一种多联氟泵系统的制作方法

1.本实用新型涉及制冷设备，具体涉及一种多联氟泵系统。


背景技术：

2.在“新基建”总体任务的落实中，国家要求数据中心建设引导清洁能源开发使用，加快推广应用先进节能技术。基于此背景，如何优化数据中心能耗，并保证机房环境的稳定是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.发明目的：本实用新型的目的是提出一种节能且稳定的多联氟泵系统。
4.技术方案：本实用新型所述的多联氟泵系统，包括室内末端和室外主机，所述室外主机的数量为多个，室内末端包含多盘管换热器，每一盘管对应连接一个室外主机；室外主机包括压缩机、中间换热器、冷凝器、储液器、制冷剂泵、第二电动阀和电子膨胀阀；压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和中间换热器构成第一制冷循环，室内末端、第二电动阀、中间换热器、储液器和制冷剂泵构成第二制冷循环，第一制冷循环与第二制冷循环在中间换热器中换热。
5.本实用新型中，多个室外主机热备份运行，机组维持部分负荷工作，能效高；当一台机组发生故障时，其他机组提高负荷以满足冷量需要，可避免室内温度发生较大波动，保证机房环境安全稳定。进一步地，所述室外主机还包括第一电动阀、第一单向阀和第二单向阀；冷凝器为双盘管换热器，包括第一冷凝器盘管和第二冷凝器盘管，其中第一冷凝器盘管接入第一制冷循环中；室内末端、第一电动阀、第二冷凝器盘管、第二单向阀、储液器和制冷剂泵构成第三制冷循环；第一单向阀用于实现制冷剂由中间换热器至储液器的单向流动。
6.冷凝器为双盘管结构，使得第一制冷循环和第三制冷循环相对独立，互为备份，可提高系统安全性、可靠性。在室外温度较低时，机组通过第三制冷循环制冷，充分利用自然冷源，跟常规的风冷系统相比，全年能效比可提高50％以上。
7.进一步地，所述冷凝器上设有雾化喷淋系统。在室外干湿球温度温差较大时，启动雾化喷淋系统，使冷凝器进风温度降低，同时水吸热蒸发对环境进行制冷，从而使得冷凝盘管的冷凝压力及出口温度降低，机组能效进一步提高。根据测试，当干湿球温度相差5℃时，采用喷淋后机组能效提高12％，且随着干湿球温差的增大，采用雾化喷淋系统后机组能效提高更多。
8.进一步地，所述室内末端采用热管列间型式、热管背板型式或机房热管型式。
9.一种多联氟泵系统的控制方法，多联氟泵系统包括如下运行模式：
10.压缩机制冷模式，第一电动阀关闭，第二电动阀打开，压缩机和制冷剂泵工作；
11.自然冷源制冷模式，第一电动阀打开，第二电动阀关闭，制冷剂泵工作，压缩机不工作；
12.混合制冷模式，第一电动阀和第二电动阀均开启，压缩机和制冷剂泵工作；
13.根据室外湿球温度t
ow
和设定温度来决定系统运行模式，设定温度包括混合制冷模式开启温度t
mix
、自然冷源制冷模式开启温度t
free
和防结冰保护温度t
p
。
14.进一步地，当t
ow
＞t
mix
时，开启压缩机制冷模式；当t
free
＜t
ow
≤t
mix
时，开启混合制冷模式；当t
p
＜t
ow
≤t
free
或t
ow
≤t
p
时，开启自然冷源制冷模式。
15.进一步地，压缩机制冷模式包括压缩机制冷干模式和压缩机制冷湿模式，当t
od-t
ow
＜5℃时，开启压缩机制冷干模式，此时雾化喷淋系统关闭；当t
od-t
ow
≥5℃时，开启压缩机制冷湿模式，此时雾化喷淋系统开启；t
od
为室外干球温度。
16.进一步地，混合制冷模式包括混合制冷干模式和混合制冷湿模式，当t
od-t
ow
＜5℃时，开启混合制冷干模式，此时雾化喷淋系统关闭；当t
od-t
ow
≥5℃时，开启混合制冷湿模式，此时雾化喷淋系统开启；t
od
