具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请复合制冷系统可以在具有热源的室内环境中使用，特别适用于热源集中布置的室内环境，例如可以在数据中心中使用。下面以数据中心为例进行说明。

请参见图1所示的本申请复合制冷系统100在数据中心中应用的场景示意图。

数据中心包括机房200，机房200内布设有至少一台IT设备(例如服务器201)和/或供电装置等。该至少一台IT设备或/和供电装置在运行过程中会产生大量热量，本申请复合制冷系统100用于实现数据中心的制冷和散热。在本申请实施例中，数据中心可以是微模块数据中心，也可以是预制化数据中心，还可以是建筑形成的用于放置IT服务器的楼层或房间。其中，基于上述不同形态的数据中心，复合制冷系统100可以置于数据中心的机房200内部，也可以置于机房200外部，还可以部分位于机房200内部、部分位于机房200外部。

在一些实施场景中，数据中心的概念除了IT设备和供电装置外，也包括温控系统及其他配套设备，因此，本申请实施例的复合制冷系统100也可以视为数据中心的一部分。

本申请复合制冷系统100包括有室内风道10和室外风道20，其中室内风道10连通于机房200的内部，该室内风道10包括进风段11、回风段12和换热段13。进风段11和回风段12分别连通于数据中心的机房200，进风段11和回风段12各自远离机房200的一侧，则分别与换热段13连通。也即，室内风道10包括依次连通的进风段11、换热段13以及回风段12，其中换热段13位于进风段11与回风段12之间，进风段11和回风段12则分别连通至机房200。

其中，进风段11用于将数据中心的机房200内的室内空气抽入室内风道10内，并输送至换热段13中；换热段13用于对进风段11送入的室内空气进行散热冷却；回风段12则用于向数据中心的机房200内送入散热冷却后的空气，从而实现对数据中心的机房200内部的空气循环流动和降温冷却。在一些实施例中，换热段13还用于实现部分或全部室内空气的新风换气功能，该部分新风或全部新风空气可以通过回风段12送回至机房200内，在实现降温的同时达到机房200内的部分或全部换气功能。

由此，数据中心的机房200与室内风道10形成密封的循环风路。复合制冷系统100可以经由回风段12流出的空气，将服务器201工作所产生的热量带离机房。该部分空气经本申请复合制冷系统100冷却散热后，重新从进风段11送回到机房200内，实现了数据中心的机房200的整体散热。在图1所示的实施例中，进风段11位于回风段12的下方。进风段11送入的冷空气在机房内向上流动，可以均衡机房内的空气温度。

室外风道20与室内风道10相互独立且密封，室外风道20贯穿复合制冷系统100，其相对两端分别与复合制冷系统100的外部连通，用于将复合制冷系统100外部的空气从一端引入室外风道20之内，并流经复合制冷系统100的内部后从室外风道20的另一端流出。复合制冷系统100的内部还设有换热区110。室内风道10的换热段13设置于换热区110之内，室外风道20则穿过换热区110。也即，在本申请复合制冷系统100中，室内风道10和室外风道20交汇于换热区110。可以理解的，室外风道20中流动的外部空气在流经换热段13时，能够与换热段13内流动的室内空气进行热交换，进而达到对室内空气换热冷却的效果。

另一方面，因为室外风道20穿过换热区110，因此也可以将换热区110视为室外风道20的一部分。请配合参见图2，在本申请复合制冷系统100中，换热区110内还设有一级换热芯30和二级换热芯40，以及第一侧向风道50。定义沿室外风道20的空气流通方向为第一方向001，则一级换热芯30、第一侧向风道50和二级换热芯40沿第一方向001依次排列，其中第一侧向风道50位于一级换热芯30和二级换热芯40之间。也即，室外风道20内流通的外部空气，在穿过换热区110的过程中，会先流经一级换热芯30后，再流经第一侧向风道50，最后流经二级换热芯40。

