組合式空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種組合式空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，伴隨信息產(chǎn)業(yè)數(shù)字化建設(shè)以及家電智能化的快速發(fā)展，機房、基站的數(shù)量迅速增加，由于數(shù)據(jù)中心顯熱負荷大、圍護結(jié)構(gòu)封閉，則機房、基站的空調(diào)系統(tǒng)需一年四季全天候運行，而相關(guān)工作人員的房間空調(diào)系統(tǒng)則主要用于冬季制熱和夏季制冷，據(jù)統(tǒng)計機房、基站空調(diào)的能耗占其總能耗的40 %以上；具體而目，現(xiàn)有機房、基站中用于散熱的空調(diào)系統(tǒng)與房間空調(diào)系統(tǒng)的運行過程相對獨立，在秋冬季節(jié)，房間空調(diào)系統(tǒng)主要處于制熱工作狀態(tài)，則房間空調(diào)系統(tǒng)的室外機主要向外界輸送冷量，而現(xiàn)有機房、基站中用于散熱的空調(diào)系統(tǒng)無法利用該部分冷量和室外環(huán)境中的冷源用于機房內(nèi)降溫，這降低了產(chǎn)品對能源的利用率，同時，也增加了機房、基站中用于散熱的空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生冷量的負擔(dān)，從而相對提高了機房、基站中用于散熱的空調(diào)系統(tǒng)的能耗，進而降低了產(chǎn)品的市場推廣力度，且對于空調(diào)系統(tǒng)而言，還存在低溫啟動、潤滑、能量調(diào)節(jié)等使用可靠性問題，不利于產(chǎn)品的市場競爭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題至少之一，本發(fā)明的一個目的在于提供一種能源利用率高、使用能耗低的組合式空調(diào)系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于上述組合式空調(diào)系統(tǒng)的控制方法。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明第一方面實施例提供了一種組合式空調(diào)系統(tǒng)，用于對房間和機房進行溫度調(diào)節(jié)，包括:房間空調(diào)系統(tǒng)和與所述房間空調(diào)系統(tǒng)連接的機房空調(diào)系統(tǒng)；其中，所述機房空調(diào)系統(tǒng)包括:機房壓縮機，所述機房壓縮機具有出氣口和進氣口 ；冷凝器，所述冷凝器的入口與所述出氣口相連通；第一制冷閥體，所述第一制冷閥體的一端口與所述進氣口連通；第一熱管閥體，所述第一熱管閥體的一端口與所述冷凝器的入口連通；儲液罐，所述儲液罐的入口與所述冷凝器的出口連通；第二制冷閥體，所述第二制冷閥體的一端口與所述儲液罐的出口連通；第二熱管閥體，所述第二熱管閥體的一端口與所述儲液罐的出口連通；機房節(jié)流裝置，所述機房節(jié)流裝置的入口與所述第二制冷閥體的另一端口連通；泵體，所述泵體的入口與所述第二熱管閥體的另一端口連通；蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器設(shè)置在機房內(nèi)，且所述蒸發(fā)器的入口分別與所述泵體的出口和所述機房節(jié)流裝置的出口連通，出口分別與所述第一制冷閥體的另一端口和所述第一熱管閥體的另一端口連通；旁通閥，所述旁通閥的入口與所述蒸發(fā)器的出口連通，出口與所述儲液罐的入口連通；蒸發(fā)管，所述蒸發(fā)管設(shè)置在所述儲液罐內(nèi)，且所述蒸發(fā)管的入口與所述房間空調(diào)系統(tǒng)的四通閥的E端口連通，出口與所述房間空調(diào)系統(tǒng)的房間節(jié)流裝置的第一端口連通；制熱閥