一种空调系统及其制冷方法技术方案

本发明专利技术提出一种空调系统及其制冷方法，空调系统包括重力热管单元，重力热管单元的换热器通过液态载冷剂管路和气态载冷剂管路与各机柜背板连接构成循环回路；重力热管单元的阀门组件分别设置在液态载冷剂管路和气态载冷剂管路上。阀门组件分别用于连接压缩机组件和膨胀阀组件。制冷方法包括当检测到其中一重力热管单元故障时，在另一重力热管单元的液态载冷剂管路上连接膨胀阀组件，在气态载冷剂管路上连接压缩机组件。本发明专利技术的膨胀阀组件和压缩机组件作为重力热管单元的冗余组件，在需要时能够为重力热管单元提供更多的冷负荷，稳定机房温度，在不需要时能够作为冗余组件节省机房空间并成本。

【技术实现步骤摘要】
一种空调系统及其制冷方法
本专利技术涉及数据中心设备
，特别涉及一种空调系统及其制冷方法。
技术介绍
在现有技术中，数据中心采用多套热管系统为机柜降温，并设置一套冗余热管系统备用。例如“2+1”的冗余热管系统设计方式，即为单列机柜载冷剂循环设置3个循环回路，第一循环回路承担部分机柜的负荷，第二循环回路承担剩余机柜的负荷，而第三循环回路备用，当第一循环回路或第二循环回路故障时随时更换上第三循环回路继续承担机柜的负荷。但是此方案只适用于机柜数量少的小型机房，一旦用于大型机房，需要的冗余热管系统会大幅增加。由于机房内的空间有限，冗余热管系统会占用机房的空间，降低了机房设备的承载量和利用率。同时，由于冗余系统一般处于闲置状态，因此增加了机房的投资成本且给机房施工带来了不便。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种空调系统及其制冷方法，以至少解决现有技术中的以上技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种空调系统，包括多个重力热管单元，所述重力热管单元包括换热器、液态载冷剂管路和气态载冷剂管路，所述换热器通过液态载冷剂管路和气态载冷剂管路与各机柜的背板连接构成循环回路；所述重力热管单元还包括第一阀门组件和第二阀门组件，所述第一阀门组件设置在所述液态载冷剂管路靠近所述换热器的一端，用于控制所述液态载冷剂管路自连通或控制所述液态载冷剂管路连通膨胀阀组件；所述第二阀门组件设置在所述气态载冷剂管路靠近所述换热器的一端，用于控制所述气态载冷剂管路自连通或控制所述气态载冷剂管路连通压缩机组件。在一个可能的设计中，所述膨胀阀组件包括节流部件，所述节流部件与所述第一阀门组件连接，用于降低所述液态载冷剂管路中载冷剂的温度、压力和流量。在一个可能的设计中，所述压缩机组件包括增压部件，所述增压部件与所述第二阀门组件连接，用于提高所述气态载冷剂管路中载冷剂的循环效率。在一个可能的设计中，所述压缩机组件还包括与所述增压部件连接的气液分离器，所述气液分离器的入口端和所述增压部件的出口端分别与所述第二阀门组件连接。在一个可能的设计中，所述第一阀门组件包括设置在所述液态载冷剂管路上的第一主阀门，在所述第一主阀门的两侧分别设置用于连通所述液态载冷剂管路的第一支路和第二支路，在所述第一支路上设置有第一旁通阀门，在所述第二支路上设置有第二旁通阀门，所述第一旁通阀门和所述第二旁通阀门用于连接所述膨胀阀组件。在一个可能的设计中，所述第一阀门组件用于在处于第一状态时控制所述第一主阀门打开，所述第一旁通阀门和第二旁通阀门关闭，以使得所述液态载冷剂管路自连通；在处于第二状态时，控制所述第一主阀门关闭，所述第一旁通阀门和第二旁通阀门打开，以使得所述液态载冷剂管路与所述膨胀阀组件连通。在一个可能的设计中，所述第一旁通阀门和所述第二旁通阀门分别连接在所述膨胀阀组件的节流部件的两端。在一个可能的设计中，所述第二阀门组件包括设置在所述气态载冷剂管路上的第二主阀门，在所述第二主阀门的两侧分别设置连通所述气态载冷剂管路的第三支路和第四支路，在所述第三支路上设置有第三旁通阀门，在所述第四支路上设置有第四旁通阀门，所述第三旁通阀门和第四旁通阀门用于连接所述压缩机组件。在一个可能的设计中，所述第二阀门组件用于在处于第一状态时控制所述第二主阀门打开，所述第三旁通阀门和第四旁通阀门关闭，以使得所述气态载冷剂管路自连通；在处于第二状态时，控制所述第二主阀门关闭，所述第三旁通阀门和第四旁通阀门打开，以使得所述气态载冷剂管路与所述压缩机组件连通。在一个可能的设计中，所述第三旁通阀门和所述第四旁通阀门分别连接在所述压缩机组件的增压部件的两端。在一个可能的设计中，所述第一阀门组件通过快插接头与所述膨胀阀组件连接，所述第二阀门组件通过所述快插接头与所述压缩机组件连接。第二方面，本专利技术实施例提供了一种空调系统制冷方法，所述空调系统包括多个重力热管单元，所述重力热管单元包括换热器、液态载冷剂管路和气态载冷剂管路，所述换热器通过液态载冷剂管路和气态载冷剂管路与各机柜的背板连接构成循环回路；所述方法包括：当检测到其中一所述重力热管单元故障时，在另一所述重力热管单元的所述液态载冷剂管路上控制第一阀门组件连接膨胀阀组件，以及在所述气态载冷剂管路上控制第二阀门组件连接压缩机组件；所述膨胀阀组件和所述压缩机组件共同作用使另一所述重力热管单元提供的冷负荷增加，以间接地对与故障的所述重力热管单元连接的各所述机柜的所述背板处的气体换热。结合第二方面，本专利技术在第二方面的第一种实施方式中，还包括：当检测到任意所述机柜的所述背板故障时，在未与故障所述背板连接的至少一个所述重力热管单元的所述液态载冷剂管路上设置所述膨胀阀组件，以及在所述气态载冷剂管路上设置所述压缩机组件；或当检测到任意所述机柜的所述背板故障时，在与故障所述背板连接的所述重力热管单元的所述液态载冷剂管路上设置所述膨胀阀组件，以及在所述气态载冷剂管路上设置所述压缩机组件。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：1、本专利技术的实施例由于在重力热管单元的液态载冷剂管路上设置有用于连接膨胀阀组件的第一阀门组件，在气态载冷剂管路上设置有用于连接压缩机组件的第二阀门组件，因此当任一重力热管单元故障时，其余重力热管单元能够通过膨胀阀组件和压缩机组件提高其余重力热管单元中任一的冷负荷，从而平衡与故障重力热管单元连接的机柜的热负荷，保证机房温度稳定。2、由于本专利技术的实施例的膨胀阀组件和压缩机组件能够根据空调系统的冷量情况进行可拆卸的配置，因此膨胀阀组件和压缩机组件作为冗余组件可以减少机房空间，节省成本，同时膨胀阀组件和压缩机组件结构简单。上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本专利技术进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。附图说明在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本专利技术公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本专利技术范围的限制。图1为本专利技术实施例的空调系统的结构图。图2为本专利技术实施例的空调系统与膨胀阀组件及压缩机组件连接结构图。图3为本专利技术实施例的第一阀门组件的结构图。图4为本专利技术实施例的第二阀门组件的结构图。图5为本专利技术实施例的压缩机组件的结构图。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调系统，包括多个重力热管单元，其特征在于，所述重力热管单元包括换热器、液态载冷剂管路和气态载冷剂管路，所述换热器通过液态载冷剂管路和气态载冷剂管路与各机柜的背板连接构成循环回路；所述重力热管单元还包括第一阀门组件和第二阀门组件，所述第一阀门组件设置在所述液态载冷剂管路靠近所述换热器的一端，用于控制所述液态载冷剂管路自连通或控制所述液态载冷剂管路连通膨胀阀组件；所述第二阀门组件设置在所述气态载冷剂管路靠近所述换热器的一端，用于控制所述气态载冷剂管路自连通或控制所述气态载冷剂管路连通压缩机组件。

