CN208419035U - 带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统。所述制冷系统包括热管循环系统和辅助冷源循环系统；所述热管循环系统包括：一个热管蒸发器，与所述热管蒸发器连接、用于冷却热管换热介质的热管冷凝器以及分别连接所述热管蒸发器和热管冷凝器、将经所述热管冷凝器冷却后的热管换热介质运送至热管蒸发器的换热介质增压单元；所述辅助冷源循环系统包括：用于热管换热介质与辅助冷源进行热交换的换热器和用于压缩辅助冷源的压缩机；所述换热器的冷源入口连接压缩机的冷源出口，换热器的冷源出口连接压缩机的冷源入口；所述换热器的换热介质入口连接热管冷凝器的出口，换热器的换热介质出口连接换热介质增压单元的入口。

Description

带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术冷源，更具体地说，涉及一种带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统。

背景技术

随着数据中心行业的发展以及国家节能政策要求越来越高，节能发展且高可靠性的应用方案将会是绿色数据中心建设的首选。目前诸多数据中心中采用传统制冷解决方案，如风冷直膨型式、冷冻水型式、风冷双冷源型式等。传统冷却方案主要存在以下方面不足：1、室外低温条件下的自然冷源利用有限，难以满足绿色节能机房建设要求；2、传统的冷冻水型式制冷解决方案，引水进入机房，存在漏水隐患，需控制的安全节点多；3、室外低温情况下，冷冻水盘管容易冻结无法正常进行供水循环的风险；

而随着机房数据中心行业标准进一步细化，高回风温度的应用会逐步推广，自然冷机房空调的应用温度范围会进一步扩大，可靠性要求也会更高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其包括热管循环系统和辅助冷源循环系统；

所述热管循环系统包括：一个热管蒸发器，与所述热管蒸发器连接、用于冷却热管换热介质的热管冷凝器以及分别连接所述热管蒸发器和热管冷凝器、将经所述热管冷凝器冷却后的热管换热介质运送至所述热管蒸发器的换热介质增压单元；

所述辅助冷源循环系统包括：用于热管换热介质与辅助冷源进行热交换的换热器和用于压缩辅助冷源的压缩机；所述换热器的冷源入口连接所述压缩机的冷源出口，所述换热器的冷源出口连接所述压缩机的冷源入口；所述换热器的换热介质入口连接所述热管冷凝器的出口，所述换热器的换热介质出口连接所述换热介质增压单元的入口。

优选地，所述辅助冷源循环系统还包括用于冷却辅助冷源的冷凝器，所述冷凝器的冷源入口连接所述压缩机的冷源出口，所述冷凝器的冷源出口连接所述换热器的冷源入口。

优选地，所述辅助冷源循环系统还包括冷源储液罐，所述冷源储液罐的入口连接所述冷凝器的冷源出口，所述冷源储液罐的出口连接所述换热器的冷源入口；

和/或，所述辅助冷源循环系统还包括设置在所述压缩机的冷源出口处的油分离器，所述油分离器的出口连接所述冷凝器的冷源入口。

优选地，所述辅助冷源循环系统还包括冷源储液罐，所述冷源储液罐的入口连接所述热管冷凝器的换热介质出口，所述冷源储液罐的出口连接所述热管换热器的换热介质入口；

和/或，所述辅助冷源循环系统还包括设置在所述压缩机的冷源出口处的油分离器，所述油分离器的出口连接所述热管冷凝器的换热介质入口，所述油分离器的出口设置有第二单向阀。

优选地，还包括与所述热管冷凝器并联连接的第一旁通支管，所述第一旁通支管上设置有第一电磁阀；所述热管冷凝器的换热介质入口设置有第二电磁阀。

优选地，还包括与所述换热器并联连接的第二旁通支管，所述第二旁通支管上设置有第三电磁阀；

所述换热器的换热介质入口设有第四电磁阀，所述换热器的换热介质出口设有第一单向阀。

优选地，所述热管蒸发器为风冷热管蒸发器，所述热管冷凝器为风冷热管冷凝器；所述热管循环系统还包括为所述热管蒸发器送风的热管蒸发风机和为所述热管冷凝器送风的热管冷凝风机。