體，所述制熱閥體設(shè)置在所述蒸發(fā)管與所述E端口之間；和溫控裝置，所述溫控裝置分別與所述第一制冷閥體、所述第二制冷閥體、所述第一熱管閥體、所述第二熱管閥體、所述旁通閥、所述制冷循環(huán)閥體、所述制熱閥體和所述泵體連接，用于檢測室外的環(huán)境溫度及儲液罐內(nèi)部換熱介質(zhì)的溫度，并根據(jù)環(huán)境溫度、換熱介質(zhì)的溫度和所述房間空調(diào)系統(tǒng)的狀態(tài)，控制所述第一制冷閥體、所述第二制冷閥體、所述第一熱管閥體、所述第二熱管閥體、所述旁通閥、所述制冷循環(huán)閥體、所述制熱閥體和所述泵體的開啟或關(guān)閉、以及所述泵體的輸出功率。
[0006]本發(fā)明第一方面實施例提供的組合式空調(diào)系統(tǒng)，溫控裝置根據(jù)室外的環(huán)境溫度、換熱介質(zhì)的溫度和房間空調(diào)系統(tǒng)的狀態(tài)通過控制第一制冷閥體、第二制冷閥體、第一熱管閥體、第二熱管閥體、旁通閥、制冷循環(huán)閥體、制熱閥體和泵體的開啟或關(guān)閉來改變換熱介質(zhì)在空調(diào)系統(tǒng)中的流通路徑，進而使得機房空調(diào)系統(tǒng)可充分地回收、利用房間空調(diào)系統(tǒng)工作過程中排出的冷量和室外環(huán)境中的冷源，從而在滿足機房空調(diào)系統(tǒng)的冷量輸出與熱負荷相適應(yīng)的前提下，降低了機房空調(diào)系統(tǒng)因產(chǎn)生冷量所消耗的功率，進而實現(xiàn)了產(chǎn)品的節(jié)能減排。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述房間空調(diào)系統(tǒng)包括:房間壓縮機，所述房間壓縮機具有回氣口和排氣口 ；所述四通閥，所述四通閥具有D端口、所述E端口、S端口和C端口，所述D端口與所述排氣口連通，所述S端口與所述回氣口連通；室外換熱器，所述室外換熱器設(shè)置在室外，所述室外換熱器的一端口與所述E端口連通；制冷循環(huán)閥體，所述制冷循環(huán)閥體設(shè)置在所述室外換熱器與所述四通閥E端口之間；室內(nèi)換熱器，所述室內(nèi)換熱器設(shè)置在所述房間內(nèi)，且所述室內(nèi)換熱器的一端口與所述C端口連通；所述房間節(jié)流裝置，所述房間節(jié)流裝置的第二端口與所述室內(nèi)換熱器的另一端口連通，所述房間節(jié)流裝置的所述第一端口與所述室外換熱器的另一端口連通；和選擇裝置，所述選擇裝置用于控制所述房間空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
[0008]在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)室外環(huán)境溫度遠高于機房內(nèi)溫度，且房間空調(diào)系統(tǒng)處于制冷狀態(tài)的情況下(如夏季)，組合式空調(diào)系統(tǒng)執(zhí)行第一種工作模式:第一制冷閥體打開、第二制冷閥體打開、第一熱管閥體關(guān)閉、第二熱管閥體關(guān)閉、旁通閥關(guān)閉、制冷循環(huán)閥體打開、制熱閥體關(guān)閉、泵體關(guān)閉，此時，房間空調(diào)系統(tǒng)和機房空調(diào)系統(tǒng)均處于制冷狀態(tài)的工作模式，且兩者的工作過程相對獨立，其中，四通閥的D端口與E端口連通、C端口與S端口連通；換熱介質(zhì)在房間空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的流通路徑為:房間壓縮機-四通閥-制冷循環(huán)閥體-室外換熱器-房間節(jié)流裝置-室內(nèi)換熱器-四通閥-房間壓縮機；換熱介質(zhì)在機房空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的流通路徑為:機房壓縮機-冷凝器-儲液罐-第二制冷閥體-機房節(jié)流裝置-蒸發(fā)器-第一制冷閥體-機房壓縮機；由于室外環(huán)境溫度遠高于室內(nèi)溫度，使得房間空調(diào)系統(tǒng)與機房空調(diào)系統(tǒng)的熱負荷較大，故本方案中溫控裝置房間空調(diào)系統(tǒng)與機房空調(diào)系統(tǒng)之間相互獨立工作以分別向房間和機房提供足夠的冷量，從而保證產(chǎn)品的制冷效果。
