CN102466279A - 一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，该制冷系统包括基体结构及压缩机单元，压缩机单元连接在基体结构的底部，基体结构内设有至少一个过滤装置和至少一块挡板。与现有技术相比，本发明通过使用三块挡板，可实现气流混合过滤箱多种不同的工作状态，这样可以更彼此独立地将气流混合过滤箱设置到不同工作状态和工作要求，以此来降低能耗，因为独立的运转点都可以独立设置，以此选择不同的工作状态，使其工作状态是能耗最小的，环境参数首先是外部温度，此外还有其他环境参数，例如空气尘埃度或空气湿度也可考虑作为参数，这些参数决定了挡板装置的控制。

Description

一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷系统，尤其是涉及一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统。

背景技术

从技术水平看，用于温度调节的气流混合过滤箱为人熟知。此外，就人们所知，温度调节设备有各种不同的用途。这类设备的一种应用可能性就是调节单个房间或整座建筑物的温度。特别是计算中心的温度控节，尤其需要使用这种温度调节设备，因为计算机设备的运转，例如服务器，会产生大量热量，必须把这些由服务器产生的热量从放置服务器的房间内排出，因为服务器运转所允许的最高温度是35℃，若不能及时将服务器产生的热量排出，室温很快就会达到并超过该最高温度。

人们从DE 19904667了解到建筑物温度调节设备，资料中显示的设备包括一台通过制冷剂循环制冷的空调设备，借助制冷剂实现建筑物或单个房间的间接制冷。这种制冷方式的优势在于，它可以很好地将相对空气湿度和所需温度控制在一个许可范围内。该设备的制冷取决于室外温度，冬天进行间接自然冷却，夏天则进行主动冷却，而在过渡季节(春天和秋天)则是混合上述两种制冷方式。然则，间接制冷带来的高能耗使这种制冷方式开支巨大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以调节温度、在低能耗的同时也可以获得良好的调温效果的带气流控制及可动热交换装置的制冷系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，该制冷系统包括基体结构及压缩机单元，所述的压缩机单元连接在基体结构的底部，所述的基体结构内设有至少一个过滤装置和至少一块挡板。

所述的基体结构包括第一过滤装置、第二过滤装置、混合空气挡板、外部空气挡板及循环空气挡板，所述的第一过滤装置设在基体结构内的中部，所述的第二过滤装置设在基体结构内下部的一侧，所述的混合空气挡板设在基体结构顶部，所述的外部空气挡板设在第一过滤装置上部的一侧，所述的循环空气挡板设在第二过滤装置的外侧。

所述的第一过滤装置由市售的G4过滤器及F7过滤器组成，所述的G4过滤器设在F7过滤器的上部。

所述的第二过滤装置为市售的G4过滤器。

所述的混合空气挡板、外部空气挡板及循环空气挡板根据环境条件控制开合。

所述的环境条件包括室外温度、送风温度、空气尘埃度或空气湿度。

所述的压缩机单元至少可输导一股气流，内部设置至少一个热交换盘管，该热交换盘管在工作位置和停工位置间转动。

所述的工作位置为热交换盘管为沿着压缩机单元两个斜对角之间的对角线位置。

所述的停工位置为热交换盘管的与压缩机单元的底面垂直，并与压缩机单元的后壁平行。

所述的热交换盘管围绕压缩机单元底部的导轨在压缩机单元内转动。

与现有技术相比，本发明通过使用三块挡板，可实现气流混合过滤箱多种不同的工作状态，这样可以更彼此独立地将气流混合过滤箱设置到不同工作状态和工作要求，以此来降低能耗，因为独立的运转点都可以独立设置，以此选择不同的工作状态，使其工作状态是能耗最小的。环境参数首先是外部温度，此外还有其他环境参数，例如空气尘埃度或空气湿度也可考虑作为参数。这些参数决定了挡板装置的控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为处于第一种运行状态下的结构示意图；

