空调系统的自由冷却能力控制技术方案

一种具有自由冷却模式的空调系统。该系统包括具有压缩机、泵、膨胀装置和控制器的制冷回路，其中，所述膨胀装置具有可变开口。控制器通过经由泵使制冷剂循环经过制冷回路而选择性地使系统运行于自由冷却模式下。该系统包括存在于控制器上的自由冷却能力控制序列。该自由冷却能力控制序列至少通过基于工作流体温度和设定点温度之间的温度差调整所述可变开口来调整所述系统的冷却能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空调系统的自由冷却能力控制
本专利技术涉及空调系统。更具体地说，本专利技术涉及控制具有自由冷却模式 和冷却模式的空调系统的方法和系统。
技术介绍
空调系统通过消耗能量而冷却给定体积的空气的方式运行。通常，空调 系统运行于冷冻或冷却模式下，其包括使制冷剂循环通过热力学循环。在此 循环期间，热和功被转移到制冷剂。制冷剂进入热交换器并且冷冻例如水、 空气或乙二醇等工作流体，进而，所述工作流体能够被用于冷却受调节的空 间。通常使用压缩机将功转移到制冷剂。但是，当环境外部空气的温度低时，外部空气可以;波用以冷却制冷剂， 而不必运行压缩机。当空调系统使用环境外部空气来冷却制冷剂时，该系统 被称为运行于自由冷却模式下。因为在自由冷却模式下运行空调系统需要更 少的功输入，所以，在自由冷却模式下运行该系统比在冷却模式下运行该系 统效率更高。通常，即使在环境外部温度低的时候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的是低效的制冷剂调节手段。相反，在这 种情况下使空调系统运行于预冷却模式下是更高效的。在自由冷却模式下， 一个或更多通风的热交换器和泵被起动，并且循环经过空调系统的制冷剂被 外部环境空气所冷却，而不必用压缩机。于是，在空调系统运行于自由冷却模式下时存在对控制空调系统的冷却 能力的方法和系统的需要。
技术实现思路
提供了空调系统及控制方法，当运行于自由冷却模式下时，其包括自由 冷却能力控制序列，该程序至少基于离开所述空调系统的工作流体与设定点 之间的温度差改变膨胀装置的开口 。提供了 一种具有自由冷却模式的空调系统。该系统包括具有压缩机、泵、 膨胀装置和控制器的制冷回路，其中，所述膨胀装置具有可变开口。控制器 通过经由泵使制冷剂循环经过制冷回路而选择性地使系统运行于自由冷却 模式下。该系统包括存在于控制器上的自由冷却能力控制序列。该自由冷却 能力控制序列至少通过基于工作流体温度和设定点温度之间的温度差调整 所述可变开口来调整所述系统的冷却能力。还提供了 一种控制具有自由冷却模式的空调系统的方法。该方法包括确 定被调节的工作流体的温度，在所述温度高于设定点时至少通过增大制冷剂 膨胀装置的开口来增加该系统的冷却能力，并且在所述温度低于设定点时至 少通过减小制冷剂膨胀装置的开口来减小该系统的冷却能力。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l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2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；以及图3示出了根据本专利技术用于控制空调系统在自由冷却模式下的能力的 方法的示例性实施方式。具体实施方式现参照附图，具体是参照图1和图2，示出了空调系统("系统")的 示例性实施方式，并且该系统总体上用附图标记10来标示。系统10^C配置 成运行于自由冷却模式12 (图1)及冷却模式14(图2)。系统10包括用于选择性地切换于自由冷却4莫式12和冷却模式14之间的控制器16。有利地，控制器16包括能力控制程序("程序")18，在运 行于自由冷却模式12下时，该程序监测系统IO中的一个或多个条件，并且 调整膨胀装置的开口尺寸，从而调整系统10的冷却能力。与现有技术的系 统相比，程序18通过可以加强对系统10的冷却能力的控制改善了系统10 运行于自由冷却模式12下的性能。系统10包括制冷回路20，其具有冷凝器22、泵24、膨胀装置26、蒸 发器28以及压缩机30。控制器16被配置成选择性地控制或者泵24 (当在 自由冷却模式12下时)或者压缩机30 (当在冷却模式14下时)，从而使制 冷剂沿流动方向(D)循环经过系统IO。