CN104633867B - 复合型机房空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合型机房空调系统及其控制方法，复合型机房空调系统包括：压缩机、室内蒸发器、单向阀、氟泵、储液器、多管道换热器、第一冷凝器、第二冷凝器、第二阀体、第二节流装置、第一节流装置、第一阀体和温控装置，压缩机上并联有旁通阀；室内蒸发器出口设置有制冷阀体与热管阀体，第一阀体分别与第一节流装置和第二冷凝器相连；温控装置可根据环境温度控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀开启或关闭、及调节旁通阀的开合度和氟泵的流量。本发明提供的复合型机房空调系统，在满足产品冷量输出与热负荷相适应的前提下，针对全天候运行的机房能够充分且最大化利用室外自然冷源，以降低产品能耗，实现产品的节能减排。

Description

复合型机房空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种复合型机房空调系统及其控制方法。

背景技术

伴随信息产业数字化建设以及家电智能化的快速发展，机房、基站的数量迅速增加，据统计机房、基站空调的能耗占其总能耗的40％以上，由于数据中心显热负荷大、围护结构封闭，且一年四季全天候运行，在室内侧设定温度低于室外侧温度的季节，常规的空调系统无法利用室外的冷源，仍需继续运行压缩式制冷系统，相对而言，这造成了不必要的能源浪费，且对于空调系统而言，还存在低温启动、润滑、能量调节等使用可靠性问题；目前，为降低机房、基站在温度控制和温度保持方面的能源消耗，采用室内外温差低成本输送热量或为室内侧提供冷量的方法已成为本领域的最新提出的发展方向，如目前采用的新风系统，但该装置不能确保室内空气品质，即无法杜绝室外的灰尘、水分等进入室内，从而易对服务器等电子设备造成损害，而普通的气-气热交换系统虽然能够保证室内空气的品质，但对于热负荷大和温度均匀度要求高的机房对象，需要庞大的换热面积以克服气-气热交换器传热效率低的弊端，从而降低了产品的市场推广力度，不利于产品的市场竞争。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种能够有效利用室外冷源，以降低能耗的复合型机房空调系统。

本发明的另一个目的在于提供一种用于上述复合型机房空调系统的控制方法。

有鉴于此，本发明第一方面实施例提供了一种复合型机房空调系统，用于机房，包括：压缩机，所述压缩机具有排气口和回气口，所述排气口与所述回气口通过第四管道连通，且所述第四管道上设置有旁通阀；室内蒸发器，所述室内蒸发器的出口通过第二管道与所述回气口连通，且所述第二管道上设置有制冷阀体；单向阀，所述单向阀的流出端口通过第三管道与所述室内蒸发器的入口连通；氟泵，所述氟泵的出口通过第一管道与所述单向阀的流进端口连通；储液器，所述储液器的出口与所述氟泵的入口连通；多管道换热器，所述多管道换热器包括第一通道和第二通道，所述第二通道的出口与所述储液器的入口连通，所述第一通道的出口与所述回气口连通；第一冷凝器，所述第一冷凝器的出口与所述第二通道的入口连通，入口通过第五管道与所述室内蒸发器的出口连通，且所述第五管道上设置有热管阀体；第二冷凝器，所述第二冷凝器的入口与所述排气口连通；第二阀体，所述第二阀体的一端口与所述第二冷凝器的出口连通；第二节流装置，所述第二节流装置的入口与所述第二阀体的另一端口连通，出口与所述第一通道的入口连通；第一节流装置，所述第一节流装置的出口通过所述第三管道与所述室内蒸发器的入口连通；第一阀体，所述第一阀体的一端口与所述第一节流装置的入口相连通，另一端口与所述第二冷凝器的出口连通；和温控装置，所述温控装置分别与所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体、所述旁通阀和所述氟泵连接，所述温控装置用于检测室外的环境温度及储液罐内部换热介质的温度，并根据所述环境温度及换热介质的温度控制所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体和所述旁通阀开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的流量。

本发明第一方面实施例提供的复合型机房空调系统，通过温控装置根据室外的环境温度及换热介质的温度通过控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀开启或关闭、及旁通阀的开合度来改变换热介质在复合型机房空调系统中的流通路径，进而控制复合型机房空调系统的工作模式，使得产品可根据室外的环境温度通过调节复合型机房空调系统在不同工作模式下工作以充分利用室外环境中的冷源，从而在满足复合型机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了复合型机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了复合型机房空调系统的节能减排。

