JP7223049B2

JP7223049B2 - クーリングシステム

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Publication number: JP7223049B2
Application number: JP2021043039A
Authority: JP
Inventors: 志明 ▲ルオ▼; 軼伊段; 斌衣; 孝衆李
Original assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2023-02-15
Anticipated expiration: 2041-03-17
Also published as: KR102513802B1; EP3910265B1; EP3910265A1; US20210360831A1; JP2021099218A; KR20210038458A; US11612082B2

Description

本出願は、データセンター技術分野、特に、データセンターのクーリング技術分野に関し、具体的には、クーリングシステムに関する。

データセンターは、まとまった複雑な機器であって、コンピュータシステム及びそれとセットになっている機器を含むだけでなく、リダンダントなデータ通信接続機器、環境制御機器、モニタリング機器及び各種の安全装置を更に含んでいる。データセンターに含まれる各機器は、作動中に大量の熱が発生するが、発生した熱量をタイムリーに放散させないと、温度が高過ぎて故障を起こし、データセンターの正常動作に影響を与える。このため、データセンター内の各機器の正常作動温度が維持できるように、データセンターにクーリングシステムを配備する必要がある。

現在のデータセンタークーリング手段は、通常、従来の冷凍水データセンターの設計手段を適用している。然しながら、この手段での熱交換リンクが比較的多く、また単一方向の作動媒体の問題により、クーリングシステムのエネルギー消費量が多くなり、全体的な省エネルギー性が比較的悪くなる。

発明の内容

本出願は、クーリングシステムを提供する。

第１態様において、本出願は、クーリングシステムを提供する。前記システムは、蒸発凝縮器と、ポンプキャビネットと、熱交換ターミナルとを含み、前記ポンプキャビネットは、第１分岐と、第２分岐とを含み、前記第１分岐は、貯液タンクと、フッ素ポンプとを含み、前記貯液タンクの入力端は、前記蒸発凝縮器の出力端に連結され、前記貯液タンクの出力端は、前記フッ素ポンプの入力端に連結され、前記フッ素ポンプの出力端は、前記熱交換ターミナルの入力端に連結され、前記第２分岐は、圧縮機を含み、前記圧縮機の入力端は、前記熱交換ターミナルの出力端に連結され、前記圧縮機の出力端は、前記蒸発凝縮器の入力端に連結され、前記圧縮機は、オイルフリー圧縮機であり、前記ポンプキャビネットは、第３分岐を更に含み、前記第３分岐は、補液ポンプと、ガス供給タンクとを含み、前記補液ポンプの入力端は、前記フッ素ポンプの出力端に連結され、前記補液ポンプの出力端は、前記ガス供給タンクの入力端に連結され、前記ガス供給タンクの出力端は、前記圧縮機の入力端に連結される。

本出願の技術によれば、蒸発凝縮器によって、ポンプキャビネットの第２分岐を介して送配された気体状のクーリング剤を噴射水と相変化して熱交換させた後、液体状のクーリング剤に変換させる。そして、ポンプキャビネットの第１分岐の貯液タンク及びフッ素ポンプにより、液体状のクーリング剤を、第１分岐を介して熱交換ターミナルに送配する。続いて、熱交換ターミナルにより、第１分岐を介して送配された液体状のクーリング剤をデータセンターの室内空気と還気熱交換させた後、気体状のクーリング剤に変換させる。最後に、ポンプキャビネットの第２分岐の圧縮機により、熱交換ターミナルによる還気熱交換後の気体状のクーリング剤を、第２分岐を介して蒸発凝縮器に送配する。

このようにして、該クーリングシステムは、相変化した熱交換作動媒体の液体状のクーリング剤によってデータセンターの室内空気と還気熱交換を行い、データセンターをクーリングさせ、蒸発凝縮器、ポンプキャビネット及び熱交換ターミナルにより形成されたクーリング剤の循環通路を介して、還気熱交換後に変換された気体状のクーリング剤を蒸発凝縮器に戻し、気体状のクーリング剤を相変化して熱交換させて、データセンターの室内空気と還気熱交換を行うための液体状のクーリング剤に変換させることができる。これにより、クーリングシステムの熱交換リンクを減らすことができ、さらに、クーリングシステムのエネルギー消費量を低減できるので、クーリングシステムの省エネルギー性を向上させることができる。本出願は、従来の技術における、熱交換リンクが比較的多く、単一方向の作動媒体の問題で、クーリングシステムのエネルギー消費量が多くなり、全体的な省エネルギー性が比較的悪くなるという問題点を解決することができる。

