CN101608817B - 一种间接利用室外冷源的节能空调机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间接利用室外冷源的节能空调机，适用于通讯机房和计算机房等发热量大且冬天都需要制冷的场合，它由室内机组件包括压缩机、蒸发器等和位于室外的风冷冷凝器、储液器、氟泵、毛细管组成，室内机组件通过连接管路和风冷冷凝器入口相连，储液器安装在风冷冷凝器出口与室内机的连接管路上，氟泵连接在储液器出口的另一支路上，与风冷冷凝器、蒸发器、毛细管形成一个单独的制冷循环系统。本发明夏季由制冷系统降温，当室外温度低于某设定温度时，则氟泵节能系统工作。由于增加了氟泵制冷循环系统，可以在适合的室外环境温度下利用室外冷源而无需开启压缩机，降低了空调运行能耗，减少了压缩机的工作时间，提高了压缩机的使用寿命。

Description

一种间接利用室外冷源的节能空调机

技术领域

本发明涉及一种风冷型空调机，特别是一种可以使机房空调在适合的室外环境温度下间接利用室外冷源的节能空调机。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。当前，能源的短缺已经成为整个社会共同要解决的一个问题，节能减排已经成为了我国的一项基本国策。近年来，通信产业发展迅速，成为了高科技产业，也变成了能源消耗巨大的产业。

通信产业的能源消耗90％以上是电能的消耗，据不完全统计几大通信产业运营商的年总耗电量达200亿度以上，其中通信交换设备以及机房专用空调的耗电量约占90％(通信交换设备50％，机房空调40％)。由于机房通信设备发热量非常大，一年四季都需要用制冷来降低室内环境温度。过渡季节室外温度低于室内温度时，自然界存在着丰富的冷源。如何合理地直接或间接利用这一天然冷源，研发节能技术具有重大的意义。

众所周知，北方地区秋冬季节时间比较长，以哈尔滨为例，全年平均有50％的时间室外气温低于10度，如此低温的室外空气中蕴藏着大量的自然可利用的冷源。如果采取直接利用自然低温源的方法，将室外的新风引入室内，一来对机房内的空气洁净度会产生干扰，二来必须在建筑外墙开孔安装风道才能引入新风。怎样间接利用这一天然冷源成为了当前机房空调节能技术研究的新方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使机房空调在适合的室外环境下间接利用室外冷源而无需开启压缩机制冷的风冷型氟泵节能空调机。

本发明所述的一种间接利用室外冷源的节能空调机，它由室内机组件和位于室外的风冷冷凝器和储液器形成一个制冷循环系统，其中储液器安装在风冷冷凝器出口与室内机组件之间的连接管路上，所述的室内机组件中包括有蒸发器，该空调机还设有位于室外的氟泵和毛细管，所述蒸发器的出口连接管路通过一支路直接与风冷冷凝器相连，氟泵入口连接在储液器出口的另一支路上，氟泵出口经毛细管直接连接蒸发器的入口连接管路，风冷冷凝器、储液器、氟泵、毛细管和蒸发器形成另一个独立的制冷循环系统。

作为本发明的一个优选，上述储液器的设计液位水平线相对氟泵的轴线最好保持一个静液柱高度H，

H＝NPSH+0.5米

上式中NPSH为氟泵的静压吸入压头。

作为本发明的另一优选，在室内机组件中压缩机的入口处加装气液分离器。在氟泵与风冷冷凝器之间设有回流管路。

本发明的工作原理：当室外环境温度远远高于室内环境温度时，压缩机系统正常运行，氟泵系统停止工作；当室外环境温度远小于室内环境温度，达到可以间接利用的室外冷源的条件时，压缩机停止工作，氟泵开启。蒸发器中与室内空气换热后的制冷剂，直接进入风冷冷凝器与室外冷源进行换热，换热后的制冷剂在氟泵的作用下经过毛细管节流后重新进入蒸发器换热，从而形成一个新的制冷循环。

本发明通过在正常的压缩机制冷系统中增加一套氟泵循环系统，来解决过渡季节间接利用室外冷源制冷，从而在降低空调运行能耗的同时，对机房内的空气洁净度不会产生任何干扰。本发明适用于通讯机房和计算机房等发热量大且冬天都需要制冷的场合，特别是那些过渡季节时间比较长，尤其是全年有超过50％的时间室外温度远远低于机房内环境温度的地区。夏季由制冷系统降温，春秋冬季当室外温度低于某一设定温度时，由氟泵节能系统工作，从而达到节能的效果。

