CN102297481A - 一种节能空调系统 - Google Patents

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吴刚
冯德树
吴烨
戴向阳
刘军
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Abstract

本发明公开了一种节能空调系统，包括室内机和室外机，其中：所述的室内机包括一并联的蒸发器组，每一个蒸发器的进液管处设置有电磁阀，所述的室外机由一并联的冷凝器组、一储液器和一制冷剂泵组成，所述的室内机通过管道与所述的冷凝器组连接，冷凝器组出口依次与储液器、制冷剂泵连接，制冷剂泵出口通过管道与室内机连接，由此构成一封闭的制冷循环。本发明利用泵循环来驱动制冷剂与自然冷源进行换热，实现数据中心的节能运行。此外，本发明结构简单，换热效率高。

Description

一种节能空调系统
技术领域
本发明涉及空调装置，尤其是涉及一种用于数据中心的节能空调系统。
背景技术
在数据中心里，机房空调的能耗占了总能耗的40%多，具有相当大的比重，因此，机房空调的节能运行是各个运营商节能减排行动的重要突破点。机房空调具有全天候运行的特点，在室外环境温度较低的时候，充分利用自然冷源来代替压缩机运行，是降低机房空调能耗的重要方向。现有的利用自然冷源来制冷的方法包括泵循环制冷。即在原有的机房空调里集成泵循环，室外环境温度较高的时候利用压缩机制冷，在室外环境温度较低的时候利用泵循环来制冷，压缩机和制冷剂泵利用同一套蒸发器和冷凝器。这种方案必须每个制冷系统都配置一套泵循环系统，机组系统设计复杂，成本非常高，用户投资很大；制冷剂泵的特点通常是流量较大，而机房空调单个制冷系统的流量通常并不大，往往都在制冷剂泵特性曲线的小流量区，造成泵本身运行点偏离最佳工作点，即通常说的大马拉小车，效率不高；而且这种应用只适合在风冷机房空调上，在水冷、冷冻水机房空调上无法使用。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术中存在的问题，提出一种节能空调系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是设计一种节能空调系统，包括室内机和室外机，其中：所述的室内机包括一并联的蒸发器组，每一个蒸发器的进液管处设置有电磁阀，所述的室外机由一并联的冷凝器组、一储液器和一制冷剂泵组成，所述的室内机通过管道与所述的冷凝器组连接，冷凝器组出口依次与储液器、制冷剂泵连接，制冷剂泵出口通过管道与室内机连接，由此构成一封闭的制冷循环。
在本发明的一个较佳实施例中，为强化换热效果，所述的蒸发器组和冷凝器组均可以设置风机。所述的储液器和制冷剂泵设置在一个机柜内。所述的储液器和制冷剂泵进口的液位高差保持一定的静压压头。 
与现有技术相比，本发明设计的节能空调系统采用制冷剂泵作为动力，蒸发器组并联设置，流量较大，制冷效果好，换热效率高且结构简单。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出的节能空调系统由室内机3、室外冷凝器组5和室外泵柜8组成，各部件通过管道连接。室内机3由一个或多个蒸发器并联组成，每个蒸发器的进液管上安装有电磁阀2。冷凝器组5由一个或多个冷凝器6并联组成，室内机3和室外冷凝器组5之间通过连接管4连接。室外泵柜8内包括储液器7和制冷剂泵9，冷凝器组5和室外泵柜8之间通过连接管10连接。室外泵柜8和室内机3之间通过连接管11连接。整个制冷系统由制冷剂泵9提供动力，并构成一个封闭的制冷循环。
本发明可以与采用压缩机的机房空调系统配合使用。室内机3可以直接安装在原有机房空调上，不需要再配置送风风机。本发明也可以独立运行，为强化换热效果，蒸发器和冷凝器均可配置独立的送风风机。
本发明可以根据室内外环境温差、机房内热负载大小等因素来自动切换成利用自然冷源的节能运行、或利用原机房空调的压缩机运行，以达到制冷系统运行最佳运行能效。
在室外环境温度较高或者室内外温差较小的时候，本发明设计的节能空调系统停止运行，制冷剂泵9停机，蒸发器组电磁阀2关闭。开启原机房空调压缩机系统运行，为数据中心提供冷量。
在室外环境温度较低或者室内外温差较大的时候，本发明设计的节能空调系统运行，制冷剂泵9开机，蒸发器电磁阀2开启，原机房空调压缩机系统停止运行。节能空调制冷系统循环路径为：制冷剂泵9->连接管11->电磁阀2->蒸发器1->连接管4->冷凝器6->连接管10->储液器7->制冷剂泵9，完成一个循环。在制冷剂泵9运行的时候，储液器7内将始终存储一定的制冷剂液体，由于储液器7和制冷剂泵9进口的液位高差提供了一定的静压压头，可以确保泵运行时不会出现汽蚀。储液器的高度必须要考虑到泵本身的汽蚀余量NPSH和储液器到泵进口间管路的阻力。室外冷凝器组5的风机可以调速运行，以保证冷凝器出口的液体温度不低于数据中心内回风的露点温度，确保节能机组实现无冷凝水的全显热运行。
本发明可以实现对风冷、水冷、冷冻水等机房空调类型进行节能改造。由于室内机蒸发器采用了多联的方式，可以实现大流量运行，使泵的工作点更接近最佳效率点；而且多台室内机蒸发器可以只配置一台制冷剂泵，运行更节能。室内机蒸发器可以安装在原有机房空调上，不对原有空调的结构进行大的改动，保证了原有机房空调运行的可靠性和稳定性，可利用原有机房空调的风机系统进行送风，使得结构紧凑，不占用数据中心的地面空间，并且现场安装方便。此外，通过对制冷剂液体温度进行控制，实现室内机蒸发器运行的100%显热，无冷凝水，实现了节能运行，也同时提高了机组运行的安全性。

Claims (5)

1.一种节能空调系统，包括室内机和室外机，其特征在于：所述的室内机包括一并联的蒸发器组，每一个蒸发器的进液管上设置有电磁阀，所述的室外机由一并联的冷凝器组、一储液器和一制冷剂泵组成，所述的室内机通过管道与所述的冷凝器组连接，冷凝器组出口依次与储液器、制冷剂泵连接，制冷剂泵出口通过管道与室内机连接，由此构成一封闭的制冷循环。
2.根据权利要求1所述的节能空调系统，其特征在于：所述的蒸发器组设置有风机。
3.根据权利要求1所述的节能空调系统，其特征在于：所述的冷凝器组设置有可调速的风机。
4.根据权利要求1所述的节能空调系统，其特征在于：所述的储液器和制冷剂泵设置在一个机柜内。
5.根据权利要求1所述的节能空调系统，其特征在于：所述的储液器和制冷剂泵进口的液位高差保持一定的静压压头。
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