本セクションで記述される内容は、本開示の実施例の主要又は重要な特徴を特定することを意図せず、本開示の範囲を限定するものでもないことを理解されたい。本開示の他の特徴は、以下の明細書によって容易に理解される。

図面は、本解決手段をより良く理解するために用いられ、本願を限定するものではない。

本出願の第１実施例に係るクーリングシステムの構造概略図である。データセンターのクーリングシステムの構造概略図である。本出願の第１実施例に係る具体的な一例におけるクーリングシステムの構造概略図である。本出願の第１実施例に係るクーリングシステムにおけるポンプキャビネットの構造概略図である。

以下、添付の図面と併せて本出願の例示的な実施例を説明する。その中には、理解に役立つように、本出願の実施例の各種の詳細が含まれるが、これらの詳細は単なる例示とみなすべきである。したがって、当業者は、本出願の範囲及び精神から逸脱することなく、本明細書で記述される実施例に対して様々な変更及び修正を実施できることを認識すべきである。同様に、明確かつ簡潔のため、以下の説明では、周知の機能及び構造についての説明は省略される。

第１実施例
図１を参照すると、図１は、本出願の第１実施例に係るクーリングシステムの構造概略図である。図１に示すように、クーリングシステムは、蒸発凝縮器１０と、ポンプキャビネット２０と、熱交換ターミナル３０と、を含んでいる。ポンプキャビネット２０は、第１分岐２１と、第２分岐２２とを含んでいる。第１分岐２１は、貯液タンク２１１と、フッ素ポンプ２１２とを含み、貯液タンク２１１の入力端は、蒸発凝縮器１０の出力端に連結されている。貯液タンク２１１の出力端は、フッ素ポンプ２１２の入力端に連結され、フッ素ポンプ２１２の出力端は、熱交換ターミナル３０の入力端に連結されている。第２分岐２２は、圧縮機２２１を含み、圧縮機２２１の入力端は、熱交換ターミナル３０の出力端に連結され、圧縮機２２１の出力端は、蒸発凝縮器１０の入力端に連結されている。

クーリングシステムは、蒸発凝縮器１０、ポンプキャビネット２０の第１分岐２１、熱交換ターミナル３０及びポンプキャビネット２０の第２分岐２２によって、一つの循環通路を形成している。

図２を参照すると、図２は、データセンターのクーリングシステムの構造概略図である。図２に示すように、蒸発凝縮器１０は、データセンターの室外に設置されており、例えば、室外の相変化冷却塔内に設置されている。熱交換ターミナル３０は、データセンターの室内に設置され、ポンプキャビネット２０は、蒸発凝縮器１０と熱交換ターミナル３０の間に設置され、蒸発凝縮器１０と熱交換ターミナル３０とを連通させて、循環通路を形成する。

蒸発凝縮器１０は、ポンプキャビネット２０の第２分岐２２を介して送配された気体状のクーリング剤を、噴射水と相変化して熱交換させた後、液体状のクーリング剤に変換させる。

ポンプキャビネット２０の第１分岐２１は、液体状のクーリング剤を、第１分岐２１を介して熱交換ターミナル３０に送配する。具体的には、貯液タンク２１１は、蒸発凝縮器１０によって相変化した熱交換後の液体状のクーリング剤を貯蔵し、フッ素ポンプ２１２は、貯液タンク２１１内の液体状のクーリング剤を、第１分岐２１を介して熱交換ターミナル３０に送配する。

熱交換ターミナル３０は、第１分岐２１を介して送配された液体状のクーリング剤を、データセンターの室内空気と還気熱交換させた後、気体状のクーリング剤に変換させる。

ポンプキャビネットの第２分岐２２の圧縮機２２１は、熱交換ターミナル３０による還気熱交換後の気体状のクーリング剤を、第２分岐２２を介して蒸発凝縮器１０に送配する。

貯液タンク２１１は、液体充填口を更に含み、クーリングシステムに電源を入れる前に、液体充填口を介して液体状のクーリング剤を該貯液タンク２１１に加えることとしてもよい。

