CN108387020A - 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心 - Google Patents

机架式复合型空调及高能效单柜数据中心 Download PDF

Info

Publication number
CN108387020A
CN108387020A CN201810307071.4A CN201810307071A CN108387020A CN 108387020 A CN108387020 A CN 108387020A CN 201810307071 A CN201810307071 A CN 201810307071A CN 108387020 A CN108387020 A CN 108387020A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air conditioner
valve
evaporator
composite air
unit component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810307071.4A
Other languages
English (en)
Inventor
黎柏伟
方晓云
周振峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East Group Co Ltd
Original Assignee
East Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East Group Co Ltd filed Critical East Group Co Ltd
Priority to CN201810307071.4A priority Critical patent/CN108387020A/zh
Publication of CN108387020A publication Critical patent/CN108387020A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0003—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station characterised by a split arrangement, wherein parts of the air-conditioning system, e.g. evaporator and condenser, are in separately located units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20718—Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20736—Forced ventilation of a gaseous coolant within cabinets for removing heat from server blades
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208—Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20818—Liquid cooling with phase change within cabinets for removing heat from server blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0401—Refrigeration circuit bypassing means for the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0411—Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2501—Bypass valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

一种高能效单柜数据中心，包括主柜体、安装在所述主柜体中的配电模块、安装在所述主柜体中的若干IT模块、及机架式复合型空调；机架式复合型空调，包括室内机组件、及连接室内机组件的室外机组件；所述室内机组件包括内机架、设置在所述内机架中的电子膨胀阀、设置在所述内机架中的旁通电磁阀、及设置在所述内机架中的蒸发器；本发明的机架式复合型空调及高能效单柜数据中心通过旁通电磁阀的控制、及三通阀的自动切换，机架式复合型空调在条件适合，运行自然降温模式，关闭压缩机，使冷媒在蒸发器与冷凝器之间自然循环，实现蒸发器外部环境的降温，减少了压缩机的运行时间，降低了机架式复合型空调进行温度调节所消耗的电能。

