一种低温启动空调系统

摘要

本发明提供一种低温启动空调系统，所述系统包括：二次冷却装置和低温启动换热装置，所述低温启动换热装置的入口连通所述二次冷却装置的出口；所述低温启动换热装置的出口连通空调系统的压缩机；所述二次冷却装置的入口连通空调系统的内机；所述压缩机连通所述内机；所述系统还包括低温启动补气装置，所述低温启动补气装置连通所述压缩机。本发明通过二次冷却装置、低温启动补气装置、低温启动换热装置在压缩机低温启动过程中的共同作用，提高压缩机的进气量，建立启动压差，实现压缩机正常启动，可提高系统的应用场景，提高产品竞争力。

权利要求

1.一种低温启动空调系统，其特征在于，所述系统包括：二次冷却装置和低温启动换热装置，所述低温启动换热装置连通所述二次冷却装置；

所述低温启动换热装置连通空调系统的压缩机；所述二次冷却装置连通空调系统的内机；

所述压缩机连通所述内机；

所述二次冷却装置对内机输出的液态冷媒加热，所述低温启动换热装置将加热的液态冷媒转换为气态冷媒，气态冷媒补充至压缩机令所述压缩机正常启动；

所述系统还包括低温启动补气装置，所述低温启动补气装置连通所述压缩机，为所述压缩机补充气态冷媒；

所述系统还包括：

气液分离器、高压贮液器和外机，所述气液分离器分别连通压缩机、低温启动补气装置和四通阀；所述高压贮液器连通二次冷却装置；所述高压贮液器连通外机；所述外机连通低温启动换热装置；所述低温启动换热装置连通所述四通阀，经所述四通阀连通所述压缩机；

所述二次冷却装置连通气液分离器；所述气液分离器分别连通低温启动补气装置和压缩机；

从空调内机输出的液态冷媒分流后，经二次冷却装置分流加热，一部分液态冷媒进入低温启动换热装置，低温启动换热装置将液态冷媒转换为气态冷媒后进入压缩机；从二次冷却装置输出的另一路冷媒被支路管路加热后，进入高压贮液器由外机取用；外机可将取用的液态冷媒转换为气态冷媒，并将气态冷媒输送至四通阀，气态冷媒经四通阀进入气液分离器；气态分离器将冷媒进行气液分离；分离出的气态冷媒主要输送至压缩机，并补充至低温启动补气装置；低温启动补气装置在压缩机无法启动时将存储的气态冷媒输送至压缩机。

2.根据权利要求1所述的低温启动空调系统，其特征在于，所述低温启动补气装置包括：

低温启动补气罐、第一补气电磁阀、第二补气电磁阀和毛细管，所述低温启动补气罐经第一补气电磁阀连通压缩机；所述低温启动补气罐连通毛细管的一端；所述毛细管的另一端经所述第二补气电磁阀连通气液分离器。

3.根据权利要求1所述的低温启动空调系统，其特征在于，所述低温启动换热装置包括：

多个换热单元，所述换热单元包括换热器、换热膨胀阀和换热单向阀，所述换热膨胀阀和换热单向阀并联，且所述换热膨胀阀和换热单向阀的并联管路与所述换热器串联；所述单向阀的输入端连通所述换热器。

4.根据权利要求1所述的低温启动空调系统，其特征在于，所述二次冷却装置包括：热传导换热箱和支路管路；所述支路管路贯穿所述热传导换热箱的箱体，且所述支路管路内部与热传导换热箱的内部空间隔绝；所述热传导换热箱设有主路入口和主路出口，所述热传导换热箱通过主路入口和主路出口接入空调系统的冷媒传输主路；所述支路管路在所述热传导换热箱箱体外的两端分别通过膨胀管路连通冷媒传输主路，所述支路管路两端的膨胀管路上均设有膨胀阀；所述支路管路两端设有出口，所述两端出口分别连通气液分离器和低温启动换热装置；所述支路管路两端均设有电磁阀。

5.根据权利要求1所述的低温启动空调系统，其特征在于，所述四通阀连通空调系统的多个内机，且所述四通阀与所述多个内机的连通管路上均设有气管球阀。

6.根据权利要求5所述的低温启动空调系统，其特征在于，所述多个内机的冷媒出口均连通冷媒传输主路，所述冷媒传输主路上设有液管截止阀。

7.根据权利要求1所述的低温启动空调系统，其特征在于，二次冷却装置与低温启动换热装置之间的第一连通管路、二次冷却装置与气液分离器之间的第二连通管路、外机与四通阀之间的第三连通管路、外机与低温启动换热装置之间的第四连通管路、低温启动换热装置与压缩机之间的第五连通管路、低温启动换热装置与第三连通管路之间的第六连通管路均设有电磁阀。

