CN105042748B - 机房空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机房空调器,包括:制冷系统,制冷系统包括依次连接成制冷回路的压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器;加热系统,加热系统包括连接成加热回路的换热器、水盘管及水泵,其中,换热器连接在压缩机的排气端与冷凝器之间,水盘管用于加热流经蒸发器的空气;加湿器,与换热器连接;供水管道,与换热器连接,用于为加热系统、加湿器供水。该技术方案,利用换热器回收制冷系统产生的废热,从而可利用该废热来加热经过蒸发器处理后的低温空气及加热进入加湿器内的水,以替代部分加热或加湿过程中所需的电能,进而能够充分回收利用机房空调器产生的废热、降低机房空调器的运行成本。

Description

机房空调器
技术领域
本发明涉及到制冷技术领域,具体而言,涉及一种机房空调器。
背景技术
机房环境有温湿度控制需求,因而,机房内不仅有制冷需求、还有除湿加热、制冷加湿、加湿等需求。目前,机房空调器在运行中制冷系统及加湿器的负荷较大,日常运行将产生大量电费,从而导致机房空调器的运行成本较高。
因而,如何设计出一种即能够满足机房的制冷、除湿加热、制冷加湿、加湿等需求又能够降低机房空调器的运行成本的机房空调器成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
因此,本发明的一个目的在于提供了一种即能够满足机房的制冷、除湿加热、制冷加湿、加湿等需求又能够降低机房空调器的运行成本的机房空调器。
有鉴于此,本发明第一方面的实施例提供了一种机房空调器,包括:制冷系统,所述制冷系统包括依次连接成制冷回路的压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器;加热系统,所述加热系统包括连接成加热回路的换热器、水盘管及水泵,其中,所述换热器连接在所述压缩机的排气端与所述冷凝器之间,所述水盘管用于加热流经所述蒸发器的空气;加湿器,与所述换热器连接;供水管道,与所述换热器连接,用于为所述加热系统、所述加湿器供水。
根据本发明第一方面的实施例提供的机房空调器,制冷系统一方面能够对机房进行制冷,另一方面,在机房有除湿需求时能够通过降低蒸发器上的风机的转速或减少蒸发器的蒸发面积来对机房进行除湿,同时,在机房空调器对机房进行除湿的过程中,机房还具有加热需求时,加热系统还能够利用制冷系统中制冷剂的热量来加热经蒸发器处理后的低温空气,从而可达到利用机房空调器对机房进行除湿加热的目的,此外,该机房空调器还能够利用加湿器对机房内进行加湿,从而能够将机房的温度、湿度分别控制在预设温度范围、预设湿度范围内。具体地,压缩机、蒸发器、节流部件、冷凝器组成制冷回路,该制冷回路能够利用制冷剂的循环流通及机房内的空气与蒸发器内的空气的流通对机房进行制冷或除湿,而在制冷系统的制冷或除湿的过程中,从压缩机流通出来的制冷剂将携带大量的热量,该制冷剂的热量需要由冷凝器散发到空气中并冷凝成液体,进而经过节流部件后才能够在蒸发器中蒸发吸热,进而才能够对机房进行制冷或除湿,因此,相关技术中的机房空调器,在制冷系统运行的过程中,将产生大量的废热,而本发明提供的机房空调器能够利用换热器将该废热进行有效地回收利用,而该回收利用的热量一方面能够替代部分电加热功率对经蒸发器处理后的低温空气进行加热,以达到机房空调器除湿加热的目的,从而能够充分利用机房空调器产生的废热、降低机房空调器的运行成本,以达到节能减排的目的,另一方面该废热还能够加热进入加湿器内的水,从而可使加湿器快速产生蒸汽,以达到利用废热加湿机房的目的,从而能够进一步提高废热的利用率、降低机房空调器的运行成本,进而能够提高机房空调器的整体性能,以提高产品的市场竞争力。
其中,供水管道用于为加热系统及加湿器供水,具体地,打开供水管道,供水管道内的水便可进入到换热器内,并可由换热器进入到加湿器中或者经由换热器在水盘管、水泵之间循环流动。
另外,本发明提供的上述实施例中的机房空调器还可以具有如下附加技术特征:
