本發(fā)明涉及空調(diào)，特別涉及一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著通信行業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的單個(gè)機(jī)柜的發(fā)熱量越來(lái)越大，有的機(jī)柜發(fā)熱量已超過(guò)20kw。為實(shí)現(xiàn)機(jī)柜的散熱，對(duì)列間空調(diào)的需求越來(lái)越大?，F(xiàn)有的列間空調(diào)一般自帶壓縮機(jī)和蒸發(fā)器，每個(gè)列間空調(diào)與室外機(jī)配套一一對(duì)應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的制冷和制熱。此外，列間空調(diào)也可采用制冷劑液泵驅(qū)動(dòng)，此時(shí)所有的列間空調(diào)可采用統(tǒng)一的制冷劑儲(chǔ)液罐，所有列間空調(diào)可共用一臺(tái)室外機(jī)給各列間空調(diào)室內(nèi)機(jī)供液。

2、在冬季或過(guò)渡季節(jié)，常規(guī)壓縮機(jī)制冷時(shí)由于室外環(huán)境溫度較低導(dǎo)致制冷劑的冷凝溫度偏低(例如10℃～30℃)，此時(shí)壓縮機(jī)的運(yùn)行壓比最小且接近1.2(蒸發(fā)溫度為15℃)，在此情況下易造成壓縮機(jī)回油不良，壓縮機(jī)內(nèi)部制冷劑積聚潤(rùn)滑不良等可靠性問(wèn)題。此外，溫度較低的制冷劑進(jìn)入室內(nèi)換熱器中易啟動(dòng)防凍結(jié)保護(hù)并造成嚴(yán)重結(jié)霜，影響壓縮機(jī)和換熱器的正常運(yùn)行。為改善上述情況，若在夏季選擇采用正常的壓縮機(jī)蒸氣壓縮式制冷方式，而在冬季以室外冷空氣作為天然冷源，停止壓縮機(jī)的運(yùn)行，并利用制冷劑泵驅(qū)動(dòng)制冷劑循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)熱管制冷運(yùn)行，可極大降低設(shè)備運(yùn)行成本并提升運(yùn)行穩(wěn)定性。

3、對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，如何整合多種制冷系統(tǒng)和制冷形式，以便始終保證制冷系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和控制的有效性，以成為設(shè)計(jì)人員開(kāi)發(fā)研究的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)及其控制方法，該制冷系統(tǒng)可在三種制冷模式之間切換，以在壓縮機(jī)運(yùn)行模式和制冷劑泵運(yùn)行模式下分別通過(guò)壓縮機(jī)或制冷劑泵向換熱器提供制冷劑。該制冷系統(tǒng)還能夠在壓縮機(jī)補(bǔ)氣運(yùn)行模式下通過(guò)制冷劑泵向壓縮機(jī)提供氣態(tài)制冷劑進(jìn)行補(bǔ)氣，確保制冷系統(tǒng)在不同環(huán)境溫度下的正常啟動(dòng)運(yùn)行，進(jìn)而提高制冷系統(tǒng)的可靠性、有效性和節(jié)能性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、室外換熱器、制冷劑泵、閥組件和節(jié)流裝置；所述壓縮機(jī)和所述制冷劑泵分別通過(guò)閥組件和節(jié)流裝置連接所述室外換熱器和所述室內(nèi)換熱器，所述制冷劑泵與所述壓縮機(jī)連通；

3、當(dāng)環(huán)境溫度大于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述制冷系統(tǒng)切換為壓縮機(jī)運(yùn)行模式；

4、當(dāng)環(huán)境溫度大于或等于第一預(yù)設(shè)溫度，并小于或等于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述制冷劑泵向所述壓縮機(jī)提供氣態(tài)制冷劑進(jìn)行補(bǔ)氣，所述制冷系統(tǒng)切換為壓縮機(jī)補(bǔ)氣運(yùn)行模式；

5、當(dāng)環(huán)境溫度小于所述第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述制冷系統(tǒng)切換為制冷劑泵運(yùn)行模式。