说明书

一种低温启动空调系统

技术领域

[0001] 本发明属于数据中心散热技术领域，具体涉及一种低温启动空调系统。

背景技术

[0002] 随着电子信息行业的飞速发展，数据中心的发展也进入到一个新的阶段。空调系统的可靠性直接影响数据中心的安全。目前数据中心制冷空调大多采用的是压缩式制冷循
环，精密空调器大多为分体型空调器，在机房热源侧设置具有冷却空气的室内机，在室外侧
设置冷凝器及压缩机的室外机，并用冷媒管连结室外机和室内机。因数据中心的特殊性，所
以即使在冬季也必须要求压缩机能够正常启动，特别是寒冷地区的数据机房，通常会需要
空调进行制热，以此来满足数据中心空气的温度要求；但是，当外界环境温度过低时，因为
种种原因压缩机无法启动的情况时有发生，严重影响数据中心的安全可靠运行。

发明内容

[0003] 针对现有技术的上述不足，本发明提供一种低温启动空调系统，以解决上述技术问题。

[0004] 本发明提供一种低温启动空调系统，所述系统包括：

[0005] 二次冷却装置和低温启动换热装置，所述低温启动换热装置的入口连通所述二次冷却装置的出口；所述低温启动换热装置的出口连通空调系统的压缩机；所述二次冷却装
置的入口连通空调系统的内机；所述压缩机连通所述内机；

[0006] 所述二次冷却装置对内机输出的液态冷媒加热，所述低温启动换热装置将加热的液态冷媒转换为气态冷媒，气态冷媒补充至压缩机令所述压缩机正常启动；

[0007] 所述系统还包括低温启动补气装置，所述低温启动补气装置连通所述压缩机，为所述压缩机补充气态冷媒。

[0008] 进一步的，所述系统还包括：

[0009] 气液分离器、高压贮液器和外机，所述气液分离器分别连通压缩机、低温启动补气装置和四通阀；所述高压贮液器的出口连通二次冷却装置；所述高压贮液器的入口连通外
机；所述外机连通低温启动换热装置的出口；所述低温启动换热装置的入口连通所述四通
阀，经所述四通阀连通所述压缩机；所述二次冷却装置连通气液分离器；所述气液分离器分
别连通低温启动补气装置和压缩机；

[0010] 从空调内机输出的液态冷媒分流后，经二次冷却装置分流加热，一部分液态冷媒进入低温启动换热装置，低温启动换热装置将液态冷媒转换为气态冷媒后进入压缩机；从
二次冷却装置输出的另一路冷媒被支路管路加热后，进入高压贮液器由外机取用；外机可
将取用的液态冷媒转换为气态冷媒，并将气态冷媒输送至四通阀，气态冷媒经四通阀进入
气液分离器；气态分离器将冷媒进行气液分离；分离出的气态冷媒主要输送至压缩机，并补
充至低温启动补气装置；低温启动补气装置在压缩机无法启动时将存储的气态冷媒输送至
压缩机。

[0011] 进一步的，所述低温启动补气装置包括：

[0012] 低温启动补气罐、第一补气电磁阀、第二补气电磁阀和毛细管，所述低温启动补气罐的出口经第一补气电磁阀连通压缩机；所述低温启动补气罐的入口连通毛细管的一端；
所述毛细管的另一端经所述第二补气电磁阀连通气液分离器。

[0013] 进一步的，所述低温启动换热装置包括：

[0014] 多个换热单元，所述换热单元包括换热器、换热膨胀阀和换热单向阀，所述换热膨胀阀和换热单向阀并联，且所述换热膨胀阀和换热单向阀的并联管路与所述换热器串联；
所述单向阀的输入端连通所述换热器。

[0015] 进一步的，所述二次冷却装置包括：

[0016] 热传导换热箱和支路管路；所述支路管路贯穿所述热传导换热箱的箱体，且所述支路管路内部与热传导换热箱的内部空间隔绝；所述热传导换热箱设有主路入口和主路出
口，所述热传导换热箱通过主路入口和主路出口接入空调系统的冷媒传输主路；所述支路
管路在所述热传导换热箱箱体外的两端分别通过膨胀管路连通冷媒传输主路，所述支路管
路两端的膨胀管路上均设有膨胀阀；所述支路管路两端设有出口，所述两端出口分别连通
气液分离器和低温启动换热装置；所述支路管路两端的出口均设有电磁阀。

[0017] 进一步的，所述四通阀连通空调系统的多个内机，且所述四通阀与所述多个内机的连通管路上均设有气管球阀。

[0018] 进一步的，所述多个内机的冷媒出口均连通冷媒传输主路，所述冷媒传输主路上设有液管截止阀。

[0019] 进一步的，二次冷却装置与低温启动换热装置之间的第一连通管路、二次冷却装置与气液分离器之间的第二连通管路、外机与四通阀之间的第三连通管路、外机与低温启
动换热装置之间的第四连通管路、低温启动换热装置与压缩机之间的第五连通管路、低温
启动换热装置与第三连通管路之间的第六连通管路均设有电磁阀。

