[發(fā)明專利]一種高效制冷系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210345779.5
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114650713A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭杰;段曉麗;郭爽;王紅衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;F25B41/40;F25B41/20;F25B41/34;F25B43/00;F25B49/02
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 劉艷麗

本發(fā)明公開了一種高效制冷系統(tǒng)及控制方法，涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域。包括蒸發(fā)器、與蒸發(fā)器出口端連接的液體分離罐、與所述液體分離罐連接的氟泵和第一管路，所述液體分離罐上設(shè)置有進氣口、出氣口以及出液口，所述進氣口與所述蒸發(fā)器的出口連通，所述氟泵的出口與所述蒸發(fā)器的進口連通，所述蒸發(fā)器與所述液體分離罐、所述氟泵以及所述第一管路形成第一制冷循環(huán)回路。通過比較所述實時過熱度與預(yù)設(shè)過熱度關(guān)系，并且比較所述實時液位與第一預(yù)設(shè)液位或者第二預(yù)設(shè)液位關(guān)系，得到比較結(jié)果，并通過控制器調(diào)控氟泵和電子膨脹閥的工作狀態(tài)，實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的高效制冷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效制冷系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)中心是為集中放置電子信息設(shè)備提供安全可靠運行環(huán)境的場所。隨著邊緣計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、萬物互聯(lián)(IoT)、云技術(shù)等IT技術(shù)的大力發(fā)展，對數(shù)據(jù)處理、計算算力和數(shù)據(jù)傳輸能力等方面的要求也越來越高；因而近些年，網(wǎng)絡(luò)運營商、互聯(lián)網(wǎng)公司、政府、企業(yè)等各行各業(yè)對數(shù)據(jù)中心的需求程爆發(fā)式增長，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也向著更大規(guī)模，更高可靠性地方向邁進。數(shù)據(jù)中心內(nèi)部設(shè)備在正常運行的同時散發(fā)巨大的熱量，如果不能及時將熱量帶到室外，室內(nèi)溫度會快速升高，超出設(shè)備允許工作溫度，將導(dǎo)致功能失效。因此為了使電子信息設(shè)備、供配電設(shè)備等部件能夠正常運行，必須為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部配置制冷系統(tǒng)，以便能夠及時帶走熱量，為各種設(shè)備提供舒適的工作環(huán)境。而制冷設(shè)備功率消耗也成為了數(shù)據(jù)中心總能耗中除電子信息設(shè)備以外的最大部分。通常使用電能利用效率(PUE：數(shù)據(jù)中心總電能消耗與電子信息設(shè)備電能消耗之比)來指示該數(shù)據(jù)中心能效優(yōu)劣。該數(shù)值越接近1，則表示數(shù)據(jù)中心越高效。作為數(shù)據(jù)中心能耗大戶，制冷設(shè)備能效對PUE值有重要影響。因此提高制冷設(shè)備效率對高效數(shù)據(jù)中心建設(shè)有重要意義。

目前，數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域通常采用的制冷系統(tǒng)是傳統(tǒng)的制冷劑蒸氣壓縮式機械制冷系統(tǒng)。如圖1所示，該系統(tǒng)包括：蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥?；竟ぷ髟頌椋赫舭l(fā)器、壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥，圖中文字描述了制冷劑在連管中的狀態(tài)?；驹斫忉屓缦拢旱蜏氐蛪簹庖簝上鄳B(tài)制冷劑進入蒸發(fā)器內(nèi)，吸收數(shù)據(jù)中心內(nèi)部熱量，完全蒸發(fā)之后變?yōu)榈蜏氐蛪簹鈶B(tài)制冷劑；進入壓縮機后，壓縮為高溫高壓氣態(tài)制冷劑排放至室外側(cè)冷凝器；向室外空氣散熱之后，制冷劑變?yōu)橹袦馗邏阂簯B(tài)；經(jīng)過電子膨脹閥節(jié)流降壓，制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪簝上鄳B(tài)進入蒸發(fā)器中，以此往復(fù)。

現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)中存在的問題是，為了保證壓縮機入口吸入純氣態(tài)制冷劑，避免液態(tài)制冷劑進入壓縮機造成液擊損壞壓縮機，需要保證蒸發(fā)器出口的氣態(tài)制冷劑有較大的過熱度(SH)，通常SH設(shè)置為12～15°,有些廠家甚至設(shè)置為20°，此時蒸發(fā)器中分為氣液兩相換熱區(qū)域和過熱區(qū)域，其中氣液兩相換熱區(qū)域通過制冷劑相變，其制冷量極大，而過熱區(qū)域為氣態(tài)單相換熱，制冷量很小。因此過熱度太大會造成蒸發(fā)器換熱能力變差。有些制冷系統(tǒng)會在壓縮機吸氣口增加吸氣分離器，保證壓縮機吸入純氣態(tài)制冷劑。但由于蒸發(fā)器流路可能分液不均勻、控制系統(tǒng)延遲等原因，即使配吸氣分離器，也需要設(shè)置較大的過熱度預(yù)設(shè)值，依然會導(dǎo)致蒸發(fā)器的換熱能力變差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)中提到的至少一個問題，本發(fā)明提供了一種高效制冷系統(tǒng)及控制方法，能夠充分發(fā)揮蒸發(fā)器的換熱能力，提高制冷系統(tǒng)能效，保證系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明實施例提供的具體技術(shù)方案如下：

第一方面，提供一種高效制冷系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、與蒸發(fā)器出口端連接的液體分離罐、與所述液體分離罐連接的氟泵和第一管路，所述液體分離罐上設(shè)置有進氣口、出氣口以及出液口，所述進氣口與所述蒸發(fā)器的出口連通，所述出液口與所述氟泵的進口連通，所述氟泵的出口與所述蒸發(fā)器的進口連通，所述蒸發(fā)器與所述液體分離罐、所述氟泵以及所述第一管路形成第一制冷循環(huán)回路。

進一步的，還包括依次連接的壓縮機、冷凝器和電子膨脹閥，所述液體分離罐的出氣口與所述壓縮機的進口連通，所述電子膨脹閥的出口與所述壓縮機的進口連通，所述蒸發(fā)器、所述液體分離罐、所述壓縮機、所述冷凝器和所述電子膨脹閥形成第二制冷回路，。