空調系統、復合冷凝器、空調系統的運行控制方法及裝置與流程

技術領域

本發明涉及制冷設備技術領域，特別是涉及一種空調系統、復合冷凝器、空調系統的運行控制方法及裝置。

背景技術：

信息產業和數字化建設的快速發展，推動了數據機房、通訊基站的數量和建設規模的快速增長。根據統計，機房、基站中空調能耗約占其總能耗的40％～50％，機房、基站的顯熱負荷比較大，一年四季需要連續制冷運行。因此，如何提高空調的全年能效比，降低空調能耗是目前亟待解決的技術問題。

此外，目前高熱密度數據機房散熱比較常采用的方案為：將冷水機組制取的冷凍水直接通入設置在數據機柜中的冷卻盤管內，通過冷卻盤管與空氣換熱為機房降溫。這種方案最大的隱患是冷卻盤管一旦漏水，將導致不可估量的損失；而且，大型多聯空調系統一般使用較長的連接管路，這影響到壓縮機系統的回油，從而影響到壓縮機系統的可靠性，進而影響到整個空調系統的可靠性。

技術實現要素：

本發明實施例的目的是提供一種空調系統、復合冷凝器、空調系統的運行控制方法及裝置，以提高空調的全年能效比，降低空調能耗，解決大型空調系統的漏水和回油問題，提升可靠性。

本發明實施例所提供的空調系統，包括壓縮機、冷凝盤管、節流元件、液泵、室內機、自然冷盤管、中間換熱器和三通閥，其中：中間換熱器具有蒸發側和冷凝側；壓縮機、冷凝盤管、節流元件和蒸發側順序連接形成第一閉環結構，液泵、室內機和冷凝側順序連接形成第二閉環結構；三通閥設置于室內機和冷凝側之間的管路上，包括第一閥口、第二閥口和第三閥口，第一閥口與室內機的出口連接，第二閥口與冷凝側的入口連接，第三閥口與自然冷盤管的入口連接；自然冷盤管的出口與冷凝側的入口連接。

較佳的，冷凝盤管的數量至少為兩個且并聯設置；和/或，自然冷盤管的數量至少為兩個且并聯設置。

可選的，冷凝盤管與自然冷盤管相互獨立；或者，冷凝盤管與自然冷盤管為一體復合結構。

可選的，壓縮機的數量至少為兩個且并聯設置；和/或，室內機的數量至少為兩個且并聯設置。

可選的，第一閉環結構至少為兩個，中間換熱器的數量與第一閉環結構的數量相同且一一對應設置，各個中間換熱器的冷凝側并聯設置。

較佳的，每個中間換熱器的冷凝側的出口管路設置有二通調節閥；或者，當中間換熱的數量為兩個時，兩個中間換熱器的出口管路通過三通調節閥連接同一管路。

優選的，空調系統中的連接管路為制冷劑管路，制冷劑管路中制冷劑的可選類型包括R22、R410A、R407C、R744、R134a、R1234yf、R290和R600a。

優選的，三通閥為電動三通閥。

優選的，空調系統還包括檢測室內外溫度信息的溫度檢測裝置，以及分別與溫度檢測裝置、電動三通閥、壓縮機、節流元件和液泵信號連接的控制器；

所述控制器，用于當室外溫度高于設定的第一溫度閾值或室內外溫差小于設定的第一溫差閾值時，控制壓縮機、液泵、節流元件、電動三通閥的第一閥口和第二閥口開啟，及控制電動三通閥的第三閥口關閉；及

當室外溫度低于設定的第二溫度閾值或室內外溫差大于設定的第二溫差閾值時，控制液泵、電動三通閥的第一閥口和第三閥口開啟，及控制壓縮機、節流元件和電動三通閥的第二閥口關閉；及

當室外溫度不低于設定的第二溫度閾值且不高于設定的第一溫度閾值，或室內外溫差不小于設定的第一溫差閾值且不大于設定的第二溫差閾值時，控制壓縮機、節流元件、液泵、電動三通閥的第一閥口和第三閥口開啟，及控制電動三通閥的第二閥口關閉。

本方案可充分利用自然冷源，從而減小壓縮機的輸出和功耗，進而提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。具體的，當室外溫度較高或室內外溫差較小時，空調系統可運行于壓縮機模式，壓縮機、液泵、節流元件、三通閥的第一閥口和第二閥口開啟，第三閥口關閉，壓縮機驅動制冷劑在第一閉環結構中流動，制冷劑在冷凝盤管內冷凝換熱，在中間換熱器的蒸發側蒸發換熱；液泵驅動制冷劑在第二閉環結構中流動，制冷劑在中間換熱器的冷凝側冷凝換熱，在室內機內蒸發換熱，從而滿足室內所需冷量；當室外溫度較低或室內外溫差較大時，空調系統可運行于自然冷模式，液泵、三通閥的第一閥口和第三閥口開啟，壓縮機、節流元件和三通閥的第二閥口關閉，此時，液泵、室內機、自然冷盤管和中間換熱器的冷凝側形成第三閉環結構，冷凝側此時僅作為一通路，液泵驅動制冷劑在第三閉環結構中流動，制冷劑在自然冷盤管內與外界低溫氣流進行熱交換，實現冷凝換熱，在室內機內蒸發換熱，從而滿足室內所需冷量；當室外環境處于過渡季節時，空調系可運行于混合模式，壓縮機、節流元件、液泵、三通閥的第一閥口和第三閥口開啟，第二閥口關閉，此時，第一閉環結構和第三閉環結構處于工作狀態。

