具有直接膨胀冷却和泵送制冷剂节能冷却的冷却系统的制作方法

文档序号:14032039阅读:233来源:国知局
具有直接膨胀冷却和泵送制冷剂节能冷却的冷却系统的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月8日提交的美国发明专利申请no.15/176,559的优先权,并且还要求于2015年6月10日提交的美国临时申请no.62/173,641的权益。上述申请的全部公开内容通过参引并入本文。

本公开涉及冷却系统,并且更具体地涉及高效冷却系统。



背景技术:

本部分提供与本公开有关的背景信息,该背景信息不一定是现有技术。

冷却系统可以应用于流体需要被冷却的许多不同应用中。冷却系统被用于冷却比如空气的气体和比如水的液体。两个常见的示例是建立用于“舒适冷却”的hvac(加热、通风、空调)系统,即,用以冷却人们所处的空间、比如办公室,以及建立数据中心气候控制系统。

数据中心是包含电子设备、比如计算机服务器的集合的房间。数据中心及其中所包含的设备通常具有最佳的环境运行条件,特别是温度和湿度。用于数据中心的冷却系统通常包括气候控制系统,气候控制系统通常被实现为冷却系统控制的一部分,以维持数据中心的适当温度和湿度。

图1示出了具有气候控制系统102(也被称为冷却系统)的典型数据中心100的示例。数据中心100示例性地采用了“热”和“冷”通道方法,其中,设备机架104被布置成形成热通道106和冷通道108。数据中心100还示例性性地是具有位于底层地板112上方的活动地板110的活动地板数据中心。活动地板110与底层地板112之间的空间提供了供气室114,用于使从气候控制系统102的机房空调(“crac”)116流出的经调节的供应空气(有时被称为“冷”空气)穿过活动地板110向上进入数据中心100。然后经调节的供应空气通过安装在设备机架中的设备(未示出)流动进入到设备机架104的前部中,在该设备处,经调节的供应空气对设备进行冷却,并且然后,热空气通过设备机架104的背部或机架104的顶部排出。在各种变型中,经调节的供应空气流动进入机架的底部,并且从机架104的背部或机架104的顶部排出。

应当理解的是,数据中心100可以不具有活动地板110或气室114。在这种情况下,crac116将通过空气入口(未示出)将来自数据中心的热空气吸入,将其冷却,并且将其从图1中虚线所示的空气出口117排回到数据中心。crac116例如可以布置在多排电子设备中,可以布置成使得将其冷空气供给面向相应的冷通道,或者可以沿着数据中心的壁布置。

在图1所示的示例性数据中心100中,数据中心100具有吊顶118,吊顶118与天花板120之间的空间提供了热空气室122,从设备机架104排出的热空气被吸入到热空气室122中,并且热空气通过热空气室122流回到crac116。用于每个crac116的回风室(未示出)将该crac116联接至气室122。

crac116可以是冷水式crac或直接膨胀(dx)式crac。如本文所使用的,“dx”有时可以被用作直接膨胀的缩写。crac116联接至排热装置124,排热装置124给crac116提供冷却液体。排热装置124是将来自crac116的回流流体的热传递至较冷的介质、比如外部环境空气的装置。排热装置124可以包括空冷式或液冷式热交换器。排热装置124也可以是制冷冷凝器系统,在这种情况下,给crac116提供制冷剂,并且crac116可以是具有制冷剂压缩机的相变制冷剂空调系统,比如直接膨胀系统。每个crac116可以包括控制crac116的控制模块125。

在一个方面中,crac116包括可变容量压缩机,并且可以例如包括用于crac116的每个dx冷却回路的可变容量压缩机。应当理解的是,crac116通常情况下可以具有多个dx冷却回路。在一个方面中,crac116包括容量调节型压缩机或4级半封闭式压缩机。crac116还可以包括一个或更多个空气移动单元119,比如风扇或鼓风机。空气移动单元119可以设置在crac116中,或者可以附加地或替代地设置在供气室114中,如在附图标记121处以虚线所示的。空气移动单元119、121可以示例性地具有变速驱动器。

在图2中示出了具有典型dx冷却回路的典型crac200。crac200具有机壳202,蒸发器204布置在机壳202中。蒸发器204可以是v形盘管组件。在机壳202中还设置有比如风扇或鼠笼式鼓风机之类的空气移动单元206,并且空气移动单元206定位成将空气从机壳202的入口(未示出)通过蒸发器204吸入,在蒸发器204处,空气被蒸发器204冷却,并且空气移动单元206将冷却空气引导到气室208外。蒸发器204、压缩机210、冷凝器212和膨胀阀214在dx制冷回路中以公知的方式联接在一起。相变制冷剂通过压缩机210循环通过冷凝器212、膨胀阀214、蒸发器204并返回到压缩机210。冷凝器212可以是常规地用于冷却系统中的各种类型的冷凝器中的任何一种,比如空冷式冷凝器、水冷式凝器或乙二醇冷却式冷凝器。应当理解的是,冷凝器212通常不是crac的一部分,而是位于其他地方,比如位于crac所在的建筑物的外部。压缩机210可以是常规地用于dx制冷系统中的各种类型的压缩机中的任何一种,比如涡旋压缩机。当蒸发器204是v形盘管组件或a形盘管组件时,在适用的情况下,其在v形或a形的每个腿部上通常具有冷却板(或多个冷却板)。每个冷却板可以例如处于单独的冷却回路中,其中,每个冷却回路具有单独的压缩机。替代性地,比如在存在两个板与两个压缩机回路的情况下,每个板中的流体回路可以混合在两个压缩机回路之间。应当理解的是,蒸发器204可以具有不同于v形盘管组件或a形盘管组件的构型,比如水平板盘管组件。蒸发器204通常是翅片管式组件并且被用于冷却通过它们的空气和对通过它们的空气进行除湿。



技术实现要素:

本部分提供了本公开的总体概述,而不是其全部范围或其全部特征的全面公开。

根据本公开的一个方面,冷却系统具有:具有空气入口和空气出口的机壳;设置在机壳中的空气移动单元;第一冷却回路和第二冷却回路;以及控制器,该控制器配置成使包括冷却回路的冷却系统运行。第一冷却回路具有上游蒸发器盘管和下游蒸发器盘管、冷凝器、压缩机、接收罐、液体泵、液体泵旁通阀、压缩机旁通阀、控制阀和膨胀装置,其中,液体泵旁通阀在液体泵旁通阀打开时将液体泵旁通,压缩机旁通阀在压缩机旁通阀打开时将压缩机旁通,控制阀联接在液体泵与上游蒸发器盘管之间,膨胀装置联接在液体泵旁通阀与下游蒸发器盘管之间。第二冷却回路具有蒸发器盘管、冷凝器和液体泵、液体泵旁通阀、压缩机旁通阀和膨胀装置,其中,液体泵旁通阀在液体泵旁通阀打开时将液体泵旁通,压缩机旁通阀在压缩机旁通阀打开时将压缩机旁通,膨胀装置联接在液体泵旁通阀与下游蒸发器盘管之间。在机壳中设置有蒸发器,蒸发器包括第一冷却回路的上游蒸发器盘管和下游蒸发器盘管以及第二冷却回路的蒸发器盘管。第一冷却回路的上游蒸发器盘管和下游蒸发器盘管布置成使得待冷却的空气以顺序的方式经过上游蒸发器盘管和下游蒸发器盘管,首先经过第一冷却回路的上游蒸发器盘管并且然后经过第一冷却回路的下游蒸发器盘管。第二冷却回路的蒸发器盘管布置成使得待冷却的空气以顺序的方式经过第二冷却回路的蒸发器盘管以及第一冷却回路的上游蒸发器盘管和下游蒸发器盘管。第一冷却回路和第二冷却回路各自具有泵送制冷剂节能冷却模式和直接膨胀冷却模式。当控制器使第一冷却回路和第二冷却回路中的任一者以直接膨胀冷却模式运行时,控制器配置成使该冷却回路的压缩机开启并使该冷却回路的压缩机旁通阀关闭,并且使该冷却回路的液体泵关闭并通过该冷却回路的液体泵旁通阀的打开而将该冷却回路的液体泵旁通,并且当控制器使该冷却回路以泵送制冷剂节能冷却模式运行时,控制器配置成使该冷却回路的压缩机关闭并通过该冷却回路的压缩机旁通阀的打开而将该冷却回路的压缩机旁通,并且使该冷却回路的液体泵开启以及使该冷却回路的液体泵旁通阀关闭。当控制器使第一冷却回路以第一冷却回路的泵送制冷剂节能冷却模式运行时,控制器配置成使将液体泵联接至上游蒸发器盘管的控制阀打开,制冷剂从液体泵通过打开的控制阀流动到上游蒸发器盘管并且还从液体泵通过膨胀装置流动到下游蒸发器盘管。当控制器使第一冷却回路以第一冷却回路的直接膨胀冷却模式运行时,控制器配置成使控制阀关闭,制冷剂绕第一制冷剂回路的被旁通的液体泵流动并且仅通过膨胀装置流动至下游蒸发器盘管装置而不流动至上游蒸发器盘管。