图3为处于第二种运行状态下的结构示意图；

图4为处于第三种运行状态下的结构示意图；

图5为处于第四种运行状态下的结构示意图；

图6为处于第五种运行状态下的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，可以安装两个气流可通过的过滤装置。一个过滤装置可以是单独的过滤器或是组合过滤器，例如两个、三个或者更多的过滤器类型组成，气流先后连续通过这个过滤装置。在一个优先考虑的结构形式中，一个过滤装置可以包含一个过滤级为G4的过滤器和一个由过滤级分别为G4和F7的两个过滤器组成的组合过滤器。当空气从计算中心所在大楼的外面流入时，经过过滤级为G4和F7的组合过滤器，首先G4过滤器清除空气中较粗的颗粒，然后通过F7过滤器把空气中细小颗粒过滤掉。当气流从计算中心流入气流混合过滤箱中，只需通过G4过滤器就足够了，因为空气先前已经清洁过了。

在另一个设备结构的框架下，挡板装置的设计和/或参数对挡板装置的控制，能使空气通过一个或两个过滤装置。如果空气仅仅通过一个过滤装置，这意味着，需冷却的房间和外部区域不是进行了100％的空气交换，就是进行了空气循环。特别是当空气经过一个单一过滤器的过滤装置时，与空气必须经过一个组合过滤器的情况相比，前者压降通常明显更小。这样就能节约能源，因为接下来，例如在风机中，不需要再重新加压了。如果两个过滤装置都有空气流过时，设备就会进行混合运行，不仅与外部空气进行空气交换，而且需冷却的房间内空气也进行循环。借助微处理控制器，就能十分简单地控制挡板装置。

在一个特别简单的设备机构框架下，挡板装置可以包含一个外部空气挡板和/或一个循环空气挡板和/或一个混合空气挡板。

在基体结构上安装一台压缩机，在一定运行状态下，例如当流入空气(也就是外部空气)温度超过17℃，能够加强温度调节。温度超过25℃，设备借助压缩机进行主动制冷，而当温度介于17℃～25℃范围内，则能够进入兼具主动制冷和直接制冷的混合运行状态，这样又能降低能耗。17℃以下则进行直接自然制冷，从而显著地降低能耗。并且仍能保持ASHRAE TC 9.9-2008准则中规定的临界值。使用自然制冷可确保提高能效，不会因为气流额外通过热交换盘管而产生能量损失。压缩机可以安装在基体结构内，也可以作为独立组件安装在基体结构旁。原则上这套系统可以是水冷型，也可以是风冷型。

如图1所示的带气流控制及可动热交换装置的制冷系统20，该制冷系统包括基体结构1及压缩机单元10，压缩机单元10连接在基体结构1的底部。基体结构1包括第一过滤装置2、第二过滤装置3、外部空气挡板4、循环空气挡板5及混合空气挡板6，第一过滤装置2设在基体结构1内的中部，由市售的G4过滤器7及F7过滤器8组成，G4过滤器7设在F7过滤器8的上部，第二过滤装置3为单独的G4过滤器9，设在基体结构1内下部的一侧，混合空气挡板6设在基体结构1的顶部，外部空气挡板4设在第一过滤装置2上部的一侧，循环空气挡板5设在第二过滤装置3的外侧。

压缩机单元10至少可输导一股气流，内部设置热交换盘管11，该热交换盘管11在工作位置和停工位置间转动，压缩机单元10处于工作状态时，热交换盘管11沿着压缩机单元10的斜对角的对角线位置，压缩机单元10处于停工状态时，热交换盘管11的与压缩机单元10的底面垂直，并与压缩机单元10的后壁平行，热交换盘管11围绕压缩机单元10底部的导轨12在压缩机单元10内转动。

图2至图6显示了本发明的工作方式，描述了计算中心空调设备五种不同的运行状态。这个计算中心中摆放了很多服务器30，服务器运转产生热量。此外，计算中心外墙上有多个通风挡板40，使计算中心室内空气与计算中心所在建筑物之外的室外空气之间能够进行自由的气体交换。在这个范例中，计算中心室内空气温度应控制在27℃。

