用於泵系統的輔助裝置及用於該輔助裝置的控制方法、以及泵系統的製作方法
2023-08-07 00:08:06 1
用於泵系統的輔助裝置及用於該輔助裝置的控制方法、以及泵系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於泵系統的輔助裝置及用於該輔助裝置的控制方法、以及泵系統，其中，該泵系統的輔助裝置包括：第一調節閥，通過管道與泵形成相互連通的閉合迴路；第二調節閥，設置於閉合迴路的旁路，旁路與第一調節閥並聯；壓縮機，設置於旁路；傳感器，設置於閉合迴路，用於測量閉合迴路內的壓力值和溫度值；控制器，連接傳感器，獲取壓力值和溫度值，並根據壓力值和溫度值控制第一調節閥、第二調節閥和壓縮機。本發明通過在低負載情況下啟動泵系統時或者當泵系統的負載偏低的情況下，利用控制器依據獲取的閉合迴路內的壓力值與溫度值控制第一調節閥、第二調節閥和壓縮機來避免發生汽蝕現象，從而保證泵系統的正常工作，以及降低泵的運行磨損與噪音震動。
【專利說明】用於泵系統的輔助裝置及用於該輔助裝置的控制方法、以及慄系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及製冷【技術領域】，並且特別地，涉及一種用於泵系統的輔助裝置及用於該輔助裝置的控制方法、一種泵系統。
【背景技術】
[0002]當代數據中心為了維持機房內較低的溫度,需全年啟動空調為數據中心內工作中的負載進行降溫，由此產生了巨大的耗電量和運行費用。在節能減排和降低運營成本的雙重壓力下，需要為數據中心研發新的節能技術及新的節能產品。
[0003]在過渡季節室外溫度較低時，自然界存在著豐富的自然冷源，因此，利用室外空氣的冷源，經過技術處理後將冷源輸送到機房，從而降低機房的溫度，可以達到節能減排的效果。
[0004]泵系統(由於空調製冷系統常用的製冷劑為氟利昂，因此也可以稱為氟泵系統)是一種以泵代替壓縮機來驅動製冷劑的空調系統。在夏季，數據中心專用空調開啟製冷壓縮機正常製冷，當室外溫度低於控制器預先設定的溫度時，控制器自動由壓縮機製冷切換為氟泵製冷:室外風冷冷凝部冷卻的氟利昂液體通過氟泵輸送到蒸發部內，吸收室內的熱量後，氟利昂由液態轉變為氣態，進入風冷冷凝部，再次冷卻成液體，周而復始。由於氟泵功率遠小於製冷壓縮機功率，在相同製冷量的前提下，氟泵的能效比高於製冷壓縮機，從而在達到降溫的同時起到節能效果。
[0005]如圖1所示，為現有技術中的氟泵系統，在圖1所示的氟泵系統中，其工作流程為:
[0006]啟動室外側泵站(圖中未示出，且未示出板式換熱器I的水側)，使板式換熱器I水側的進水溫度下降到設定溫度；
[0007]板式換熱器I水側吸收系統內氟利昂的熱量，使之由氣態冷凝成液態，進入儲液te ；
[0008]數據中心內的負載開始工作，產生熱量；
[0009]系統內氟利昂通過板式換熱器2吸收室內熱量，由於溫度升高，體積膨脹，進而向板式換熱器I擴散；
[0010]如此循環往復工作，從而對室內進行降溫。
[0011]其中，通過泵的流體應為液體，若通過泵的流體中存在氣體，就會產生氣穴現象，而泵(也稱為水泵)葉輪表面受到氣穴現象的衝擊和侵蝕產生剝落和損壞的現象，即出現了汽蝕現象，此外，還會使泵產生噪聲和振動，並導致泵的性能下降，嚴重時會使泵中液體中斷，不能正常工作。因此泵系統在運行前，需保證沒有氣體進入泵。
[0012]但現有的泵系統，只有當室內溫度足夠高、通過板式換熱器2的氟利昂蒸發體積膨脹得足夠大時，才能使系統獲得足夠的驅動力，保證儲液罐內氟利昂液體的液面高度，從而不殘留任何氣體。此時開啟泵系統，系統才可以正常運行。[0013]因此，現有泵在運行之前，室內的溫度應該足夠高。否則，會導致泵產生汽蝕現象，影響整個泵系統的正常運行。