具体地，当室外环境温度远高于机房内温度的情况下(如夏天)，温控装置控制第一阀体打开、制冷阀体打开、热管阀体关闭、第二阀体关闭、旁通阀关闭，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：压缩机-第二冷凝器-第一阀体-第一节流装置-室内蒸发器-制冷阀体-压缩机；由于室外环境温度远高于机房温度，使得复合型机房空调系统的热负荷量较大，故本方案中温控装置控制复合型机房空调系统进行前述中常规的压缩机回路制冷过程以产生足够的冷量来满足复合型机房空调系统的热负荷。

当室外环境温度与机房内温度相差不大，即室外环境温度略高于，或者略低于机房内温度的情况下(如秋天、春天)，温控装置控制第一阀体打开、制冷阀体打开、热管阀体关闭、第二阀体关闭、旁通阀打开，并根据室外的环境温度控制旁通阀内保持适宜的开合度，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：压缩机-第二冷凝器-第一阀体-第一节流装置-室内蒸发器-制冷阀体-压缩机，和压缩机-旁通阀-压缩机；由于室外环境温度与机房内温度相差不大，相对而言，该过程中机房所需的冷量较小，即复合型机房空调系统的热负荷较小，故通过调节旁通阀开合度以降低复合型机房空调系统内换热介质的流通量，使复合型机房空调系统产生的冷量与复合型机房空调系统的热负荷相适宜，以避免复合型机房空调系统在不必要的情况下依然进行满负荷工作而造成能源的浪费。

当室外环境温度低于机房内温度，但又无法向机房内提供充足的冷交换量的情况下(如秋天、春天)，温控装置控制第一阀体关闭、制冷阀体关闭、热管阀体打开、第二阀体打开、旁通阀关闭，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：储液器-氟泵-单向阀-室内蒸发器-热管阀体-第一冷凝器-第二通道-储液器，和压缩机-第二冷凝器-第二阀体-第二节流装置-第二通道-压缩机，且第一通道和第二通道内的换热介质进行热交换；该过程中，机房内的热量经室内蒸发器传递到换热介质内后，高温换热介质经过第一冷凝器与室外环境中的自然冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，但是，由于该温度下的换热介质无法为机房提供足够的冷交换量，故而，本方案中，使经过第一冷凝器降温后的换热介质与经过压缩机回路制冷后的换热介质进行热交换，从而进一步降低流向储液器的换热介质的温度；根据能量守恒定律，本方案中从室内蒸发器流出的换热介质先经过第一冷凝器进行降温，从而在满足复合型机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了复合型机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了复合型机房空调系统的节能减排。

当室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天)，温控装置控制第一阀体关闭、制冷阀体关闭、热管阀体打开、第二阀体关闭、旁通阀关闭，氟泵启动，并根据室外的环境温度控制氟泵保持适宜的流量，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：储液器-氟泵-单向阀-室内蒸发器-热管阀体-第一冷凝器-第二通道-储液器；由于室外环境温度远低于机房温度，且能够向机房提供充足的冷交换量以使机房内维持适宜的温度，故本方案中使从室内蒸发器流出的高温换热介质在第一冷凝器与室外环境中的冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，并使降温后的换热介质再次进入室内蒸发器中对机房进行降温，从而在满足机房内制冷需求的前提下，大幅度地降低了复合型机房空调系统的能耗。

另外，随着机房内的温度不断简单，温控装置可根据换热介质的温度控制所述氟泵的输出功率，避免机房内的温度变化过快，对机器造成损害情况发送，从而提高了产品的品质，进而增加了产品的市场竞争力。

另外，本发明提供的上述实施例中的复合型机房空调系统还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述氟泵包括：泵体，所述泵体的一端口与所述单向阀的流进端口连通，另一端与所述储液器出口连通；和流量阀，所述流量阀的一端口与所述储液器的进口相连通，另一端口与所述单向阀的流进端口相连通。

根据本发明的一个实施例，所述温控装置包括：温度传感器，所述温度传感器用于检测室外的环境温度及储液罐内部换热介质的温度，并发送温度信号；和温控器，所述温控器分别与所述温度传感器、所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体、所述旁通阀和所述氟泵连接，所述温控器接收所述温度信号，并根据所述温度信号控制所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体和所述旁通阀开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀和所述流量阀的开合度。

