一种复合型机房空调系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种复合型机房空调系统，包括制冷单元、热管单元和三通阀；制冷单元包括一个或多个压缩机、制冷冷凝器、节流装置和低压储液器；热管单元包括低压储液器、蒸发器、制冷剂泵和热管冷凝器；制冷单元与热管单元在低压储液器处进行耦合；一种复合型机房空调系统通过控制低压储液器内部制冷剂的温度作为系统冷量输出精确调控参数；一种复合型机房空调系统根据室外环境温度控制三通阀的切换，分别运行制冷循环、复合循环及热管循环，适用于机房、基站等全天候空调的制冷需求，最大化利用昼夜、过渡季节和冬季的自然冷源；系统设计结构紧凑、可靠性高、节能环保，而且热效率高，稳定性好，调节精度高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及空调
，具体为一种复合型机房空调系统。
技术介绍
信息产业和数字化建设的快速发展，推动了机房、基站的数量，建设规模快速增长，据统计机房、基站空调的能耗占其总能耗的40％～50％。机房、基站的显热负荷比大，一年四季需连续运行，在室内设定温度低于室外温度的季节，常规的空调系统仍需继续运行压缩式制冷系统，制冷系统工作效率低而且易发生故障，当能利用室内外温差低成本输送热量或为室内侧提供冷量，将大大减小空调系统的能耗和运行成本。在夏季等高温季节通过利用地冷可实现制冷系统高效运行，大幅度提升系统能效。利用室外低温空气为室内侧提供冷量的方法已得到业内学者和工程技术人员的关注，并以不同的形式展开工程技术研究，如目前采用的新风系统，此外还有不同形式的气-气、气-水热交换系统，以及应用热管技术的复合型空调。中国技术专利申请CN201010528027.X中公开了一种风冷式热管型机房空调系统，该系统具有压缩式制冷和热管循环制冷两种工作模式。当室外温度≥20℃时制冷模式工作，参与制冷循环的第一制冷工质在蒸发冷凝器中蒸发吸热，冷却和冷凝第二制冷工质；当室外温度＜20℃时，系统转换为热管循环制冷模式，利用室外低温空气对第二制冷工质进行冷却和冷凝，压缩式制冷循环停止工作，从而有效减少全年空调能耗。此系统在利用室外低温空气冷量和确保室内空气品质方面弥补了前两种系统的不足，但压缩式制冷和热管循环制冷两种工作模式在某一温度点切换，系统的制冷量能否平稳衔接并可靠工作等，值得考量；同时热管循环工作的上限温度偏低不利于最大化利用室外低温空气的冷量。技术专利CN01278831.7公开了一种带循环泵的节能型制冷循环装置，在热管循环中使用循环泵有利于提高热管循环的工作效率，也简化了热管系统安装时对冷凝器、储液器和蒸发器相对位置的要求，但CN01278831.7在最大化利用室外低温空气的冷量方面的不足与CN201010528027.X类似，即热管循环工作的上限温度必须较低才能与制冷循环平稳衔接。中国技术专利CN200910105617与CN200910181213中公开了一种带自然冷却的机房空调系统，系统中包含制冷剂泵单元，并且自然冷却单元与制冷单元共用一套系统，又称一体复合式机房空调系统，虽然降低了系统成本，但是系统在制冷模式与自然冷却模式切换时会导致系统存在高压硬性切换，损伤系统，同时不能充分利用室外自然冷源；对于中部，南部尤其靠近赤道地带热管运行时间短，节能效率低下。技术专利ZL201210037332.8与技术专利ZL201210037082.8提出一种带复合区的热管复合机房空调系统，又称复叠复合式机房空调系统，利用动力型分离式热管系统与蒸汽压缩式制冷系统在中间冷凝蒸发器(蒸发盘管)处进行复合，制冷系统在过渡季节为热管系统补偿冷量，拓宽热管系统工作温区。但是技术专利ZL201210037082.8在制冷模式下利用二次换热方式为末端提供冷量，降低系统制冷效率；而ZL201210037332.8在制冷模式与热管模式两种模式切换时，会出现系统冷量输出不稳定，过度不平稳状态。关于利用动力型分离式热管与蒸汽压缩式制冷系统耦合的机房空调系统目前还未曾有人提出，也未曾有人提出在春、秋过渡季节拓宽热管工作温区，根据热管冷凝不足之处按需制冷，同时各种模式切换在室外侧，而末端冷量输出维持平稳。对于高环温采用两个吸气口不同蒸发温度实现过冷功能，保证高环温工况下系统具有稳定冷量输出的空调系统目前未有人提出。