一种空调系统的制作方法

本发明涉及机房空调技术领域，尤其涉及一种空调系统。

背景技术：

随着通信网络建设的快速发展，推动了机房、基站的数量，建设规模快速增长，通常来讲，机房、基站的显热负荷比大，需要一年四季连续运行，同时，由于机房、基站主要超大容量配置空调设备，以满足机房、基站的散热需求。

目前机房、基站空调通常采用多联式空调系统，即由一台或多台室外机与多台室内机组成，依靠制冷剂在室内机和室外机之前循环流动进行能量转换与输送。在多联式空调系统中，通常将室内机和室外机串联连通为闭环回路，如将多个室内机并联连接为室内机组，再将室内机组的冷媒进口和一个室外机的冷媒出口连通，将室内机组的冷媒出口和这个室外机的冷媒进口连通为闭环回路，或者，将多个室内机并联连接组成室内机组，多个室外机并联连接组成室外机组，再将室内机组的冷媒进口和室外机组的冷媒出口连通，将室外机组的冷媒进口与室内机组的冷媒出口连通为闭环回路。当系统中局部发生故障或进行维修时，造成整个系统停止运行，特别是闭环回路的局部发生制冷剂泄漏时，将会影响到整个系统的运行，无法保证不间断制冷。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种空调系统，整个系统无单点故障，当局部发生故障或维修时，不会影响整个系统的运行，能够保证不间断连续制冷。

本发明实施例提供一种空调系统，包括：室内机模块、室外机模块以及第一环管和第二环管；所述室内机模块包括多个制冷末端，每个制冷末端的冷媒进口与所述第一环管连通，冷媒出口与所述第二环管连通；所述室外机模块包括多个室外回路单元，每个所述室外回路单元的冷媒进口与所述第二环管连通，冷媒出口与所述第一环管连通；每相邻的两个制冷末端的冷媒进口之间的第一环管上均设置有冷媒截断阀一，每相邻的两个制冷末端的冷媒出口之间的第二环管上均设置有冷媒截断阀二，多个所述室外回路单元中，至少两个室外回路单元的冷媒进口分别与所述第一环管上由相邻两个冷媒截断阀一所限定的不同管段连通，冷媒出口分别与所述第二环管上由相邻两个冷媒截断阀二所限定的不同管段连通。

可选的，多个所述制冷末端的制冷量和安装方式均相同；或者，多个所述制冷末端中至少两个所述制冷末端的制冷量和安装方式均不相同。

可选的，多个所述制冷末端分别选自列间式机组、背板式机组、吊顶式机组和嵌入式机组中的任意一种或几种。

可选的，每个所述制冷末端包括至少一个蒸发器组件，每个所述蒸发器组件的冷媒进口处均设置有第一节流装置和流量计；所述空调系统还包括室内控制器，所述室内控制器分别与所述第一节流装置和所述流量计连接，用于根据所设定的室内温度和所述流量计检测到的流量信号对所述第一节流装置的开度进行调节。

可选的，每个所述室外回路单元包括具有冷媒进口和冷媒出口的连通管道，冷凝器组件以及压缩机组件；其中，所述冷凝器组件至少包括设置在所述连通管道上的液液换热器，所述液液换热器的其中一个通路与所述连通管道连通，另一个通路与所述压缩机组件串联连通。

可选的，所述冷凝器组件还包括设置在所述连通管道的冷媒进口和所述液液换热器之间的风冷盘管，所述风冷盘管通过所述连通管道与所述液液换热器的其中一个通路串联连通。

可选的，所述压缩机组件包括依次串联连通的压缩机、冷凝器和第二节流装置；其中，所述风冷盘管和所述冷凝器相互叠置，且共用一个风机。

可选的，每个所述室外回路单元还包括输送泵，所述输送泵设置在所述冷凝器组件和所述连通管道的冷媒出口之间；每个所述室外回路单元中位于所述冷媒进口和所述冷凝器组件之间的连通管道与至少另一个室外回路单元中位于所述冷媒进口和所述冷凝器组件之间的连通管道相互连通，且连通的管道上设置有冷媒截断阀三；每个所述室外回路单元中位于所述冷媒出口和所述输送泵之间的连通管道与至少另一个室外回路单元中位于所述冷媒出口和所述输送泵之间的连通管道相互连通，且连通的管道上设置有冷媒截断阀四。

可选的，多个所述室外回路单元中，每个所述室外回路单元中位于所述冷凝器组件和所述输送泵之间的连通管道与至少另一个室外回路单元中位于所述冷凝组件和所述输送泵之间的连通管道相互连通。

可选的，所述空调系统还包括室外控制器和室外温度检测计，所述室外控制器分别与所述室外温度检测计、输送泵和压缩机组件连接，用于根据所述室外温度检测计检测到的温度控制所述压缩机组件的开启和关闭，以及所述压缩机组件和所述输送泵的冷媒流量。