根据本发明的一个实施例，所述温控器包括：处理模块，所述处理模块接收所述温度信号，并将所述温度信号转化为温度值；和运算模块，所述运算模块分别与所述处理模块、所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体、所述旁通阀和所述氟泵连接，所述温控器接收所述温度值，将所述温度值与第一预设值、第二预设值、第三预设值比对得到对比结果，并根据所述对比结果，控制所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体和所述旁通阀开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀和所述流量阀的开合度。

根据本发明的一个实施例，所述复合型机房空调系统还包括：气液分离器，所述气液分离器设置在所述第二管道上，并位于所述制冷阀体与所述回气口之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一冷凝器、所述第二冷凝器和所述室内蒸发器为翅片式换热器或平行流换热器。

本发明第二方面实施例提供了一种控制方法，用于上述任一项实施例所述的复合型机房空调系统，包括：检测步骤，温控传感器检测室外的环境温度及储液罐内部换热介质的温度，并发送温度信号；和控制步骤，温控器接收温度信号，并根据所述温度信号控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的流量。

根据本发明的一个实施例，控制步骤具体包括：处理步骤，处理模块将温度信号转化为温度值；和运算步骤，运算模块接收所述温度值，将所述温度值分别与第一预设值、第二预设值、第三预设值比对得到对比结果，并根据所述对比结果，控制所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体和所述第二阀体开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的流量；其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值。

根据本发明的一个实施例，在运算步骤中；当温度值大于第一预设值时，所述第一阀体打开、所述制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述旁通阀关闭；当温度值大于第二预设值小于所述第一预设数值时，所述第一阀体打开、制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述旁通阀打开，并根据所述温度值控制所述旁通阀的开合度；当温度值大于第三预设值小于所述第二预设数值时，所述第一阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述第二阀体打开、所述旁通阀关闭；当温度值小于第三预设值时，所述第一阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述第二阀体关闭、所述旁通阀关闭，所述氟泵启动，并根据所述温度值控制所述氟泵的流量。

本发明第二方面实施例提供的控制方法用于本发明第一方面实施例提供的复合型机房空调系统，通过对复合型机房空调系统具体设定第一预设值、第二预设值和第三预设值，具体地，设定第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值，且使机房工作温度位于第一预设值与第二预设值之间，并根据室外的环境温度与第一预设值、第二预设值和第三预设值相比较，当室外的环境温度高于第一预设值时，使复合型机房空调系统执行上述中室外环境温度远高于机房内温度的情况下(如夏天)的工作模式；当室外的环境温度位于第一预设值与第二预设值之间时，使复合型机房空调系统执行上述中室外环境温度与机房内温度相差不大的情况下(如秋天、春天)的工作模式；当室外的环境温度位于第二预设值与第三预设值之间时，使复合型机房空调系统执行室外环境温度低于机房内温度，但又无法向机房内提供充足的冷交换量的情况下(如秋天、春天)的工作模式；当室外的环境温度低于第三预设值时，使复合型机房空调系统执行上述中室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天)的工作模式，使得产品可根据室外的环境温度通过调节复合型机房空调系统在不同工作模式下工作以充分利用室外环境中的冷源，从而在满足复合型机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了复合型机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了复合型机房空调系统的节能减排。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明所述复合型机房空调系统的结构示意图；

图2是图1所示复合型机房空调系统第一工作状态的结构示意图；

图3是图1所示复合型机房空调系统第二工作状态的结构示意图；

图4是图1所示复合型机房空调系统第三工作状态的结构示意图；

图5是图1所示复合型机房空调系统第四工作状态的结构示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10压缩机，11排气口，12回气口，20室内蒸发器，31泵体，32流量阀，40多管道换热器，41第一通道，42第二通道，50储液器，60第一冷凝器，70第二冷凝器，81第一管道，82第二管道，83第三管道，84第四管道，85第五管道，91第一阀体，92第二阀体，93第一节流装置，94第二节流装置，95制冷阀体，96热管阀体，97旁通阀，98单向阀；

图中所示箭头为换热介质的流向。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本发明一些实施例所述复合型机房空调系统。

如图1至5所示，本发明第一方面实施例提供的复合型机房空调系统，用于机房，包括：压缩机10、室内蒸发器20、单向阀98、氟泵、储液器50、多管道换热器40、第一冷凝器60、第二冷凝器70、第二阀体92、第二节流装置94、第一节流装置93、第一阀体91和温控装置(图中未示出)。

