機房空調系統及控制方法技術方案

本發明專利技術公開一種機房空調系統及控制方法，該系統包括由壓縮機、冷凝器、第一節流裝置以及雙向換熱器依次串聯構成的制冷劑回路，由雙向換熱器、第一換熱裝置、液泵、第一選通閥件以及節能換熱器依次串聯構成的載冷劑回路；第一換熱裝置與機房內的發熱設備對應設置；制冷劑回路與載冷劑回路通過雙向換熱器連接。本發明專利技術當環境溫度高于冷凍水回流溫度，或室外溫度低于冷凍水回流溫度且溫差沒有達到第一預定值時，系統采用壓縮機制冷模式；當室外溫度低于冷凍水回流溫度且溫差大于第一預定值時，系統啟動節能運行模式，充分利用自然冷源及壓縮機變頻調節技術，實現了制冷系統的節能運行，并可降低成本。

【技術實現步驟摘要】
機房空調系統及控制方法
本專利技術涉及空調制冷
，尤其涉及一種應用于通訊基站的機房空調系統及控制方法。
技術介紹
通訊基站機房內運行著大量的計算機、服務器等IT(InformationTechnology，信息產業)設備。隨著材料科學的不斷發展，機房內各種通訊設備在體積上不斷縮小，但其傳輸、存儲的信息量卻在不斷提高，導致機房內單位機柜的功率密度及熱量密度大幅提高，同時，使得機房內長期存在的溫度分布不均、氣流組織紊亂及以IT設備為核心的“熱點”等問題顯得更為突出。這些問題均會影響到設備的使用壽命及運行的安全可靠性。為了滿足基站機房內不斷增長的散熱需求，需要有高可靠、高精度、低能耗的機房空調系統來降低環境溫度，以滿足設備運行要求，機房空調的系統結構也越來越傾向于節能化與高效化。目前，基站機房內普遍采用全空間空氣冷卻方式，其具有系統結構簡單、運行過程安全的優點，但是，在對IT設備進行冷卻的同時，有相當部分的冷卻負荷用于室內的維護結構，造成嚴重的能源浪費。隨著機房內設備熱密度越來越高，且不同種類設備之間存在熱負荷差異，傳統機房空調的全空間冷卻方式已不能有效滿足機房內設備的散熱需求，高熱密度設備運行的安全性及可靠性受到嚴重威脅。此外，通過管道送風方式將冷空氣送到機房“熱點”的氣流組織結構，雖然會使機房設備的散熱情況得到有效改善，但由于冷空氣被輸送的流程較長，沿程損失較大，系統需要選用較大功率的風機，導致電量消耗較大。另外，送風管道占用機房空間，且風機運行產生的噪音大，影響整個基站的運行環境。為了實現節能，目前空調行業也有利用自然冷源對設備進行制冷的方式，該方式是將壓縮機制冷系統與節能運行系統相結合，以滿足機房內的恒溫恒濕要求，又可實現機組的節能。但是，現有的這種制冷方式是將外界環境中的冷空氣直接引入機房內，則增加了額外風機及管路設備，增加了成本，同時新風質量和機房設備的潔凈度難以控制，在實際應用中的節能效果并不明顯。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是提供了一種可靠充分利用自然冷源、針對機房“熱點”集中提供冷量的機房空調系統及控制方法。為了達到上述目的，本專利技術提出一種機房空調系統，包括：制冷劑回路和載冷劑回路，其中：所述制冷劑回路包括：依次串聯的壓縮機、冷凝器、第一節流裝置以及雙向換熱器；所述載冷劑回路包括：依次串聯的所述雙向換熱器、第一換熱裝置、液泵、第一選通閥件以及節能換熱器，所述第一選通閥件的輸入端連接所述液泵的輸出端，所述第一選通閥件的第一輸出端連接所述節能換熱器的輸入端，所述第一選通閥件的第二輸出端連接所述節能換熱器的輸出端和所述雙向換熱器的輸入端；所述第一換熱裝置與機房內的發熱設備對應設置；所述制冷劑回路與所述載冷劑回路通過所述雙向換熱器連接。優選地，所述載冷劑回路還包括第二選通閥件，所述第二選通閥件的輸入端連接所述節能換熱器的輸出端和所述第一選通閥件的第二輸出端，所述第二選通閥件的第一輸出端連接所述雙向換熱器的輸入端，所述第二選通閥件的第二輸出端連接所述雙向換熱器的輸出端和所述第一換熱裝置的輸入端。