6、可選的，所述閥組件包括四通換向閥，所述壓縮機(jī)的吸氣口和所述制冷劑泵的進(jìn)口并聯(lián)后用于與所述四通換向閥的第二端口連通，所述壓縮機(jī)的排氣口和所述制冷劑泵的出液口并聯(lián)后用于與所述四通換向閥的第一端口連通；所述室內(nèi)換熱器用于與所述四通換向閥的第三端口連通，所述室外換熱器用于與所述四通換向閥的第四端口連通。

7、可選的，所述閥組件還包括第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥和第五電磁閥，所述第二電磁閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)和所述第二端口之間，所述第三電磁閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)和所述第一端口之間，所述第四電磁閥設(shè)置在所述制冷劑泵和所述第二端口之間，所述第五電磁閥設(shè)置在所述制冷劑泵的排液口和所述第一端口之間。

8、可選的，所述閥組件還包括第一電磁閥，所述第一電磁閥設(shè)置于制冷劑泵的出氣口和所述壓縮機(jī)的噴射口之間，所述制冷劑泵用于在所述第一電磁閥開(kāi)啟后向所述壓縮機(jī)提供氣態(tài)制冷劑進(jìn)行補(bǔ)氣。

9、可選的，所述制冷劑泵包括泵體和分離組件，所述分離組件與所述泵體連通，所述分離組件上設(shè)置有所述制冷劑泵的出氣口和所述制冷劑泵的進(jìn)口，所述泵體上設(shè)置有所述制冷劑泵的出液口。

10、可選的，在所述壓縮機(jī)補(bǔ)氣運(yùn)行模式時(shí)，所述分離組件用于向所述壓縮機(jī)提供氣態(tài)制冷劑進(jìn)行補(bǔ)氣；在所述制冷劑泵運(yùn)行模式時(shí)，所述分離組件用于向所述泵體提供液態(tài)制冷劑。

11、可選的，制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)還包括儲(chǔ)液罐，所述儲(chǔ)液罐設(shè)置于所述四通換向閥的第二端口與所述制冷劑泵的進(jìn)口之間，所述第四電磁閥設(shè)置在所述儲(chǔ)液罐和所述第二端口之間；所述儲(chǔ)液罐的進(jìn)口通過(guò)所述閥組件可選擇性地與所述室內(nèi)換熱器或所述室外換熱器連通，所述儲(chǔ)液罐的出口與所述制冷劑泵的進(jìn)口連通，所述儲(chǔ)液罐用于在環(huán)境溫度小于或等于所述第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)向所述制冷劑泵提供制冷劑。

12、可選的，所述節(jié)流裝置還包括第一節(jié)流裝置，所述第一節(jié)流裝置位于所述儲(chǔ)液罐的出口和所述制冷劑泵的進(jìn)口之間，并分別與所述儲(chǔ)液罐和所述制冷劑泵連通。

13、可選的，所述分離組件包括吸氣管、懸浮組件和外殼，所述外殼內(nèi)具有容納空間，所述容納空間用于容納氣態(tài)制冷劑和液態(tài)制冷劑；所述出氣口設(shè)置在所述吸氣管上，所述吸氣管部分插入所述容納空間中，所述吸氣管下端面高于所述容納空間中初始液態(tài)制冷劑液面，并用于將所述容納空間中的氣態(tài)制冷劑輸送至所述壓縮機(jī)；

14、所述懸浮組件包括液位浮子，所述液位浮子與所述吸氣管可移動(dòng)地連接，所述液位浮子能夠在所述液態(tài)制冷劑的液面升高時(shí)相對(duì)于所述吸氣管移動(dòng)并封堵所述出氣口。

15、可選的，所述分離組件還包括上限位件和下限位件，所述上限位件和所述下限位件均與所述吸氣管連接，所述上限位件用于限定所述液位浮子移動(dòng)的上極限位置，所述下限位件用于限定所述液位浮子移動(dòng)的下極限位置。

