[发明专利]带自由冷却的制冷系统

摘要

用于冷却用于液态冷却流体回路的空气的系统。该系统包括：第一制冷剂环路，具有空气冷却的冷凝器；第二制冷剂环路，具有液体冷却的冷凝器；自由冷却回路。设有控制设备，用于控制该系统在第一模式、第二模式和第三模式之间运行。当在所述第一模式运行时，仅所述自由冷却回路直接与所述液态冷却流体回路中的液态冷却流体协作以冷却所述液态冷却流体，当在所述第二模式运行时，所述第二制冷剂环路不接合，当在所述第三模式运行时，所述自由冷却回路与所述第二制冷剂环路相互作用以通过所述自由冷却回路去除所述第二制冷剂环路的热量。 1

主权项

1.用于冷却用于液态冷却流体回路的空气的系统，所述系统包括：

第一制冷剂环路，所述第一制冷剂环路具有第一空气冷却冷凝器，由所述第一制冷剂环路产生的所有热量通过所述第一空气冷却冷凝器去除；

自由冷却回路，所述自由冷却回路具有位于所述第一制冷剂环路的所述第一空气冷却冷凝器上游的自由冷却回路盘管；

第二制冷剂环路，所述第二制冷剂环路具有第二液体冷却冷凝器，由所述第二制冷剂环路产生的所有热量通过所述自由冷却回路的所述自由冷却回路盘管去除；

控制设备，所述控制设备用于控制所述系统在第一模式、第二模式和第三模式之间运行；

其中当在所述第一模式运行时，仅所述自由冷却回路直接与所述液态冷却流体回路中的液态冷却流体交换热量以冷却所述液态冷却流体；当在所述第二模式运行时，所述第一制冷剂环路接合并且所述第二制冷剂环路不接合；当在所述第三模式运行时，所述自由冷却回路与所述第二制冷剂环路相互作用以通过所述自由冷却回路去除所述第二制冷剂环路的热量。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述自由冷却回路包括阀，当所述系统在所述第三模式运行时，所述阀将自由冷却液体引导至所述第二制冷剂环路的所述第二液体冷却冷凝器。

3.根据权利要求2所述的系统，其中当所述系统在所述第一模式运行时，所述自由冷却回路的所述阀将所述自由冷却液体引导至与所述液态冷却流体回路配接定位的热交换器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述自由冷却回路包括：所述自由冷却回路盘管、乙二醇泵以及三通阀，所述三通阀将所述乙二醇泵的出口连接至热交换器或所述第二制冷剂环路的所述第二液体冷却冷凝器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中风扇使空气经过所述自由冷却回路盘管和所述第一制冷剂环路的所述第一空气冷却冷凝器。

6.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一制冷剂环路包括第一压缩机、所述第一空气冷却冷凝器、第一膨胀设备以及冷却器，所述冷却器与所述液态冷却流体回路中的液态冷却流体协作以冷却所述液态冷却流体。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述冷却器包括两个蒸发器，即，位于所述第一制冷剂环路中的第一蒸发器和位于所述第二制冷剂环路中的第二蒸发器。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二制冷剂环路包括第二压缩机、所述第二液体冷却冷凝器以及所述冷却器，所述第二压缩机向所述第二液体冷却冷凝器提供加压的制冷剂蒸汽，所述第二液体冷却冷凝器冷却且冷凝所述制冷剂。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述系统包括第二膨胀设备，并且其中所述第二膨胀设备将高压液态制冷剂转化为低压流体，随着所述低压流体蒸发、吸收来自所述液态冷却流体回路中所述液态冷却流体的热量，所述冷却器冷却在所述液态冷却流体回路中的所述液态冷却流体。

