一种新型节能数据中心制冷复合系统及方法

1.本发明属于制冷技术领域，具体涉及一种数据中心制冷复合系统及方法。


背景技术：

2.随着计算机云计算、智能制造、大数据技术在近些年的迅猛发展部，数据中心成为推动社会进步必不可少的基础设施之一。目前，数据中心正朝着集中化、大型化发展，降低能耗、节约成本成为数据中心崛起中亟待解决的问题之一。
3.随着数据中心规模的不断增加，数据中心带来的全球能源消耗急剧增加，其高能耗问题引发产业界的高度重视。目前，全球在运行的300万个数据中心耗电量占全球总耗电量的1.1％～1.5％。
4.数据中心空调制冷系统耗能占比巨大，冷却系统能耗占数据中心机房总能耗的44％，是降低数据中心耗能的关键。日前，我国数据中心机架数从2016年的124.4万个增加到2019年的315万个，三年增154％，其中超大型数据中心占比从11.3％增加到37.4％。预计2030年数据中心耗电量是2020年的5.1倍。
5.中国工程院院士、中国工程院原副院长邬贺铨在我国首届数字碳中和高峰论坛上讲到，要实施数据中心绿色低碳运行方式，就需要做到：叠加光伏、综合供能、高效致冷、余热循环利用等。
6.目前大多数数据中心依然采用空调风冷或者水冷式液冷方案对服务器进行冷却，空调风冷不仅耗电量大，且冷却效果有限，而水冷式液冷解决方案不但结构复杂、造价昂贵，而且众多管路接口的泄漏问题也是影响系统长期运行可靠性的关键隐患之一。而目前兴起的两相式浸没冷却系统正逐渐成为未来服务器数据中心冷却的主流冷却方式之一，在两相式浸没冷却系统中服务器系统部件不需额外密封，可直接运行在液体环境中,可以通过液体的自然对流来均匀各部位温度，并通过液体相变的巨大潜热降低系统部件温度，是目前服务器冷却系统中最具优势的冷却系统之一。
7.目前存在多种浸没式制冷系统备选循环，例如溴化锂吸收式制冷、压缩式制冷以及传统的单级喷射制冷等制冷系统，虽然这些系统在日常生产生活中已经得到广泛的应用，但他们都存在着一定的弊端与不足。
8.蒸汽压缩式制冷循环是最经典的制冷循环，是目前发展最为成熟，应用最为广泛的制冷循环，但蒸汽压缩式制冷循环必须采用电力为制冷循环中的泵进行供能。
9.传统的单喷射制冷系统结构紧凑，占用空间小，能够利用太阳能或工厂余热等低温热源，但其制冷系数偏低和经济性较差的缺陷，且仍然需要电力为循环中的泵供能，限制了其进一步推广和发展。
10.专利cn101818965a提出了一种新式的双喷射制冷系统，其在继承单喷射制冷系统的优势的同时，采用汽-液喷射器代替了循环中的机械泵，同时解决了喷射制冷系统效率偏低和需要电力为泵供能的问题。该系统利用从发生器出来的高温高压工质通过气―液喷射器引射冷凝器中的液体，从而替代了机械泵，系统成为不需要任何电能的被动系统，除太阳
能外无其他能源输入，实现了零外动力损耗，无任何运动部件，无噪声污染。
11.电能无法大规模存储，生产与消费需要实时平衡，不同用电时段所耗用的电力资源不同，供电成本差异很大。分时电价机制是基于电能时间价值设计的，是引导电力用户削峰填谷、保障电力系统安全稳定经济运行的一项重要机制安排，例如河南电网全年峰谷时段按每日24小时分为高峰、平段、低谷三段各8小时，其中，高峰时段为10至14时和17至21时，低谷时段为23时至次日7时，其余时段为平段。
12.数据中心属于持续运行设备，需要时刻运行且需要冷却系统持续工作，以河南电网为例，在10至14时和17至21时数据中心运行处于高峰时段，而峰谷电价价差在3倍左右，平谷电价价差在2倍左右，因此使用双喷射制冷系统的服务器数据中心的冷却系统可以避开大部分的平、高时段，使用低谷时段的廉价电量运行蒸汽压缩式制冷循环对服务器进行冷却，而在白天的平、高时段则采用太阳能的双喷射制冷循环对服务器进行冷却。


技术实现要素：