在一个方面中,冷却系统具有第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式。控制器配置成使冷却系统以冷却系统的第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式运行,其中,控制器配置成使冷却回路以第一运行模式运行使得仅泵送制冷剂节能冷却被用于提供冷却,控制器配置成使冷却回路以第二运行模式运行使得泵送制冷剂节能冷却和直接膨胀冷却两者都被用于提供冷却,并且控制器配置成使冷却回路以第三运行模式运行使得仅直接膨胀冷却被用于提供冷却。在一个方面中,当冷却系统以其第一运行模式运行时,控制器配置成使第一冷却回路以第一冷却回路的泵送制冷剂节能冷却模式运行,并且控制器配置成使第二冷却回路以第二冷却回路的泵送制冷剂节能冷却模式运行来提供在下述情况下所需的任何补充冷却:该情况为在外部空气的温度足够低以使得第二冷却回路能够被运行成在第二冷却回路以第二冷却回路的泵送制冷剂节能冷却模式运行时提供冷却的情况。在一个方面中,当冷却系统以其第二运行模式运行时,控制器配置成使第一冷却回路以第一冷却回路的泵送制冷剂节能冷却模式并以全容量的方式运行,并且控制器配置成使第二冷却回路以第二冷却回路的直接膨胀冷却模式并以某一容量运行以提供所需的任何补充冷却。在一个方面中,当冷却系统以其第三运行模式运行时,控制器配置成使第一冷却回路和第二冷却回路以第一冷却回路和第二冷却回路的直接膨胀冷却模式运行。

在一个方面中,控制器配置成:当外部空气的温度足够低以使得泵送制冷剂节能可以提供足够的冷却来满足冷却需求时,使冷却系统以冷却系统的第一运行模式运行;当外部空气的温度足够低以使得泵送制冷剂节能可以提供冷却来满足仅部分的冷却需求时,使冷却系统以冷却系统的第二运行模式运行;以及当外部空气的温度足够高以使得泵送制冷剂节能不能提供冷却时,使冷却系统以冷却系统的第三运行模式运行。

在一个方面中,上游蒸发器盘管为微通道盘管,且下游蒸发器盘管为翅片管式盘管。

在一个方面中,当控制器使第二冷却回路以第二冷却回路的泵送制冷剂节能冷却模式运行时,控制器配置成使第二冷却回路的控制阀打开,使制冷剂从第二冷却回路的液体泵通过第二冷却回路的打开的控制阀流动至第二冷却回路的上游蒸发器盘管并且还从第二蒸发器回路的液体泵通过第二冷却回路的膨胀装置流动至第二冷却回路的下游蒸发器盘管,其中,第二冷却回路的控制阀将第二冷却回路的液体泵联接至第二冷却回路的上游蒸发器盘管。当控制器使第二冷却回路以第二冷却回路的直接膨胀冷却模式运行时,控制器配置成使第二冷却回路的控制阀关闭并且使制冷剂绕第二制冷剂回路的被旁通的液体泵流动且仅通过第二冷却回路的膨胀装置流动至第二冷却回路的下游蒸发器盘管,而不流动至第二冷却回路的上游蒸发器盘管。

根据本公开的一方面的第二冷却系统具有:具有空气入口和空气出口的机壳;设置在机壳中的空气移动单元;泵送制冷剂节能冷却回路和直接膨胀冷却回路;以及控制器,该控制器配置成使包括冷却回路的冷却系统运行。泵送制冷剂节能冷却回路具有蒸发器盘管、冷凝器盘管和液体泵。直接膨胀冷却回路具有蒸发器盘管、冷凝器盘管、压缩机和膨胀装置。冷凝器具有泵送致冷剂冷却回路的冷凝器盘管和直接膨胀冷却回路的冷凝器盘管,泵送致冷剂冷却回路的冷凝器盘管和直接膨胀冷却回路的冷凝器盘管布置成使得被冷凝器的风扇经冷凝器盘管吸入的空气以顺序的方式经过冷凝器盘管。设置在机壳中的蒸发器包括泵送制冷剂冷却回路的蒸发器盘管和直接膨胀冷却回路的蒸发器盘管。蒸发器盘管布置在机壳中,使得待冷却的空气以顺序的方式经过蒸发器盘管。

在一个方面中,泵送制冷剂节能回路的蒸发器盘管是微通道盘管,泵送制冷剂节能回路的冷凝器盘管和直接膨胀回路的冷凝器盘管是微通道盘管,并且冷凝器盘管布置在冷凝器中使得空气以顺序的方式经过冷凝器盘管,首先经过泵送制冷剂节能回路的冷凝器盘管且然后经过直接膨胀回路的冷凝器盘管。在一个方面中,直接膨胀冷却回路的蒸发器盘管为翅片管式盘管。

在一个方面中,第二冷却系统具有三种运行模式。控制器配置成使冷却系统以冷却系统的第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式运行,其中,控制器配置成使冷却回路以第一运行模式运行,在第一运行模式下,仅使泵送制冷剂节能回路运行以提供冷却;控制器配置成使冷却回路以第二运行模式运行,在第二运行模式下,泵送制冷剂节能回路以百分之百的容量运行以提供冷却,并且直接膨胀回路以某一容量运行以提供所需的任何补充冷却;并且控制器配置成使冷却系统以第三运行模式运行,在第三运行模式下,仅使直接膨胀回路运行以提供冷却。在一个方面中,控制器配置成当外部温度足够低以使得泵送制冷剂节能可以提供足够的冷却来满足冷却需求时使冷却系统以第一运行模式运行,控制器配置成当外部空气的温度足够低以使得泵送制冷剂节能可以提供冷却以满足仅部分冷却需求时使冷却系统以第二运行模式运行;以及控制器配置成当外部空气的温度足够高以使得泵送制冷剂节能不能提供冷却时使冷却系统以第三运行模式运行。