【技术特征摘要】
1.一种空调系统，包括多个重力热管单元，其特征在于，所述重力热管单元包括换热器、液态载冷剂管路和气态载冷剂管路，所述换热器通过液态载冷剂管路和气态载冷剂管路与各机柜的背板连接构成循环回路；所述重力热管单元还包括第一阀门组件和第二阀门组件，所述第一阀门组件设置在所述液态载冷剂管路靠近所述换热器的一端，用于控制所述液态载冷剂管路自连通或控制所述液态载冷剂管路连通膨胀阀组件；所述第二阀门组件设置在所述气态载冷剂管路靠近所述换热器的一端，用于控制所述气态载冷剂管路自连通或控制所述气态载冷剂管路连通压缩机组件。2.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述膨胀阀组件包括节流部件，所述节流部件与所述第一阀门组件连接，用于降低所述液态载冷剂管路中载冷剂的温度、压力和流量。3.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机组件包括增压部件，所述增压部件与所述第二阀门组件连接，用于提高所述气态载冷剂管路中载冷剂的循环效率。4.如权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机组件还包括与所述增压部件连接的气液分离器，所述气液分离器的入口端和所述增压部件的出口端分别与所述第二阀门组件连接。5.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第一阀门组件包括设置在所述液态载冷剂管路上的第一主阀门，在所述第一主阀门的两侧分别设置用于连通所述液态载冷剂管路的第一支路和第二支路，在所述第一支路上设置有第一旁通阀门，在所述第二支路上设置有第二旁通阀门，所述第一旁通阀门和所述第二旁通阀门用于连接所述膨胀阀组件。6.如权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述第一阀门组件用于在处于第一状态时控制所述第一主阀门打开，所述第一旁通阀门和第二旁通阀门关闭，以使得所述液态载冷剂管路自连通；在处于第二状态时，控制所述第一主阀门关闭，所述第一旁通阀门和第二旁通阀门打开，以使得所述液态载冷剂管路与所述膨胀阀组件连通。7.如权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述第一旁通阀门和所述第二旁通阀门分别连接在所述膨胀阀组件的节流部件的两端。8.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述第二阀门组...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，闫晨，谷长城，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11