[發明專利]一種帶噴射器的空調用熱管蒸氣壓縮復合式制冷系統

在審

• 申請號: 201510810714.3
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105333545A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 魚劍琳;李云翔;晏剛;白濤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明屬于空調技術領域，具體涉及一種用于數據中心/通信基站(或機房)空調的一種帶噴射器的空調用熱管蒸氣壓縮復合式制冷系統。

背景技術

近年來，我國數據中心與通信基站的快速增長帶來了數據中心與通信基站能耗的急劇增加，這對數據中心制冷技術不斷創新、提升制冷能效提出了挑戰。由于數據中心/通信基站(或機房)高的產熱密度，在夏冬季節都要采用空調器冷卻降溫措施以確保它們的安全可靠運行，從而也使空調能耗大幅上升。因此，如何有效降低數據中心/通信基站(或機房)空調能耗已成為亟待解決的問題。目前，將空調用蒸氣壓縮式制冷技術與自然冷卻技術相結合是重要的解決方案之一。例如，將分離式重力熱管與傳統的蒸氣壓縮式制冷循環系統相復合構成的機房空調系統，它可以實現蒸氣壓縮和熱管工作模式的切換，在夏季采用機械制冷方式實現冷卻，而在冬季通過重力熱管回路利用自然環境空氣冷源實現冷卻，可獲得良好的節能效果。但是，這種系統中分離式重力熱管布置時其冷凝器位置必須高于蒸發器的位置，并且分離式重力熱管的制冷劑驅動力有限，在某些情況下熱管回路的制冷劑難以依靠重力實現自然循環，造成了自然冷卻方式失效。為克服上述缺點，有方案提出在熱管回路采用制冷劑液體泵驅動強制循環，在一定程度上制冷劑在系統中的循環問題。然而，采用增加輔助的制冷劑液體泵也會增大整個系統制冷劑泄漏的風險，同時系統的成本也會明顯增加。實際上，利用壓縮機固有制冷劑驅動能力，并在系統中增加一個噴射器(既氣－液噴射器)，通過壓縮機與噴射器的聯合作用可實現熱管回路的制冷劑強制循環。在該方案中，取代制冷劑液體泵的噴射器結構簡單、無運動部件及成本低廉，一方面系統無需增加機械設備，另一方面采用自然冷卻方式時壓縮機仍能發揮作用而提高了其利用率。因此，本發明技術將提供的一種可行解決方案，即一種用于數據中心/通信基站(或機房)空調的一種帶噴射器的空調用熱管蒸氣壓縮復合式制冷系統，這對數據中心/通信基站(或機房)空調節能技術的發展有著積極的推動作用。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的缺陷和不足，本發明的目的在于提供一種用于數據中心/通信基站(或機房)空調的帶噴射器的空調用熱管蒸氣壓縮復合式制冷系統，該新型制冷系統由雙循環回路構成，包含兩個工作模式：壓縮制冷模式和熱管冷卻模式；工作時兩個模式可以切換，在夏季壓縮制冷模式時利用機械制冷實現對室內的降溫作用，而在冬季熱管冷卻模式時利用室外環境空氣冷源實現對室內的自然冷卻降溫作用；該制冷系統的創新之處在于通過系統中壓縮機與噴射器的聯合作用可實現熱管冷卻模式下熱管回路的制冷劑強制循環，確保了利用室外自然冷源冷卻的可靠性；這種采用帶噴射器的熱管/蒸氣壓縮復合制冷技術是將噴射器技術、分離式熱管技術和蒸氣壓縮式制冷技術相互融合,實現三者優勢互補的新型節能冷卻技術；該技術對于全年供冷的數據中心/通信基站(或機房)而言,具有明確的針對性和良好的適用性，并具有冷卻可靠、運行節能和投資經濟等優點。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

用于數據中心/通信基站(或機房)空調的一種帶噴射器的空調用熱管蒸氣壓縮復合式制冷系統，包括有：變頻壓縮機、冷凝器、儲液器、噴射器、電子膨脹閥、蒸發器、流量調節閥和電磁閥等部件；系統中由上述部件構成了兩個制冷劑循環回路：壓縮制冷回路與熱管冷卻回路；具體技術方案如下：

一種帶噴射器的空調用熱管蒸氣壓縮復合式制冷系統，包括變頻壓縮機101，變頻壓縮機101的出口分兩路，一路經過流量調節閥102后與噴射器103的噴嘴入口相連，噴射器103的出口與蒸發器104的入口相連；另一路經過電磁閥105后與冷凝器106的入口相連，冷凝器106的出口與儲液器107的入口相連，儲液器107的出口分兩路，一路經過電子膨脹閥108后與蒸發器104的入口相連，另一路與噴射器103的被引射入口相連；蒸發器104的出口分兩路，一路與變頻壓縮機101的入口相連；另一路經過流量調節閥109后與冷凝器106的入口相連。

所述變頻壓縮機101出口的高溫高壓氣態制冷劑依次經冷凝器106、儲液器107、電子膨脹閥108、蒸發器104并最終回到變頻壓縮機101吸氣口，組成壓縮制冷回路。