クーリング剤は、相変化する熱交換作動媒体である。即ち、熱を吸収して液体状のクーリング剤を気体状のクーリング剤に変換し、熱を放出して気体状のクーリング剤を液体状のクーリング剤に変換させる。

図３を参照すると、図３は、本出願の第１実施例に係る具体的なクーリングシステムの一例を示す構造概略図である。図３に示すように、蒸発凝縮器１０は、具体的には、湿球温度センサ１１と、噴射ポンプ１２と、ドレンバルブ１３と、水質センサ１４と、電気加熱センサ１５と、第１シャットオフバルブ１６と、コールドコイル１７とを含む。

湿球温度センサ１１は、噴射水の温度を検出する。

噴射ポンプ１２は、サンプタンク内の水をノズルに送配し、ノズルにより噴射水をコールドコイル１７に噴霧する。

コールドコイル１７は、気体状のクーリング剤を噴射水と相変化して熱交換させて、液体状のクーリング剤に変換させる。

蒸発凝縮器１０の作動原理は以下の通りである。噴射ポンプ１２によりサンプタンク内の水をノズルに送配し、ノズルから噴射水をコールドコイル１７に噴霧する。コールドコイル１７は、気体状のクーリング剤を噴射水と相変化して熱交換させ、液体状のクーリング剤に変換する。

ポンプキャビネット２０は、第１分岐２１と、第２分岐２２とを含む。第１分岐は、具体的には、貯液タンク２１１と、フッ素ポンプ２１２とを含む。第２分岐２２は、具体的には、圧縮機２２１と、バイパスバルブ２２２と、第３電動ボールバルブ２２３と、フィルタ２２４と、第２チェックバルブ２２５と、第２シャットオフバルブ２２６とを含む。

コールドコイル１７の出力端は、第１シャットオフバルブ１６を介して貯液タンク２１１の入力端に連結され、コールドコイル１７の入力端は、第２シャットオフバルブ２２６を介して圧縮機２２１の出力端に連結されている。

フッ素ポンプ２１２の数は２つである。このようにして、該クーリングシステムが年間にわたって動作することを保証し、信頼性を向上させることができる。

バイパスバルブ２２２は、第１事前設定状況ではオンになり、圧縮機２２１をバイパスする。クーリングシステムは、自然冷却モードを適用し、第２事前設定状況ではオフとなり、圧縮機２２１が動作する。クーリングシステムは、機械的クーリングモードを適用する。以下、これについて詳細に説明する。

ポンプキャビネット２０の作動原理は以下の通りである。貯液タンク２１１に、蒸発凝縮器１０によって相変化して熱交換した後の液体状のクーリング剤を貯蔵し、フッ素ポンプ２１２により、貯液タンク２１１内の液体状のクーリング剤を、第１分岐２１を介して熱交換ターミナル３０に送配する。その後、圧縮機２２１により、熱交換ターミナル３０による還気熱交換後の気体状のクーリング剤を、第２分岐２２を介して蒸発凝縮器１０に送配する。

熱交換ターミナル３０は、具体的には、バックボード３１と、熱交換器３２と、ファン３３と、吸気温度センサ３４と、排気温度センサ３５と、第２電子膨張弁３６と、第３シャットオフバルブ３７と、圧力センサ３８と、温度センサ３９とを含む。

フッ素ポンプ２１２の出力端は、第３シャットオフバルブ３７及び第２電子膨張弁３６を介して熱交換器３２の入力端に連結され、圧縮機２２１の入力端は、熱交換器３２の出力端に連結される。

熱交換ターミナル３０の作動原理は、以下の通りである。熱交換器３２は、第１分岐２１を介して送配された液体状のクーリング剤を、データセンターの室内空気とファン３３によって還気熱交換させた後、気体状のクーリング剤に変換させる。

熱交換器３２は、風壁方式を適用することで、熱交換面積を最大化し、最大限に共有でき、全体的な熱交換効率を最適化することができる。したがって、現在の全てのシナリオにおける電力使用効率要求の策略を満たすことができる。

上記では、発凝縮器１０、ポンプキャビネット２０及び熱交換ターミナル３０の内部作動原理を、それぞれ詳細に説明したが、以下では、クーリングシステムの全体的な作動原理を説明する。

先ず、クーリングシステムに電源を入れると、ポンプキャビネット２０の第１分岐２１のフッ素ポンプ２１２は、貯液タンク２１１内の液体状のクーリング剤を熱交換ターミナル３０に送配する。