优选地，所述热管蒸发器的换热介质入口处设置有节流控制阀。

优选地，所述换热介质增压单元包括用于储存热管换热介质的储液罐和为所述热管换热介质增压的热管动力泵；所述储液罐的入口连接所述换热器的换热介质出口，所述储液罐的出口连接所述热管动力泵的入口，所述热管动力泵的出口连接所述热管蒸发器的换热介质入口。

优选地，所述热管循环系统还包括对室外空气进行喷淋降温的喷淋装置。

实施本实用新型的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，具有以下有益效果：1、不引水进入数据中心机房，可靠性高；2、充分利用室外中低温自然冷源，节能效果显著；3、利用热管泵循环系统做为主导，对室内温度进行调节，系统可靠性提高；4、采用热管相变换热，换热效率高、设备尺寸小；5、辅助冷源循环系统的压缩机外置，降低机房内压缩机运行噪声。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统第三实施例的结构示意图；

图4是本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统第四实施例的结构示意图；

图5是本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的控制方法第一实施例的逻辑框图；

图6是本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的控制方法第二实施例的逻辑框图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-图4所示，本实用新型的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统包括热管循环系统和辅助冷源循环系统。其中，热管循环系统包括：一个热管蒸发器3，与热管蒸发器3连接、用于冷却热管换热介质的热管冷凝器 4以及分别连接热管蒸发器3和热管冷凝器4、将经热管冷凝器4冷却后的热管换热介质运送至热管蒸发器3的换热介质增压单元。辅助冷源循环系统包括：用于热管换热介质与辅助冷源进行热交换的换热器6和用于压缩辅助冷源的压缩机8；换热器6的冷源入口连接压缩机8的冷源出口，换热器6的冷源出口连接压缩机8的冷源入口；换热器6的换热介质入口连接热管冷凝器4 的出口，换热器6的换热介质出口连接换热介质增压单元的入口。

在图1、图2和图4所示的本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的实施例中，制冷系统还包括与热管冷凝器4并联连接的第一旁通支管15，该第一旁通支管15的入口端连接热管蒸发器3的换热介质出口，第一旁通支管15的出口端分别连接第二旁通支管16的入口端和换热器6的换热介质入口。其中，第一旁通支管15上设置有第一电磁阀11-1；热管冷凝器4 的换热介质入口设置有第二电磁阀11-2。在不同的制冷模式下，从热管蒸发器 3出来的热管换热介质直接进入热管冷凝器4而不流入第一旁通支管15，或者流入第一旁通支管15而不进入热管冷凝器4。

如图1所示，在本实用新型的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统第一实施例中，还包括与换热器6并联连接的第二旁通支管16，该第二旁通支管16的入口端分别连接第一旁通支管15的出口和热管冷凝器4的换热介质出口，第二旁通支管16的出口端连接换热介质增压单元的入口。其中，第二旁通支管16上设置有第三电磁阀11-3；换热器6的换热介质入口设有第四电磁阀11-4，换热器6的换热介质出口设有第一单向阀12，通过设置这些阀门可以根据实际情况选择热管换热介质的循环通路。可以理解的，对于一些特定的应用条件，也可以取消第二旁通支管16。

具体的，当设置有所述第二旁通支管16时，热管换热介质可以有以下两种流通方式：第一种、热管换热介质从第二旁通支管16通过，此时换热器6 作为一个隔断装置，由热管冷凝器4出来的热管换热介质不会通过换热器6，热管换热介质从第二旁通支管16通过后进入换热介质增压单元；第二种、热管换热介质热器从换热管通过，在换热器6中通过辅助冷源对热管换热介质进行降温处理，热管换热介质在换热器6降温后进入换热介质增压单元，而此时第二旁通支管16作为一个隔断装置，热管换热介质不会通过第二旁通支管 16。

在图1-图4所示的本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的实施例中，热管蒸发器3优选地为风冷热管蒸发器，热管冷凝器4为风冷热管冷凝器；热管循环系统还包括为热管蒸发器3送风的热管蒸发风机和为热管冷凝器4送风的热管冷凝风机。其中，热管蒸发器3的位置可以进行多样化设计，分散地服务于室内机柜和解决局部热点问题。