为室外干球温度。
17.进一步地，自然冷源制冷模式包括自然冷源制冷干模式和自然冷源制冷湿模式；当t
p
＜t
ow
≤t
free
且t
od-t
ow
＜5℃，或者t
ow
≤t
p
时，开启自然冷源制冷干模式，此时雾化喷淋系统关闭；当t
p
＜t
ow
≤t
free
且t
od-t
ow
≥5℃时，开启自然冷源制冷湿模式，此时雾化喷淋系统开启；t
od
为室外干球温度。
18.有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有如下显著优点：(1)多个室外主机互为热备份，机组维持部分负荷工作，能效高，且当一台机组发生故障时，室内温度不会发生较大波动，机房环境稳定；(2)系统有压缩机和制冷剂泵两种动力，以及多种运行模式，可根据不同工况使用压缩机或自然冷源，节约能耗；在自然冷源模式下，制冷剂在室内外进行冷却换热，没有中间换热单元，能源利用率高。
附图说明
19.图1是本实用新型的系统原理图；
20.图2是室外主机的原理图；
21.图3是机组负荷能效曲线。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
23.如图1所示，一种多联氟泵系统，包括室内末端和室外主机，室外主机的数量为两个。室内末端可以为多种形式，如热管列间型式b10，热管背板型式b20，机房热管型式b30。每个室内末端均包含双盘管换热器，每一盘管对应连接一个室外主机。两台室外主机通过can总线相连，互为热备份，即两台室外主机同时工作，均工作在50％负荷下，此时机组能效高，参见图3。当一台机组发生故障，另一台机组自动提速运行，满足100％冷量需求。
24.如图2所示，室外主机包括压缩机1、中间换热器2、冷凝器3、储液器4、制冷剂泵5、第一电动阀6、第二电动阀7、电子膨胀阀9、第一单向阀和第二单向阀，其中冷凝器3为双盘管换热器，包括第一冷凝器盘管3a和第二冷凝器盘管3b。压缩机1、第一冷凝器盘管3a、电子膨胀阀9和中间换热器2构成第一制冷循环，室内末端、第二电动阀7、中间换热器2、第一单向阀、储液器4和制冷剂泵5构成第二制冷循环，第一制冷循环与第二制冷循环在中间换热器2中换热。室内末端、第一电动阀6、第二冷凝器盘管3b、第二单向阀、储液器4和制冷剂泵5构成第三制冷循环。本实施例中，冷凝器3上设有雾化喷淋系统8。
25.室外主机有多种运行模式，根据采集的室外湿球温度t
ow
和室外干球温度t
od
，并与各个设定温度对比，来确定机组运行在何种工作模式下。设定温度有混合制冷模式开启温度t
mix
，自然冷源制冷模式开启温度t
free
和防结冰保护温度t
p
。具体地，
26.(1)当t
ow
＞t
mix
且t
od-t
ow
＜5℃，机组运行在压缩机制冷干模式；此时压缩机1、电子膨胀阀9、制冷剂泵5和第二电动阀7工作，第一电动阀6关闭，雾化喷淋系统8关闭。
27.从室内末端蒸发的制冷剂蒸汽通过第二电动阀7进入中间换热器2，在中间换热器2中经过第一制冷循环的制冷剂冷却后，然后进入储液器4，经制冷剂泵5，将液体输送回室内侧构成整个第二制冷循环。第一制冷循环中的制冷剂在中间换热器2中吸热蒸发后，进入压缩机1压缩增压后，进入第一冷凝器盘管3a进行冷凝冷却，而后进入中间换热器2吸热蒸发，将室内的热量带走，构成整个第一制冷循环。机组运行第一制冷循环和第二制冷循环，通过第二制冷循环将室内热量带到室外中间换热器2，再通过第一制冷循环将热量散发到大气中。压缩机1根据制冷需求实时调节运行频率，电子膨胀阀9根据压缩机1吸气温度及吸气压力，计算出压缩机1吸气过热度调节开度；冷凝器3处的室外风机根据压缩机1出口压力进行转速调节；第二电动阀7首先保持全开状态，当压缩机1运行在最小频率，且制冷需求仍下降，此时第二电动阀7根据制冷需求偏差值进行调节。
