一种气泵复合型机房空调系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气泵复合型机房空调系统，包括压缩机、气泵、油分离器、冷凝器、流量装置、蒸发器以及气液分离器构成的冷源系统、主控单元和温度采集单元，主控单元与冷源系统信号连接；温度采集单元用于采集室外温度以及室内温度并与主控单元信号连接，使主控单元根据室内、外温度控制压缩机、气泵、冷凝器的风机和流量装置的运行状态。本发明专利技术还公开了一种气泵复合型机房空调系统的控制方法，能够根据室外温度，调节压缩机、气泵的运行状态，节流装置的开关状态以及冷凝器的运行状态，使冷源系统分别切换为制冷循环模式或气泵循环模式，实现在低温季节利用室外自然冷源使用气泵循环模式替代压缩制冷循环模式，能够最大化地利用自然冷源。

【技术实现步骤摘要】
一种气泵复合型机房空调系统及其控制方法
本专利技术涉及一种气泵复合型机房空调系统及其控制方法。
技术介绍
信息产业和数字化建设的快速发展，推动了机房、基站的数量，建设规模快速增长，据统计机房、基站空调的能耗占其总能耗的40％～50％。机房、基站的显热负荷比大，一年四季需连续运行，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易发生故障，若能利用室内外温差低成本输送热量或为室内侧提供冷量，将大大减小空调系统的能耗和运行成本。在夏季等高温季节通过利用地冷可实现制冷系统高效运行。大幅度提升系统能效。利用室外低温空气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，此外还有不同形式的气-气、气-水热交换系统，以及应用热管技术的复合型空调。中国专利技术专利申请CN201010528027.X中公开了一种风冷式气泵复合型机房空调系统，该系统具有压缩式制冷和热管循环制冷两种工作模式。当室外温度≥20℃时制冷模式工作，参与制冷循环的第一制冷工质在蒸发冷凝器中蒸发吸热，冷却和冷凝第二制冷工质；当室外温度＜20℃时，系统转换为热管循环制冷模式，利用室外低温空气对第二制冷工质进行冷却和冷凝，压缩式制冷循环停止工作，从而有效减少全年空调能耗。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。技术专利CN01278831.7公开了一种带循环泵的节能型制冷循环装置，在热管循环系统中使用循环泵有利于提高热管循环的工作效率，也简化了热管系统安装时对冷凝器、储液器和蒸发器相对位置的要求，但CN01278831.7在最大化利用室外低温空气的冷量方面的不足与CN201010528027.X类似，即热管循环工作的上限温度必须较低才能与制冷循环平稳衔接。专利技术专利ZL201210037332.8与专利技术专利ZL201210037082.8提出一种带复合区的热管复合机房空调系统，利用动力型分离式热管系统与蒸气压缩式制冷系统在中间冷凝蒸发器(蒸发盘管)处进行复合，制冷系统在过渡季节为热管系统补偿冷量，拓宽热管系统工作温区。但是专利技术专利ZL201210037082.8在制冷模式下利用二次换热方式为末端提供冷量，降低系统制冷效率；而ZL201210037332.8在制冷模式与热管模式两种模式切换时，会出现系统冷量输出不稳定，过度不平稳状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种能够最大化地利用自然冷源，根据室内、外温差无限构造热管循环的气泵复合型机房空调系统及其控制方法。实现本专利技术目的的一种技术方案是：一种气泵复合型机房空调系统，包括冷源系统、主控单元和温度采集单元；其中，冷源系统包括压缩机、气泵、油分离器、冷凝器、流量装置、蒸发器以及气液分离器；所述压缩机由一个或多个并联的具有排气口与吸气口的压缩机构成，每个压缩机的排气口分别连接一个第一单向阀的进口；所述气泵由一个或多个并联的具有排气口与吸气口的气泵构成，每个气泵的排气口分别连接一个第二单向阀的进口；所述油分离器的入口与所述第一单向阀和第二单向阀的出口相连通，油分离器的回油口通过回油毛细管与压缩机的吸气口及气泵的吸气口相连通；所述冷凝器的入口与所述油分离器的出口相连通；所述流量装置的入口与所述冷凝器的出口相连通，该流量装置具有宽幅调节流量功能；所述蒸发器的入口与所述流量装置的出口相连通；所述气液分离器的入口与所述蒸发器的出口相连通。所述主控单元与冷源系统信号连接；所述温度采集单元用于采集室外温度以及室内温度并与所述主控单元信号连接，使主控单元根据室内、外温度控制所述压缩机、气泵、冷凝器的风机和流量装置的运行状态。上述的气泵复合型机房空调系统，其中，所述冷源系统还包括依次连接在所述冷凝器和流量装置之间的储液器、干燥过滤器和视液镜。上述的气泵复合型机房空调系统，其中，所述冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。上述的气泵复合型机房空调系统，其中，所述流量装置为单个电子膨胀阀，或为两个电子膨胀阀并联，或为电子膨胀阀与电磁阀并联，或为电动流量调节阀与电子膨胀阀并联。实现本专利技术目的的另一种技术方案是：一种基于权利要求1所述的气泵复合型机房空调系统的控制方法，包括：将室外温度T划分为两个功能区：制冷区和气泵区；所述制冷区为：室外温度T＞T0；所述气泵区为：室外温度T≤T0；其中，T0应根据具体工况设定；针对室外温度T所处不同的功能区，相应切换冷源系统运行于制冷循环模式或气泵循环模式：对应所述制冷区的制冷循环模式：由压缩机、第一单向阀、油分离器、冷凝器、流量装置、蒸发器以及气液分离器构成制冷工质回路；对应所述气泵区的气泵循环模式：由气泵、第二单向阀、油分离器、冷凝器、流量装置、蒸发器以及气液分离器构成制冷工质回路。