一种改进型风冷冷凝器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种改进型风冷冷凝器及其控制方法，冷凝器包括室外风机、室外换热器、压力传感器控制系统，以及设于室外换热器出液管路上的套管式换热器，套管式换热器的罐体与室外换热器的出液管相连通，内管与室外换热器的进气管相连；室外换热器的出液口与套管式换热器罐体进液口间的管路上设有第一电磁阀和单向阀；室外换热器、第一电磁阀和单向阀相连的管路并联有第一旁通管路，第一旁通管路上设有第二电磁阀；套管式换热器内管与室外换热器进气管间设有第三电磁阀。本发明专利技术解决了风冷型机房空调在全年宽温度范围的安全可靠的运行和启动的问题，扩展了机房空调使用地域，在环境温度低于‑15℃的东北及西北区域运行效果良好。

An improved air cooled condenser and its control method

The invention discloses an improved air-cooled condenser and its control method. The condenser comprises an outdoor fan, an outdoor heat exchanger, a pressure sensor control system, and a casing heat exchanger arranged on the outlet pipe of an outdoor heat exchanger. The tank of the casing heat exchanger is connected with the outlet pipe of the outdoor heat exchanger, and the inner pipe is connected with the outdoor pipe. The inlet pipe of the heat exchanger is connected with the inlet pipe; a first solenoid valve and a one-way valve are arranged in the pipeline between the outlet of the outdoor heat exchanger and the inlet of the casing heat exchanger tank; a first by-pass pipeline is connected with the outdoor heat exchanger, the first solenoid valve and a one-way valve in parallel, and a second solenoid valve is arranged in the first by-pass pipeline; A third solenoid valve is arranged between the inner tube and the intake pipe of the outdoor heat exchanger. The invention solves the problem of safe and reliable operation and start-up of air-cooled machine room air-conditioning in a wide annual temperature range, expands the use area of the machine room air-conditioning, and has good operation effect in the northeast and northwest regions where the ambient temperature is lower than 15'.

【技术实现步骤摘要】
一种改进型风冷冷凝器及其控制方法
本专利技术应用于机房空调，具体涉及一种改进型风冷冷凝器及其控制方法，属于制冷设备

技术介绍
机房空调隶属于工艺性空调，所服务的对象多是数据传输机房，程控交换机房，IDC数据中心等发热量很大的场所。服务器发热量很大，热负荷不以季节变化而变化，因此全年都需要机房空调进行制冷运行。因地理因素我国幅员辽阔，南北气候差异巨大，室外温度变化巨大，造成风冷型机房空调的室外冷凝器的环境温度从低温到高温剧烈变化。为了让机房空调制冷系统安全稳定可靠的运行，目前大多数空调厂商采用室外冷凝风机的调速运行，调速方式又有调电压和调频率两种方式。上述调节方式基本上可以应对华北以南的地区，低于-15℃环境的东北及西北区域使用效果并不好，会经常产生低压报警，甚至停机后机器无法开启的情形。针对以上问题，专利ZL200920129849.3公开了一种低温启动组件。