如图1-图4所示，进一步地，在热管蒸发器3的入口设置有与该热管蒸发器3匹配的节流控制单元，例如节流控制阀2，通过设置节流控制阀2来控制进入热管蒸发器3的热管换热介质的流量和流速。

优选地，如图1-图4所示，热管循环系统还包括对室外空气进行喷淋降温的喷淋装置13。该喷淋装置13属于可选配置的装置，可以根据应用环境和用户需求进行选择性配置。

如图1-图4所示，换热介质增压单元包括用于储存热管换热介质的储液罐7-1和为热管换热介质增压的热管动力泵1；储液罐7-1的入口连接换热器 6的换热介质出口，储液罐7-1的出口连接热管动力泵1的入口，热管动力泵 1的出口连接热管蒸发器3的换热介质入口。热管动力泵1优选地采用变容量型式，其次可选定容量型式。热管换热介质可以由某种制冷剂工质参与循环，如R22、R410A、R134A或者R407C等，但并不局限于所列出的几种工质。

换热器6可以是板式换热器、套管换热器或者壳管换热器，本实用新型对此不做限制。优选地，换热器6的冷源入口处设置有节流控制阀9。具体的，换热器6包括可以进行热交换的两个换热部，分别为第一换热部和第二换热部，其中第一换热部设置在热管换热介质循环回路中，第二换热部设置在辅助冷源循环回路中。换热介质增压单元连接第一换热部和热管蒸发器3，并将在第一换热部降温后的热管换热介质运送至热管蒸发器3。辅助冷源连接第二换热部并将辅助冷源送至第二换热部，第二换热部通过外部提供的辅助冷源与第一换热部中的热管换热介质进行热交换，使位于第一换热部中的热管换热介质降温。降温后的热管换热介质通过换热介质增压单元进入热管蒸发器3中，完成最终的室内制冷降温。

具体的，所述换热器6的冷源入口为换热器6的第二换热部入口，所述换热器6的冷源出口为换热器6的第二换热部出口，辅助冷源循环系统的辅助冷源可以采用换热介质供应，也可以采用冷冻水或者冷却水或者其他合适温度的冷源。例如，当辅助冷源为冷水时，冷水从换热器6的第二换热部入口进入第二换热部中，在换热器6的的第二换热部中，冷水通过热交换对第一换热部中的热管换热介质进行降温，原本的冷水经过热交换后水温升高，从换热器6 的第二换热部出口流出；而第一换热部中的热管换热介质过降温后，通过换热介质增压单元进入热管蒸发器3，完成最终的室内制冷降温。

本实用新型不限定压缩机8的型式，优选地采用变容量压缩机，其次可选定容量压缩机。

如图1-图3所示，优选地，辅助冷源循环系统还包括用于冷却辅助冷源的冷凝器5，冷凝器5的冷源入口连接压缩机的冷源出口，冷凝器5的冷源出口连接换热器6的冷源入口。辅助冷源在换热器6与热管换热介质进行热交换后升温，升温后的辅助冷源经过压缩机8被压缩机8压缩成高温高压的气态冷源，高温高压的气态冷源再经过冷凝器5进行降温，变成低温的液态冷源，低温的液态冷源又流回到换热器6与热管循环回路的热管换热介质进行热交换。进一步地，辅助冷源循环系统还包括冷源储液罐7-2，冷源储液罐7-2的入口连接冷凝器5的冷源出口，冷源储液罐7-2的出口连接换热器6的冷源入口；和/或，辅助冷源循环系统还包括设置在压缩机8的冷源出口处的油分离器10，油分离器10的出口连接冷凝器5的冷源入口。油分离器10的作用是将压缩机 8排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行。