16、可選的，所述節(jié)流裝置還包括第二節(jié)流裝置，所述第二節(jié)流裝置位于所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器之間，并分別與所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器連通。

17、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)的控制方法，適用于任一項(xiàng)所述的制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)；所述制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟：

18、s01、制冷系統(tǒng)開(kāi)機(jī)，動(dòng)態(tài)檢測(cè)環(huán)境溫度，并判斷環(huán)境溫度所屬的溫度區(qū)間，根據(jù)所屬溫度區(qū)間執(zhí)行相應(yīng)步驟；

19、若所述檢測(cè)環(huán)境溫度大于所述第二預(yù)設(shè)溫度，執(zhí)行步驟s02；

20、s02、通過(guò)所述閥組件使所述壓縮機(jī)分別與所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器連通；開(kāi)啟所述壓縮機(jī)，關(guān)閉所述制冷劑泵；

21、所述制冷劑的流動(dòng)方向?yàn)椋核鰤嚎s機(jī)的排氣口—所述室外換熱器—所述室內(nèi)換熱器—所述壓縮機(jī)的吸氣口；

22、若所述檢測(cè)環(huán)境溫度大于或等于所述第一預(yù)設(shè)溫度，并小于或等于所述第二預(yù)設(shè)溫度，執(zhí)行步驟s03；

23、s03、通過(guò)所述閥組件使所述壓縮機(jī)分別與所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器連通；開(kāi)啟所述壓縮機(jī)，關(guān)閉所述制冷劑泵，所述制冷劑泵向所述壓縮機(jī)提供氣態(tài)制冷劑可調(diào)節(jié)地補(bǔ)氣；

24、若所述檢測(cè)環(huán)境溫度小于所述第一預(yù)設(shè)溫度，執(zhí)行步驟s04；

25、s04、通過(guò)所述閥組件使所述制冷劑泵分別與所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器連通；開(kāi)啟所述制冷劑泵，關(guān)閉所述壓縮機(jī)；

26、所述制冷劑的流動(dòng)方向?yàn)椋核鲋评鋭┍玫某鲆嚎凇鍪覂?nèi)換熱器—所述室外換熱器—所述制冷劑泵的進(jìn)口。

27、可選的，所述制冷系統(tǒng)還包括儲(chǔ)液罐，所述儲(chǔ)液罐與所述制冷劑泵的進(jìn)口連通；所述閥組件包括四通換向閥，所述壓縮機(jī)的吸氣口和所述儲(chǔ)液罐并聯(lián)后用于與所述四通換向閥的第二端口連通，所述壓縮機(jī)的排氣口和所述制冷劑泵的出液口并聯(lián)后用于與所述四通換向閥的第一端口連通；所述室內(nèi)換熱器用于與所述四通換向閥的第三端口連通，所述室外換熱器用于與所述四通換向閥的第四端口連通；

28、在s02中，通過(guò)所述閥組件使所述壓縮機(jī)分別與所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器連通的步驟包括：使所述四通換向閥斷電，以使所述第一端口與所述第四端口導(dǎo)通，所述第二端口與所述第三端口導(dǎo)通；

29、在s03中，通過(guò)所述閥組件使所述壓縮機(jī)分別與所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器連通的步驟包括：使所述四通換向閥斷電，以使所述第一端口與所述第四端口導(dǎo)通，所述第二端口與所述第三端口導(dǎo)通；

30、在s04中，通過(guò)所述閥組件使所述制冷劑泵分別與所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器連通的步驟包括：使所述四通換向閥通電，以使所述第一端口與所述第三端口導(dǎo)通，所述第二端口與所述第四端口導(dǎo)通。

31、可選的，所述制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)的控制方法還包括第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥和第五電磁閥，所述第一電磁閥設(shè)置在所述制冷劑泵的出氣口和所述壓縮機(jī)的噴射口之間，所述第二電磁閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)的吸氣口和所述第二端口之間，所述第三電磁閥設(shè)置在所述壓縮機(jī)的排氣口和所述第一端口之間，所述第四電磁閥設(shè)置在所述儲(chǔ)液罐和所述第二端口之間，所述第五電磁閥設(shè)置在所述制冷劑泵的出液口和所述第一端口之間；

