本发明属于空气调节，具体涉及一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法。
背景技术：
1、随着4g的大量应用以及5g的逐渐普及，各种数据处理设备的发热量越来越大，数据中心对空调设备的制冷量和节能性要求也越来越高。
2、采用过渡季节和寒冷冬季的室外自然冷源对数据中心进行冷却，能大幅度降低空调设备的运行费用，常见的是采用氟泵空调，在冬季启用氟泵模式，停止压缩机的运行，利用氟泵驱动制冷剂实现热管制冷运行，极大地降低了设备的运行费用。氟泵压缩制冷系统属于复合系统，氟泵热管系统与压缩制冷系统共用蒸发器和冷凝器，以及一些共用的制冷剂管道、系统零部件等。
3、由于数据中心的热负荷随用户使用量和季节时间变化而产生波动，因此现在越来越多的机房空调采用了变频技术，以应对数据中心的热负荷波动从而保证数据中心的恒温恒湿需求。然而，制冷系统的压缩机频率变化会导致最佳的制冷剂循环量发生变化，通常频率越高所需的制冷剂循环量越大，制冷系统设计开发时如果保证了100％负荷下的最佳制冷剂灌注量，那么75％或者50％负荷下或者其它低频率运转情况下的最佳制冷剂灌注量就会比较少，因此机组内部的制冷剂在低频工况下可能存在积液情况，积液滞留在换热器底部不利于换热。
4、同时，氟泵模式下考虑到氟泵吸入口的液体高度要求，通常在氟泵模式下所需的制冷剂灌注量比较大，因此氟泵压缩制冷系统在实际的运行工况下很可能形成制冷剂液体滞留的情况，需要考虑把滞留的制冷剂迁移到储液罐，而在高频压缩制冷模式或者氟泵制冷模式下把储液罐内滞留的制冷剂液体尽快释放出来参与系统循环运行。
技术实现思路
1、因此，本发明提供一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法，能够解决现有技术中的氟泵压缩制冷系统的不同运行工况下所需的制冷剂灌注量差异造成的制冷剂冗余的技术问题。
2、为了解决上述问题，本发明提供一种氟泵压缩制冷系统，包括蒸发器、冷凝器、氟泵及节流元件，其中所述节流元件连接于所述冷凝器的出口与所述蒸发器的入口之间，所述冷凝器与所述节流元件之间连接有储液罐，所述氟泵压缩制冷系统还包括制冷剂调节罐，所述制冷剂调节罐的顶部通过第一管路与所述储液罐的顶部连通，所述制冷剂调节罐的底部通过第二管路与所述储液罐的顶部可控通断连通，所述氟泵能够将所述储液罐内的液态制冷剂泵送入存储于所述制冷剂调节罐内。
3、在一些实施方式中，所述第二管路上串接有电磁通断阀；和/或，所述制冷剂调节罐的底部高度高于所述储液罐的顶部高度，以使得所述制冷剂调节罐内的制冷剂能够在自重作用下流入所述储液罐内。
4、在一些实施方式中，所述氟泵压缩制冷系统还包括流路切换阀，所述流路切换阀具有将所述氟泵的出液口与所述制冷剂调节罐的底部连通的第一状态以及将所述氟泵的出液口与所述节流元件的进液口连通的第二状态，所述流路切换阀能够被控制在所述第一状态与所述第二状态之间切换，所述氟泵的进液口与所述储液罐的底部连通，且所述氟泵的进液口与所述节流元件的进液口之间还连接有第三管路，所述第三管路上串接有第一单向阀，所述第一单向阀的单向导通方向为由所述氟泵的进液口一侧至所述节流元件的进液口一侧。
5、在一些实施方式中，所述流路切换阀为电磁三通阀。
6、在一些实施方式中，所述氟泵压缩制冷系统还包括压缩机及第四管路，所述压缩机的吸气口与所述蒸发器的出气口连通，所述压缩机的排气口与所述冷凝器的进气口连通，所述第四管路连接于所述压缩机的吸气口与排气口之间，且所述第四管路上串接有第二单向阀，所述第二单向阀的单向导通方向为由所述压缩机的吸气口一侧至所述压缩机的排气口一侧。
7、在一些实施方式中，所述制冷剂调节罐内设有液位计，用于检测所述制冷剂调节罐内的制冷剂实时液位高度；和/或，所述制冷剂调节罐内设有温度传感器，用于检测所述制冷剂调节罐内的制冷剂的实时温度。