具体地,所述换热器包括:第一进口,与所述压缩机的排气端连接;第一出口,与所述第一进口导通,并连接至所述冷凝器;第二进口,与所述供水管道、所述水盘管的出口连接;第二出口,与所述第二进口导通,其中,所述第二出口的设置有两条支路,第一支路连接至所述加湿器,第二支路连接至所述水盘管的入口;其中,所述第一进口至所述第一出口的方向与所述第二进口至所述第二出口的方向相反,以使所述制冷系统中的制冷剂与所述加热系统中的水在所述换热器中进行逆向换热。
根据本发明的实施例的机房空调器,换热器用于使高温高压的制冷剂与供水管道排入到换热器中的水进行热量交换,从而能够回收利用高温高压的制冷剂中的热量,进而能够利用该热量加热经蒸发器处理后的低温空气以对机房进行除湿加热或者利用该热量加热进入加湿器内的水以便对机房进行加湿,具体地,换热器中有两条通道,一通道为第一进口、第一出口组成的供制冷剂循环流通的通道,另一通道为第二进口、第二出口组成的供水循环流通的通道,即高温高压的制冷剂从压缩机出来后由第一进口进入到换热器,并由第一出口排出,同时,供水管道中的水却从第二进口进入到换热器并从第二出口排出,因而,制冷剂和水便可在换热器中进行热量交换,从而便可利用制冷剂中的热量加热经蒸发器处理后的低温空气或利用该热量加热进入加湿器内的水以降低机房空调器的运行成本。
优选地,所述制冷系统中的制冷剂与所述加热系统中的水在所述换热器中为逆向换热。
根据本发明的实施例的机房空调器,逆向换热能够提高制冷剂与水之间的换热效率,从而能够提高换热器对废热的回收利用率。
具体地,所述机房空调器还包括:第一阀体,设置在所述供水管道与所述第二进口之间,用于控制所述供水管道的通断。
根据本发明的实施例的机房空调器,第一阀体用于控制供水管道中水的通断,从而便能够利用供水管道、第一阀体为加热系统或加湿器自动供水。
优选地,第一阀体为电磁阀。
优选地,所述机房空调器还包括:检测装置和控制装置,检测装置用于检测机房内的温度、湿度,并能够将机房内的温度、湿度的具体情况发送给控制装置,因而控制装置便能够根据检测装置检测到的温度、湿度控制机房空调器的工作模式,具体地,当机房内的温度较高时,机房空调器运行制冷模式,当机房内的温度较低、湿度较大、负荷较少时,机房空调器运行除湿加热模式,而当机房内的温度较高、空气较干燥时,机房空调器运行制冷加湿模式,因而,根据本发明实施例提供的机房空调器,能够根据机房内的温度、湿度自动开启相应地工作模式,从而能够实现机房空调器的智能控制,进而能够提高产品综合性能。
具体地,所述加热系统还包括:单向阀,设置在所述水盘管与所述第二进口之间,以使所述供水管道中的水单向流通到所述换热器内;第二阀体,设置在所述第二支路上,用于控制所述加热回路的通断。
根据本发明的实施例的机房空调器,一方面换热器的第二进口与供水管道连接,以使供水管道为加热系统及加湿器供水,另一方面换热器的第二出口与水盘管、水泵、换热器的第二进口组成加热回路,而单向阀能够使供水管道中的水只能从换热器的第二进口进入到换热器,并经由换热器的第二出口、水盘管、水泵后回到第二进口,以完成加热系统中的水循环,从而能够防止供水管道中的水直接逆向流通到水盘管内,进而能够使加热系统正常工作。
优选地,第二阀体为电磁阀。
优选地,所述机房空调器还包括:过冷器,连接在所述水盘管与所述第二进口之间及连接在所述冷凝器与所述节流部件之间。
根据本发明的实施例的机房空调器,在制冷回路中,制冷剂经过换热器、冷凝器的散热后流通到过冷器时还剩余部分热量,与此同时,加热系统的水却因加热经蒸发器处理后低温空气而消耗了大量的热量,因此,当加热回路中的水经水盘管并循环至过冷器时,其温度较低,因而,当其与制冷剂逆向流经过冷器时,便能够使制冷剂进一步过冷,从而能够提高制冷剂的冷凝效果,进而能够提高制冷剂在蒸发器中的蒸发吸热能力及蒸发器的蒸发除湿效果。
具体地,所述水泵设置在所述水盘管与所述第二进口之间或所述水泵设置在所述第二出口与所述水盘管之间。