本发明实施例提供一种空调系统，通过设置第一环管和第二环管，并将多个制冷末端和多个室外回路单元分别与第一环管和第二环管并联连通，在制冷时，冷媒在室内机模块和室外机模块之间循环流通，通过相变在室内机模块蒸发吸热，变为气态冷媒，而后在第二环管中汇集后进入室外机模块中进行冷凝液化，变为液态冷媒，再在第一环管中汇集后进入室内机模块中继续进行蒸发吸热，这样不断循环，将室内的热量吸收并排放到室外。同时，由于每相邻的两个制冷末端的冷媒进口之间的第一环管上均设置有冷媒截断阀一，每相邻的两个制冷末端的冷媒出口之间的第二环管上均设置有冷媒截断阀二，且在多个室外回路单元中，至少两个室外回路单元的冷媒进口分别与第一环管上由相邻两个冷媒截断阀一所限定的不同管段连通，冷媒出口分别与第二环管上由相邻两个冷媒截断阀二所限定的不同管段连通，因此，整个系统无单点故障，当局部发生故障或维修时，通过切断冷媒截断阀一和冷媒截断阀二，能够将发生故障的部分隔离开来，而不会影响整个系统的运行，从而能够保证不间断连续制冷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种空调系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例提供一种空调系统，参见图1，包括：室内机模块1、室外机模块2以及第一环管3和第二环管4；室内机模块1包括多个制冷末端11，每个制冷末端11的冷媒进口与第一环管3连通，冷媒出口与第二环管4连通；室外机模块2包括多个室外回路单元21，每个室外回路单元21的冷媒进口与第二环管4连通，冷媒出口与所述第一环管3连通；每相邻的两个制冷末端11的冷媒进口之间的第一环管3上均设置有冷媒截断阀一a，每相邻的两个制冷末端11的冷媒出口之间的第二环管4上均设置有冷媒截断阀二b，多个室外回路单元21中，至少两个室外回路单元21的冷媒进口分别与第一环管3上由相邻两个冷媒截断阀一a所限定的不同管段连通，冷媒出口分别与第二环管4上由相邻两个冷媒截断阀二b所限定的不同管段连通。

其中，当制冷末端11为两个时，第一环管3被这两个制冷末端11的冷媒进口分隔为两个管段，这时，至少两个室外回路单元21的冷媒进口可以分别与这两个不同的管段连通。

当制冷末端11为多个时，以三个为例，第一环管3被这三个制冷末端11的冷媒进口分隔为三个管段，这时，至少两个室外回路单元21的冷媒进口可以分别与这三个不同的管段中任意两个不同的管段连通，如其中一个室外回路单元21与其中一个管段连通，另外两个室外回路单元21均与三个不同的管段中的另一个管段连通，也可以将室外回路单元21的冷媒进口与三个不同的管段一一对应连通。

本发明实施例提供一种空调系统，通过设置第一环管3和第二环管4，并将多个制冷末端11和多个室外回路单元21分别与第一环管3和第二环管4并联连通，在制冷时，冷媒在室内机模块1和室外机模块2之间循环流通，通过相变在室内机模块1蒸发吸热，变为气态冷媒，而后在第二环管4中汇集后进入室外机模块2中进行冷凝液化，变为液态冷媒，再在第一环管3中汇集后进入室内机模块1中继续进行蒸发吸热，这样不断循环，将室内的热量吸收并排放到室外。同时，由于每相邻的两个制冷末端11的冷媒进口之间的第一环管3上均设置有冷媒截断阀一a，每相邻的两个制冷末端11的冷媒出口之间的第二环管4上均设置有冷媒截断阀二b，且在多个室外回路单元21中，至少两个室外回路单元21的冷媒进口分别与第一环管3上由相邻两个冷媒截断阀一a所限定的不同管段连通，冷媒出口分别与第二环管4上由相邻两个冷媒截断阀二b所限定的不同管段连通，因此，整个系统无单点故障，当局部发生故障或维修时，通过切断冷媒截断阀一a和冷媒截断阀二b，能够将发生故障的部分隔离开来，而不会影响整个系统的运行，从而能够保证不间断连续制冷。

示例性的，当某一制冷末端11发生故障进行维修或更换时，就可以将该制冷末端11的冷媒进口两端的冷媒截断阀一a关闭，将该制冷末端11的冷媒出口两端的冷媒截断阀二b关闭，而不影响其他制冷末端11的正常运行。

本发明的一实施例中，多个该制冷末端11的制冷量和安装方式均相同，或者，多个该制冷末端11中至少两个制冷末端11的制冷量和安装方式均不相同。能够实现多种不同安装形式的制冷末端11的接入。

