机房空调系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种机房空调系统及控制方法，该系统包括由压缩机、冷凝器、第一节流装置以及双向换热器依次串联构成的制冷剂回路，由双向换热器、第一换热装置、液泵、第一选通阀件以及节能换热器依次串联构成的载冷剂回路；第一换热装置与机房内的发热设备对应设置；制冷剂回路与载冷剂回路通过双向换热器连接。本发明专利技术当环境温度高于冷冻水回流温度，或室外温度低于冷冻水回流温度且温差没有达到第一预定值时，系统采用压缩机制冷模式；当室外温度低于冷冻水回流温度且温差大于第一预定值时，系统启动节能运行模式，充分利用自然冷源及压缩机变频调节技术，实现了制冷系统的节能运行，并可降低成本。

【技术实现步骤摘要】
机房空调系统及控制方法
本专利技术涉及空调制冷
，尤其涉及一种应用于通讯基站的机房空调系统及控制方法。
技术介绍
通讯基站机房内运行着大量的计算机、服务器等IT(InformationTechnology，信息产业)设备。随着材料科学的不断发展，机房内各种通讯设备在体积上不断缩小，但其传输、存储的信息量却在不断提高，导致机房内单位机柜的功率密度及热量密度大幅提高，同时，使得机房内长期存在的温度分布不均、气流组织紊乱及以IT设备为核心的“热点”等问题显得更为突出。这些问题均会影响到设备的使用寿命及运行的安全可靠性。为了满足基站机房内不断增长的散热需求，需要有高可靠、高精度、低能耗的机房空调系统来降低环境温度，以满足设备运行要求，机房空调的系统结构也越来越倾向于节能化与高效化。目前，基站机房内普遍采用全空间空气冷却方式，其具有系统结构简单、运行过程安全的优点，但是，在对IT设备进行冷却的同时，有相当部分的冷却负荷用于室内的维护结构，造成严重的能源浪费。随着机房内设备热密度越来越高，且不同种类设备之间存在热负荷差异，传统机房空调的全空间冷却方式已不能有效满足机房内设备的散热需求，高热密度设备运行的安全性及可靠性受到严重威胁。此外，通过管道送风方式将冷空气送到机房“热点”的气流组织结构，虽然会使机房设备的散热情况得到有效改善，但由于冷空气被输送的流程较长，沿程损失较大，系统需要选用较大功率的风机，导致电量消耗较大。另外，送风管道占用机房空间，且风机运行产生的噪音大，影响整个基站的运行环境。为了实现节能，目前空调行业也有利用自然冷源对设备进行制冷的方式，该方式是将压缩机制冷系统与节能运行系统相结合，以满足机房内的恒温恒湿要求，又可实现机组的节能。但是，现有的这种制冷方式是将外界环境中的冷空气直接引入机房内，则增加了额外风机及管路设备，增加了成本，同时新风质量和机房设备的洁净度难以控制，在实际应用中的节能效果并不明显。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供了一种可靠充分利用自然冷源、针对机房“热点”集中提供冷量的机房空调系统及控制方法。为了达到上述目的，本专利技术提出一种机房空调系统，包括：制冷剂回路和载冷剂回路，其中：所述制冷剂回路包括：依次串联的压缩机、冷凝器、第一节流装置以及双向换热器；所述载冷剂回路包括：依次串联的所述双向换热器、第一换热装置、液泵、第一选通阀件以及节能换热器，所述第一选通阀件的输入端连接所述液泵的输出端，所述第一选通阀件的第一输出端连接所述节能换热器的输入端，所述第一选通阀件的第二输出端连接所述节能换热器的输出端和所述双向换热器的输入端；所述第一换热装置与机房内的发热设备对应设置；所述制冷剂回路与所述载冷剂回路通过所述双向换热器连接。优选地，所述载冷剂回路还包括第二选通阀件，所述第二选通阀件的输入端连接所述节能换热器的输出端和所述第一选通阀件的第二输出端，所述第二选通阀件的第一输出端连接所述双向换热器的输入端，所述第二选通阀件的第二输出端连接所述双向换热器的输出端和所述第一换热装置的输入端。