CN112291994A - 改善空气流道型列间空调及变频器冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善空气流道型列间空调及变频器冷却方法，空调柜中部竖直设置换热器，换热器与回风侧之间形成热风腔，与送风侧之间形成冷风腔，热风腔内设置有电控柜和压缩机，电控柜贴着空调柜的左侧或右侧内壁靠近顶部位置设置，压缩机置于空调柜内侧底部；换热器的下方设置有加热器部件，加热器部件的旁边设置有加湿部件和变频器。该变频器冷却方法为空气制冷，冷空气进入到送风腔，冷空气穿过透气孔进入到水平板的下方，对水平板下方的变频器冷却。

Description

改善空气流道型列间空调及变频器冷却方法

技术领域

本发明涉及一种改善空气流道型列间空调，属于机房空调技术领域。

背景技术

列间空调亦称为行间空调，是近年兴起的一种机房空调，主要应用在微模块数据中心。微模块数据中心内，各不同功能的模块（服务器机柜，配电单元柜，监控单元柜，列间空调）在各自工厂进行预制，在数据中心现场安装部署，分两列放置并采用通道封闭。按照常规建造标准，列间空调和服务器机柜肩并肩排列，侧面无法提供维修空间。日常维护保养只能从空调正面（即后门，回风侧）进行操作，因为空调前侧为送风机，这就要求空调尽可能地将所有部件布置在后门区域。造成回风侧空气阻力过大，空气循环量衰减。尤其是在300mm宽度的半机柜宽空调内，目前市面上常规的300mm宽变频压缩机型列间空调普遍存在空气回风通道受阻，风机运行效率不高的问题。其中，空调压缩机，变频器，电控柜，加热器等会阻挡约40%~50%的回风通道，如何通过结构设计变更改变现有空调现状是本发明专利要解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种改善空气流道型列间空调，旨在解决列间空调尤其是300mm宽列间空调回风通道受阻问题，其具体技术方案如下：

一种改善空气流道型列间空调，包括呈矩形箱体的空调柜，所述空调柜竖直摆放于服务器机柜之间的空隙中，所述空调柜的左右两侧与对应侧的服务器机柜贴紧，前后两侧分别为送风侧和回风侧，所述送风侧竖直分布设置一列风机，所述空调柜中部竖直设置换热器，所述换热器与回风侧之间形成热风腔，与送风侧之间形成冷风腔，热风腔内设置有电控柜和压缩机，所述电控柜贴着空调柜的左侧或右侧内壁靠近顶部位置设置，所述压缩机置于空调柜内侧底部；所述换热器的下方设置有加热器部件，所述加热器部件的旁边设置有加湿部件和变频器。

进一步的，所述换热器的一侧竖直边与电控柜的一侧竖直边贴紧，另一竖直边延伸到空调柜相对侧与回风侧的拐角处。

进一步的，所述送风侧设置有内侧板和外侧板，内侧板和外侧板之间留有间距形成送风腔，所述内侧板和外侧板均开设有多个出风口，每个出风口中设置一个风机，

所述换热器的底部设置有水平挡住冷风腔的横截面的水平板，所述水平板与内侧板密封对接，所述送风腔内设置有从内侧板到外侧板向下倾斜的安装板，所述加热器部件设置于安装板上，且安装板开设有透气孔，送风腔中的气流能够从透气孔吹向水平板下方。

进一步的，所述加湿部件和变频器位于水平板的下方；

所述空调柜的内侧底部和变频器的底部设置有相互匹配的滑轨和滑道，变频器能够抽拉出空调柜。

进一步的，所述加热器部件与供电系统采用热插拔方式连接。

进一步的，所述外侧板设置成单侧与空调柜铰接的旋转门形式。

进一步的，所述变频器与压缩机控制连接，用于控制压缩机的工作频率；

所述压缩机与换热器内部的冷凝剂形成循环流动，且在压缩机与换热器之间的管道上分别设置有控制阀；

所述加湿部件朝向加热器部件的空气流上游端加湿；所述换热器的空气流上游端直接朝向回风侧。

改善空气流道型列间空调的变频器的冷却方法，包括以下步骤，

步骤1：空气制冷：外界空气由回风侧进入到空调柜中，经由换热器降温，形成冷空气，冷空气进入冷风腔，最后冷空气由风机吹出空调柜；

步骤2：冷空气回窜冷却变频器：冷空气进入到送风腔，冷空气穿过透气孔进入到水平板的下方，对水平板下方的变频器冷却；

步骤3：空气除湿：当空调处于除湿状态时，打开加热器部件，经过换热器制冷后的空气，去除空气中的水分，经过加热器部件，以合适的温度吹出。

本发明的有益效果是：

1、将除压缩机，电控柜之外的其他部件设置在换热器下部，空气流道得到有效的改善，空气侧阻力减少，风机运行效率高，换热器表面风速和内部换热更加均匀，进而能够保证制冷系统过热度的稳定，提高空调运行质量。