在一个替代方面中,第二冷却系统的泵送制冷剂节能回路包括第二冷凝器盘管,第二冷凝器盘管包括在第二冷凝器中。在一个方面中,第二冷却系统包括接收罐,接收罐设置在泵送制冷剂节能回路的冷凝器盘管的出口与液体泵的入口之间。

在一个替代方面中,第二冷却系统至少还包括第二泵送制冷剂节能回路,并且还包括第二直接膨胀回路,第二泵送制冷剂节能回路包括液体泵、冷凝器盘管和单独的蒸发器盘管,该蒸发器盘管包括在设置于第二机壳中的第二蒸发器中。第二直接膨胀回路有自己的蒸发器盘管、自己的冷凝器盘管、自己的压缩机和自己的膨胀装置。第二蒸发器包括第二直接膨胀回路的蒸发器盘管,第二泵送制冷剂节能回路的蒸发器盘管和第二直接膨胀回路的蒸发器盘管布置在第二机壳中,使得待冷却的空气以顺序的方式流过第二泵送制冷剂节能回路的蒸发器盘管和第二直接膨胀回路的蒸发器盘管。在一个方面中,第二冷却系统还包括接收罐,接收罐设置在泵送制冷剂节能回路的冷凝器盘管的出口与液体泵的入口之间。

根据本公开的一个方面的第三冷却系统具有:具有空气入口和空气出口的机壳;设置在机壳中的空气移动单元;第一冷却回路、第二冷却回路以及第三冷却回路,第一冷却回路是仅具有直接膨胀冷却模式的直接膨胀冷却回路,第二冷却回路是仅具有泵送制冷剂节能冷却模式的泵送制冷剂节能冷却回路,第三冷却回路具有泵送制冷剂节能冷却模式和直接膨胀冷却模式这两者;以及控制器,控制器配置成使包括冷却回路的冷却系统运行。第一冷却回路具有蒸发器盘管、冷凝器盘管、压缩机和膨胀装置。第二冷却回路具有蒸发器盘管、冷凝器盘管和液体泵。第三冷却回路具有蒸发器盘管、冷凝器、压缩机、接收罐、液体泵、液体泵旁通阀、压缩机旁通阀和膨胀装置,其中,液体泵旁通阀在液体泵旁通阀打开时将液体泵旁通,压缩机旁通阀在压缩机旁通阀打开时将压缩机旁通,膨胀装置联接在液体泵旁通阀与第三冷却回路的蒸发器盘管之间。在机壳中设置有蒸发器,蒸发器包括第一冷却回路的蒸发器盘管、第二冷却回路的蒸发器盘管和第三冷却回路的蒸发器盘管,其中,这些蒸发器盘管布置成使待冷却的空气以顺序的方式经过这些蒸发器盘管。第一冷凝器包括第一冷却回路的冷凝器盘管和第二冷却回路的冷凝器盘管,第一冷却回路的冷凝器盘管和第二冷却回路的冷凝器盘管布置成使得冷却空气以顺序的方式经过它们;第二冷凝器包括第三冷却回路的冷凝器盘管。当控制器使第三冷却回路以第三冷却回路的直接膨胀冷却模式运行时,控制器配置成使第三冷却回路的压缩机开启以及使压缩机旁通阀关闭,并且使第三冷却回路的液体泵关闭并且通过液体泵旁通阀的打开而将第三冷却回路的液体泵旁通。当控制器使第三冷却回路以第三冷却回路的泵送制冷剂节能冷却模式运行时,控制器配置成使第三冷却回路的压缩机关闭且通过压缩机旁通阀的打开而将第三冷却回路的压缩机旁通,并且使第三冷却回路的液体泵打开以及使液体泵旁通阀关闭。

在一个方面中,第三冷却系统的第一冷却回路的蒸发器盘管、第二冷却回路的蒸发器盘管和第三冷却回路的蒸发器盘管布置成使得待冷却的空气以顺序的方式经过这些蒸发器盘管,首先经过第二冷却回路的蒸发器盘管、然后经过第三冷却回路的蒸发器盘管且再然后经过第一冷却回路的蒸发器盘管。

在一个方面中,第三冷却系统的第二冷却回路的蒸发器盘管是微通道盘管,以及第三冷却系统的第二冷却回路的蒸发器盘管和第三冷却回路的蒸发器盘管是翅片管式盘管。

在一个方面中,第三冷却系统的第一冷却回路的冷凝器盘管和第二冷却回路的冷凝器盘管布置成使得冷却空气以顺序的方式经过这些冷凝器盘管,首先经过第二冷却回路的冷凝器盘管且然后经过第一冷却回路的冷凝器盘管。

在一个方面中,第三冷却系统具有三种运行模式。控制器配置成使冷却系统以冷却系统的第一运行模式、第二运行模式和第三运行模式运行,其中,控制器配置成使冷却回路以第一运行模式运行,在第一运行模式下,使冷却回路运行成使得仅泵送冷却剂节能冷却被用于提供冷却;控制器配置成使冷却回路以第二运行模式运行,在第二运行模式下,使冷却回路运行成使得泵送冷却剂节能冷却和直接膨胀冷却两者都被用于提供冷却;并且控制器配置成使冷却回路以第三运行模式运行,在第三运行模式下,使冷却回路运行成使得仅直接膨胀冷却被用于提供冷却。在一个方面中,第二运行模式包括三个子运行模式。控制器配置成使冷却回路以三个子运行模式运行。控制器配置成使冷却回路以第一子运行模式运行,在第一子运行模式下,第二冷却回路以百分之百的容量运行,第三冷却回路以第三冷却回路的泵送制冷剂节能冷却模式并以百分之百的容量运行,并且第一冷却回路以某一容量运行以提供所需的任何补充冷却。控制器配置成使冷却回路以第二子运行模式运行,在第二子运行模式下,第二冷却回路以百分之百的容量运行,第三冷却回路断开,并且使第一冷却回路运行以提供所需的补充冷却。控制器配置成使冷却回路以第三子运行模式运行,在第三子运行模式下,第二冷却回路以百分之百的容量运行,并且第一冷却回路和第三冷却回路中的一者或两者以其直接膨胀冷却模式以一总容量运行以提供所需的任何补充冷却。

在一个方面中,当第三冷却系统以第三子运行模式运行时,控制器配置成使第一冷却回路和第三冷却回路中的一者以其直接膨胀冷却模式并以高达百分之百的容量运行以提供冷却来满足所需的任何补充冷却,并且一旦第一冷却回路和第三冷却回路中的一者的容量达到百分之百的容量,则控制器使第一回路和第三回路中的另一者以其直接膨胀冷却模式并以一容量运行以提供满足所需的补充冷却所需的任何附加冷却。

在一个方面中,当冷却系统以第三子模式运行时,控制器配置成使第一冷却回路和第三冷却回路以第一冷却回路和第三冷却回路的直接膨胀冷却模式并以相同的容量运行以满足所需的任何补充冷却。

其他应用领域将根据在此提供的描述而变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅用于说明的目的而不意在限制本公开的范围。

附图说明

本文中所描述的附图仅用于选定实施方式的说明目的,而不是全部可能的实现,并且不意在限制本公开的范围。

图1是图示了现有技术数据中心的示意图;

图2是具有dx冷却回路的现有技术crac的简化立体图;

图3是具有泵送制冷剂节能冷却回路和dx冷却回路的冷却系统的简化示意图;

图4a是示出了图3的冷却系统的运行的状态图,并且图4b是示出了图3的冷却系统的运行的相关状态表;

图5是具有泵送制冷剂节能冷却回路以及具有泵送制冷剂节能冷却和dx冷却的冷却回路的冷却系统的简化示意图;

