變頻氟泵空調(diào)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了變頻氟泵空調(diào)，包括空調(diào)室內(nèi)機(jī)、變頻氟泵節(jié)能模塊、空調(diào)室外機(jī)，以及中央控制器；所述變頻氟泵節(jié)能模塊包括輸入口與空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸出口相連的儲液罐，一端分別與儲液罐的輸出口連接的第一支路、第二支路，該第一支路、第二支路的另一端均連接至空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口，所述第一支路上設(shè)有變頻氟泵和與變頻氟泵連接的變頻器；所述空調(diào)室內(nèi)機(jī)內(nèi)的壓縮機(jī)還并行設(shè)置第六支路，該第六支路的一端連接至蒸發(fā)器的輸出口，另一端連接至空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口。本發(fā)明采用三種制冷模式配合運行，整體提高全年能效比。
【專利說明】
變頻M栗1￡調(diào)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于空調(diào)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及變頻氟栗空調(diào)。
【背景技術(shù)】
[0002]IDC數(shù)據(jù)中心作為行業(yè)信息化的重要載體，提供信息數(shù)據(jù)存儲和信息系統(tǒng)運行平臺支撐，是推進(jìn)新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵資源。據(jù)斯坦福大學(xué)教授奧內(nèi)桑.G.庫穆尼的研究數(shù)據(jù)顯示，2120年全球數(shù)據(jù)中心耗電量達(dá)到了驚人的2088億千瓦時，約占全球發(fā)電量的1.1%至1.5%，而在擁有大量數(shù)據(jù)中心的美國，這個比例已達(dá)1.7% —2.2%。2121年，我國數(shù)據(jù)中心總耗電量達(dá)700億千瓦時，已經(jīng)占到全社會用電量的1.5%，相當(dāng)于2121年天津市全年的總用電量。
[0003]因此，持續(xù)且有效地降低數(shù)據(jù)中心的運營成本已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急?？照{(diào)系統(tǒng)用于對數(shù)據(jù)中心進(jìn)行降溫處理，是保持?jǐn)?shù)據(jù)中心的高效率運行的條件之一;然而，現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)據(jù)中心的空調(diào)系統(tǒng)能耗非常高，其占數(shù)據(jù)中心總能耗的30?45%，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心PUE值(數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗)居高不下，增加了數(shù)據(jù)中心的運營成本。
[0004]不斷地開拓節(jié)能節(jié)電的空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)列入制造商和數(shù)據(jù)中心運營商的戰(zhàn)略性創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃，找尋創(chuàng)新型的、具有發(fā)展以及市場應(yīng)用前景的節(jié)能技術(shù)，降低空調(diào)系統(tǒng)能耗，進(jìn)而降低數(shù)據(jù)中心PUE值(數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗)成為每一個空調(diào)制造商必須考慮的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供變頻氟栗空調(diào)，解決了現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)能耗高的問題。本發(fā)明充分利用自然冷源，降低機(jī)組能耗。在同一套制冷系統(tǒng)中實現(xiàn)常規(guī)制冷、節(jié)能系統(tǒng)制冷，不引入新風(fēng)，保持了機(jī)房的密閉性和潔凈度。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]變頻氟栗空調(diào)，包括空調(diào)室內(nèi)機(jī)、變頻氟栗節(jié)能模塊、空調(diào)室外機(jī)，以及中央控制器，所述空調(diào)室內(nèi)機(jī)包括制冷劑制冷循環(huán)管路、室內(nèi)風(fēng)機(jī)，以及順次設(shè)于該制冷劑制冷循環(huán)管路上的蒸發(fā)器、壓縮機(jī)，蒸發(fā)器的輸入口連接至空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口，所述壓縮機(jī)的輸出口連接至空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口 ；