28.(2)当t
ow
＞t
mix
且t
od-t
ow
≥5℃，机组运行在压缩机制冷湿模式；此时压缩机1、电子膨胀阀9、制冷剂泵5和第二电动阀7工作，第一电动阀6关闭，雾化喷淋系统8工作，工作过程与压缩机制冷干模式基本相同。从雾化喷淋系统8出来的雾化水颗粒，将进冷凝器3进风温度减低，同时水吸热蒸发对环境进行制冷，从而使得第一制冷循环冷凝压力降低，机组能效提高。根据测试，当干湿球温度相差5℃时，采用喷淋后机组能效提高12％，且随着干湿球温差的增大，机组能效提高更多。
29.(3)当t
free
＜t
ow
≤t
mix
且t
od-t
ow
＜5℃，机组运行在混合制冷干模式；此时压缩机1、电子膨胀阀9、制冷剂泵5、第一电动阀6、第二电动阀7均工作，雾化喷淋系统8关闭。
30.从室内末端蒸发的制冷剂蒸汽一部分通过第一电动阀6，进入第二冷凝器盘管3b进行冷凝冷凝；另一部分通过第二电动阀7进入中间换热器2，在中间换热器2中经过第一制冷循环的制冷剂冷却后，与经过第二冷凝器盘管3b冷凝的制冷剂混合后，一起进入储液器4，经制冷剂泵5，将液体输送回室内侧。第一制冷循环中的制冷剂在中间换热器2中吸热蒸发后，进入压缩机1压缩增压后，进入第一冷凝器盘管3a进行冷凝冷却，而后进入中间换热器2吸热蒸发，将室内的热量带走，构成整个第一制冷循环。机组循环制冷剂一部分进入第二冷凝盘管3b进行冷凝，一部分进入中间换热器2进行冷凝，使得压缩机1运行在部分负荷下，此时机组能效较高。第一电动阀6首先保持全开状态，而后根据监测到的从第二冷凝器盘管3b出来的制冷剂液体温度进行实时调节。压缩机1根据制冷需求实时调节运行频率；电子膨胀阀9根据压缩机1吸气温度及吸气压力，计算出压缩机1吸气过热度调节开度；冷凝器3处的室外风机根据压缩机1出口压力进行转速调节；第二电动阀7首先保持全开状态，当压缩机1运行在最小频率，且制冷需求仍下降，此时第二电动阀7根据制冷需求偏差值进行调节。
31.(4)当t
free
＜t
ow
≤t
mix
且t
od-t
ow
≥5℃，机组运行在混合制冷湿模式；此时压缩机1、电子膨胀阀9、制冷剂泵5、第一电动阀6、第二电动阀7均工作，雾化喷淋系统8工作，工作过程与混合制冷干模式基本相同。
32.(5)当t
p
＜t
ow
≤t
free
且t
od-t
ow
＜5℃，机组运行在自然冷源制冷干模式；此时第一电动阀6和制冷剂泵5工作，压缩机1、电子膨胀阀9和第二电动阀7均关闭，雾化喷淋系统8关闭。
33.从室内末端蒸发的制冷剂蒸汽通过第一电动阀6，进入第二冷凝器盘管3b进行冷凝，而后进入储液器4，经制冷剂泵5，将液体输送回室内侧构成整个第三制冷循环。此时压缩机1不工作，机组仅有冷凝器3处的室外风机，制冷剂泵5及控制元器件耗电，耗电量大幅度降低，机组功耗大幅度降低，机组能效大幅度增加，具有显著的节能效果。此第一电动阀6首先保持全开状态，室外风机根据制冷需求进行转速调节。
34.(6)当t
p
＜t
ow
≤t
free
且t
od-t
ow
≥5℃，机组运行在自然冷源制冷湿模式；此时第一电动阀6和制冷剂泵5工作，压缩机1、电子膨胀阀9和第二电动阀7均关闭，雾化喷淋系统8开启，工作过程与自然冷源制冷干模式基本相同。从雾化喷淋系统8出来的雾化水颗粒，将进冷凝器3进风温度减低，同时水吸热蒸发对环境进行制冷，从而使得第三制冷循环制冷剂出口温度降低，可以降低室外风机转速，降低机组工作，提高机组能效。
35.(7)当t
ow
≤t
p
，机组运行在自然冷源制冷干模式。此时第一电动阀6和制冷剂泵5工作，压缩机1、电子膨胀阀9和第二电动阀7均关闭，雾化喷淋系统8关闭。机组还自动进行水排空操作，防止室外气温低，发生结冰现象。