图6a是示出了图5的冷却系统的运行的状态图,并且图6b是示出了图5的冷却系统的运行的相关状态表;

图7是具有两个冷却回路的冷却系统的简化示意图,其中,每个冷却回路具有泵送制冷剂节能冷却和dx冷却,并且冷却回路中的一个冷却回路具有在冷却回路以泵送制冷剂节能冷却模式运行时使用的附加蒸发器盘管;

图8a是示出了图7的冷却系统的运行的状态图,并且图8b是示出了图7的冷却系统的运行的相关状态表;以及

图9是示出了图3的冷却系统的变型的简化示意图;

图10是示出了图3的冷却系统的另一变型的简化示意图;以及

图11是示出了图7的冷却系统的变型的简化示意图。

贯穿附图中的多个视图,对应的附图标记表示对应的部分。

具体实施方式

现将参照附图对示例实施方式进行更全面地描述。

参照图3,示出了根据本公开的一个方面的冷却系统300的实施方式。冷却系统300包括dx冷却和泵送制冷剂节能冷却。更具体地说,冷却系统300包括仅具有dx冷却模式的dx冷却回路302。dx冷却回路302具有布置在dx制冷回路中的蒸发器盘管304、压缩机310、冷凝器盘管308和膨胀装置306(膨胀装置306可以优选为电子膨胀阀,但也可以是恒温膨胀阀或其他类型的膨胀装置)。冷却系统300还包括仅具有泵送制冷剂节能冷却模式的泵送制冷剂节能冷却回路312。冷却回路312具有布置在泵送制冷剂节能冷却回路中的蒸发器盘管314、冷凝器盘管317和液体泵316。在图3的实施方式中,dx冷却回路302和泵送制冷剂节能冷却回路312是分开的冷却回路,这在本文中意味着冷却回路的制冷剂流动路径彼此分开,并且dx冷却回路302和泵送制冷剂节能冷却回路312可以单独运行或一起运行。

冷却系统300还包括冷凝器318,冷凝器318包括泵送制冷剂节能回路312的冷凝器盘管317和dx冷却回路302的冷凝器盘管308。冷凝器318还具有冷凝器风扇320,冷凝器风扇320将冷却空气吸入使其经过冷凝器盘管308、317。冷凝器盘管308、317在冷凝器318中顺序地堆叠在一起,使得冷却空气以顺序的方式经过冷凝器盘管308、317,首先经过冷凝器盘管317并且然后经过冷凝器盘管308。因此,泵送制冷剂节能冷却回路312的冷凝器盘管317是上游冷凝器盘管且在本文中可以被称为上游冷凝器盘管317,并且dx冷却回路302的冷凝器盘管308是下游冷凝器盘管且在本文中可以被称为下游冷凝器盘管308。在一个方面中,下游冷凝器盘管308是微通道冷却盘管,但应当理解的是,下游冷凝器盘管308可替代地也可以是翅片管式冷却盘管或其他类型的流体到流体热交换器。在一个方面中,上游冷凝器盘管317是微通道冷却盘管,但应当理解的是,上游冷凝器盘管317可替代地可以为翅片管式冷却盘管或其他类型的流体到流体热交换器。

冷却系统300还包括蒸发器321,蒸发器321包括泵送制冷剂节能回路312的蒸发器盘管314和dx冷却回路302的蒸发器盘管304。蒸发器321布置在还包括空气移动单元324的机壳322中,空气移动单元324比如为鼠笼式鼓风机,空气移动单元324抽吸待冷却的空气以使其经过蒸发器盘管304、314。蒸发器盘管304、314在蒸发器321中顺序地堆叠在一起,使得待冷却的空气以顺序的方式经过蒸发器盘管304、314,首先经过蒸发器盘管314并且然后经过蒸发器盘管304。因此,蒸发器盘管314是上游蒸发器盘管且在本文中可以被称为上游蒸发器盘管314,并且蒸发器盘管304是下游蒸发器盘管且在本文中可以被称为下游蒸发器盘管304。在一个方面中,上游蒸发器盘管314是微通道冷却盘管,但应当理解的是,上游蒸发器盘管314替代地可以是翅片管式冷却盘管或其他类型的流体到流体热交换器,并且下游蒸发器盘管304是翅片管式冷却盘管,但是应当理解的是,下游蒸发器盘管304替代地可以是微通道冷却盘管或其他类型的流体到流体热交换器。

冷却系统300还包括控制器326,控制器326配置成对包括冷却回路302和冷却回路312的冷却系统300进行控制。控制器326包括输入/输出部328,输入/输出部328耦合到冷却回路302、312的各种部件以及各种传感器,各种传感器比如为室外温度传感器330和设置成感测冷凝器盘管308中的压力的压力传感器332。

图4a是示出了冷却系统300的运行模式的状态图,并且图4b中示出的表1是示出了冷却系统300的三种运行模式的状态表。如表1中所使用的以及如以下的表2和表3中所使用的,“pre”表示泵送制冷剂节能,dx表示直接膨胀。冷却系统300具有三种基本运行模式:第一模式(图4中的模式1),其中,仅泵送制冷剂节能冷却被用于提供冷却;第二模式(图4中的模式2),其中,泵送制冷剂节能冷却和dx冷却两者均被用于提供冷却;以及第三模式(图4中的模式3),其中,仅dx冷却被用于提供冷却。如在图4a中通过热负载线所看到的,对于给定的热负载而言,冷却系统300将根据室外空气温度在其运行模式之间改变,如下面更详细讨论的,以提供足够的冷却来满足因热负载所产生的冷却需求。

参照图4a和图4b,控制器326配置成在室外温度处于低温时使冷却系统300以第一运行模式(图4a和图4b中的模式1)运行,在第一运行模式中,仅运行泵送制冷剂节能回路312来提供冷却,其中,在本文中所使用的该低温为处于或低于下述温度的温度:该温度足够低以使得泵送制冷剂节能回路可以提供足够的冷却来满足所有的冷却需求。该温度可以例如以启发式方式或数学方式被确定并且在控制器326中被编程。如本文所使用的,除非上下文另有规定,否则冷却需求是要求冷却系统300提供以冷却环境的冷却,该环境为比如由冷却系统300冷却的数据中心。在第一运行模式中,控制器326配置成仅运行泵送制冷剂节能回路312来提供冷却,并且以提供足够的冷却以满足冷却需求的容量(0%-100%)来运行泵送制冷剂节能回路312。在第一运行模式中,控制器326配置成使得它不运行dx冷却回路302来提供冷却,即,控制器326将压缩机310关闭。

控制器326配置成在室外温度处于中温时使冷却系统300以第二运行模式(图4a和图4b中的模式2)运行,在本文中使用的中温是处于下述温度范围内的温度:该温度范围足够低以使得泵送制冷剂节能回路312可以提供一些冷却但是不足够低成使得泵送制冷剂节能回路312可以提供足够的冷却来满足所有的冷却需求。应当理解的是,如图4a所示,低温范围和中温范围可以重叠,其中,冷却系统300是以第一模式运行还是以第二模式运行的区别是冷却需求。如果特定的室外温度足够低以使得泵送制冷剂节能可以提供足够的冷却来满足所有的冷却需求,则冷却系统300以第一模式运行。如果该特定的室外温度不足够低以使得泵送制冷剂节能不能提供足够的冷却来满足所有的冷却需求但是泵送制冷剂节能可以提供一些冷却,则冷却系统300以第二模式运行。