そして、熱交換ターミナル３０は、第１分岐２１を介して送配された液体状のクーリング剤を、データセンターの室内空気と還気熱交換させた後、気体状のクーリング剤に変換させる。

続いて、ポンプキャビネット２０の第２分岐２２の圧縮機２２１は、熱交換ターミナルによる還気熱交換後の気体状のクーリング剤を、第２分岐２２を介して蒸発凝縮器１０に送配する。

続いて、蒸発凝縮器１０は、ポンプキャビネット２０の第２分岐２２を介して送配された気体状のクーリング剤を、噴射水と相変化して熱交換させた後、液体状のクーリング剤に変換させる。

最後に、ポンプキャビネット２０の第１分岐２１の貯液タンク２１１及びフッ素ポンプ２１２は、液体状のクーリング剤を、第１分岐２１を介して熱交換ターミナル３０に再送配する。

本実施例において、クーリングシステムは、熱交換ターミナル３０で相変化して熱交換した作動媒体の液体状のクーリング剤によって、データセンターの室内空気と還気熱交換を行い、データセンターをクーリングさせ、蒸発凝縮器１０、ポンプキャビネット２０及び熱交換ターミナル３０により形成されたクーリング剤の循環通路を介して、還気熱交換後に変換された気体状のクーリング剤を蒸発凝縮器１０に戻す。そして、気体状のクーリング剤を相変化して熱交換させ、データセンターの室内空気と還気熱交換を行うための液体状のクーリング剤に変換させることができる。これにより、クーリングシステムの熱交換リンクを減らすことができる。さらに、クーリングシステムのエネルギー消費量を低減でき、クーリングシステムの省エネルギー性を向上させることができる。

また、熱交換ターミナル３０は、データセンター室内でのクーリング剤の相変化を利用してデータセンターをクーリングさせるので、クーリングシステムターミナルでデータセンターを最寄りで冷却させることができる。さらに、クーリングシステムのエネルギー効率を大幅に向上させるので、電力使用効率の指標要求を満たすことができる。

選択的に、図４を参照すると、図４は、本出願の第１実施例に係るクーリングシステムのポンプキャビネットの構造概略図を示している。図４に示すように、圧縮機２２１は、オイルフリー圧縮機であり、ポンプキャビネット２０は、第３分岐２３を更に含んでいる。第３分岐２３は、補液ポンプ２３１と、ガス供給タンク２３２とを含み、補液ポンプ２３１の入力端は、フッ素ポンプ２１２の出力端に連結され、補液ポンプ２３１の出力端は、ガス供給タンク２３２の入力端に連結され、ガス供給タンク２３２の出力端は、圧縮機２２１の入力端に連結されている。

本実施形態において、圧縮機２２１は、オイルフリー圧縮機であり、圧縮機２２１の軸は、軸受と接触しない。

第３分岐２３は、圧縮機２２１の軸が浮遊して圧縮機２２１の軸受と接触しないように、圧縮機２２１に気体状のクーリング剤を提供する。

具体的には、補液ポンプ２３１は、第１分岐２１を介して送配された液体状のクーリング剤をガス供給タンク２３２に送配する。ガス供給タンク２３２は、液体状のクーリング剤を貯蔵し、加熱状態で液体状のクーリング剤を気体状のクーリング剤に変換させ、圧縮機２２１に気体状のクーリング剤を提供する。

圧縮機２２１の軸は、気体状のクーリング剤の一定の圧力下で浮遊する。したがって、圧縮機２２１の軸受と接触しない。更に、軸と軸受の間に潤滑油による潤滑を必要としない。このようにして、圧縮機のオイルリターンの問題を回避することができ、クーリングシステムにオイルリターンシステムを構成する必要がない。また、クーリングシステムのターミナル形態、パイプラインの長さ及び室内外の高度差などを考慮する必要がないので、クーリングシステムの複雑さとコストを低減でき、クーリングシステムエネルギー消費量を低減することもできる。

同時に、圧縮機２２１は、さらに、ガス供給タンク２３２の気体状のクーリング剤を第２分岐２２に送配し、これにより、第３分岐２３が第２分岐２２に給気する機能を更に備えることができる。