此外，由于中間換熱器的蒸發側和冷凝側相互獨立，在室內機中使用制冷劑換熱，可以實現機房的無水制冷；由于第一閉環結構中的部件較少，路徑較短，因此，壓縮機所排放的潤滑油的流動路徑相對較短，從而有利于潤滑油回油；該方案空調系統可以較好的解決大型空調系統的漏水和回油問題，從而提升了空調系統的可靠性。

本發明實施例還提供一種空調系統，包括壓縮機、冷凝盤管、節流元件、液泵、室內機、自然冷盤管、中間換熱器和二通閥，其中：中間換熱器具有蒸發側和冷凝側；壓縮機、冷凝盤管、節流元件和蒸發側順序連接形成第一閉環結構，液泵、室內機和冷凝側順序連接形成第二閉環結構；二通閥設置于室內機和冷凝側之間的管路上；自然冷盤管的入口與室內機的出口連接，自然冷盤管的出口與冷凝側的入口連接。

與前述實施例同理，該空調系統可充分利用自然冷源，從而減小壓縮機的輸出和功耗，進而提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。

本發明實施例還提供一種復合冷凝器，包括冷凝盤管和自然冷盤管，所述冷凝盤管位于蒸汽壓縮機循環回路中，所述自然冷盤管位于自然冷循環回路中；其中：所述蒸汽壓縮機循環回路包括順序連接的壓縮機、冷凝盤管、節流元件和蒸發元件；所述自然冷循環回路包括順序連接的液泵、室內機和自然冷盤管。該復合冷凝器應用于上述空調系統中，有利于提高空調的全年能效比，降低空調的能耗，并且復合冷凝器本身的結構也較為緊湊。

本發明實施例還提供一種應用于前述空調系統的運行控制方法，所述空調系統的工作模式包括壓縮機模式、自然冷模式和混合模式，在壓縮機模式下，第一閉環結構和第二閉環結構協同工作；在自然冷模式下，液泵、室內機、自然冷盤管和中間換熱器的冷凝側形成的第三閉環結構工作；在混合模式下，第一閉環結構和第三閉環結構協同工作，所述運行控制方法包括：

獲取壓縮機模式或混合模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度；

根據所述壓縮機模式或混合模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度，確定第一制冷需求；

根據所述第一制冷需求，調整壓縮機的制冷輸出量。

具體的，所述根據所述第一制冷需求，調整壓縮機的制冷輸出量，包括：

當所述第一制冷需求大于設定的制冷需求第一閾值時，增加壓縮機的制冷輸出量；

當所述第一制冷需求小于設定的制冷需求第二閾值時，減小壓縮機的制冷輸出量；

當所述第一制冷需求不小于設定的制冷需求第二閾值，且不大于設定的制冷需求第一閾值時，維持壓縮機的原有制冷輸出量；

其中，制冷需求第一閾值大于制冷需求第二閾值。

較佳的，所述運行控制方法還包括：

獲取室外溫度及三通閥的第一閥口的壓力/溫度；

根據三通閥的第一閥口的壓力/溫度，確定三通閥的第一閥口的飽和溫度；

根據所述室外溫度和所述三通閥的第一閥口的飽和溫度，調整空調系統的工作模式。

具體的，所述根據所述室外溫度和所述三通閥的第一閥口的飽和溫度，調整空調系統的工作模式，包括：

當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值大于設定的第一溫差閾值時，控制空調系統工作于壓縮機模式；

當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值小于設定的第二溫差閾值時，控制空調系統工作于自然冷模式；

當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值不小于設定的第二溫差閾值，且不大于設定的第一溫差閾值時，控制空調系統工作于混合模式；

其中，第一溫差閾值大于第二溫差閾值。

較佳的，所述運行控制方法還包括：

獲取室內溫度；

當室內溫度大于設定的第一溫度閾值時，獲取液泵的進出口壓差；

當所述液泵的進出口壓差大于設定的第一壓差閾值時，減小液泵的輸出量；

當所述液泵的進出口壓差小于設定的第二壓差閾值時，增加液泵的輸出量；

當所述液泵的進出口壓差不小于設定的第二壓差閾值，且不大于設定的第一壓差閾值時，維持液泵的原有輸出量；

其中，第一壓差閾值大于第二壓差閾值。

較佳的，所述運行控制方法還包括：

當室內溫度小于設定的第二溫度閾值時，控制空調系統處于待機狀態；

當室內溫度不小于設定的第二溫度閾值，且不大于設定的第一溫度閾值時，維持空調系統的原有輸出狀態；

其中，第一溫度閾值大于第二溫度閾值。

較佳的，所述運行控制方法還包括：

獲取自然冷模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度；

根據所述自然冷模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度，確定第二制冷需求；

當所述第二制冷需求大于設定的制冷需求第三閾值時，增加自然冷盤管處所設置風機的輸出量；

當所述第二制冷需求小于設定的制冷需求第四閾值時，減小自然冷盤管處所設置風機的輸出量；

當所述第二制冷需求不小于設定的制冷需求第四閾值，且不大于設定的制冷需求第三閾值時，維持自然冷盤管處所設置風機的原有輸出量；

其中，制冷需求第三閾值大于制冷需求第四閾值。

較佳的，所述運行控制方法還包括：

獲取壓縮機模式下壓縮機的出口壓力；

當所述壓縮機的出口壓力大于設定的第一壓力閾值時，增加冷凝盤管處所設置風機的輸出量；

當所述壓縮機的出口壓力小于設定的第二壓力閾值時，減小冷凝盤管處所設置風機的輸出量；

當所述壓縮機的出口壓力不小于設定的第二壓力閾值，且不大于設定的第一壓力閾值時，維持冷凝盤管處所設置風機的原有輸出量；

其中，第一壓力閾值大于第二壓力閾值。

空調系統采用上述實施例的運行控制方法，可以根據實際情況自動調整工作模式及匹配輸出，智能化程度較高，控制精度較高，可靠性較好，特別適用于大型多聯空調系統，能夠明顯提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。