一级换热芯30和二级换热芯40分别设有内腔，且一级换热芯30的内腔和二级换热芯40的内腔均构造为室内风道10的换热段13。也即，一级换热芯30的内腔分别与室内风道10的进风段11和回风段12连通，室内风道10的进风段11内的室内空气可以经一级换热芯30的内腔流动至回风段12中，且该部分室内空气在流经一级换热芯30时，可以与室外风道20中的外部空气形成热交换，达到换热的效果。需要提出的是，室外风道20中流动的外部空气，可以流经一级换热芯30的外壁，实现与一级换热芯30内腔中室内空气的热交换。而在另一些实施例中，一级换热芯30的内腔还可以设置为镂空内腔，其在实现室内空气于内腔中流通的同时，还允许室外风道20内的外部空气沿第一方向001穿过其内部的镂空区域，以增大外部空气与一级换热芯30之间的接触面积，达到更好的换热效果。

二级换热芯40的内腔也分别与室内风道10的进风段11和回风段12连通，室内风道10的进风段11内另一部分室内空气可以经二级换热芯40的内腔流动至回风段12中。该另一部分室内空气在流经二级换热芯40时，也可以与室外风道20中的外部空气形成热交换。由此室内风道10中的室内空气能够分别在流经一级换热芯30和二级换热芯40的内腔时实现散热和降温。可以理解的，二级换热芯40的内腔也可以为镂空内腔，其结构和作用与上述一级换热芯30为镂空内腔的实施例类似。出于数据中心机房200的散热需求，设置两级或多级换热芯的结构，还可以增大室内风道10中室内空气的流量，并提升复合制冷系统100的整体散热能力。

请参见图3所示的本申请复合制冷系统100的平面结构示意。

第一侧向风道50沿第二方向002延伸，该第二方向002与第一方向001形成夹角α。在图示的实施例中，该夹角α设置为90度。在另一些实施例中，夹角α的数值也可以设置为其它。第一侧向风道50沿第二方向002连通至复合制冷系统100的外部，以使得复合制冷系统100沿第二方向002侧的外部空气，也能经第一侧向风道50流入换热区110之内。在图示的实施例中，第一侧向风道50的相对两端分别沿第二方向002延伸，并于各自所在一侧连通至复合制冷系统100的外部，此时复合制冷系统100相对两侧的外部空气均可以经第一侧向风道50流入换热区110之内。

前述中提到，换热区110构造为室外风道20的一部分，且在室外风道20的外部空气流通方向上，第一侧向风道50位于二级换热芯40的前端。因此，如图4所示的复合制冷系统100中室外风道20的风路示意，从第一侧向风道50流入换热区110内的外部空气，可以与流经一级换热芯30的外部空气混合，该混合后的空气再由第一侧向风道50流入二级换热芯40中。

图5示意了一种现有的复合制冷系统100a的内部结构简图。在图5的示意中，复合制冷系统100a也包括室内风道10a和室外风道20a，且室内风道10a与室外风道20a于复合制冷系统100a的换热区110a处交汇。换热区110a处也设有一级换热芯30a和二级换热芯40a，室内风道10a中的室内空气分别从一级换热芯10a和二级换热芯20a的内腔中流过，并与室外风道20a中的外部空气形成热交换。具体的，室内风道10a中的外部空气先流经一级换热芯30a，再直接流至二级换热芯40a，依次对两个换热芯中流通的室内空气进行散热冷却。

在图5所示的现有复合制冷系统100a中，室外风道20a内的外部空气在流经一级换热芯30a时，其与一级换热芯30a内室内空气的温度差异相对较大，可以实现较好的热交换效果。而在该部分外部空气流出一级换热芯30a之后，经过热交换的该部分外部空气温度已经升高。后续该温度升高的外部空气在继续流入二级换热芯40a时，其与二级换热芯40a内的室内空气的温度差异缩小，由此造成二级换热芯40a内室内空气的散热效果相对降低，导致现有复合制冷系统100a的整体散热效果较差。