示例性的，多个该制冷末端11分别选自列间式机组、背板式机组、吊顶式机组和嵌入式机组中的任意一种或几种。列间式机组又称行间制冷机组是专门针对高热密度机架的精密制冷系统，由于机组贴近热源，基回风温度和蒸发压力得以提高，制冷效率得以提高。背板式机组是由安装在数据中心机架背面的制冷机组。吊顶式机组可水平安装于吊顶夹层内，可对空气进行过滤、降温去湿以及引入新风。嵌入式机组是通过镶嵌的方式进行安装的制冷机组。多个该制冷末端11可以为列间式机组、背板式机组、吊顶式机组和嵌入式机组中的任意一种，即多个该制冷末端11的制冷量和安装方式均相同，多个该制冷末端11可以为列间式机组、背板式机组、吊顶式机组和嵌入式机组中的任意几种，如5个制冷末端11中其中3个可以为列间式机组，另外2个可以为吊顶式机组，也可以5个该制冷末端11中其中4个为列间式机组，另外1个为背板式机组，即多个该制冷末端11中至少两个制冷末端11的制冷量和安装方式均不相同。

进一步地，为了便于后期扩容，该第一环管3和第二环管4上还预留有冷媒接口，如图1所示冷媒进口管道i和冷媒出口管道ii。

其中，对每个制冷末端11的具体结构不做限定。

本发明的一实施例中，每个制冷末端11包括至少一个蒸发器组件111，每个蒸发器组件111的冷媒进口处设置有第一节流装置112和流量计；空调系统还包括室内控制器，室内控制器分别与第一节流装置112和流量计连接，用于根据所设定的室内温度和流量计检测到的流量信号对第一节流装置112的开度进行调节。

在本发明实施例中，通过在每个蒸发器组件111的冷媒进口处设置第一节流装置112和流量计，以及相应的控制器，能够精确控制冷媒流量与制冷量，实现按需分配。

其中，当制冷末端11包括至少两个蒸发器组件111时，该至少两个蒸发器组件111分别与第一环管3的和第二环管4连通，且彼此之间相互独立，且每个蒸发器组件111的冷媒进口处均设置有第一阀门113，冷媒出口处均设置有第二阀门114。这样一来，在某个蒸发器组件111发生故障进行维修时，将该蒸发器组件111的第一阀门113和第二阀门114关闭进行维修时，不影响其他蒸发器组件111的连续运行。

其中，对该室外回路单元21的具体结构不做限定，只要能够对室内侧流出的气态冷媒进行换热，实现冷媒相变以及循环制冷即可。

本发明的一实施例中，每个室外回路单元21包括具有冷媒进口和冷媒出口的连通管道211，冷凝器组件212以及压缩机组件213，该冷凝器组件212至少包括设置在连通管道211上的液液换热器2121；液液换热器2121中的其中一个通路与连通管道211连通，另一个通路与压缩机组件213串联连通。

在本发明实施例中，通过设置液液换热器2121，并将液液换热器2121的其中一个通路与连通管道211连通，另一个通路与压缩机组件213串联连通，能够在室外温度足够低时，不开启压缩机组件213进行机械制冷，仅使冷媒流经液液换热器2121进行空气制冷即可，而在室外温度较高的情况下，开启压缩机组件213进行机械制冷，能提高能效。

本发明的又一实施例中，该冷凝器组件212还包括设置在连通管道211的冷媒进口和液液换热器2121之间的风冷盘管2122，风冷盘管2122通过连通管道211与液液换热器2121的其中一个通路串联连通。

通常情况下，当室内制冷末端11的回风侧空气温度为t0时，第二环管4内的冷媒被冷凝为液态，其温度t需要低于t0约12-25℃，这里以t0-t＝20℃为例进行详细说明。

假定室内回风侧空气温度为35℃，则液态冷媒的温度为15℃，液态冷媒经由第一节流装置112减压后进入制冷末端11，吸收空气中的热量，并蒸发为气态进入第一环管3内，制冷末端11的空气被冷凝，使得室内回风侧温度下降至20℃左右。

在本发明实施例中，通过在液液换热器2121的前侧设置风冷盘管2122，在室外温度足够低时，如冬季，当室外环境温度te小于等于t-10℃时，气态冷媒进入风冷盘管2122中进行空气制冷，而后再流经液液换热器2121继续进行风冷，不开启压缩机组件213进行机械制冷，仅使冷媒流经液液换热器2121进行空气制冷即可变为液态冷媒，此为自然冷却模式，而在室外温度较高的情况下，如春秋季节，当室外环境温度te大于等于t-10℃小于等于t时，部分气态冷媒在风冷盘管2122中进行风冷后变成液态，而另一部分气态冷媒在液液换热器2121中通过压缩机组件机械制冷变为液态，此为混合制冷模式，而在室外温度足够高的情况下，如夏季，当室外环境温度te大于t时，气态冷媒无法在风冷盘管2122中冷凝，其流经该风冷盘管2122之后进入液液换热器2121中，完全通过压缩机组件213的机械制冷冷凝为液态，为压缩机机械制冷模式。