[0009]當(dāng)室外環(huán)境溫度略低于機房內(nèi)溫度，且房間空調(diào)系統(tǒng)處于制熱狀態(tài)的情況下(如秋季、春季)，組合式空調(diào)系統(tǒng)執(zhí)行第二種工作模式:溫控裝置控制第一制冷閥體關(guān)閉、第二制冷閥體關(guān)閉、第一熱管閥體打開、第二熱管閥體打開、旁通閥關(guān)閉、制冷循環(huán)閥體關(guān)閉、制熱閥體打開、泵體打開，此時，房間空調(diào)系統(tǒng)處于制熱狀態(tài)，機房空調(diào)系統(tǒng)處于制冷狀態(tài)，但兩者的工作過程相關(guān)聯(lián)，其中，四通閥的D端口與C端口連通、E端口與S端口連通；換熱介質(zhì)的在房間空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的流通路徑為:房間壓縮機-四通閥-室內(nèi)換熱器-房間節(jié)流裝置-蒸發(fā)管-制熱閥體-四通閥-房間壓縮機，換熱介質(zhì)在機房空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的流通路徑為:蒸發(fā)器-第一熱管閥體-冷凝器-儲液罐-第二熱管閥體-泵-蒸發(fā)器，其中，蒸發(fā)管內(nèi)的換熱介質(zhì)與儲液罐內(nèi)的換熱介質(zhì)進行熱交換；與機房進行熱交換后的換熱介質(zhì)溫度升高，高溫換熱介質(zhì)先在冷凝器與外界環(huán)境換熱以進行第一次降溫，隨后進入儲液罐內(nèi)，并在儲液罐內(nèi)與蒸發(fā)管中的換熱介質(zhì)熱交換，以進行第二次降溫，從而成為低溫的換熱介質(zhì)以再次進入蒸發(fā)器內(nèi)對機房降溫，該過程中，機房空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)流通的換熱介質(zhì)充分利用環(huán)境中冷源和房間空調(diào)系統(tǒng)中的換熱介質(zhì)對自身進行降溫，即機房空調(diào)系統(tǒng)在不通過機房壓縮機做功的情況下實現(xiàn)了對機房的降溫的目的，從而提高了組合式空調(diào)系統(tǒng)的能量利用率，進而降低了產(chǎn)品的能耗。
[0010]當(dāng)室外環(huán)境溫度遠低于機房內(nèi)溫度，且房間空調(diào)系統(tǒng)處于制熱狀態(tài)的情況下(如冬季)，組合式空調(diào)系統(tǒng)執(zhí)行第三種工作模式:溫控裝置控制第一制冷閥體關(guān)閉、第二制冷閥體關(guān)閉、第一熱管閥體關(guān)閉、第二熱管閥體打開、旁通閥打開、制冷循環(huán)閥體關(guān)閉、制熱閥體打開、泵體打開，換熱介質(zhì)的在房間空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的流通路徑為:房間壓縮機-四通閥-室內(nèi)換熱器-房間節(jié)流裝置-蒸發(fā)管-制熱閥體-四通閥-房間壓縮機，換熱介質(zhì)在機房空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的流通路徑為:蒸發(fā)器-旁通閥體-儲液罐-第二熱管閥體-泵-蒸發(fā)器，其中，蒸發(fā)管內(nèi)的換熱介質(zhì)與儲液罐內(nèi)的換熱介質(zhì)進行熱交換；該過程中，由于室外溫度遠低于機房內(nèi)溫度，則房間空調(diào)系統(tǒng)的熱負荷相對較大，則此時房間空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的換熱介質(zhì)的流速和流量也相對較大，從而使得蒸發(fā)管內(nèi)的換熱介質(zhì)與儲液罐內(nèi)的換熱介質(zhì)之間熱交換效率提高，則本方案中，僅利用房間空調(diào)系統(tǒng)中換熱介質(zhì)對蒸發(fā)器中流出的高溫換熱介質(zhì)經(jīng)過一次降溫，即可滿足機房空調(diào)系統(tǒng)熱負荷所對應(yīng)的換熱介質(zhì)的降溫要求，使得機房空調(diào)系統(tǒng)在不通過機房壓縮機做功的情況下實現(xiàn)了對機房的降溫的目的，從而提高了組合式空調(diào)系統(tǒng)的能量利用率，進而降低了產(chǎn)品的能耗。
[0011]當(dāng)室外環(huán)境溫度遠低于機房內(nèi)溫度，且房間空調(diào)系統(tǒng)停機的情況下(如冬季)，組合式空調(diào)系統(tǒng)執(zhí)行第四種工作模式:溫控裝置控制第一制冷閥體關(guān)閉、第二制冷閥體關(guān)閉、第一熱管閥體打開、第二熱管閥體打開、旁通閥關(guān)閉、制冷循環(huán)閥體關(guān)閉、制熱閥體關(guān)閉、泵體打開、并根據(jù)換熱介質(zhì)的溫度控制所述泵體的輸出功率，則換熱介質(zhì)在機房空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的流通路徑為:蒸發(fā)器-第一熱管閥體-冷凝器-儲液罐-第二熱管閥體-泵體-蒸發(fā)器；該過程中，機房內(nèi)的熱量經(jīng)蒸發(fā)器傳遞到換熱介質(zhì)后，高溫換熱介質(zhì)經(jīng)過冷凝器與室外環(huán)境中的自然冷源進行熱交換，以降低換熱介質(zhì)的溫度，由于室外的環(huán)境溫度遠低于機房內(nèi)溫度，故本方案中利用室外環(huán)境中冷源降溫即可滿足機房空調(diào)系統(tǒng)熱負荷所對應(yīng)的換熱介質(zhì)的降溫要求，即本方案無需再通過消耗能源產(chǎn)生冷量進行制冷，從而極大地避免了機房空調(diào)系統(tǒng)通過機房壓縮機功制冷而造成能源消耗量上升，即在滿足機房空調(diào)系統(tǒng)的換熱量與熱負荷相適應(yīng)的前提下，實現(xiàn)了機房空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能減排；同時，儲液罐內(nèi)的高溫換熱介質(zhì)向蒸發(fā)管內(nèi)的換熱介質(zhì)提供熱量，從而有效地避免了室外換熱器與外界換熱而出現(xiàn)上結(jié)霜的情況，進而有效地避免了房間空調(diào)系統(tǒng)在制熱模式與除霜模式之間切換過程中造成房間空調(diào)系統(tǒng)損傷的情況出現(xiàn)，故而，該結(jié)構(gòu)的設(shè)置進一步提高了產(chǎn)品的使用可靠性；另外，隨著機房內(nèi)的溫度不間斷，溫控裝置可根據(jù)換熱介質(zhì)的溫度控制所述泵體的輸出功率，避免機房內(nèi)的溫度變化過快，對機器造成損害情況發(fā)送，從而提高了產(chǎn)品的品質(zhì)，進而增加了產(chǎn)品的市場競爭力。
[0012]另外，本發(fā)明提供的上述實施例中的組合式空調(diào)系統(tǒng)還可以具有如下附加技術(shù)特征:
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述溫控裝置包括:溫度傳感器，所述溫度傳感器用于檢測室外的環(huán)境溫度及儲液罐內(nèi)部換熱介質(zhì)的溫度，并發(fā)送溫度信號；和溫控器，所述溫控器分別與所述溫度傳感器、第一制冷閥體、所述第二制冷閥體、所述第一熱管閥體、所述第二熱管閥體、所述旁通閥、所述制冷循環(huán)閥體、所述制熱閥體和泵體連接，所述溫控器接收所述