選択的に、図４に示すように、第３分岐２３は、第１電動ボールバルブ２３３を更に含み、補液ポンプ２３１とガス供給タンク２３２とは第１電動ボールバルブ２３３を介して連結され、第１電動ボールバルブ２３３の入力端は、補液ポンプ２３１の出力端に連結され、第１電動ボールバルブ２３３の出力端は、ガス供給タンク２３２の入力端に連結される。

本実施形態において、第１電動ボールバルブ２３３は、コントローラに連結され、コントローラは、さらに、ガス供給タンク２３２に電気的に接続される。コントローラは、ガス供給タンク２３２の液面レベルモニタリングを受信する。ガス供給タンク２３２の液面レベルが定格値より低い場合、コントローラは、第１電動ボールバルブ２３３がオンとなるように制御し、このときに補液ポンプ２３１は作動をスタートする。ガス供給タンク２３２の液面レベルが一定の値に達すると、コントローラは、第１電動ボールバルブ２３３がオフとなるように制御し、このときに補液ポンプ２３１は作動を終了する。

本実施形態において、第１電動ボールバルブ２３３が第３分岐２３に対するオン及びオフの制御を行うので、一方では、ガス供給タンク２３２の気体状のクーリング剤が圧縮機２２１の軸浮遊圧力を満たすことを保証でき、もう一方では、ガス供給タンク２３２の気体状のクーリング剤圧力が大き過ぎることを回避できるので、安全性を確保することができる。

選択的に、図４に示すように、第３分岐２３は、第１チェックバルブ２３４を更に含む。第１電動ボールバルブ２３３とガス供給タンク２３２とは第１チェックバルブ２３４を介して連結され、第１チェックバルブ２３４の入力端は、第１電動ボールバルブ２３３の出力端に連結され、第１チェックバルブ２３４の出力端は、ガス供給タンク２３２の入力端に連結される。

本実施形態において、第１チェックバルブ２３４は、第３分岐２３のクーリング剤が第１分岐２１に還流しないよう保証でき、これにより、該クーリングシステムの正常な動作を確保することができる。

選択的に、図４に示すように、ポンプキャビネット２０は、第４分岐２４を更に含む。第４分岐２４は、第２電動ボールバルブ２４１を含み、第２電動ボールバルブ２４１の入力端は、フッ素ポンプ２１２の出力端に連結され、第２電動ボールバルブ２４１の出力端は、圧縮機２２１の入力端に連結される。

本実施形態において、第２電動ボールバルブ２４１は、コントローラに連結される。コントローラは、圧縮機２２１のモータ温度モニタリングを受信する。圧縮機２２１のモータ温度が一定の値に達すると、第２電動ボールバルブ２４１がオンとなるように制御し、このときに、第４分岐２４は、第１分岐２１に対して分流を行い、第４分岐２４を介して圧縮機２２１に液体状のクーリング剤を提供する。これらの液体状のクーリング剤は、圧縮機２２１のモータに対して熱放散を行う。このようにして、クーリングシステムは、圧縮機２２１のために追加の熱放散機器を使用する必要がなく、したがって、コストを削減することができる。

選択的に、図４に示すように、第４分岐２４は、第１電子膨張弁２４２を更に含む。第２電動ボールバルブ２４１と圧縮機２２１とは第１電子膨張弁２４２を介して連結され、第１電子膨張弁２４２の入力端は、第２電動ボールバルブ２４１の出力端に連結され、第１電子膨張弁２４２の出力端は、圧縮機２２１の入力端に連結される。

本実施形態において、第１電子膨張弁２４２は、エアパイプ温度感知バルブによって圧縮機２２１のモータ温度を検出し、圧縮機２２１のモータ温度に基づいてバルブの開度を制御することで、第４分岐２４の液体状のクーリング剤の流量を調節する。このようにして、圧縮機２２１のモータに供給される液体状のクーリング剤の流量を上手く調節でき、したがって、圧縮機２２１のモータに対して良好な熱放散効果を果たすことができる。

選択的に、図３に示すように、熱交換ターミナル３０は、バックボード３１と、熱交換器３２と、ファン３３とを含む。バックボード３１には、換気チャネルが設置されており、熱交換器３２及びファン３３は、換気チャネル内に設置され、熱交換器３２の入力端は、フッ素ポンプ２１２の出力端に連結され、熱交換器３２の出力端は、圧縮機２２１の入力端に連結されている。