使用该装置可以在适合的室外环境温度下利用室外冷源而无需开启压缩机，降低了空调运行能耗，延长了压缩机的使用寿命。虽然增加的氟泵对机组成本有所影响，但是从长远利益来看，大大降低了空调的运行成本。

举例某一正在使用中的计算机程控机房，采用常规的压缩机系统的风冷机组，型号为9AU18，(按过渡季节180天计算)：

压缩机过渡季节耗电量：7.35*2*24*180＝63504(kW·h)

采用该氟泵节能风冷机组后氟泵耗电量：1.5*2*24*180＝12960(kW·h)

由此可见，使用节能机组可以省下普通机组近80％的运行费用，即使加上增加的成本，总花费也小于普通风冷机组的运行费用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的是一种间接利用利用室外冷源的风冷型氟泵节能空调机，包括室内机组件A和位于室外的氟泵15、储液器16、毛细管18以及风冷冷凝器13等，其中室内机组件A包括压缩机1、高压开关2、低压开关3、旋锁阀4、蒸发器5、分液器6、热力膨胀阀7、液路开关8、视液镜9、干燥过滤器10、截止阀12、电磁阀11、止回阀14、气液分离器17，风冷冷凝器的出口连接管路上安装了储液器16，储液器出口分为2个支路，其中一个支路是正常的压缩机制冷系统，制冷剂经过截止阀12、干燥过滤器10、视液镜9、液路开关8、热力膨胀阀7、分液器6、蒸发器5、电磁阀11、气液分离器17、旋锁阀4、低压开关3进入压缩机1，压缩后的制冷剂再经过高压开关2、旋锁阀4、止回阀14、风冷冷凝器13，回到储液器16中，形成一个制冷循环系统。另一个支路上安装氟泵、毛细管(图1中的组件B)组成氟泵制冷系统，从储液器16出来的制冷剂，经过氟泵15、毛细管18、分液器6、蒸发器5、止回阀14、风冷冷凝器13，回到储液器16，形成氟泵制冷循环系统。其中，氟泵由于需要流过电机内的制冷剂润滑轴承和冷却电机，所以加装回流管路。

氟泵系统循环时，由于蒸发器负荷不稳定等原因，会引起储液器液面波动，导致氟泵产生气蚀现象，影响其使用寿命。为了避免该情况的出现，需要提高储液器的安装高度，使储液器入口保持一定的静液柱，即所谓的静压吸入压头NPSH，使储液器的设计液位水平线与氟泵中心之间保持一定的相对高度H。通常在实际应用中对H不做详细计算，而是以氟泵NPSH加上一个安全系数来确定所需静液柱高度：静液柱高度H＝NPSH+0.5米(中国)。

氟泵系统工作时，氟泵中循环的制冷剂为液态，而压缩机系统运行时，压缩机中循环的制冷剂为气态。当两种系统切换运行时，由于前者的系统液态制冷剂循环量远远大于后者，如果在压缩机系统运行时，不减小液态制冷剂流量，就会造成压缩机的液击现象，对其使用寿命有很大影响，因此在压缩机入口处加装了气液分离器来避免该现象的产生。

本发明提供了一种间接利用室外冷源的节能空调机的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种间接利用室外冷源的节能空调机，它由室内机组件(A)和位于室外的风冷冷凝器(13)和储液器(16)形成一个制冷循环系统，其中储液器(16)安装在风冷冷凝器(13)出口与室内机组件(A)之间的连接管路上，所述的室内机组件(A)中包含蒸发器(5)，其特征是：该空调机还设有位于室外的氟泵(15)和毛细管(18)，所述蒸发器(5)的出口连接管路通过一支路直接与风冷冷凝器(13)相连，氟泵(15)入口连接在储液器(16)出口的另一支路上，氟泵(15)出口经毛细管(18)直接连接蒸发器(5)的入口连接管路，风冷冷凝器(13)、储液器(16)、氟泵(15)、毛细管(18)和蒸发器(5)形成另一个独立的制冷循环系统，在室内机组件(A)中压缩机(1)的入口处加装气液分离器(17)，氟泵(15)与风冷冷凝器(13)之间设有回流管路。

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