溫度低于熱管回路冷凝溫度，但室外溫度與熱管回路冷凝溫度的差值不足以保持整個機(jī)房的預(yù)定溫度)時，需同時開啟蒸氣壓縮制冷回路和自然冷卻回路制冷，首先啟動壓縮機(jī)I和栗5，所述蒸氣壓縮制冷回路內(nèi)的制冷工質(zhì)經(jīng)壓縮機(jī)I壓縮后在冷凝器2中冷凝，經(jīng)節(jié)流裝置3節(jié)流降壓后進(jìn)入三介質(zhì)換熱器6蒸發(fā)，所述自然冷卻回路內(nèi)的工質(zhì)經(jīng)栗5驅(qū)動后在自然冷卻換熱器4中與冷空氣換熱冷卻，然后進(jìn)入三介質(zhì)換熱器6吸熱，所述熱管回路的吸熱蒸發(fā)的制冷工質(zhì)在熱管回路工質(zhì)通道10內(nèi)同時與蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道8的制冷工質(zhì)和自然冷卻回路工質(zhì)通道9的制冷工質(zhì)進(jìn)行換熱后冷凝。
[0053]在室外溫度足夠低(室外溫度低于熱管回路冷凝溫度，且室外溫度與熱管回路冷凝溫度的差值所達(dá)到的冷卻效果滿足整個機(jī)房的預(yù)定溫度的保持)時，需關(guān)閉蒸氣壓縮制冷回路，僅開啟自然冷卻回路，首先關(guān)閉壓縮機(jī)1，開啟栗5，所述自然冷卻回路內(nèi)的工質(zhì)經(jīng)栗5驅(qū)動后在自然冷卻換熱器4中與冷空氣換熱冷卻，然后進(jìn)入三介質(zhì)換熱器6吸熱，此時熱管回路的制冷工質(zhì)在熱管回路工質(zhì)通道10內(nèi)僅與自然冷卻回路工質(zhì)通道9的制冷工質(zhì)進(jìn)行換熱冷凝。
[0054]本實(shí)施例的一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，利用蒸氣壓縮制冷回路與自然冷卻回路同時或單獨(dú)地冷卻熱管回路，可最大程度上利用自然冷源，節(jié)約冷卻能耗，同時，利用三介質(zhì)換熱器節(jié)省了換熱器數(shù)量，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)便利，能夠?qū)崿F(xiàn)大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房自然冷源的充分利用，同時簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)省占地面積。
[0055]在一具體應(yīng)用中，如圖1及圖2所示，圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2示出了圖1所示一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)中的三介質(zhì)換熱器6的結(jié)構(gòu)示意圖，所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道8和自然冷卻回路工質(zhì)通道9可以為單管，或者可以包含多根管，所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道8和所述自然冷卻回路工質(zhì)通道9分別平行穿過所述熱管回路工質(zhì)通道10。
[0056]在另一具體應(yīng)用中，如圖3及圖4所示，圖3示出了本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4示出了圖3所示一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)中的三介質(zhì)換熱器6的結(jié)構(gòu)示意圖，所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道8嵌套于所述熱管回路工質(zhì)通道10之內(nèi)，所述熱管回路工質(zhì)通道10嵌套于所述自然冷卻回路工質(zhì)通道9之內(nèi)。
[0057]在另一具體應(yīng)用中，如圖5及圖6所示，圖5示出了本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6示出了圖5所示一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)中的三介質(zhì)換熱器6的結(jié)構(gòu)示意圖，所述三介質(zhì)換熱器6可以為板式換熱器結(jié)構(gòu)，可包括:蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道8、自然冷卻回路工質(zhì)通道9和熱管回路工質(zhì)通道10各一個或多個，所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道8、所述自然冷卻回路工質(zhì)通道9和所述熱管回路工質(zhì)通道10之間平行間隔布置。
[0058]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施例所述自然冷卻回路內(nèi)的制冷工質(zhì)可以包括但不限于:水、乙二醇溶液或相變制冷劑等。
[0059]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施例所述冷凝器2可以優(yōu)選為風(fēng)冷式、水冷式、蒸發(fā)冷凝式冷凝器中的一種或幾種的組合。
[0060]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施例所述節(jié)流裝置3可以優(yōu)選為熱力膨脹閥、電子膨脹閥中的一種或者兩種的組合。
[0061]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施例所述自然冷卻換熱器4可以包括但不限于:風(fēng)冷式冷卻器、冷卻塔、蒸發(fā)式冷卻器中的一種或幾種的組合。
[0062]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施例所述熱管回路中還可以包括:制冷劑栗，用于驅(qū)動所述熱管回路進(jìn)行工作。
[0063]在具體應(yīng)用中，本實(shí)施例所述室內(nèi)蒸發(fā)器7可以優(yōu)選為風(fēng)冷式換熱裝置、直接接觸式散熱器、或風(fēng)冷直接接觸器中的一種。
[0064]進(jìn)一步地，所述風(fēng)冷式換熱裝置為管式結(jié)構(gòu)，可由一根或多根直管、繞翅片管、蛇形管外加翅片、多根直管套翅片中的一種或幾種組成。
[0065]進(jìn)一步地，所述風(fēng)冷直接接觸器為風(fēng)冷式換熱裝置和直接接觸式散熱器的組合；
[0066]進(jìn)一步地，所述直接接觸式散熱器可通過與發(fā)熱部件直接接觸進(jìn)行散熱。