本發明實施例還提供一種應用于前述空調系統的運行控制裝置，所述空調系統的工作模式包括壓縮機模式、自然冷模式和混合模式，在壓縮機模式下，第一閉環結構和第二閉環結構協同工作；在自然冷模式下，液泵、室內機、自然冷盤管和中間換熱器的冷凝側形成的第三閉環結構工作；在混合模式下，第一閉環結構和第三閉環結構協同工作，所述運行控制裝置包括：

第一獲取單元，用于獲取壓縮機模式或混合模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度；

第一確定單元，用于根據所述壓縮機模式或混合模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度，確定第一制冷需求；

第一控制單元，用于根據所述第一制冷需求，調整壓縮機的制冷輸出量。

具體的，所述第一控制單元，用于當所述第一制冷需求大于設定的制冷需求第一閾值時，增加壓縮機的制冷輸出量；當所述第一制冷需求小于設定的制冷需求第二閾值時，減小壓縮機的制冷輸出量；當所述第一制冷需求不小于設定的制冷需求第二閾值，且不大于設定的制冷需求第一閾值時，維持壓縮機的原有制冷輸出量；其中，制冷需求第一閾值大于制冷需求第二閾值。

較佳的，所述運行控制裝置還包括：

第二獲取單元，用于獲取室外溫度及三通閥的第一閥口的壓力/溫度；

第二確定單元，用于根據三通閥的第一閥口的壓力/溫度，確定三通閥的第一閥口的飽和溫度；

第二控制單元，用于根據所述三通閥的第一閥口的飽和溫度，調整空調系統的工作模式。

具體的，所述第二控制單元，用于當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值大于設定的第一溫差閾值時，控制空調系統工作于壓縮機模式；當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值小于設定的第二溫差閾值時，控制空調系統工作于自然冷模式；當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值不小于設定的第二溫差閾值，且不大于設定的第一溫差閾值時，控制空調系統工作于混合模式；其中，第一溫差閾值大于第二溫差閾值。

較佳的，所述運行控制裝置，還包括：

第三獲取單元，用于獲取室內溫度；

第四獲取單元，用于當室內溫度大于設定的第一溫度閾值時，獲取液泵的進出口壓差；

第三控制單元，用于當所述液泵的進出口壓差大于設定的第一壓差閾值時，減小液泵的輸出量；當所述液泵的進出口壓差小于設定的第二壓差閾值時，增加液泵的輸出量；當所述液泵的進出口壓差不小于設定的第二壓差閾值，且不大于設定的第一壓差閾值時，維持液泵的原有輸出量；其中，第一壓差閾值大于第二壓差閾值。

較佳的，所述運行控制裝置，還包括：

第四控制單元，用于當室內溫度小于設定的第二溫度閾值時，控制空調系統處于待機狀態；當室內溫度不小于設定的第二溫度閾值，且不大于設定的第一溫度閾值時，維持空調系統的原有輸出狀態；其中，第一溫度閾值大于第二溫度閾值。

較佳的，所述運行控制裝置，還包括：

第五獲取單元，用于獲取自然冷模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度；

第三確定單元，用于根據所述自然冷模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度，確定第二制冷需求；

第五控制單元，用于當所述第二制冷需求大于設定的制冷需求第三閾值時，增加自然冷盤管處所設置風機的輸出量；當所述第二制冷需求小于設定的制冷需求第四閾值時，減小自然冷盤管處所設置風機的輸出量；當所述第二制冷需求不小于設定的制冷需求第四閾值，且不大于設定的制冷需求第三閾值時，維持自然冷盤管處所設置風機的原有輸出量；其中，制冷需求第三閾值大于制冷需求第四閾值。

較佳的，所述運行控制裝置，還包括：

第六獲取單元，用于獲取壓縮機模式下壓縮機的出口壓力；

第六控制單元，用于當所述壓縮機的出口壓力大于設定的第一壓力閾值時，增加冷凝盤管處所設置風機的輸出量；當所述壓縮機的出口壓力小于設定的第二壓力閾值時，減小冷凝盤管處所設置風機的輸出量；當所述壓縮機的出口壓力不小于設定的第二壓力閾值，且不大于設定的第一壓力閾值時，維持冷凝盤管處所設置風機的原有輸出量；其中，第一壓力閾值大于第二壓力閾值。

同理，空調系統采用上述實施例的運行控制方法，可以根據實際情況自動調整工作模式及匹配輸出，智能化程度較高，控制精度較高，可靠性較好，特別適用于大型多聯空調系統，能夠明顯提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。