上述的气泵复合型机房空调系统的控制方法，其中，当冷源系统运行于制冷循环模式时，所述流量装置为节流装置对制冷工质进行节流降压，根据室内负荷大小以及室外温度T确定所述压缩机的转速、流量装置的开度以及冷凝器的风机的转速实现冷量的精确调节。上述的气泵复合型机房空调系统的控制方法，其中，当冷源系统运行于气泵循环模式时，所述流量装置处于全开，根据室内负荷大小以及室外温度T确定所述气泵的转速和冷凝器的风机的转速实现冷量的精确调节。上述的气泵复合型机房空调系统的控制方法，其中，所述冷源系统切换运行模式时，采用温度差值法以及延时控制方法进行切换，即设定室外温度偏差ΔT0以及维持时间Δt；当室外温度T0+ΔT0≥T≥T0-ΔT0，则所述冷源系统维持当前运行模式；当室外温度T＞T0+ΔT0，并且维持时间为Δt，则所述冷源系统切换为制冷循环模式；当室外温度T≤T0-ΔT0，并且维持时间为Δt，则所述冷源系统切换为气泵循环模式；温度偏差ΔT0以及维持时间Δt应根据具体情况设置。本专利技术的气泵复合型机房空调系统及其控制方式，能够根据室外温度，调节压缩机、气泵的运行状态，节流装置的开关状态以及冷凝器的运行状态，使冷源系统分别切换为制冷循环模式或气泵循环模式，实现在低温季节利用室外自然冷源使用气泵循环模式替代压缩制冷循环模式，降低了现有复合型空调系统的机组成本，简化了系统结构，降低了维护难度；同时能有效利用昼夜、过渡季节和冬季的室外自然冷源，大幅度降低运行能耗，具有优异的节能减排效果。附图说明图1是本专利技术的气泵复合型机房空调系统的一种结构原理图；图2是本专利技术的气泵复合型机房空调系统的另一种结构原理图；图3是本专利技术的气泵复合型机房空调系统的控制方法的原理图；图4是本专利技术的气泵复合型机房空调系统运行于制冷循环模式的原理图；图5是本专利技术的气泵复合型机房空调系统运行于制冷循环模式的压焓图；图6是本专利技术的气泵复合型机房空调系统运行于气泵循环模式的原理图；图7是本专利技术的气泵复合型机房空调系统运行于气泵循环模式的压焓图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。请参阅图1至图7，本专利技术的一种气泵复合型机房空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气泵复合型机房空调系统，包括冷源系统、主控单元和温度采集单元，其特征在于，冷源系统包括压缩机、气泵、油分离器、冷凝器、流量装置、蒸发器以及气液分离器；其中，所述压缩机由一个或多个并联的具有排气口与吸气口的压缩机构成，每个压缩机的排气口分别连接一个第一单向阀的进口；所述气泵由一个或多个并联的具有排气口与吸气口的气泵构成，每个气泵的排气口分别连接一个第二单向阀的进口；所述油分离器的入口与所述第一单向阀和第二单向阀的出口相连通，油分离器的回油口通过回油毛细管与压缩机的吸气口及气泵的吸气口相连通；所述冷凝器的入口与所述油分离器的出口相连通；所述流量装置的入口与所述冷凝器的出口相连通，该流量装置具有宽幅调节流量功能；所述蒸发器的入口与所述流量装置的出口相连通；所述气液分离器的入口与所述蒸发器的出口相连通。所述主控单元与冷源系统信号连接；所述温度采集单元用于采集室外温度以及室内温度并与所述主控单元信号连接，使主控单元根据室内、外温度控制所述压缩机、气泵、冷凝器的风机和流量装置的运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种气泵复合型机房空调系统，包括冷源系统、主控单元和温度采集单元，其特征在于，冷源系统包括压缩机、气泵、油分离器、冷凝器、流量装置、蒸发器以及气液分离器；其中，所述压缩机由一个或多个并联的具有排气口与吸气口的压缩机构成，每个压缩机的排气口分别连接一个第一单向阀的进口；所述气泵由一个或多个并联的具有排气口与吸气口的气泵构成，每个气泵的排气口分别连接一个第二单向阀的进口；所述油分离器的入口与所述第一单向阀和第二单向阀的出口相连通，油分离器的回油口通过回油毛细管与压缩机的吸气口及气泵的吸气口相连通；所述冷凝器的入口与所述油分离器的出口相连通；所述流量装置的入口与所述冷凝器的出口相连通，该流量装置具有宽幅调节流量功能；所述蒸发器的入口与所述流量装置的出口相连通；所述气液分离器的入口与所述蒸发器的出口相连通。所述主控单元与冷源系统信号连接；所述温度采集单元用于采集室外温度以及室内温度并与所述主控单元信号连接，使主控单元根据室内、外温度控制所述压缩机、气泵、冷凝器的风机和流量装置的运行状态。2.根据权利要求1所述的气泵复合型机房空调系统，其特征在于，所述冷源系统还包括依次连接在所述冷凝器和流量装置之间的储液器、干燥过滤器和视液镜。3.根据权利要求1或2所述的气泵复合型机房空调系统，其特征在于，所述冷凝器为风冷冷凝器、水冷冷凝器或蒸发式冷凝器。4.根据权利要求1所述的气泵复合型机房空调系统，其特征在于，所述流量装置为单个电子膨胀阀，或为两个电子膨胀阀并联，或为电子膨胀阀与电磁阀并联，或为电动流量调节阀与电子膨胀阀并联。5.一种基于权利要求1所述的气泵复合型机房空调系统的控制方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，
申请(专利权)人：克莱门特捷联制冷设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31