10.根据权利要求1所述的系统，其中相较于提供在所述液态冷却流体回路中循环的所述液态冷却流体，提供在所述自由冷却回路中的自由冷却液体具有较低的冰点温度。

11.根据权利要求1所述的系统，其中在所述自由冷却回路中的自由冷却液体是防冻流体，以在低环境温度期间抑制冻结。

12.用于冷却用于液态冷却流体回路的空气的系统，所述系统包括：

第一制冷剂环路，所述第一制冷剂环路具有第一冷凝器；

第二制冷剂环路，所述第二制冷剂环路具有第二冷凝器；

自由冷却回路，所述自由冷却回路包括阀和自由冷却盘管，其中所述阀配置成引导所述自由冷却回路的自由冷却液体，并且其中所述自由冷却盘管和所述第一冷凝器相对于公共气流串联布置；

控制设备，所述控制设备用于控制所述系统在仅自由冷却模式、自由冷却加机械冷却模式、以及完全机械冷却模式之间运行；

其中当在所述仅自由冷却模式运行时，所述阀将所述自由冷却液体引导至与所述液态冷却流体回路配接定位的热交换器；当在所述完全机械冷却模式运行时，所述阀将自由冷却液体引导至所述第二制冷剂环路的所述第二冷凝器。

13.根据权利要求12所述的系统，其中相较于提供在所述液态冷却流体回路中循环的液态冷却流体，提供在所述自由冷却回路中的自由冷却液体具有较低的冰点温度，

和/或其中所述自由冷却盘管是在所述第一冷凝器的上游，

和/或其中所述自由冷却盘管与所述第一冷凝器被机械地连接，

和其中所述自由冷却盘管与所述第一冷凝器在热力学上是独立的，

和/或其中所述自由冷却盘管与所述第一冷凝器共享翅翼。

14.根据权利要求12所述的系统，其中在所述自由冷却回路中的自由冷却液体是防冻流体，以在低环境温度期间抑制冻结。

15.根据权利要求12所述的系统，其中当在所述仅自由冷却模式运行时，仅所述自由冷却回路直接与所述液态冷却流体回路中的液态冷却流体协作以冷却所述液态冷却流体；当在所述自由冷却加机械冷却模式运行时，所述第二制冷剂环路不接合；当在所述完全机械冷却模式运行时，所述自由冷却回路与所述第二制冷剂环路相互作用以通过所述自由冷却回路去除所述第二制冷剂环路的热量。

16.与液态冷却流体回路一起使用的制冷系统，所述制冷系统包括：

第一制冷剂环路，所述第一制冷剂环路具有第一冷凝器；

第二制冷剂环路，所述第二制冷剂环路具有第二冷凝器；

自由冷却回路，所述自由冷却回路包括自由冷却液体和自由冷却盘管，其中所述自由冷却盘管和所述第一冷凝器相对于公共气流串联布置；

控制设备，所述控制设备用于控制所述系统在仅自由冷却模式、自由冷却加机械冷却模式、以及完全机械冷却模式之间运行；

热交换器，所述热交换器与所述自由冷却回路和所述液态冷却流体回路协作；

冷却器，所述冷却器与所述第一制冷剂环路、所述第二制冷剂环路和所述液态冷却流体回路协作；

其中当在所述仅自由冷却模式运行时，所述自由冷却液体被引导至热交换器；当在所述完全机械冷却模式运行时，所述自由冷却液体被引导至所述第二冷凝器。

17.根据权利要求16所述的系统，其中相较于提供在所述液态冷却流体回路中循环的液态冷却流体，提供在所述自由冷却回路中的自由冷却液体具有较低的冰点温度，

和/或其中所述自由冷却盘管是在所述第一冷凝器的上游，

和/或其中所述自由冷却盘管与所述第一冷凝器被机械地连接，

和其中所述自由冷却盘管与所述第一冷凝器在热力学上是独立的，

和/或其中所述自由冷却盘管与所述第一冷凝器共享翅翼。

18.根据权利要求16所述的系统，其中在所述自由冷却回路中提供的自由冷却液体是防冻流体，以在低环境温度期间抑制冻结。

19.根据权利要求16所述的系统，其中当在所述仅自由冷却模式运行时，仅所述自由冷却回路直