CN112097356A - 一种氟泵型机房风冷精密空调 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氟泵型机房风冷精密空调系统，属于数据中心氟泵制冷领域；系统包括氟泵循环和压缩制冷；氟泵循环系统包括储液器、安全阀、干燥过滤器、球阀、氟泵、冷凝器、自然冷却蒸发器和智能控制器；压缩制冷系统包括压缩机、高压开关、冷凝器、干燥过滤器、视液镜、高压传感器、电子膨胀阀、蒸发器、低压传感器和风机。本发明属于双压缩机、双管路、双换热器设计，当室外的温度变化时，通过智能控制器控制氟泵系统的开启与关闭，具有冬季自然冷却、过渡季制冷和正常制冷三种模式，既实现了夏季工况下压缩制冷系统的持续工作，也保证了过渡季节和冬季的氟泵正常运行，提高了系统运行的安全性和自然冷源的使用效率，降低了空调系统的能耗。

Description

一种氟泵型机房风冷精密空调
技术领域
本发明涉及氟泵制冷系统技术领域，具体是一种氟泵型机房风冷精密空调。
背景技术
随着科技的日益发展，数据机房中机器的功耗、发热量也越来越大，利用自然冷源技术已成为近年机房制冷研究的新趋势。我国乃至世界大部分地区在冬季和过渡季节，室外温度低于机房的室内温度，适当地利用室外空气的冷量进行冷却可以一定程度上代替常规的蒸汽压缩式制冷，从而节约电能消耗。因此，在确保机房设备安全运行的前提下，最大限度地降低空调能耗，是实现数据机房节能的关键。
发明专利CN201311031Y中公开了一种户外机房空调节能系统，该系统主要是在户外机房内安装有空调节能系统控制器及空调，在机房壁上设有进风扇和排风扇，通过空调节能系统控制器有效地控制空调和风扇的交替启动，降低电能消耗和运行成本。但是此种节能方案并没有解决过渡季节引入室外新风进行自然冷却的问题。发明专利CN201611151U中公开了一种节能型一体化基站机房空调机组，通过一种新型风阀的设置，给出了过渡季节引入室外新风进行自然冷却的节能方案。但是其新风过滤器的负担相对较重，在室外温度很低时，直接引入新风会导致送风温度低于室内空气露点温度，使得送风带露，送风口附近出现冷凝水，危及机房设备的安全运行。发明专利CN2856809Y中提供一种结构简单、维护方便、可靠性高、换热性能好的节能装置，给出了一种机房空调系统用热管换热节能装置，具有两个腔体彼此隔离的隔离板，其特征在于该装置还包括热管换热器，其贯穿所述隔板，布置于两个腔体中，一个腔体的两端分别装有室外空气进风道和室内空气排风道，另一个腔体的两端分别装有室内进风道和室内排风道，这样可以利用室外冷空气冷却室内空气，同时避免了室外空气进入室内。但当室外温度不符合要求时，此方案不能防止冷量的散失。
本发明属于双压缩机、双管路、双换热器设计，氟泵制冷与压缩制冷可以同步工作，具有冬季自然冷却、过渡季制冷和正常制冷三种模式。双管路与双换热器设计，可以使压缩制冷与氟泵循环制冷的回路根据各自的工况特点进行设计，提高了系统的运行效率。本发明中的压缩制冷与氟泵循环完全独立，自然冷却与机械制冷形成并行互补模式，同时，机械制冷采用双机冗杂，极大地提高了系统运行的安全性和自然冷源的使用效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种氟泵型机房风冷精密空调，机组内整合了压缩机制冷系统和氟泵制冷系统，在传统风冷直接蒸发式机组基础上，单独增加一套氟泵循环系统，既实现了夏季工况下压缩机的持续制冷，也保证了过渡季节和冬季的氟泵正常运行，最大程度地利用了室外低温冷源，降低了机组的能耗。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种氟泵型机房风冷精密空调，属于双压缩机、双管路、双换热器设计，其特征在于：包括双压缩制冷系统和氟泵循环系统；所述氟泵循环系统包括自然冷却蒸发器(1)、安全阀(2)、储液器(3)、氟泵(4)、智能控制器(5)、球阀I-III(6-8)、干燥过滤器I(11)和冷凝器III(16)、IV(17)；所述氟泵(4)的入口依次经球阀III(8)、储液器(3)、球阀II(7)、干燥过滤器I(11)与冷凝器III(16)、冷凝器IV(17)相连，氟泵(4)的出口经智能控制器(5)与自然冷却蒸发器(1)相连；以单个压缩制冷系统为例，所述压缩制冷系统包括干燥过滤器II(12