是本實用新型一種多聯(lián)空調系統(tǒng)實施例的室內機組的結構框圖;
圖4是本實用新型一種多聯(lián)空調系統(tǒng)實施例的多聯(lián)空調系統(tǒng)的運行控制方法的流程圖。
圖中:1:壓縮機;2:冷凝器;21:溫度探測器;3:電磁閥;4:干燥過濾器;5:液鏡;6:岐型管;7:室內機組;71:電子膨脹閥;72:紅外測溫儀;73:回風氣流溫濕度采集探頭;8:氣液分離器。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
一方面,如圖1至圖3所示,本實用新型實施例提供了一種多聯(lián)空調系統(tǒng),其包括主控制器、一個室外機組單元及多個并聯(lián)設置的室內機組單元,在本實施例中,多個并聯(lián)設置的室內機組單元通過岐型管6連接,以實現(xiàn)一臺室外機帶動多臺室內機并行運轉;每個室內機組單元均通過制冷劑管路與室外機組單元連接;室外機組單元包括相互連接的壓縮機1和冷凝器2,壓縮機1與主控制器電信號連接,主控制器用于檢測壓縮機1在運行過程中的積累時間信息及低頻下運行單次時間信息,將回油管理命令發(fā)送至第一控制器中;每個室內機組單元均包括至少兩個并聯(lián)設置的室內機組7,其中,室內機組7的數(shù)量可以根據實際使用情況進行靈活調節(jié),從而滿足多變的用戶需求;每個室內機組7均包括電子膨脹閥71及與電子膨脹閥71連接的第一控制器,第一控制器與主控制器電信號連接,第一控制器用于接收上述主控制器發(fā)出的回油管理命令,并根據上述命令信息對室內機組7的電子膨脹閥71的開合度進行控制,以使得電子膨脹閥71的開合度與壓縮機1的運行參數(shù)相匹配,進而有效解決了解決了直膨系統(tǒng)的回油問題和制冷劑分配的難題,無需額外設置冷媒分配器,占地面積小,同時且降低了投資成本、安裝成本,經濟性好。
在本實施例中,每個室內機組7的第一控制器均采用獨立的電路板,以控制每個室內機組7的電子膨脹閥71進行適時適量的提供制冷,以達到給數(shù)據中心機房IT負載提供實時按需冷卻的目的。其中,采用電子膨脹閥71,以實現(xiàn)精確制冷。
在本實施例中,優(yōu)選地,為提高外聯(lián)空調系統(tǒng)的運行效率和使用壽命,冷凝器2采用風冷冷凝器;風冷冷凝器與室內機組7的進口端之間的制冷劑管路上還依次設置有電磁閥3、干燥過濾器4及液鏡5;室內機組7的進口端與壓縮機1之間的制冷劑管路上設有氣液分離器8;特別的,當壓縮機1選用變頻壓縮機時,在制冷劑管路上還可設有油分離器,此時,油分離器設于壓縮機1與冷凝器2之間。具體地,本申請?zhí)峁┑亩嗦?lián)空調系統(tǒng)的循環(huán)工質采用環(huán)保型工質;循環(huán)工質被壓縮機1壓縮為高溫的過熱蒸汽;再進入風冷冷凝器放出熱量;冷凝后的高壓液態(tài)循環(huán)工質先經過干燥過濾器4,再經岐型管6系統(tǒng)將循環(huán)工質送入并聯(lián)的各個室內機組7中的電子膨脹閥71膨脹節(jié)流;節(jié)流后的循環(huán)工質進入室內機組7,并被室內機組調速風機送風與數(shù)據機房IT負載換熱后變成低壓蒸汽;最后低壓循環(huán)工質蒸汽經過氣液分離器8被壓縮機1吸入,不斷進行循環(huán)。
進一步地,室外機組單元還包括與冷凝器2連接的第二控制器,第二控制器與主控制器電信號連接,第二控制器用于控制冷凝器2的運行狀態(tài);室外機組單元還包括設于冷凝器2上的溫度探測器21,溫度探測器21與第二控制器電信號連接,用于檢測室外溫度。
具體地,在本實施例中,冷凝器2上還可設有EC調速冷凝風機,第二控制器通過溫度探測器21提供的檢測參數(shù),來控制冷凝器2及EC調速冷凝風機的運行,并實時反饋給主控制器進行優(yōu)化計算,主控制器根據優(yōu)化計算結果調整壓縮機1的輸出值。
進一步地,每個室內機組7均還包括用于檢測室內溫度的紅外測溫儀72,紅外測溫儀72與第一控制器電信號連接,紅外測溫儀72將測得的室內溫度發(fā)送至第一控制器中,第一控制器上傳上述信號給主控制器,由主控制器將接收到的各個室內機組7檢測到的室內溫度值累加后進行平均計算,得到的室內平均溫度值;每個室內機組7均還包括用于檢測室內回風溫度的回風氣流溫濕度采集探頭73,回風氣流溫濕度采集探頭73與第一控制器電信號連接,回風氣流溫濕度采集探頭73將測得的室內回風溫度發(fā)送至第一控制器中,第一控制器上傳上述信號給主控制器,由主控制器將接收到的各個室內機組7檢測到的室內回風溫度值累加后進行平均計算,得到的室內平均回風溫度值。