Description

机架式复合型空调及高能效单柜数据中心
技术领域
本发明涉及空调制冷技术，特别是涉及一种机架式复合型空调及高能效单柜数据中心。
背景技术
在数据中心中，由于运算任务庞大，同时在数据中心运行时，内部设备会产生较大的热量，导致数据中中心的内部环境温度具有上升趋势，为控制数据中心内的环境温度，避免内部设备因温度过高而影响运作效率，现有方案一般通过空调制冷技术对数据中心的内部温度进行控制，然而，利用一般空调技术控制数据中心的内部温度时，压缩机一般持续运行，电能消耗较大，不利于数据中心的节能运行。
发明内容
基于此，本发明提供一种通过热管技术降低电能消耗的机架式复合型空调及高能效单柜数据中心。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种机架式复合型空调，包括室内机组件、及连接室内机组件的室外机组件；所述室内机组件包括内机架、设置在所述内机架中的电子膨胀阀、设置在所述内机架中的旁通电磁阀、及设置在所述内机架中的蒸发器；所述室外机组件包括外机架、设置在所述外机架中的气液分离器、设置在所述外机架中的压缩机、设置在所述外机架中的三通阀、设置在所述外机架中的冷凝器、及设置在所述外机架中的储液罐；所述电子膨胀阀的输入端、及所述旁通电磁阀的输入端分别连接所述储液罐的输出端；所述电子膨胀阀的输出端、及所述旁通电磁阀的输出端分别连接所述蒸发器的输入端；所述蒸发器的输出端连接所述气液分离器的输入端；所述气液分离器的输出端连接所述压缩机的输入端；所述三通阀设有高压进气口、低压进气口、及排气口；所述三通阀的高压进气口连接所述压缩机的输出端，所述三通阀的排气口连接所述冷凝器的输入端；所述冷凝器的输出端连接所述储液罐的输入端。
本发明的机架式复合型空调通过旁通电磁阀的控制、及三通阀的自动切换，机架式复合型空调在条件适合，运行自然降温模式，关闭压缩机，使冷媒在蒸发器与冷凝器之间自然循环，实现蒸发器外部环境的降温，减少了压缩机的运行时间，降低了机架式复合型空调进行温度调节所消耗的电能。
在其中一个实施例中，还包括气侧导管、及液侧导管；所述蒸发器通过气侧导管连接所述气液分离器，所述冷凝器通过所述液侧导管连接所述电子膨胀阀的输入端。
在其中一个实施例中，所述室内机组件还包括内旁路导管，所述蒸发器的输入口通过所述内旁路导管连通至所述液侧导管，所述旁通电磁阀设置在所述内旁路导管上。
在其中一个实施例中，所述室外机组件还包括外旁路导管，所述三通阀的低压进气口通过所述外旁路导管连通至所述气侧导管。
在其中一个实施例中，所述室内机组件还包括过滤器，所述过滤器通过所述液侧导管连接所述电子膨胀阀的输入端。
在其中一个实施例中，所述室内机组件还包括视液镜，所述视液镜连接在所述过滤器与所述电子膨胀阀之间。
在其中一个实施例中，还包括气侧截止阀、及液侧截止阀；所述气侧截止阀设置在所述气侧导管上，所述液侧截止阀设置在所述液侧导管上。
一种高能效单柜数据中心，包括主柜体、安装在所述主柜体中的配电模块、安装在所述主柜体中的若干IT模块、及如权利要求1至7任意一项所述的机架式复合型空调，该机架式复合型空调的室内机组件与所述主柜体连接。
在其中一个实施例中，所述内机架安装在所述主柜体底部，所述室外机组件设置在室外，所述室外机架的水平高度高于所述内机架；所述室内机组件还包括室内风机，所述室内风机与所述蒸发器对应设置，令所述蒸发器与气流充分接触；所述内机架设有出风口、及入风口；所述出风口、及所述入风口分别设置在所述内机架的两侧；所述配电模块及所述IT模块在水平方向上处于所述出风口与所述入风口之间。
在其中一个实施例中，还包括安装在所述主柜体中的UPS模块、及安装在所述主柜体中的电池模块；所述配电模块与所述UPS模块电气连接，所述电池模块与所述USP模块电气连接；所述UPS模块安装在所述配电模块与所述IT模块之间；所述电池模块安装在所述IT模块与所述内机架之间。
附图说明
图1为本发明的一较佳实施例的高能效单柜数据中心的结构示意图；
图2为本发明的一较佳实施例的机架式复合型空调的结构示意图；
图3为图2所示的机架式复合型空调的运行模式切换示意图；
图4为图1所示的高能效单柜数据中心的主体正视图；
图5为图1所示的高能效单柜数据中心的电气连接图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1至图5，为本发明一较佳实施方式的高能效单柜数据中心10，用于运行应用以处理商业和运作的组织的数据。该高能效单柜数据中心10包括主柜体20、安装在主柜体20中的配电模块30、安装在主柜体20中的若干IT模块40、及连接主柜体20的机架式复合型空调50。