根据本发明的实施例的机房空调器,当机房内有除湿加热补偿的需求时,供水管道上的第一阀体开启,以使供水管道将水输送到加热系统中,当加热系统中满水后,关闭第一阀体,开启水泵,加热系统中的水便能够在水泵的作用下循环流动,同时,制冷剂也能够在制冷回路中循环流动,但由于压缩机排出的高温气态制冷剂与常温循环水存在较大的温差,因而在换热器中高温气态制冷剂便能够向循环水放热,从而循环水便能够在换热器中充分吸收制冷剂的热量,已完成制冷剂与水的换热过程,而制冷剂在压缩机的作用下,水在水泵的作用下都能够循环流动,因此,循环水便能够持续不断地吸收制冷剂的热量,进而可持续加热经蒸发器处理后的低温空气,以替代部分电加热功率,进而便可降低机房空调器的工作能耗。而至于水泵的具体安装位置,并不影响循环水与制冷剂的换热过程,因而,其即可以安装在水盘管与第二进口之间,也可安装在第二出口与水管盘之间,具体地,当水盘管与第二进口之间还设置有单向阀和过冷器时,水泵优选安装在过冷器和单向阀之间。
具体地,所述加湿器包括电极加湿器、电热加湿器。
具体地,所述换热器包括套管式换热器、壳管式换热器、板式换热器。
具体地,所述节流部件为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。
具体地,所述蒸发器上设置有第一风机,所述冷凝器上设置有第二风机。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明的一个实施例所述机房空调器的结构示意图。
其中,图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
11压缩机,12冷凝器,13节流部件,14蒸发器,21换热器,22水盘管,23水泵,24单向阀,25第二阀体,3加湿器,4供水管道,41第一阀体,5过冷器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1描述根据本发明一些实施例的机房空调器。
如图1所示,本发明第一方面的实施例提供了一种机房空调器,包括:制冷系统,制冷系统包括依次连接成制冷回路的压缩机11、冷凝器12、节流部件13、蒸发器14;加热系统,加热系统包括连接成加热回路的换热器21、水盘管22及水泵23,其中,换热器21连接在压缩机11的排气端与冷凝器12之间,水盘管22用于加热流经蒸发器14的空气;加湿器3,与换热器21连接;供水管道4,与换热器21连接,用于为加热系统、加湿器3供水。
根据本发明第一方面的实施例提供的机房空调器,制冷系统一方面能够对机房进行制冷,另一方,在机房有除湿需求时能够通过降低蒸发器14上的风机的转速或减少蒸发器14的蒸发面积来对机房进行除湿,同时,在机房空调器对机房进行除湿的过程中,机房还具有加热需求时,加热系统还能够利用制冷系统中制冷剂的热量来加热经蒸发器14处理后的低温空气,从而可达到利用机房空调器对机房进行除湿加热的目的,此外,该机房空调器还能够利用加湿器3对机房内进行加湿,从而能够将机房的温度、湿度分别控制在预设温度范围、预设湿度范围内。具体地,压缩机11、蒸发器14、节流部件13、冷凝器12组成制冷回路,该制冷回路能够利用制冷剂的循环流通及机房内的空气与蒸发器14内的空气的流通对机房进行制冷或除湿,而在制冷系统的制冷或除湿的过程中,从压缩机11流通出来的制冷剂将携带大量的热量,该制冷剂的热量需要由冷凝器12散发到空气中并冷凝成液体,进而经过节流部件13后才能够在蒸发器14中蒸发吸热,进而才能够对机房进行制冷或除湿,因此相关技术中的机房空调器,在制冷系统运行的过程中,将产生大量的废热,而本发明提供的机房空调器能够利用换热器21将该废热进行有效地回收利用,而该回收利用的热量一方面能够替代部分电加热功率对蒸发器14进行加热,以达到机房空调器除湿加热的目的,从而能够充分利用机房空调器产生的废热、降低机房空调器的运行成本,另一方面,该废热还能够加热进入加湿器3内的水,从而可使加湿器快速产生蒸汽,以达到利用废热加湿机房的目的,从而能够进一步提高废热的利用率、降低机房空调器的运行成本,进而能够提高机房空调器的整体性能,以提高产品的市场竞争力。
其中,供水管道4用于为加热系统及加湿器3供水,具体地,打开供水管道4,供水管道4内的水便可进入到换热器21内,并可由换热器21进入到加湿器3中或者经由换热器21在水盘管22、水泵23之间循环流动。
