一種雙循環式機房節能空調的製作方法

2023-06-07 00:31:41

專利名稱：一種雙循環式機房節能空調的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機房節能空調領域，特別涉及一種雙循環式機房節能空調。
背景技術：
機房中由於設備發熱量大，需要專門的空調設備來維持機房內的溫度。目前現有 的機房普遍採用舒適性空調連續運行來調控室內的溫度。這種溫控方式雖然能夠滿足機房 溫控的要求，但是耗能較大，造成運行成本較高。目前已有的機房空調節能技術主要有兩種一種是在過渡季或冬季室外氣溫較涼時，引入室外新風來冷卻機房內的設備。這 種設備可以直接利用室外自然冷源，但難以滿足機房內的空氣潔淨度及溼度調控要求，且 對機房維護結構的破壞較大。在新風系統停止工作時，存在漏風的隱患，在天氣比較炎熱時 導致室內冷量流失。在新風系統的進、出風口處需要安置過濾網，而過濾網不僅增加了系統 風阻，而且需要經常更換，維護量較大。另一種是在過渡季或冬季室外氣溫較涼時，使用板式空氣熱交換器將室外空氣的 冷量引入室內。這種技術實現了室內、外空氣的隔離，避免了由於直接引入室外空氣而引起 的空氣清潔度及溼度控制問題。但由於單位面積換熱量小，體積較大，需要再開設風道與換 熱器相連，對牆體破壞較大。由於換熱器採用了蜂窩結構，空氣流道容易被灰塵堵塞，因此 在室外空氣流道的進、出口處需要安裝過濾網，維護量較大。

實用新型內容本實用新型提供了一種雙循環式機房節能空調，其能耗低、可靠性高、使用壽命 長。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種雙循環式機房節能空調，包括設置於機房內的蒸發器，和設置於機房外的冷 凝器，壓縮機、三通閥、第一中間換熱器和第二中間換熱器；所述三通閥包括第一入口、第二入口和出口，所述出口擇一地與所述第一入口、第 二入口導通；所述蒸發器通過連接管與所述第一入口連通；所述冷凝器通過連接管與所述出口連通；所述第一中間換熱器與第二中間換熱器之間通過節流部件連通；所述第一中間換熱器通過連接管與所述壓縮機的排氣口連通；所述第一中間換熱器通過連接管與所述第二入口連通；所述第二中間換熱器通過連接管與所述壓縮機的進氣口連通；所述第二中間換熱器通過連接管與所述蒸發器連通；所述冷凝器的位置高於所述蒸發器和第一中間換熱器；所述第二中間換熱器的位置高於所述蒸發器。[0019]優選地，所述蒸發器和所述冷凝器均具有風機。優選地，進一步包括在機房外溫度低於機房內溫度、且溫差大於第一預設數值時 使所述出口與所述第一入口導通，並啟動所述蒸發器風機和所述冷凝器風機，關閉所述壓 縮機、第一中間換熱器和第二中間換熱器；在機房外溫度高於機房內溫度、或機房外溫度與 機房內溫度的溫差小於第一預設數值且機房內溫度高於空調設定溫度時使所述出口與所 述第二入口導通，並啟動所述蒸發器、冷凝器、壓縮機、節流部件、第一中間換熱器和第二中 間換熱器的控制器。優選地，所述第一預設數值為5°C。優選地，進一步包括用於測量機房內、外溫度的傳感器。優選地，所述第一中間換熱器為套管式換熱器或板式換熱器。優選地，所述第二中 間換熱器為套管式換熱器或板式換熱器。優選地，所述空調的製冷劑為R22、R134a或R410A中的任意一種，製冷劑為單一的
一種使用。由以上技術方案可知，本實用新型的雙循環式機房節能空調具有熱管循環換熱和 壓縮製冷循環換熱兩種換熱方式，熱管換熱循環與壓縮製冷循環中的製冷劑完全隔離，僅 通過兩個中間換熱器進行熱交換，不摻混，能夠有效解決兩個循環共用製冷劑而引起的流 量調節難和冷凍油降低熱管循環效率的問題，該技術方案通過根據機房內外溫度差異靈活 地選擇其中一種換熱方式，能夠有效地解決機房的排熱問題，並且能耗低、可靠性高、使用 壽命長。

圖1為本實用新型的雙循環式機房節能空調的結構示意圖。圖2為本實用新型的雙循環式機房節能空調處於熱管換熱循環模式的結構示意 圖。圖3為本實用新型的雙循環式機房節能空調處於壓縮製冷循環模式的結構示意 圖。
具體實施方式