附圖說明

圖1為本發明一實施例空調系統結構示意圖；

圖2為本發明另一實施例空調系統結構示意圖；

圖3為本發明另一實施例空調系統結構示意圖；

圖4為本發明第一實施例空調系統的運行控制方法流程示意圖；

圖5為本發明第二實施例空調系統的運行控制方法流程示意圖；

圖6為本發明第三實施例空調系統的運行控制方法流程示意圖；

圖7為本發明第四實施例空調系統的運行控制方法流程示意圖；

圖8為本發明第五實施例空調系統的運行控制方法流程示意圖。

具體實施方式

為提高空調的全年能效比，降低空調能耗，解決大型空調系統的漏水和回油問題，提升空調系統的可靠性，本發明實施例提供了一種空調系統、復合冷凝器、空調系統的運行控制方法及裝置。為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉實施例對本發明作進一步詳細說明。

如圖1所示，本發明一實施例提供的空調系統，包括壓縮機1、冷凝盤管21、節流元件3、液泵6、室內機7、自然冷盤管22、中間換熱器4和三通閥5，其中：中間換熱器4具有蒸發側41和冷凝側42；壓縮機1、冷凝盤管21、節流元件3和蒸發側41順序連接形成第一閉環結構，液泵6、室內機7和冷凝側42順序連接形成第二閉環結構；三通閥5設置于室內機7和冷凝側42之間的管路上，包括第一閥口51、第二閥口52和第三閥口53，第一閥口51與室內機7的出口連接，第二閥口52與冷凝側42的入口連接，第三閥口53與自然冷盤管22的入口連接；自然冷盤管22的出口與冷凝側42的入口連接。

本方案可充分利用自然冷源，從而減小壓縮機的輸出和功耗，進而提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。具體的：

當室外溫度較高或室內外溫差較小時，空調系統可運行于壓縮機模式，壓縮機1、液泵6、節流元件3、三通閥5的第一閥口51和第二閥口52開啟，第三閥口53關閉，壓縮機1驅動制冷劑在第一閉環結構中流動，制冷劑在冷凝盤管21內冷凝換熱，在中間換熱器4的蒸發側41蒸發換熱；液泵6驅動制冷劑在第二閉環結構中流動，制冷劑在中間換熱器4的冷凝側42冷凝換熱，在室內機7內蒸發換熱，從而滿足室內所需冷量；

當室外溫度較低或室內外溫差較大時，空調系統可運行于自然冷模式，液泵6、三通閥5的第一閥口51和第三閥口53開啟，壓縮機1、節流元件3和三通閥5的第二閥口52關閉，此時，液泵6、室內機7、自然冷盤管22和中間換熱器4的冷凝側42形成第三閉環結構，冷凝側42僅作為一通路，液泵6驅動制冷劑在第三閉環結構中流動，制冷劑在自然冷盤管22內與外界低溫氣流進行熱交換，實現冷凝換熱，在室內機7內蒸發換熱，從而滿足室內所需冷量；

當室外環境處于過渡季節時，空調系可運行于混合模式，壓縮機1、節流元件3、液泵6、三通閥5的第一閥口51和第三閥口53開啟，第二閥口52關閉，此時，第一閉環結構和第三閉環結構處于工作狀態。

此外，由于中間換熱器4的蒸發側41和冷凝側42相互獨立，在室內機7中使用制冷劑換熱，可以實現機房的無水制冷；由于第一閉環結構中的部件較少，路徑較短，因此，壓縮機所排放的潤滑油的流動路徑相對較短，從而有利于潤滑油回油；該方案空調系統可以較好的解決大型空調系統的漏水和回油問題，從而提升其可靠性。

中間換熱器4的具體類型不限，可以是板式換熱器、殼管式換熱器等類型。如圖1所示，對于本領域技術人員可知，空調系統除上述關鍵部件外，也可以進一步包括以下部件：單向閥12、第一儲液罐13、第二儲液罐14、流量調節閥15，等等。一般的，室內機7和流量調節閥15置于室內，可稱為末端模塊，系統的其它部件可稱為主機模塊，可置于室外。節流元件3的具體類型不限，例如可以是電子膨脹閥、熱力膨脹閥或毛細管等等。

室內機7置于需要降溫的機房內，一般包括換熱盤管、風機、加熱加濕裝置等部件。低溫制冷劑液體在液泵6的驅動下進入室內機7的盤管，在盤管內蒸發吸熱，與室內熱空氣進行熱換熱，風機將冷卻后的空氣送入機房內，從而降低機房溫度。室內機的出口管路上設置的流量調節閥15用來調解制冷劑的流量。

冷凝盤管21和自然冷盤管22的具體數量不限，可根據空調系統所需提供的冷量來確定。在本發明的較佳實施例中，冷凝盤管21的數量至少為兩個且并聯設置，自然冷盤管22的數量至少為兩個且并聯設置，這樣可以匹配大型多聯空調的設計，充分滿足機房在不同季節的冷量需求。

如圖1所示，在本發明的優選實施例中，一個冷凝盤管21與一個自然冷盤管22為一體復合結構，即構成復合冷凝器2，采用這種復合式結構，可以減少布管，減小占地空間，使空調系統的結構更為緊湊。

值得一提的是，在本發明的其它實施例中，冷凝盤管與自然冷盤管也可以相互獨立設置，這里不做具體限定。

第一閉環結構中，壓縮機1的數量不限，例如可以為一個、兩個或者更多個，如圖2所示，當壓縮機1的數量至少為兩個時，至少兩個壓縮機1并聯設置。類似的，位于室內的室內機7的數量也不限，當室內機7的數量至少為兩個時，至少兩個室內機7并聯設置。壓縮機1的數量和室內機7的數量可以根據實際需要進行設計。