2、加湿器是盛水容器，原有方案是放在在回风区域，如果损坏有潜在风险损坏电控柜内元件，现有方案放置在换热器下部封闭区域，远离电控柜，能够确保电控柜不会进水。

3、变频器通过经过换热器后的旁通冷风进行散热，更能保证变频器良好的工作环境，提高变频器工作的稳定性。

附图说明

图1是本发明的回风侧的立体视图，

图2是本发明的送风侧的立体视图，

图3是本发明的布置简图和气流走向图，

图4是图3的俯视图，

图5是现有的空调机柜的回风侧的立体视图，

图6是现有的空调机柜的送风侧的立体视图，

图7是现有的空调机柜的布置简图和气流走向图，

图8是图7的俯视图，

图中： a—空调柜，b—回风侧，c—送风侧，1—压缩机，2—加湿部件，3—变频器，4—电控柜，5—加热器部件，6—换热器，7—风机。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

结合图1-4，本发明的改善空气流道型列间空调，包括呈矩形箱体空调柜a，空调柜a竖直摆放于服务器机柜之间的空隙中，空调柜a的左右两侧与对应侧的服务器机柜贴紧，前后两侧分别为送风侧c和回风侧b，送风侧c竖直分布设置一列风机7，空调柜a中部竖直设置换热器6，换热器6与回风侧b之间设置有电控柜4和压缩机1，电控柜4悬吊在空调柜a内侧顶部，压缩机1置于空调柜a内侧底部；换热器6的下方设置有加热器部件5，加热器部件5的旁边设置有加湿部件2和变频器3。变频器3与压缩机1控制连接，用于控制压缩机1的工作频率。实现压缩机1的变频控制，节约电能。

压缩机1与换热器6内部的冷凝剂形成循环流动，且在压缩机1换热器6之间的管道上分别设置有控制阀。根据工作功率，适应调整控制阀的开度，使得冷凝剂的流动量与制冷效率适配。

加热器部件5位于换热器6的空气流下游端，加湿部件2朝向加热器部件5的空气流上游端加湿；换热器6的空气流上游端直接朝向回风侧。外部的空气从回风侧b进入到空调柜a，气流经过换热器6，控制被制冷，形成降温后的空气从送风侧c吹到空调柜a外部。

电控柜4贴着空调柜的左侧或右侧内壁设置，不阻挡空气流。

换热器6的一侧竖直边与电控柜4的一侧竖直边贴紧，另一竖直边延伸到空调柜相对侧与回风侧的拐角处。使得换热器6的长度最大化，能够最大限度增加与空气的接触时间，增加降温时间，增强空气冷却效果。

换热器6下部悬空部位放置加湿器部件2，变频器3，压缩机1位置同现有空调，加热器部件5放置在风机系统7的下部。同时结构设计时将电控柜4、压缩机1、加湿部件2、变频器3与加热器部件5、风机系统7分割为两个相对封闭的腔体，其中压缩机1等部件所在腔体为热风腔体，为空调的回风区域；风机系统7和加湿器5所在腔体为冷风腔体，为空调的送风区域。换热器6，风机系统7在高度方向上相对设计，同时避开了压缩机1的气流干扰，在空气流道路径上，仅有电控柜4表面处有阻力存在，相比于现有空调50%左右的回风面积被阻挡空气流道得到大大改善。

电控柜4优选布置在换热器6的汇集管侧，这样电控柜能最大化减少对空气流道的占用。同时电控柜优选采用导轨固定，使维修时工程师能将电控柜抽出空调外进行操作。

加热器部件5布置在离心风机7最下侧的倾斜钣金面上，为增加送风腔直径，降低气流阻力，该处固定钣金倾斜面角度125°设置。加热器部件5采用热插拔方式连接，如果需要对变频器进行维修操作，需要将图示加热器部件5及其固定钣金取下。

变频器3由于布置在热风腔体内部，空调运行时得不到有效的散热，本发明在固定加热器5的安装板开设有透气孔，冷风按照如图进入变频器冷却，确保变频器的良好运行。同时变频器3也采用滑轨固定，方便对其抽出进行参数的设置和调整。