優(yōu)選地,壓縮機1為變容量壓縮機。在本實施例中,本申請采用磁懸浮離心機作為空調系統(tǒng)的變容量壓縮機來給數(shù)據中心機房中的空調多聯(lián)系統(tǒng)室內制冷末端供應循環(huán)制冷工質的壓縮裝置,來達到空調系統(tǒng)高效率變工況運行以及制冷系統(tǒng)無潤滑油回油管理運行的目的。
優(yōu)選地,室內機組7的安裝方式為頂置式或列間式或地板嵌入式。在本實施例中,室內機組7的安裝方式為頂置式,一方面減小了占地面積,機房內每列可多增加機柜的裝機容量,增加了裝機率;另一方面頂置式模塊機安裝的回風附件(熱通道吸氣風管)就可以避免冷空氣送風混流等問題,提高了機房內的散熱效率。
采用本申請?zhí)峁┑膽糜跀?shù)據中心的多聯(lián)空調系統(tǒng),與傳統(tǒng)數(shù)據中心機房大型空調系統(tǒng)相比,節(jié)能高效、節(jié)省占地,節(jié)水并避免水系統(tǒng)的架構復雜、運維繁瑣等弊端,可實施模塊化建設模式;同時還可以適時適量的按需冷卻數(shù)據中心機房IT負載,可以適應全年變工況節(jié)能運行。
本申請?zhí)峁┑亩嗦?lián)空調系統(tǒng),通過設有主控制器及分別與主控制器電信號連接的第一控制器及第二控制器,使得主控制能通過通訊纜線實現(xiàn)采集各個室內機組的運行參數(shù),通訊纜線實現(xiàn)采集各個室內機組的運行參數(shù),并通過通訊纜線實現(xiàn)采集室外機組中冷凝器的運行參數(shù),綜合室內機組及室外機組中冷凝器的運行參數(shù),調整壓縮機的輸出值,以達到數(shù)據中心多聯(lián)空調系統(tǒng)在全年變工況狀態(tài)下運行更加節(jié)能高效;同時,本申請?zhí)峁┑亩嗯_并行運轉的多聯(lián)空調系統(tǒng)中的主控制器通過通訊纜線實現(xiàn)具備互為備份的功能,以達到數(shù)據中心具有備機的功能,并使得多聯(lián)空調系統(tǒng)均處于熱備份、低負載的運行工況,利于進一步地提高多聯(lián)空調系統(tǒng)的運行效率。
另一方面,如圖4,本實用新型實施例還提供了一種多聯(lián)空調系統(tǒng)的運行控制方法,其包括:
步驟S1、獲取多聯(lián)空調系統(tǒng)中壓縮機1的初步輸出量;
具體地,在本實施例中,通過主控制器來獲取多聯(lián)空調系統(tǒng)中壓縮機1的初步輸出量;其中,壓縮機1的初步輸出量包括壓縮機1的運行頻率。
步驟S2、獲取多聯(lián)空調系統(tǒng)的實際冷卻需求量,其中,實際冷卻需求量包括多聯(lián)空調系統(tǒng)中所有室內機組單元的冷卻需求量之和及多聯(lián)空調系統(tǒng)中室外機組單元與室外大氣環(huán)境的散熱修正量;
具體地,在本實施例中,通過第一控制器獲取多聯(lián)空調系統(tǒng)中所有室內機組單元的冷卻需求量,并將冷卻需求量上傳給主控制器,通過主控制器計算所有室內機組單元的冷卻需求量之和;通過第二控制器獲取多聯(lián)空調系統(tǒng)中室外機組單元與室外大氣環(huán)境的散熱修正量;多聯(lián)空調系統(tǒng)的實際冷卻需求量為所有室內機組單元的冷卻需求量之和與室外機組單元與室外大氣環(huán)境的散熱修正量之和。
步驟S3、當檢測獲知壓縮機的初步輸出量與實際冷卻需求量不匹配時,調節(jié)壓縮機1的輸出容量或運行頻率,并使得調節(jié)后的壓縮機1的輸出量與實際冷卻需求量的差值不大于預設閾值。