冷凝器5可以根据实际需要进行设置。如图4所示，在本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的第四实施例中，没有设置冷凝器，此时可以通过将压缩机8的冷源出口连接热管冷凝器4的换热介质入口，热管冷凝器4的换热介质出口连接换热器6的冷源入口，通过热管冷凝器4来对从压缩机8出来的辅助冷源进行降温；而此时从热管蒸发器出来的热管换热介质不再通过热管冷凝器4，而是从第一旁通支管15流通直接进入换热器6中，与辅助冷源进行热交换。热管冷凝器4的换热介质出口设有两分支管，分别是第一分支管和第二分支管，其中第一分支管连接换热器的换热介质入口，且在第一分支管上设有第五电磁阀11-5；第二分支管连接换热器的冷源入口，且在第二分支管上设有第六电磁阀11-6。进一步地，辅助冷源循环系统还包括冷源储液罐7-2，冷源储液罐7-2的入口连接热管冷凝器4的换热介质出口，冷源储液罐7-2的出口连接热管换热器6的换热介质入口；和/或，辅助冷源循环系统还包括设置在压缩机8的冷源出口处的油分离器10，油分离器10的出口连接热管冷凝器4的换热介质入口，油分离器10的出口设置有第二单向阀14。油分离器10的作用是将压缩机8排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行。

可以理解的，根据各器件安装位置的不同，本实用新型的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统可以分为室内部分100和室外部分200，如图1- 图4所示。其中，室内部分100主要包括热管蒸发器3和节流控制阀2，形成热管蒸发末端。室外部分200主要包括热管冷凝器4、储液罐7-1、热管动力泵1、第一旁通支管15、第二旁通支管16、换热器6、压缩机8、油分离器10、冷凝器5和冷源储液罐7-2等。优选地，本实用新型的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统在图1-图4所示各实施例中的各器件可以按照图中的虚框要求封装，也可以根据实际应用情况选择不同器件封装，但不同封装方式均属于本专利包含的内容。

本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统可包括热管模式和压缩机-热管混合模式这两种制冷模式，用户可以根据不同的应用条件选择合适的制冷模式。

其中，热管模式为：热管换热介质，依次经过热管循环系统的热管蒸发器 3吸收机房内的热负荷，接着经过热管冷凝器4，通过热管冷凝器4将热管换热介质的热负荷释放到室外，热管换热介质由气态转换为液态；然后转换为液态的热管换热介质再经过换热器6进入换热介质增压单元的储液罐7-1(或者经过第二旁通支管16进入换热介质增压单元的储液罐7-1)；最后由换热介质增压单元的热管动力泵1将热管换热介质送入热管蒸发器3，完成热管制冷循环。

压缩机-热管混合模式为：在热管模式下，同时开启辅助冷源循环系统，通过辅助冷源循环系统对换热器6提供辅助冷源来补充系统冷量；开启压缩机 8，热管换热介质经过热管循环系统的热管蒸发器3吸收机房内的热负荷，接着经过热管冷凝器4，通过热管冷凝器4将热管换热介质的热负荷释放到室外，热管换热介质由气态转换为液态；然后转换为液态的热管换热介质再进入换热器6，在换热器6中通过辅助冷源对热管换热介质进行热交换使热管换热介质降温，降温后的热管换热介质进入换热介质增压单元的储液罐7-1，最后由换热介质增压单元的热管动力泵1将热管换热介质送入热管蒸发器3；而辅助冷源在换热器6进行热交换吸收室内热负荷后，然后依次经过压缩机8、冷凝器5和节流控制阀9，之后再返回至换热器6完成热交换过程。其中，根据室外环境温度条件，当室外环境温度高于某条件值时，热管制冷循环中的换热介质选择走第一旁通支管15完成循环；反之，则走热管冷凝器4完成制冷循环。

如图5所示，本实用新型还构造了一种带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的控制方法，该控制方法可应用于本实用新型中所述的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统。参阅图5，所述控制方法包括以下步骤：

S10、采集室内环境温度Tn和第一室外温度Ta。其中，热管蒸发器设置于室内，室内环境温度Tn可为热管蒸发器3的回风温度；第一室外温度Ta 可为室外环境温度或者热管冷凝器入口温度，热管冷凝器设置于室外。