具体地,如图1所示,换热器21包括:第一进口,与压缩机11的排气端连接;第一出口,与第一进口导通,并连接至冷凝器12;第二进口,与供水管道4、水盘管22的出口连接;第二出口,与第二进口导通,其中,第二出口的设置有两条支路,第一支路连接至加湿器3,第二支路连接至水盘管22的入口;其中,第一进口至第一出口的方向与第二进口至第二出口的方向相反,以使制冷系统中的制冷剂与加热系统中的水在换热器21中进行逆向换热。
其中,图1中各个部件连接之间的箭头表示的是制冷剂或水的循环流动方向,而蒸发器14与水盘管22之间的箭头表示的是热量的传递方向。
根据本发明的实施例的机房空调器,换热器21用于使高温高压的制冷剂与供水管道4排入到换热器21中的水进行热量交换,从而能够回收利用高温高压的制冷剂中的热量,进而能够利用该热量加热经蒸发器14处理后的低温空气以对机房进行除湿加热或者利用该热量加热进入加湿器3内的水以便对机房进行加湿,具体地,换热器21中有两条通道,一通道为第一进口、第一出口组成的供制冷剂循环流通的通道,另一通道为第二进口、第二出口组成的供水循环流通的通道,即高温高压的制冷剂从压缩机11出来后由第一进口进入到换热器21,并由第一出口排出,同时,供水管道4中的水却从第二进口进入到换热器21并从第二出口排出,因而,制冷剂和水便可在换热器21中进行热量交换,从而便可利用制冷剂中的热量加热经蒸发器14处理后的低温空气或利用该热量加热进入加湿器3内的水以降低机房空调器的运行成本。
优选地,制冷系统中的制冷剂与加热系统中的水在换热器21中为逆向换热。
根据本发明的实施例的机房空调器,逆向换热能够提高制冷剂与水之间的换热效率,从而能够提高换热器21对废热的回收利用率。
具体地,如图1所示,机房空调器还包括:第一阀体41,设置在供水管道4与第二进口之间,用于控制供水管道4的通断。
根据本发明的实施例的机房空调器,第一阀体41用于控制供水管道4中水的通断,从而便能够利用供水管道4、第一阀体41为加热系统或加湿器3自动供水。
优选地,第一阀体41为电磁阀。
优选地,机房空调器还包括:检测装置和控制装置,检测装置用于检测机房内的温度、湿度,并能够将机房内的温度、湿度的具体情况发送给控制装置,因而控制装置便能够根据检测装置检测到的温度、湿度控制机房空调器的工作模式,具体地,当机房内的温度较高时,机房空调器运行制冷模式,当机房内的温度较低、湿度较大、负荷较少时,机房空调器运行除湿加热模式,而当机房内的温度较高、空气较干燥时,机房空调器运行制冷加湿模式,因而,根据本发明实施例提供的机房空调器,能够根据机房内的温度、湿度自动开启相应地工作模式,从而能够实现机房空调器的智能控制,进而能够提高产品综合性能。
具体地,加热系统还包括:单向阀24,设置在水盘管22与第二进口之间,以使供水管道4中的水单向流通到换热器21内;第二阀体25,设置在第二支路上,用于控制加热回路的通断。
根据本发明的实施例的机房空调器,一方面换热器21的第二进口与供水管道4连接,以使供水管道4为加热系统及加湿器3供水,另一方面换热器21的第二出口与水盘管22、水泵23、换热器21的第二进口组成加热回路,而单向阀24能够使供水管道4中的水只能从换热器21的第二进口进入到换热器21,并经由换热器21的第二出口、水盘管22、水泵23后回到第二进口,以完成加热系统中的水循环,从而能够防止供水管道4中的水直接逆向流通到水盘管22内,进而能够使加热系统正常工作。
优选地,第二阀体25为电磁阀。
优选地,如图1所示,机房空调器还包括:过冷器5,连接在水盘管22与第二进口之间及连接在冷凝器12与节流部件13之间。
根据本发明的实施例的机房空调器,在制冷回路中,制冷剂经过换热器21、冷凝器12的散热后流通到过冷器5时还剩余部分热量,与此同时,加热系统的水却因加热经蒸发器14处理后的低温空气而消耗了大量的热量,因此,当加热回路中的水经水盘管22并循环至过冷器5时,其温度较低,因而,当其与制冷剂逆向流经过冷器5时,便能够使制冷剂进一步过冷,从而能够提高制冷剂的冷凝效果,进而能够提高制冷剂在蒸发器14中的蒸发吸热能力及蒸发器14的蒸发除湿效果。
具体地,水泵23设置在水盘管22与第二进口之间或水泵23设置在第二出口与水盘管22之间。