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种复合型机房空调系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种复合型机房空调系统，包括制冷单元、热管单元和三通阀；所述的制冷单元包括一个或多个压缩机、制冷冷凝器、节流装置和低压储液器；所述的热管单元包括低压储液器、蒸发器、制冷剂泵和热管冷凝器；所述的制冷单元与热管单元在低压储液器处进行耦合；所述的一种复合型机房空调系统通过控制低压储液器内部制冷剂的温度作为系统冷量输出精确调控参数；所述的压缩机具有排气口与吸气口，所述的低压储液器包括进液口、供液口、进气口和回气口；所述的压缩机的排气口与制冷冷凝器的入口相连通，所述的制冷冷凝器的出口与节流装置的入口相连通，所述的节流装置的出口与低压储液器的进液口相连通，所述的低压储液器的回气口与压缩机的吸气口相连通；所述的低压储液器的供液口与制冷剂泵的入口相连通，所述的制冷剂泵的出口与蒸发器入口相连通，所述的蒸发器的出口处设置三通阀；所述的低压储液器的进气口与热管冷凝器的出口通过盘管并联连通；所述的三通阀关闭与热管冷凝器的连接，打开与低压储液器和蒸发器的连接时，所述的压缩机、制冷冷凝器、节流装置、低压储液器、制冷剂泵、蒸发器和三通阀共同组成制冷循环，通过制冷循环为空调末端提供冷量；所述的三通阀打开与蒸发器和热管冷凝器的连接，关闭与低压储液器的连接时，所述的压缩机、制冷冷凝器、节流装置、低压储液器、制冷剂泵、蒸发器、三通阀和热管冷凝器共同组成复合循环，此时热管单元满负荷工作，制冷单元适量工作；所述的三通阀打开与蒸发器和热管冷凝器的连接，关闭与低压储液器的连接时，关闭压缩机、制冷冷凝器和节流装置，所述的低压储液器、蒸发器、制冷剂泵、三通阀和热管冷凝器共同组成热管循环；所述的一种复合型机房空调系统还包括温度控制装置、油分离器和气液分离器，所述的温度控制装置分别与三通阀、热管冷凝器与制冷冷凝器的换热风机以及压缩机连接；所述的温度控制装置用于检测室外的环境温度以及低压储液器内部制冷剂温度，并根据环境温度控制三通阀、换热风机和压缩机的运行状态；其中，所述的三通阀可以由两个阀体替代；所述的一种复合型机房空调系统可以通过增加一个或多个设备组成多联复合型机房空调系统，通过制冷剂泵、供液总管和回气总管与多个设备构成闭式循环系统，在蒸发器的总出口处设置制冷阀与热管阀；所述的热管阀的出口与热管冷凝器入口相连通，热管冷凝器的出口以及制冷阀的出口均连接到低压储液器的进气口，所述的蒸发器的入口端设置流量阀，所述的流量阀的感温元件安装在蒸发器的出口端的管壁上；所述的流量阀为比例调节阀，可以通过调节流量阀的开度，从而控制蒸发器的供液量及其出口的过热度，实现精确调节空调末端的流量。优选的，所述的节流装置包括电子膨胀阀或毛细管。优选的，所述的热管冷凝器和制冷冷凝器均采用平行流换热器或翅片式换热器，并迎着风向平行并列。优选的，所述的热管冷凝器和制冷冷凝器可以共用一个换热风机，也可以分别独立设置换热风机，当热管冷凝器和制冷冷凝器共用一个换热风机，则热管换热器位于换热风机的入风侧，制冷冷凝器位于换热风机的出风侧。优选的，所述的制冷剂泵两端并联有旁通阀，旁通阀用于调节制冷剂流量；当制冷剂泵为变频泵，则旁通阀可以取消。与现有技术相比，本技术的有益效果是：所述的一种复合型机房空调系统根据室外环境温度控制三通阀的切换，分别运行制冷循环、复合循环及热管循环，适用于机房、基站等全天候空调的制冷需求，最大化利用昼夜、过渡季节和冬季的自然冷源；所述的一种复合型机房空调系统设计结构紧凑、可靠性高、节能环保，而且热效率高，可靠性高，稳定性好，调节精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型机房空调系统，其特征在于：包括制冷单元、热管单元和三通阀(7)；所述的制冷单元包括一个或多个压缩机(1)、制冷冷凝器(2)、节流装置(3)和低压储液器(4)；所述的热管单元包括低压储液器(4)、蒸发器(5)、制冷剂泵(6)和热管冷凝器(8)；所述的制冷单元与热管单元在低压储液器(4)处进行耦合；所述的一种复合型机房空调系统通过控制低压储液器(4)内部制冷剂的温度作为系统冷量输出精确调控参数；所述的压缩机(1)具有排气口与吸气口，所述的低压储液器(4)包括进液口、供液口、进气口和回气口；所述的压缩机(1)的排气口与制冷冷凝器(2)的入口相连通，所述的制冷冷凝器(2)的出口与节流装置(3)的入口相连通，所述的节流装置(3)的出口与低压储液器(4)的进液口相连通，所述的低压储液器(4)的回气口与压缩机(1)的吸气口相连通；所述的低压储液器(4)的供液口与制冷剂泵(6)