因此，在本发明实施例中，能够使自然冷却和机械制冷充分配合，从而能够进一步提高能效，同时，由于自然冷却循环通路和压缩机机械制冷通路之间只有热量交换，压缩机机械制冷通路无需连通至室内侧，解决了传统的压缩机机械制冷与室内侧连通而带来的长管路回油问题，运行更加可靠，布管更加灵活。

进一步地，各个室外回路单元21中的冷凝器组件212和压缩机组件213可以集成在一起，能够放置于阳台上，也可以远距离放置，安装运行更为便捷。

本发明的又一实施例中，该压缩机组件213包括依次串联连通的压缩机2131、冷凝器2132和第二节流装置2133，其中，该风冷盘管2122和冷凝器2132相互叠置，且共用一个风机214。能够进一步提高能效。

本发明的又一实施例中，每个室外回路单元21还包括输送泵215，该输送泵215设置在该冷凝器组件212和该室外回路单元21的冷媒出口之间；每个室外回路单元21中位于冷媒进口和冷凝器组件212之间的连通管道(如图1中2111所示部分)与至少另一个室外回路单元21中位于冷媒进口和冷凝器组件212之间的连通管道相互连通，且连通的管道上设置有冷媒截断阀三c；每个室外回路单元21中位于冷媒出口和输送泵215之间的连通管道(如图1中2112所示部分)与至少另一个室外回路单元21中位于冷媒出口和输送泵215之间的连通管道相互连通，且连通的管道上设置有冷媒截断阀四d。

在本发明实施例中，该输送泵215能够克服长管阻力，为液态冷媒提供一定的压力，为液态冷媒进入各个制冷末端11提供充足的压力，同时，通过将每个室外回路单元21中位于冷媒进口和冷凝器组件212之间的连通管道与至少另一个室外回路单元21中位于冷媒进口和冷凝器组件212之间的连通管道相互连通，且连通的管道上设置有冷媒截断阀三c；每个室外回路单元21中位于冷媒出口和输送泵215之间的连通管道与至少另一个室外回路单元21中位于冷媒出口和输送泵215之间的连通管道相互连通，且连通的管道上设置有冷媒截断阀四d，能够在任意一个室外回路单元21的连通管路出现故障进行维修时，实现室外回路单元21之间的备份运行，不影响整个系统的正常运行，消除了长管单点故障隐患。

其中，室外回路单元21可以为两个，如图1所示，这样一来，每个室外回路单元21均可以负担满负荷制冷时的冷媒流量，当有某个室外回路单元21出现故障需要进行维修时，可切换至另一个室外回路单元21进行运行，不影响整个系统的正常运行。

进一步地，多个室外回路单元21中，每个室外回路单元21中位于冷凝器组件212和输送泵215之间的连通管道与至少另一个室外回路单元21中位于冷凝组件212和输送泵215之间的连通管道相互连通。能够在任意一个输送泵215或冷凝器组件212发生故障进行维修时，切换至另一输送泵215或冷凝器组件212进行备份运行，并影响整个系统的正常运行。

其中，该输送泵215可以为容积式冷媒泵，该输送泵215可以连接有变频驱动器以及相应的传感器和控制器，输送泵215的输入端和输出端可以设置有单向阀和干燥过滤器。

本发明的又一实施例中，该空调系统还包括室外控制器和室外温度检测计，室外控制器分别与室外温度检测计、输送泵215和压缩机组件213连接，用于根据所述室外温度检测计检测到的温度控制压缩机组件213的开启和关闭，以及压缩机组件213和输送泵215的冷媒流量。

在本发明实施例中，通过室外控制器对输送泵215和压缩机组件213提供的冷媒流量进行调节，能够对制冷量进行调节。

进一步地，该空调系统还包括总控制器，总控制器分别与室内控制器和室外控制器连接，用于接收室内控制器发送的数据信号，并根据所述室内控制器发送的数据信号计算总制冷量，根据总制冷量对压缩机组件213和/或输送泵215的冷媒流量进行调节，以对空调系统进行自动化控制。

当然，也可以在室外机模块2的连通管道靠近冷媒出口的位置设置流量计，将流量计与室外控制器连接，总控制器也可以接收室外控制器发送的数据信号(如室外控制器接收到的流量计发送的流量信号)，根据室外控制器发送的数据信号计算总制冷量，根据总制冷量对压缩机组件213和/或输送泵215的冷媒流量进行调节，以对空调系统进行自动化控制。

最后应当说明的是，以上实施例用于说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的技术人员对实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的实质，均应涵盖在本发明所保护的范围之内。