该温度范围例如可以以启发式方式或数学方式被确定并且在控制器326中被编程。在第二运行模式中,控制器326配置成使泵送制冷剂节能回路312以100%的容量运行并且配置成使dx冷却回路302(运行压缩机310)以如下容量(0%-100%)运行,该容量提供补充冷却从而补充由泵送制冷剂节能回路312提供的冷却,使得由泵送制冷剂节能回路312提供的泵送制冷剂节能冷却和由dx冷却回路302提供的dx冷却一起提供足够的冷却来满足冷却需求。在第二运行模式中,控制器326配置成控制冷凝器风扇320以达到压缩机循环冷凝压力。如已知的那样,控制冷凝器风扇以达到压缩机循环冷凝压力是调节冷凝器风扇的速度以将冷凝器盘管中的压力保持在设定值或高于设定值。

控制器326配置成在室外温度处于高温时使冷却系统300以第三运行模式(图4a和图4b中的模式3)运行,如在本文中所使用的高温为处于或高于下述温度的温度:该温度足够高以使得泵送制冷剂节能回路312不能有效地提供任何冷却。该温度例如可以以启发式方式或数学方式被确定并且在控制器326中被编程。在第三运行模式中,控制器326配置成仅使dx冷却回路302运行来提供冷却(运行压缩机310)并且使dx冷却回路302以提供足够的冷却以满足冷却需求的容量(0%-100%)运行。在第三运行模式中,控制器326配置成控制冷凝器风扇320以达到压缩机循环冷凝压力。在第三运行模式中,控制器326配置成使得其不运行泵送制冷剂节能回路312来提供冷却,即,控制器326将泵316关闭。

参照图5,示出了根据本公开的一个方面的冷却系统500,冷却系统500是图3的冷却系统300的变型。冷却系统500也包括dx冷却和泵送制冷剂节能冷却。冷却系统500包括dx冷却回路302、泵送制冷剂节能回路312以及冷却回路502,dx冷却回路302仅具有dx冷却模式,泵送制冷剂节能回路312仅具有泵送制冷剂节能冷却模式,冷却回路502具有泵送制冷剂节能冷却模式和dx冷却模式两者。冷却回路302、312和502都是独立的冷却回路。冷却回路502包括蒸发器盘管504,蒸发器盘管504的出口联接至压缩机506的入口。在压缩机506的入口与压缩机506的出口之间绕压缩机506联接有旁通阀507。旁通阀507在图5的实施方式中为止回阀,但是应当理解的是,旁通阀507可以是其他类型的阀,比如电磁阀。旁通阀507在压缩机506关闭时打开且在压缩机506运行时关闭。压缩机506的出口联接至冷凝器510的冷凝器盘管508的入口,冷凝器510还包括冷凝器风扇511。

冷凝器盘管508的出口联接至液体泵514的入口。在液体泵514的入口与液体泵514的出口之间绕液体泵514联接有旁通阀516。旁通阀516在图5的实施方式中为止回阀,但是应当理解的是,旁通阀516可以是其他类型的阀,比如电磁阀。旁通阀516在液体泵514关闭时打开且在液体泵514运行时关闭。液体泵514的出口通过膨胀装置512联接至蒸发器盘管504的入口。膨胀装置512可以优选为电子膨胀阀,但也可以是其他类型的膨胀装置。应当理解的是,冷凝器510与冷凝器318是分开的。

蒸发器321’包括冷却回路502的蒸发器盘管504以及蒸发器盘管304、314。蒸发器盘管304、504、314在蒸发器321’中顺序地堆叠在一起,使得待冷却的空气以顺序的方式经过蒸发器盘管304、504、314,首先经过蒸发器盘管314、然后经过蒸发器盘管504并且再然后经过蒸发器盘管304。因此,蒸发器盘管314还是上游蒸发器盘管并且在本文中可以被称为上游蒸发器盘管314,蒸发器盘管304还是下游蒸发器并且在本文中可以被称为下游蒸发器盘管304,并且蒸发器盘管504是中游蒸发器盘管并且在本文中可以被称为中游蒸发器盘管504。在一个方面中,上游蒸发器盘管314是微通道冷却盘管并且下游蒸发器盘管304是翅片管式冷却盘管。应当理解的是,蒸发器盘管314可以替代性地为翅片管式冷却盘管,并且蒸发器盘管304可以替代性地为微通道冷却盘管。应当理解的是,蒸发器盘管304、314可以是除了翅片管式冷却盘管或微通道冷却盘管以外的流体到流体热交换器的类型。在一个方面中,蒸发器盘管504是翅片管式冷却盘管,但也可以是微通道冷却盘管或其他类型的流体到流体热交换器。

冷却系统500还包括控制器326’,控制器326’配置成控制包括冷却回路302、312和502的冷却系统500。控制器326’包括输入/输出部328,输入/输出部328耦合到冷却回路302、312、502的各个部件以及各种传感器,各种传感器比如为室外温度传感器330、压力传感器332和设置成感测冷凝器盘管508中的压力的压力传感器532。

图6a是示出了冷却系统500的运行模式的状态图,并且图6b所示的表2是示出了冷却系统500的运行模式的状态表。冷却系统500具有与冷却系统300的运行模式相同的三个基本运行模式:第一模式(图6中的模式1),其中,使冷却回路302、312和502运行成使得仅泵送制冷剂节能冷却被用于提供冷却;第二模式(图6中的模式2),其中,使冷却回路302、312、502运行成使得泵送制冷剂节能冷却和dx冷却均被用于提供冷却;以及第三模式(图6中的模式3),其中,使冷却回路302、312、502运行成使得仅dx冷却被用于提供冷却。如下所述,冷却系统500在以模式1运行时还具有两个子运行模式,在以模式2运行时具有三个子运行模式,在以模式3运行时具有两个子运行模式。如在图6a中通过各种热负载线可以看出的,对于任何给定的热负载而言,冷却系统500将根据室外空气温度在其运行模式之间改变,如下面更详细讨论的,从而提供足够的冷却来满足因热负载而产生的冷却需求。应当理解的是,模式1(图6b)由图6a中的模式1.1和模式1.2来限定,模式2(图6b)由图6a中的模式2.1、模式2.1和模式2.3来限定,并且模式3(图6b)由图6a中的模式3.1和模式3.2来限定。

参照图6a和图6b中所示出的表2,控制器326’配置成在室外温度处于低温时使冷却系统500以第一运行模式运行,在第一运行模式中,仅使用泵送制冷剂节能冷却来提供冷却,其中,在本文中所使用的该低温为处于或低于下述温度的温度:该温度足够低以使得泵送制冷剂节能冷却可以提供足够的冷却来满足冷却需求。在该第一运行模式中,控制器326’配置成控制泵送制冷剂节能回路312来提供冷却,并且还配置成将冷却回路502控制成以泵送制冷剂节能冷却模式运行,使液体泵514开启并使旁通阀516关闭,以及使压缩机506关闭并使旁通阀507打开。当使冷却回路502以泵送制冷剂节能冷却模式运行时,控制器326”还配置成基于泵头压力来将膨胀装置512控制成大部分打开,使得膨胀装置512充当压力调节阀以使制冷剂通过,而不是充当膨胀装置。在这种运行模式中,控制器326’还配置成使得控制器326’不运行dx冷却回路302来提供冷却,即,控制器326’将压缩机310关闭,并且控制器326’还配置成使得控制器326’不运行冷却回路502来提供dx冷却,即,控制器326’将压缩机506关闭。

