本發(fā)明涉及空調(diào)領域，尤其涉及一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器、變頻精密空調(diào)及其控制方法。

背景技術：

當前數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢愈演愈烈，數(shù)據(jù)中心服務器的熱密度越來越高，機柜服務器發(fā)熱量也越來越大，且全年運行，這就需要精密空調(diào)設備進行全年制冷，精密空調(diào)的能耗已經(jīng)占據(jù)數(shù)據(jù)中心的能耗的很大一部分，如何提高精密空調(diào)的制冷效率同時又要與節(jié)能同步，且保證數(shù)據(jù)中心全年安全可靠運行，是數(shù)據(jù)中心運營商面臨的一大難題。

傳統(tǒng)的房間級精密空調(diào)，大部分為定頻機型，不具備頻率調(diào)節(jié)功能，即制冷量輸出不可調(diào)；而一般的精密空調(diào)均按照機房服務器的滿載來進行配置，在很多場合服務器只安裝了一部分的情況下，此時服務器熱負載較小，制冷量需求較小，而精密空調(diào)定頻滿額輸出，就會出現(xiàn)壓縮機頻繁啟停，數(shù)據(jù)中心環(huán)境的溫濕度無法穩(wěn)定的問題，且壓縮機頻繁啟停對空調(diào)系統(tǒng)的壽命也有很大影響，因此該方案存在較大缺陷。

隨著變頻技術的出現(xiàn)，變頻精密空調(diào)的應用也越來越普及，一般情況下室內(nèi)風機的風量輸出會與壓縮機的頻率變化成正相關關系，即壓縮機運行在最低頻率點時，此時精密空調(diào)室內(nèi)風機也運轉(zhuǎn)在設定的最低轉(zhuǎn)速，在很多場合，如送風距離較遠，或遠端個別服務器機柜熱負載較大，需求風量較大的情況下，此時壓縮機頻率較小而風機也運轉(zhuǎn)在設定較低轉(zhuǎn)速時，容易出現(xiàn)機柜服務器局部過熱問題，甚至出現(xiàn)服務器宕機的嚴重事故。

因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器、變頻精密空調(diào)及其控制方法，旨在解決現(xiàn)有技術中壓縮機頻率與風量的同步調(diào)節(jié)導致的送風量不足、送風距離過短、空調(diào)系統(tǒng)控制穩(wěn)定性較差、環(huán)境溫度容易波動的問題。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，其中，包括：n個盤管組、進口集管及出口集管，每個盤管組均設置有進氣口和出氣口，所述進氣口均與所述進口集管連接，所述出氣口均與所述出口集管連接；所述進口集管上，位于相鄰進氣口之間的位置均設置有1個電磁閥；通過電磁閥的啟閉控制制冷劑在各盤管組的分布。

一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，其中，所述n個盤管組層疊設置且均由若干層蒸發(fā)器盤管組成，相鄰層蒸發(fā)器盤管間均設有連接管，所述進氣口設置在盤管組的最后一層蒸發(fā)器盤管上，所述出氣口設置在盤管組的最后一層蒸發(fā)器盤管上。

一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，其中，所述進口集管自下而上依次與各進氣口相接。

一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，其中，n為3。

一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，其中，各盤管組由相同層數(shù)的蒸發(fā)器盤管組成。

一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，其中，各盤管組的單層蒸發(fā)器盤管數(shù)相差不大于2。

一種變頻精密空調(diào)，其中，包括壓縮機、風機以及所述的變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，所述風機及變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器均與壓縮機電連接。

一種如前面所述變頻精密空調(diào)的控制方法，其中，包括步驟：

(1)保持風機送風量固定；

(2)當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于[a，a+δt]時，控制全部n-1個電磁閥關閉；

當時，控制自下而上第1～n-1個電磁閥均開啟和第n～n-1個電磁閥均關閉，其中，a為所述變頻精密空調(diào)的頻率下限值，b為所述變頻精密空調(diào)的頻率上限值，δt為設定的頻率偏差，n小于n-1；

當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于時，控制全部n-1個電磁閥均開啟。

有益效果：本發(fā)明通過壓縮機的運行頻率控制電磁閥的啟閉，調(diào)節(jié)制冷劑的流向，以控制參與換熱過程的盤管組數(shù)目，使得制冷劑經(jīng)過的盤管根數(shù)可以很好的與壓縮機低頻率運行時的制冷劑流量進行匹配，壓縮機運行平穩(wěn)，空調(diào)系統(tǒng)各項參數(shù)控制穩(wěn)定，環(huán)境溫濕度可控性高，送風距離相對較遠，不會出現(xiàn)壓縮機頻繁啟停、數(shù)據(jù)中心環(huán)境的溫濕度無法穩(wěn)定的情況，解決了現(xiàn)有技術中壓縮機頻率與風量的同步調(diào)節(jié)導致的送風量不足、送風距離過短、空調(diào)系統(tǒng)控制穩(wěn)定性較差、環(huán)境溫度容易波動的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器的較佳實施例結構示意圖。

