控制运行于自由冷却模式下的空调系统的方法和系统技术方案

一种控制运行于自由冷却模式下的空调系统的方法，包括：测量靠近冷凝器的外部环境空气的第一温度；测量退出蒸发器的工作流体的第二温度；计算所述第一温度和所述第二温度之间的温度差；将所述温度差与预设最优值比较；以及基于所述温度差调整所述空调系统的能量需求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制运行于自由冷却模式下的空调系统的方法和系统
本专利技术涉及一种空调系统。更具体地说，本专利技术涉及控制运行于自由冷却模式下 的空调系统的方法和系统。
技术介绍
在空调系统的通常运行期间，空调系统运行于冷却模式中，在这种模式中，消耗能 量而运行压缩机以压缩和循环制冷剂，从而以已知的方式冷却或调节例如空气或其它二级 回路流体(例如水或乙二醇)等工作流体。然后，被调节的工作流体能够被用于冰箱、冷冻 器、建筑物、汽车及其它具有气候受控制的环境的空间内。但是，当外部环境温度低时，存在如下可能，即，外部环境空气自身可被用于提供 对工作流体的冷却，而不用进入冷却模式。当外部环境空气被空调系统用以调节工作流体 时，该系统被称为运行于自由冷却模式下。如上所述，通常，即使当环境外部空气温度低时， 空调系统也运行于冷却模式下。在这种情况下运行于冷却模式下提供了调节工作流体的低 效率方法。相反，在这种情况下以自由冷却模式运行空调系统是更有效的。在自由冷却模 式下，一个或更多通风的热交换器及泵被起动，使得循环通过空调系统的制冷剂被外部环 境空气冷却，然后被冷却的制冷剂被用以冷却工作流体。因此，本专利技术确定了存在对控制具有自由冷却模式的空调系统的方法和系统的需要。
技术实现思路
提供了一种控制运行于自由冷却模式下的空调系统的方法。该方法包括测量靠 近冷凝器的外部环境空气的第一温度；测量退出蒸发器的工作流体的第二温度；计算所述 第一温度和所述第二温度之间的温度差；将所述温度差与预设最优值比较；以及基于所述 温度差调整所述空调系统的能量需求。提供了一种具有自由冷却模式和冷却模式的空调系统。该空调系统包括冷凝器， 将制冷剂布置成与环境外部空气呈热交换关系；第一温度传感器，用于测量所述环境外部 空气的第一温度；蒸发器，其被配置成将所述制冷剂布置成与工作流体呈热交换关系；第 二温度传感器，用于在所述工作流体退出所述蒸发器时测量所述工作流体的第二温度；制 冷剂泵，用于在所述自由冷却模式下泵送制冷剂；控制器，用于计算所述第一温度和所述第 二温度之间的温度差，所述控制器基于所述第二差调整所述空调系统的能量需求。根据如下详细描述、附图及所附的权利要求书，所属
的技术人员将了解 和理解本专利技术的上述及其它特征和优点。附图说明图1是根据本专利技术处于冷却模式下的空调系统的示例性实施方式。图2是根据本专利技术处于自由冷却模式下的空调系统的示例性实施方式。图3示出运行具有自由冷却模式和冷却模式的空调系统的、根据本专利技术的方法的 示例性实施方式。图4是示出能力相对ΔΤ_自由冷却以及装置效率相对ΔΤ_自由冷却的曲线图。具体实施方式本专利技术涉及一种具有冷却模式和自由冷却模式的空调系统。更具体地说，本专利技术 涉及控制运行于自由冷却模式下的空调系统的效率的方法。在本专利技术中披露了，虽然初始 外部能量对于开始空调系统10内的自由冷却模式是必需的，但是，在自由冷却模式期间， 随着外部环境空气与工作流体之间的温度变化达到最优值，这些能量能够被逐渐减少。因 而能够控制空调系统的能量效率。有利地，通过改善空调系统10的能量效率，能够减少与 运行空调系统10相关的成本。参照附图，尤其是参照图1和2，示出了运行于冷却模式(图1)和/或处于自由 冷却模式(图2)下的空调系统(“系统”)的示例性实施方式，所述系统整体上用附图标记 10标出。系统10包括压缩机12、第一阀14、第一温度传感器16、冷凝器18、制冷剂泵20、第 二阀22、膨胀装置24、第二温度传感器26、蒸发器28、控制器30、第三阀32、制冷剂34以及 工作流体36。冷却模式下的系统10使用压缩机12将制冷剂34从蒸发器28泵送至冷凝器18。 