[0008]所述變頻氟栗節(jié)能模塊包括輸入口與空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸出口相連的儲液罐，一端分別與儲液罐的輸出口連接的第一支路、第二支路，該第一支路、第二支路的另一端均連接至空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口，所述第一支路上設(shè)有變頻氟栗和與變頻氟栗連接的變頻器；
[0009]所述壓縮機(jī)還并行設(shè)置第六支路，該第六支路的一端連接至蒸發(fā)器的輸出口，另一端連接至空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口。
[0010]本發(fā)明通過設(shè)計的變頻氟栗節(jié)能模塊，可使本發(fā)明工作在壓縮機(jī)制冷模式、壓縮機(jī)制冷+變頻氟栗節(jié)能的混合模式、變頻氟栗節(jié)能模式，其中，壓縮機(jī)制冷+變頻氟栗節(jié)能的混合模式下，壓縮機(jī)和變頻氟栗同時運行，變頻氟栗維持在一個固定頻率，通過變頻氟栗輔助壓縮機(jī)運行，有效降低壓縮機(jī)冷凝壓力、溫度，降低壓縮機(jī)功耗，提高制冷量，增大系統(tǒng)能效比;變頻氟栗節(jié)能模式下，變頻氟栗代替壓縮機(jī)作為動力系統(tǒng)帶動制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)，功率消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于壓縮機(jī)制冷，變頻氟栗可隨外界環(huán)境溫度的變化調(diào)節(jié)頻率，從而達(dá)到節(jié)能的目的，室外溫度越低節(jié)能效果越明顯。
[0011]具體地，所述空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)管路包括連接于空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口和蒸發(fā)器輸入口之間的第三支路，連接于蒸發(fā)器的輸出口和壓縮機(jī)的輸入口之間的第五支路，所述第三支路上設(shè)有熱力膨脹閥。
[0012]進(jìn)一步地，所述第三支路還并行設(shè)置第四支路，且在第三支路和第四支路上均設(shè)有切換該兩個支路的切換閥門，所述第四支路一端連接至空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口，另一端連接至蒸發(fā)器的輸入口。
[0013]為了使本發(fā)明在更低的溫度下達(dá)到更加節(jié)能的目的，所述蒸發(fā)器的輸出口還連接有第六支路，該第六支路的另一端連接至空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口。所述第六支路上設(shè)有第四單向閥。變頻氟栗給予制冷劑動力，通過第六支路進(jìn)入空調(diào)室外機(jī)冷凝放熱為低溫低壓的液體，而后通過儲液罐回到第四單向閥中繼續(xù)循環(huán)。
[0014]更進(jìn)一步地，所述第五支路順次設(shè)有氣路電磁閥和氣液分離器，氣液分離器的輸出口與壓縮機(jī)的輸入口連接。
[0015]再進(jìn)一步地，所述壓縮機(jī)的輸出口設(shè)有第一單向閥。
[0016]具體地，所述空調(diào)室外機(jī)包括連接于空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口與制冷劑制冷循環(huán)輸出口之間的冷凝器，和為冷凝器散熱的室外風(fēng)機(jī)。
[0017]另外，室內(nèi)風(fēng)機(jī)為EC風(fēng)機(jī)，且采用由中央控制器控制的調(diào)速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019](I)本發(fā)明具有三種制冷模式。環(huán)境溫度較高時，采用高能效比渦旋壓縮機(jī)制冷，高效節(jié)能;環(huán)境溫度適中時，壓縮機(jī)與變頻氟栗配合運行，降低系統(tǒng)冷凝壓力，從而降低壓縮機(jī)能耗，提高能效比；室外溫度較低時，采用變頻氟栗制冷，僅有風(fēng)機(jī)和變頻氟栗消耗功率，功率消耗遠(yuǎn)低于壓縮機(jī)制冷模式。三種制冷模式配合運行，整體提高全年能效比，尤其是在北方地區(qū)更為節(jié)能。
