本發(fā)明屬于空氣調(diào)節(jié)，具體涉及一種氟泵壓縮制冷系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著4g的大量應(yīng)用以及5g的逐漸普及，各種數(shù)據(jù)處理設(shè)備的發(fā)熱量越來越大，數(shù)據(jù)中心對(duì)空調(diào)設(shè)備的制冷量和節(jié)能性要求也越來越高。

2、采用過渡季節(jié)和寒冷冬季的室外自然冷源對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻，能大幅度降低空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，常見的是采用氟泵空調(diào)，在冬季啟用氟泵模式，停止壓縮機(jī)的運(yùn)行，利用氟泵驅(qū)動(dòng)制冷劑實(shí)現(xiàn)熱管制冷運(yùn)行，極大地降低了設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。氟泵壓縮制冷系統(tǒng)屬于復(fù)合系統(tǒng)，氟泵熱管系統(tǒng)與壓縮制冷系統(tǒng)共用蒸發(fā)器和冷凝器，以及一些共用的制冷劑管道、系統(tǒng)零部件等。

3、由于數(shù)據(jù)中心的熱負(fù)荷隨用戶使用量和季節(jié)時(shí)間變化而產(chǎn)生波動(dòng)，因此現(xiàn)在越來越多的機(jī)房空調(diào)采用了變頻技術(shù)，以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心的熱負(fù)荷波動(dòng)從而保證數(shù)據(jù)中心的恒溫恒濕需求。然而，制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)頻率變化會(huì)導(dǎo)致最佳的制冷劑循環(huán)量發(fā)生變化，通常頻率越高所需的制冷劑循環(huán)量越大，制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)如果保證了100％負(fù)荷下的最佳制冷劑灌注量，那么75％或者50％負(fù)荷下或者其它低頻率運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的最佳制冷劑灌注量就會(huì)比較少，因此機(jī)組內(nèi)部的制冷劑在低頻工況下可能存在積液情況，積液滯留在換熱器底部不利于換熱。

4、同時(shí)，氟泵模式下考慮到氟泵吸入口的液體高度要求，通常在氟泵模式下所需的制冷劑灌注量比較大，因此氟泵壓縮制冷系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行工況下很可能形成制冷劑液體滯留的情況，需要考慮把滯留的制冷劑遷移到儲(chǔ)液罐，而在高頻壓縮制冷模式或者氟泵制冷模式下把儲(chǔ)液罐內(nèi)滯留的制冷劑液體盡快釋放出來參與系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明提供一種氟泵壓縮制冷系統(tǒng)及其控制方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的氟泵壓縮制冷系統(tǒng)的不同運(yùn)行工況下所需的制冷劑灌注量差異造成的制冷劑冗余的技術(shù)問題。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種氟泵壓縮制冷系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、冷凝器及節(jié)流元件，其中所述節(jié)流元件連接于所述冷凝器的出口與所述蒸發(fā)器的入口之間，所述冷凝器與所述節(jié)流元件之間連接有儲(chǔ)液罐，所述氟泵壓縮制冷系統(tǒng)還包括制冷劑調(diào)節(jié)罐，所述制冷劑調(diào)節(jié)罐的頂部通過第一管路與所述冷凝器的出口可控通斷連通，所述制冷劑調(diào)節(jié)罐的底部通過第二管路與所述儲(chǔ)液罐的頂部可控通斷連通或者通過所述第二管路與所述節(jié)流元件的進(jìn)液口可控通斷連通。

3、在一些實(shí)施方式中，所述第二管路上串接有電磁通斷閥；和/或，所述制冷劑調(diào)節(jié)罐的底部高度高于所述儲(chǔ)液罐的頂部高度，以使得所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)的制冷劑能夠在自重作用下流入所述儲(chǔ)液罐內(nèi)。

4、在一些實(shí)施方式中，所述氟泵壓縮制冷系統(tǒng)還包括流路切換閥，所述流路切換閥具有連通所述冷凝器的出口與所述制冷劑調(diào)節(jié)罐的頂部的第一狀態(tài)以及連通所述冷凝器的出口與所述儲(chǔ)液罐的頂部的第二狀態(tài)，所述流路切換閥能夠被控制在所述第一狀態(tài)與所述第二狀態(tài)之間切換從而實(shí)現(xiàn)所述第一管路與所述冷凝器的出口的可控通斷連通。

5、在一些實(shí)施方式中，所述氟泵壓縮制冷系統(tǒng)還包括氟泵，所述氟泵的進(jìn)液口與所述儲(chǔ)液罐的底部連通，所述氟泵的出液口與所述節(jié)流元件的進(jìn)液口連接，且所述氟泵的進(jìn)液口與所述節(jié)流元件的進(jìn)液口之間還連接有第三管路，所述第三管路上串接有第一單向閥，所述第一單向閥的單向?qū)ǚ较驗(yàn)橛伤龇玫倪M(jìn)液口一側(cè)至所述節(jié)流元件的進(jìn)液口一側(cè)；和/或，所述流路切換閥為電磁三通閥。

6、在一些實(shí)施方式中，所述氟泵壓縮制冷系統(tǒng)還包括壓縮機(jī)及第四管路，所述壓縮機(jī)的吸氣口與所述蒸發(fā)器的出氣口連通，所述壓縮機(jī)的排氣口與所述冷凝器的進(jìn)氣口連通，所述第四管路連接于所述壓縮機(jī)的吸氣口與排氣口之間，且所述第四管路上串接有第二單向閥，所述第二單向閥的單向?qū)ǚ较驗(yàn)橛伤鰤嚎s機(jī)的吸氣口一側(cè)至所述壓縮機(jī)的排氣口一側(cè)。