)、冷凝器I(14)、风机I(18)、III(20)、视液镜I(22)、高压传感器I(24)、电子膨胀阀I(26)、蒸发器I(28)、高压开关I(30)、压缩机I(32)和低压传感器I(34)；所述压缩机I(32)的入口经低压传感器I(34)与蒸发器I(28)相连，压缩机I(32)的出口经高压开关I(30)与冷凝器I(14)相连；冷凝器I(14)与冷凝器III(16)共用一个风机I(18)，冷凝器II(15)与冷凝器IV(17)共用一个风机II(19)，蒸发器I(28)与自然冷却蒸发器(1)共用一个风机III(20)，蒸发器II(29)与自然冷却蒸发器(1)共用一个风机IV(21)。
智能控制器(5)包括集成在电控板上的室内外空气压力传感器、温湿度传感器和电磁阀；智能控制器(5)能够根据室内外温度的变化感应电磁阀的开启与关闭，判断并控制氟泵循环系统的启停，以实现压缩制冷系统和氟泵循环系统之间的切换。
本发明的有益效果是：本发明所述的氟泵制冷循环系统，包括压缩制冷系统和氟泵循环系统，该系统主要利用了过渡季节和冬季室外空气进行冷却，无需启动压缩机，从而较好地提高数据机房内的能量利用，增强了节能效果。该节能装置中，通过电磁阀的开启和关闭，在过渡季节冷却时，让冷媒走不同的管道，通过氟泵将冷媒在室内外进行循环，达到让室外空气冷却室内空气的效果，而且避免了室外气体进入机房而带入额外的热负荷和尘埃杂物，极大减轻进风口空气过滤处理装置的负荷。同时，机械制冷采用双机冗杂，极大地提高了系统运行的安全性。
附图说明
附图1为本发明的原理图。
附图1中的标号名称：1-自然冷却蒸发器，2-安全阀，3-储液器，4-氟泵，5-智能控制器，6-球阀I，7-球阀II，8-球阀，9-球阀IV，10-球阀V，11-干燥过滤器I，12-干燥过滤器II，13-干燥过滤器III，14-冷凝器I，15-冷凝器II，16-冷凝器III，17-冷凝器IV，18-风机I，19-风机II，20-风机III，21-风机IV，22-视液镜I，23-视液镜II，24-高压传感器I，25-高压传感器II，26-电子膨胀阀I，27-电子膨胀阀II，28-蒸发器I，29-蒸发器II，30-高压开关I，31-高压开关II，32-压缩机I，33-压缩机II，34-低压传感器I，35-低压传感器II。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明所述的一种氟泵型机房风冷精密空调，包括双压缩制冷系统和氟泵循环系统；所述氟泵循环系统包括自然冷却蒸发器(1)、安全阀(2)、储液器(3)、氟泵(4)、智能控制器(5)、球阀I-III(6-8)、干燥过滤器I(11)和冷凝器III(16)、IV(17)；所述氟泵(4)的入口依次经球阀III(8)、储液器(3)、球阀II(7)、干燥过滤器I(11)与冷凝器III(16)、冷凝器IV(17)相连，氟泵(4)的出口经智能控制器(5)与自然冷却蒸发器(1)相连；以单个压缩制冷系统为例，所述压缩制冷系统包括干燥过滤器II(12)、冷凝器I(14)、风机I(18)、III(20)、视液镜I(22)、高压传感器I(24)、电子膨胀阀I(26)、蒸发器I(28)、高压开关I(30)、压缩机I(32)和低压传感器I(34)；所述压缩机I(32)的入口经低压传感器I(34)与蒸发器I(28)相连，压缩机I(32)的出口经高压开关I(30)与冷凝器I(14)相连；冷凝器I(14)与冷凝器III(16)共用一个风机I(18)，冷凝器II(15)与冷凝器IV(17)共用一个风机II(19)，蒸发器I(28)与自然冷却蒸发器(1)共用一个风机III(20)，蒸发器II(29)与自然冷却蒸发器(1)共用一个风机IV(21)。
智能控制器(5)包括集成在电控板上的室内外空气压力传感器、温湿度传感器和电磁阀；智能控制器(5)能够根据室内外温度的变化感应电磁阀的开启与关闭，判断并控制氟泵循环系统的启停，以实现压缩制冷系统和氟泵循环系统之间的切换。
当室外气温T外≥25℃时，空调系统处于夏季工况，此时启用正常制冷模式，氟泵循环系统关闭。若25℃≤T外≤32℃，只需启用单个压缩制冷系统；若T外＞32℃，则需要启用双压缩制冷系统。以单个压缩制冷系统为例，冷媒在系统中循环流动方向为顺时针方向，循环依次通过蒸发器I(28)、低压传感器I(34)、压缩机I(32)、高压开关I(30)、冷凝器I(14)、干燥过滤器II(12)、视液镜I(22)、高压传感器I(24)、电子膨胀阀I(26)，最后回到蒸发器I(28)中，完成压缩制冷循环。