优选地，所述制冷剂回路还包括第二节流装置和第二换热装置，所述第二节流装置的输入端连接所述冷凝器的输出端和所述第一节流装置的输入端，所述第二节流装置的输出端串联连接所述第二换热装置的输入端，所述第二换热装置的输出端连接所述双向换热器的输出端和所述压缩机的输入端。优选地，所述第一换热装置包括：第一换热器组和第二换热器组，所述第一换热器组与所述第二换热器组串联或并联。优选地，所述第一换热器组包括至少一个以上并联的换热器，所述第二换热器组包括至少一个以上并联的换热器。优选地，所述第一选通阀件为第一三通电动阀。优选地，所述第一选通阀件为第一三通电动阀，和/或所述第二选通阀件为第二三通电动阀。优选地，所述第一选通阀件包括：第一二通电动阀和第二二通电动阀，所述第一二通电动阀的输入端和所述第二二通电动阀的输入端连接并作为所述第一选通阀件的输入端，所述第一二通电动阀的输出端即为所述第一选通阀件的第一输出端，所述第二二通电动阀的输出端即为所述第一选通阀件的第二输出端。优选地，所述第一选通阀件包括：第一二通电动阀和第二二通电动阀，所述第一二通电动阀的输入端和所述第二二通电动阀的输入端连接并作为所述第一选通阀件的输入端，所述第一二通电动阀的输出端即为所述第一选通阀件的第一输出端，所述第二二通电动阀的输出端即为所述第一选通阀件的第二输出端；和/或所述第二选通阀件包括：第三二通电动阀和第四二通电动阀，所述第三二通电动阀的输入端和所述第四二通电动阀的输入端连接并作为所述第二选通阀件的输入端，所述第三二通电动阀的输出端即为所述第二选通阀件的第一输出端，所述第四二通电动阀的输出端即为所述第二选通阀件的第二输出端。优选地，所述冷凝器与所述节能换热器共同连接一风机；或者，所述冷凝器与所述节能换热器分别连接一风机。优选地，还包括控制器，用于通过所述第一选通阀件控制载冷剂回路及压缩机运行，使所述机房空调系统切换至压缩机制冷模式和/或节能运行模式。优选地，所述载冷剂回路还包括：第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述节能换热器的回风口，用于测量室外温度，所述第二温度传感器设置在所述液泵的输入端或输出端，用于测量流经液泵的载冷剂的回流温度，所述第一温度传感器和第二温度传感器的信号传输端均与所述控制器连接。本专利技术还提出一种控制如上所述的机房空调系统的方法，包括以下步骤：控制器通过第一温度传感器和第二温度传感器分别检测室外温度和载冷剂回路中载冷剂的回流温度，并比较载冷剂的回流温度与室外温度；根据所述载冷剂的回流温度与室外温度之间的温差，通过第一选通阀件控制所述机房空调系统切换至压缩机制冷模式和/或节能运行模式。优选地，所述根据载冷剂的回流温度与室外温度之间的温差，控制所述机房空调系统切换至压缩机制冷模式和/或节能运行模式的步骤包括：当室外温度低于所述载冷剂的回流温度且两者之间的温差大于第一预定值时，控制器控制所述载冷剂回路中的第一选通阀件使节能换热器工作，所述机房空调系统启动节能运行模式；当室外温度高于所述载冷剂的回流温度，或者室外温度低于载冷剂的回流温度且两者之间的温差小于或等于所述第一预定值时，控制器控制所述第一选通阀件使所述节能换热器不工作，所述机房空调系统切换至压缩机制冷模式。优选地，所述根据载冷剂的回流温度与室外温度之间的温差，控制所述机房空调系统切换至压缩机制冷模式和/或节能运行模式的步骤还包括：当室外温度低于所述载冷剂的回流温度且两者之间的温差大于第一预定值并小于第二预定值时，控制器控制所述第一选通阀件使节能换热器工作，所述机房空调系统切换至压缩机制冷模式与节能运行模式共存模式。