具体地，压缩机10具有排气口11和回气口12，排气口11与回气口12通过第四管道84连通，且第四管道84上设置有旁通阀97；室内蒸发器20的出口通过第二管道82与回气口12连通，且第二管道82上设置有制冷阀体95；单向阀98的流出端口通过第三管道83与室内蒸发器20的入口连通；氟泵的出口通过第一管道81与单向阀98的流进端口连通；储液器50的出口与氟泵的入口连通；多管道换热器40包括第一通道41和第二通道42，第二通道42的出口与储液器50的入口连通，第一通道41的出口与回气口12连通；第一冷凝器60的出口与第二通道42的入口连通，入口通过第五管道85与室内蒸发器20的出口连通，且第五管道85上设置有热管阀体96；第二冷凝器70的入口与排气口11连通；第二阀体92的一端口与第二冷凝器70的出口连通；第二节流装置94的入口与第二阀体92的另一端口连通，出口与第一通道41的入口连通；第一节流装置93的出口通过第三管道83与室内蒸发器20的入口连通；第一阀体91的一端口与第一节流装置93的入口相连通，另一端口与第二冷凝器70的出口连通；和温控装置分别与第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96、第二阀体92、旁通阀97和氟泵连接，温控装置用于检测室外的环境温度及储液罐50内部换热介质的温度，并根据环境温度及换热介质的温度控制第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96、第二阀体92和旁通阀97开启或关闭、氟泵的启停、及调节旁通阀97的开合度和氟泵的流量。

本发明第一方面实施例提供的复合型机房空调系统，通过温控装置根据室外的环境温度及换热介质的温度通过控制第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96、第二阀体92和旁通阀97开启或关闭、及旁通阀97的开合度来改变换热介质在复合型机房空调系统中的流通路径，进而控制复合型机房空调系统的工作模式，使得产品可根据室外的环境温度通过调节复合型机房空调系统在不同工作模式下工作以充分利用室外环境中的冷源，从而在满足复合型机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了复合型机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了复合型机房空调系统的节能减排。

具体地，如图2所示，当室外环境温度远高于机房内温度的情况下(如夏天)，温控装置控制第一阀体91打开、制冷阀体95打开、热管阀体96关闭、第二阀体92关闭、旁通阀97关闭，氟泵停止，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：压缩机10-第二冷凝器70-第一阀体91-第一节流装置93-室内蒸发器20-制冷阀体95-压缩机10；由于室外环境温度远高于机房温度，使得复合型机房空调系统的热负荷量较大，故本方案中温控装置控制复合型机房空调系统进行前述中常规的压缩机10回路制冷过程以产生足够的冷量来满足复合型机房空调系统的热负荷。

如图3所示，当室外环境温度与机房内温度相差不大，即室外环境温度略高于，或者略低于机房内温度的情况下(如秋天、春天)，温控装置控制第一阀体91打开、制冷阀体95打开、热管阀体96关闭、第二阀体92关闭、氟泵停止，旁通阀97打开，并根据室外的环境温度控制旁通阀97内保持适宜的开合度，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：压缩机10-第二冷凝器70-第一阀体91-第一节流装置93-室内蒸发器20-制冷阀体95-压缩机10，和压缩机10-旁通阀97-压缩机10；由于室外环境温度与机房内温度相差不大，相对而言，该过程中机房所需的冷量较小，即复合型机房空调系统的热负荷较小，故通过调节旁通阀97开合度以降低复合型机房空调系统内换热介质的流通量，使复合型机房空调系统产生的冷量与复合型机房空调系统的热负荷相适宜，以避免复合型机房空调系统在不必要的情况下依然进行满负荷工作而造成能源的浪费。

如图4所示，当室外环境温度低于机房内温度，但又无法向机房内提供充足的冷交换量的情况下(如秋天、春天)，温控装置控制第一阀体91关闭、制冷阀体95关闭、热管阀体96打开、第二阀体92打开、旁通阀97关闭，氟泵停止，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：储液器50-氟泵-单向阀98-室内蒸发器20-热管阀体96-第一冷凝器60-第二通道42-储液器50，和压缩机10-第二冷凝器70-第二阀体92-第二节流装置94-第二通道42-压缩机10，且第一通道41和第二通道42内的换热介质进行热交换；该过程中，机房内的热量经室内蒸发器20传递到换热介质内后，高温换热介质经过第一冷凝器60与室外环境中的自然冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，但是，由于该温度下的换热介质无法为机房提供足够的冷交换量，故而，本方案中，使经过第一冷凝器60降温后的换热介质与经过压缩机10回路制冷后的换热介质进行热交换，从而进一步降低流向储液器50的换热介质的温度；根据能量守恒定律，本方案中从室内蒸发器20流出的换热介质先经过第一冷凝器60进行降温，从而在满足复合型机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了复合型机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了复合型机房空调系统的节能减排。