而本申请复合制冷系统100，则利用第一侧向风道50的结构，从复合制冷系统100外部引入空气，使其与流经一级换热芯30的外部空气混合，进而降低了进入到二级换热芯40的外部空气的温度，增大了外部空气与二级换热芯40内室内空气的温差，以保证外部空气在二级换热芯40内的热交换效率，提升了二级换热芯40的散热效果。由此，本申请复合制冷系统100相较于现有复合制冷系统100a，具有更高的整体散热和制冷效率，可以为数据中心的机房200提供更好的制冷效果，保证数据中心的稳定运行。

可以理解的，出于数据中心机房200的散热需求，本申请复合制冷系统100还可以设置两级以上的多级换热芯结构，以增大室内风道10中室内空气的流量，并提升复合制冷系统100的整体散热能力。对于存在多级换热芯结构的复合制冷系统100，还可以在任意相邻两级换热芯之间设置第一侧向风道50的结构，进而对换热过程中的外部空气形成混合降温的效果，以提升复合制冷系统100的整体散热能力。

经试验验证，对应到现有复合制冷系统100a的散热能力，本申请复合制冷系统100在第一侧向风道50处所进入的外部空气比例，占流经二级换热芯40的外部空气总量的20％的情况下，本申请复合制冷系统100对室内空气的降温效果提升6％以上。而加大第一侧向风道50处的外部空气进入量，还可以进一步提升复合制冷系统100的散热效果。

在图2和图3的示意中，室外风道20沿第一方向001包括相对的入风端21和出风端22。外部空气从入风端21进入室外风道20，并从出风端22流出复合制冷系统100。在一种实施例中，复合制冷系统还设有鼓风单元63。该鼓风单元63设置于室外风道20上，用于驱动外部空气在室外风道20内的流动，以提升室外风道20内外部空气的流速，保证换热效率。鼓风单元63在室外风道20上的设置，可以设置于入风端21处，也可以设置于入风端21与出风端22之间。

而在图示的示意中，鼓风单元63沿第一方向001设置于出风端22的后端。由此，鼓风单元63在驱动外部空气从入风端21进入室外风道20的同时，还同时驱动外部空气从第一侧向风道50处进入换热区110。可以理解的，当更多外部空气从第一侧向风道50进入换热区110时，该部分外部空气与流经一级换热芯30的外部空气混合后，所形成的外部空气的温度更低，由此对二级换热芯40的散热冷却效果更好，可以提升复合制冷系统100的整体散热能力。

在一种实施例中，复合制冷系统100还包括第一加湿单元61。第一加湿单元61设置于外部风道20的入风端21与一级换热芯30之间，用于对从入风端21进入的外部空气加湿，以提升外部空气在一级换热芯30内的换热效率。可以理解的，外部空气中湿度更大时，其换热过程中能从一级换热芯30处带离更多的热量，从而对一级换热芯30内的室内空气形成更好的散热效果。在图示的示意中，第一加湿单元61采用湿膜的方式实现。

在一种实施例中，复合制冷系统100还可以包括第二加湿单元62。第二加湿单元62设置于一级换热芯30与二级换热芯40之间，第二加湿单元62用于对流入二级换热芯40的外部空气进行加湿，以提升外部空气在二级换热芯40内的换热效率。第二加湿单元62与第一加湿单元61的效果类似，且第二加湿单元62也可以采用湿膜的方式实现。进一步的，在图示的示意中，第二加湿单元62还可以设置于第一侧向风道50与二级换热芯40之间，此时第二加湿单元62不仅对流经一级换热芯30的外部空气进行加湿，还可以对从第一侧向风道50流入换热区110的外部空气进行加湿，以使得流入二级换热芯40的外部空气均于第二加湿单元62处提升湿度，进而于二级换热芯40内获得更好的换热效果。

需要提出的是，第一加湿单元61和第二加湿单元62可以与复合制冷系统100的控制器(图中未示)电性连接，由控制器控制第一加湿单元61和第二加湿单元62的功率，以控制到第一加湿单元61和第二加湿单元62各自对外部空气的加湿量。可以理解的，在一些场景下，当进风段21中的室内空气温度相对较低时，控制器也可以控制第一加湿单元61和第二加湿单元62处于停止工作的状态，外部空气无需加湿也可以达到预设的散热需求。而在另一些场景下，第一加湿单元61和第二加湿单元62的功率可以区别设置，进而控制到外部空气对室内空气的整体散热效果。

