组合式空调系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种组合式空调系统及其控制方法，用于对房间和机房进行温度调节，包括：房间空调系统和与房间空调系统连接的机房空调系统，房间空调系统通过第一管道与机房空调系统的多通道换热器连通，通过选择装置控制房间空调系统的工作状态，机房空调系统的温控装置根据室外的环境温度和房间空调系统的状态通过控制第一阀体、第二阀体、第三阀体、热管阀体和制冷阀体的开启或关闭来改变换热介质在空调系统中的流通路径，进而使得机房空调系统可充分回收、利用房间空调系统排出的冷量和室外环境中的冷源，从而在满足机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了机房空调系统产生冷量消耗的功率，进而实现产品的节能减排。

【技术实现步骤摘要】
组合式空调系统及其控制方法
本专利技术涉及空调
，具体而言，涉及一种组合式空调系统及其控制方法。
技术介绍
伴随信息产业数字化建设以及家电智能化的快速发展，机房、基站的数量迅速增加，由于数据中心显热负荷大、围护结构封闭，则机房、基站的空调系统需一年四季全天候运行，而相关工作人员的房间空调系统则主要用于冬季制热和夏季制冷，据统计机房、基站空调的能耗占其总能耗的40％以上；由于现有机房、基站中用于散热的空调系统与房间空调系统的运行过程相对独立，在秋冬季节，房间空调系统主要处于制热工作状态，则房间空调系统的室外机主要向外界输送冷量，而现有机房、基站中用于散热的空调系统无法利用该部分冷量和室外环境中的冷源用于机房内降温，这降低了产品对能源的利用效率，同时，也增加了机房、基站中用于散热的空调系统产生冷量的负担，从而相对提高了机房、基站中用于散热的空调系统的能耗，进而降低了产品的市场推广力度，且对于空调系统而言，还存在低温启动、润滑、能量调节等使用可靠性问题，不利于产品的市场竞争。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本专利技术的一个目的在于提供一种能源利用率高、使用能耗低的组合式空调系统。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于上述组合式空调系统的控制方法。有鉴于此，本专利技术第一方面实施例提供了一种组合式空调系统，用于对房间和机房进行温度调节，包括：房间空调系统和与所述房间空调系统连接的机房空调系统；其中，所述房间空调系统包括：房间压缩机，所述房间压缩机具有第一回气口和第一排气口；四通阀，所述四通阀具有D端口、E端口、S端口和C端口，所述D端口与所述第一排气口连通，所述S端口与所述第一回气口连通；室外换热器，所述室外换热器设置在室外，所述室外换热器的一端口与所述E端口连通；第三阀体，所述第三阀体设置在所述室外换热器与所述E端口之间；室内换热器，所述室内换热器设置在所述房间内，且所述室内换热器的一端口与所述C端口连通；房间节流装置，所述房间节流装置的一端口与所述室内换热器的另一端口连通；和选择装置，所述选择装置用于控制所述房间空调系统的工作状态；第一单向阀，所述第一单向阀的出口与所述房间节流装置的另一端口连通，入口与所述室外换热器的另一端口连通；所述机房空调系统包括：机房压缩机，所述机房压缩机具有第二排气口和第二进气口；制冷冷凝器，所述制冷冷凝器的入口与所述第二排气口相连通；第一阀体，所述第一阀体的一端口与所述第二进气口连通，且所述第一阀体的另一端口通过第一管道与所述E端口连通，且所述第一管道上设置有第二阀体；多通道换热器，所述多通道换热器包括第一通道和第二通道，所述第一通道的一端口与所述第一阀体的另一端口连通，另一端口与所述房间节流装置的另一端口连通；第二单向阀，所述第二单向阀的出口与所述第一通道的另一端口连通；入口分别与所述第一单向阀的出口和所述节流装置的另一端口连通；机房节流装置，所述机房节流装置的出口与所述第一通道的另一端口连通，入口与所述制冷冷凝器的出口连通；第三单向阀，所述第三单向阀设置在所述第一通道与所述机房节流装置之间，且所述第三单向阀的入口与所述机房节流装置连通，出口与所述第一通道连通；储液器，所述储液器的入口与所述第二通道的一端口连通；热管冷凝器，所述热管冷凝器设置在室外，且所述热管冷凝器的出口与所述第二通道的另一端口连通；机房蒸发器，所述机房蒸发器设置在机房内，且所述机房蒸发器的出口与所述热管冷凝器的入口连通；热管阀体，所述热管阀体设置在所述热管冷凝器与所述机房蒸发器之间；泵体，所述泵体分别与所述储液器的出口和所述机房蒸发器的入口连通；第二管道，所述第二管道分别与所述第二通道的另一端口和所述机房蒸发器的出口连通，且所述第二管道上设置有制冷阀体；和温控装置，所述温控装置分别与所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述制冷阀体、所述泵体、所述机房压缩机和所述热管阀体连接，用于检测室外的环境温度与储液器内部换热介质的温度，并根据环境温度、换热介质的温度和所述房间空调系统的状态，控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述热管阀体和所述制冷阀体的开启或关闭、以及所述泵体和所述机房压缩机的输出功率。本专利技术第一方面实施例提供的组合式空调系统，通过选择装置控制房间空调系统的工作状态，通过温控装置根据室外的环境温度和房间空调系统的状态通过控制第一阀体、第二阀体、第三阀体、热管阀体和制冷阀体的开启或关闭来改变换热介质在空调系统中的流通路径，进而使得机房空调系统可充分地回收、利用房间空调系统工作过程中排出的冷量和室外环境中的冷源，从而在满足机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了产品的节能减排。