[0020](2)本發(fā)明空調(diào)室內(nèi)機(jī)采用模塊化結(jié)構(gòu)，氣流組織更為均勻、換熱效率更高、結(jié)構(gòu)可拆卸搬運。
[0021](3)本發(fā)明變頻氟栗節(jié)能模塊內(nèi)有變頻氟栗、儲液罐，空調(diào)室內(nèi)機(jī)、變頻氟栗節(jié)能模塊及高效冷凝器相組合，達(dá)到高效節(jié)能的目的。
[0022](4)本發(fā)明采用智能控制器，能夠自動切換制冷運行模式，具有多種保護(hù)功能，從而保證機(jī)組安全可靠地運行。
[0023](5)本發(fā)明不引入新風(fēng)，不受外界空氣質(zhì)量影響，應(yīng)用范圍有了新的擴(kuò)展。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。
[0025]圖2為本發(fā)明-實施例中變頻氟栗室內(nèi)機(jī)的安裝示意圖。
[0026]其中，附圖中標(biāo)記對應(yīng)的零部件名稱為:
[0027]1-壓縮機(jī)、2-第一單向閥、3-冷凝器、4-室外風(fēng)機(jī)、5-儲液罐、6-變頻氟栗、7-第二單向閥、8-第三單向閥、9-干燥過濾器、I O-室內(nèi)風(fēng)機(jī)、11 -電加熱器、12-第一電磁閥、13-第二電磁閥、14-熱力膨脹閥、15-蒸發(fā)器、16-氣路電磁閥、17-氣液分離器、18-第四單向閥、19_加濕系統(tǒng)、20-空調(diào)、21 -服務(wù)器機(jī)柜。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0029]實施例
[0030]如圖1所示，變頻氟栗空調(diào)，包括中央控制器，感應(yīng)外界溫度并向中央控制器實時反饋的溫度傳感器，以及壓縮機(jī)1、蒸發(fā)器15、氣液分離器17、干燥過濾器、第一電磁閥12、第二電磁閥13、熱力膨脹閥14、第一單向閥2、第四單向閥18、氣路電磁閥16、室內(nèi)風(fēng)機(jī)10、變頻器、變頻氟栗6、第二單向閥7、第三單向閥8、儲液罐5、冷凝器3、室外風(fēng)機(jī)4;上述電磁閥均為電動，單向閥均為機(jī)械制動。壓縮機(jī)1、蒸發(fā)器15、氣液分離器17、第一電磁閥12、第二電磁閥13、熱力膨脹閥14、氣路電磁閥16、室內(nèi)風(fēng)機(jī)1、變頻器、室外風(fēng)機(jī)4均由中央控制器控制。
[0031]上述壓縮機(jī)1、蒸發(fā)器15、氣液分離器17、干燥過濾器、第一電磁閥12、第二電磁閥
13、熱力膨脹閥14、第一單向閥2、第四單向閥18組成空調(diào)室內(nèi)機(jī);變頻器、變頻氟栗6、第二單向閥7、第三單向閥8、儲液罐5組成變頻氟栗節(jié)能模塊;冷凝器3、室外風(fēng)機(jī)4組成空調(diào)室外機(jī)。
[0032]上述壓縮機(jī)I的輸出口通過管路連接至冷凝器3的輸入口，在該管路上設(shè)置第一單向閥2，室外風(fēng)機(jī)4為冷凝器3散熱吹出熱風(fēng)，冷凝器3的輸出口通過管路連接至儲液罐5的輸入口，儲液罐5的輸出口分別通過第一支路、第二支路連接至空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷循環(huán)輸入口，其中，第一支路上設(shè)置第三單向閥8，第二支路上順次設(shè)置變頻氟栗6、第二單向閥7，變頻氟栗6連接變頻器;制冷循環(huán)輸入口分別通過第三支路、第四支路連接至蒸發(fā)器15的輸入口，第三支路順次設(shè)置第一電磁閥12、熱力膨脹閥14，第四支路設(shè)置第二電磁閥13，干燥過濾器9設(shè)置在第三支路、第四支路的輸入端;蒸發(fā)器15的輸出口通過第五支路返回至壓縮機(jī)
I的輸入口并與其連接，在該第五支路上順次設(shè)置氣路電磁閥16、氣液分離器17，蒸發(fā)器15的輸出口還通過第六支路連接至壓縮機(jī)I的輸出管路，該第六支路上設(shè)置第四單向閥18;蒸發(fā)器15通過電加熱器11供熱，室內(nèi)風(fēng)機(jī)10將室內(nèi)的空氣從蒸發(fā)器15中吹過，吹出冷風(fēng)。
[0033]在本實施例中，室內(nèi)風(fēng)機(jī)為EC風(fēng)機(jī)，無級調(diào)速，根據(jù)空調(diào)房間實際運行負(fù)荷智能匹配風(fēng)機(jī)動力，改變風(fēng)速，提供足夠的氣流循環(huán)動力基礎(chǔ)上，有效降低數(shù)據(jù)中心能耗。室內(nèi)風(fēng)機(jī)采用調(diào)速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)節(jié)能運行并保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。