作為優選的實施例，空調系統中的連接管路為制冷劑管路，從而可以實現機房的無水制冷。制冷劑管路中制冷劑的可選類型包括R22、R410A、R407C、R744、R134a、R1234yf、R290和R600a。第一閉環結構的連接管路和第二閉環結構的連接管路內的制冷劑可以相同，也可以不同，但流過自然冷盤管22的制冷劑與第二閉環結構的連接管路內的制冷劑應相同。

第一閉環結構的數量不限制為一個。在發明的另一優選實施例中，第一閉環結構至少為兩個，中間換熱器的數量與第一閉環結構的數量相同且一一對應設置，各個中間換熱器的冷凝側并聯設置。

如圖2所示，該實施例中，第一閉環結構為兩個(圖中采用省略畫法，僅示出其中一個第一閉環結構)，中間換熱器4為兩個，兩個中間換熱器4與兩個第一閉環結構對應設置，兩個中間換熱器4的冷凝側42并聯設置，并且冷凝側42的出口管路上分別設置有二通調節閥8。此外，當中間換熱器的數量為兩個時，兩個中間換熱器的出口管路也可以通過三通調節閥連接同一管路后連接到第二儲液泵。

三通閥5的具體類型不限，可以選用手動閥，由操作人員根據環境情況進行操作。但優選的，三通閥5采用電動三通閥，這樣可以利用其電控性實現空調系統不同工作模式的自動切換。

具體的，空調系統還包括檢測室內外溫度信息的溫度檢測裝置(圖中未示出)，以及分別與溫度檢測裝置、電動三通閥(即圖中所示三通閥5)、壓縮機1、節流元件3和液泵6信號連接的控制器(圖中未示出)；

控制器，用于當室外溫度高于設定的第一溫度閾值或室內外溫差小于設定的第一溫差閾值時，控制壓縮機1、節流元件3、電動三通閥的第一閥口51和第二閥口52開啟，及控制電動三通閥的第三閥口53關閉；及

當室外溫度低于設定的第二溫度閾值或室內外溫差大于設定的第二溫差閾值時，控制液泵6、電動三通閥的第一閥口51和第三閥口53開啟，及控制壓縮機1、節流元件3和電動三通閥的第二閥口52關閉；及

當室外溫度不低于設定的第二溫度閾值且不高于設定的第一溫度閾值，或室內外溫差不小于設定的第一溫差閾值且不大于設定的第二溫差閾值時，控制壓縮機1、節流元件3、液泵6、電動三通閥的第一閥口51和第三閥口53開啟，及控制電動三通閥的第二閥口52關閉。

采用該優選實施例方案，空調系統可以根據室內外溫度情況自動進行邏輯判斷，從而切換到合適的工作模式，智能化程度較高，特別適用于大型多聯空調系統，以進一步提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。

以圖1所示實施例為例，空調系統在不同工作模式下制冷劑的循環過程如下：

當室外溫度較高或室內外溫差較小時，空調系統運行于壓縮機模式，此時，壓縮機1、節流元件3、三通閥5的第一閥口51和第二閥口52開啟，第三閥口53關閉，液泵6開啟。制冷劑通過壓縮機1被壓縮成高溫高壓氣體后經過單向閥12進入復合冷凝器2的冷凝盤管21，制冷劑在冷凝盤管21中冷凝放熱成低溫高壓液體，再經過第一儲液罐13后進入節流元件3節流成低溫低壓液體，之后進入中間換熱器4的蒸發側41進行蒸發換熱，蒸發后的制冷劑氣體回到壓縮機1中完成一次循環。同時，從室內機7流出的較高溫度的制冷劑蒸汽經過三通閥5的第一閥口51和第二閥口52進入中間換熱器4的冷凝側42進行冷凝換熱，變成低溫制冷劑液體，經過第二儲液罐14進入液泵6，在液泵6的驅動下進入室內機7與室內空氣進行熱交換，完成一次循環。

當室外溫度較低或室內外溫差較大時，空調系統運行于自然冷模式，液泵6、三通閥5的第一閥口51和第三閥口53開啟，壓縮機1、節流元件3和三通閥5的第二閥口52關閉。從室內機7流出的較高溫度的制冷劑蒸汽經過三通閥5的第一閥口51和第三閥口53進入復合冷凝器2的自然冷盤管22，與外界低溫氣流進行熱交換后經過中間換熱器4的冷凝側42，此時，由于中間換熱器4的蒸發側41并沒有制冷劑流動，因此，制冷劑在冷凝側42不會與蒸發側41進行熱交換，該冷凝側42僅作為一通路，制冷劑流過此通路后經第二儲液罐14進入液泵6，在液泵6的驅動下進入室內機7與室內空氣進行熱交換，完成一次循環。