本実施形態において、蒸発凝縮器１０により相変化して熱交換後に変換された液体状のクーリング剤は、フッ素ポンプ２１２によって動力が提供され、第１分岐２１を介してバックボードにおける熱交換器３２の液体入口に送配されて、熱交換器３２に入る。その後、熱交換器３２は、ファン３３を介して液体状のクーリング剤をデータセンターの室内空気と還気熱交換させた後、気体状のクーリング剤に変換させる。その後、気体状のクーリング剤は、圧縮機２２１によって動力が提供され、第２分岐２２を介して蒸発凝縮器１０に送配される。

このようにして、熱交換ターミナル３０は、データセンター室内でクーリング剤の相変化を利用して、データセンターをクーリングさせるので、クーリングシステムターミナルにおいて、データセンターを最寄りで冷却させることができる。更に、クーリングシステムのエネルギー効率を大幅に向上させ、電力使用効率の指標要求を満たすことができる。

選択的に、熱交換器３２は、銅管アルミニウムフィン熱交換器、マイクロチャネル熱交換器のうちの一つである。

本実施形態において、熱交換器３２は、例えば、従来の銅管アルミニウムフィン熱交換器のような風壁熱交換器タイプを適用することができ、また例えば、車両用空調分野のマイクロチャネル熱交換器を適用してもよい。もちろん、他の熱交換器方式を適用しても良く、ここでは具体的に限定しない。

このようにして、熱交換面積を最大化して、最大限に共有を実現し、全体的な熱交換効果を最適化することができる。したがって、現在の全てのシナリオにおける電力使用効率要求の策略を満たすことができる。また、納品速度を速めることもできる。

選択的に、図３に示すように、熱交換ターミナル３０は、第２電子膨張弁３６を更に含み、第２電子膨張弁３６の入力端は、フッ素ポンプ２１２の出力端に連結され、第２電子膨張弁３６の出力端は、熱交換器３２の入力端に連結される。

本実施形態において、第２電子膨張弁３６は、熱交換器３２の液体入口に設置される。第２電子膨張弁３６は、アパイプ温度感知バルブによってバックボード３１の負荷温度を検出し、バックボード３１の負荷温度に変化が起きたことが検出された場合、バルブの開度を制御することで、熱交換器３２に入る液体状のクーリング剤の流量を調節する。例えば、エアパイプ温度感知バルブの過熱度によってバルブの開度が大きくなるように制御し、エアパイプ温度感知バルブの過冷度によってバルブの開度が小さくなるように制御する。

このようにして、熱交換器３２に供給される液体のクーリング剤の流量を上手く調節できるので、クーリング剤を節約し、コストを削減し、データセンターに対して良好なクーリング効果を果たすことができる。

選択的に、このシステムは、第１温度センサと、第２温度センサと、バイパスバルブ２２２と、コントローラとを更に含み、第１温度センサは、蒸発凝縮器１０内に設置され、第２温度センサは、換気チャネルの出口に設置され、バイパスバルブ２２２は、圧縮機２２１と並列連結され、このコントローラは、第１温度センサ、第２温度センサ及びバイパスバルブ２２１にそれぞれ電気的に接続される。

本実施形態において、図３に示すように、第１温度センサは、蒸発凝縮器１０内に設置された湿球温度センサ１１であり、第２温度センサは、熱交換ターミナル３０内に設置された排気温度センサ３５であり、バイパスバルブ２２２は、ポンプキャビネット２０に設置されている。

第１温度センサは、噴射水の温度を検出する。第２温度センサは、換気チャネルの排気温度を検出する。コントローラは、噴射水の温度及び換気チャネルの排気温度を受信し、噴射水の温度及び換気チャネルの排気温度に基づいてバイパスバルブ２２２がオン又はオフされるように制御する。

具体的には、クーリングシステムは、２種類の動作モードを適用する。室外噴射水の温度、即ち湿球温度が、換気チャネルの排気温度、即ち室内送風温度である９℃より低い場合には、自然冷却モードを適用する。このとき、コントローラは、バイパスバルブ２２２がオンとなるように制御し、圧縮機２２１をバイパスする。室外噴射水の温度、即ち湿球温度が、換気チャネルの排気温度、即ち室内送風温度である９℃より高い場合には、機械的クーリングモードを適用する。このとき、コントローラは、バイパスバルブ２２２がオフとなるように制御し、圧縮機２２１が動作する。