[0020] 本发明的有益效果在于，

[0021] 本发明提供的低温启动空调系统，通过在制冷系统中加入了二次冷却装置、低温启动补气装置、低温启动换热装置，来满足压缩机启动所需的冷媒量，保证压缩机正常启
动。本发明通过二次冷却装置、低温启动补气装置、低温启动换热装置在压缩机低温启动过
程中的共同作用，提高压缩机的进气量，建立启动压差，实现压缩机正常启动，可提高系统
的应用场景，提高产品竞争力。

[0022] 此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0024] 图1是本申请一个实施例的低温启动空调系统的结构示意图；

[0025] 图2是本申请一个实施例的低温启动空调系统的低温启动换热装置的结构示意图；

[0026] 图3是本申请一个实施例的低温启动空调系统的二次冷却装置的结构示意图；

[0027] 图4是本申请一个实施例的低温启动空调系统的低温启动补气装置的结构示意图。

[0028] 其中，1、内机；2、压缩机；3、低温启动补气装置；31、低温启动补气罐；32、毛细管；4、气液分离器；5、二次冷却装置；51、热传导换热箱；6、高压贮液器；7、外机；8、低温启动换
热装置；81、换热器；82、换热膨胀阀；83、换热单向阀；9、四通阀。

具体实施方式

[0029] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护
的范围。

[0030] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0031] 在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的
特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，
“多个”的含义是两个或两个以上。

[0032] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。

[0033] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0034] 实施例1

[0035] 请参考图1，本实施例提供一种低温启动空调系统。在严寒地区，因围护结构的散热，数据中心所散发的热量不足以维持满足机房设备所需的空气温度，数据机房需要制热，
但是在室外低温下，室外部分处于低压状态，大量冷媒会流向室外，压缩机2内启动时因没
有足够的冷媒建立压力差，所以启动困难；基于此，在制冷系统中加入了二次冷却装置5、低
温启动补气装置3、低温启动换热装置8，来满足压缩机2启动所需的冷媒量，保证压缩机2正
常启动。

[0036] 具体的，本实施例提供的低温启动空调系统，包括：

[0037] 二次冷却装置5和低温启动换热装置8，低温启动换热装置8的入口连通二次冷却装置5的出口，低温启动换热装置8的出口连通空调系统的压缩机2，二次冷却装置5的入口
连通空调系统的内机1，压缩机2连通内机1。此外系统还包括低温启动补气装置3，低温启动
补气装置3连通压缩机2。

[0038] 在低温启动时，液体状态的冷媒从空调内机1流入二次冷却装置5，经二次冷却装置5处理初始升温处理后，部分进入低温启动换热装置8，由低温启动换热装置8将液态冷媒
转换为气态冷媒，并将气态冷媒输入压缩机2，补充压缩机2的气量，从而令空调压缩机2能
够在低温情况下正常启动。

[0039] 实施例2

[0040] 本实施例提供一种低温启动空调系统，如图1所示，具体包括以下结构：

[0041] 二次冷却装置5、低温启动换热装置8、低温启动补气装置3、气液分离器4、高压贮液器6和外机7，低温启动换热装置8的入口连通二次冷却装置5的出口，低温启动换热装置8
的出口连通空调系统的压缩机2，二次冷却装置5的入口连通空调系统的内机1，压缩机2连
通内机1。气液分离器4分别连通压缩机2、低温启动补气装置3和四通阀9；高压贮液器6的出
口连通二次冷却装置5；高压贮液器6的入口连通外机7；外机7连通低温启动换热装置8的出
口；低温启动换热装置8的入口连通四通阀9，经四通阀9连通压缩机2；二次冷却装置5连通
气液分离器4；气液分离器4分别连通低温启动补气装置3和压缩机2。本实施例中采用三个
空调内机1，四通阀9连通空调系统的三个内机1，且四通阀9与三个内机1的连通管路上均设
有气管球阀。三个内机1的冷媒出口均连通冷媒传输主路，冷媒传输主路上设有液管截止
阀。二次冷却装置5与低温启动换热装置8之间的第一连通管路设有电磁阀SV5，二次冷却装
置5与气液分离器4之间的第二连通管路设有电磁阀SV3，外机7与四通阀9之间的第三连通
管路设有电磁阀SV11,外机7与低温启动换热装置8之间的第四连通管路设有电磁阀SV6，低
温启动换热装置8与压缩机2之间的第五连通管路设有电磁阀SV4，低温启动换热装置8与第
三连通管路之间的第六连通管路设有电磁阀SV2。