13.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种新型节能数据中心制冷复合系统及方法，包括由太阳能供能的双喷射式制冷循环、由电供能的蒸汽压缩式制冷循环和自动手动切换系统。本发明采用双喷射式 蒸汽压缩式制冷的复合系统，可避开大部分的平、高时段的高额冷却系统用电费用，并在无太阳能时使用低谷时段的廉价电量运行蒸汽压缩式制冷循环带动制冷系统工作。本系统支持双喷射式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的自动及手动切换和联合运行，可在太阳能消失时进行双喷射式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的自动切换，同时可以在高负荷情况下单太阳能供能的双喷射式制冷循环冷却能力不足时自动启动蒸汽压缩式制冷循环，双喷射式制冷循环与联合运行为服务器冷却。
14.本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：
15.一种新型节能数据中心制冷复合系统，包括双喷射式制冷循环系统、蒸汽压缩式制冷循环系统和自动手动切换系统；
16.所述双喷射式制冷循环系统包括发生器、储气瓶、气-气喷射器、冷凝器、热力膨胀阀、气-液喷射器、冷剂瓶、储液罐1、储液罐2和冷却液柜；所述蒸汽压缩式制冷循环系统包括压缩机、冷凝器、储液罐2、冷剂瓶、热力膨胀阀和冷却液柜；其中冷凝器、储液罐2、冷剂瓶、热力膨胀阀和冷却液柜为双喷射式制冷循环系统和蒸汽压缩式制冷循环系统共用；所述自动手动切换系统包括处理器、温度传感器、压力传感器、以及阀1到阀11；
17.所述温度传感器放置于冷却液柜的冷却液中，并与处理器连接，用于测量冷却液柜中的冷却液温度；
18.所述压力传感器放置在储气瓶中，并与处理器连接，用于测量储气瓶中蒸汽压力；
19.所述双喷射式制冷循环系统中，冷却液在发生器内由太阳辐射加热，生成高温高压的蒸汽，并进入储气瓶暂时储存；储气瓶中高温高压的蒸汽经过阀1后分成两股，一股经流阀2流向气-液喷射器，另一股流向气-气喷射器；进入气-气喷射器中的高温高压的蒸汽引射来自冷却液柜中低温低压蒸汽，将低温低压蒸汽加压并混合后经过阀4流向冷凝器内，经过冷凝降温成低温高压的冷却液体；
20.冷凝器中的液体分成两路，其中一路经过阀8进入气―液喷射器的引射端被来自发生器的高温高压蒸汽引射增压至高于发生器内部的压力，从而将冷凝器中的冷凝液通过
阀11后经流储液罐1暂存并输送回发生器；另一路经流储液罐2暂存，在需要时由冷剂瓶经过阀9进行补液后，经过阀10由热力膨胀阀节流降压成低温低压的冷却液体后输送到冷却液柜蒸发制冷；冷却液柜中生成的低温低压蒸汽经过阀7和阀3后完全进入气-气喷射器；
21.所述蒸汽压缩式制冷循环系统中，压缩机启动，此时冷却液柜内的低温低压蒸汽经过阀7和阀6完全进入压缩机，并由压缩机加压后经过阀5输送到冷凝器；通过冷凝器后降温成低温高压的冷却液体，经流储液罐2暂存，在需要时由冷剂瓶经过阀9进行补液后，经过阀10由热力膨胀阀节流降压成低温低压的冷却液体后输送到冷却液柜蒸发制冷；
22.当制冷复合系统运行在双喷射制冷循环和蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式时，此时双喷射式制冷循环系统和蒸汽压缩式制冷循环系统同时运行，经流冷凝器、储液罐2、热力膨胀阀、冷却液柜的流量增加，制冷复合系统通过冷剂瓶进行补液维持冷却液柜内液面保持不变；此时冷却液柜内蒸发的蒸汽不再完全进入气-气喷射器或压缩机，而是分流成两路，一路通过气-气喷射器进入双喷射式制冷循环，而另一路则通过压缩机，经流压缩机增压后进入冷凝器；
