一种光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法，其特征是：机房空调机组是以光伏电能与电网电能以互补的形式实现双能源供电；机房空调室外机组由热管单元与制冷单元复合构成；热管单元由依次设置的室内蒸发器、热管电磁阀、热管冷凝器、中间换热器第二通道、储液器以及氟泵构成热管工质循环回路；制冷单元包括变频压缩机和连接在压缩机排气口一侧的制冷冷凝器，在制冷冷凝器出口，一路依次经辅路电磁阀、第一节流机构以及中间换热器第一通道，另一路依次经主路电磁阀、第二节流机构、室内蒸发器、以及制冷电磁阀，构成双循环回路。本发明专利技术可最大化利用光能及自然冷源，实现为机房全天候空气调节，大幅节能减排。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，其特征是：机房空调机组是以光伏电能与电网电能以互补的形式实现双能源供电；机房空调室外机组由热管单元与制冷单元复合构成；热管单元由依次设置的室内蒸发器、热管电磁阀、热管冷凝器、中间换热器第二通道、储液器以及氟泵构成热管工质循环回路；制冷单元包括变频压缩机和连接在压缩机排气口一侧的制冷冷凝器，在制冷冷凝器出口，一路依次经辅路电磁阀、第一节流机构以及中间换热器第一通道，另一路依次经主路电磁阀、第二节流机构、室内蒸发器、以及制冷电磁阀，构成双循环回路。本专利技术可最大化利用光能及自然冷源，实现为机房全天候空气调节，大幅节能减排。【专利说明】
本专利技术涉及空调
，具体涉及一种能够最大化利用室外自然能源的光伏驱动热管复合型空调机组的控制方法。
技术介绍
伴随信息产业和数字化建设的快速发展，机房、基站的数量迅速增加，据统计机房、基站空调的能耗占其总能耗的40%以上。数据中心显热负荷大、围护结构封闭，一年四季全天候运行，在阳光充足的夏季或过渡季节，若能利用自然能源缓解甚至替代蒸汽压缩制冷系统电能消耗，将大大减小空调系统的能耗。利用光能转化为电能的研究一直是比较热的话题及研究方向，但是一直都是将光能经过多次转换供给空调机组，转化效率低。在室内侧设定温度低于室外侧温度的季节，常规的空调系统仍需继续运行压缩式制冷系统，制冷系统工作效率低而且还存在低温启动、润滑、能量调节等可靠性问题。利用室内外温差低成本输送热量或为室内侧提供冷量的方法已得到业内学者和工程技术人员的关注，并以不同的形式展开工程技术研究，如目前采用的新风系统，但这种装置由于不能确保室内空气品质，无法杜绝室外的灰尘、水分等进入室内，易对服务器等电子设备造成损害。普通的气-气热交换系统虽然能够保证室内空气的品质，但对于热负荷大和温度均匀度要求高的机房对象，需要庞大的换热面积以克服气-气热交换器传热效率低的弊端。 中国专利技术专利申请CN201110292998.3中公开了一种太阳能光伏空调冷热机组，该系统具有在白天完全利用光能运行的冷热机组，此系统采用的是直流压缩机，且并未考虑到阴雨等光能不充足天气机组运行方式以及多余光伏电能处理问题。 中国专利技术专利申请CN201310132587.7中公开了一种电网互补型太阳能变频空调，该系统虽然解决了阴雨等光能不充足天气下机组运行问题，但是由于多次直/交流转化问题，导致能源利用率低。 中国专利技术专利申请CN201420135781.0中公开了光伏直驱压缩机组，化解了光伏电能直/交流转化以及电网电能以及光伏电能互补问题，但由于它知供功能给变频离心压缩机组导致系统其它部件能耗并未解决问题。 中国专利技术专利申请CN201010528027.X中公开了一种风冷式热管型机房空调系统，该系统具有压缩式制冷和热管循环制冷两种工作模式。此系统在利用室外低温空气冷量和确保室内空气品质方面弥补了前两种系统的不足，但压缩式制冷和热管循环制冷两种工作模式在某一温度点切换，系统的制冷量能否平稳衔接并可靠工作等，值得考量；同时热管循环工作的上限温度偏低不利于最大化利用室外低温空气的冷量。 中国专利技术专利CN201210037332.8以及CN201210037082.8中公开了一种热管复合型机房空调系统，该系统具有热管模式、复合模式、制冷模式三种工作模式，但是由于其在制冷模式下依然运行氟泵驱动循环，且存在二次换热效率低、低压分流、制冷剂充注量大等问题，同时对于中部，南部尤其靠近赤道地带热管运行时间短，节能效率低下。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供，以解决二次换热效率低、低压分流以及地区适用性的问题，并针对室外光能资源充足，清洁可再生，为充分利用机房室外空间自然资源，将光伏电能并入到供给机房电网电能的主线上，在白天光能较充足状态下大幅度减少电网电能消耗，同时还将多余电网电能送入国家电网，最大化地利用室外能源，缓解了地区差异对机房空调节能的限制，大幅度节能减排。 本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案: 本专利技术中光伏驱动热管复合型机房空调机组的结构特点是: 所述机房空调机组是以光伏电能与电网电能以互补的形式实现双能源供电； 所述机房空调室外机组由热管单元与制冷单元复合构成； 所述热管单元由依次设置的室内蒸发器、热管电磁阀、热管冷凝器、中间换热器第二通道、储液器以及氟泵构成热管工质循环回路； 所述制冷单元包括变频压缩机和连接在压缩机排气口一侧的制冷冷凝器，在所述制冷冷凝器出口，一路依次经辅路电磁阀、第一节流机构以及中间换热器第一通道，另一路依次经主路电磁阀、第二节流机构、室内蒸发器、以及制冷电磁阀，构成双循环回路。 