在一个方面中,在第一运行模式中,冷却系统500具有两个子运行模式,即,图6a和表2(图6b)中的模式1.1和模式1.2。控制器326’配置成:当因热负载引起的冷却需求足够高以使得需要冷却回路312和冷却回路502两者以其泵送制冷剂节能冷却模式运行来提供冷却时,使冷却系统500以模式1.1运行。控制器326’配置成:当因热负载引起的冷却需求足够低以使得仅需要冷却回路312、502中的一者以其泵送制冷剂节能模式运行来提供冷却时,使冷却系统500以模式1.2运行,示例性地,使冷却回路312以其泵送制冷剂节能模式运行。当使冷却系统500以模式1.1运行时,控制器326’配置成使冷却回路312和冷却回路502两者以其泵送制冷剂节能冷却模式运行。当使冷却系统500以模式1.2运行时,控制器326’配置成使冷却回路312以其泵送制冷剂节能冷却模式运行并且将冷却回路502断开。

控制器326’配置成在室外温度处于中温时使冷却系统500以第二运行模式(图6b中所示的表2中的模式2)运行,如在本文中所使用的中温是处于下述温度范围内的温度:该温度范围足够低以使得泵送制冷剂节能冷却可以提供一些冷却但是不足够低成使得泵送制冷剂节能冷却可以提供足够的冷却来满足冷却需求。应当理解的是,如图6所示,低温范围和中温范围可以重叠,其中,冷却系统500是以第一模式运行还是以第二模式运行的区别是要求冷却系统500满足的因热负载而导致的冷却需求。如果特定的室外温度足够低以使得泵送制冷剂节能可以提供足够的冷却来满足冷却需求,则冷却系统500以第一模式运行。如果该特定的室外温度不足够低以使得泵送制冷剂节能不能提供足够的冷却来满足所有的冷却需求但是足够低以使得泵送制冷剂节能可以提供一些冷却,则冷却系统500以第二模式运行。

在第二运行模式中,冷却系统500具有三个子运行模式。在模式2的第一子运行模式(图6a中的模式2.1和图6b所示出的表2中的模式2.1)中,控制器326’配置成使泵送制冷剂节能回路312以100%的容量运行,使冷却回路502以泵送制冷剂节能冷却模式以100%的容量运行,使液体泵514开启并使旁通阀516关闭,以及使压缩机506关闭并使旁通阀507打开,并且控制器326’配置成使dx冷却回路302以如下容量(0%-100%)运行,该容量提供冷却以对由泵送制冷剂节能冷却提供的冷却进行补充,使得由泵送制冷剂节能回路312和冷却回路502以泵送制冷剂节能冷却模式运行所提供的泵送制冷剂节能冷却以及由dx冷却回路302所提供的dx冷却一起提供足够的冷却来满足冷却需求。在模式2.1中,控制器326’配置成控制冷凝器风扇320以达到压缩机310的压缩机循环冷凝压力。

当因热负载引起的冷却需求降低到不再需要冷却回路502来提供冷却的点时,运行转换到模式2的第二子运行模式(图6a中的模式2.2和图6b所示的表2中的模式2.2)。在模式2.2中,控制器326’配置成使泵送制冷剂节能回路312以100%的容量运行,将冷却回路502断开(压缩机506和液体泵514均关闭),并且使dx冷却回路302以如下容量(0%-100%)运行,该容量提供冷却以对由泵送制冷剂节能冷却提供的冷却进行补充,使得由泵送制冷剂节能回路312提供的泵送制冷剂节能冷却和由dx冷却回路302提供的dx冷却一起提供足够的冷却来满足冷却需求。在模式2.2中,控制器326’配置成控制冷凝器风扇320以达到压缩机310的压缩机循环冷凝压力。

当因热负载引起的冷却需求增加到冷却系统500以模式2.1或2.2运行不能提供足够的冷却以满足冷却需求的点时,运行转换到模式2的第三子运行模式(图6a中的模式2.3和图6b所示的表2中的模式2.3)。在模式2.3中,控制器326’配置成使泵送制冷剂节能回路312以100%的容量运行、使冷却回路502以dx冷却模式运行(压缩机506开启并且旁通阀507关闭,以及液体泵514关闭并且旁通阀516打开)并且使dx冷却回路302运行来提供冷却。在模式2.3中,控制器326’还配置成使冷却回路302和冷却回路502运行来提供冷却以对由泵送制冷剂节能冷却提供的冷却进行补充,使得由泵送制冷剂节能回路312提供的泵送制冷剂节能冷却和由dx冷却回路302和冷却回路502以dx冷却模式运行所提供的dx冷却一起提供足够的冷却来满足冷却需求。就此而言,在一个方面中,控制器326’配置成一方面使冷却回路302以100%的容量运行,并且使冷却回路502以一容量(0%-100%)运行以提供所需的任何额外的补充冷却。在一个方面中,控制器326’配置成使冷却回路502以100%的容量运行,并且使冷却回路302以一容量(0%-100%)运行以提供所需的任何额外的补充冷却。在一个方面中,控制器326’配置成使冷却回路302、502以一总容量(0%-100%)运行以提供所需的补充冷却,并且在一个方面中,控制器326’配置成使冷却回路302、502以相同的容量运行。在模式2.3中,控制器326’配置成控制冷凝器风扇320以达到压缩机310的压缩机循环冷凝压力,并且控制冷凝器风扇511以达到压缩机506的压缩机冷凝压力。

控制器326’配置成在室外温度处于高温时使冷却系统500以第三运行模式(图6b中所示的表2中的模式3)运行,在本文中所使用的高温为处于或高于下述温度的温度:该温度足够高以使得泵送制冷剂节能冷却不能有效地提供任何冷却。在第三运行模式中,控制器326’配置成使冷却回路502以dx冷却模式运行(压缩机506运行以及旁通阀507关闭),并且使dx冷却回路302运行来提供冷却(压缩机310运行),并且控制器326’配置成使冷却回路302、502以如下容量(0%-100%)运行,该容量提供足够的冷却来满足冷却需求。在模式3中,控制器326’配置成控制冷凝器风扇320以达到(压缩机310的)压缩机循环冷凝压力并且控制冷凝器风扇511以达到(压缩机506的)压缩机循环冷凝压力。在模式3中,控制器326’配置成使得其不运行泵送制冷剂节能回路312来提供冷却,即控制器326’使泵316关闭,并且控制器326’还配置成使冷却回路502的液体泵514关闭以及使旁通阀516打开。在模式3中,控制器326’配置成控制冷凝器风扇320以达到压缩机310的压缩机循环冷凝压力,并且控制冷凝器风扇511以达到压缩机506的压缩机循环冷凝压力。

在一个方面中,在模式3中,冷却系统500具有两个子运行模式(图6a和图6b所示出的表2中的模式3.1和模式3.2)。控制器326’配置成在因热负载引起的冷却需求使得需要冷却回路302和冷却回路502以其dx冷却模式运行以提供足够的冷却来满足冷却需求时,使冷却系统500以模式3.1运行。当使冷却系统500以模式3.1运行时,控制器326’配置成使冷却回路302以其dx冷却模式运行,使冷却回路502以其dx冷却模式运行,并且将冷却回路312断开。控制器326’配置成:在因热负载导致的冷却需求使得冷却回路302可以提供足够的冷却以满足冷却需求并且室外空气的温度不足够低成使得冷却回路502可以在以泵送制冷剂节能冷却模式运行时提供冷却时,使冷却系统500以模式3.2运行。当使冷却系统500以模式3.2运行时,控制器326’配置成使冷却回路302以其dx冷却模式运行,使冷却回路312断开且使冷却回路502断开。