具体地，当室外环境温度远高于机房内温度和/或房间空调系统处于制冷状态的情况下(如夏天)，组合式空调系统执行第一种工作模式：温控装置第一阀体打开、第二阀体关闭、第三阀体打开、制冷阀体打开、热管阀体关闭，此时，房间空调系统和机房空调系统均处于制冷状态的工作模式，且两者的工作过程相对独立，其中，四通阀的D端口与E端口连通、C端口与S端口连通；换热介质在房间空调系统内的流通路径为：房间压缩机-四通阀-室外换热器-第三阀体-第一单向阀-房间节流装置-室内换热器-四通阀-房间压缩机；换热介质在机房空调系统内的流通路径为：机房压缩机-制冷冷凝器-机房节流装置-第三单向阀-第一通道-第一阀体-机房压缩机，和机房蒸发器-制冷阀体-第二通道-储液器-泵体-机房蒸发器，其中，第一通道内的换热介质与第二通道内的换热介质进行热交换；由于室外环境温度远高于室内温度，使得房间空调系统与机房空调系统的热负荷较大，故本方案中温控装置房间空调系统与机房空调系统之间相互独立工作以分别向房间和机房提供足够的冷量以保证产品的制冷效果。当室外环境温度略低于机房内温度的情况下，且房间空调系统停机(如秋天、春天)，组合式空调系统执行第二种工作模式：温控装置控制第一阀体打开、第二阀体关闭、第三阀体关闭、制冷阀体关闭、热管阀体打开、并根据换热介质的温度控制机房压缩机的输出功率，则换热介质在机房空调系统内的流通路径为：机房压缩机-制冷冷凝器-机房节流装置-第三单向阀-第一通道-第一阀体-机房压缩机，和机房蒸发器-热管阀体-热管冷凝器-第二通道-储液器-泵体-机房蒸发器，其中，第一通道内的换热介质与第二通道内的换热介质进行热交换；该过程中，机房内的热量经机房蒸发器传递到换热介质后，高温换热介质经过制冷冷凝器与室外环境中的自然冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，但是，由于室外的环境温度与机房内温度相差不大，则利用室外环境中冷源降温后的换热介质可能无法为机房提供足够的冷交换量，故而，本方案中使经过制冷冷凝器降温后的换热介质与经过机房压缩机回路制冷后的换热介质进行热交换，从而进一步降低流向储液器的换热介质的温度；根据能量守恒定律，本方案中从机房蒸发器流出的换热介质先经过制冷冷凝器进行降温，从而在满足机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了机房空调系统的节能减排；另外，室外环境温度略低于机房内温度差距不大，机房压缩机不需要全功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式空调系统，用于对房间和机房进行温度调节，其特征在于，包括：房间空调系统和与所述房间空调系统连接的机房空调系统；其中，所述房间空调系统包括：房间压缩机，所述房间压缩机具有第一回气口和第一排气口；四通阀，所述四通阀具有D端口、E端口、S端口和C端口，所述D端口与所述第一排气口连通，所述S端口与所述第一回气口连通；室外换热器，所述室外换热器设置在室外，所述室外换热器的一端口与所述E端口连通；第三阀体，所述第三阀体设置在所述室外换热器与所述E端口之间；室内换热器，所述室内换热器设置在所述房间内，且所述室内换热器的一端口与所述C端口连通；房间节流装置，所述房间节流装置的一端口与所述室内换热器的另一端口连通；和选择装置，所述选择装置用于控制所述房间空调系统的工作状态；第一单向阀，所述第一单向阀的出口与所述房间节流装置的另一端口连通，入口与所述室外换热器的另一端口连通；所述机房空调系统包括：机房压缩机，所述机房压缩机具有第二排气口和第二回气口；制冷冷凝器，所述制冷冷凝器的入口与所述第二排气口相连通；第一阀体，所述第一阀体的一端口与所述第二进气口连通，且所述第一阀体的另一端口通过第一管道与所述E端口连通，且所述第一管道上设置有第二阀体；多通道换热器，所述多通道换热器包括第一通道和第二通道，所述第一通道的一端口与所述第一阀体的另一端口连通，另一端口与所述房间节流装置的另一端口连通；第二单向阀，所述第二单向阀的出口与所述第一通道的另一端口连通；入口分别与所述第一单向阀的出口和所述节流装置的另一端口连通；机房节流装置，所述机房节流装置的出口与所述第一通道的另一端口连通，入口与所述制冷冷凝器的出口连通；第三单向阀，所述第三单向阀设置在所述第一通道与所述第一节流装置之间，且所述第三单向阀的入口与所述机房节流装置连通，出口与所述第一通道连通；储液器，所述储液器的入口与所述第二通道的一端口连通；热管冷凝器，所述热管冷凝器设置在室外，且所述热管冷凝器的出口与所述第二通道的另一端口连通；机房蒸发器，所述机房蒸发器设置在机房内，且所述机房蒸发器的出口与所述热管冷凝器的入口连通；热管阀体，所述热管阀体设置在所述热管冷凝器与所述机房蒸发器之间；泵体，所述泵体分别与所述储液器的出口和所述机房蒸发器的入口连通；第二管道，所述第二管道分别与所述第二通道的另一端口和所述机房蒸发器的出口连通，且所述第二管道上设置有制冷阀体；和温控装置，所述温控装置分别与所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述制冷阀体、所述泵体、所述机房压缩机和所述热管阀体连接，用于检测室外的环境温度与储液器内部换热介质的温度，并根据环境温度、换热介质的温度和所述房间空调系统的状态，控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述热管阀体和所述制冷阀体的开启或关闭、以及所述泵体和所述机房压缩机的输出功率。...