具體地,第一控制器和第二控制器分別將所有室內機組單元的冷卻需求量及室外機組單元與室外大氣環(huán)境的散熱修正量發(fā)送至主控制器中,第一控制器上傳給主控制器的室內機組單元的冷卻需求量由主控制器進行累加得出所有室內機組單元的冷卻需求量之和,再與室外機組單元與室外大氣環(huán)境的散熱修正量相加,得出空調系統(tǒng)的實際冷卻需求量;當主控制器判斷獲知實際冷卻需求量大于壓縮機1當前的初步輸出量時,則主控制器調高壓縮機1的運行頻率或增大輸出容量;若實際冷卻需求量小于壓縮機1當前的輸出量時,則主控制器調低壓縮機1的運行頻率或減小輸出容量,直至調節(jié)后的壓縮機1的輸出量與實際冷卻需求量的差值不大于預設閾值為止。其中,預設閾值可根據實際實施條件進行靈活調節(jié)。
進一步地,獲取多聯(lián)空調系統(tǒng)的實際冷卻需求量具體包括:
首先,檢測并獲取當前的室內平均溫度值、室內平均回風溫度值及室外溫度值;具體地,室內平均溫度值通過下述方式獲得:紅外測溫儀72將測得的室內溫度發(fā)送至第一控制器中,第一控制器將接收到的各個室內機組7檢測到的室內溫度值傳給主控制器,由主控制器進行累加后進行平均計算,以得到室內平均溫度值;類似的,室內平均回風溫度值通過下述方式獲得:回風氣流溫濕度采集探頭73將測得的室內回風溫度發(fā)送至第一控制器中,第一控制器將接收到的各個室內機組7檢測到的室內回風溫度值傳給主控制器,由主控制器進行累加后進行平均計算,以得到室內平均回風溫度值;室外溫度值則通過設于冷凝器2上的溫度探測器21檢測獲得。
其次,計算并獲取室內平均溫度值與室內預設溫度值的第一差率值、室內平均回風溫度值與室內預設回風溫度值的第二差率值及室外溫度值與室外預設溫度值的第三差率值;具體地,第一控制器將獲取的室內溫度值、室內回風溫度值上傳給主控制器,由主控制器進行累加后計算得到第一差率值及第二差率值,第二控制器將計算得到的第三差率值發(fā)送至主控制器中,以為后續(xù)計算實際冷卻需求量做好準備工作。
最后,根據預建立的加權計算公式對第一差率值、第二差率值及第三差率值進行計算,得到實際冷卻需求量。其中,當?shù)谝徊盥手?、第二差率值及第三差率值之和為正?shù)時,則需調高壓縮機1的運行頻率或增大輸出容量;當?shù)谝徊盥手?、第二差率值及第三差率值之和為負?shù)時,則需調低壓縮機1的運行頻率或減小輸出容量。
具體地,在本實施例中,加權計算公式為:
Q=(x×β0+y×β1+z×β2)×Q0
式中,Q為實際冷卻需求量;x為第一差率值;y為第二差率值;z為第三差率值;Q0為預設制冷量,可根據實際實施條件進行調整;β0、β1、β2均為加權系數(shù),為常數(shù),具體可根據實際實施條件進行靈活設置。
其中,第一差率值的計算公式為:
x=(x1-x0)/a
式中,x1為當前的室內平均溫度值;x0為室內預設溫度值;a為第一預設斜率值;
第二差率值的計算公式為:
y=(y1-y0)/b
式中,y1為當前的室內平均回風溫度值;y0為室內預設回風溫度值;b為第二預設斜率值;
第三差率值的計算公式為:
z=(z1-z0)/c
式中,z1為當前的室外溫度值;z0為室外預設溫度值;c為第三預設斜率值。
特別的,第一預設斜率值a、第二預設斜率值b及第三預設斜率值c均為常數(shù),具體可根據實際實施條件進行靈活設置。
綜上所述,本實用新型提供了一種多聯(lián)空調系統(tǒng),其包括主控制器、一個室外機組單元及多個并聯(lián)設置的室內機組單元,每個室內機組單元均通過制冷劑管路與室外機組單元連接;室外機組單元包括相互連接的壓縮機和冷凝器,壓縮機與主控制器電信號連接;每個室內機組單元均包括至少兩個并聯(lián)設置的室內機組,每個室內機組均包括電子膨脹閥及與電子膨脹閥連接的第一控制器,第一控制器與主控制器電信號連接,結構簡單,安裝簡便。運行時,主控器根據檢測壓縮機的積累時間信息及低頻下運行單次時間信息,將回油管理命令發(fā)送至第一控制器中,第一控制器根據上述回油管理命令來調節(jié)各個室內機組中的電子膨脹閥的開合度,有效解決了直膨系統(tǒng)的回油問題和制冷劑分配的難題,無需設置冷媒分配器,占用空間小且降低了投資成本、安裝成本,經濟性好,同時采用本申請?zhí)峁┑亩嗦?lián)空調系統(tǒng)可適用于不同類型的壓縮機,適用范圍廣;另外,室內機組的數(shù)量可以根據實際使用情況進行靈活調節(jié),從而滿足多變的用戶需求,實用性強,利于進行標準化生產及推廣。
最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。