当室外气温T外≤5℃时，空调系统处于冬季工况，此时启用自然冷却模式，压缩制冷系统全部停止工作，由氟泵循环提供全部冷量，实现完全自然冷却。冷媒在系统中循环流动方向为逆时针方向，并分为两条线路，一条线路依次通过自然冷却蒸发器(1)、球阀IV(9)、冷凝器III(16)、球阀I(6)、干燥过滤器I(11)、球阀II(7)、储液器(3)、球阀III(8)、氟泵(4)、智能控制器(5)，另一条线路依次通过自然冷却蒸发器(1)、球阀V(10)、冷凝器IV(17)、球阀I(6)、干燥过滤器I(11)、球阀II(7)、储液器(3)、球阀III(8)、氟泵(4)、智能控制器(5)，最后回到自然冷却蒸发器(1)中，完成氟泵循环。
当室外气温5℃≤T外≤25℃时，空调系统处于过渡季工况，此时启用过渡季制冷模式，氟泵循环系统与压缩制冷系统同步工作。智能控制器(5)根据室内外温度的变化感应电磁阀的开启与关闭，判断并控制氟泵循环系统的启停。冷媒在氟泵循环系统中循环流动方向与冬季工况相一致，在压缩制冷系统中循环流动方向与夏季工况相一致。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种氟泵型机房风冷精密空调，属于双压缩机、双管路、双换热器设计，其特征在于：同时包括双压缩制冷系统和氟泵循环系统；所述氟泵循环系统包括自然冷却蒸发器(1)、安全阀(2)、储液器(3)、氟泵(4)、智能控制器(5)、球阀I-III(6-8)、干燥过滤器I(11)和冷凝器III(16)、IV(17)；所述氟泵(4)的入口依次经球阀III(8)、储液器(3)、球阀II(7)、干燥过滤器I(11)与冷凝器III(16)、冷凝器IV(17)相连，氟泵(4)的出口经智能控制器(5)与自然冷却蒸发器(1)相连；以单个压缩制冷系统为例，所述压缩制冷系统包括干燥过滤器II(12)、冷凝器I(14)、风机I(18)、III(20)、视液镜I(22)、高压传感器I(24)、电子膨胀阀I(26)、蒸发器I(28)、高压开关I(30)、压缩机I(32)和低压传感器I(34)；所述压缩机I(32)的入口经低压传感器I(34)与蒸发器I(28)相连，压缩机I(32)的出口经高压开关I(30)与冷凝器I(14)相连。
2.根据权利要求1所述的氟泵型机房风冷精密空调，其特征在于：以单个压缩制冷系统为例，蒸发器I(28)的上半部分设置有干燥过滤器II(12)、视液镜I(22)、高压传感器I(24)、电子膨胀阀I(26)，蒸发器I(28)的下半部分设置有低压传感器I(34)。
3.根据权利要求1所述的氟泵型机房风冷精密空调，其特征在于：冷凝器I(14)与冷凝器III(16)共用一个风机I(18)，冷凝器II(15)与冷凝器IV(17)共用一个风机II(19)，蒸发器I(28)与自然冷却蒸发器(1)共用一个风机III(20)，蒸发器II(29)与自然冷却蒸发器(1)共用一个风机IV(21)。
4.根据权利要求1所述的氟泵型机房风冷精密空调，其特征在于：所述智能控制器(5)能够根据室内外温度的变化感应电磁阀的开启与关闭，判断并控制氟泵循环系统的启停，以实现压缩制冷系统和氟泵循环系统之间的切换；智能控制器(5)包括集成在电控板上的室内外空气压力传感器、温湿度传感器和电磁阀。
5.根据权利要求1所述的氟泵型机房风冷精密空调，其特征在于：自然冷却蒸发器(1)和冷凝器III(16)之间设置有球阀IV(9)，自然冷却蒸发器(1)和冷凝器IV(17)之间设置有球阀V(10)，冷凝器III(16)、冷凝器IV(17)和储液器(3)之间设置有干燥过滤器I(11)。
6.根据权利要求1所述的氟泵型机房风冷精密空调，其特征在于：所述储液器(3)上设有安全阀(2)，冷凝器III(16)、冷凝器IV(17)的出口设置在储液器(3)的上半部分，氟泵(4)的进口设置在储液器(3)的下半部分。
7.根据权利要求1所述的氟泵型机房风冷精密空调，其特征在于：所述压缩制冷系统为两组，且为并联方式连接。
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