[0014]雖然現有泵系統在工作過程中能正常運行，但是都面臨著冷啟動或者在低負載情況下啟動時，系統驅動力不足、儲液罐內有氣體殘留，導致發生汽蝕現象，影響泵系統正常運行的問題。
[0015]針對相關技術中在冷啟動泵系統或者系統處於低負載狀態時，由於系統驅動力不足導致汽蝕現象，影響泵系統正常運行的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0016]針對相關技術中在冷啟動泵系統或者系統處於低負載狀態時，由於系統驅動力不足導致汽蝕現象，影響泵系統正常運行的問題，本發明提出一種用於泵系統的輔助裝置及用於該輔助裝置的控制方法、以及泵系統，能夠使系統在低負載情況下啟動時或者當泵系統的負載偏低的情況下，降低汽蝕現象的發生，從而提高系統的製冷效率，且降低了系統的運行磨損與噪音震動。
[0017]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0018]根據本發明的一個方面，提供了一種用於泵系統的輔助裝置
[0019]根據本發明的泵系統包括泵，泵系統輔助裝置包括第一調節閥、第二調節閥、壓縮機、傳感器、控制器:第一調節閥，通過管道與泵形成相互連通的閉合迴路；第二調節閥，設置於閉合迴路的旁路，旁路與第一調節閥並聯；壓縮機，設置於旁路；傳感器，設置於閉合迴路，用於測量閉合迴路內的壓力值和溫度值；控制器，連接傳感器，獲取壓力值和溫度值，並根據壓力值和溫度值控制第一調節閥、第二調節閥和壓縮機。
[0020]其中，控制器用於開啟第一調節閥，關閉第二調節閥和壓縮機。
[0021 ] 可選地，控制器用於關閉第一調節閥，開啟第二調節閥和壓縮機。
[0022]優選地，上述第一調節閥和第二調節閥為電磁閥。
[0023]根據本發明的一個方面，提供了一種用於泵系統的輔助裝置的控制方法。
[0024]根據本發明的泵系統的輔助裝置的控制方法包括:獲取閉合迴路內的壓力值和溫度值；根據壓力值和溫度值確定對第一調節閥、第二調節閥和壓縮機的控制方法；根據控制方法對第一調節閥、第二調節閥和壓縮機進行控制。
[0025]其中，在壓力值高於管道在溫度值時的飽和壓力的情況下，關閉第一調節閥，開啟壓縮機和第二調節閥；在壓力值低於管道在溫度值時的飽和壓力的情況下，開啟第一調節閥，關閉壓縮機和第二調節閥。
[0026]根據本發明的一個方面，提供了 一種泵系統。
[0027]根據本發明的泵系統進一步包括蒸發部、冷凝部:蒸發部，設置於閉合迴路，用於容納製冷劑；冷凝部，設置於閉合迴路，用於容納製冷劑。
[0028]優選地，蒸發部和冷凝部均包括板式換熱器。
[0029]此外，上述泵系統進一步包括第三調節閥，設置於閉合迴路。
[0030]並且，上述泵系統進一步包括儲液罐，用於儲存製冷劑。
[0031]本發明通過在低負載情況下啟動泵系統時或者當泵系統的負載偏低的情況下，利用控制器依據獲取的閉合迴路內的壓力值與溫度值控制第一調節閥、第二調節閥和壓縮機來避免發生汽蝕現象，從而保證泵系統的正常工作，以及降低泵的運行磨損與噪音震動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是現有技術中泵系統的示意圖；
[0033]圖2是根據本發明實施例的泵系統的輔助裝置的框圖；
[0034]圖3是根據本發明實施例的泵系統的輔助裝置的控制方法的流程圖；
[0035]圖4是根據本發明實施例的泵系統的框圖；
[0036]圖5是根據本發明的一個實施例的氟泵系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0037]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0038]根據本發明的實施例，提供了一種泵系統的輔助裝置。