7、在一些實(shí)施方式中，所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)設(shè)有液位計(jì)，用于檢測(cè)所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)的制冷劑實(shí)時(shí)液位高度；和/或，所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，用于檢測(cè)所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)的制冷劑的實(shí)時(shí)溫度。

8、本發(fā)明還提供一種如上述的氟泵壓縮制冷系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

9、獲取所述氟泵壓縮制冷系統(tǒng)的運(yùn)行模式；

10、根據(jù)所述運(yùn)行模式控制所述電磁通斷閥的通斷、所述流路切換閥的狀態(tài)切換、所述壓縮機(jī)及所述氟泵的啟停。

11、在一些實(shí)施方式中，當(dāng)所述運(yùn)行模式為氟泵制冷模式時(shí)，控制所述電磁通斷閥導(dǎo)通，控制所述流路切換閥處于所述第一狀態(tài)，控制所述壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或者保持停機(jī)狀態(tài)，并在所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)的制冷劑完全流入所述儲(chǔ)液罐后控制所述氟泵運(yùn)轉(zhuǎn)。

12、在一些實(shí)施方式中，當(dāng)所述運(yùn)行模式為壓縮制冷模式時(shí)，控制所述壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并獲取所述壓縮機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行頻率，根據(jù)獲取的所述實(shí)時(shí)運(yùn)行頻率獲取與該實(shí)時(shí)運(yùn)行頻率對(duì)應(yīng)的所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)的制冷劑的目標(biāo)液位高度h，控制所述電磁通斷閥通斷、流路切換閥的狀態(tài)切換以使所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)的制冷劑的實(shí)時(shí)液位高度調(diào)整處于所述目標(biāo)液位高度h。

13、在一些實(shí)施方式中，當(dāng)所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)制冷劑的實(shí)時(shí)液位高度低于所述目標(biāo)液位高度h時(shí)，控制所述電磁通斷閥導(dǎo)通，控制所述流路切換閥處于所述第一狀態(tài)，并控制所述電磁通斷閥的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)短于所述第一狀態(tài)的維持時(shí)長(zhǎng)，直至所述實(shí)時(shí)液位高度上升至所述目標(biāo)液位高度h時(shí)，控制所述流路切換閥切換為所述第二狀態(tài)，并控制所述電磁通斷閥斷開；或者，

14、當(dāng)所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)制冷劑的實(shí)時(shí)液位高度高于所述目標(biāo)液位高度h時(shí)，控制所述電磁通斷閥連通，控制所述流路切換閥處于所述第一狀態(tài)，并控制所述電磁通斷閥的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)長(zhǎng)于所述第一狀態(tài)的維持時(shí)長(zhǎng)，直至所述實(shí)時(shí)液位高度下降至所述目標(biāo)液位高度h時(shí)，控制所述流路切換閥切換為所述第二狀態(tài)，并控制所述電磁通斷閥斷開。

15、在一些實(shí)施方式中，所述目標(biāo)液位高度h通過如下方式獲得：

16、獲取所述實(shí)時(shí)運(yùn)行頻率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)循環(huán)最佳制冷劑灌注量m1，并計(jì)算得到需在所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)存儲(chǔ)的制冷劑量m2，m2＝m-m1，其中m為系統(tǒng)內(nèi)總制冷劑量；

17、獲取所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度t和/或?qū)崟r(shí)飽和壓力，并根據(jù)控制器內(nèi)預(yù)先存儲(chǔ)的制冷劑參數(shù)獲知與所述實(shí)時(shí)溫度t和/或?qū)崟r(shí)飽和壓力對(duì)應(yīng)的液體制冷劑密度ρ；

18、根據(jù)公式h＝m2/(ρs)計(jì)算得到所述目標(biāo)液位高度h，其中s為所述制冷劑調(diào)節(jié)罐的存儲(chǔ)空間的橫截面面積。

19、本發(fā)明提供的一種氟泵壓縮制冷系統(tǒng)及其控制方法具有如下有益效果：

20、可以通過控制所述第一管路與第二管路的通斷時(shí)長(zhǎng)或者兩個(gè)管路的管內(nèi)徑實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出所述制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)的制冷劑的量的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)存儲(chǔ)的制冷劑遷移補(bǔ)充至系統(tǒng)循環(huán)內(nèi)，增加系統(tǒng)循環(huán)的制冷劑灌注量，或者實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)循環(huán)內(nèi)的過多制冷劑遷移存儲(chǔ)于制冷劑調(diào)節(jié)罐內(nèi)，有效防止系統(tǒng)內(nèi)制冷劑灌注量過大導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)積液滯留，防止制冷系統(tǒng)內(nèi)存在過量的制冷劑侵占換熱器內(nèi)的換熱管道，提高換熱效率；如此，本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)內(nèi)所需要的制冷劑循環(huán)量可控調(diào)節(jié)，滿足較佳的系統(tǒng)循環(huán)量要求，解決現(xiàn)有技術(shù)中氟泵壓縮制冷系統(tǒng)的不同運(yùn)行工況下所需的制冷劑灌注量差異造成的制冷劑冗余問題，以便盡量滿足各種運(yùn)行工況下制冷系統(tǒng)所需要的較佳循環(huán)量。