當室外環境處于過渡季節時，空調系運行于混合模式，壓縮機1、節流元件3、液泵6、三通閥5的第一閥口51和第三閥口53開啟，第二閥口52關閉。制冷劑通過壓縮機1被壓縮成高溫高壓氣體后經過單向閥12進入復合冷凝器2的冷凝盤管21，制冷劑冷凝放熱成為低溫高壓液體，再經過第一儲液罐13后進入節流元件3節流成低溫低壓液體，之后進入中間換熱器4的蒸發側41，與中間換熱器4的冷凝側42的制冷劑進行熱交換，蒸發后的制冷劑氣體回到壓縮機1中，完成一次循環。同時，從室內機7流出的較高溫度的制冷劑蒸汽經過三通閥5的第一閥口51和第三閥口53進入復合冷凝器2的自然冷盤管22，與外界低溫氣流進行熱交換后完成初步降溫，降溫后的制冷劑進入中間換熱器4的冷凝側42進一步與中間換熱器4的蒸發側41的制冷劑進行二次熱交換降溫，之后，制冷劑經過第二儲液罐14進入液泵6，在液泵6的驅動下進入室內機7與室內空氣進行熱交換，完成一次循環。

如圖3所示，本發明實施例還提供一種空調系統，包括壓縮機1、冷凝盤管21、節流元件3、液泵6、室內機7、自然冷盤管22、中間換熱器4和二通閥05，其中：中間換熱器4具有蒸發側41和冷凝側42；壓縮機1、冷凝盤管21、節流元件3和蒸發側41順序連接形成第一閉環結構，液泵6、室內機7和冷凝側42順序連接形成第二閉環結構；二通閥05設置于室內機7和冷凝側42之間的管路上；自然冷盤管22的入口與室內機7的出口連接，自然冷盤管22的出口與冷凝側42的入口連接。

當室外溫度較高或室內外溫差較小時，空調系統可運行于壓縮機模式，壓縮機1、液泵6、節流元件3、二通閥05開啟，壓縮機1驅動制冷劑在第一閉環結構中流動，制冷劑在冷凝盤管21內冷凝換熱，在中間換熱器4的蒸發側41蒸發換熱；液泵6驅動制冷劑在第二閉環結構中流動，制冷劑在中間換熱器4的冷凝側42冷凝換熱，在室內機7內蒸發換熱，從而滿足室內所需冷量；在該模式下，雖然室內機7的出口至自然冷盤管22也連通，但由于室外溫度較高，制冷劑會自動選擇壓力較低的一側管路，即經過二通閥05流向中間換熱器4的冷凝側42。

當室外溫度較低或室內外溫差較大時，空調系統可運行于自然冷模式，液泵6開啟，壓縮機1、節流元件3和二通閥05關閉，此時，液泵6、室內機7、自然冷盤管22和中間換熱器4的冷凝側42形成第三閉環結構，冷凝側42僅作為一通路，液泵6驅動制冷劑在第三閉環結構中流動，制冷劑在自然冷盤管22內與外界低溫氣流進行熱交換，實現冷凝換熱，在室內機7內蒸發換熱，從而滿足室內所需冷量；

當室外環境處于過渡季節時，空調系統可運行于混合模式，壓縮機1、節流元件3、液泵6開啟，二通閥05關閉，此時，第一閉環結構和第三閉環結構處于工作狀態。室內機7流出的制冷劑先流入自然冷凝器22，然后進入中間換熱器4的冷凝側42，與中間換熱器4的蒸發側41進行熱交換。

與前述實施例同理，該空調系統可充分利用自然冷源，從而減小壓縮機的輸出和功耗，進而提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。

可參考圖1所示，本發明實施例還提供一種復合冷凝器2，包括冷凝盤管21和自然冷盤管22，冷凝盤管21位于蒸汽壓縮機循環回路中，自然冷盤管22位于自然冷循環回路中。一般的，蒸汽壓縮機循環回路至少包括順序連接的壓縮機1、冷凝盤管21、節流元件3和蒸發元件(圖1中中間換熱器4的蒸發側41作為蒸發元件)；自然冷循環回路至少包括順序連接的液泵6、室內機7和自然冷盤管22(圖1中中間換熱器4的冷凝側42僅作為一通路)。該復合冷凝器2應用于上述空調系統中，有利于提高空調的全年能效比，降低空調的能耗，并且復合冷凝器本身的結構也較為緊湊。

如圖4所示，本發明實施例還提供一種應用于前述空調系統的運行控制方法，空調系統的工作模式包括壓縮機模式、自然冷模式和混合模式，在壓縮機模式下，第一閉環結構和第二閉環結構協同工作；在自然冷模式下，液泵、室內機、自然冷盤管和中間換熱器的冷凝側形成的第三閉環結構工作；在混合模式下，第一閉環結構和第三閉環結構協同工作，運行控制方法包括以下步驟：

步驟101、獲取壓縮機模式或混合模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度；

步驟102、根據所述壓縮機模式或混合模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度，確定第一制冷需求；

步驟103、根據第一制冷需求，調整壓縮機的制冷輸出量。

具體的，步驟103包括：

步驟1031、當第一制冷需求大于設定的制冷需求第一閾值時，增加壓縮機的制冷輸出量；

步驟1032、當第一制冷需求小于設定的制冷需求第二閾值時，減小壓縮機的制冷輸出量；

步驟1033、當第一制冷需求不小于設定的制冷需求第二閾值，且不大于設定的制冷需求第一閾值時，維持壓縮機的原有制冷輸出量；

其中，制冷需求第一閾值大于制冷需求第二閾值。

制冷需求第一閾值和制冷需求第二閾值可以根據經驗確定并預存在控制器中。調整壓縮機的制冷輸出量具體可以通過調整壓縮機數量、壓縮機轉速、壓縮機頻率或壓縮機容調比例等方式實現，這里不作具體限定。