如图5所示，当室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天)，温控装置控制第一阀体91关闭、制冷阀体95关闭、热管阀体96打开、第二阀体92关闭、旁通阀97关闭，氟泵启动，并根据室外的环境温度控制氟泵保持适宜的流量，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：储液器50-氟泵-单向阀98-室内蒸发器20-热管阀体96-第一冷凝器60-第二通道42-储液器50；由于室外环境温度远低于机房温度，且能够向机房提供充足的冷交换量以使机房内维持适宜的温度，故本方案中使从室内蒸发器20流出的高温换热介质在第一冷凝器60与室外环境中的冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，并使降温后的换热介质再次进入室内蒸发器20中对机房进行降温，从而在满足机房内制冷需求的前提下，大幅度地降低了复合型机房空调系统的能耗。

另外，随着机房内的温度不断简单，温控装置可根据换热介质的温度控制所述氟泵的输出功率，避免机房内的温度变化过快，对机器造成损害情况发送，从而提高了产品的品质，进而增加了产品的市场竞争力。

在本发明的一个实施例中，如图1和图5所示，氟泵包括：泵体31和流量阀32。

具体地，泵体31的一端口与单向阀98的流进端口连通，另一端与储液器50出口连通；流量阀32的一端口与储液器50的进口相连通，另一端口与单向阀98的流进端口相连通。

在该实施例中，可通过流量阀32控制氟泵的流量，进而控制管路中换热介质的流通量，当室外环境温度远低于机房内温度，且经第一冷凝器60降温后的换热介质，进入室内蒸发器20后释放的能量能够远高于复合型机房空调系统热负荷的情况下，可适当降低流量阀32的开度以降低管路中换热介质的流通量，从而降低管路中的驱动功率，进而进一步降低了复合型机房空调系统的能耗。

在本发明的一个实施例中，温控装置包括：温度传感器和温控器。

具体地，温度传感器用于检测室外的环境温度及储液罐内部换热介质的温度，并发送温度信号；温控器分别与温度传感器、第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96、第二阀体92、旁通阀97和氟泵连接，温控器接收温度信号，并根据温度信号控制第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96、第二阀体92和旁通阀97开启或关闭、氟泵的启停、及调节旁通阀97和流量阀32的开合度。

在该实施例中，温控器根据温度传感器传输的温度信号自动控制复合型机房空调系统在相应的工作模式下工作，从而提高了产品的智能性，进而提高产品的使用舒适度。

在本发明的一个实施例中，温控器包括：处理模块和运算模块。

具体地，处理模块接收温度信号，并将温度信号转化为温度值；运算模块分别与处理模块、第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96、第二阀体92、旁通阀97和氟泵连接，温控器接收温度值，将温度值与第一预设值、第二预设值、第三预设值比对得到对比结果，并根据对比结果，控制第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96、第二阀体92和旁通阀97开启或关闭、氟泵的启停、及调节旁通阀97和流量阀32的开合度。

在该实施例中，通过设定第一预设值、第二预设值、第三预设值，并设置机房内需要维持的工作温度位于第一预设值与第二预设值之间，可以第一预设值、第二预设值、第三预设值为参照，根据室外的环境温度控制复合型机房空调系统在相应的工作模式下工作。

具体地，在本发明第一具体实施例中，如图2所示，当温度传感器检测到室外的环境温度高于第一预设值时，温控装置控制第一阀体91打开、制冷阀体95打开、热管阀体96关闭、第二阀体92关闭、旁通阀97关闭，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：压缩机10-第二冷凝器70-第一阀体91-第一节流装置93-室内蒸发器20-制冷阀体95-压缩机10；由于室外环境温度高于第一预设值，该情况下对应的复合型机房空调系统热负荷较大，故本方案中温控装置控制复合型机房空调系统进行前述中常规的压缩机10回路制冷过程以产生足够的冷量来满足复合型机房空调系统的热负荷。