因而，当在自由冷却模式12下时， 系统10控制泵24以使制冷剂沿流动方向D循环。但是，当在冷却模式14 下时，系统10控制压缩机30，以压缩制冷剂并使制冷剂沿流动方向D循环。 自由冷却模式12比冷却模式14使用的能量少，因为自由冷却模式12不需 要输入另外的功来运行压缩机30。根据给定应用的冷却要求，系统10可以包括任意数量的制冷回路20。 有利地，这使得加强了对系统10的冷却能力的控制。系统10包括压缩机绕行回路32以及泵绕;斤回路34。系统10包括受控 制器16控制的三通阀35，以及一个或更多个阀36,使得控制器可以选择性 地定位阀35以根据需要选择性地打开和闭合压缩机绕行回路32。阀36优选 为^又允许在系统10内沿一个方向流动的止回阀。在一个实施方式中，阀36 是机械阀而没有任何控制。在另 一个实施方式中，阀36受控制器16的控制。 当绕行回路32闭合时，阀36防止制冷剂回流到压缩机内，并且在泵运行时 防止制冷剂回流到泵24的吸入侧。在冷却模式14下，控制器16控制阀35,使得压缩机绕行回路32被关 闭。在此配置下，泵24不运行，并且系统10 ^f吏得压缩机30可以压缩制冷剂并且使制冷剂流经泵绕行回路34而沿流动方向D循环。相反，当在自由冷却模式12下时，控制器16控制三通阀35,使得压缩 机绕行回路32被打开。在此配置中，系统10使得泵24可以使制冷剂流经 压缩机绕;ft回^各32而沿流动方向D循环。因此，系统10在蒸发器28内提供了制冷剂44和工作流体46之间的热 交换。热量从工作流^本46转移到了制冷剂44 ，冷却了工作流4本46 。 ^皮冷却 的工作流体46在出口 48退出蒸发器28，循环经过所有4争被冷却的区域，并 且经过入口 50返回到蒸发器。此过程发生于自由冷却模式12和冷却模式14 二者下。制冷剂44能够是R22、 R410A或者任意其它已知的制冷剂。工作 流体46能够是空气、水、乙二醇或任意其它现有技术中已知的工作流体。在冷却模式14下，系统10运行为现有技术中已知的标准蒸气-压缩空 调系统，其中通过压缩和通过膨胀装置26膨胀制冷剂来调节工作流体46。 膨胀装置26能够是任意已知的膨胀装置，例如但不限于可控膨胀装置(例 如热膨胀阀)。在一个优选实施方式中，膨胀装置26是电子可控膨胀阀。 在另一个优选实施方式中，膨胀装置26两通阀。在膨胀装置26是可控膨胀 阀的示例中，膨胀装置优选地受控制器16控制。因而，膨胀装置26包括能 够受控于例如完全打开位置和基本闭合位置之间的开口 2 5 。在自由冷却模式12下，系统10利用外部环境空气40的热移除能力， 外部环境空气通过一个或更多个风机42而与冷;疑器22呈热交换关系。系统IO包括温度传感器54，其定位成当工作流体46离开冷;疑器28时 测量工作流体46的温度52。温度传感器54能够是现有技术中已知的任意的 温度传感器元件，其包括但不限于电阻热装置、热电耦、热控管等。系统10维持工作流4本46的离开温度52接近设定温度(设定点)，该 设定点被存储在控制器16内，并且由给定一组环境下的给定应用的冷却要 求所确定。在一个优选实施方式中，该设定点能够由控制器16自动地确定。在另一优选实施方式中，该设定点由用户输入。当该设定点由控制器16来 增减时，系统10减小或增加其冷却能力，使得工作流体46的离开温度52 与新的"&定点相匹配。在一个示例性实施方式中，使用温度传感器54确定离开温度52。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自由冷却模式的空调系统，所述系统包括：　　　　具有泵、冷凝器及膨胀装置的制冷回路，所述膨胀装置具有可变开口；　　　　用于通过经由所述泵使制冷剂循环经过所述制冷回路在所述自由冷却模式下选择性地操作所述制冷回路的控制器；以及　　　　存在于所述控制器上的自由冷却能力控制序列，所述自由冷却能力控制序列至少通过基于退出所述冷凝器的工作流体温度与设定点温度之间的温度差调整所述可变开口来调整所述制冷回路的冷却能力。

【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：P里加尔，P德佩奇，B范，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]