優選地，所述制冷劑回路還包括第二節流裝置和第二換熱裝置，所述第二節流裝置的輸入端連接所述冷凝器的輸出端和所述第一節流裝置的輸入端，所述第二節流裝置的輸出端串聯連接所述第二換熱裝置的輸入端，所述第二換熱裝置的輸出端連接所述雙向換熱器的輸出端和所述壓縮機的輸入端。優選地，所述第一換熱裝置包括：第一換熱器組和第二換熱器組，所述第一換熱器組與所述第二換熱器組串聯或并聯。優選地，所述第一換熱器組包括至少一個以上并聯的換熱器，所述第二換熱器組包括至少一個以上并聯的換熱器。優選地，所述第一選通閥件為第一三通電動閥。優選地，所述第一選通閥件為第一三通電動閥，和/或所述第二選通閥件為第二三通電動閥。優選地，所述第一選通閥件包括：第一二通電動閥和第二二通電動閥，所述第一二通電動閥的輸入端和所述第二二通電動閥的輸入端連接并作為所述第一選通閥件的輸入端，所述第一二通電動閥的輸出端即為所述第一選通閥件的第一輸出端，所述第二二通電動閥的輸出端即為所述第一選通閥件的第二輸出端。優選地，所述第一選通閥件包括：第一二通電動閥和第二二通電動閥，所述第一二通電動閥的輸入端和所述第二二通電動閥的輸入端連接并作為所述第一選通閥件的輸入端，所述第一二通電動閥的輸出端即為所述第一選通閥件的第一輸出端，所述第二二通電動閥的輸出端即為所述第一選通閥件的第二輸出端；和/或所述第二選通閥件包括：第三二通電動閥和第四二通電動閥，所述第三二通電動閥的輸入端和所述第四二通電動閥的輸入端連接并作為所述第二選通閥件的輸入端，所述第三二通電動閥的輸出端即為所述第二選通閥件的第一輸出端，所述第四二通電動閥的輸出端即為所述第二選通閥件的第二輸出端。優選地，所述冷凝器與所述節能換熱器共同連接一風機；或者，所述冷凝器與所述節能換熱器分別連接一風機。優選地，還包括控制器，用于通過所述第一選通閥件控制載冷劑回路及壓縮機運行，使所述機房空調系統切換至壓縮機制冷模式和/或節能運行模式。優選地，所述載冷劑回路還包括：第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器設置在所述節能換熱器的回風口，用于測量室外溫度，所述第二溫度傳感器設置在所述液泵的輸入端或輸出端，用于測量流經液泵的載冷劑的回流溫度，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器的信號傳輸端均與所述控制器連接。本專利技術還提出一種控制如上所述的機房空調系統的方法，包括以下步驟：控制器通過第一溫度傳感器和第二溫度傳感器分別檢測室外溫度和載冷劑回路中載冷劑的回流溫度，并比較載冷劑的回流溫度與室外溫度；根據所述載冷劑的回流溫度與室外溫度之間的溫差，通過第一選通閥件控制所述機房空調系統切換至壓縮機制冷模式和/或節能運行模式。優選地，所述根據載冷劑的回流溫度與室外溫度之間的溫差，控制所述機房空調系統切換至壓縮機制冷模式和/或節能運行模式的步驟包括：當室外溫度低于所述載冷劑的回流溫度且兩者之間的溫差大于第一預定值時，控制器控制所述載冷劑回路中的第一選通閥件使節能換熱器工作，所述機房空調系統啟動節能運行模式；當室外溫度高于所述載冷劑的回流溫度，或者室外溫度低于載冷劑的回流溫度且兩者之間的溫差小于或等于所述第一預定值時，控制器控制所述第一選通閥件使所述節能換熱器不工作，所述機房空調系統切換至壓縮機制冷模式。優選地，所述根據載冷劑的回流溫度與室外溫度之間的溫差，控制所述機房空調系統切換至壓縮機制冷模式和/或節能運行模式的步驟還包括：當室外溫度低于所述載冷劑的回流溫度且兩者之間的溫差大于第一預定值并小于第二預定值時，控制器控制所述第一選通閥件使節能換熱器工作，所述機房空調系統切換至壓縮機制冷模式與節能運行模式共存模式。