在本发明第二具体实施例中，如图3所示，当温度传感器检测到室外的环境温度高于第二预设值，且低于第一预设值时，由于机房内需要维持的工作温度位于第一预设值与第二预设值之间，则相应地，室外环境温度与机房内温度相差不大，此时，温控装置控制第一阀体91打开、制冷阀体95打开、热管阀体96关闭、第二阀体92关闭、旁通阀97打开，并根据室外的环境温度控制旁通阀97内保持适宜的开合度，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：压缩机10-第二冷凝器70-第一阀体91-第一节流装置93-室内蒸发器20-制冷阀体95-压缩机10，和压缩机10-旁通阀97-压缩机10；由于室外环境温度与机房内温度相差不大，相对而言，该过程中机房所需的冷量较小，即复合型机房空调系统的热负荷较小，故通过调节旁通阀97开合度以降低复合型机房空调系统内换热介质的流通量，使复合型机房空调系统产生的冷量与复合型机房空调系统的热负荷相适宜，以避免复合型机房空调系统在不必要的情况下依然进行满负荷工作而造成能源的浪费。

在本发明第三具体实施例中，如图4所示，当温度传感器检测到室外的环境温度高于第三预设值，且低于第二预设值时，由于该情况下仅靠室外环境中的冷源降温后换热介质释放的冷量不足以满足复合型机房空调系统的热负荷，则本方案中温控装置控制第一阀体91关闭、制冷阀体95关闭、热管阀体96打开、第二阀体92打开、旁通阀97关闭，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：储液器50-氟泵-单向阀98-室内蒸发器20-热管阀体96-第一冷凝器60-第二通道42-储液器50，和压缩机10-第二冷凝器70-第二阀体92-第二节流装置94-第二通道42-压缩机10，且第一通道41和第二通道42内的换热介质进行热交换；该过程中，机房内的热量经室内蒸发器20传递到换热介质内后，高温换热介质经过第一冷凝器60与室外环境中的自然冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，但是，由于该温度下的换热介质无法为机房提供足够的冷交换量，故而，本方案中，使经过第一冷凝器60降温后的换热介质与经过压缩机10回路制冷后的换热介质进行热交换，从而进一步降低流向储液器50的换热介质的温度；根据能量守恒定律，本方案中从室内蒸发器20流出的换热介质先经过第一冷凝器60进行降温，从而在满足复合型机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了复合型机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了复合型机房空调系统的节能减排。

在本发明第四具体实施例中，如图5所示，当温度传感器检测到室外的环境温度低于第三预设值时，由于该情况仅靠室外环境中的冷源降温后换热介质释放的冷量即可满足复合型机房空调系统的热负荷，则本方案中温控装置控制第一阀体91关闭、制冷阀体95关闭、热管阀体96打开、第二阀体92关闭、旁通阀97关闭，氟泵启动，并根据室外的环境温度控制氟泵保持适宜的流量，则换热介质的在复合型机房空调系统内的流通路径为：储液器50-氟泵-单向阀98-室内蒸发器20-热管阀体96-第一冷凝器60-第二通道42-储液器50；由于室外环境温度远低于机房温度，且能够向机房提供充足的冷交换量以使机房内维持适宜的温度，故本方案中使从室内蒸发器20流出的高温换热介质在第一冷凝器60与室外环境中的冷源进行热交换，以降低换热介质的温度，并使降温后的换热介质再次进入室内蒸发器20中对机房进行降温，从而在满足机房内制冷需求的前提下，大幅度地降低了复合型机房空调系统的能耗。

在本发明的一个实施例中，复合型机房空调系统还包括：气液分离器(图中未示出)，具体地，气液分离器设置在第二管道82上，并位于制冷阀体与回气口之间。

在该实施例中，在第二管路上，且在压缩机10的回气口12处设置气液分离器，以使管路中的流体气液分离，从而有效地避免管路中的液体进入到压缩机10内，导致压缩机10液击的情况出现。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一冷凝器60、第二冷凝器70和室内蒸发器20为翅片式换热器或平行流换热器。

在该实施例中，由于翅片式换热器的换热面积大、换热效率高，故在换热量一定的前提下，翅片式换热器的体积相对其他换热而言更小，从而相应地减小了产品的体积，降低了产品的成本。

当然，第一冷凝器60、第二冷凝器70和室内蒸发器20的选型可有多种方案，例如壳管式换热器、套管式换热器或板式换热器等，此处不进行一一列举，但均应在本发明的保护范围内。

本发明第二方面实施例提供的控制方法，用于上述任一项实施例所述的复合型机房空调系统，包括：检测步骤，温控传感器检测室外的环境温度及储液罐内部换热介质的温度，并发送温度信号；和控制步骤，温控器接收温度信号，并根据所述温度信号控制第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96、第二阀体92和旁通阀97开启或关闭、氟泵的启停、及调节所述旁通阀97的开合度和所述氟泵的流量。