在一种实施例中，复合制冷系统100还包括制冷单元64。制冷单元64为机械制冷系统，其包括有蒸发器641。蒸发器641位于室内风道10内，且蒸发器641并沿室内风道10的空气流通方向位于一级换热芯30、第一侧向风道50、以及二级换热芯40的后端。也即，蒸发器641设置于室内风道10的回风段12之内。蒸发器641可以对流经的室内空气进行机械制冷，通过蒸发吸热的方式来降低室内空气的温度。

制冷单元64也可以电性连接到复合制冷系统100的控制器处，并由控制器控制到制冷单元的功率。具体的，复合制冷系统100的控制器还可以与机房200内的温度传感器电性连接，或控制器与机房200内的IT设备电性连接，并基于机房200内的实时温度，或基于机房内IT设备的工作负载，来控制到制冷单元64的制冷效率，以便于更精确的控制到机房200的室内温度。

另一方面，蒸发器641设置于回风段12之内，该进入回风段12的室内空气在蒸发器641处被降温之前，已经与室外风道20内的外部空气完成了热交换，此时进入回风段12内的室内空气温度相对较低，制冷单元64对温度相对较低的室内空气进行制冷，其制冷量得到了控制，有利于降低复合制冷系统100的整体能耗。

请参见图6的实施例，复合制冷系统100还设有止通阀65。止通阀65分别设置于一级换热芯30和二级换热芯40处，止通阀65用于控制其对应的换热芯内腔中室内空气的流量。具体的，止通阀65可以与复合制冷系统100的控制器电性连接，控制器可以分别控制止通阀65，进而分别控制到一级换热芯30和二级换热芯40中的室内空气的流量。前述中提到，一级换热芯30和二级换热芯40之间的换热效率存在差异，当室内空气的整体流量相对较小时，本申请复合制冷系统100可以控制到一级换热芯30内的室内空气的流量大于二级换热芯40内的室内空气的流量，进而保证更多的室内空气从换热效果更好的一级换热芯30处流过，保证复合制冷系统100的整体换热效率。

在一种实施例中，第一侧向风道50还分别与进风段11和回风段12连通，第一侧向风道50还与一级换热芯30的内腔、二级换热芯40的内腔并联，第一侧向风道50还构成为室内风道10的换热段13的一部分。由此，进风段11内的室内空气，还可以流经第一侧向风道50至回风段12。进一步的，第一侧向风道50与进风段11之间可以设置第一风阀71，第一侧向风道50与回风段12之间可以设置第二风阀72。第一风阀71和第二风阀72也分别连接至复合制冷系统100的控制器，控制器通过对第一风阀71和第二风阀72的控制，可以控制到室内空气在第一侧向风道50内的流量。而当控制器同时对第一风阀71、第二风阀72、设置于一级换热芯30处的止通阀65、以及设置于二级换热芯40处的止通阀65进行控制时，还可以控制到室内风道10内室内空气的整体流量，并同时对流经换热区110的室内空气进行流量分配。

请参见图7所示的复合制冷系统100中室内风道10的风路示意。因为第一侧向风道50还同时连通至复合制冷系统100的外部，因此室内空气在流经第一侧向风道50时，部分外部空气也会经第一侧向风道50流入回风段12中。因为室内空气的总体流量保持一定，因此从进风段11流入第一侧向风道50的部分室内空气，会从第一侧向风道50处流出复合制冷系统100。由此，在第一侧向风道50构造为换热段13的一部分的作用下，本申请复合制冷系统100还可以工作为部分新风的模式。也即，在控制到室内空气流经第一侧向风道50时，利用第一侧向风道50与外部连通的特性，使得部分外部空气与流入第一侧向风道50的部分室内空气形成交换，交换后的外部空气与剩余的室内空气混合后，经回风段12流回数据中心机房200。此时经回风段12回流的室内空气中，部分为复合制冷系统100的外部新风，因而达到了对数据中心机房200进行换气的效果。