应当理解的是,控制器326’如上所述地确定冷却系统500的运行模式所使用的温度可以以启发式方式或数学方式被确定并且在控制器326’中被编程。

参照图7,示出了根据本公开的一个方面的冷却系统700,冷却系统700是图3的冷却系统300和图5的冷却系统500的变型。冷却系统500也包括dx冷却和泵送制冷剂节能冷却。冷却系统700包括冷却回路502和冷却回路702,冷却回路502具有如上所述的泵送制冷剂节能冷却和dx冷却这两者,冷却回路702也具有泵送冷却剂节能冷却和dx冷却这两者。冷却回路502、702是分开的冷却回路。冷却回路702包括微通道蒸发器盘管704和翅片管式蒸发器盘管706。应当理解的是,蒸发器盘管706可以替代地为微通道冷却盘管或其他类型的流体到流体热交换器。蒸发器盘管704、706的出口联接至压缩机708的入口。压缩机708的出口联接至冷凝器712的冷凝器盘管710的入口,冷凝器712还包括冷凝器风扇714。在压缩机708的入口与出口之间绕压缩机708联接有旁通阀709。旁通阀709在图7的实施方式中被示出为止回阀,但是应当理解的是旁通阀709可以是其他类型的阀,比如电磁阀。旁通阀709在压缩机708关闭时打开且在压缩机708运行时关闭。冷凝器盘管710示例性地为微通道冷却盘管,但应当理解的是,冷凝器盘管710可以替代地是翅片管式冷却盘管或其他类型的流体到流体热交换器。

冷凝器盘管710的出口联接至接收罐716的入口,并且接收罐716的出口联接至液体泵718的入口。在液体泵718的入口和液体泵718的出口之间绕液体泵718联接有旁通阀719。旁通阀719在图7的实施方式中为止回阀,但旁通阀719也可以是其他类型的阀,比如电磁阀。旁通阀719在液体泵718运行时关闭且在液体泵718关闭时打开。液体泵718的出口通过电磁阀720联接至蒸发器盘管704的入口并且还通过膨胀装置724联接至蒸发器盘管706的入口。冷却系统700的蒸发器321”包括顺序地堆叠在一起蒸发器盘管704、706和504,使得待冷却的空气以顺序的方式经过蒸发器盘管704、706和504,首先经过蒸发器盘管704、然后经过蒸发器盘管706且再然后经过蒸发器盘管504。蒸发器盘管704、706都是冷却回路702的一部分,并且就冷却系统700而言可以被统称为冷却系统700的上游蒸发器盘管704、706。就冷却回路702而言,蒸发器盘管704是上游蒸发器盘管且可以被称为冷却回路702的上游蒸发器盘管704,并且蒸发器盘管706是下游蒸发器盘管且可以被称为冷却回路702的下游蒸发器盘管706。就冷却系统700而言,蒸发器盘管504是下游蒸发器盘管且可以被称为冷却系统700的下游蒸发器盘管504。膨胀装置724可以优选地为电子膨胀阀,但是也可以是其他类型的膨胀装置。

冷却系统700还包括控制器326”,控制器326”配置成控制包括冷却回路502、702的冷却系统700。控制器326”包括输入/输出部328,输入/输出部328耦合到冷却回路502、702的各种部件和各种传感器,各种传感器比如为室外温度传感器330和冷凝器盘管压力传感器532、732。

图8a是示出了冷却系统700的运行模式的状态图,并且图8b中所示的表3是示出了冷却系统700的运行模式的状态表。冷却系统700具有与冷却系统300、500的运行模式相同的三个基本运行模式:(1)仅泵送冷却剂节能被用于提供冷却;(2)泵送制冷剂节能冷却和dx冷却这两者均被用于提供冷却;以及(3)仅dx冷却被用于提供冷却。当以模式1运行时,冷却系统700还具有如下所述的两个子运行模式。如在图6a中通过各种热负载线可以看出的,对于任何给定的热负载而言,冷却系统500将根据室外空气温度而在其运行模式之间改变,如下面更详细讨论的。

参照图8a和图8b中所示出的表3,控制器326”配置成当室外温度处于低温范围时使冷却系统700以第一运行模式(模式1)运行,在第一运行模式下,仅使用泵送制冷剂节能来提供冷却,其中,在本文中所使用的低温范围为处于或低于下述温度的温度:该温度足够低以使得泵送制冷剂节能冷却可以提供足够的冷却来满足冷却需求。在模式1中,控制器326”配置成将冷却回路702控制成以泵送制冷剂节能冷却模式运行,使液体泵718开启(使旁通阀719关闭)且使压缩机708关闭(使旁通阀709打开)。在模式1中,控制器配置成将电磁阀720控制成打开,并且还基于泵压头压力将膨胀装置724控制成使得其大部分打开并且充当压力调节阀以使制冷剂通过,而不是充当膨胀装置。在模式1中,控制器326”还配置成在需要补充冷却的情况下使冷却回路502以泵送制冷剂节能冷却模式以介于0%-100%之间的容量运行,以给冷却回路702提供的冷却提供任何补充冷却,使液体泵514开启(使旁通阀516关闭)且压缩机506关闭(使旁通阀507打开)。当使冷却回路502以泵送制冷剂节能冷却模式运行时,控制器326”还配置成基于泵头压力将膨胀装置512控制成打开使得膨胀装置512充当压力调节阀以使制冷剂通过,而不是充当膨胀装置。当冷却回路702以泵送制冷剂节能冷却模式运行时,通过使电磁阀720在此运行模式期间打开,设置有更多蒸发器盘管(蒸发器盘管704、706的组合),这增加了液体泵718运行时的过热区域,并且这有助于在从泵送制冷剂节能冷却模式转换到dx冷却模式时改善过热控制。就此而言,当冷却回路702以泵送制冷剂节能冷却模式运行时,制冷剂被液体泵718泵送通过蒸发器盘管704、706两者。

在一个方面中,在第一运行模式中,冷却系统700具有两个子运行模式,即,图8a和表3(图8b)中的模式1.1和模式1.2。控制器326”配置成当因热负载导致的冷却需求足够高以使得需要冷却回路312和冷却回路502这两者以其泵送制冷剂节能冷却模式运行来提供冷却时使冷却系统700以模式1.1运行。控制器326’配置成当因热负载导致的冷却需求足够低以使得仅需要冷却回路502、702中的一者以其泵送制冷剂节能模式运行来提供冷却时使冷却系统500以模式1.2运行,示例性地,使冷却回路312以其泵送制冷剂节能模式运行。当使冷却系统700以模式1.1运行时,控制器326”配置成使冷却回路502、702两者以冷却回路502、702的泵送制冷剂节能冷却模式运行。当使冷却系统700以模式1.2运行时,控制器326”配置成使冷却回路702以冷却回路702的泵送制冷剂节能冷却模式运行并使冷却回路502断开。

应当理解的是,冷却回路502可以替代地或附加地具有附加的蒸发器盘管,如提供给冷却回路702的蒸发器盘管704,于是冷却回路502也将具有流动拓扑结构,该流动拓扑结构具有相当于电磁阀720的电磁阀和相当于接收器716的接收器。图11示出了用于具有附加蒸发器盘管的冷却回路502的这种拓扑结构,该冷却回路被称为冷却回路502’并且具有上游蒸发器盘管1100、下游蒸发器盘管1102和控制阀1104。