在本发明的一个实施例中，控制步骤具体包括：处理步骤和运算步骤。

具体地，处理模块将温度信号转化为温度值；运算模块接收温度值，将温度值分别与第一预设值、第二预设值、第三预设值比对得到对比结果，并根据对比结果，控制第一阀体91、制冷阀体95、热管阀体96和第二阀体92开启或关闭、氟泵的启停、及调节所述旁通阀97的开合度和所述氟泵的流量；其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值。

在本发明的一个实施例中，在运算步骤中；当温度值大于第一预设值时，第一阀体91打开、制冷阀体95打开、热管阀体96关闭、第二阀体92关闭、旁通阀97关闭；当温度值大于第二预设值小于第一预设数值时，第一阀体91打开、制冷阀体95打开、热管阀体96关闭、第二阀体92关闭、旁通阀97打开，并根据温度值控制旁通阀97的开合度；当温度值大于第三预设值小于所述第二预设数值时，第一阀体91关闭、制冷阀体95关闭、热管阀体96打开、第二阀体92打开、旁通阀97关闭；当温度值小于第三预设值时，第一阀体91关闭、制冷阀体95关闭、热管阀体96打开、第二阀体92关闭、旁通阀97关闭，氟泵启动，并根据温度值控制氟泵的流量。

在本发明的一个具体实施例中，机房内所需维持的工作温度为25℃，第一预设值为25℃，第二预设值为15℃，第三预设值为5℃，在该实施例中，当室外的环境温度高于25℃时，复合型机房空调系统执行本发明第一具体实施例中提供的方案；当室外的环境温度低于或等于25℃，且高于15℃时，复合型机房空调系统执行本发明第二具体实施例中提供的方案；当室外的环境温度低于或等于15℃，且高于5℃时，复合型机房空调系统执行本发明第三具体实施例中提供的方案；当室外的环境温度低于或等于5℃时，复合型机房空调系统执行本发明第四具体实施例中提供的方案。

本发明第二方面实施例提供的控制方法用于本发明第一方面实施例提供的复合型机房空调系统，通过对复合型机房空调系统具体设定第一预设值、第二预设值和第三预设值，具体地，设定第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值，且使机房工作温度位于第一预设值与第二预设值之间，并根据室外的环境温度与第一预设值、第二预设值和第三预设值相比较，当室外的环境温度高于第一预设值时，使复合型机房空调系统执行上述中室外环境温度远高于机房内温度的情况下(如夏天)的工作模式；当室外的环境温度位于第一预设值与第二预设值之间时，使复合型机房空调系统执行上述中室外环境温度与机房内温度相差不大的情况下(如秋天、春天)的工作模式；当室外的环境温度位于第二预设值与第三预设值之间时，使复合型机房空调系统执行室外环境温度低于机房内温度，但又无法向机房内提供充足的冷交换量的情况下(如秋天、春天)的工作模式；当室外的环境温度低于第三预设值时，使复合型机房空调系统执行上述中室外环境温度远低于机房内温度的情况下(如冬天)的工作模式，使得产品可根据室外的环境温度通过调节复合型机房空调系统在不同工作模式下工作以充分利用室外环境中的冷源，从而在满足复合型机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了复合型机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了复合型机房空调系统的节能减排；

综上所述，本发明第一方面实施例提供的复合型机房空调系统，通过温控装置根据室外的环境温度通过控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀开启或关闭、及旁通阀的开合度来改变换热介质在复合型机房空调系统中的流通路径，进而控制复合型机房空调系统的工作模式，使得产品可根据室外的环境温度通过调节复合型机房空调系统在不同工作模式下工作以充分利用室外环境中的冷源，从而在满足复合型机房空调系统的冷量输出与热负荷相适应的前提下，降低了复合型机房空调系统因产生冷量所消耗的功率，进而实现了复合型机房空调系统的节能减排。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合型机房空调系统，用于机房，其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机具有排气口和回气口，所述排气口与所述回气口通过第四管道连通，且所述第四管道上设置有旁通阀；