【技术特征摘要】
1.一种组合式空调系统，用于对房间和机房进行温度调节，其特征在于，包括：房间空调系统和与所述房间空调系统连接的机房空调系统；其中，所述房间空调系统包括：房间压缩机，所述房间压缩机具有第一回气口和第一排气口；四通阀，所述四通阀具有D端口、E端口、S端口和C端口，所述D端口与所述第一排气口连通，所述S端口与所述第一回气口连通；室外换热器，所述室外换热器设置在室外，所述室外换热器的一端口与所述E端口连通；第三阀体，所述第三阀体设置在所述室外换热器与所述E端口之间；室内换热器，所述室内换热器设置在所述房间内，且所述室内换热器的一端口与所述C端口连通；房间节流装置，所述房间节流装置的一端口与所述室内换热器的另一端口连通；和选择装置，所述选择装置用于控制所述房间空调系统的工作状态；第一单向阀，所述第一单向阀的出口与所述房间节流装置的另一端口连通，入口与所述室外换热器的另一端口连通；所述机房空调系统包括：机房压缩机，所述机房压缩机具有第二排气口和第二进气口；制冷冷凝器，所述制冷冷凝器的入口与所述第二排气口相连通；第一阀体，所述第一阀体的一端口与所述第二进气口连通，且所述第一阀体的另一端口通过第一管道与所述E端口连通，且所述第一管道上设置有第二阀体；多通道换热器，所述多通道换热器包括第一通道和第二通道，所述第一通道的一端口与所述第一阀体的另一端口连通，另一端口与所述房间节流装置的另一端口连通；第二单向阀，所述第二单向阀的出口与所述第一通道的另一端口连通；入口分别与所述第一单向阀的出口和所述节流装置的另一端口连通；机房节流装置，所述机房节流装置的出口与所述第一通道的另一端口连通，入口与所述制冷冷凝器的出口连通；第三单向阀，所述第三单向阀设置在所述第一通道与所述机房节流装置之间，且所述第三单向阀的入口与所述机房节流装置连通，出口与所述第一通道连通；储液器，所述储液器的入口与所述第二通道的一端口连通；热管冷凝器，所述热管冷凝器设置在室外，且所述热管冷凝器的出口与所述第二通道的另一端口连通；机房蒸发器，所述机房蒸发器设置在机房内，且所述机房蒸发器的出口与所述热管冷凝器的入口连通；热管阀体，所述热管阀体设置在所述热管冷凝器与所述机房蒸发器之间；泵体，所述泵体分别与所述储液器的出口和所述机房蒸发器的入口连通；第二管道，所述第二管道分别与所述第二通道的另一端口和所述机房蒸发器的出口连通，且所述第二管道上设置有制冷阀体；和温控装置，所述温控装置分别与所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述制冷阀体、所述泵体、所述机房压缩机和所述热管阀体连接，用于检测室外的环境温度与储液器内部换热介质的温度，并根据环境温度、换热介质的温度和所述房间空调系统的状态，控制所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述热管阀体和所述制冷阀体的开启或关闭、以及所述泵体和所述机房压缩机的输出功率。2.根据权利要求1所述的组合式空调系统，其特征在于，所述温控装置包括：温度传感器，所述温度传感器用于检测室外的环境温度与储液器内部液态换热介质的温度，并发送温度信号；和温控器，所述温控器分别与所述温度传感器、所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述制冷阀体、所述泵体、所述机房压缩机和所述热管阀体连接，所述温控器接收所述温度信号，并根据所述温度信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，雷海涛，
申请(专利权)人：广东美的暖通设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44