[实用新型]一种带自由冷却两相流空调系统

说明书

本实用新型公开了一种带自由冷却两相流空调系统，包含至少一个压缩机，一个冷凝器，一个节流装置，一个低压循环桶，一个制冷剂循环泵，至少一个直膨流量调节装置，至少一个直膨式蒸发器，及用于切换运行工况的若干控制阀门，本装置通过液泵增压实现蒸发器的满液运行，提高蒸发器的使用效率，同时在室外低环境温度时，停止压缩机的运行，通过阀切换实现自由冷却，进一步降低冷却能耗，提高社会资源的利用率。

技术领域

本实用新型涉及一种带自由冷却两相流空调系统，属于制冷与空调技术领域。

背景技术

随着数据中心的紧凑性越来越提高，传统空调冷却系统的能耗也越来越大，数据中心的冷却能耗逐步成为数据中心运营商的重要支出，降低数据中心的冷却能耗是衡量一个数据中心管理水平的重要标志。

传统含油轴承的润滑油随着制冷剂循环，为了保证压缩机的运行安全可靠，因此传统的数据中心主要采用纯水或乙二醇水溶液作为载冷剂的二次冷却换热方法，通过冷冻水泵将冷水输送到数据中心的机间空调，通过空气冷却或热管的形式将数据中心内部产生的热量传递给冷水，冷水升温后回到冷水机降温后形成热传递循环。

由于采用纯水或乙二醇水溶液作为载冷剂，虽然水的比热容较高，但其载热形式仍然是显热载热，载热能力差，载冷剂吸热后温度上升，降低了换热温差，载冷剂的循环量大，载冷剂的循环泵功耗也很大。

另外，数据中心应用还有通过直接膨胀的方式进行换热的制冷系统，为了防止压缩机回液，往往需要通过蒸发器出口过热度的方式进行流量控制，蒸发器末段往往是显热换热为主，换热器在此时换热系数极低，换热器面积利用效率很低。

而且，当环境温度较低时，制冷循环冷凝温度有可能低于蒸发温度，主动制冷循环不能安全运行，传统的自由冷却系统切换困难，启动温差要求高，因此自由冷却利用率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，结合数据中心全年工作时间长的特点，提供一种带有自由冷却的制冷系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种带自由冷却两相流空调系统，包括，至少一个压缩机，一个冷凝器，一个节流装置，一个低压循环桶，一个制冷剂循环泵，一个流量调节装置，至少一个蒸发器，及用于切换运行工况的若干制冷剂控制阀门；通过改变制冷剂控制阀门的开闭状态改变制冷剂流通通路以使空调系统在主动制冷及自由冷却两种运行模式之间切换：

所述主动制冷模式下：

形成制冷剂依次从压缩机流经冷凝器、节流装置、低压循环桶、制冷剂循环泵、流量调节装置、蒸发器、低压循环桶再回到压缩机的制冷循环；

所述自由冷却模式下：

形成制冷剂依次从蒸发器流经冷凝器、制冷剂循环泵、制冷剂控制阀门再回到蒸发器的制冷循环。

优选地，本实用新型的带自由冷却两相流空调系统，所述压缩机为无油压缩机。

优选地，本实用新型的带自由冷却两相流空调系统，所述冷凝器为蒸发式冷凝器。

优选地，本实用新型的带自由冷却两相流空调系统，所述制冷剂循环泵为容积式液泵。

优选地，本实用新型的带自由冷却两相流空调系统，所述制冷剂循环泵为离心式液泵。

优选地，本实用新型的带自由冷却两相流空调系统，所述制冷剂为R134a。

优选地，本实用新型的带自由冷却两相流空调系统，所述冷凝器的出液端还设置有储液桶，所述冷凝器流出的制冷剂先流入所述储液桶中，再流入所述低压循环桶或者制冷剂循环泵。

优选地，本实用新型的带自由冷却两相流空调系统，所述制冷剂控制阀门均为电磁阀或者电动阀，受电控系统控制而开启或者关闭。