室内蒸发器，所述室内蒸发器的出口通过第二管道与所述回气口连通，且所述第二管道上设置有制冷阀体；

单向阀，所述单向阀的流出端口通过第三管道与所述室内蒸发器的入口连通；

氟泵，所述氟泵的出口通过第一管道与所述单向阀的流进端口连通；

储液器，所述储液器的出口与所述氟泵的入口连通；

多管道换热器，所述多管道换热器包括第一通道和第二通道，所述第二通道的出口与所述储液器的入口连通，所述第一通道的出口与所述回气口连通；

第一冷凝器，所述第一冷凝器的出口与所述第二通道的入口连通，入口通过第五管道与所述室内蒸发器的出口连通，且所述第五管道上设置有热管阀体；

第二冷凝器，所述第二冷凝器的入口与所述排气口连通；

第二阀体，所述第二阀体的一端口与所述第二冷凝器的出口连通；

第二节流装置，所述第二节流装置的入口与所述第二阀体的另一端口连通，出口与所述第一通道的入口连通；

第一节流装置，所述第一节流装置的出口通过所述第三管道与所述室内蒸发器的入口连通；

第一阀体，所述第一阀体的一端口与所述第一节流装置的入口相连通，另一端口与所述第二冷凝器的出口连通；和

温控装置，所述温控装置分别与所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体、所述旁通阀和所述氟泵连接，所述温控装置用于检测室外的环境温度及储液罐内部换热介质的温度，并根据所述环境温度及所述换热介质的温度控制所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体和所述旁通阀开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的流量。

2.根据权利要求1所述的复合型机房空调系统，其特征在于，所述氟泵包括：

泵体，所述泵体的一端口与所述单向阀的流进端口连通，另一端口与所述储液器的出口连通；和

流量阀，所述流量阀的一端口与所述储液器的进口相连通，另一端口与所述单向阀的流进端口相连通。

3.根据权利要求2所述的复合型机房空调系统，其特征在于，所述温控装置包括：

温度传感器，所述温度传感器用于检测室外的环境温度及储液罐内部换热介质的温度，并发送温度信号；和

温控器，所述温控器分别与所述温度传感器、所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体、所述旁通阀和所述氟泵连接，所述温控器接收所述温度信号，并根据所述温度信号控制所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体和所述旁通阀开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀和所述流量阀的开合度。

4.根据权利要求3所述的复合型机房空调系统，其特征在于，所述温控器包括：

处理模块，所述处理模块接收所述温度信号，并将所述温度信号转化为温度值；和

运算模块，所述运算模块分别与所述处理模块、所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体、所述旁通阀和所述氟泵连接，所述温控器接收所述温度值，将所述温度值与第一预设值、第二预设值、第三预设值比对得到对比结果，并根据所述对比结果，控制所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体、所述第二阀体和所述旁通阀开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀和所述流量阀的开合度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合型机房空调系统，其特征在于，还包括：

气液分离器，所述气液分离器设置在所述第二管道上，并位于所述制冷阀体与所述回气口之间。

6.根据权利要求5所述的复合型机房空调系统，其特征在于，

所述第一冷凝器、所述第二冷凝器和所述室内蒸发器均翅片式换热器或平行流换热器。

7.一种控制方法，用于如权利要求1至6中任一项所述的复合型机房空调系统，其特征在于，包括：

检测步骤，温控传感器检测室外的环境温度及储液罐内部换热介质的温度，并发送温度信号；和

控制步骤，温控器接收温度信号，并根据所述温度信号控制第一阀体、制冷阀体、热管阀体、第二阀体和旁通阀开启或关闭、氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的流量。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，控制步骤具体包括：

处理步骤，处理模块将温度信号转化为温度值；和

运算步骤，运算模块接收所述温度值，将所述温度值分别与第一预设值、第二预设值、第三预设值比对得到对比结果，并根据所述对比结果，控制所述第一阀体、所述制冷阀体、所述热管阀体和所述第二阀体开启或关闭、所述氟泵的启停、及调节所述旁通阀的开合度和所述氟泵的流量；

其中，第一预设值大于第二预设值，第二预设值大于第三预设值。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在运算步骤中；

当温度值大于第一预设值时，所述第一阀体打开、所述制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述旁通阀关闭；

当温度值大于第二预设值小于所述第一预设数值时，所述第一阀体打开、制冷阀体打开、所述热管阀体关闭、所述第二阀体关闭、所述旁通阀打开，并根据所述温度值控制所述旁通阀的开合度；

当温度值大于第三预设值小于所述第二预设数值时，所述第一阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述第二阀体打开、所述旁通阀关闭；

当温度值小于第三预设值时，所述第一阀体关闭、所述制冷阀体关闭、所述热管阀体打开、所述第二阀体关闭、所述旁通阀关闭，所述氟泵启动、并根据所述温度值控制所述氟泵的流量。