本実施形態において、クーリングシステムが２種類の動作モードを適用することで、クーリングシステムのエネルギー消費量をさらに低減でき、クーリングシステムの省エネルギー性を向上させることができる。

上記の具体的な実施形態は、本出願の保護範囲を制限しない。当業者は、設計要件及び他の要因に応じて様々な修正、組み合わせ、サブ組み合わせ及び代替が行われることを理解すべきである。本出願の精神及び原則の範囲内でなされるいかなる修正、均等物による置換及び改善も全て本出願の保護範囲に含まれるべきである。

Claims

蒸発凝縮器と、ポンプキャビネットと、熱交換ターミナルとを含み、前記ポンプキャビネットは、第１分岐と、第２分岐とを含み、
前記第１分岐は、貯液タンクと、フッ素ポンプとを含み、前記貯液タンクの入力端は、前記蒸発凝縮器の出力端に連結され、前記貯液タンクの出力端は、前記フッ素ポンプの入力端に連結され、前記フッ素ポンプの出力端は、前記熱交換ターミナルの入力端に連結され、
前記第２分岐は、圧縮機を含み、前記圧縮機の入力端は、前記熱交換ターミナルの出力端に連結され、前記圧縮機の出力端は、前記蒸発凝縮器の入力端に連結され、
前記圧縮機は、オイルフリー圧縮機であり、前記ポンプキャビネットは、第３分岐を更に含み、前記第３分岐は、補液ポンプと、ガス供給タンクとを含み、
前記補液ポンプの入力端は、前記フッ素ポンプの出力端に連結され、前記補液ポンプの出力端は、前記ガス供給タンクの入力端に連結され、前記ガス供給タンクの出力端は、前記圧縮機の入力端に連結されることを特徴とする、クーリングシステム。
前記第３分岐は、第１電動ボールバルブを更に含み、前記補液ポンプと前記ガス供給タンクとは前記第１電動ボールバルブを介して連結され、
前記第１電動ボールバルブの入力端は、前記補液ポンプの出力端に連結され、前記第１電動ボールバルブの出力端は、前記ガス供給タンクの入力端に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
前記第３分岐は、第１チェックバルブを更に含み、前記第１電動ボールバルブと前記ガス供給タンクとは前記第１チェックバルブを介して連結され、
前記第１チェックバルブの入力端は、前記第１電動ボールバルブの出力端に連結され、前記第１チェックバルブの出力端は、前記ガス供給タンクの入力端に連結されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
前記ポンプキャビネットは、第４分岐を更に含み、前記第４分岐は、第２電動ボールバルブを含み、
前記第２電動ボールバルブの入力端は、前記フッ素ポンプの出力端に連結され、前記第２電動ボールバルブの出力端は、前記圧縮機の入力端に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
前記第４分岐は、第１電子膨張弁を更に含み、前記第２電動ボールバルブと前記圧縮機とは前記第１電子膨張弁を介して連結され、
前記第１電子膨張弁の入力端は、前記第２電動ボールバルブの出力端に連結され、前記第１電子膨張弁の出力端は、前記圧縮機の入力端に連結されることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
前記熱交換ターミナルは、バックボードと、熱交換器と、ファンとを含み、前記バックボードは、換気チャネルが設置されており、前記熱交換器及びファンは、前記換気チャネル内に設置され、
前記熱交換器の入力端は、前記フッ素ポンプの出力端に連結され、前記熱交換器の出力端は、前記圧縮機の入力端に連結されることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
前記熱交換器は、銅管アルミニウムフィン熱交換器、マイクロチャネル熱交換器のうちの一つであることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
前記熱交換ターミナルは、第２電子膨張弁を更に含み、
前記第２電子膨張弁の入力端は、前記フッ素ポンプの出力端に連結され、前記第２電子膨張弁の出力端は、前記熱交換器の入力端に連結されることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
前記システムは、第１温度センサと、第２温度センサと、バイパスバルブと、コントローラとを更に含み、
前記第１温度センサは、前記蒸発凝縮器内に設置され、前記第２温度センサは、前記換気チャネルの出口に設置され、前記バイパスバルブは、前記圧縮機と並列連結され、前記コントローラは、前記第１温度センサ、第２温度センサ及びバイパスバルブにそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。