[0039]如圖2所示，該泵系統包括泵20，根據本發明實施例的輔助裝置包括第一調節閥21、第二調節閥22、壓縮機23、傳感器24和控制器25。
[0040]其中，第一調節閥21通過管道與泵20形成相互連通的閉合迴路；
[0041]第二調節閥22設置於閉合迴路的旁路，該旁路與第一調節閥21並聯；
[0042]壓縮機23設置於旁路中，優選地，位於第二調節閥22的出口處；
[0043]傳感器24設置於閉合迴路，用於測量閉合迴路內的壓力值和溫度值，可以具有一個或多個溫度傳感器/壓力值感器，以更精確地測量閉合迴路內的壓力值和溫度值；
[0044]控制器25連接傳感器24，獲取傳感器24測量得到的壓力值和溫度值，並根據壓力值和溫度值控制第一調節閥21、第二調節閥22和壓縮機23，包括控制第一調節閥21、第二調節閥22和壓縮機23的開啟和關閉。
[0045]圖2中細線條為閉合迴路中的管道，帶有箭頭的線條表示溫度與壓力反饋信息傳遞的方向，控制器25為反饋控制的核心部件，控制器25在冷啟動或者在低負載情況下，當閉合迴路內的壓力值小於當前溫度值的飽和壓力，則關閉第一調節閥21，並且開啟第二調節閥22和壓縮機23 ;在需要製冷的負載正常工作的情況下或室內外溫差較大時，即，當閉合迴路內的壓力值大於當前溫度值的飽和壓力，則切換製冷劑的流動支路，開啟第一調節閥21，關閉第二調節閥22和壓縮機23，優選地，文中所述的第一調節閥21和第二調節閥22均為電磁閥，以便於控制器25可以用電信號控制其開啟與閉合。
[0046]根據本發明的實施例，同時提供了一種泵系統的輔助裝置的控制方法。
[0047]如圖3所示，根據本發明實施例的泵系統的輔助裝置的控制方法包括:
[0048]步驟S301，獲取閉合迴路內的壓力值和溫度值；
[0049]步驟S303，根據壓力值和溫度值確定對第一調節閥21、第二調節閥22和壓縮機23的控制方法；
[0050]步驟S305，根據確定的控制方法對第一調節閥21、第二調節閥22和壓縮機23進行控制，即控制第一調節閥21、第二調節閥22和壓縮機23進行開啟和關閉。[0051]其中，在壓力值高於管道在溫度值時的飽和壓力的情況下，關閉第一調節閥21，開啟壓縮機23和第二調節閥22 ;在壓力值低於管道在溫度值時的飽和壓力的情況下，開啟第一調節閥21，關閉壓縮機23和第二調節閥22。
[0052]根據本發明的實施例，同時提供了一種泵系統。
[0053]如圖4所示，根據本發明實施例的泵系統包括圖2所示的輔助裝置，並進一步包括:
[0054]蒸發部41，設置於閉合迴路，用於容納製冷劑，蒸發部41中的製冷劑在吸收熱量之後，可以蒸發，然後進入閉合迴路；
[0055]冷凝部42，設置於閉合迴路，用於容納製冷劑，冷凝部42中的製冷劑在釋放熱量之後，液化然後通過第三調節閥43進入泵，其中，製冷劑可以為氟利昂。
[0056]其中，蒸發部41和冷凝部42均包括板式換熱器。
[0057]泵系統還包括第三調節閥43，設置於閉合迴路。
[0058]泵系統還包括儲液罐(圖中未示出)，設置於閉合迴路，用於儲存製冷劑，需要預先在儲液罐中儲存製冷劑，根據需要散熱的負載的工作散熱情況確定製冷劑的量和各類，以及儲液罐的規格。
[0059]根據本發明的一個實施例，提供了一種氟泵系統。如圖5所示，在如圖1所示現有的氟泵系統基礎上，在電磁閥3的管道部分並聯了一個小型壓縮機和電磁閥2，並且根據氟泵系統內的溫度值和壓力值通過控制電磁閥2 (對應文中所提及的第二調節閥22)、電磁閥3 (對應文中所提及的第一調節閥21)的開關狀態，從而選擇系統運行狀態，圖5中未示出採集氣泵系統內溫度的溫度傳感器，以及控制端。
