[发明专利]一种双回路自然冷却型空调系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双回路自然冷却型空调系统及控制方法，其中空调系统包括：制冷/自然冷却回路以及自然冷却回路，制冷/自然冷却回路包括：压缩机、第一蒸发冷凝器、第一制冷剂泵和第一蒸发器，所述第一蒸发冷凝器的入口与所述压缩机的出口连通，所述压缩机的入口与所述第一蒸发器的出口连通；所述第一蒸发冷凝器的出口通过所述第一制冷剂泵连通所述第一蒸发器的入口；所述自然冷却回路包括：第二蒸发冷凝器、第二制冷剂泵和第二蒸发器，所述第二蒸发冷凝器的入口与所述第二蒸发器的出口连通。能够根据具体运用环境配置蒸发器比例以及压缩机大小，实现系统成本降低，同时充分利用自然冷源，提高能效。

技术领域

本发明涉及空调系统，尤其涉及双回路自然冷却型空调系统。

背景技术

人类已经进入大数据时代，数据中心的规模与数量得到迅猛发展，并成为信息社会的用电大户。为保证数据中心高效可靠运行，需要将数据中心的服务器在运行过程中产生的热量迅速排出。据统计，现代化社会数据中心用电量占全社会总电量的5％。IDC产业调研报告显示，截至2016年，数据中心的规模达到714.5亿元。中国数据中心2017年用电量超过1250亿千瓦时，超过三峡水电站以及葛洲坝电站一年的发电量。据统计，机房、基站空调的能耗占其总能耗的40％～50％。数据中心围护结构封闭、显热负荷大、湿负荷小，当在春、秋过渡季节甚至冬季时刻，数据中心室内温度高于室外温度时，传统的空调系统仍运行于压缩制冷模式为机房内部提供冷量，不仅能耗大，并且还存在压缩机低温启动、润滑效果差、能量调节等问题。为了降低数据中心的能耗，合理配置社会资源，需要对数据中心制冷系统进行优化，其中利用自然冷源是目前解决数据中心机房高能耗问题的首选方式，并且自然冷源为可再生能源。利用室外自然冷源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，如新风系统、气-气热交换系统和气-水热交换系统。另外由各类热管构成的复合空调也不断被提出和运用，如重力型分离式热管、液泵动力型分离式热管以及气泵动力型分离式热管。但上述方案大部分局限于小型数据中心机房空调上运用，而对于大型数据中心则还未得到较好运用。

现有技术有利用制冷剂泵以及磁悬浮压缩机同一回路完成，成本低廉，节能效益高，但系统存在压缩机匹配偏大可能，故而能效还有继续优化空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双回路自然冷却型空调系统，能够根据具体运用环境配置蒸发器比例以及压缩机大小，实现系统成本降低，同时充分利用自然冷源，提高能效。

本发明的目的还在于提供双回路自然冷却型空调系统的控制方法。

实现上述目的的技术方案是：

本发明的一种双回路自然冷却型空调系统，包括：制冷/自然冷却回路以及自然冷却回路，其中，

所述制冷/自然冷却回路包括：压缩机、第一蒸发冷凝器、第一制冷剂泵和第一蒸发器，

所述第一蒸发冷凝器的入口与所述压缩机的出口连通，所述压缩机的入口与所述第一蒸发器的出口连通；

所述第一蒸发冷凝器的出口通过所述第一制冷剂泵连通所述第一蒸发器的入口；

所述第一蒸发冷凝器和所述压缩机之间设置第一单向阀；

所述压缩机和所述第一单向阀构成的串联支路并联第二单向阀；

所述自然冷却回路包括：第二蒸发冷凝器、第二制冷剂泵和第二蒸发器，

所述第二蒸发冷凝器的入口与所述第二蒸发器的出口连通；

所述第二蒸发冷凝器的出口通过所述第二制冷剂泵连通所述第二蒸发器的入口。

优选的，所述第一制冷剂泵和所述第一蒸发器之间设置第一电子膨胀阀；

所述第二制冷剂泵和所述第二蒸发器之间设置第二电子膨胀阀。