根据本发明的实施例的机房空调器,当机房内有除湿加热补偿的需求时,供水管道4上的第一阀体41开启,以使供水管道4将水输送到加热系统中,当加热系统中满水后,关闭第一阀体41,开启水泵23,加热系统中的水便能够在水泵23的作用下循环流动,同时,制冷剂也能够在制冷回路中循环流动,但由于压缩机11排出的高温气态制冷剂与常温循环水存在较大的温差,因而在换热器21中高温气态制冷剂便能够向循环水放热,从而循环水便能够在换热器21中充分吸收制冷剂的热量,已完成制冷剂与水的换热过程,而制冷剂在压缩机11的作用下,水在水泵23的作用下都能够循环流动,因此,循环水便能够持续不断地吸收制冷剂的热量,进而可持续加热经蒸发器14处理后的低温空气,以替代部分电加热功率,进而便可降低机房空调器的工作能耗。而至于水泵23的具体安装位置,并不影响循环水与制冷剂的换热过程,因而,其即可以安装在水盘管22与第二进口之间,也可安装在第二出口与水管盘之间,具体地,如图1所示,当水盘管22与第二进口之间还设置有单向阀24和过冷器5时,水泵23优选安装在过冷器5和单向阀24之间。
具体地,加湿器3包括电极加湿器、电热加湿器。
具体地,换热器21包括套管式换热器、壳管式换热器、板式换热器。
具体地,节流部件13为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。
具体地,蒸发器14上设置有第一风机,冷凝器12上设置有第二风机。
在本说明书的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,除非另有明确的规定和限定;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机房空调器,其特征在于,包括:
制冷系统,所述制冷系统包括依次连接成制冷回路的压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器;
加热系统,所述加热系统包括连接成加热回路的换热器、水盘管及水泵,其中,所述换热器连接在所述压缩机的排气端与所述冷凝器之间,所述水盘管用于加热流经所述蒸发器的空气;
加湿器,与所述换热器连接;
供水管道,与所述换热器连接,用于为所述加热系统、所述加湿器供水;
所述换热器包括:
第一进口,与所述压缩机的排气端连接;
第一出口,与所述第一进口导通,并连接至所述冷凝器;
第二进口,与所述供水管道、所述水盘管的出口连接;
第二出口,与所述第二进口导通,其中,所述第二出口上设置有两条支路,第一支路连接至所述加湿器,第二支路连接至所述水盘管的入口;
过冷器,连接在所述水盘管与所述第二进口之间及连接在所述冷凝器与所述节流部件之间;
其中,所述第一进口至所述第一出口的方向与所述第二进口至所述第二出口的方向相反,以使所述制冷系统中的制冷剂与所述加热系统中的水在所述换热器中进行逆向换热。
2.根据权利要求1所述的机房空调器,其特征在于,还包括:
第一阀体,设置在所述供水管道与所述第二进口之间,用于控制所述供水管道的通断。
3.根据权利要求1所述的机房空调器,其特征在于,所述加热系统还包括:
单向阀,设置在所述水盘管与所述第二进口之间,以使所述供水管道中的水单向流通到所述换热器内;
第二阀体,设置在所述第二支路上,用于控制所述加热回路的通断。
4.根据权利要求1所述的机房空调器,其特征在于,所述水泵设置在所述水盘管与所述第二进口之间或所述水泵设置在所述第二出口与所述水盘管之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机房空调器,其特征在于,所述加湿器包括电极加湿器、电热加湿器。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的机房空调器,其特征在于,所述换热器包括套管式换热器、壳管式换热器、板式换热器。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的机房空调器,其特征在于,所述节流部件为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的机房空调器,其特征在于,所述蒸发器上设置有第一风机,所述冷凝器上设置有第二风机。
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