在前述的各实施例展开过程中，复合制冷系统100多处于散热降温的工作模式。而对于数据中心的机房200，其在运行过程中，还可能存在换气的需求，因此对于图6和图7所示的实施例，本申请复合制冷系统100还可以工作为新风或部分新风的模式，以满足数据中心机房200的工作需求。

请参见图8，第一侧向风道50还设有过滤组件51，该过滤组件51位于第一侧向风道50远离换热区110的一端，用于过滤外部空气。因为在新风模式下，新补入的外部空气从第一侧向风道50进入室内风道10之内。若外部空气的洁净度不高，容易对室内空气造成污染，进而影响到数据中心机房200内的空气质量。因此，为了保证室内风道10中室内空气的清洁度，在第一侧向风道50中设置过滤组件51，对补入室内风道10的外部空气形成过滤洁净的效果，使其不会对室内风道10内流通的室内空气形成污染。

在一种实施例中，室外风道20的相对两端，即入风端21和出风端22处也可以设置止通阀65，复合制冷系统100的控制器对该两处止通阀65的控制，来控制到室外风道20中的空气流量。因为室外风道20也连通至换热区110，而第一侧向风道50位于换热区110之内，因此当本申请复合制冷系统100工作于新风模式时，室外风道20内的外部空气也可能经第一侧向风道50进入到回风段12之内，进而形成流回机房200的室内空气的一部分。也即，在一些实施例中，于第一侧向风道50内混合形成的新风室内空气，其部分新风还来自于室外风道20。

通常的，室外风道20用于在复合制冷系统100处于散热降温的模式时，实现大量外部空气的流通，以完成对室内空气的热交换。因此若在室外风道20处设置过滤组件51，其需要过滤的空气流量过大，不易于控制过滤后的空气清洁度。因此，在本实施例中，通过于入风端21和出风端22处分别设置止通阀65，可以在本申请复合制冷系统100处于新风模式时，通过控制器关闭该两处止通阀65，来阻断室外风道20与外部空气的连通。此时室内风道10仅通过第一侧向风道50实现与外部空气的流通，仅需控制第一侧向风道50处的过滤组件51的过滤效果，即可保证室内风道10内的室内空气质量，保证机房200内的整体空气清洁度。

一种实施例请参见图9，在第一侧向风道50内部，还设置有隔板53。隔板53垂直于室内风道10的流通路径设置，并将第一侧向风道50分隔为第一出风区501和第一入风区502。在图9的示意中，室内风道10在第一侧向风道50处的流通路径为从上至下，因此隔板53沿水平方向设置，并将第一侧向风道50分隔为上下相对的第一出风区501和第一入风区502。可以理解的，第一出风区501连通于室内风道10的进风段11，第一入风区502则连通于室内风道10的回风段12。而因为隔板53对第一出风区501和第一入风区502的隔离作用，使得空气不能从第一出风区501流入第一入风区502内。

由此，从进风段11抽离出机房200的室内空气，在进入第一出风区501之后，只能从第一侧向风道50流出复合制冷系统100。而回风段12中需要补入机房200的室内空气，则只能从第一入风区502处提取。此时，第一入风区502也需要从复合制冷系统100的外部引入外部空气。也即，在隔板53的作用下，本申请复合制冷系统100可以工作为完全新风的模式。机房200中的室内空气在经进风段11流出之后，于第一出风区501全部排出至复合制冷系统100之外；而回风段12处流入机房200的空气，则全部来自于第一入风区502所连通的外部区域。当复合制冷系统100工作于全新风模式下时，增大了数据中心机房200内的空气流通率，进而保持室内空气的质量。

需要提出的是，在全新风模式下，需要保证进风段11的室内空气完全流入第一出风区501内，而回风段12的空气则完全从第一入风区502进入。此时，控制器还需要同时将一级换热芯30和二级换热芯40处的止通阀65关闭，避免部分室内空气从一级换热芯30或二级换热芯40的内腔流入回风段12中。