本专利技术中光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法的特点是:所述室外空调机组根据不同的室外环境温度切换运行在不同的工作模式，所述工作模式包括制冷循环模式、过渡循环模式和热管循环模式； 在所述制冷循环模式下:制冷电磁阀开启，热管电磁阀关闭，主路电磁阀打开，辅路电磁阀关闭；由压缩机、制冷冷凝器、主路电磁阀、第二节流机构、室内蒸发器和制冷电磁阀构成制冷工作回路； 在所述过渡循环模式下:制冷电磁阀关闭，热管电磁阀打开，主电磁阀关闭，辅路电磁阀打开；由储液器、氟泵、室内蒸发器、热管电磁阀、热管冷凝器以及中间换热器第二通道构成的热管单元满负荷运行；由压缩机、制冷冷凝器、辅路电磁阀、第一节流机构以及中间换热器第一通道构成的制冷单元，根据空调热负荷状况适量运行，作为制冷补偿回路；控制制冷单元中间换热器的换热能力使热管单元的冷量输出与室内热负荷相匹配； 在所述热管循环模式下:制冷电磁阀关闭、热管电磁阀打开、主电磁阀关闭、辅路电磁阀关闭，由储液器、氟泵、室内蒸发器、热管电磁阀、热管冷凝器以及中间换热器第二通道构成的热管单元运行，控制氟泵的流量使热管单元的冷量输出与空调热负荷相匹配； 所述不同的工作模式根据不同的室外环境温度设定为: 设置制冷循环模式为:室外空气温度> Ta ； 设置过渡循环模式为:Ta彡室外空气温度彡Tb ； 设置热管循环模式为:Ta >室外空气温度； 其中:Tb> Ta。 本专利技术中光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法的特点也在于:在所述热管单元与制冷单元中使用同一种制冷剂。 本专利技术中光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法的特点也在于:所述中间换热器(8)为套管式或板式换热。 本专利技术中光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法的特点也在于:所述双能源供电具有如下四种工作模式: 光伏电能大于机房空调机组所需电能时，多余的光伏电能转入电网； 光伏电能等于机房空调机组所需电能时，机房空调机组对电网电通的零能耗； 光伏电能小于机房空调机组所需电能时，由电网电能补偿机房空调机组所需电倉泛; 光伏电能输出为零时，由电网电能直接为空调机组供电。 与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在: 1、本专利技术采用清洁可再生的自然能源太阳能作为机组供能能源之一，采用电网电能与光伏电能双能源为机房空调室外机组供能，且两种能源可自动互补。对机房室外空间，如屋顶，墙体等空间的充分利用作了新的方式，为处于中部以及南部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法，其特征是：设置所述光伏驱动热管复合型机房空调机组的结构形式为：所述机房空调机组是以光伏电能与电网电能以互补的形式实现双能源供电；所述机房空调室外机组由热管单元与制冷单元复合构成；所述热管单元由依次设置的室内蒸发器(5)、热管电磁阀(6)、热管冷凝器(7)、中间换热器第二通道(8b)、储液器(9)以及氟泵(10)构成热管工质循环回路；所述制冷单元包括变频压缩机(1)和连接在压缩机(1)排气口一侧的制冷冷凝器(2)，在所述制冷冷凝器(2)出口，一路依次经辅路电磁阀(a)、第一节流机构(3a)以及中间换热器第一通道(8a)，另一路依次经主路电磁阀(b)、第二节流机构(3b)、室内蒸发器(5)、以及制冷电磁阀(4)，构成双循环回路；设置所述光伏驱动热管复合型机房空调机组的控制方法为：所述室外空调机组根据不同的室外环境温度切换运行在不同的工作模式，所述工作模式包括制冷循环模式、过渡循环模式和热管循环模式；在所述制冷循环模式下：制冷电磁阀(4)开启，热管电磁阀(6)关闭，主路电磁阀(b)打开，辅路电磁阀(a)关闭；由压缩机(1)、制冷冷凝器(2)、主路电磁阀(b)、第二节流机构(3b)、室内蒸发器(5)和制冷电磁阀(4)构成制冷工作回路；在所述过渡循环模式下：制冷电磁阀(4)关闭，热管电磁阀(6)打开，主电磁阀(b)关闭，辅路电磁阀(a)打开；由储液器(9)、氟泵(10)、室内蒸发器(5)、热管电磁阀(6)、热管冷凝器(7)以及中间换热器第二通道(8b)构成的热管单元满负荷运行；由压缩机(1)、制冷冷凝器(2)、辅路电磁阀(a)、第一节流机构(3a)以及中间换热器第一通道(8a)构成的制冷单元，根据空调热负荷状况适量运行，作为制冷补偿回路；控制制冷单元中间换热器的换热能力使热管单元的冷量输出与室内热负荷相匹配；在所述热管循环模式下：制冷电磁阀(4)关闭、热管电磁阀(6)打开、主电磁阀(b)关闭、辅路电磁阀(a)关闭，由储液器(9)、氟泵(10)、室内蒸发器(5)、热管电磁阀(6)、热管冷凝器(7)以及中间换热器第二通道(8b)构成的热管单元运行，控制氟泵(10)的流量使热管单元的冷量输出与空调热负荷相匹配；所述不同的工作模式根据不同的室外环境温度设定为：设置制冷循环模式为：室外空气温度＞Ta；设置过渡循环模式为：Ta≤室外空气温度≤Tb；设置热管循环模式为：Ta＞室外空气温度；其中：Tb＞Ta。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，王建军，王俊，
申请(专利权)人：中国扬子集团滁州扬子空调器有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34