低温启动组件包含储液器，单向阀及电磁阀，将低温组件串联在冷凝器之后，停机后依靠电磁阀及单向阀的关闭作用，保留在储液器内的足量制冷剂保证蒸发器的供液量。专利ZL201210403521.2公开一种低温启动与低温运转的压缩制冷冷凝系统，核心方法是压缩机出口设置旁路，旁路设置有压差开启旁通阀，同时设有并联的分组冷凝器及冷凝压力调节阀，依靠旁路的机械阀体及并联的分组冷凝器保证膨胀阀的压差。专利ZL201720397155.2公开了一种可低温启动的机房空调，包含储液装置和并联设置的电磁阀。控制系统在温度低于-20℃时，打开电磁阀从而保证膨胀阀的压差。现有技术或不适用于更低温环境的区域，或采用机械阀控制精度不高，将冷凝器分组制造成本和零部件成本较高。因此，如何准确高效节能的解决极低温机房空调运行和启动的问题，还有待进一步研究。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术存在的不足，本专利技术目的在于提供一种改进型风冷冷凝器及其控制方法，以实现风冷型机房空调在全年宽温度范围的安全可靠的运行和启动。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种改进型风冷冷凝器，包括室外风机，室外换热器，设于室外换热器进气管路上用于检测高压压力的压力传感器以及与所述室外风机和压力传感器相连接的控制系统；所述冷凝器还包括设于室外换热器出液管路上的套管式换热器，所述套管式换热器的罐体与室外换热器的出液管相连通，内管与室外换热器的进气管相连；室外换热器的出液口与套管式换热器罐体进液口间的管路上设有第一电磁阀和单向阀；室外换热器、第一电磁阀和单向阀相连的管路并联有第一旁通管路，所述第一旁通管路上设有第二电磁阀；所述套管式换热器内管与室外换热器进气管间设有第三电磁阀；所述控制系统分别与第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连，用于向所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀输出控制信号。作为优选，所述套管式换热器罐体内设有液位及温度传感器；所述控制系统与液位及温度传感器相连，用于接收检测的液位及温度信号。作为优选，所述套管式换热器的罐体容积为室外换热器内部容积的2倍以上。作为优选，所述套管式换热器位于室外。本专利技术的风冷冷凝器可工作在如下两种模式：一、常规温度循环(制冷系统高压压力不低于设定值)，该环境下，冷凝器的第一电磁阀开启，第二、第三电磁阀关闭，系统内制冷剂依次通过室外换热器、第二电磁阀、套管式换热器回流至室内机换热器。二、寒冷温度循环(制冷系统高压压力低于设定值)，该环境下，冷凝器的第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开进行旁通循环，未经过冷凝器换热器冷却的制冷剂高压气体直接进入套管式换热器，保证套管式换热器内部的压力，提高机组的冷凝压力。此时因为第一电磁阀关闭，冷凝成液体的制冷剂会逐步占用室外换热器的内部容积，高压压力也会逐渐上升，待上升到设定的高压压力时，关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀，进行常规循环。在寒冷温度情况下，如果制冷剂温度低于常规制冷剂最低温度32℃，第三电磁阀开启，高温的气体制冷剂通过套管换热器的流路加热液态制冷剂，保证液态制冷剂和润滑油的溶解性，从而确保压缩机的机械安全。所述改进型风冷冷凝器的控制方法，包括如下步骤：在风冷冷凝器的高压压力大于设定值时，开启第一电磁阀，关闭第二电磁阀和第三电磁阀；在第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭状态下，若高压压力大于压力设定值，则风机全速运行，若高压压力介于设定值和控制比例带之间，则风机调速运行；在第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭状态下，若高压压力低于设定值，控制风机最低转速运行或停止运行，若高压压力持续低于设定值，则关闭第一电磁阀，开启第二电磁阀；在第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启状态下，若套管式换热器罐体内制冷剂温度低于常规最低制冷剂温，则开启第三电磁阀；若制冷剂温度高于常规最低制冷剂温度，则关闭第三电磁阀；在第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启状态下，若高压压力回落等于压力设定值，则关闭第二电磁阀，开启第一电磁阀，风机继续保持最低转速运行或停止运行。作为优选，所述控制方法还包括：若套管式换热器达到最低液位，则关闭第二电磁阀和第三电磁阀，开启第一电磁阀；若持续设定时间，液位还是处于最低液位状态，则系统停机。