[0067]本實(shí)施例的一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，利用蒸氣壓縮制冷回路與自然冷卻回路同時或單獨(dú)地冷卻熱管回路，可最大程度上利用自然冷源，節(jié)約冷卻能耗，同時，利用三介質(zhì)換熱器節(jié)省了換熱器數(shù)量，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)便利，能夠?qū)崿F(xiàn)大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房自然冷源的充分利用，同時簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)省占地面積。
[0068]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括:蒸氣壓縮制冷回路、自然冷卻回路、熱管回路和三介質(zhì)換熱器； 所述蒸氣壓縮制冷回路，包括:壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流裝置； 所述冷凝器的兩端分別通過管路與所述壓縮機(jī)和所述節(jié)流裝置連通，所述壓縮機(jī)和所述節(jié)流裝置分別通過管路與所述三介質(zhì)換熱器連通； 所述自然冷卻回路，包括:栗和自然冷卻換熱器； 所述栗和所述自然冷卻換熱器分別與所述三介質(zhì)換熱器連通，所述栗與所述自然冷卻換熱器連通； 熱管回路，包括:室內(nèi)蒸發(fā)器，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的兩端分別與所述三介質(zhì)換熱器連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸氣壓縮制冷回路、所述自然冷卻回路和所述熱管回路內(nèi)分別密封有制冷工質(zhì)； 相應(yīng)地，所述三介質(zhì)換熱器，包括:蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道、自然冷卻回路工質(zhì)通道和熱管回路工質(zhì)通道； 所述壓縮機(jī)和所述節(jié)流裝置分別與所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道連通，所述栗和所述自然冷卻換熱器分別與所述自然冷卻回路工質(zhì)通道連通，所述室內(nèi)蒸發(fā)器的兩端分別與所述熱管回路工質(zhì)通道連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道和自然冷卻回路工質(zhì)通道為單管，或者包含多根管，所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道和所述自然冷卻回路工質(zhì)通道分別平行穿過所述熱管回路工質(zhì)通道。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道嵌套于所述熱管回路工質(zhì)通道之內(nèi)，所述熱管回路工質(zhì)通道嵌套于所述自然冷卻回路工質(zhì)通道之內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述三介質(zhì)換熱器為板式換熱器結(jié)構(gòu)，包括:蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道、自然冷卻回路工質(zhì)通道和熱管回路工質(zhì)通道各一個或多個，所述蒸氣壓縮制冷回路工質(zhì)通道、所述自然冷卻回路工質(zhì)通道和所述熱管回路工質(zhì)通道之間平行間隔布置。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自然冷卻回路內(nèi)的制冷工質(zhì)，包括:水、乙二醇溶液或相變制冷劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器為風(fēng)冷式、水冷式、蒸發(fā)冷凝式冷凝器中的一種或幾種的組合； 和/或， 所述節(jié)流裝置為熱力膨脹閥、電子膨脹閥中的一種或者兩種的組合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述自然冷卻換熱器為風(fēng)冷式冷卻器、冷卻塔、蒸發(fā)式冷卻器中的一種或幾種的組合； 和/或， 所述熱管回路中還包括:制冷劑栗，用于驅(qū)動所述熱管回路進(jìn)行工作。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述室內(nèi)蒸發(fā)器為風(fēng)冷式換熱裝置、直接接觸式散熱器、或風(fēng)冷直接接觸器中的一種。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)冷式換熱裝置為管式結(jié)構(gòu)，由一根或多根直管、繞翅片管、蛇形管外加翅片、多根直管套翅片中的一種或幾種組成； 和/或， 所述風(fēng)冷直接接觸器為風(fēng)冷式換熱裝置和直接接觸式散熱器的組合； 和/或， 所述直接接觸式散熱器通過與發(fā)熱部件直接接觸進(jìn)行散熱。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種一體化自然冷卻機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，包括：蒸氣壓縮制冷回路、自然冷卻回路、熱管回路和三介質(zhì)換熱器；蒸氣壓縮制冷回路包括：壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流裝置；冷凝器的兩端分別通過管路與壓縮機(jī)和節(jié)流裝置連通，壓縮機(jī)和節(jié)流裝置分別通過管路與三介質(zhì)換熱器連通；自然冷卻回路包括：泵和自然冷卻換熱器；泵和自然冷卻換熱器分別與三介質(zhì)換熱器連通，泵與自然冷卻換熱器連通；熱管回路包括：室內(nèi)蒸發(fā)器，室內(nèi)蒸發(fā)器的兩端分別與三介質(zhì)換熱器連通。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房自然冷源的充分利用，同時簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)省占地面積。
【IPC分類】F25B1/00, F25B39/04, F25B41/06
【公開號】CN105180490
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】邵雙全, 張海南, 田長青
【申請人】中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月9日