S20、判断第一室外温度Ta是否满足第一切换条件；第一切换条件为 其中，为预设第一切换温差。

S30、若第一室外温度Ta满足第一切换条件，则采用热管模式制冷。

S40、若第一室外温度Ta不满足第一切换条件，则采用压缩机-热管混合模式制冷。

优选地，步骤S40中，在第一室外温度Ta不满足第一切换条件之后，采用压缩机-热管混合模式制冷之前，还包括以下步骤：

S401、判断第一室外温度Ta是否满足第二切换条件；

第二切换条件为其中，为预设第二切换温差；

S402、若第一室外温度Ta满足第二切换条件，则判断实际制冷需求Cr 是否满足第三切换条件；第三切换条件为Cr≤Cs，其中，Cs为预设切换制冷需求值；

S4021、若实际最大制冷需求Cr满足第三切换条件，则采用热管模式制冷；

S4022、若实际制冷需求Cr不满足第三切换条件，则采用压缩机-热管混合模式制冷。

S403、若第一室外温度Ta不满足第二切换条件，则采用压缩机-热管混合模式制冷。

优选地，步骤S403中，在第一室外温度Ta不满足第二切换条件之后，采用压缩机-热管混合模式制冷之前，还包括以下步骤：

S4031、判断第一室外温度Ta是否满足第四切换条件；第四切换条件为 Ta≥Tset，其中，Tset为旁通支管开启预设温度；

S4032、若第一室外温度Ta满足第四切换条件，则开启第一旁通支管15，采用压缩机-热管混合模式制冷；

S4033、若第一室外温度Ta不满足第四切换条件，则采用压缩机-热管混合模式制冷。

其中，在本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的控制方法中，热管模式为：热管换热介质，依次经过热管循环系统的热管蒸发器3 吸收机房内的热负荷，接着经过热管冷凝器4，通过热管冷凝器4将热管换热介质的热负荷释放到室外，热管换热介质由气态转换为液态；然后转换为液态的热管换热介质再经过换热器6进入换热介质增压单元的储液罐7-1(或者经过第二旁通支管16进入换热介质增压单元的储液罐7-1)；最后由换热介质增压单元的热管动力泵1将热管换热介质送入热管蒸发器3，完成热管制冷循环。

压缩机-热管混合模式为：在热管模式下，同时开启辅助冷源循环系统，通过辅助冷源循环系统对换热器6提供辅助冷源来补充系统冷量；开启压缩机 8，热管换热介质经过热管循环系统的热管蒸发器3吸收机房内的热负荷，接着经过热管冷凝器4，通过热管冷凝器4将热管换热介质的热负荷释放到室外，热管换热介质由气态转换为液态；然后转换为液态的热管换热介质再进入换热器6，在换热器6中通过辅助冷源对热管换热介质进行热交换使热管换热介质降温，降温后的热管换热介质进入换热介质增压单元的储液罐7-1，最后由换热介质增压单元的热管动力泵1将热管换热介质送入热管蒸发器3；而辅助冷源在换热器6进行热交换吸收室内热负荷后，然后依次经过压缩机8、冷凝器和节流控制阀9，之后再返回至换热器6完成热交换过程。其中，根据室外环境温度条件，当室外环境温度高于某条件值时，热管制冷循环中的换热介质选择走第一旁通支管15完成循环；反之，则走热管冷凝器4完成制冷循环。

可以理解的，本实用新型的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统还可以通过采集室外环境温度和热管蒸发器的送风温度Ts，根据热管蒸发器的送风温度Ts和室外环境温度进行制冷模式切换控制。在一些温度条件下，也可以取消辅助冷源循环系统，完全依靠热管循环系统来利用自然冷源进行制冷。

如图6所示，本实用新型还构造了一种带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的控制方法，该控制方法可应用于本实用新型中的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统。参阅图6，该控制方法包括以下步骤：

S100、采集室内环境温度Tn、经过喷淋后的第二室外温度Ta1以及室外相对湿度RH。具体的，热管蒸发器设置于室内，室内环境温度Tn可为热管蒸发器3的回风温度；第二室外温度Ta1为室外空气经喷淋后的温度或者经喷淋后的热管冷凝器入口温度，热管冷凝器设置于室外。