[0060]可以選擇容量小，但壓縮比高的壓縮機，該壓縮機的作用為:在氟泵系統開啟前，將氟泵系統管路中的常溫常壓氟利昂氣體壓縮為高溫高壓的氣體，該高溫高壓的氣體可以很容易地液化為氟利昂液體，進入儲液罐中。
[0061]如圖5所示的氟泵系統的工作流程包括:在氟泵系統需要冷啟動之前，控制端關閉電磁閥3，同時開啟電磁閥2和壓縮機，通過電磁閥2和壓縮機將系統管路內的氟利昂氣體液化，經由板式換熱器I抽到儲液罐中，此時，可以使得氣泵系統的管路內的壓力下降；當控制端接收到的管路的壓力下降到低於管路內當前溫度的飽和壓力時，系統就獲得了啟動循環的原始驅動力；此時再關閉電磁閥2和壓縮機，開啟電磁閥3，切換製冷劑的流通管道，然後開啟氟泵，使系統正常運行。
[0062]綜上所述，藉助於本發明的上述技術方案，本發明通過在低負載情況下啟動泵系統時或者當泵系統的負載偏低的情況下，利用控制器依據獲取的閉合迴路內的壓力值與溫度值控制第一調節閥、第二調節閥和壓縮機來避免發生汽蝕現象，從而保證泵系統的正常工作，以及降低泵的運行磨損與噪音震動，並且可以通過隨時開啟氟泵系統消除室溫的升高，只要開啟氟泵就能快速降低室溫。
[0063]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於泵系統的輔助裝置，所述泵系統包括泵，其特徵在於，包括: 第一調節閥，通過管道與所述泵形成相互連通的閉合迴路； 第二調節閥，設置於所述閉合迴路的旁路，所述旁路與所述第一調節閥並聯； 壓縮機，設置於所述旁路； 傳感器，設置於所述閉合迴路，用於測量所述閉合迴路內的壓力值和溫度值； 控制器，連接所述傳感器，獲取所述壓力值和溫度值，並根據所述壓力值和溫度值控制所述第一調節閥、所述第二調節閥和所述壓縮機。
2.根據權利要求1所述的輔助裝置，其特徵在於，所述控制器用於開啟所述第一調節閥，關閉所述第二調節閥和所述壓縮機。
3.根據權利要求1所述的輔助裝置，其特徵在於，所述控制器用於關閉所述第一調節閥，開啟所述第二調節閥和所述壓縮機。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的輔助裝置，其特徵在於，所述第一調節閥和所述第二調節閥為電磁閥。
5.一種用於權利要求1-4中任意一項所述的輔助裝置的控制方法，其特徵在於，包括: 獲取所述閉合迴路內的壓力值和溫度值； 根據所述壓力值和溫度值確定對所述第一調節閥、所述第二調節閥和所述壓縮機的控制方法； 根據所述控制方法對所述第一調節閥、所述第二調節閥和所述壓縮機進行控制。
6.根據權利要求5所述的控制方法，其特徵在於，在所述壓力值高於所述管道在所述溫度值時的飽和壓力的情況下，關閉所述第一調節閥，開啟所述壓縮機和所述第二調節閥； 在所述壓力值低於所述管道在所述溫度值時的飽和壓力的情況下，開啟所述第一調節閥，關閉所述壓縮機和所述第二調節閥。
7.一種泵系統，其特徵在於，包括權利要求1-4中意任一項所述的輔助裝置，所述泵系統進一步包括: 蒸發部，設置於所述閉合迴路，用於容納製冷劑； 冷凝部，設置於所述閉合迴路，用於容納製冷劑。
8.根據權利要求7所述的泵系統，其特徵在於，所述蒸發部和所述冷凝部均包括板式換熱器。
9.根據權利要求7所述的泵系統，其特徵在於，進一步包括: 第三調節閥，設置於所述閉合迴路。
10.根據權利要求7所述的泵系統，其特徵在於，進一步包括: 儲液罐，用於儲存製冷劑。
【文檔編號】F24F11/00GK103615774SQ201310560543
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】李可, 邵宗有, 沈衛東, 吳宏傑, 劉廣輝 申請人:曙光信息產業(北京)有限公司