32、在s02中，開(kāi)啟所述壓縮機(jī)之前的步驟還包括：開(kāi)啟所述第二電磁閥和所述第三電磁閥，關(guān)閉所述第一電磁閥、所述第四電磁閥和所述第五電磁閥；

33、在s03中，開(kāi)啟所述壓縮機(jī)之前的步驟還包括：開(kāi)啟所述第二電磁閥、所述第三電磁閥和所述第一電磁閥，關(guān)閉所述第四電磁閥和第五電磁閥；

34、在s04中，開(kāi)啟所述制冷劑泵之前的步驟還包括：開(kāi)啟所述第四電磁閥和所述第五電磁閥，關(guān)閉所述第一電磁閥、所述第二電磁閥和所述第三電磁閥。

35、可選的，所述節(jié)流裝置還包括第一節(jié)流裝置和第二節(jié)流裝置，所述第一節(jié)流裝置位于所述儲(chǔ)液罐的出口和所述制冷劑泵的進(jìn)口之間，并分別與所述儲(chǔ)液罐和所述制冷劑泵連通；所述第二節(jié)流裝置位于所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器之間，并分別與所述室內(nèi)換熱器和所述室外換熱器連通；

36、在s02中，關(guān)閉所述第一節(jié)流裝置，開(kāi)啟并調(diào)節(jié)所述第二節(jié)流裝置；

37、在s03中，開(kāi)啟并調(diào)節(jié)所述第一節(jié)流裝置，同時(shí)開(kāi)啟并調(diào)節(jié)所述第二節(jié)流裝置；

38、在s04中，完全打開(kāi)所述第一節(jié)流裝置，同時(shí)完全打開(kāi)所述第二節(jié)流裝置。

39、本發(fā)明提供一種制冷劑泵驅(qū)動(dòng)的制冷系統(tǒng)及其控制方法，該制冷系統(tǒng)具有三種工作模式，并能夠根據(jù)環(huán)境溫度切換工作模式，以在環(huán)境溫度高于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)切換為壓縮機(jī)運(yùn)行模式，此時(shí)可通過(guò)壓縮機(jī)向換熱器提供制冷劑。同時(shí)，可在環(huán)境溫度低于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)切換為制冷劑泵運(yùn)行模式，此時(shí)可通過(guò)制冷劑泵向換熱器提供制冷劑。

40、該制冷系統(tǒng)通過(guò)壓縮機(jī)和制冷劑泵實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的復(fù)合聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，并可通過(guò)閥組件實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)運(yùn)行模式、壓縮機(jī)補(bǔ)氣運(yùn)行模式和制冷劑泵運(yùn)行模式之間的有效切換，繼而可實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)高效可靠、全年無(wú)間斷制冷，提升制冷系統(tǒng)的全年能效比(簡(jiǎn)稱(chēng)aeer)和運(yùn)行的可靠性。

41、此外，該制冷系統(tǒng)能夠在環(huán)境溫度處于第一預(yù)設(shè)溫度和第二預(yù)設(shè)溫度之間時(shí)切換為壓縮機(jī)補(bǔ)氣運(yùn)行模式，此時(shí)可通過(guò)制冷劑泵向壓縮機(jī)提供氣態(tài)制冷劑進(jìn)行補(bǔ)氣，以通過(guò)制冷劑泵向壓縮機(jī)噴射增焓，增大壓縮機(jī)中的制冷劑流量，進(jìn)而解決低溫環(huán)境下壓縮機(jī)吸氣壓力較低、制冷劑流量較小的技術(shù)問(wèn)題，確保制冷系統(tǒng)在不同環(huán)境溫度下的正常啟動(dòng)運(yùn)行，進(jìn)而提高制冷系統(tǒng)的可靠性、有效性和節(jié)能性。