但是，自由冷却模式下的系统10使用制冷剂泵20将制冷剂泵送通过整个系统。而冷却模 式下的系统10在运行期间不使用制冷剂泵20，自由冷却模式下的系统在运行期间不使用 压缩机12。参照图1，系统10以已知的方式运行于冷却模式下。具体地说，控制器30与第三 阀32电连接，使得第三阀32被调整至适当的位置，使得制冷剂34能够从蒸发器28流到压 缩机12。如果之前系统10运行于自由冷却模式下，则控制器30关闭制冷剂泵20，使得制 冷剂34通过第二阀22从冷凝器18流到膨胀阀24，因此绕过制冷剂泵。第二阀22是机械 止回阀。当制冷剂泵20关闭时，由于内部泵阻，制冷剂34将流过第二阀22，而不是流过制 冷剂泵。在冷却模式下，在制冷剂泵20内具有比第二阀22更高的压降。控制器30打开压 缩机12。压缩机12压缩通过第一阀14流到冷凝器18的制冷剂34，在冷凝器18内发生制 冷剂与环境外部空气之间的热交换，并且制冷剂开始冷却。在本专利技术的一个实施方式中，第 一阀14是止回阀。第一温度传感器16测量环境外部空气的温度。控制器30打开至少一个冷凝器风 机38和40，使得环境空气以与制冷剂34呈热交换关系的方式流过冷凝器，使得来自制冷剂 的热量被转移至环境空气。然后，制冷剂34经过第二阀22，绕过制冷剂泵20，达到膨胀阀 24。在本专利技术的实施方式中，第二阀22是止回阀。当膨胀装置24被打开时，随着制冷剂经过膨胀装置而达到蒸发器28，被压缩的制 冷剂34膨胀。蒸发器28被配置成使得工作流体36流过蒸发器，使得能够发生制冷剂34 和工作流体之间的热交换。第二温度传感器26测量退出蒸发器28的工作流体36的温度。从蒸发器28，制冷剂34经过第三阀32流到压缩机12。在本专利技术的一个实施方式 中，第三阀32是三通阀。为了本专利技术的目的，能预料到工作流体36可以是适于允许制冷剂34和工作流体之间的热交换的任意已知形式。例如，工作流体36可以是水或空气。现在参照图2，示出了运行于自由冷却模式下的系统10。当进入自由冷却模式时， 控制器30与系统10的多个元件电连接，所述元件中的每个被布置成适当的配置，使得该系 统能够运行于自由冷却模式下。例如，控制器30关闭压缩机12并且调整第三阀32，使得制 冷剂34从蒸发器28流到冷凝器18，因此绕过了压缩机12。控制器30打开冷凝器风机38 和40中的至少一个，使得环境空气以与制冷剂34呈热交换关系的方式流过冷凝器，使得来 自制冷剂的热量被转移到环境空气。控制器30也打开制冷剂泵20，使得制冷剂34从冷凝 器18连续地流到制冷剂泵。制冷剂泵20将制冷剂34从冷凝器18通过膨胀阀24泵送至蒸发器28，在蒸发器 28中以与上述冷却模式下相同的方式产生制冷剂至工作流体36的热交换。第二温度传感 器26测量退出蒸发器28的工作流体36的温度。然后，由于泵20作用而产生的自然制冷 剂移动，制冷剂流过第三阀32，绕过压缩机12，流到蒸发器28。参照图3，示出了运行具有冷却模式和自由冷却模式的系统10的方法的示例性实 施方式，并且所述方法整体上用附图标记50示出。方法50包括自由冷却情况确定步骤54、 可用自由冷却能力检查步骤56、切换步骤58、泵起动检查步骤60、能量优化步骤64、自由冷 却模式下运行时能力不足检查步骤66以及泵检查步骤68，在所述泵检查步骤中，确定制冷 剂泵20得到缓和或产生空蚀。起初，在步骤52中，系统10或者停止，或者运行于冷却模式下。当系统10在冷却 模式下运行时，系统的运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制运行于自由冷却模式下的空调系统的方法，包括：测量靠近冷凝器的外部环境空气的第一温度；测量退出蒸发器的工作流体的第二温度；计算所述第一温度和所述第二温度之间的温度差；将所述温度差与预设最优值比较；以及基于所述温度差调整所述空调系统的能量需求。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：J谢塞，P德佩奇，JP古，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]