机架式复合型空调50包括安装在主柜体20中的室内机组件51、及连接室内机组件51的室外机组件52；室内机组件51包括内机架511、设置在内机架511中的电子膨胀阀512、设置在内机架511中的旁通电磁阀513、及设置在内机架511中的蒸发器514。
室外机组件52包括外机架521、设置在外机架521中的气液分离器522、设置在外机架521中的压缩机523、设置在外机架521中的三通阀524、设置在外机架521中的冷凝器525、及设置在外机架521中的储液罐526；电子膨胀阀512的输入端、及旁通电磁阀513的输入端分别连接储液罐526的输出端；电子膨胀阀512的输出端、及旁通电磁阀513的输出端分别连接蒸发器514的输入端；蒸发器514的输出端连接气液分离器522的输入端；气液分离器522的输出端连接压缩机523的输入端；三通阀524设有高压进气口、低压进气口、及排气口；三通阀524的高压进气口连接压缩机523的输出端，三通阀524的排气口连接冷凝器525的输入端；冷凝器525的输出端连接储液罐526的输入端。
机架式复合型空调50可根据室外温度条件，在主动制冷及自然降温两种运行模式之间切换，实现对高能效单柜数据中心10的内部温度控制；当室内温度较高时，运行主动制冷模式，通过启动压缩机523，压缩机523的输出端产生高压，使三通阀524的高压进气口与排气口之间导通、而低压进气口与排气口之间截止，同时，旁通电磁阀513关闭，使冷媒通过电子膨胀阀512节流后进入蒸发器514，对高能效单柜数据中心10的内部产生强效制冷；当室内温度及室内外温差合适时，运行自然降温模式，通过关闭压缩机523，压缩机523的输出端停止产生高压，使三通阀524的低压进气口与排气口之间导通、而高压进气口与排气口之间截止，同时，旁通电磁阀513开启，使冷媒通过旁通电磁阀513后进入蒸发器514，利用冷媒的自然蒸发及凝结实现高能效单柜数据中心10的内部温度控制，从而减少机架式复合型空调50在温度控制过程中所消耗的电能。
请参阅图1及图2，具体地，室内机组件51还包括室内风机515，室内风机515与蒸发器514对应设置，令蒸发器514与气流充分接触；内机架511设有出风口、及入风口，室内风机515所产生的气流从出风口输出内机架511，同时，外部气流从入风口进入内机架511内部；室内风机515所产生的风力实现主柜体20内部的气流循环。
配电模块30与IT模块40、及机架式复合型空调50电气连接，以向IT模块40、机架式复合型空调50分配电能；为使主柜体20内的气流为配电模块30及IT模块40充分散热，配电模块30及IT模块40在竖直方向上相互重叠设置；在本实施方式中，为在自然降温模式下，利用重力实现液态冷媒向蒸发器514的回流，内机架511安装在主柜体20底部，室外机架521的水平高度高于内机架511；出风口、及入风口分别设置在内机架511的两侧；配电模块30及IT模块40在水平方向上处于出风口与入风口之间，使在出风口上方形成封闭冷通道，在入风口上方形成封闭热通道；主柜体20内的气流自封闭冷通道穿过配电模块30与IT模块40后进入封闭热通道。
请再次参阅图2，具体地，机架式复合型空调50还包括气侧导管53、及液侧导管54；蒸发器514通过气侧导管53连接气液分离器522，冷凝器525通过液侧导管54连接电子膨胀阀512的输入端；冷媒通过气侧导管53及液侧导管54在室内机组件51与室外机组件52之间循环。
具体地，室内机组件51还包括内旁路导管516，蒸发器514的输入口通过内旁路导管516连通至液侧导管54，旁通电磁阀513设置在内旁路导管516上；室外机组件52还包括外旁路导管527，三通阀524的低压进气口通过外旁路导管527连通至气侧导管53。
具体地，室外机组件52还包括冷凝风机528，冷凝风机528与冷凝器525对应设置，使冷凝器525与室外气流充分接触。
具体地，气侧导管53、液侧导管54、内旁路导管516、及外旁路导管527为紫铜管。
机架式复合型空调50在运行时，根据室内外温度条件在主动制冷及自然降温两种模式下切换，当室内温度较高，自然降温无法满足提供足够的降温效果时，压缩机523启动，压缩机523的输出口输出高压，三通阀524的高压进气口与低压进气口之间产生压差，在压差的作用下，三通阀524的高压进气口与排气口之间导通；同时，旁通电磁阀513关闭，压缩机523、冷凝器525、电子膨胀阀512、蒸发器514、及气液分离器522构成蒸汽压缩式制冷循环回路；在主动制冷模式下，冷媒在蒸发器514内吸热蒸发，气态冷媒通过气侧导管53进入气液分离器522，气液分离器522对通过气流中的液态成分进行过滤，减少进入压缩机523的气流的液态成分，防止压缩机523回液出现液击现象；气态冷媒在压缩机523压缩后处于高温高压状态；高温高压状态的气态冷媒通过三通阀524进入冷凝器525，气态冷媒在冷凝器525中与室外空气换热后，凝结为液态冷媒；液态冷媒经过储液罐526及液侧导管54进入到电子膨胀阀512，电子膨胀阀512对液态冷媒的通流量起调节作用，离开电子膨胀阀512的液态冷媒再次进入蒸发器514内吸热蒸发，如此形成制冷循环。