8、本发明还提供一种如上述的氟泵压缩制冷系统的控制方法，包括如下步骤：
9、获取所述氟泵压缩制冷系统的运行模式；
10、根据所述运行模式控制所述电磁通断阀的通断、所述流路切换阀的状态切换、所述压缩机及所述氟泵的启停。
11、在一些实施方式中，当所述运行模式为氟泵制冷模式时，控制所述电磁通断阀导通，控制所述流路切换阀处于所述第二状态，控制所述压缩机停止运转或者保持停机状态，并在所述制冷剂调节罐内的制冷剂完全流入所述储液罐后控制所述电磁通断阀截断并控制所述氟泵运转。
12、在一些实施方式中，当所述运行模式为压缩制冷模式时，控制所述压缩机运转并获取所述压缩机的实时运行频率，根据获取的所述实时运行频率获取与该实时运行频率对应的所述制冷剂调节罐内的制冷剂的目标液位高度h，控制所述电磁通断阀通断、流路切换阀的状态切换以及氟泵的启停以使所述制冷剂调节罐内的制冷剂的实时液位高度调整处于所述目标液位高度h。
13、在一些实施方式中，当所述制冷剂调节罐内制冷剂的实时液位高度低于所述目标液位高度h时，控制所述电磁通断阀截断，控制所述流路切换阀处于所述第一状态，并控制所述氟泵启动运转，直至所述实时液位高度上升至所述目标液位高度h时，控制所述氟泵停止运转；或者，
14、当所述制冷剂调节罐内制冷剂的实时液位高度高于所述目标液位高度h时，控制所述电磁通断阀连通，控制所述流路切换阀处于所述第二状态，并控制所述氟泵处于停止运转状态，直至所述实时液位高度下降至所述目标液位高度h时，控制所述电磁通断阀截断。
15、在一些实施方式中，所述目标液位高度h通过如下方式获得：
16、获取所述实时运行频率对应的系统循环最佳制冷剂灌注量m1，并计算得到需在所述制冷剂调节罐内存储的制冷剂量m2，m2＝m-m1，其中m为系统内总制冷剂量；
17、获取所述制冷剂调节罐内的实时温度t和/或实时饱和压力，并根据控制器内预先存储的制冷剂参数获知与所述实时温度t和/或实时饱和压力对应的液体制冷剂密度ρ；
18、根据公式h＝m2/(ρs)计算得到所述目标液位高度h，其中s为所述制冷剂调节罐的存储空间的横截面面积。
19、本发明提供的一种氟泵压缩制冷系统及其控制方法具有如下有益效果：
20、当系统循环内需要较多的制冷剂时，可以控制第二管路连通，从而使得制冷剂调节罐内的液态制冷剂进入储液罐内参与系统循环，也即增加系统循环的制冷剂灌注量，当系统循环内需要的制冷剂较少时，则可以控制氟泵运转，从而将系统循环内存储于储液罐内的部分液态制冷剂迁移至制冷剂调节罐内，有效防止系统内制冷剂灌注量过大导致系统内积液滞留，提高换热效率，本发明的技术方案能够对冗余制冷剂实现精确可靠调节，在系统运行压缩制冷模式时利用空闲不工作的氟泵将多余的液态制冷剂迁移存储于制冷剂调节罐内，防止制冷系统内存在过量的制冷剂侵占换热器内的换热管道，采用的零部件较少，连接管道简单。
1.一种氟泵压缩制冷系统，包括蒸发器(11)、冷凝器(12)、氟泵(15)及节流元件(13)，其中所述节流元件(13)连接于所述冷凝器(12)的出口与所述蒸发器(11)的入口之间，所述冷凝器(12)与所述节流元件(13)之间连接有储液罐(14)，其特征在于，还包括制冷剂调节罐(2)，所述制冷剂调节罐(2)的顶部通过第一管路(101)与所述储液罐(14)的顶部连通，所述制冷剂调节罐(2)的底部通过第二管路(102)与所述储液罐(14)的顶部可控通断连通，所述氟泵(15)能够将所述储液罐(14)内的液态制冷剂泵送入存储于所述制冷剂调节罐(2)内。
2.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述第二管路(102)上串接有电磁通断阀(1021)；和/或，所述制冷剂调节罐(2)的底部高度高于所述储液罐(14)的顶部高度，以使得所述制冷剂调节罐(2)内的制冷剂能够在自重作用下流入所述储液罐(14)内。