23.所述处理器能够根据冷却液柜中的冷却液温度和储气瓶中蒸汽压力自动控制阀1-阀11的开合以及压缩机的开启与闭合；当关闭阀5、阀6和压缩机，打开阀1、阀2、阀3、阀4、阀7、阀8、阀9、阀10和阀11时，所述制冷复合系统进入双喷射式制冷循环模式；当关闭阀1、阀2、阀3、阀4、阀8和阀11，打开阀5、阀6、阀7、阀9、阀10和压缩机时，所述制冷复合系统进入蒸汽压缩式制冷循环模式；当打开阀1-阀11及压缩机时，所述制冷复合系统进入由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式；
24.阀1-阀11及压缩机也能通过手动控制实现双喷射制冷循环模式、蒸汽压缩式制冷循环模式、双喷射制冷循环和蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式的切换。
25.优选地，所述冷却液柜采用两相浸没式冷却，直接将电子元件直接浸入密封的冷却液体中，电子元件产生的热量使液体沸腾，吸收大量的汽化潜热。
26.优选地，所述冷却液为能够直接接触电子设备的氟化液。
27.一种新型节能数据中心制冷方法，包括如下步骤：
28.步骤1：设定温度高阈值t1和温度低阈值t2，其中t1低于满足系统冷却要求的最高允许温度，t2低于t1；设定压力高阈值p1和压力低阈值p2，p2设定为能使双喷射制冷循环系统工作的最低压力，p2低于p1；
29.步骤2：设温度传感器测量到冷却液柜中的冷却液温度为t；设压力传感器测量到储气瓶中蒸汽压力为p；
30.步骤3：设定制冷复合系统的制冷规则如下：
31.状态1：当t≥t1，p≥p1时，制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式；
32.状态2：当t《t1，p≥p1时，制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环模式单独运行；
33.状态3：当p≤p2时，制冷复合系统采用由电供能的蒸汽压缩式制冷循环模式单独运行；
34.状态4：当t≥t1，p1》p》p2时，制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式；
35.状态5：当t≤t2，p1》p》p2时，制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环模式单独运行；
36.状态6：当t1》t》t2，p1》p》p2时；如果状态6为初始状态，则制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环模式单独运行；如果状态6是从状态1-状态5其中之一转化而来，则保持上个状态的制冷循环模式不变。
37.本发明的有益效果如下：
38.相对于现有技术，本发明系统具有以下优点：
39.1.本发明系统中使用太阳能供能的双喷射式制冷循环，相较于传统的制冷循环，使用太阳能供能的双喷射式制冷循环为不需要任何电能的被动系统，除太阳能外无其他能源输入，实现了零外动力损耗，无任何运动部件，无噪声污染。
40.2.本发明系统可以利用廉价的低谷电量，节省冷却系统所需的高额用电费用，在白天时使用双喷射制冷系统的服务器数据中心的冷却系统可以避开大部分的平、高时段，在无太阳能时使用低谷时段的廉价电量运行蒸汽压缩式制冷循环对服务器进行冷却，而在白天的平、高时段则采用太阳能的双喷射制冷循环对服务器进行冷却。
41.3.本发明系统采用两相浸没式制冷，电子元件产生的热量可以直接高效的传递到液体中，从而减小对导热界面材料、散热器或者风扇等主动冷却组件的需求，并通过冷却液体的沸腾时所吸收的大量汽化潜热将热量带走，实现更为高效的冷却效果。