由于电子膨胀阀512节流后的液态冷媒成为低温液态冷媒，将吸收热量蒸发，本实施方式中，通过将电子膨胀阀512设置在室内机的内机架511中，从而减少了液态冷媒在电子膨胀阀512与蒸发器514之间的通动距离，从而减少了液态冷媒在流通过程的冷量损失。
当室内温度可满足冷媒的高效吸热蒸发条件，且室内外温差较大时，自然降温可提供足够的降温效果时，压缩机523停止运行，三通阀524的高压进气口与低压进气口之间的压差消失，在三通阀524的内部弹簧件的作用下，三通阀524的低压进气口与排气口之间导通，压缩机523被短路；同时，旁通电磁阀513打开，在重力作用下，液态冷媒大量聚集在处于低位的蒸发器514中，由于蒸发器514处于低压环境中，在常温下，蒸发器514内的液态冷媒以一定的速率吸热蒸发，气态的冷媒受压差驱动通过外旁路导管527及三通阀524上升至冷凝器525；由于冷凝器525所处的室外环境温度较低，温度相对相对较高的气态冷媒在冷凝器525中凝结放热，将从蒸发器514处吸收到的热量释放到室外空间中；在冷凝器525凝结放热后形成的液态冷媒在重力作用下，通过储液罐526、液侧导管54、及内旁路导管516回流至蒸发器514，完成一次自然降温循环；只要室外温度足够低，室内外温差保持在一个范围内，冷媒的自然降温循环便持续进行，持续将蒸发器514附近的热量传递至冷凝器525外侧。
请参阅图3，具体地，高能效单柜数据中心10的主柜体20所处的室内温度为IRT；室外机组件52所处的室外温度为ORT；自然降温模式的开启温度为RGT；自然降温模式的启动温差为△T1，且△T1＝(IRT-ORT)；主动制冷模式的开启温差为△T2；主动制冷模式的控制回差为△T3；自然降温模式的控制回差为△T4。
机架式复合型空调50的运行切换方式如下：
当IRT≥RGT且△T1≥5℃时，自然降温模式运行；
当IRT＜RGT-△T4℃或△T1＜5℃时，关闭自然降温模式；
当IRT≥RGT+△T2时，切换到制动制冷模式运行；
当IRT＜RGT+△T2-△T3时，关闭主动制冷模式。
具体地，为确保自然降温模式下，蒸发器514中的液态冷媒可有效蒸发吸热，设定RGT为22℃；当室外温度降低，如ORT＝5℃时，此时如果室内温度IRT为25℃，则IRT≥RGT且△T1＝IRT-ORT≥5℃，自然降温模式启动，关闭压缩机523，三通阀524两进管的压差消失，在内部自身弹簧作用力下，回路切换到外旁路导管527，同时旁通电磁阀513接通，液态冷媒由旁通电磁阀513经过，由于主动制冷模式和自然降温模式所需冷媒量差异较大，自然降温模式需要冷媒量较多，通过在冷凝出口处设计储液罐526，可进行冷媒量的调整，以适应机架式复合型空调在主动制冷模式和自然降温模式的高效运行需求。
在自然降温模式下，液态冷媒大量聚集于低位机的蒸发器514中，由于机组内部的压力较低，由于室内温度大于22℃，蒸发器514内的液态冷媒就能以一定的速率吸热蒸发，气态冷媒受压差驱动上升至冷凝器525。由于冷凝器525所处的室外环境温度较低于5℃，温度相对较高的气态冷媒在冷凝器525处冷凝放热，将从蒸发器514吸收的热量释放到室外空间，液态冷媒则在重力作用下回流到蒸发器514，完成一个热管自然循环。只要室外温度足够低，室内外温差保持在5℃范围内，冷媒的自然循环便会持续进行，将室内热量源源不断的传至室外。此时，整个机架式复合型空调50的能耗部件仅为室内风机515和冷凝风机528，由于压缩机523不投入运行，自然降温模式的输入功率相比主动制冷模式削减了一大半。另一方面，当室外温度越低时，自然降温的散热量越大，而室内负荷却越小，此时降低室内风机515和冷凝风机528的转速也可满足降温要求，从而使得机架式复合型空调50的能耗得以下降，进一步增强了自然降温模式的节能潜力。
优选地，主动制冷模式的开启温差△T2为2℃。
室外温度ORT升高至22℃时，IRT≥RGT但△T1＝IRT-ORT≤5℃，此时自然降温模式不启动，IRT继续升高，当IRT≥RGT+△T2，为24℃时，开启压缩机523，三通阀524在压缩机523吸排气压差的推动下切换到主动制冷模式，旁通电磁阀513关闭，冷媒经过电子膨胀阀512节流后进入蒸发器514吸热，冷媒吸热蒸发后成低温低压气态，为防止压缩机523回液出现液击，设计中在压缩机523前增加气液分离器522保证进入压缩机523为气态冷媒，气态冷媒在压缩机523压缩后成高温高压的气态冷媒，进入冷凝器525进行和室外空气换热后冷凝成液态冷媒，液态冷媒沿液侧导管54再次进入电子膨胀阀512节流，如此形成主动制冷循环。