3.根据权利要求2所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，还包括流路切换阀(3)，所述流路切换阀(3)具有将所述氟泵(15)的出液口与所述制冷剂调节罐(2)的底部连通的第一状态以及将所述氟泵(15)的出液口与所述节流元件(13)的进液口连通的第二状态，所述流路切换阀(3)能够被控制在所述第一状态与所述第二状态之间切换，所述氟泵(15)的进液口与所述储液罐(14)的底部连通，且所述氟泵(15)的进液口与所述节流元件(13)的进液口之间还连接有第三管路(103)，所述第三管路(103)上串接有第一单向阀(1031)，所述第一单向阀(1031)的单向导通方向为由所述氟泵(15)的进液口一侧至所述节流元件(13)的进液口一侧。
4.根据权利要求3所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述流路切换阀(3)为电磁三通阀。
5.根据权利要求3所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，还包括压缩机(16)及第四管路(104)，所述压缩机(16)的吸气口与所述蒸发器(11)的出气口连通，所述压缩机(16)的排气口与所述冷凝器(12)的进气口连通，所述第四管路(104)连接于所述压缩机(16)的吸气口与排气口之间，且所述第四管路(104)上串接有第二单向阀(1041)，所述第二单向阀(1041)的单向导通方向为由所述压缩机(16)的吸气口一侧至所述压缩机(16)的排气口一侧。
6.根据权利要求1所述的氟泵压缩制冷系统，其特征在于，所述制冷剂调节罐(2)内设有液位计(21)，用于检测所述制冷剂调节罐(2)内的制冷剂实时液位高度；和/或，所述制冷剂调节罐(2)内设有温度传感器，用于检测所述制冷剂调节罐(2)内的制冷剂的实时温度。
7.一种如权利要求5所述的氟泵压缩制冷系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当所述运行模式为氟泵制冷模式时，控制所述电磁通断阀(1021)导通，控制所述流路切换阀(3)处于所述第二状态，控制所述压缩机(16)停止运转或者保持停机状态，并在所述制冷剂调节罐(2)内的制冷剂完全流入所述储液罐(14)后控制所述电磁通断阀(1021)截断并控制所述氟泵(15)运转。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当所述运行模式为压缩制冷模式时，控制所述压缩机(16)运转并获取所述压缩机(16)的实时运行频率，根据获取的所述实时运行频率获取与该实时运行频率对应的所述制冷剂调节罐(2)内的制冷剂的目标液位高度h，控制所述电磁通断阀(1021)通断、流路切换阀(3)的状态切换以及氟泵(15)的启停以使所述制冷剂调节罐(2)内的制冷剂的实时液位高度调整处于所述目标液位高度h。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，当所述制冷剂调节罐(2)内制冷剂的实时液位高度低于所述目标液位高度h时，控制所述电磁通断阀(1021)截断，控制所述流路切换阀(3)处于所述第一状态，并控制所述氟泵(15)启动运转，直至所述实时液位高度上升至所述目标液位高度h时，控制所述氟泵(15)停止运转；或者，
11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述目标液位高度h通过如下方式获得：