42.4.本发明系统支持双喷射式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的自动及手动切换和联合运行，可在太阳能消失时进行双喷射式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的自动切换，同时可以在高负荷情况下单太阳能供能的双喷射式制冷循环冷却能力不足时自动启动蒸汽压缩式制冷循环，双喷射式制冷循环与联合运行为服务器冷却。
附图说明
43.图1为单独采用太阳能供能的双喷射制冷循环对服务器进行冷却时的循环原理示意图。
44.图2为采用太阳能供能的双喷射制冷循环与采用电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行对服务器进行冷却时的循环原理示意图。
45.图3为单独采用电供能的蒸汽压缩式制冷循环对服务器进行冷却时的循环原理示意图。
46.图中，1-发生器、2-储气瓶、3-气-气喷射器、4-冷凝器、5-热力膨胀阀、6-气-液喷射器、7-冷剂瓶、8-储液罐1、9-储液罐2，10-冷却液柜，11-压缩机，12-处理器、13-温度传感器、14-压力传感器、15-阀1、16-阀2、17-阀3、18-阀4、19-阀5、20-阀6、21-阀7、22-阀8、23-阀9、24-阀10、25-阀11。
具体实施方式
47.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
48.本发明提出了一种新型节能的利用太阳能和低谷电量的用于服务器数据中心两相浸没式冷却的双喷射式 蒸汽压缩式制冷复合系统，以解决目前数据中心制冷系统耗能和运行成本过高的问题，装置采用两相浸没式冷却，制冷系统循环采用双喷射式 蒸汽压缩
式制冷的复合系统，可在白天的电价平、高时段采用太阳能供能的双喷射制冷循环对服务器进行冷却，从而避开大部分的平、高时段的高额冷却系统用电费用，并在无太阳能时使用低谷时段的廉价电量运行蒸汽压缩式制冷循环带动制冷系统工作，同时本系统支持双喷射式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的自动及手动切换和联合运行，可在太阳能消失时进行双喷射式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的自动切换，同时也可以解决部分高负荷情况下单太阳能供能的双喷射式制冷循环冷却能力不足的问题和其他情况下的特殊需求。
49.一种新型节能数据中心制冷复合系统，包括双喷射式制冷循环系统、蒸汽压缩式制冷循环系统和自动手动切换系统；
50.所述双喷射式制冷循环系统包括发生器、储气瓶、气-气喷射器、冷凝器、热力膨胀阀、气-液喷射器、冷剂瓶、储液罐1、储液罐2和冷却液柜；所述蒸汽压缩式制冷循环系统包括压缩机、冷凝器、储液罐2、冷剂瓶、热力膨胀阀和冷却液柜；其中冷凝器、储液罐2、冷剂瓶、热力膨胀阀和冷却液柜为双喷射式制冷循环系统和蒸汽压缩式制冷循环系统共用；所述自动手动切换系统包括处理器、温度传感器、压力传感器、以及阀1到阀11；
51.所述温度传感器放置于冷却液柜的冷却液中，并与处理器连接，用于测量冷却液柜中的冷却液温度；
52.所述压力传感器放置在储气瓶中，并与处理器连接，用于测量储气瓶中蒸汽压力；
53.所述双喷射式制冷循环系统中，冷却液在发生器内由太阳辐射加热，生成高温高压的蒸汽，并进入储气瓶暂时储存；储气瓶中高温高压的蒸汽经过阀1后分成两股，一股经流阀2流向气-液喷射器，另一股流向气-气喷射器；进入气-气喷射器中的高温高压的蒸汽引射来自冷却液柜中低温低压蒸汽，将低温低压蒸汽加压并混合后经过阀4流向冷凝器内，经过冷凝降温成低温高压的冷却液体；
54.冷凝器中的液体分成两路，其中一路经过阀8进入气―液喷射器的引射端被来自发生器的高温高压蒸汽引射增压至高于发生器内部的压力，从而将冷凝器中的冷凝液通过阀11后经流储液罐1暂存并输送回发生器；另一路经流储液罐2暂存，在需要时由冷剂瓶经过阀9进行补液后，经过阀10由热力膨胀阀节流降压成低温低压的冷却液体后输送到冷却液柜蒸发制冷；冷却液柜中生成的低温低压蒸汽经过阀7和阀3后完全进入气-气喷射器；
55.所述蒸汽压缩式制冷循环系统中，压缩机启动，此时冷却液柜内的低温低压蒸汽经过阀7和阀6完全进入压缩机，并由压缩机加压后经过阀5输送到冷凝器；通过冷凝器后降温成低温高压的冷却液体，经流储液罐2暂存，在需要时由冷剂瓶经过阀9进行补液后，经过阀10由热力膨胀阀节流降压成低温低压的冷却液体后输送到冷却液柜蒸发制冷；
56.当制冷复合系统运行在双喷射制冷循环和蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式时，此时双喷射式制冷循环系统和蒸汽压缩式制冷循环系统同时运行，经流冷凝器、储液罐2、热力膨胀阀、冷却液柜的流量增加，制冷复合系统通过冷剂瓶进行补液维持冷却液柜内液面保持不变；此时冷却液柜内蒸发的蒸汽不再完全进入气-气喷射器或压缩机，而是分流成两路，一路通过气-气喷射器进入双喷射式制冷循环，而另一路则通过压缩机，经流压缩机增压后进入冷凝器；
57.所述处理器能够根据冷却液柜中的冷却液温度和储气瓶中蒸汽压力自动控制阀1-阀11的开合以及压缩机的开启与闭合；当关闭阀5、阀6和压缩机，打开阀1、阀2、阀3、阀4、阀7、阀8、阀9、阀10和阀11时，所述制冷复合系统进入双喷射式制冷循环模式；当关闭阀1、
阀2、阀3、阀4、阀8和阀11，打开阀5、阀6、阀7、阀9、阀10和压缩机时，所述制冷复合系统进入蒸汽压缩式制冷循环模式；当打开阀1-阀11及压缩机时，所述制冷复合系统进入由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式；
58.阀1-阀11及压缩机也能通过手动控制实现双喷射制冷循环模式、蒸汽压缩式制冷循环模式、双喷射制冷循环和蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式的切换。
59.优选地，所述冷却液柜采用两相浸没式冷却，直接将电子元件直接浸入密封的冷却液体中，电子元件产生的热量使液体沸腾，吸收大量的汽化潜热。
60.优选地，所述冷却液为能够直接接触电子设备的氟化液。
61.一种新型节能数据中心制冷方法，包括如下步骤：
62.步骤1：设定温度高阈值t1和温度低阈值t2，其中t1低于满足系统冷却要求的最高允许温度，t2低于t1；设定压力高阈值p1和压力低阈值p2，p2设定为能使双喷射制冷循环系统工作的最低压力，p2低于p1；
63.步骤2：设温度传感器测量到冷却液柜中的冷却液温度为t；设压力传感器测量到储气瓶中蒸汽压力为p；
64.步骤3：设定制冷复合系统的制冷规则如下：
65.状态1：当t≥t1，p≥p1时，制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式；
66.状态2：当t《t1，p≥p1时，制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环模式单独运行；
67.状态3：当p≤p2时，制冷复合系统采用由电供能的蒸汽压缩式制冷循环模式单独运行；
68.状态4：当t≥t1，p1》p》p2时，制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行模式；