控制器326”配置成当室外温度处于中温时使冷却系统700以第二运行模式(图8b中所示的表3中的模式2)运行,其中,本文中所使用的中温为处于下述温度范围内的温度:该温度范围足够低以使得泵送制冷剂节能冷却可以提供一些冷却但是不足够低成使得泵送制冷剂节能冷却可以提供足够的冷却来满足冷却需求。应当理解的是,如图8a所示,低温范围和中温范围可以重叠,其中,冷却系统700是以第一模式运行还是以第二模式运行的区别是要求冷却系统700满足的冷却需求。如果特定的室外温度足够低以使得泵送制冷剂节能可以提供足够的冷却来满足所有的冷却需求,则冷却系统700以第一模式运行。如果该特定的室外温度不足够低以使得泵送制冷剂节能不能提供足够的冷却来满足所有的冷却需求但是足够低以使得泵送的制冷剂节能可以提供一些冷却,则冷却系统700以第二模式运行。

在模式2中,控制器326”配置成使冷却回路702以100%的容量以泵送制冷剂节能冷却模式运行,并且使冷却回路502以dx冷却模式(压缩机506开启以及旁通阀507关闭,并且液体泵514关闭以及旁通阀516打开)以如下容量(0%-100%)运行,该容量提供冷却以补充由泵送制冷剂节能冷却提供的冷却,使得由冷却回路702提供的泵送制冷剂节能冷却和由冷却回路502以dx冷却模式运行所提供的dx冷却一起提供足够的冷却来满足冷却需求。在第二运行模式中,控制器326”配置成将电磁阀720控制成打开,并且还基于泵头压力将膨胀装置724控制成大部分打开,使得膨胀装置充当压力调节阀以使制冷剂通过,而不是充当膨胀阀。在第二运行模式中,控制器326”配置成控制冷凝器风扇511以达到压缩机506的压缩机循环冷凝压力。

控制器326”配置成当室外温度处于高温时使冷却系统700以第三运行模式(图8b所示的表3中的模式3)运行,在本文中所使用的高温是处于或高于以下温度的温度:该温度足够高以使得泵送制冷剂节能冷却不能有效地提供任何冷却。在模式3中,控制器326”配置成使冷却回路502和冷却回路702以dx冷却模式运行,并且使冷却回路502和冷却回路702以一容量(0%-100%)运行以提供足够的冷却来满足冷却需求。在第三运行模式中,控制器326”配置成将压缩机708控制成运行(使旁通阀709关闭)、将液体泵718关闭(使旁通阀719打开)、将电磁阀720关闭并且使膨胀装置724作为膨胀装置运行。在模式3中,控制器326”还配置成将压缩机506控制成运行(使旁通阀507关闭)并且使膨胀装置512作为膨胀装置运行。在模式3中,控制器326”配置成控制冷凝器风扇511以达到压缩机506的压缩机循环冷凝压力,并且控制冷凝器风扇714以达到压缩机708的压缩机循环冷凝压力。应当理解的是,可替代地,可以使用电子膨胀阀代替位于液体泵718的出口与蒸发器盘管704的入口之间的电磁阀720,于是当冷却回路702以dx冷却模式运行时也可以使用蒸发器盘管704。在该变型中,控制器326”配置成将代替电磁阀720而使用的膨胀阀控制成大部分打开并且充当压力调节阀。

应当理解的是,尽管图3的实施方式仅具有一个泵送制冷剂节能回路,但是应当理解的是,可以通过添加接收罐并且共用制冷剂泵来将不同的单元的多个泵送制冷剂节能回路集成在一起。换句话说,如图9所示,一个冷凝器盘管可以供给多个泵送制冷剂节能回路,或者如图10所示,多个冷凝器盘管可以供给一个泵送制冷剂节能回路。

参照图9,冷却系统900具有dx冷却回路302’和泵送制冷剂节能回路312’,除了以下所述的差异之外,dx冷却回路302’和泵送制冷剂节能回路312’的其余部分与图3中的dx冷却回路302和泵送制冷剂节能冷却回路312是相同的。在冷却系统900中,冷凝器318的冷凝器盘管317供给多个泵送制冷剂节能回路,如下所述。冷却系统900还具有第二dx冷却回路902,第二dx冷却回路902具有布置在dx制冷回路中的蒸发器盘管904、压缩机910、冷凝器盘管908和膨胀装置906(膨胀装置906可以优选为电子膨胀阀,但也可以是恒温膨胀阀或其他类型的膨胀装置)。冷却系统900还包括第二泵送制冷剂节能冷却回路912,该第二泵送制冷剂节能冷却回路912具有蒸发器盘管914,蒸发器盘管914与泵送制冷剂节能回路312’的液体泵316一起布置在第二泵送制冷剂节能冷却回路912中。就此而言,泵送制冷剂节能回路312’和泵送制冷剂节能回路912共用液体泵316和冷凝器盘管317。液体泵316的出口325除了联接至蒸发器盘管314的入口313之外还联接至蒸发器盘管914的入口913,并且蒸发器盘管914的出口915联接至冷凝器盘管317的入口319。接收罐918的入口916联接至冷凝器盘管317的出口323,并且接收罐918的出口920联接至液体泵316的入口315。冷却系统900包括布置在机壳922中的第二蒸发器921,第二蒸发器921包括蒸发器盘管904、914和空气移动单元924,比如鼠笼鼓风机。

参照图10,冷却系统1000具有dx冷却回路302”和泵送制冷剂节能冷却回路312”,除了以下所述的差异之外,dx冷却回路302”和泵送制冷剂节能冷却回路312”的其余部分与图3中的dx冷却回路302和泵送制冷剂节能冷却回路312相同。在冷却系统1000中,多个冷凝器盘管供给泵送制冷剂节能回路312”,如下所述。冷却系统1000包括第二冷凝器1002,第二冷凝器1002具有冷凝器盘管1004和冷凝器风扇1006,冷凝器风扇1006使冷却空气经过冷凝器盘管1004而被抽取。冷凝器盘管1004的入口1008联接至蒸发器盘管314的出口311。蒸发器盘管314的出口311还联接至冷凝器318的冷凝器盘管317的入口319。冷凝器盘管1004的出口1010和冷凝器盘管317的出口323都联接至接收罐1014的入口1012并且接收罐1014的出口1016联接至泵316的入口315。

如本文所使用的,术语控制器、控制模块、控制系统等可以指的是如下项或可以是如下项的一部分或可以包括如下项:专用集成电路(asic);电子电路;组合逻辑电路;现场可编程门阵列(fpga);执行代码的处理器(共用、专用或组);可编程逻辑控制器、可编程控制系统,比如包括基于控制系统的计算机在内的基于控制系统的处理器、比如pid控制器之类的过程控制器、或如本文所述的提供所述功能或在用软件编程时提供上述功能的其他合适的硬件组件;或者比如上述的一些项或全部项在片上系统中的组合。术语模块可以包括存储由处理器执行的代码的存储器(共用、专用或组)。当声明这样的装置执行功能、运行另一装置或者使另一装置处于指定状态时,应当理解的是,这样的装置配置成通过合适的逻辑比如软件、硬件或其组合来执行功能、控制其他装置的运行或将其他装置控制成处于指定状态。

如上所使用的术语软件可以指代计算机程序、例程、功能、类和/或对象并且可以包括固件和/或微码。

已经出于说明和描述的目的提供了对实施方式的前述描述。这并不意在穷举或限制本发明。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式,而是在适用的情况下是可互换的并且可以被用于选定实施方式中,即使没有具体示出或描述。也可以以许多不同的方式来改变特定实施方式的各个元件或特征。这样的变化不被认为是背离本发明,并且所有这样的修改意在被包括在本发明的范围内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1