圖2為本發(fā)明所述變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器的溫濕度調(diào)節(jié)原理示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種模內(nèi)注塑金屬的塑膠模具及其控制方法，為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，如圖1所示，包括：n個盤管組1、進口集管2及出口集管3，每個盤管組2均設置有進氣口4和出氣口5，所述進氣口4均與所述進口集管2連接，所述出氣口5均與所述出口集管3連接；所述進口集管2上，位于相鄰進氣口4之間的位置均設置有1個電磁閥6；通過電磁閥6的啟閉控制制冷劑在各盤管組1的分布，也即總共設置有n-1個電磁閥6，所述電磁閥6用于根據(jù)空調(diào)壓縮機的頻率控制進口集管的啟閉，以控制制冷劑的流向及在各盤管組1中的分布，以精確控制參與換熱過程的盤管組1。

若保持風機送風量固定為p，可以看出，當全部電磁閥均關閉時，制冷劑經(jīng)進口集管進如最底一層盤管組，而無法進入其他盤管組，也即僅最下一層的盤管組參與換熱過程，此時僅有經(jīng)過最下一層的p/n的風量進行了冷卻，然后與經(jīng)過其他盤管組的p(n-1)/n量的風進行混合；當?shù)谝粋€電磁閥開啟而其他電磁閥關閉時，制冷劑只流入了最底下的兩個盤管組，只有最底下的兩個盤管組參與了換熱過程，此時則有2p/n的風量進行了冷卻，然后與經(jīng)過其他盤管組的p(n-2)/n量的風進行混合；可以看出，隨著開啟的電磁閥越多，經(jīng)過蒸發(fā)器時參與換熱的風量以p/n的整數(shù)倍增加，然后與其他未參與冷卻的部分風量進行混合以稀釋冷量，也即實現(xiàn)精確控制降溫的同時，還可以確保環(huán)境溫度波動較小，同時因為風機送風量保持不變，可保證風機送風量的穩(wěn)定充足、增加了送風距離、提高了空調(diào)系統(tǒng)控制穩(wěn)定性。

所述n個盤管組1層疊設置且均由若干層蒸發(fā)器盤管7組成，相鄰層蒸發(fā)器盤管7間均設有連接管，所述進氣口4設置在盤管組1的第一層蒸發(fā)器盤管上，所述出氣口5設置在盤管組1的最后一層蒸發(fā)器盤管上，較佳地，各盤管組的單層蒸發(fā)器盤管數(shù)相差不大于2，也即使各盤管組結構相同，由于本發(fā)明中是根據(jù)空調(diào)的壓縮機頻率來控制電磁閥的啟閉，壓縮機運行頻率越高，參與換熱的盤管組越多，設置各盤管組結構相同，使得進入?yún)⑴c換熱的盤管組內(nèi)的制冷劑流量保持在一相對穩(wěn)定狀態(tài)，而不受壓縮機頻率產(chǎn)生太大的波動，從而便于根據(jù)變頻精密空調(diào)根據(jù)壓縮機的運行頻率精細化控制參與換熱過程的盤管組個數(shù)，也即制冷劑進入的盤管組個數(shù)。

較佳地，n為3，也即所述變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器包括3個盤管組1、進口集管2及出口集管3，所述3個盤管組自下而上依次記為第一盤管組11、第二盤管組12、第三盤管組13，相應的，設置有2個電磁閥6，自下而上依次記為第一電磁閥和第二電磁閥，第一盤管組11的單層蒸發(fā)器盤管數(shù)k1、第二盤管組12的單層蒸發(fā)器盤管數(shù)k2、第三盤管組13的單層蒸發(fā)器盤管數(shù)k3滿足k1＝k2＝k3或k1＝k2＝k3-1或k1＝k2＝k3-2，也即是第一盤管組11與第二盤管組12的單層蒸發(fā)器盤管數(shù)相同，而第三盤管組13的單層蒸發(fā)器盤管數(shù)可以與第一盤管組11與第二盤管組12的單層蒸發(fā)器盤管數(shù)相同，或者較第一盤管組與第二盤管組多1或2根盤管。

如果采用變頻率與變風量相結合的方案，若此時壓縮機運行的頻率下限a＝30hz，設定上限值為90hz，設計風量為5000cmh，此時風量為等比例下降，即對應總風量為而此時由于無法對制冷劑進行流路控制，整個蒸發(fā)器的盤管均處于制冷換熱，壓縮機處于低頻率運行，質(zhì)量流量較小，以δp＝1667cmh的風量進行盤管換熱，會產(chǎn)生吸氣過熱度很大，電子膨脹閥不斷調(diào)小，空調(diào)系統(tǒng)及環(huán)境參數(shù)可控性較差，且空調(diào)送風量不足以及送風距離不夠等諸多問題。

