[发明专利]用于空调系统的自由冷却限制控制

说明书

【技术领域】

本发明涉及空调系统。更具体地说，本发明涉及用于控制具有自由冷 却模式和冷却模式的空调系统的方法和系统。

【背景技术】

空调系统通过消耗能源运行来冷却特定容量的空气。通常情况下，空 调系统的工作在冷冻或冷却模式(chiller or cooling mode)，其包括 将制冷剂循环通过热力循环。在循环期间，热量和功被传递给制冷剂。制 冷剂进入热交换器并冷却工作流体(例如水)，这反过来又可被用来降温 空调的空间。一般是使用压缩机将功传递给制冷剂。

然而，当外部环境空气的温度低时，在压缩机不参与的情况下外部空 气可以被用来冷却制冷剂。当外部环境空气被空调系统用来冷却制冷剂 时，该系统被称为工作在自由冷却模式。由于使空调系统工作在自由冷却 模式需要投入较少的功，使空调系统工作在自由冷却模式比使空调系统工 作在冷却模式更有效率。

传统上，即使当外部环境空气的温度低时，空调系统已经运行在冷却 模式。在这种条件下，运行在冷却模式提供了调节制冷剂的低效率手段。 相比之下，在这种条件下，使空调系统运行在自由冷却模式则更为有效。 在自由冷却模式，一个或多个通风的换热器和泵被激活，并且在整个空调 系统循环的制冷剂被外部环境空气冷却，而无需压缩机。

空调机组可配置为使用冷却模式和自由冷却模式工作。因此，需要提 高具有自由冷却模式的空调系统的效率和控制的方法和系统。

【发明内容】

空调系统和控制方法被提供为：当工作在自由冷却模式时，包括自由 冷却限制和改变程序(sequence)，至少根据离开空调系统的工作流体和 外部环境空气之间的温差，改变膨胀装置的开口。

具有冷却模式和自由冷却模式的空调系统被提供。该系统包括制冷回 路，该制冷回路具有压缩机、泵、具有可变的开口的膨胀装置和控制器。 该控制器选择性地经由压缩机通过将制冷剂循环和压缩经过制冷回路使 系统工作在经由冷却模式，或经由泵通过使制冷剂循环经过制冷回路使系 统工作在自由冷却模式。自由冷却限制和改变程序存储在控制器，并且至 少根据温差改变可变的开口。

控制具有冷却模式和自由冷却模式的空调系统的方法也被提供。该方 法包括确定外部环境空气和被调节的工作流体之间的温差，当温差低于第 一预定水平时，使系统工作在冷却模式，当温差超过第二预定水平时，使 系统工作在制冷剂膨胀装置完全打开的自由冷却模式下，以及当温差处于 第一第二预定水平之间时，根据温差部分地开放制冷剂膨胀装置以使该系 统工作在自由冷却模式。

从以下的详细说明、附图、以及所附的权利要求，本领域的技术人员 将体会和理解本发明的上述及其他特点和优点。

【附图说明】

图1是根据本发明在自由冷却模式的空调系统的示范的实施方案；

图2是根据本发明在冷却模式的空调系统的示范的实施方案；

图3说明操作图1和2的空调系统的方法的示范的实施方案；及

图4是说明图1和2的空调系统的示范的自由冷却工作范围的图表。

【具体实施方式】

现在参考附图，特别是参考图1和2，其显示了空调系统(参考标号 一般为10)的示范的实施方案。系统10被配置为工作在自由冷却模式12 (图1)和冷却模式14(图2)。

系统10包括用于选择在自由冷却和冷却模式12、14之间切换的控制 器16。优越之处在于，控制器16包括监控系统10内一个或多个条件的 限制和改变控制程序18，当工作在自由冷却模式12时，并调整膨胀装置 的开口的大小以在系统10内保持足够的压力并防止损坏泵。以这种方式， 与先前技术的系统相比，限制和改变控制程序18在自由冷却模式12期间 提高了系统10的性能。