本专利技术提出的一种机房空调系统及控制方法，采用压缩机制冷和节能制冷两种模式，当室外温度高于载冷剂回流温度，或者室外温度低于载冷剂的回流温度且两者之间的温差小于或等于第一预定值时，系统采用压缩机制冷模式；当室外温度低于载冷剂的回流温度且两者之间的温差大于第一预定值时，系统启动节能运行模式，压缩机可实现变频调节或停机，既减小了双向换热器热负荷，同时使压缩机功率降低、能耗降低，提高了循环的制冷系数及换热效果，充分利用自然冷源及压缩机变频调节技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机房空调系统，其特征在于，包括：制冷剂回路和载冷剂回路，其中：所述制冷剂回路包括：依次串联的压缩机、冷凝器、第一节流装置以及双向换热器；所述载冷剂回路包括：依次串联的所述双向换热器、第一换热装置、液泵、第一选通阀件以及节能换热器，所述第一选通阀件的输入端连接所述液泵的输出端，所述第一选通阀件的第一输出端连接所述节能换热器的输入端，所述第一选通阀件的第二输出端连接所述节能换热器的输出端和所述双向换热器的输入端；所述第一换热装置与机房内的发热设备对应设置；所述制冷剂回路与所述载冷剂回路通过所述双向换热器连接。

【技术特征摘要】
1.一种机房空调系统，其特征在于，包括：制冷剂回路和载冷剂回路，其中：所述制冷剂回路包括：依次串联的压缩机、冷凝器、第一节流装置以及双向换热器；所述载冷剂回路包括：依次串联的所述双向换热器、第一换热装置、液泵、第一选通阀件以及节能换热器，所述第一选通阀件的输入端连接所述液泵的输出端，所述第一选通阀件的第一输出端连接所述节能换热器的输入端，所述第一选通阀件的第二输出端连接所述节能换热器的输出端和所述双向换热器的输入端；所述第一换热装置与机房内的发热设备对应设置；所述制冷剂回路与所述载冷剂回路通过所述双向换热器连接。2.根据权利要求1所述的机房空调系统，其特征在于，所述载冷剂回路还包括第二选通阀件，所述第二选通阀件的输入端连接所述节能换热器的输出端和所述第一选通阀件的第二输出端，所述第二选通阀件的第一输出端连接所述双向换热器的输入端，所述第二选通阀件的第二输出端连接所述双向换热器的输出端和所述第一换热装置的输入端。3.根据权利要求1所述的机房空调系统，其特征在于，所述制冷剂回路还包括第二节流装置和第二换热装置，所述第二节流装置的输入端连接所述冷凝器的输出端和所述第一节流装置的输入端，所述第二节流装置的输出端串联连接所述第二换热装置的输入端，所述第二换热装置的输出端连接所述双向换热器的输出端和所述压缩机的输入端。4.根据权利要求1-3中任一所述的机房空调系统，其特征在于，所述第一换热装置包括：第一换热器组和第二换热器组，所述第一换热器组与所述第二换热器组串联或并联。5.根据权利要求4所述的机房空调系统，其特征在于，所述第一换热器组包括至少一个以上并联的换热器，所述第二换热器组包括至少一个以上并联的换热器。6.根据权利要求1或3中任一所述的机房空调系统，其特征在于，所述第一选通阀件为第一三通电动阀。7.根据权利要求2所述的机房空调系统，其特征在于，所述第一选通阀件为第一三通电动阀，和/或所述第二选通阀件为第二三通电动阀。8.根据权利要求1或3中任一所述的机房空调系统，其特征在于，所述第一选通阀件包括：第一二通电动阀和第二二通电动阀，所述第一二通电动阀的输入端和所述第二二通电动阀的输入端连接并作为所述第一选通阀件的输入端，所述第一二通电动阀的输出端即为所述第一选通阀件的第一输出端，所述第二二通电动阀的输出端即为所述第一选通阀件的第二输出端。9.根据权利要求2所述的机房空调系统，其特征在于，所述第一选通阀件包括：第一二通电动阀和第二二通电动阀，所述第一二通电动阀的输入端和所述第二二通电动阀的输入端连接并作为所述第一选通阀件的输入端，所述第一二通电动阀的输出端即为所述第一选通阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，张卫星，王永涛，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：发明
国别省市：