而采用本發(fā)明的方案，在環(huán)境相對濕度較高需要進行除濕時，可采用關閉部分盤管組的方式進行除濕，除濕效果較佳；另外，在前期負載較低時，當空調(diào)系統(tǒng)需要進行除濕，此時在滿足負載制冷散熱要求的情況下，壓縮機可運行至較低頻率，且流路控制電磁閥根據(jù)實際需求進行通斷，下面以3個盤管組為例進行說明，如圖2所示：

p為變頻精密空調(diào)設計的額定風量，記經(jīng)過第一盤管組、第二盤管組及第三盤管組的風量依次為p1、p2、p3，記經(jīng)過第一盤管組、第二盤管組及第三盤管組前的風溫度依次為t1、t2、t3，記經(jīng)過第一盤管組、第二盤管組及第三盤管組后的風溫度依次為△t1、△t2、△t3，記經(jīng)過第一盤管組、第二盤管組及第三盤管組前的風濕度依次為&1、&2、&3，記經(jīng)過第一盤管組、第二盤管組及第三盤管組后的風濕度依次為△&1、△&2、△&3，則每個盤管組的風量分布為：p1＝p2＝p3＝p/3，當兩個電磁閥關閉后，蒸發(fā)器上端兩個盤管組(第二盤管組12和第三盤管組13)未參與換熱除濕，此部分的風量分布p2＝p3，溫度t2＝t3＝△t2＝△t3，空氣含濕量&2＝&3＝△&2＝△&3，即送風溫度等于回風溫度；蒸發(fā)器下端僅有1個盤管組(第一盤管組11)進行換熱除濕，經(jīng)過除濕盤管組后的風量p1，溫度降為△t1，含濕量降為△&1，當與p2、p3兩部分風量混合后，環(huán)境整體含濕量為△&，且△&1＜△&＜(△&2＝△&3＝&2＝&3)，同時環(huán)境整體溫度變化為△t，且△t1＜△t＜(t2＝t3＝△t2＝△t3)，可見所述變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器對于溫度和濕度的控制更加精密，而且因為總風量不變，可實現(xiàn)長距離送風，即可保證數(shù)據(jù)中心環(huán)境的溫度穩(wěn)定。此種方式遠優(yōu)于(變頻+變風量)的技術，在保持環(huán)境溫度穩(wěn)定的情況下，可確保蒸發(fā)器盤管有效除濕，防止數(shù)據(jù)中心環(huán)境相對濕度過高，導致機柜服務器的凝露等問題產(chǎn)生。

基于上述變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，本發(fā)明還提供了一種變頻精密空調(diào)，包括所述的變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器、風機及壓縮機，所述風機以額定風量p送風，所述壓縮機為變頻壓縮機。因為各盤管組經(jīng)過的風量相同，通過控制電磁閥的啟閉，制冷劑經(jīng)過的盤管根數(shù)可以很好的與壓縮機低頻率運行時的制冷劑流量進行匹配，壓縮機運行平穩(wěn)，空調(diào)系統(tǒng)各項參數(shù)控制穩(wěn)定，環(huán)境溫濕度可控性高，避免出現(xiàn)壓縮機頻繁啟停、數(shù)據(jù)中心環(huán)境的溫濕度無法穩(wěn)定的問題，也延長空調(diào)系統(tǒng)的壽命。

同時，從送風量以及送風距離考慮，采用本發(fā)明的變頻精密空調(diào)，由于總體風量p保持恒定，對于個別服務器熱負載大或送風距離遠的服務器，可保證服務器正?？煽窟\行，同時亦能保證服務器制冷量需求，不會產(chǎn)生局部熱點的問題。

本發(fā)明還提供了一種如前面所述變頻精密空調(diào)的控制方法，包括步驟：

s1、控制風機送風量固定；

s2、當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于[a，a+δt]時，控制全部n-1個電磁閥關閉；

當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于時，控制自下而上第1～n-1個電磁閥均開啟和第n～n-1個電磁閥均關閉；

