[發明專利]一種數據中心用復合型空調系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201910497418.0
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110094818A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 王飛
• 申請（專利權）人: 克萊門特捷聯制冷設備（上海）有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/65;F24F11/47;F24F11/84;F25B41/04;F24F110/12;F24F140/50
• 代理公司: 上海灣谷知識產權代理事務所(普通合伙) 31289
• 代理人: 肖進

本發明公開了一種數據中心用復合型空調系統，包括室內、室外模塊。室外模塊包括壓縮機、冷凝器、節流裝置、氣分儲液器、制冷劑泵、旁路閥和旁通閥。室內模塊包括流量裝置和末端蒸發器。節流裝置的入口與冷凝器的出口相連，該節流裝置的入口處旁通一小部分冷媒直接輸送至壓縮機的電機冷卻口；氣分儲液器的回氣口與壓縮機的回氣口相連，該氣分儲液器的進液口與節流裝置的出口相連；制冷劑泵的進口與氣分儲液器的供液口相連；旁路閥的進、出口各自與壓縮機的排、回氣口相連；旁通閥的進、出口各自與制冷劑泵的出、入口相連。流量裝置的入、出口各自與制冷劑泵的出口和末端蒸發器的入口相連。本發明的空調系統能有效利用冷源并能降低運行能耗。

技術領域

本發明涉及一種數據中心用復合型空調系統及其控制方法。

背景技術

人類已經進入大數據時代，數據中心的規模與數量得到迅猛發展，并成為 信息社會的用電大戶。為保證數據中心高效可靠運行，需要將數據中心的服務 器在運行過程中產生的熱量迅速排出。據統計，現代化社會數據中心用電量占 全社會總電量的5％。IDC產業調研報告顯示，截至2016年，數據中心的規模 達到714.5億元。中國數據中心2016年用電量超過1200億千瓦時，相當于三 峽水電站一年的發電量。對于企業而言，數據中心的用電費用是很大一筆開支， 大幅侵蝕企業利潤。據統計，機房、基站空調的能耗占其總能耗的40％～50％。 數據中心圍護結構封閉、顯熱負荷大、濕負荷小，當在春、秋過渡季節甚至冬 季時刻，數據中心室內溫度高于室外溫度時，傳統的空調系統仍運行于壓縮制 冷模式為機房內部提供冷量，不僅能耗大，并且還存在壓縮機低溫啟動、潤滑 效果差、能量調節等問題。為了降低數據中心的能耗，合理配置社會資源，需 要對數據中心制冷系統進行優化，其中利用自然冷源是目前解決數據中心機房 高能耗問題的首選方式，并且自然冷源為可再生能源。利用室外自然冷源已得 到業內學者和工程技術人員的關注，并以不同的形式展開工程技術研究，如新 風系統、氣-氣熱交換系統和氣-水熱交換系統。另外由各類熱管構成的復合空 調也不斷被提出和運用，如重力型分離式熱管、液泵動力型分離式熱管以及氣 泵動力型分離式熱管。但上述方案大部分局限于小型數據中心機房空調上運 用，而對于大型數據中心則還未得到較好運用。

發明專利申請ZL201510350859.X提出一種三模式復合冷水機組，該機組具備制冷模式、氣泵模式以及重力熱管模式，但該方案在制冷模式下性能強化，并存在適用于輸送距離較遠的場合，故而存在一定不足。

發明專利申請ZL201710180390.9提出一種制冷與氟泵驅動自然冷卻風冷冷水機組，該機組只有兩種工作模式，在自然冷源利用以及制冷性能提升方面具備一定缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種數據中心用復合型空調系統，它能有效利用晝夜、過渡季節和冬季的室外自然冷源，大幅度降低運行能耗，具有優異的節能減排效果。

實現本發明的目的的第一種技術方案是：一種數據中心用復合型空調系統，包括室外模塊和室內模塊；所述室外模塊包括壓縮機、冷凝器和制冷劑泵；所述室內模塊包括流量裝置和末端蒸發器；所述壓縮機由一個壓縮機或多個并聯的壓縮機構成，每個壓縮機均具有排氣口、回氣口以及冷卻電機口；所述冷凝器的入口與所述壓縮機的排氣口相連；所述制冷劑泵的出口與所述流量裝置的進口相連；所述流量裝置的出口與所述末端蒸發器的入口相連；所述室外模塊還包括節流裝置、氣分儲液器、旁路閥和旁通閥；其中，

所述節流裝置的入口與所述冷凝器的出口相連，該節流裝置的入口處旁通一小部分冷媒直接輸送至壓縮機的電機冷卻口；

所述氣分儲液器的回氣口與所述壓縮機的回氣口相連，該氣分儲液器的進液口與所述節流裝置的出口相連，該氣分儲液器的供液口與所述制冷劑泵的進口相連，該氣分儲液器的進氣口與所述末端蒸發器的出口相連；

所述旁路閥的進口和出口各自與所述壓縮機的排氣口與回氣口相連；

所述旁通閥的進口和出口各自與所述制冷劑泵的出口和入口相連。