采用本发明专利在测试时空气侧阻力下降50Pa，风机数量虽减少了1只，风量并没有减少，节省了材料成本。换热器各集管出口温度一致性更高，过热度控制稳定，避免压缩机液压缩运行。同时空调维护空间得到大大的提升，跟现有技术空调相比，空调回风区域空间更大，比如在对压缩机进行维修更换，对制冷系统管路部件进行检修时都便利了很多。

改善空气流道型列间空调的变频器的冷却方法，包括以下步骤，

步骤1：空气制冷：外界空气由回风侧进入到空调柜中，经由换热器降温，形成冷空气，冷空气进入冷风腔，最后冷空气由风机吹出空调柜；

步骤2：冷空气回窜冷却变频器：冷空气进入到送风腔，冷空气穿过透气孔进入到水平板的下方，对水平板下方的变频器冷却；

步骤3：空气除湿：当空调处于除湿状态时，打开加热器部件，经过换热器制冷后的空气，去除空气中的水分，经过加热器部件，以合适的温度吹出。

结合图5-8，现有的空调柜将压缩机1、加湿部件2、变频器3、电控柜4均设置在热风腔，位于回风侧，对空气进风阻力大。加热器部件5只能设置于冷风腔中，部件维修时，需要从回风侧和送风侧分开维修，维修麻烦。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种改善空气流道型列间空调，包括呈矩形箱体的空调柜，所述空调柜竖直摆放于服务器机柜之间的空隙中，所述空调柜的左右两侧与对应侧的服务器机柜贴紧，前后两侧分别为送风侧（c）和回风侧（b），所述送风侧竖直分布设置一列风机（7），其特征在于：所述空调柜中部竖直设置换热器（6），所述换热器（6）与回风侧（b）之间形成热风腔，与送风侧（c）之间形成冷风腔，热风腔内设置有电控柜（4）和压缩机（1），所述电控柜（4）贴着空调柜的左侧或右侧内壁靠近顶部位置设置，所述压缩机（1）置于空调柜内侧底部；所述换热器（6）的下方设置有加热器部件（5），所述加热器部件（5）的旁边设置有加湿部件（2）和变频器（3）。

2.根据权利要求1所述的改善空气流道型列间空调，其特征在于：所述换热器（6）的一侧竖直边与电控柜（4）的一侧竖直边贴紧，另一竖直边延伸到空调柜相对侧与回风侧的拐角处。

3.根据权利要求1所述的改善空气流道型列间空调，其特征在于：所述送风侧（c）设置有内侧板和外侧板，内侧板和外侧板之间留有间距形成送风腔，所述内侧板和外侧板均开设有多个出风口，每个出风口中设置一个风机（7），

所述换热器（6）的底部设置有水平挡住冷风腔的横截面的水平板，所述水平板与内侧板密封对接，所述送风腔内设置有从内侧板到外侧板向下倾斜的安装板，所述加热器部件（5）设置于安装板上，且安装板开设有透气孔，送风腔中的气流能够从透气孔吹向水平板下方。

4.根据权利要求3所述的改善空气流道型列间空调，其特征在于：所述加湿部件（2）和变频器（3）位于水平板的下方；

所述空调柜的内侧底部和变频器（3）的底部设置有相互匹配的滑轨和滑道，变频器（3）能够抽拉出空调柜。

5.根据权利要求1所述的改善空气流道型列间空调，其特征在于：所述加热器部件（5）与供电系统采用热插拔方式连接。

6.根据权利要求4所述的改善空气流道型列间空调，其特征在于：所述外侧板设置成单侧与空调柜铰接的旋转门形式。

7.根据权利要求1所述的改善空气流道型列间空调，其特征在于：所述变频器（3）与压缩机（1）控制连接，用于控制压缩机（1）的工作频率；

所述压缩机（1）与换热器（6）内部的冷凝剂形成循环流动，且在压缩机（1）与换热器（6）之间的管道上分别设置有控制阀；

所述加湿部件（2）朝向加热器部件（5）的空气流上游端加湿；所述换热器（6）的空气流上游端直接朝向回风侧。

8.改善空气流道型列间空调的变频器的冷却方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：空气制冷：外界空气由回风侧进入到空调柜中，经由换热器（6）降温，形成冷空气，冷空气进入冷风腔，最后冷空气由风机吹出空调柜；

步骤2：冷空气回窜冷却变频器：冷空气进入到送风腔，冷空气穿过透气孔进入到水平板的下方，对水平板下方的变频器冷却；

步骤3：空气除湿：当空调处于除湿状态时，打开加热器部件（5），经过换热器（6）制冷后的空气，去除空气中的水分，经过加热器部件（5），以合适的温度吹出。

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