本實用新型提供了一種雙循環式機房節能空調，其能耗低、可靠性高、使用壽命 長。為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施 例，對本實用新型進一步詳細說明。圖1為本實用新型的雙循環式機房節能空調的結構示意圖。如圖1所示，本實用 新型的雙循環式機房節能空調包括設置於機房16內的蒸發器1，和設置於機房16外的冷凝 器7、壓縮機5、三通閥9、第一中間換熱器11和第二中間換熱器13。其中，三通閥9包括第一入口、第二入口和出口，其出口可擇一地與第一入口或第 二入口導通。蒸發器1通過連接管14與三通閥9的第一入口連通；冷凝器7通過連接管8與三 通閥9的出口連通。[0034]第一中間換熱器11與第二中間換熱器13之間通過節流部件3連通。其中，第一 中間換熱器11通過連接管4與節流部件3連通，第二中間換熱器13通過連接管12與節流 部件3連通。第一中間換熱器11還通過連接管6與壓縮機5的排氣口連通；第二中間換熱器13 還通過連接管2與壓縮機5的進氣口連通。第一中間換熱器11通過連接管10與三通閥9 的第二入口連通。其中，冷凝器7的整體位置應位於蒸發器1和第一中間換熱器11之上。第二中間 換熱器13的整體位置應高於蒸發器1。從而保證在冷凝器7或第二中間換熱器13中凝結的 液態製冷劑能夠在重力作用下回流至蒸發器1中，而無需增加例如循環泵等驅動裝置。也 能夠保證冷凝器7中的凝結的液態製冷劑能夠在重力的作用下回流至第一中間換熱器11 中。優選地，蒸發器1和冷凝器7均具有風機。優選地，本實用新型的雙循環式機房節能空調進一步包括用於測量機房內、外溫 度的傳感器(未示出)和根據該傳感器的信號控制空調工作的控制器(未示出)。當機房16外的溫度低於機房16內的溫度，且此溫差大於某一預設數值時，例如， 機房16外的溫度比機房16內的溫度低5°C以上時，控制器可控制三通閥9的出口與第一入 口導通，並啟動蒸發器1的風機和冷凝器7的風機，控制壓縮機5、第一中間換熱器11和第 二中間換熱器13均處於關閉狀態。空調採用熱管換熱的循環模式。S卩，如圖2所示的熱管換熱的循環模式下，由機房16內的蒸發器1及機房16外的 冷凝器7組成分離式熱管系統。機房16內為熱管的吸熱端，機房16外為熱管的排熱端。蒸 發器1的上部通過連接管14、三通閥9及連接管8與冷凝器7的下部相連通，蒸發器1和冷 凝器7均帶有風機，採用熱管換熱的方式，將機房16內的熱量排放至機房16以外。當採用熱管換熱的循環模式時，壓縮式製冷系統關閉，三通閥9關閉連接管10、開 通連接管14和連接管8。蒸發器1風機啟動，機房16內熱空氣流過蒸發器1，加熱蒸發器 1中的製冷劑，當溫度超過工質沸點時，蒸發器1內工質沸騰，同時，空氣被冷卻。蒸發器1 內沸騰產生的氣態製冷劑，氣態製冷劑如圖2所示箭頭A方向流動，經由連接管14、三通閥 9、連接管8流入冷凝器7，冷凝器7帶有風機，為強迫對流形式，冷凝器7中氣態製冷劑被流 過冷凝器7的空氣冷卻，凝結成液態，液態製冷劑如圖2中箭頭B方向，在重力的作用下，液 態製冷劑從冷凝器7底部連接管8、三通閥9、連接管14流回到蒸發器中，完成循環。即在採用熱管換熱的循環模式時，由蒸發器1、連接管14、三通閥9、連接管8和冷 凝器7組成了熱管換熱的循環通路。當機房16外的溫度高於機房16內的溫度，或者機房16外的溫度與機房16內的 溫度差小於預設值、且機房16內的溫度超過空調的設定值時，例如，機房16內外的溫差小 於5°C時，依靠熱管換熱的循環模式無法完成排熱要求，因此空調啟動壓縮製冷循環模式。 控制器可控制三通閥9的出口與第二入口導通，並啟動蒸發器1、冷凝器7、壓縮機5、節流部 件3、第一中間換熱器11和第二中間換熱器13。如圖3所示的壓縮製冷的循環模式下，壓縮式製冷循環運行時，三通閥9關閉連接 管14、開通連接管8和連接管10。蒸發器1與第二中間換熱器13的製冷劑循環如圖3中 箭頭C方向和箭頭D方向所示，蒸發器1中的製冷劑被室內空氣加熱蒸發，成為蒸汽，通過
5連接管15流至第二中間換熱器13中，在第二中間換熱器13中的被冷凝成液體，流回到蒸 發器1。由蒸發器1流入第二中間換熱器13的製冷劑在第二中間換熱器13中冷凝釋放出 來的熱量傳遞到了壓縮式製冷循環中的製冷劑中，使壓縮式製冷循環中的製冷劑蒸發成為 蒸汽，壓縮式製冷循環中的製冷劑流動方向如圖3中箭頭E方向所示，製冷劑蒸汽通過連接 管2被吸入壓縮機5中進行壓縮，從壓縮機5出來的製冷劑成為過熱蒸汽，過熱蒸汽通過連 接管6流入第一中間換熱器11內進行冷凝，冷凝後的製冷劑，通過連接管4流至節流部件 3，節流後的製冷劑成為低溫低壓的汽液混合物，通過連接管12流入第二中間換熱器13中 進行蒸發吸熱。