[0042] 如图2所示，低温启动换热装置8包括两个换热单元(在其他实施方式中采用采用两个以上换热单元，换热单元数量可自行设计)，换热单元包括换热器81、换热膨胀阀82和
换热单向阀83，换热膨胀阀82和换热单向阀83并联，且换热膨胀阀82和换热单向阀83的并
联管路与所述换热器81串联；其中单向阀的输入端连通换热器81。低温启动换热装置8的换
热单元与空调内机1和外机7的换热单元结构相同。

[0043] 如图3所示，二次冷却装置5包括，热传导换热箱51和支路管路；支路管路贯穿热传导换热箱51的箱体，且支路管路内部与热传导换热箱51的内部空间隔绝；热传导换热箱51
设有主路入口和主路出口，热传导换热箱51通过主路入口和主路出口接入空调系统的冷媒
传输主路；支路管路在热传导换热箱51箱体外的两端分别通过膨胀管路连通冷媒传输主
路，支路管路两端的膨胀管路上均设有膨胀阀，其中之间连通空调内机1的膨胀管路上的膨
胀阀为LEV8，直接连通高压贮液器6的膨胀管路上的膨胀阀为LEV9。支路管路两端设有出
口，两端出口分别连通气液分离器4和低温启动换热装置8；支路管路两端的出口均设有电
磁阀，其中连通气液分离器4的出口设有电磁阀SV8，连通低温启动换热装置8的出口设有电
磁阀SV7。

[0044] 如图3所示，低温启动补气装置3包括：

[0045] 低温启动补气罐31、第一补气电磁阀SV9、第二补气电磁阀SV10和毛细管32，低温启动补气罐31的出口经第一补气电磁阀SV9连通压缩机2，低温启动补气罐31的入口连通毛
细管32的一端，毛细管32的另一端经第二补气电磁阀SV10连通气液分离器4。

[0046] 在低温启动空调系统的情况下，空调系统为制热模式，二次冷却装置5部分，管路中SV2、SV3、SV6、SV8关闭，SV4、SV5、SV7开启，LEV9关闭，液态冷媒分流后，分为主路冷媒和
支路冷媒，支路冷媒经二次冷却装置5膨胀阀LEV8加热，且穿过热传导换热箱51的箱体。主
路冷媒内的液态冷媒进入热传导换热箱51，与箱体内部的支路管路换热。支路管路中的冷
媒经电磁阀SV7和SV5进入低温启动换热装置8，由低温启动换热装置8将液态冷媒转换为气
态，气态冷媒从低温启动换热装置8经电磁阀SV4进入压缩机2。而从二次冷却装置5输出的
主路冷媒被支路管路加热后，进入高压贮液器6，由外机7取用。外机7可将液态冷媒转换为
气态冷媒，并将气态冷媒经电磁阀SV11输送至四通阀9，气态冷媒经四通阀9进入气液分离
器4。气态分离器将冷媒进行气液分离，分离出的气态冷媒主要输送至压缩机2，另外一小部
分补充至低温启动补气装置3(经毛细管32补充至低温启动补气罐31)。低温启动补气装置3
的低温启动补气罐31内的气态冷媒经电磁阀SV9输送至压缩机2。压缩机2将所有气态冷媒
压缩至空调内机1，空调内机1将气态冷媒进行冷凝放热，为数据中心的机房加热，气态冷媒
变为高压液态，如此循环制热。

[0047] 本实施例提供的低温启动空调系统的制冷流程为：

[0048] 开先制热启动内机1后通过四通阀9转换为制冷模式，压缩机2排气径四通阀9后经SV2进入低温启动换热装置8冷凝后再进入外机7，此时SV4、SV5、SV11均关闭，SV2、SV6均开
启，经过多次冷凝后的冷媒经单向阀进高压贮液器6。高压贮液器6内的液态冷媒分流向二
次冷却装置5输出。其中一支支路液态冷媒经膨胀阀LEV9节流降温降压进入二次冷却装置5
来冷却热传导换热箱51内的另一主路液态冷媒，此时膨胀阀LEV8关闭、电磁阀SV7关闭，开
启电磁阀SV3和SV8,支路液态冷媒经电磁阀SV8/SV3回到气液分离器4。而从二次冷却装置5
输出的主路冷媒经液管截止阀后分别进入空调内机1，经空调内机1的膨胀阀节流后通过蒸
发器制冷汽化蒸发为气态冷媒。气态冷媒经气管球阀、四通阀9后回到气液分离器4，而后气
液分离器4内的气态冷媒回到压缩机2吸气口，如此循环。

[0049] 尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明
的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任
何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应
涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为
准。