當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于時，控制全部n-1個電磁閥均開啟；

其中，a為所述變頻精密空調(diào)的頻率下限值，b為所述變頻精密空調(diào)的頻率上限值，δt為設定的頻率偏差，n為小于n-1的正整數(shù)。

δt為設定頻率偏差，可根據(jù)現(xiàn)場情況進行設置，顯然所述δt應小于(b-a)/(n-1)。

可以看出，經(jīng)過所述蒸發(fā)器的風的制冷效果只跟壓縮機的運行頻率有關，風量保持不變，可達到稀釋冷量的效果，同時保證送風距離。

通過上述方法，根據(jù)壓縮機頻率的變化，精確控制電磁閥的啟閉，控制進行換熱的盤管組數(shù)目，即可實現(xiàn)精確、遠距離送風以控制數(shù)據(jù)中心溫度穩(wěn)定的目的。

下面以n＝3為例做進一步說明，即盤管組個數(shù)為3，也即電磁閥個數(shù)為2，(所述3個盤管組自下而上依次記為第一盤管組、第二盤管組、第三盤管組，相應的，設置有2個電磁閥，自下而上依次記為第一電磁閥和第二電磁閥)則上述變頻精密空調(diào)的控制方法，包括步驟：

s1’、控制風機送風量p固定；

即風機以額定風量輸送風量即可，而不受壓縮機運行頻率的影響，運行穩(wěn)定，而且對于個別服務器熱負載大或送風距離遠的服務器，可保證服務器正?？煽窟\行。

s2’、當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于[a，a+δt]時，控制2個電磁閥關閉；

當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于時，控制第一電磁閥開啟和第二電磁閥均關閉；

當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于時，控制2個電磁閥均開啟。

當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于[a，a+δt]時，壓縮機處于較低運行頻率狀態(tài)運行，說明此時環(huán)境熱負載較小，只需較少冷量，控制2個電磁閥均關閉，則只有第一盤管組參與換熱過程，但總風量不變，即經(jīng)過第一盤管組處的風量降溫δt1，則經(jīng)過換熱器后最終的風量降溫δt1/3，達到了冷量稀釋的效果，這樣在冷量需要較低時，不需要通過控制壓縮機停止運行即能實現(xiàn)，在保持環(huán)境溫度穩(wěn)定的情況下，而且因為總風量保持不變，在送風距離較遠時，仍能保證有效送風，還可確保蒸發(fā)器盤管有效除濕，防止數(shù)據(jù)中心環(huán)境相對濕度過高，導致機柜服務器的凝露等問題產(chǎn)生。

當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于時，壓縮機處于平穩(wěn)運行頻率狀態(tài)運行，說明此時環(huán)境熱負載一般，只需正常量冷量，控制第一電磁閥開啟和第二電磁閥關閉，則第一盤管組和第二盤管組均參與換熱過程，第三盤管組未參與換熱過程，但總風量不變，記經(jīng)過第一盤管組處和第二盤管組的風量降溫均為δt2，則經(jīng)過換熱器后最終的風量降溫2δt1/3，稀釋冷量以確保系統(tǒng)穩(wěn)定的同時，保證了較遠的送風距離，避免了數(shù)據(jù)中心環(huán)境局部高溫的出現(xiàn)。

當變頻精密空調(diào)的壓縮機運行頻率處于時，說明此時壓縮機處于較高頻率運行狀態(tài)，此時制冷劑總流量增加，但控制第一電磁閥和第二電磁閥均開啟，第一盤管組、第二盤管組及第三盤管組均參與換熱過程，使得各盤管組內(nèi)制冷劑流量相對平穩(wěn)，記經(jīng)過第一盤管組處、第二盤管組和第三盤管組的風量降溫均為δt3，則經(jīng)過換熱器后最終的風量降溫δt3，也即本發(fā)明中的控制方法并不會影響系統(tǒng)的最大制冷量，卻可以使空調(diào)系統(tǒng)運行平穩(wěn)，不會出現(xiàn)驟起驟停的現(xiàn)象，從而延長空調(diào)系統(tǒng)的壽命。

綜上所述，本發(fā)明提供的變頻精密空調(diào)蒸發(fā)器，包括n個相對獨立且自下而上堆疊設置盤管組，根據(jù)壓縮機的運行頻率控制電磁閥的啟閉，調(diào)節(jié)制冷劑的流向，以控制參與換熱過程的盤管組數(shù)目，使得制冷劑經(jīng)過的盤管根數(shù)可以很好的與壓縮機低頻率運行時的制冷劑流量進行匹配，壓縮機運行平穩(wěn)，空調(diào)系統(tǒng)各項參數(shù)控制穩(wěn)定，環(huán)境溫濕度可控性高，送風距離相對較遠，不會出現(xiàn)壓縮機頻繁啟停、數(shù)據(jù)中心環(huán)境的溫濕度無法穩(wěn)定的情況，解決了現(xiàn)有技術中壓縮機頻率與風量的同步調(diào)節(jié)導致的送風量不足、送風距離過短、空調(diào)系統(tǒng)控制穩(wěn)定性較差、環(huán)境溫度容易波動的問題。

應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。