冷凝器中的製冷劑循環如圖3箭頭F和箭頭G方向所示，通過壓縮式製冷 循環的製冷劑在第一中間換熱器11中的冷凝，將熱量傳遞到第一中間換熱器11的製冷劑 中，第一中間換熱器11中的製冷劑蒸發，如圖3中箭頭F的方向，通過連接管10、三通閥9、 連接管8流向冷凝器7，製冷劑蒸汽在冷凝器冷凝後，如圖3中箭頭G的方向，在重力的作用 下，通過連接管8流回第一中間換熱器11。即在採用壓縮製冷的循環模式時，由第二中間換熱器13、連接管2、壓縮機5、連接 管6、第一中間換熱器11和節流部件3組成了壓縮製冷的循環通路。優選地，第一中間換熱器11和第二中間換熱器13可以為套管式換熱器或板式換 熱器。優選地，所述空調的製冷劑為R22、R134a或R410A中的任意一種，製冷劑為選擇其 中一種單一使用，不混合。且熱管換熱循環模式與壓縮製冷循環模式中所使用的製冷劑完 全隔離，僅通過兩個中間換熱器進行熱交換，不摻混，因此能夠有效解決兩個循環共用製冷 劑而引起的流量調節難的問題，由以上技術方案可知，本實用新型的雙循環式機房節能空調具有熱管換熱和壓縮 製冷循環換熱兩種換熱方式，通過根據機房內外溫度差異靈活地選擇其中一種換熱方式， 能夠有效地解決機房的排熱問題，並且能耗低、可靠性高、使用壽命長。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 保護的範圍之內。
權利要求一種雙循環式機房節能空調，其特徵在於，包括設置於機房內的蒸發器，和設置於機房外的冷凝器，壓縮機、三通閥、第一中間換熱器和第二中間換熱器；所述三通閥包括第一入口、第二入口和出口，所述出口擇一地與所述第一入口、第二入口導通；所述蒸發器通過連接管與所述第一入口連通；所述冷凝器通過連接管與所述出口連通；所述第一中間換熱器與第二中間換熱器之間通過節流部件連通；所述第一中間換熱器通過連接管與所述壓縮機的排氣口連通；所述第一中間換熱器通過連接管與所述第二入口連通；所述第二中間換熱器通過連接管與所述壓縮機的進氣口連通；所述第二中間換熱器通過連接管與所述蒸發器連通；所述冷凝器的位置高於所述蒸發器和第一中間換熱器；所述第二中間換熱器的位置高於所述蒸發器。
2.根據權利要求1所述的雙循環式機房節能空調，其特徵在於，所述蒸發器和所述冷 凝器均具有風機。
3.根據權利要求2所述的雙循環式機房節能空調，其特徵在於，進一步包括在機房外 溫度低於機房內溫度、且溫差大於第一預設數值時使所述出口與所述第一入口導通，並啟 動所述蒸發器風機和所述冷凝器風機，關閉所述壓縮機、第一中間換熱器和第二中間換熱 器；在機房外溫度高於機房內溫度、或機房外溫度與機房內溫度的溫差小於第一預設數值 且機房內溫度高於空調設定溫度時使所述出口與所述第二入口導通，並啟動所述蒸發器、 冷凝器、壓縮機、節流部件、第一中間換熱器和第二中間換熱器的控制器。
4.根據權利要求3所述的雙循環式機房節能空調，其特徵在於，所述第一預設數值為5°C。
5.根據權利要求3所述的雙循環式機房節能空調，其特徵在於，進一步包括用於測量 機房內、外溫度的傳感器。
6.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的雙循環式機房節能空調，其特徵在於，所 述第一中間換熱器為套管式換熱器或板式換熱器。
7.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的雙循環式機房節能空調，其特徵在於，所 述第二中間換熱器為套管式換熱器或板式換熱器。
8.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的雙循環式機房節能空調，其特徵在於，所 述空調的製冷劑為R22、R134a或R410A中的任意一種。
專利摘要本實用新型提供了一種雙循環式機房節能空調，包括設置於機房內的蒸發器，和設置於機房外的冷凝器、壓縮機、三通閥、第一中間換熱器和第二中間換熱器；所述三通閥包括第一入口、第二入口和出口，所述出口擇一地與所述第一入口、第二入口導通。通過三通閥的擇一導通來實現熱管換熱和壓縮製冷循環換熱兩種換熱方式之間的切換。本實用新型的雙循環式機房節能空調通過根據機房內外溫度差異靈活地選擇其中一種換熱方式，能夠有效地解決機房的排熱問題，並且能耗低、可靠性高、使用壽命長。
文檔編號F25B41/04GK201748574SQ201020524910
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者馮劍超, 李震, 鍾志鵬, 黃嬌 申請人:北京納源豐科技發展有限公司