当室内温度IRT上升，优先开启自然降温模式，当室内外温差不满足的情况下，导致IRT后来继续上升，到IRT≥RGT+△T2时后，主动制冷模式开启，使IRT温度在设定温度范围内。如果室内外温差满足大于或等于5℃时，自然降温模式开启，IRT温度稳定在设定范围内，此时如增加IT模块40负荷，导致IRT后来继续上升，到IRT≥RGT+△T2时后，主动制冷模式开启。当IRT温度降低，优先关闭主动制冷模式，进一步降低自然降温模式循环的室内风机515及冷凝风机528的转速，直到关闭。
请参阅图2，进一步地，为减少机架式复合型空调50中循环的冷媒中的杂质，确保液态冷媒在电子膨胀阀512中顺畅流通，室内机组件51还包括过滤器517，过滤器517通过液侧导管54连接电子膨胀阀512的输入端；进一步地，为方便确认机架式复合型空调50中是否有足够的冷媒，室内机组件51还包括视液镜518，视液镜518连接在过滤器517与电子膨胀阀512之间。
进一步地，为避免液态冷媒从压缩机523的输出端回流，导致压缩机523受损，室外机组件52还包括单向阀529，单向阀529连接在压缩机523的输出端与三通阀524的高压进气口之间。
为避免机架式复合型空调50中循环的冷媒出现倒流现象，机架式复合型空调50还包括气侧截止阀55、及液侧截止阀56；气侧截止阀55设置在气侧导管53上，液侧截止阀56设置在液侧导管54上。
请参阅图5，为在外部供电不稳定的情况下，高能效单柜数据中心10可保持正常运行，高能效单柜数据中心10还包括UPS模块60、及电池模块70；配电模块30与UPS模块60及外部电源电气连接，电池模块70与USP模块电气连接；UPS模块60安装在配电模块30与IT模块40之间；电池模块70安装在IT模块40与内机架511之间。
请参阅图1、图4及图5，进一步地，为方便操作人员观察高能效单柜数据中心10的运行状况，高能效单柜数据中心10还包括一体化监控屏80，一体化监控屏80分别与配电模块30、IT模块40、UPS模块60、及电池模块70电气连接；一体化监控屏80安装在主柜体20外侧。
本实施例中，通过旁通电磁阀的控制、及三通阀的自动切换，机架式复合型空调在条件适合，运行自然降温模式，关闭压缩机，使冷媒在蒸发器与冷凝器之间自然循环，实现蒸发器外部环境的降温，减少了压缩机的运行时间，降低了机架式复合型空调进行温度调节所消耗的电能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机架式复合型空调，其特征在于，包括室内机组件、及连接室内机组件的室外机组件；所述室内机组件包括内机架、设置在所述内机架中的电子膨胀阀、设置在所述内机架中的旁通电磁阀、及设置在所述内机架中的蒸发器；所述室外机组件包括外机架、设置在所述外机架中的气液分离器、设置在所述外机架中的压缩机、设置在所述外机架中的三通阀、设置在所述外机架中的冷凝器、及设置在所述外机架中的储液罐；所述电子膨胀阀的输入端、及所述旁通电磁阀的输入端分别连接所述储液罐的输出端；所述电子膨胀阀的输出端、及所述旁通电磁阀的输出端分别连接所述蒸发器的输入端；所述蒸发器的输出端连接所述气液分离器的输入端；所述气液分离器的输出端连接所述压缩机的输入端；所述三通阀设有高压进气口、低压进气口、及排气口；所述三通阀的高压进气口连接所述压缩机的输出端，所述三通阀的排气口连接所述冷凝器的输入端；所述冷凝器的输出端连接所述储液罐的输入端。
2.根据权利要求1所述的机架式复合型空调，其特征在于，还包括气侧导管、及液侧导管；所述蒸发器通过气侧导管连接所述气液分离器，所述冷凝器通过所述液侧导管连接所述电子膨胀阀的输入端。
3.根据权利要求2所述的机架式复合型空调，其特征在于，所述室内机组件还包括内旁路导管，所述蒸发器的输入口通过所述内旁路导管连通至所述液侧导管，所述旁通电磁阀设置在所述内旁路导管上。
4.根据权利要求2所述的机架式复合型空调，其特征在于，所述室外机组件还包括外旁路导管，所述三通阀的低压进气口通过所述外旁路导管连通至所述气侧导管。
5.根据权利要求2所述的机架式复合型空调，其特征在于，所述室内机组件还包括过滤器，所述过滤器通过所述液侧导管连接所述电子膨胀阀的输入端。
6.根据权利要求5所述的机架式复合型空调，其特征在于，所述室内机组件还包括视液镜，所述视液镜连接在所述过滤器与所述电子膨胀阀之间。
7.根据权利要求2所述的机架式复合型空调，其特征在于，还包括气侧截止阀、及液侧截止阀；所述气侧截止阀设置在所述气侧导管上，所述液侧截止阀设置在所述液侧导管上。