空調系統采用上述實施例的運行控制方法，在壓縮機模式或混合模式下，可以根據三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度情況，自動調整壓縮機的制冷輸出量，智能化程度較高，控制精度較高，可靠性較好，能夠明顯提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。

如圖5所示，較佳的，運行控制方法還包括以下步驟：

步驟201、獲取室外溫度及三通閥的第一閥口的壓力/溫度；

步驟202、根據三通閥的第一閥口的壓力/溫度，確定三通閥的第一閥口的飽和溫度；

步驟203、根據室外溫度和三通閥的第一閥口的飽和溫度，調整空調系統的工作模式。

具體的，步驟203包括：

步驟2031、當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值大于設定的第一溫差閾值時，控制空調系統工作于壓縮機模式；

步驟2032、當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值小于設定的第二溫差閾值時，控制空調系統工作于自然冷模式；

步驟2033、當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值不小于設定的第二溫差閾值，且不大于設定的第一溫差閾值時，控制空調系統工作于混合模式；

其中，第一溫差閾值大于第二溫差閾值。

第一溫差閾值和第二溫差閾值可以根據經驗確定并預存在控制器中。空調系統采用上述實施例的運行控制方法，還可以根據室外溫度及三通閥的第一閥口的壓力/溫度，自動調整工作模式，智能化程度較高，控制精度較高，可靠性較好，能夠明顯提高空調的全年能效比，降低空調的能耗，特別適用于大型多聯空調系統。

如圖6所示，較佳的，運行控制方法還包括以下步驟：

步驟301、獲取室內溫度；

步驟302a、當室內溫度大于設定的第一溫度閾值時，獲取液泵的進出口壓差；

步驟303、根據液泵的進出口壓差，調整液泵的輸出量。

其中，步驟303包括：

步驟3031、當液泵的進出口壓差大于設定的第一壓差閾值時，減小液泵的輸出量；

步驟3032、當液泵的進出口壓差小于設定的第二壓差閾值時，增加液泵的輸出量；

步驟3033、當液泵的進出口壓差不小于設定的第二壓差閾值，且不大于設定的第一壓差閾值時，維持液泵的原有輸出量；

其中，第一壓差閾值大于第二壓差閾值。

第一溫度閾值、第一壓差閾值和第二壓差閾值可以根據經驗確定并預存在控制器中。空調系統采用上述實施例的運行控制方法，當室內溫度大于設定的第一溫度閾值時，還可以根據液泵的進出口壓差，自動調整液泵的輸出量，智能化程度較高，且節能可靠。液泵輸出量的調整范圍為10％～100％，具體可以通過調整液泵的轉速或者頻率等方式實現，這里不作具體限定。

請繼續參照圖6所示，較佳的，運行控制方法還包括以下步驟：

步驟302b、當室內溫度小于設定的第二溫度閾值時，控制空調系統處于待機狀態；

步驟302c、當室內溫度不小于設定的第二溫度閾值，且不大于設定的第一溫度閾值時，維持空調系統的原有輸出狀態；

其中，第一溫度閾值大于第二溫度閾值。

第一溫度閾值與第二溫度閾值可根據經驗確定并預存在控制器中。采用該實施例的運行控制方法，空調系統可根據室內溫度情況自動調整工作狀態，從而進一步提升了空調系統的智能化程度和節能性。

請參照圖7所示，較佳的，運行控制方法還包括以下步驟：

步驟401、獲取自然冷模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度；

步驟402、根據自然冷模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度，確定第二制冷需求；

步驟403、根據第二制冷需求，調整自然冷盤管處所設置風機的輸出量。

其中，步驟403包括：

步驟4031、當第二制冷需求大于設定的制冷需求第三閾值時，增加自然冷盤管處所設置風機的輸出量；

步驟4032、當第二制冷需求小于設定的制冷需求第四閾值時，減小自然冷盤管處所設置風機的輸出量；

步驟4033、當第二制冷需求不小于設定的制冷需求第四閾值，且不大于設定的制冷需求第三閾值時，維持自然冷盤管處所設置風機的原有輸出量；

其中，制冷需求第三閾值大于制冷需求第四閾值。

制冷需求第三閾值和制冷需求第四閾值可根據經驗確定并預存在控制器中。采用該實施例的運行控制方法，空調系統在自然冷模式下，可根據三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度情況自動調整風機的輸出量，從而進一步提升了空調系統的智能化程度和節能性。調整風機的輸出量具體可以通過調整風機的轉速、頻率、運行級數或運作數量等方式實現，這里不作具體限定。

請參照圖8所示，較佳的，運行控制方法還包括以下步驟：

步驟501、獲取壓縮機模式下壓縮機的出口壓力；

步驟502、根據壓縮機模式下壓縮機的出口壓力，調整冷凝盤管處所設置風機的輸出量。

其中，步驟502包括：

步驟5021、當壓縮機的出口壓力大于設定的第一壓力閾值時，增加冷凝盤管處所設置風機的輸出量；

步驟5022、當壓縮機的出口壓力小于設定的第二壓力閾值時，減小冷凝盤管處所設置風機的輸出量；

步驟5023、當壓縮機的出口壓力不小于設定的第二壓力閾值，且不大于設定的第一壓力閾值時，維持冷凝盤管處所設置風機的原有輸出量；

其中，第一壓力閾值大于第二壓力閾值。

第一壓力閾值和第二壓力閾值可根據經驗確定并預存在控制器中。采用該實施例的運行控制方法，空調系統在壓縮機模式下，可根據壓縮機的出口壓力情況自動調整風機的輸出量，從而進一步提升了空調系統的智能化程度和節能性。調整風機的輸出量具體可以通過調整風機的轉速、頻率、運行級數或運作數量等方式實現，這里不作具體限定。