S200、判断第二室外温度Ta1是否满足第五切换条件；

第五切换条件为其中，为预设第一切换温差。

S300、若第二室外温度Ta1满足第五切换条件，则采用热管模式制冷。

S400、若第二室外温度Ta1不满足第五切换条件，则采用压缩机-热管混合模式制冷。

优选地，步骤S400中，在第二室外温度Ta1不满足第五切换条件之后，采用压缩机-热管混合模式制冷之前，还包括以下步骤：

S410、判断第二室外温度Ta1是否满足第六切换条件；

第六切换条件为其中，为预设第二切换温差；

S420、若第二室外温度Ta1满足第六切换条件，则判断实际制冷需求Cr 是否满足第七切换条件；第七切换条件为Cr≤Cs，其中，Cs为预设切换制冷需求值；

S421、若实际制冷需求Cr满足第七切换条件，则采用热管模式制冷；

S422、若实际制冷需求Cr不满足第七切换条件，则采用压缩机-热管混合模式制冷；

S430、若第二室外温度Ta1不满足第六切换条件，则采用压缩机-热管混合模式制冷。

优选地，步骤S430中，在第二室外温度Ta1不满足第六切换条件之后，采用压缩机-热管混合模式制冷之前，还包括以下步骤：

S431、判断第二室外温度Ta1是否满足第八切换条件；第八切换条件为 Ta1≥Tset，其中，Tset为旁通支管开启预设温度；

S432、若第二室外温度Ta1满足第八切换条件，则开启第一旁通支管15，采用压缩机-热管混合模式制冷；

S433、若第二室外温度Ta1不满足第八切换条件，则采用压缩机-热管混合模式制冷。

优选地，在第二室外温度Ta1不满足第五切换条件之后，执行步骤S410 之前，还包括以下步骤：

S500、判断室外相对湿度RH是否满足第九切换条件；第九切换条件为 RH≤A，其中，A为预设相对湿度；

S510、若室外相对湿度RH满足第九切换条件，则启用喷淋装置13，采用热管模式制冷；

S520、若室外相对湿度RH不满足第九切换条件，则执行步骤S410。

优选地，步骤S510中，在启用喷淋装置13之后，采用热管模式制冷之前，还包括以下步骤：

S511、判断第二室外温度Ta1是否满足第十切换条件，第十切换条件为

S512、若第二室外温度Ta1满足第十切换条件，则采用热管模式制冷；

S513、若第二室外温度Ta1不满足第十切换条件，则执行步骤S410。

其中，在本实用新型带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统的控制方法中，热管模式为：热管换热介质，依次经过热管循环系统的热管蒸发器3 吸收机房内的热负荷，接着经过热管冷凝器4，通过热管冷凝器4将热管换热介质的热负荷释放到室外，热管换热介质由气态转换为液态；然后转换为液态的热管换热介质再经过换热器6进入换热介质增压单元的储液罐7-1(或者经过第二旁通支管16进入换热介质增压单元的储液罐7-1)；最后由换热介质增压单元的热管动力泵1将热管换热介质送入热管蒸发器3，完成热管制冷循环。

压缩机-热管混合模式为：在热管模式下，同时开启辅助冷源循环系统，通过辅助冷源循环系统对换热器6提供辅助冷源来补充系统冷量；开启压缩机 8，热管换热介质经过热管循环系统的热管蒸发器3吸收机房内的热负荷，接着经过热管冷凝器4，通过热管冷凝器4将热管换热介质的热负荷释放到室外，热管换热介质由气态转换为液态；然后转换为液态的热管换热介质再进入换热器6，在换热器6中通过辅助冷源对热管换热介质进行热交换使热管换热介质降温，降温后的热管换热介质进入换热介质增压单元的储液罐7-1，最后由换热介质增压单元的热管动力泵1将热管换热介质送入热管蒸发器3；而辅助冷源在换热器6进行热交换吸收室内热负荷后，然后依次经过压缩机8、冷凝器和节流控制阀9，之后再返回至换热器6完成热交换过程。其中，根据室外环境温度条件，当室外环境温度高于某条件值时，热管制冷循环中的换热介质选择走第一旁通支管15完成循环；反之，则走热管冷凝器4完成制冷循环。