的入口相连通，所述的制冷剂泵(6)的出口与蒸发器(5)入口相连通，所述的蒸发器(5)的出口处设置三通阀(7)；所述的低压储液器(4)的进气口与热管冷凝器(8)的出口通过盘管并联连通；所述的三通阀(7)关闭与热管冷凝器(8)的连接，打开与低压储液器(4)和蒸发器(5)的连接时，所述的压缩机(1)、制冷冷凝器(2)、节流装置(3)、低压储液器(4)、制冷剂泵(6)、蒸发器(5)和三通阀(7)共同组成制冷循环，通过制冷循环为空调末端提供冷量；所述的三通阀(7)打开与热管冷凝器(8)和蒸发器(5)的连接，关闭与低压储液器(4)的连接时，所述的压缩机(1)、制冷冷凝器(2)、节流装置(3)、低压储液器(4)、制冷剂泵(6)、蒸发器(5)、三通阀(7)和热管冷凝器(8)共同组成复合循环，此时热管单元满负荷工作，制冷单元适量工作；所述的三通阀(7)打开与蒸发器(5)和热管冷凝器(8)的连接，关闭与低压储液器(4)的连接时，关闭压缩机(1)、制冷冷凝器(2)和节流装置(3)，所述的低压储液器(4)、蒸发器(5)、制冷剂泵(6)、三通阀(7)和热管冷凝器(8)共同组成热管循环；所述的一种复合型机房空调系统还包括温度控制装置、油分离器和气液分离器，所述的温度控制装置分别与三通阀(7)、热管冷凝器(8)与制冷冷凝器(2)的换热风机以及压缩机(1)连接；所述的温度控制装置用于检测室外的环境温度以及低压储液器(4)内部制冷剂温度，并根据环境温度控制三通阀(7)、换热风机和压缩机(1)的运行状态；其中，所述的三通阀(7)可以由两个阀体替代；所述的一种复合型机房空调系统可以通过增加一个或多个设备组成多联复合型机房空调系统，通过制冷剂泵(6)、供液总管和回气总管与多个设备构成闭式循环系统，在蒸发器(5)的总出口处设置制冷阀与热管阀；所述的热管阀的出口与热管冷凝器(8)入口相连通，热管冷凝器(8)的出口以及制冷阀的出口均连接到低压储液器(4)的进气口，所述的蒸发器(5)的入口端设置流量阀，所述的流量阀的感温元件安装在蒸发器(5)的出口端的管壁上；所述的流量阀为比例调节阀，可以通过调节流量阀的开度，从而控制蒸发器(5)的供液量及其出口的过热度，实现精确调节空调末端的流量。...

【技术特征摘要】
1.一种复合型机房空调系统，其特征在于：包括制冷单元、热管单元和三通阀(7)；所述的制冷单元包括一个或多个压缩机(1)、制冷冷凝器(2)、节流装置(3)和低压储液器(4)；所述的热管单元包括低压储液器(4)、蒸发器(5)、制冷剂泵(6)和热管冷凝器(8)；所述的制冷单元与热管单元在低压储液器(4)处进行耦合；所述的一种复合型机房空调系统通过控制低压储液器(4)内部制冷剂的温度作为系统冷量输出精确调控参数；所述的压缩机(1)具有排气口与吸气口，所述的低压储液器(4)包括进液口、供液口、进气口和回气口；所述的压缩机(1)的排气口与制冷冷凝器(2)的入口相连通，所述的制冷冷凝器(2)的出口与节流装置(3)的入口相连通，所述的节流装置(3)的出口与低压储液器(4)的进液口相连通，所述的低压储液器(4)的回气口与压缩机(1)的吸气口相连通；所述的低压储液器(4)的供液口与制冷剂泵(6)的入口相连通，所述的制冷剂泵(6)的出口与蒸发器(5)入口相连通，所述的蒸发器(5)的出口处设置三通阀(7)；所述的低压储液器(4)的进气口与热管冷凝器(8)的出口通过盘管并联连通；所述的三通阀(7)关闭与热管冷凝器(8)的连接，打开与低压储液器(4)和蒸发器(5)的连接时，所述的压缩机(1)、制冷冷凝器(2)、节流装置(3)、低压储液器(4)、制冷剂泵(6)、蒸发器(5)和三通阀(7)共同组成制冷循环，通过制冷循环为空调末端提供冷量；所述的三通阀(7)打开与热管冷凝器(8)和蒸发器(5)的连接，关闭与低压储液器(4)的连接时，所述的压缩机(1)、制冷冷凝器(2)、节流装置(3)、低压储液器(4)、制冷剂泵(6)、蒸发器(5)、三通阀(7)和热管冷凝器(8)共同组成复合循环，此时热管单元满负荷工作，制冷单元适量工作；所述的三通阀(7)打开与蒸发器(5)和热管冷凝器(8)的连接，关闭与低压储液器(4)的连接时，关闭压缩机(1)、制冷冷凝器(2)和节流装置(3)，所述的低压储液器(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王君，石文星，史作君，刘国旺，
申请(专利权)人：安徽省君杰新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34