在一种实施例中，隔板53还可以设置为可活动隔板，如叶片可转动的百叶窗等结构。复合制冷系统100的控制器通过控制隔板53(百叶窗中的叶片)在第一侧向风道50内的转动，可以打开或关闭第一出风区501与第一入风区502之间的间隙，并使得第一出风区501中的室内空气得以部分或完全进入到第一入风区502之内。进一步的，通过控制器对隔板53转动角度的控制，还可以控制到从第一出风区501流入第一入风区502的室内空气的量，进而控制到流入回风段12内的空气中原有的室内空气和新风之间的比例。而在另一些实施例中，隔板53上还可以设置可调节流量的风阀等结构，通过控制器对风阀流量的调节控制，也可以起到与可活动隔板的结构类似的有益效果。

一种实施例请参见图10，本申请复合制冷系统100还包括第二侧向风道80。第二侧向风道80位于一级换热芯30的前端，并位于室外风道20的入风端21与一级换热芯30之间。第二侧向风道80也沿第二方向002延伸，并连通至复合制冷系统100的外部。第二侧向风道80可以将外部空气引入室外风道20之内，进而与入风端21一同工作，扩展了室外风道20的进风面积。

进一步的，第二侧向风道80还分别与进风段11和回风段12连通，进而使得第二侧向风道80还构成为室内风道10的换热段13的结构。具体的，第二侧向风道80和第一侧向风道50形成并联的结构，其均构造为室内风道10的换热段13，并可以分别实现室内空气的流通功能。在一些实施例中，第二侧向风道80与进风段11之间可以设置第三风阀73，第二侧向风道80与回风段12之间也可以设置第四风阀74。第三风阀73和第四风阀74也分别连接至复合制冷系统100的控制器，控制器通过对第三风阀73和第四风阀74的控制，可以控制到室内空气在第二侧向风道80内的流量。

由此，控制器同时对第一风阀71、第二风阀72、第三风阀73、第四风阀74、设置于一级换热芯30处的止通阀65、以及设置于二级换热芯40处的止通阀65进行控制时，可以进一步控制到室内风道10内室内空气的整体流量，并同时对流经换热区110的室内空气进行流量分配。当复合制冷系统100需要工作于新风模式时，则可以通过控制第一侧向风道50和第二侧向风道80的配合工作，来实现新风或部分新风的效果，并同时增大了室内风道10的空气流量。

例如，当第一侧向风道50和第二侧向风道80均处于完全换风的工作模式时，本申请复合制冷系统100则处于全新风的工作模式(见图10)，且本实施例中全新风的换气量相较于单独设置第一侧向风道50的结构换气量更高；而当第一侧向风道50和第二侧向风道80均处于不换风的工作模式时，一级换热芯30和二级换热芯40各自对应的止通阀65打开，本申请复合制冷系统100则处于循环制冷的工作模式(见图11)。此时配合室外风道20和/或制冷单元64的工作，可以对室内空气进行散热和降温；当第一侧向风道50/第二侧向风道80处于完全换风的工作模式，且第二侧向风道80/第一侧向风道50处于不换风的工作模式时，本申请复合制冷系统100的换气量接近50％(见图12)。再配合控制器对第一风阀71、第二风阀72、第三风阀73和第四风阀74的匹配控制，还可以进一步调整到复合制冷系统100的换气量，以满足数据中心机房200的使用需求。

可以理解的，第二侧向风道80的结构与第一侧向风道50的结构类似，第二侧向风道80处也可以设置类似过滤组件51或隔板53等结构。其中第二侧向风道80设置过滤组件51时，可以对流入第二侧向风道80内的空气进行清洁过滤；在第二侧向风道80设置隔板53时，则可以实现对第二侧向风道80内室内空气流量的控制。进一步的，当隔板53也设置为可活动隔板，或隔板53处设置有可调节流量的风阀，以进一步对第二侧向风道80中室内空气与新风的比例进行调节，可以提升本申请复合制冷系统100的空气流量控制精度。

以上描述，仅为本申请的具体实施例，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，例如减少或添加结构件，改变结构件的形状等，都应涵盖在本申请的保护范围之内；在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。