69.状态5：当t≤t2，p1》p》p2时，制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环模式单独运行；
70.状态6：当t1》t》t2，p1》p》p2时；如果状态6为初始状态，则制冷复合系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环模式单独运行；如果状态6是从状态1-状态5其中之一转化而来，则保持上个状态的制冷循环模式不变。
71.具体实施例：
72.本发明实施例的具体思路：目前数据中心制冷系统耗能和运行成本过高，冷却系统需要耗费大量电量并产生高额费用，本发明提出了一种利用太阳能和低谷电量的服务器数据中心两相浸没式冷却的双喷射式 蒸汽压缩式制冷复合系统，装置采用两相浸没式冷却，制冷系统循环采用双喷射式 蒸汽压缩式制冷的复合系统，可在白天的电价平、高时段采用太阳能供能的双喷射制冷循环对服务器进行冷却，从而避开大部分的平、高时段的高额冷却系统用电费用，并在无太阳能时使用低谷时段的廉价电量运行蒸汽压缩式制冷循环带动制冷系统工作。
73.同时本系统可通过处理器控制阀门关启来实现双喷射式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的自动及手动切换和联合运行，可在太阳能消失时进行双喷射式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的自动切换，同时也可以解决部分高负荷情况下单太阳能供能的双喷射式
制冷循环冷却能力不足的问题和其他情况下的特殊需求。
74.为了防止系统的频繁启停对设备(如压缩机)造成损坏或导致系统不稳定，本系统的自动切换系统采用双位控制。
75.对于温度传感器，其将冷却液柜(蒸发器)中的温度反馈给处理器，处理器采用对温度的双位控制实现对蒸汽压缩式制冷的启停控制，温度设定值包括大值t1和小值t2，其中t1稍低于满足系统冷却要求的最高允许温度，t2稍低于t1。(1)当温度超过设定温度的大值t1时，表明太阳能所能提供的功率不能满足系统冷却负荷，此时由处理器控制阀的关启，启动蒸汽压缩式制冷系统，具体的阀的关启见下面的详细操作过程。(2)当温度由高温降低到t1之下，但仍然大于小值t2时，表明太阳能所能提供的功率已经满足系统冷却符合，蒸汽压缩式制冷系统不会关闭，保证系统不会因为温度的微小波动而不稳定，同时避免频繁启动压缩机；(3)当温度降低到t2之下时，表明太阳能所能提供的功率已经满足系统冷却符合，此时由处理器控制阀的关启，关闭蒸汽压缩式制冷系统。
76.对于压力传感器，其将储气瓶中的压力反馈给处理器，处理器采用对压力的双位控制实现对双喷射制冷的启停控制，压力设定值包括大值p1和小值p2，p2根据实际情况设定为可以使双喷射制冷系统工作最低压力，p1应稍大于p2。(1)当压力超过设定压力的大值p1时，此时可以认为太阳能可以提供相对稳定的制冷功率，此时由处理器控制阀的关启，启动双喷射制冷系统，具体的阀的关启见下面的详细操作过程。(2)当压力降低到p1之上，但仍然大于小值p2时，此时可以认为太阳能依然可以提供相对稳定的制冷功率，双喷射制冷系统保证开启，保证系统不会因为云层短时间遮挡或其他原因的微小波动而不稳定，同时避免频繁启停；(3)当压力降低到p2之下时，此时可以认为太阳能不再能提供相对稳定的制冷功率，由处理器控制阀的关启，关闭双喷射制冷系统。