如圖1所示，當冷凝盤管21與自然冷盤管22為一體復合結構時，冷凝盤管21與自然冷盤管22可以公共一組風機設備。

綜上，空調系統采用上述實施例的運行控制方法，可以根據實際情況自動調整工作模式及匹配輸出，智能化程度較高，控制精度較高，可靠性較好，特別適用于大型多聯空調系統，能夠明顯提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。

本發明實施例還提供一種應用于前述空調系統的運行控制裝置，空調系統的工作模式包括壓縮機模式、自然冷模式和混合模式，在壓縮機模式下，第一閉環結構和第二閉環結構協同工作；在自然冷模式下，液泵、室內機、自然冷盤管和中間換熱器的冷凝側形成的第三閉環結構工作；在混合模式下，第一閉環結構和第三閉環結構協同工作，運行控制裝置包括：

第一獲取單元，用于獲取壓縮機模式或混合模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度；

第一確定單元，用于根據壓縮機模式或混合模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度，確定第一制冷需求；

第一控制單元，用于根據第一制冷需求，調整壓縮機的制冷輸出量。

具體的，第一控制單元，用于當第一制冷需求大于設定的制冷需求第一閾值時，增加壓縮機的制冷輸出量；當第一制冷需求小于設定的制冷需求第二閾值時，減小壓縮機的制冷輸出量；當第一制冷需求不小于設定的制冷需求第二閾值，且不大于設定的制冷需求第一閾值時，維持壓縮機的原有制冷輸出量；其中，制冷需求第一閾值大于制冷需求第二閾值。

較佳的，運行控制裝置還包括：

第二獲取單元，用于獲取室外溫度及三通閥的第一閥口的壓力/溫度；

第二確定單元，用于根據三通閥的第一閥口的壓力/溫度，確定三通閥的第一閥口的飽和溫度；

第二控制單元，用于根據三通閥的第一閥口的飽和溫度，調整空調系統的工作模式。

具體的，第二控制單元，用于當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值大于設定的第一溫差閾值時，控制空調系統工作于壓縮機模式；當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值小于設定的第二溫差閾值時，控制空調系統工作于自然冷模式；當室外溫度與三通閥的第一閥口的飽和溫度的差值不小于設定的第二溫差閾值，且不大于設定的第一溫差閾值時，控制空調系統工作于混合模式；其中，第一溫差閾值大于第二溫差閾值。

較佳的，運行控制裝置，還包括：

第三獲取單元，用于獲取室內溫度；

第四獲取單元，用于當室內溫度大于設定的第一溫度閾值時，獲取液泵的進出口壓差；

第三控制單元，用于當液泵的進出口壓差大于設定的第一壓差閾值時，減小液泵的輸出量；當液泵的進出口壓差小于設定的第二壓差閾值時，增加液泵的輸出量；當液泵的進出口壓差不小于設定的第二壓差閾值，且不大于設定的第一壓差閾值時，維持液泵的原有輸出量；其中，第一壓差閾值大于第二壓差閾值。

較佳的，運行控制裝置，還包括：

第四控制單元，用于當室內溫度小于設定的第二溫度閾值時，控制空調系統處于待機狀態；當室內溫度不小于設定的第二溫度閾值，且不大于設定的第一溫度閾值時，維持空調系統的原有輸出狀態；其中，第一溫度閾值大于第二溫度閾值。

較佳的，運行控制裝置，還包括：

第五獲取單元，用于獲取自然冷模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度；

第三確定單元，用于根據自然冷模式下三通閥的第一閥口的飽和壓力/飽和溫度，確定第二制冷需求；

第五控制單元，用于當第二制冷需求大于設定的制冷需求第三閾值時，增加自然冷盤管處所設置風機的輸出量；當第二制冷需求小于設定的制冷需求第四閾值時，減小自然冷盤管處所設置風機的輸出量；當第二制冷需求不小于設定的制冷需求第四閾值，且不大于設定的制冷需求第三閾值時，維持自然冷盤管處所設置風機的原有輸出量；其中，制冷需求第三閾值大于制冷需求第四閾值。

較佳的，運行控制裝置，還包括：

第六獲取單元，用于獲取壓縮機模式下壓縮機的出口壓力；

第六控制單元，用于當壓縮機的出口壓力大于設定的第一壓力閾值時，增加冷凝盤管處所設置風機的輸出量；當壓縮機的出口壓力小于設定的第二壓力閾值時，減小冷凝盤管處所設置風機的輸出量；當壓縮機的出口壓力不小于設定的第二壓力閾值，且不大于設定的第一壓力閾值時，維持冷凝盤管處所設置風機的原有輸出量；其中，第一壓力閾值大于第二壓力閾值。

同理，空調系統采用上述實施例的運行控制方法，可以根據實際情況自動調整工作模式及匹配輸出，智能化程度較高，控制精度較高，可靠性較好，特別適用于大型多聯空調系統，能夠明顯提高空調的全年能效比，降低空調的能耗。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。