图2显示了根据该项发明制成的计算中心空调设备的第一种运行状态。室外温度达到或超过25℃时，设备在该状态下运行。在这样高的室外温度下，空调设备进行所谓的空气循环和压缩机工作模式。空压机10运转意味着，对计算中心进行主动制冷。实心箭头代表热气流，而空心箭头代表冷气流。在这个运转状态下，外部空气挡板4以及混合空气挡板6关闭，循环空气挡板5打开。混合气流UM相应从服务器30流入气流混合过滤箱20，经过G4过滤器9后在换热盘管进行热交换，最后热量由冷凝风机设备11排到室外大气中。根据计算中心室内和室外环境之间的温度梯度，室内空气和室外空气可能由该温度梯度引起少量空气交换。虚线箭头代表这些少量气流。

图3显示了根据该项发明制成的空调设备的第二种运行状态，这时室外温度介于17℃～25℃之间时。在这个运行状态下，计算中心内的空气100％与室外空气交换，因此外部气流挡板4打开，而循环气流挡板5和混合气流挡板6关闭。气流AU流经过滤设备2中的G4-过滤器7和F7-过滤器8，进入气流混合过滤箱20，通过通风挡板40流出计算中心。为了使计算中心充分制冷，除了通过空气交换进行直接制冷之外，另外运转一台压缩机10，藉此对计算中心补充施以主动制冷。此外，通过冷凝风机装置11排出的热量会更少。

图4显示了根据该项发明制成的空调设备的第三种运行状态。当室外温度为17℃，则设备在这个状态下仅需通过100％空气交换进行直接自然制冷。外部气流AU相应流过过滤设备2中的G4-过滤器7和F7-过滤器8，进入气流混合过滤箱20，通过通风挡板40流出计算中心。在这个运转状态下，压缩机10和冷凝风机装置11不工作。

在第四种运行状态下，根据该项发明制成的空调设备就循环气流进行混合运行。图5显示了这个运行状态。在这个设备范例中，外部温度介于0℃和不到17℃之间，相应将设备设置到该运转状态。在该状态下，如图5所进一步说明的，外部气流挡板4和混合气流挡板6打开，同时循环气流挡板5关闭。

如图6所示，室外温度低于0℃时，温度调节设备在第五种运行状态下工作。在这个运行状态中，进行空气循环和过滤器预热的混合运转。此时，外部空气AU通过外部气流挡板4从外部环境进入气流混合过滤箱20，因服务器30运转而升温的室内空气经过混合气流挡板6进入气流混合过滤箱，将此处的外部空气预热。在这个运行状态下，外部气流挡板4和混合气流挡板6相应打开，同时循环气流挡板5关闭。热气流经过通风挡板40排入外界。在图5和图6所示的运转状态下，计算中心内进行的直接自然制冷是一种特别高能效的制冷方式。

Claims (10)

1.一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，该制冷系统包括基体结构及压缩机单元，所述的压缩机单元连接在基体结构的底部，所述的基体结构内设有至少一个过滤装置和至少一块挡板。

2.根据权利要求1所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的基体结构包括第一过滤装置、第二过滤装置、混合空气挡板、外部空气挡板及可循环空气挡板，所述的第一过滤装置设在基体结构内的中部，所述的第二过滤装置设在基体结构内下部的一侧，所述的混合空气挡板设在基体结构顶部，所述的外部空气挡板设在第一过滤装置上部的一侧，所述的可循环空气挡板设在第二过滤装置的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的第一过滤装置由市售的G4过滤器及F7过滤器组成，所述的G4过滤器设在F7过滤器的上部。

4.根据权利要求2所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的第二过滤装置为市售的G4过滤器。

5.根据权利要求2所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的混合空气挡板、外部空气挡板及循环空气挡板根据环境条件控制开合。

6.根据权利要求5所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的环境条件包括室外温度、送风温度、空气尘埃度或空气湿度。

7.根据权利要求1所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的压缩机单元至少可输导一股气流，内部设置至少一个热交换盘管，该热交换盘管在工作位置和停工位置间移动。

8.根据权利要求7所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的工作位置为热交换盘管为沿着压缩机单元两个斜对角之间的对角线位置。

9.根据权利要求1所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的停工位置为热交换盘管的与压缩机单元的底面垂直，并与压缩机单元的后壁平行。

10.根据权利要求7所述的一种带气流控制及可动热交换装置的制冷系统，其特征在于，所述的热交换盘管围绕压缩机单元底部的导轨在压缩机单元内转动。

Images