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的效果和优点如下：1.扩展了机房空调使用地域，在环境温度低于-15℃的东北及西北区域使用本专利技术冷凝器的机房空调运行效果良好。2.采用本专利技术后，风冷直膨型机房空调能够降低或消除低压报警的频率，进而保证机房内温湿度的恒定。3.本专利技术无论任何温度下都可以保证制冷系统的顺利启动，并提高低温下润滑油和液态制冷剂的互溶性，保证制冷压缩机的机械性能。4.本专利技术提出的控制高压压力及制冷剂液位和温度的方法，均是采用现行流行的单片机控制而非机械控制，具有控制精度高，响应速度快，同时控制成本低廉的优点；5.本专利技术对液态制冷剂加温的方法是利用压缩机排出的高温气体，通过高温气体在套管式换热器内的流路对液态制冷剂进行加热，节能环保，比传统电热带方式全年节电200kW-h。6.本专利技术所使用的物理器件均是常规的单向阀，电磁阀，套管换热器等，具有选型简单，制造成本低，易于在现场安装和改造的特点。附图说明图1为传统的风冷冷凝器的原理图。图2为本专利技术实施例的风冷冷凝器的原理图。图中：1-室外风机；2-室外换热器；3-压力传感器；4-控制系统；5-单向阀；6-第一电磁阀；7-第二电磁阀；8-第三电磁阀；9-套管式换热器；10-液位及温度传感器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，传统型风冷冷凝器，主要包括室外风机1、室外换热器2、压力传感器3和控制系统4。压力传感器3设于室外换热器进气管路上，用于检测制冷系统的高压压力。控制系统4采集压力传感器3的压力值(即制冷系统的高压压力)，与控制系统4的高压压力设定值比较，通过所得差值按照比例调节室外风机1的转速，调节方式或通过调节电压或通过调节频率，达到闭环控制冷凝压力的目的。传统型风冷冷凝器应对华北以南地域环境都没有问题，但在特别低温的东北及西北区域，如果停机时间过长，室外机在低温环境中静置，制冷剂会往低压低温处迁移，即大量的制冷剂会从室内机迁移至室外机换热器2，造成再次启动时，室内压缩机处缺少冷媒，压缩机抽真空而无法启动。就算空调机能顺利启动，因为室外环境温度低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进型风冷冷凝器，包括室外风机，室外换热器，设于室外换热器进气管路上用于检测高压压力的压力传感器以及与所述室外风机和压力传感器相连接的控制系统；其特征在于：所述冷凝器还包括设于室外换热器出液管路上的套管式换热器，所述套管式换热器的罐体与室外换热器的出液管相连通，内管与室外换热器的进气管相连；室外换热器的出液口与套管式换热器罐体进液口间的管路上设有第一电磁阀和单向阀；室外换热器、第一电磁阀和单向阀相连的管路并联有第一旁通管路，所述第一旁通管路上设有第二电磁阀；所述套管式换热器内管与室外换热器进气管间设有第三电磁阀；所述控制系统分别与第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连，用于向所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀输出控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种改进型风冷冷凝器，包括室外风机，室外换热器，设于室外换热器进气管路上用于检测高压压力的压力传感器以及与所述室外风机和压力传感器相连接的控制系统；其特征在于：所述冷凝器还包括设于室外换热器出液管路上的套管式换热器，所述套管式换热器的罐体与室外换热器的出液管相连通，内管与室外换热器的进气管相连；室外换热器的出液口与套管式换热器罐体进液口间的管路上设有第一电磁阀和单向阀；室外换热器、第一电磁阀和单向阀相连的管路并联有第一旁通管路，所述第一旁通管路上设有第二电磁阀；所述套管式换热器内管与室外换热器进气管间设有第三电磁阀；所述控制系统分别与第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连，用于向所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀输出控制信号。2.根据权利要求1所述的改进型风冷冷凝器，其特征在于：所述套管式换热器罐体内设有液位及温度传感器；所述控制系统与液位及温度传感器相连，用于接收检测的液位及温度信号。3.根据权利要求1所述的改进型风冷冷凝器，其特征在于：所述套管式换热器的罐体容积为室外换热器内部容积的2倍以上。4.根据权利要求1所述的改进型风冷冷凝器，其特征在于：所述套管...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明迪，张定樑，周亮，张卫星，
申请(专利权)人：南京佳力图机房环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32