8.一种高能效单柜数据中心，其特征在于，包括主柜体、安装在所述主柜体中的配电模块、安装在所述主柜体中的若干IT模块、及如权利要求1至7任意一项所述的机架式复合型空调，该机架式复合型空调的室内机组件与所述主柜体连接。
9.根据权利要求8所述的高能效单柜数据中心，其特征在于，所述内机架安装在所述主柜体底部，所述室外机组件设置在室外，所述室外机架的水平高度高于所述内机架；所述室内机组件还包括室内风机，所述室内风机与所述蒸发器对应设置，令所述蒸发器与气流充分接触；所述内机架设有出风口、及入风口；所述出风口、及所述入风口分别设置在所述内机架的两侧；所述配电模块及所述IT模块在水平方向上处于所述出风口与所述入风口之间。
10.根据权利要求8所述的高能效单柜数据中心，其特征在于，还包括安装在所述主柜体中的UPS模块、及安装在所述主柜体中的电池模块；所述配电模块与所述UPS模块电气连接，所述电池模块与所述USP模块电气连接；所述UPS模块安装在所述配电模块与所述IT模块之间；所述电池模块安装在所述IT模块与所述内机架之间。
CN201810307071.4A 2018-04-08 2018-04-08 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心 Pending CN108387020A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810307071.4A CN108387020A (zh) 2018-04-08 2018-04-08 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810307071.4A CN108387020A (zh) 2018-04-08 2018-04-08 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108387020A true CN108387020A (zh) 2018-08-10

Family

ID=63073675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810307071.4A Pending CN108387020A (zh) 2018-04-08 2018-04-08 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108387020A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109475070A (zh) * 2018-11-01 2019-03-15 深圳市阿尔法特网络环境有限公司 一种设有制冷单元的it机柜
CN111417289A (zh) * 2020-04-10 2020-07-14 深圳市科信通信技术股份有限公司 一种基站空调及其控制方法
CN115076768A (zh) * 2022-06-14 2022-09-20 中通服咨询设计研究院有限公司 一种基于数据中心的冬季供暖vrv空调

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11182895A (ja) * 1997-12-17 1999-07-06 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機
JPH11237095A (ja) * 1998-02-23 1999-08-31 Mitsubishi Electric Corp 自然循環式空気調和機並びにその室外側熱交換器及び室内側熱交換器
JPH11316058A (ja) * 1998-02-23 1999-11-16 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機
US6023935A (en) * 1998-02-23 2000-02-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Air conditioner
JP2005257197A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp 自然循環併用式空気調和機及び自然循環併用式空気調和機の制御方法
CN102538100A (zh) * 2012-02-17 2012-07-04 合肥工业大学 机房用热管复合型空调机组及其控制方法
CN105003968A (zh) * 2015-07-15 2015-10-28 深圳市共济科技有限公司 一种带自然冷却的机架式空调系统及其实现方法
