[发明专利]一种空调系统及其制冷方法

说明书

本发明提出一种空调系统及其制冷方法，空调系统包括重力热管单元，重力热管单元的换热器通过液态载冷剂管路和气态载冷剂管路与各机柜背板连接构成循环回路；重力热管单元的阀门组件分别设置在液态载冷剂管路和气态载冷剂管路上。阀门组件分别用于连接压缩机组件和膨胀阀组件。制冷方法包括当检测到其中一重力热管单元故障时，在另一重力热管单元的液态载冷剂管路上连接膨胀阀组件，在气态载冷剂管路上连接压缩机组件。本发明的膨胀阀组件和压缩机组件作为重力热管单元的冗余组件，在需要时能够为重力热管单元提供更多的冷负荷，稳定机房温度，在不需要时能够作为冗余组件节省机房空间并成本。

技术领域

本发明涉及数据中心设备技术领域，特别涉及一种空调系统及其制冷方法。

背景技术

在现有技术中，数据中心采用多套热管系统为机柜降温，并设置一套冗余热管系统备用。例如“2+1”的冗余热管系统设计方式，即为单列机柜载冷剂循环设置3个循环回路，第一循环回路承担部分机柜的负荷，第二循环回路承担剩余机柜的负荷，而第三循环回路备用，当第一循环回路或第二循环回路故障时随时更换上第三循环回路继续承担机柜的负荷。但是此方案只适用于机柜数量少的小型机房，一旦用于大型机房，需要的冗余热管系统会大幅增加。由于机房内的空间有限，冗余热管系统会占用机房的空间，降低了机房设备的承载量和利用率。同时，由于冗余系统一般处于闲置状态，因此增加了机房的投资成本且给机房施工带来了不便。

发明内容

本发明实施例提供一种空调系统及其制冷方法，以至少解决现有技术中的以上技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种空调系统，包括多个重力热管单元，所述重力热管单元包括换热器、液态载冷剂管路和气态载冷剂管路，所述换热器通过液态载冷剂管路和气态载冷剂管路与各机柜的背板连接构成循环回路；

所述重力热管单元还包括第一阀门组件和第二阀门组件，所述第一阀门组件设置在所述液态载冷剂管路靠近所述换热器的一端，用于控制所述液态载冷剂管路自连通或控制所述液态载冷剂管路连通膨胀阀组件；所述第二阀门组件设置在所述气态载冷剂管路靠近所述换热器的一端，用于控制所述气态载冷剂管路自连通或控制所述气态载冷剂管路连通压缩机组件。

在一个可能的设计中，所述膨胀阀组件包括节流部件，所述节流部件与所述第一阀门组件连接，用于降低所述液态载冷剂管路中载冷剂的温度、压力和流量。

在一个可能的设计中，所述压缩机组件包括增压部件，所述增压部件与所述第二阀门组件连接，用于提高所述气态载冷剂管路中载冷剂的循环效率。

在一个可能的设计中，所述压缩机组件还包括与所述增压部件连接的气液分离器，所述气液分离器的入口端和所述增压部件的出口端分别与所述第二阀门组件连接。

在一个可能的设计中，所述第一阀门组件包括设置在所述液态载冷剂管路上的第一主阀门，在所述第一主阀门的两侧分别设置用于连通所述液态载冷剂管路的第一支路和第二支路，在所述第一支路上设置有第一旁通阀门，在所述第二支路上设置有第二旁通阀门，所述第一旁通阀门和所述第二旁通阀门用于连接所述膨胀阀组件。

在一个可能的设计中，所述第一阀门组件用于在处于第一状态时控制所述第一主阀门打开，所述第一旁通阀门和第二旁通阀门关闭，以使得所述液态载冷剂管路自连通；在处于第二状态时，控制所述第一主阀门关闭，所述第一旁通阀门和第二旁通阀门打开，以使得所述液态载冷剂管路与所述膨胀阀组件连通。

在一个可能的设计中，所述第一旁通阀门和所述第二旁通阀门分别连接在所述膨胀阀组件的节流部件的两端。

在一个可能的设计中，所述第二阀门组件包括设置在所述气态载冷剂管路上的第二主阀门，在所述第二主阀门的两侧分别设置连通所述气态载冷剂管路的第三支路和第四支路，在所述第三支路上设置有第三旁通阀门，在所述第四支路上设置有第四旁通阀门，所述第三旁通阀门和第四旁通阀门用于连接所述压缩机组件。