[0034]室內(nèi)風(fēng)機(jī)可在機(jī)組上方增加風(fēng)帽直接送風(fēng)；或連接風(fēng)管進(jìn)行送風(fēng)；或采用風(fēng)機(jī)下沉地下送風(fēng)，直接將冷風(fēng)送入地板下，再由風(fēng)口送風(fēng)，為數(shù)據(jù)中心節(jié)省了空間，機(jī)房地板為靜電地板，冷空氣在靜電地板下形成一個“靜壓箱”，也使得送風(fēng)更加均勻穩(wěn)定。
[0035]單向閥組件在制熱時的作用是為了增大制冷劑的流動阻力，減小制冷劑的流動速度，使制冷劑在室外機(jī)充分蒸發(fā)，使壓縮機(jī)排出的制冷劑氣體變?yōu)橹评鋭┮后w，提高空調(diào)制熱效果。
[0036]本實施例可工作在三種模式:
[0037]第一種模式一壓縮機(jī)制冷模式，條件為環(huán)境溫度高于21°C時。此時壓縮機(jī)I單獨運行，具體的工作過程如下:
[0038]壓縮機(jī)I中產(chǎn)生的高溫高壓氣體制冷劑通過第一單向閥2，進(jìn)入冷凝器3中冷凝為高壓低溫的液體，通過儲液罐5、第一支路、第三支路進(jìn)入熱力膨脹閥14中節(jié)流膨脹為低溫低壓的液體，而后進(jìn)入蒸發(fā)器15蒸發(fā)吸熱成為低溫低壓的氣體，再通過氣路電磁閥16、氣液分離器17回到壓縮機(jī)I中繼續(xù)循環(huán)。
[0039]第二種模式一壓縮機(jī)制冷+變頻氟栗節(jié)能的混合模式，條件為壞境溫度低于21°C高于5°C時。此時壓縮機(jī)和變頻氟栗同時運行，具體的工作過程如下:
[0040]壓縮機(jī)I中產(chǎn)生的高溫高壓氣體制冷劑通過第一單向閥2，進(jìn)入冷凝器3中冷凝為高壓低溫的液體，通過儲液罐5進(jìn)入第一支路中的變頻氟栗6提高壓力，再通過第二單向閥
7、第三支路進(jìn)入熱力膨脹閥14中節(jié)流膨脹為低溫低壓的液體，而后進(jìn)入蒸發(fā)器15蒸發(fā)吸熱成為低溫低壓的氣體，再通過氣路電磁閥16、氣液分離器17回到壓縮機(jī)I中繼續(xù)循環(huán)。當(dāng)變頻氟栗6運行時，變頻氟栗6的兩端存在壓差，變頻氟栗6出口壓力大于入口壓力，即第一支路的第三單向閥8的兩端存在壓差，入口端壓力小于出口端壓力，第三單向閥8是不通的。
[0041]在這其中，壓縮機(jī)和變頻氟栗同時運行，變頻氟栗維持在一個固定頻率，通過變頻氟栗輔助壓縮機(jī)運行，有效降低壓縮機(jī)冷凝壓力、溫度，降低壓縮機(jī)功耗，提高制冷量，增大系統(tǒng)能效比。
[0042]第三種模式一變頻氟栗節(jié)能模式，條件為環(huán)境溫度低于5°C時。具體的工作過程如下:
[0043]變頻氟栗6給予制冷劑動力，制冷劑經(jīng)過第二單向閥7、第四支路(不經(jīng)過熱力膨脹閥14，不需節(jié)流)進(jìn)入蒸發(fā)器15中蒸發(fā)吸熱為低溫低壓的氣體，通過第六支路進(jìn)入冷凝器3冷凝放熱為低溫低壓的液體，而后通過儲液罐5回到第四單向閥18中，然后通過變頻氟栗6、第二單向閥7、第四支路、第四單向閥18繼續(xù)循環(huán)。
[0044]在這其中，變頻氟栗代替壓縮機(jī)作為動力系統(tǒng)帶動制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)，功率消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于壓縮機(jī)制冷，變頻氟栗可隨外界環(huán)境溫度的變化調(diào)節(jié)頻率，從而達(dá)到節(jié)能的目的，室外溫度越低節(jié)能效果越明顯。
[0045]服務(wù)器機(jī)柜21整體供電后，開啟服務(wù)器、空調(diào)20等設(shè)備。當(dāng)開始正常工作后，服務(wù)器散出大量的熱，由服務(wù)器風(fēng)扇帶出，同時在室內(nèi)風(fēng)機(jī)10驅(qū)動作用下，空氣不斷循環(huán)，熱量沿著房間頂部進(jìn)入空調(diào)的回風(fēng)口，回風(fēng)經(jīng)過過濾網(wǎng)過濾再與蒸發(fā)器進(jìn)行換熱或加熱、加濕處理，再由室內(nèi)風(fēng)機(jī)將冷空氣送入地板下，冷空氣從地板送出進(jìn)入服務(wù)器進(jìn)行換熱。在機(jī)房實際運行時，服務(wù)器負(fù)荷處于不斷變化的狀態(tài)。滿負(fù)荷時，空調(diào)全速運轉(zhuǎn)；負(fù)荷降低時，空調(diào)風(fēng)機(jī)自動調(diào)速，降低轉(zhuǎn)速運行。既充分保障了實際制冷需求，同時，空調(diào)運行又更加智能化，更加高效節(jié)能。