CN208419254U (zh) * 2018-04-08 2019-01-22 易事特集团股份有限公司 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11182895A (ja) * 1997-12-17 1999-07-06 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機
JPH11237095A (ja) * 1998-02-23 1999-08-31 Mitsubishi Electric Corp 自然循環式空気調和機並びにその室外側熱交換器及び室内側熱交換器
JPH11316058A (ja) * 1998-02-23 1999-11-16 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機
US6023935A (en) * 1998-02-23 2000-02-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Air conditioner
JP2005257197A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp 自然循環併用式空気調和機及び自然循環併用式空気調和機の制御方法
CN102538100A (zh) * 2012-02-17 2012-07-04 合肥工业大学 机房用热管复合型空调机组及其控制方法
CN105003968A (zh) * 2015-07-15 2015-10-28 深圳市共济科技有限公司 一种带自然冷却的机架式空调系统及其实现方法
CN208419254U (zh) * 2018-04-08 2019-01-22 易事特集团股份有限公司 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109475070A (zh) * 2018-11-01 2019-03-15 深圳市阿尔法特网络环境有限公司 一种设有制冷单元的it机柜
CN111417289A (zh) * 2020-04-10 2020-07-14 深圳市科信通信技术股份有限公司 一种基站空调及其控制方法
CN115076768A (zh) * 2022-06-14 2022-09-20 中通服咨询设计研究院有限公司 一种基于数据中心的冬季供暖vrv空调

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN210202332U (zh) 一种节能冷却机组
CN206113173U (zh) 一种动力式热管空调一体机
CN110748970B (zh) 空调系统以及空调系统的控制方法
CN110748969B (zh) 空调系统以及空调系统的控制方法
CN207741250U (zh) 一种机房节能循环系统
CN1987264A (zh) 空调器
CN108387020A (zh) 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心
CN209484761U (zh) 一种热管背板空调多联机组
CN205783464U (zh) 一种机房散热系统
CN210832593U (zh) 一种制冷系统
CN206410283U (zh) 一种数据中心的节能空调系统
WO2010006553A1 (zh) 带填料的板管蒸发式冷凝冷水机组
CN102954548A (zh) 直接蒸发分体式热管换热器
CN112944739B (zh) 利用露点温度冷却的双循环制冷系统及其控制方法
CN208419254U (zh) 机架式复合型空调及高能效单柜数据中心
CN107906628A (zh) 一种多风道空调室外机
CN108105917A (zh) 组合式空调
CN208365702U (zh) 一种节能空调系统
CN108548236A (zh) 一种一体化节能型空调机
CN111503976B (zh) 一种除湿烘干设备及其工作方法
CN210247353U (zh) 一种集装箱式数据中心用置顶空调
CN201145358Y (zh) 双系统节能空调
CN211503328U (zh) 一种带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置
CN104422017A (zh) 主动型热管背板冷却系统
CN209840332U (zh) 一种基于室内水景的空气调温调湿装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination