具有泵送制冷剂节能器的蒸汽压缩冷却系统中的接受器/缓冲罐排空技术方案

一种冷却系统，该冷却系统包括冷却回路，该冷却回路具有蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀装置、液体泵以及连接在冷凝器与液体泵之间的接受器/缓冲罐。该冷却系统具有直接膨胀模式和泵送制冷剂节能器模式。当冷却系统从直接膨胀模式切换至泵送制冷剂节能器模式时，制冷剂从制冷剂/缓冲罐排出，使得冷却回路在冷却系统开始以泵送制冷剂节能器模式运行时过量填充。

The receiver / buffer tank emptying in the vapor compression cooling system with a pump refrigerant economizer

A cooling system consists of a cooling circuit consisting of an evaporator, a condenser, a compressor, an expansion device, a liquid pump and a receiver/buffer tank connected between the condenser and the liquid pump. The cooling system has direct expansion mode and pump refrigerant economizer mode. When the cooling system changes from direct expansion mode to pump refrigerant energy-saving mode, the refrigerant is discharged from the refrigerant/buffer tank, which makes the cooling circuit overfill when the cooling system starts to run in pump refrigerant energy-saving mode.

【技术实现步骤摘要】
具有泵送制冷剂节能器的蒸汽压缩冷却系统中的接受器/缓冲罐排空相关申请的交叉引用本申请要求于2012年12月7日提交的美国临时申请第61/734,416号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并到本文中。
本公开涉及冷却系统，并且尤其是涉及高效率冷却系统。
技术介绍
本部分提供了与本公开有关的背景信息，该背景信息未必是现有技术。冷却系统可以应用于流体要被冷却的许多不同应用中。冷却系统用于冷却诸如空气的气体以及诸如水的液体。两个普通示例是建立用于“舒适冷却（comfortcooling）”，即冷却诸如办公室的人们所在空间的加热、通风、空气调节（heating,ventilation,airconditioning,HVAC）系统以及数据中心气候控制系统。数据中心是包括诸如计算机服务器的电子设备的集合的房间。数据中心和包括在其中的设备通常具有最佳环境运行条件，特别是温度和湿度。用于数据中心的冷却系统通常包括通常实施为用于冷却系统的控件的一部分的气候控制系统，以维持数据中心中的合适的温度和湿度。图1示出了具有气候控制系统102（也称为冷却系统）的典型数据中心100的示例。数据中心100例示地利用“热”通道和“冷”通道方法，在该方法中，设备机架104设置为产生热通道106和冷通道108。数据中心100还例示地为具有在底层地板112上方的增高地板110的增高地板数据中心。增高地板110与底层地板112之间的空间提供用于经调节的供给空气（有时被称为“冷”空气）的供气室114，该经调节的供给空气从气候控制系统102的计算机室空调器（computerroomairconditioner,“CRAC”）116向上流过增高地板110进入数据中心100中。经调节的供给空气然后穿过安装在设备机架中的设备（未图示）流动到设备机架104的前部中，经调节的供给空气在设备机架中使设备冷却，并且热空气然后通过设备机架104的后部或机架104的顶部排出。在变形例中，经调节的供给空气流到机架的底部中并且从机架104的后部或机架104的顶部排出。应当理解的是，数据中心100可以既不具有增高地板110也不具有室114。在这种情况下，CRAC116将通过进气口（未图示）从数据中心吸入经加热的空气，冷却该经加热的空气，并将其从图1中以虚线示出的出气口117排回到数据中心中。CRAC116例如可以设置在成排的电子设备中，可以以它们的冷空气供给面向相应的冷却通道的方式来布置，或沿着数据中心的壁来布置。在图1中示出的示例性数据中心100中，数据中心100具有吊顶118，其中，吊顶118与天花板120之间的空间提供热空气室122，从设备机架104排出的热空气被吸入到热空气室122中并且通过热空气室122流回到CRAC116。用于每个CRAC116的回气室（未图示）将CRAC116连接至室122。CRAC116可以是冷冻水式CRAC或直接膨胀（DX，directexpansion）式CRAC。CRAC116连接至向CRAC116提供冷却液体的排热装置124。排热装置124是将来自回流的热量从CRAC116传递至诸如外部环境空气的冷却器介质的装置。排热装置124可以包括空气或液体冷却的热交换器。排热装置124还可以是制冷冷凝器系统，在这种情况下，制冷剂被提供给CRAC116并且CRAC116可以是例如DX系统的具有制冷剂压缩机的相变制冷剂空调系统。每个CRAC116均可以包括控制CRAC116的控制模块125。在一方面，CRAC116包括可变容量压缩机并且例如可以包括用于CRAC116的每个DX冷却回路的可变容量压缩机。应当理解的是，如通常的情况那样，CRAC116可以具有多个DX冷却回路。在一方面，CRAC116包括容量调制型压缩机或四步半密封（4-stepsemi-hermetic）压缩机，例如从EmersonClimateTechnologies（艾默生环境优化技术）、LiebertCorporation（Liebert公司）或UnitedTechnologies的Carlyledivision（联合科技的凯雷部门）可获得的压缩机。CRAC116还可以包括诸如风扇或鼓风机的一个或更多个空气运动单元119。该空气运动单元119可以设置在CRAC116中，或者可以附加地或替换地设置在供气室114中如以虚线示出的121处。空气运动单元119、121可以例示地具有变速驱动器。在图2中示出了具有典型的DX冷却回路的典型CRAC200。CRAC200具有蒸发器204布置在其中的机柜202。蒸发器204可以是V-形管组件。诸如风扇或松鼠笼式鼓风机的空气运动单元206也布置在机柜202中并且定位为将空气从机柜202的进口（未图示）通过蒸发器204吸入，在机柜202中空气通过蒸发器204冷却，并且将冷却空气引出室208。蒸发器204、压缩机210、冷凝器212和膨胀阀214在DX冷却回路中以已知的方式连接在一起。相变制冷剂通过压缩机210穿过冷凝器212、膨胀阀214、蒸发器204并且回到压缩机210来循环。冷凝器212可以是例如空气冷却冷凝器、水冷却冷凝器、或乙二醇冷却冷凝器的常规用于冷却系统的各种类型的冷凝器中的任何一种。应当理解的是，冷凝器212通常不是CRAC的一部分，而是位于例如CRAC所位于的建筑物的外部的其他位置。压缩机210可以是例如涡旋式压缩机的常规用于DX冷却系统的各种类型的压缩机中的任何一种。在蒸发器204为V形管组件或A形管组件时，蒸发器204根据可应用性通常在V形或A形的每个腿部上具有一个冷却平板（或多个冷却平板）。每个冷却平板例如可以处于单独的冷却回路中，每个冷却回路具有单独的压缩机。替换地，例如在存在两个平板和两个压缩机回路的情况下，每个平板中的流体回路可以混合在两个压缩机回路中。蒸发器204通常为鳍管式组件并且用来冷却和干燥穿过它们的空气。通常，例如CRAC200的CRAC设计为使得显热比（sensibleheatratio,“SHR”）通常在0.85与0.95之间。被称为GLYCOOL自由冷却系统的系统能够从俄亥俄州哥伦布的Liebert公司获得。在该系统中，被称为“自由冷却管”的第二冷却管组件被增加至具有普通乙二醇系统的CRAC。该第二冷却管组件被增加在第一冷却管组件之前的气流中。在较冷的月份期间，从室外干式冷却器返回的乙二醇溶液被输送至第二冷却管组件并且变成对数据中心的主要冷却源。在环境温度低于35华氏度时，第二冷却管组件的冷却能力足以处理数据中心的总冷却需求，并且由于CRAC的压缩机不需要运行，因此充分降低能源成本。第二冷却管组件或自由冷却管组件不提供100%的显热冷却并且具有类似于蒸发器（其为第一冷却管组件）的空气侧压降。冷却系统的效率已经显得日益重要。根据美国能源部的消息，用于数据中心的冷却和功率转换系统消耗典型数据中心中所使用的功率的至少一半。换句话说，少于一半的功率被数据中心中的服务器消耗掉。这已经使得注意力越来越集中于数据中心冷却系统中的能源效率上。
技术实现思路
根据本公开的一方面，冷却系统包括机柜和冷却回路，该机柜具有进气口和出气口，该冷却回路包括布置在机柜中的蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀装置、液体泵以及连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷却系统，包括：机柜，所述机柜具有进气口和出气口，冷却回路，所述冷却回路包括布置在所述机柜中的蒸发器，冷凝器，压缩机，膨胀装置，液体泵，连接在所述冷凝器与所述液体泵之间的接受器/缓冲罐；连接在所述冷凝器与所述接受器/缓冲罐之间的受控阀，以及连接在所述接受器/缓冲罐与所述液体泵之间的止回阀，其中，所述冷却回路以直接膨胀模式和泵送制冷剂节能器模式运行，在所述直接膨胀模式中，所述压缩机开启并且将制冷剂压缩为汽相，以升高所述制冷剂的压力和所述制冷剂的冷凝温度，并且所述制冷剂通过所述压缩机环绕所述冷却回路来循环并且在所述接受器/缓冲罐中增强填充，在所述泵送制冷剂节能器模式中，所述压缩机关闭，所述液体泵开启并泵送处于液相的所述制冷剂，并且使制冷剂环绕所述冷却回路循环，并且所述制冷剂未被压缩为汽相；当所述冷却回路从所述直接膨胀模式切换至所述泵送制冷剂节能器模式时，所述受控阀关闭以防止所述制冷剂进入所述接受器/缓冲罐，所述压缩机被关闭，所述止回阀响应于由于所述压缩机被关闭引起的所述制冷剂的压力下降而开启，当所述止回阀开启时，所述接受器/缓冲罐中的制冷剂从所述接受器/缓冲罐排出，以从所述接受器/缓冲罐排空制冷剂填充，使得所述冷却回路在所述冷却回路开始在所述泵送制冷剂节能器模式下运行时过量填充，以及在所述止回阀两端的压力均衡时所述止回阀关闭，以及在所述压缩机关闭之后，所述液体泵开启。...

