[发明专利]一种多模式切换的CO2

说明书

本发明涉及一种多模式切换的COsubgt;2/subgt;热管冷却系统及控制方法，包括蒸发器顶部通过管道连接压缩机的入口，压缩机的出口通过管道连接热交换器入口，热交换器出口通过管道连接液泵的入口，液泵的出口与膨胀阀的入口连接，膨胀阀的出口与蒸发器底部连接；蒸发器出口的管道上设有切换阀；与压缩机连接的气液分离器入口连接第一控制阀；第一控制阀的入口和压缩机的出口分别连接第二控制阀的两端形成旁路；与液泵连接的气液分离器入口连接第三控制阀；第三控制阀的入口和液泵的出口分别连接第四控制阀的两端形成旁路；膨胀阀的出入口分别连接第五控制阀的两端形成旁路。根据温差和阀门动作使系统切换至不同的制冷模式。

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体为一种多模式切换的CO₂热管冷却系统及控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

数据中心运行着大量的计算机硬件设备，产热量大、散热密度高，对空调系统的热负荷需求较高，目前针对数据中心散热的空调系统通常采用R410a、R134a等氟利昂作为管内工质从而满足散热需求，此类空调系统中的部分氟利昂对于臭氧层具有破坏作用，且大多数氟利昂的GWP值(全球变暖潜能值)较高，一旦泄露或排放，其温室效应较显著，目前已经逐步替换为更为环保的CO₂作为数据中心空调系统的循环工质，所采用的分离式热管因其就近排热、高效节能的特点已经受到越来越多的认可。

以CO₂为介质的冷却系统存在多种制冷循环方式，例如蒸汽压缩制冷、动力型热管制冷及重力型热管制冷，不同的制冷循环方式下运行了不同的设备，具有不同的热效率，相应的，不同的制冷循环模式需要的能耗和能够适应的环境温度均存在差别，目前针对数据中心服务器使用CO₂为介质的冷却系统大部分采用单一的制冷循环模式，无法适应范围更大的环境温度，在一些特定工况存在性能不足或能源浪费的情况。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种多模式切换的CO₂热管冷却系统及控制方法，根据热管驱动温差、蒸发器进出口温差和气管温差使CO₂热管冷却系统切换至不同的制冷循环模式，从而以冷却系统的负荷为依据，在不同的外界环境温度下切换至不同的制冷循环模式，提高冷却系统对不同环境的适应能力，实现部分时段的低能耗运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供实现一种多模式切换的CO₂热管冷却系统，包括蒸发器，蒸发器顶部通过管道连接压缩机的入口，压缩机的出口通过管道连接热交换器入口，热交换器出口通过管道连接液泵的入口，液泵的出口与膨胀阀的入口连接，膨胀阀的出口与蒸发器底部连接；

压缩机的入口和液泵的入口均连接气液分离器；蒸发器出口管道上设有切换阀；与压缩机连接的气液分离器入口连接第一控制阀；第一控制阀的入口和压缩机的出口分别连接第二控制阀的两端形成旁路；与液泵连接的气液分离器入口连接第三控制阀；第三控制阀的入口和液泵的出口分别连接第四控制阀的两端形成旁路；膨胀阀的出入口分别连接第五控制阀的两端形成旁路。

热交换器与冷却管连接，冷却管用于向热交换器输送冷却介质。

还具有压差传感器，设置在蒸发器的入口和出口，获取蒸发器入口和出口之间的压差。

还具有温度传感器，分别位于蒸发器的热介质入口处、热交换器的冷介质入口处、蒸发器的入口、蒸发器的出口和热交换器的入口处。

管道包括气管和液管，蒸发器出口至热交换器入口之间的管道为气管，热交换器出口至蒸发器入口的管路为液管。

本发明的第二个方面提供基于上述CO₂热管冷却系统实现多模式切换的控制方法，包括以下步骤：