[发明专利]一种变频热管复合型机房空调系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种变频热管复合型机房空调系统，包括冷源系统、主控单元和温度采集单元。冷源系统包括压缩机、单向阀、油分离器、冷凝器、过滤器、视液镜、流量装置、蒸发器及气液分离器；主控单元分别与冷源系统和温度采集单元连接；温度采集单元采集室内、外温度，使主控单元根据室内、外温度控制压缩机、冷凝器的风机和流量装置的运行状态。本发明还公开了一种变频热管复合型机房空调系统的控制方法，能够根据室内负荷及室外温度或室内温度与室外温度之差调节压缩机、流量装置及冷凝器的运行状态，使冷源系统分别切换为制冷，过渡或热管循环模式，能有效利用昼夜、过渡季节和冬季的室外自然冷源，大幅度降低运行能耗，具有优异的节能减排效果。

技术领域

本发明涉及一种变频热管复合型机房空调系统及其控制方法。

背景技术

信息产业和数字化建设的快速发展，推动了机房、基站的数量，建设规模快速增长，据统计机房、基站空调的能耗占其总能耗的40％～50％。机房、基站的显热负荷比大，一年四季需连续运行，在室内侧设定温度低于室外侧温度的季节，常规的空调系统仍需继续运行压缩式制冷系统，制冷系统工作效率低而且易发生故障，若能利用室内外温差低成本输送热量或为室内侧提供冷量，将大大减小空调系统的能耗和运行成本。在夏季等高温季节通过利用地冷可实现制冷系统高效运行。大幅度提升系统能效。利用室外低温空气为室内侧提供冷量的方法已得到业内学者和工程技术人员的关注，并以不同的形式展开工程技术研究，如目前采用的新风系统，此外还有不同形式的气-气、气-水热交换系统，以及应用热管技术的复合型空调。

中国发明专利申请CN201010528027.X中公开了一种风冷式气泵复合型机房空调系统，该系统具有压缩式制冷和热管循环制冷两种工作模式。当室外温度≥20℃时制冷模式工作，参与制冷循环的第一制冷工质在蒸发冷凝器中蒸发吸热，冷却和冷凝第二制冷工质；当室外温度＜20℃时，系统转换为热管循环制冷模式，利用室外低温空气对第二制冷工质进行冷却和冷凝，压缩式制冷循环停止工作，从而有效减少全年空调能耗。此系统在利用室外低温空气冷量和确保室内空气品质方面弥补了前两种系统的不足，但压缩式制冷和热管循环制冷两种工作模式在某一温度点切换，系统的制冷量能否平稳衔接并可靠工作等，值得考量；同时热管循环工作的上限温度偏低不利于最大化利用室外低温空气的冷量。

实用新型专利CN01278831.7公开了一种带循环泵的节能型制冷循环装置，在热管循环系统中使用循环泵有利于提高热管循环的工作效率，也简化了热管系统安装时对冷凝器、储液器和蒸发器相对位置的要求，但CN01278831.7在最大化利用室外低温空气的冷量方面的不足与CN201010528027.X类似，即热管循环工作的上限温度必须较低才能与制冷循环平稳衔接。

发明专利ZL201210037332.8与发明专利ZL201210037082.8提出一种带复合区的热管复合机房空调系统，利用动力型分离式热管系统与蒸气压缩式制冷系统在中间冷凝蒸发器(蒸发盘管)处进行复合，制冷系统在过渡季节为热管系统补偿冷量，拓宽热管系统工作温区。但是发明专利ZL201210037082.8在制冷模式下利用二次换热方式为末端提供冷量，降低系统制冷效率；而ZL201210037332.8在制冷模式与热管模式两种模式切换时，会出现系统冷量输出不稳定，过渡不平稳状态。

发明专利ZL201610174000.2提出一种气相增压热管复合空调，该系统具有气相热管循环以及蒸气压缩制冷循环两种工作模式，而在两种模式区间的大量自然冷源并未充分利用。

目前还未曾有人提出关于根据室内、外温差无限构造热管系统的变频热管复合型空调，也未曾有人提出在春、秋过渡季节拓宽热管工作温区，根据热管冷凝不足之处按需制冷，同时各种模式切换在室外侧，而末端冷量输出维持平稳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供能够最大化利用自然冷源，根据室内、外温差无限构造热管循环的变频热管复合型机房空调系统及其控制方法。