可以理解的，本实用新型的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统还可以通过采集室外环境温度和热管蒸发器的送风温度Ts，根据热管蒸发器的送风温度Ts和室外环境温度进行制冷模式切换控制。在一些温度条件下，也可以取消辅助冷源循环系统，完全依靠热管循环系统来利用自然冷源进行制冷。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其特征在于，包括热管循环系统和辅助冷源循环系统；

所述热管循环系统包括：一个热管蒸发器(3)，与所述热管蒸发器(3)连接、用于冷却热管换热介质的热管冷凝器(4)以及分别连接所述热管蒸发器(3)和热管冷凝器(4)、将经所述热管冷凝器(4)冷却后的热管换热介质运送至所述热管蒸发器(3)的换热介质增压单元；

所述辅助冷源循环系统包括：用于热管换热介质与辅助冷源进行热交换的换热器(6)和用于压缩辅助冷源的压缩机(8)；所述换热器(6)的冷源入口连接所述压缩机(8)的冷源出口，所述换热器(6)的冷源出口连接所述压缩机(8)的冷源入口；所述换热器(6)的换热介质入口连接所述热管冷凝器(4)的出口，所述换热器(6)的换热介质出口连接所述换热介质增压单元的入口；

所述辅助冷源循环系统还包括用于冷却辅助冷源的冷凝器(5)，所述冷凝器(5)的冷源入口连接所述压缩机(8)的冷源出口，所述冷凝器(5)的冷源出口连接所述换热器(6)的冷源入口；

所述辅助冷源循环系统还包括冷源储液罐(7-2)，所述冷源储液罐(7-2)的入口连接所述冷凝器(5)的冷源出口，所述冷源储液罐(7-2)的出口连接所述换热器(6)的冷源入口；

和/或，所述辅助冷源循环系统还包括设置在所述压缩机(8)的冷源出口处的油分离器(10)，所述油分离器(10)的出口连接所述冷凝器(5)的冷源入口。

2.根据权利要求1所述的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其特征在于，所述辅助冷源循环系统还包括冷源储液罐(7-2)，所述冷源储液罐(7-2)的入口连接所述热管冷凝器(4)的换热介质出口，所述冷源储液罐(7-2)的出口连接所述热管换热器(6)的换热介质入口；

和/或，所述辅助冷源循环系统还包括设置在所述压缩机(8)的冷源出口处的油分离器(10)，所述油分离器(10)的出口连接所述热管冷凝器(4)的换热介质入口，所述油分离器(10)的出口设置有第二单向阀(14)。

3.根据权利要求1所述的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其特征在于，还包括与所述热管冷凝器(4)并联连接的第一旁通支管(15)，所述第一旁通支管(15)上设置有第一电磁阀(11-1)；所述热管冷凝器(4)的换热介质入口设置有第二电磁阀(11-2)。

4.根据权利要求1所述的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其特征在于，还包括与所述换热器(6)并联连接的第二旁通支管(16)，所述第二旁通支管(16)上设置有第三电磁阀(11-3)；

所述换热器(6)的换热介质入口设有第四电磁阀(11-4)，所述换热器(6)的换热介质出口设有第一单向阀(12)。

5.根据权利要求1所述的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其特征在于，所述热管蒸发器(3)为风冷热管蒸发器，所述热管冷凝器(4)为风冷热管冷凝器；所述热管循环系统还包括为所述热管蒸发器(3)送风的热管蒸发风机和为所述热管冷凝器(4)送风的热管冷凝风机。

6.根据权利要求1所述的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其特征在于，所述热管蒸发器(3)的换热介质入口处设置有节流控制阀(2)。

7.根据权利要求1所述的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其特征在于，所述换热介质增压单元包括用于储存热管换热介质的储液罐(7-1)和为所述热管换热介质增压的热管动力泵(1)；所述储液罐(7-1)的入口连接所述换热器(6)的换热介质出口，所述储液罐(7-1)的出口连接所述热管动力泵(1)的入口，所述热管动力泵(1)的出口连接所述热管蒸发器(3)的换热介质入口。

8.根据权利要求1-7任一项所述的带辅助冷源的被动式热管自然冷机房空调系统，其特征在于，所述热管循环系统还包括对室外空气进行喷淋降温的喷淋装置(13)。