[0046]按照上述實施例，便可很好地實現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述設(shè)計原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本發(fā)明所公開的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做出的一些無實質(zhì)性的改動或潤色，所采用的技術(shù)方案的實質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.變頻氟栗空調(diào)，其特征在于，包括空調(diào)室內(nèi)機(jī)、變頻氟栗節(jié)能模塊、空調(diào)室外機(jī)，以及中央控制器，所述空調(diào)室內(nèi)機(jī)包括制冷劑制冷循環(huán)管路、室內(nèi)風(fēng)機(jī)，以及順次設(shè)于該制冷劑制冷循環(huán)管路上的蒸發(fā)器、壓縮機(jī)，蒸發(fā)器的輸入口連接至空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口，所述壓縮機(jī)的輸出口連接至空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口 ； 所述變頻氟栗節(jié)能模塊包括輸入口與空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸出口相連的儲液罐，一端分別與儲液罐的輸出口連接的第一支路、第二支路，該第一支路、第二支路的另一端均連接至空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口，所述第一支路上設(shè)有變頻氟栗和與變頻氟栗連接的變頻器； 所述壓縮機(jī)還并行設(shè)置第六支路，該第六支路的一端連接至蒸發(fā)器的輸出口，另一端連接至空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻氟栗空調(diào)，其特征在于，所述空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)管路包括連接于空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口和蒸發(fā)器輸入口之間的第三支路，連接于蒸發(fā)器的輸出口和壓縮機(jī)的輸入口之間的第五支路，所述第三支路上設(shè)有熱力膨脹閥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻氟栗空調(diào)，其特征在于，所述第三支路還并行設(shè)置第四支路，且在第三支路和第四支路上均設(shè)有切換該兩個支路的切換閥門，所述第四支路一端連接至空調(diào)室內(nèi)機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口，另一端連接至蒸發(fā)器的輸入口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變頻氟栗空調(diào)，其特征在于，所述第六支路上設(shè)有第四單向閥。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻氟栗空調(diào)，其特征在于，所述第五支路順次設(shè)有氣路電磁閥和氣液分離器，氣液分離器的輸出口與壓縮機(jī)的輸入口連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻氟栗空調(diào)，其特征在于，所述壓縮機(jī)的輸出口設(shè)有第一單向閥。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻氟栗空調(diào)，其特征在于，所述空調(diào)室外機(jī)包括連接于空調(diào)室外機(jī)的制冷劑制冷循環(huán)輸入口與制冷劑制冷循環(huán)輸出口之間的冷凝器，和為冷凝器散熱的室外風(fēng)機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻氟栗空調(diào)，其特征在于，室內(nèi)風(fēng)機(jī)為EC風(fēng)機(jī)，且采用由中央控制器控制的調(diào)速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
【文檔編號】F04B35/04GK106016465SQ201610514270
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】宋俊峰, 李猛, 向文, 王莉君, 張云鵑, 劉磊
【申請人】四川依米康環(huán)境科技股份有限公司