【技术特征摘要】
2012.12.07 US 61/734,416;2013.11.13 US 14/078,8211.一种冷却系统，包括：机柜，所述机柜具有进气口和出气口，冷却回路，所述冷却回路包括布置在所述机柜中的蒸发器，冷凝器，压缩机，膨胀装置，液体泵，连接在所述冷凝器与所述液体泵之间的接受器/缓冲罐；连接在所述冷凝器与所述接受器/缓冲罐之间的受控阀，以及连接在所述接受器/缓冲罐与所述液体泵之间的止回阀，其中，所述冷却回路以直接膨胀模式和泵送制冷剂节能器模式运行，在所述直接膨胀模式中，所述压缩机开启并且将制冷剂压缩为汽相，以升高所述制冷剂的压力和所述制冷剂的冷凝温度，并且所述制冷剂通过所述压缩机环绕所述冷却回路来循环并且在所述接受器/缓冲罐中增强填充，在所述泵送制冷剂节能器模式中，所述压缩机关闭，所述液体泵开启并泵送处于液相的所述制冷剂，并且使制冷剂环绕所述冷却回路循环，并且所述制冷剂未被压缩为汽相；当所述冷却回路从所述直接膨胀模式切换至所述泵送制冷剂节能器模式时，所述受控阀关闭以防止所述制冷剂进入所述接受器/缓冲罐，所述压缩机被关闭，所述止回阀响应于由于所述压缩机被关闭引起的所述制冷剂的压力下降而开启，当所述止回阀开启时，所述接受器/缓冲罐中的制冷剂从所述接受器/缓冲罐排出，以从所述接受器/缓冲罐排空制冷剂填充，使得所述冷却回路在所述冷却回路开始在所述泵送制冷剂节能器模式下运行时过量填充，以及在所述止回阀两端的压力均衡时所述止回阀关闭，以及在所述压缩机关闭之后，所述液体泵开启。2.根据权利要求1所述的冷却系统，包括连接至所述液体泵和所述压缩机的控制器，其中，所述控制器(1)关闭所述压缩机并且开启所述液体泵，从而使所述冷却回路在所述泵送制冷剂节能器模式下运行，并且(2)所述控制器开启所述压缩机，从而使所述冷却回路在所述直接膨胀模式下运行。3.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，所述冷却回路还包括连接在所述受控阀的进口与所述止回阀的出口和所述液体泵的进口的交汇点之间的旁路管线，其中，所述受控阀在所述冷却回路处于所述直接膨胀模式时被所述控制器控制为开启并且在所述冷却回路处于所述泵送制冷剂节能器模式时...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·J·施拉德尔，格雷格·哈吉，斯蒂芬·西拉托，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：美国,US