本專利技術提出的一種機房空調系統及控制方法，采用壓縮機制冷和節能制冷兩種模式，當室外溫度高于載冷劑回流溫度，或者室外溫度低于載冷劑的回流溫度且兩者之間的溫差小于或等于第一預定值時，系統采用壓縮機制冷模式；當室外溫度低于載冷劑的回流溫度且兩者之間的溫差大于第一預定值時，系統啟動節能運行模式，壓縮機可實現變頻調節或停機，既減小了雙向換熱器熱負荷，同時使壓縮機功率降低、能耗降低，提高了循環的制冷系數及換熱效果，充分利用自然冷源及壓縮機變頻調節技本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種機房空調系統，其特征在于，包括：制冷劑回路和載冷劑回路，其中：所述制冷劑回路包括：依次串聯的壓縮機、冷凝器、第一節流裝置以及雙向換熱器；所述載冷劑回路包括：依次串聯的所述雙向換熱器、第一換熱裝置、液泵、第一選通閥件以及節能換熱器，所述第一選通閥件的輸入端連接所述液泵的輸出端，所述第一選通閥件的第一輸出端連接所述節能換熱器的輸入端，所述第一選通閥件的第二輸出端連接所述節能換熱器的輸出端和所述雙向換熱器的輸入端；所述第一換熱裝置與機房內的發熱設備對應設置；所述制冷劑回路與所述載冷劑回路通過所述雙向換熱器連接。

【技術特征摘要】
1.一種機房空調系統，其特征在于，包括：制冷劑回路和載冷劑回路，其中：所述制冷劑回路包括：依次串聯的壓縮機、冷凝器、第一節流裝置以及雙向換熱器；所述載冷劑回路包括：依次串聯的所述雙向換熱器、第一換熱裝置、液泵、第一選通閥件以及節能換熱器，所述第一選通閥件的輸入端連接所述液泵的輸出端，所述第一選通閥件的第一輸出端連接所述節能換熱器的輸入端，所述第一選通閥件的第二輸出端連接所述節能換熱器的輸出端和所述雙向換熱器的輸入端；所述第一換熱裝置與機房內的發熱設備對應設置；所述制冷劑回路與所述載冷劑回路通過所述雙向換熱器連接。2.根據權利要求1所述的機房空調系統，其特征在于，所述載冷劑回路還包括第二選通閥件，所述第二選通閥件的輸入端連接所述節能換熱器的輸出端和所述第一選通閥件的第二輸出端，所述第二選通閥件的第一輸出端連接所述雙向換熱器的輸入端，所述第二選通閥件的第二輸出端連接所述雙向換熱器的輸出端和所述第一換熱裝置的輸入端。3.根據權利要求1所述的機房空調系統，其特征在于，所述制冷劑回路還包括第二節流裝置和第二換熱裝置，所述第二節流裝置的輸入端連接所述冷凝器的輸出端和所述第一節流裝置的輸入端，所述第二節流裝置的輸出端串聯連接所述第二換熱裝置的輸入端，所述第二換熱裝置的輸出端連接所述雙向換熱器的輸出端和所述壓縮機的輸入端。4.根據權利要求1-3中任一所述的機房空調系統，其特征在于，所述第一換熱裝置包括：第一換熱器組和第二換熱器組，所述第一換熱器組與所述第二換熱器組串聯或并聯。5.根據權利要求4所述的機房空調系統，其特征在于，所述第一換熱器組包括至少一個以上并聯的換熱器，所述第二換熱器組包括至少一個以上并聯的換熱器。6.根據權利要求1或3中任一所述的機房空調系統，其特征在于，所述第一選通閥件為第一三通電動閥。7.根據權利要求2所述的機房空調系統，其特征在于，所述第一選通閥件為第一三通電動閥，和/或所述第二選通閥件為第二三通電動閥。8.根據權利要求1或3中任一所述的機房空調系統，其特征在于，所述第一選通閥件包括：第一二通電動閥和第二二通電動閥，所述第一二通電動閥的輸入端和所述第二二通電動閥的輸入端連接并作為所述第一選通閥件的輸入端，所述第一二通電動閥的輸出端即為所述第一選通閥件的第一輸出端，所述第二二通電動閥的輸出端即為所述第一選通閥件的第二輸出端。9.根據權利要求2所述的機房空調系統，其特征在于，所述第一選通閥件包括：第一二通電動閥和第二二通電動閥，所述第一二通電動閥的輸入端和所述第二二通電動閥的輸入端連接并作為所述第一選通閥件的輸入端，所述第一二通電動閥的輸出端即為所述第一選通閥...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳杰，張衛星，王永濤，
申請(專利權)人：艾默生網絡能源有限公司，
類型：發明
國別省市：