77.在白天时太阳能较充足时，系统负荷小于太阳能所能提供的功率时，此时冷却液柜(蒸发器)的温度小于t1，储气瓶中的压力大于p2，系统采用由太阳能供能的双喷射制冷循环单独运行对服务器进行冷却，如图1所示。此时处理器控制阀5、阀6处于关闭状态，并通过温度传感器监测冷却液柜内冷却液温度。此时，冷却液在发生器内由太阳辐射加热，生成高温高压的蒸汽，并进入储气瓶暂时储存；储气瓶中高温高压的蒸汽分成两股，一股经流阀2流向气-液喷射器，一股流向气-气喷射器；进入气-气喷射器中的高温高压的蒸汽引射来自冷却液柜中低低压的蒸汽，将其加压并与其混合后流向冷凝器内冷凝降温成低温高压的冷却液体；冷凝器中的液体分成两路，其中一路进入气―液喷射器的引射端被来自发生器的高温、高压蒸汽引射增压至高于发生器内部的压力，从而实现将冷凝器中的冷凝液经流储液罐1暂存并输送回发生器；另一路经流储液罐2暂存，并通过热力膨胀阀节流降压成低温、低压的冷却液体后输送到冷却液柜(蒸发器)蒸发制冷。
78.在白天时太阳能较充足时，但系统负荷增加到超过太阳能所能提供的功率时，此时储气瓶中的压力依然大于p2，冷却液柜(蒸发器)的温度会增加到大于t1，由处理器控制阀5、阀6打开，启动蒸汽压缩式制冷系统，压缩机开始运行，系统进入由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行对服务器进行冷却的联合运行阶段，有如图2所示。此时双喷射制冷循环基本不变，系统内经流冷凝器、储液罐2、热力膨胀阀、冷却液柜(蒸发器)的流量增加，系统通过冷剂瓶进行补液维持冷却液柜内液面基本不变。此时冷却液柜内蒸发的蒸汽不再完全进入气-气喷射器，而是分流成两路，一路通过气-气喷
射器进入双喷射制冷循环，而另一路则通过压缩机，经流压缩机增压后进入冷凝器，此为蒸汽压缩式制冷循环。
79.在进入傍晚或由于阴天等其他原因导致太阳能不足时，系统通过处理器自动切换为采用电供能的蒸汽压缩式制冷循环单独运行对服务器进行冷却，如图3所示。如此前运行阶段为采用由太阳能供能的双喷射制冷循环单独运行，随着太阳能供能的下降，储气瓶压力降低到p2之下，由处理器控制双喷射制冷系统关闭，控制阀5、阀6打开，阀1、阀2、阀3、阀4、阀8、阀11关闭，压缩机启动，并通过冷剂瓶补液或回液维持冷却液柜内页面基本不变。如此前运行阶段为由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行对服务器进行冷却联合运行，此时对应的工况为白天阶段太阳能不足以满足系统符合，随着太阳能供能的下降，储气瓶压力降低到p2之下，由处理器控制双喷射制冷系统关闭，阀5、阀6开启，压缩机继续处于运行状态，并控制阀1、阀2、阀3、阀4、阀8、阀11关闭，并通过冷剂瓶补液或回液维持冷却液柜内页面基本不变。此时由冷却液柜内的蒸汽完全进入压缩机，并由压缩机加压后输送到冷凝器；通过冷凝器后，经流储液罐2暂存，并通过热力膨胀阀节流降压成低温、低压的冷却液体后输送到冷却液柜(蒸发器)蒸发制冷。
80.当太阳能可以为系统联合供能或者可以单独供能时，系统切换回采用由太阳能供能的双喷射制冷循环单独运行对服务器进行冷却，运行状态如图1所示，此时对应两种状态。第一种为进入早晨阶段，或阴转晴等原因，太阳能开始满足工作需求，即储气瓶压力回升到p1之上时，即此前运行阶段为采用由电供能的蒸汽压缩式制冷循环单独运行，由处理器控制双喷射制冷系统开启，蒸汽压缩式制冷系统关闭，系统切换回采用由太阳能供能的双喷射制冷循环单独运行对服务器进行冷却，切换过程分为控制阀5、阀6关闭，压缩机关闭，并控制阀1、阀2、阀3、阀4、阀8、阀11开启，并通过冷剂瓶补液或回液维持冷却液柜内页面基本不变。第二种为白天阶段原太阳能功率不足使用联合制冷，而因系统负荷下降导致太阳能可以单独为系统供能时，即冷却液柜(蒸发器)温度降低到t2之下时，即此前运行阶段为采由太阳能供能的双喷射制冷循环和由电供能的蒸汽压缩式制冷循环联合运行对服务器进行冷却的联合运行阶段，由处理器控制双喷射制冷系统开启，蒸汽压缩式制冷系统关闭，切换过程分为控制阀5、阀6关闭，压缩机关闭，并通过冷剂瓶补液或回液维持冷却液柜内页面基本不变。