CN113133289A - 一种室内空调末端及机房空调 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机房空调技术领域，公开了一种热管与空调相结合的制冷系统结构以及采用该结构的一体式机柜室内空调末端及机房空调，包括机柜、位于所述机柜内的设备安装区域和换热区域、位于所述换热区域的蒸发器、用于将空气从所述换热区域输送至所述设备安装区域的蒸发风机、用于供所述空气从所述设备安装区域进入所述换热区域的回风口。本发明具有以下优点和效果：本发明将蒸发器、蒸发风机直接安装在机柜内，体积小，不额外占用机房内的安装空间，能在空间狭小时使用。室内空调末端内采用水槽、水管、水泵、布水器，收集和循环利用冷凝水，冷凝水温度较低，可以与温度较高的空气热交换，充分利用冷凝水的冷量；机柜内是密闭的，有利于冷凝水的蒸发，保持机柜内的湿度。

Description

一种室内空调末端及机房空调
技术领域
本发明涉及机房空调技术领域，特别涉及一种室内空调末端及机房空调。
背景技术
机房空调是专供机房使用的空调，具有高可靠性、常年制冷等特点。授权公告号为CN212457133U的中国专利公开了一种高能效比机房空调系统，包括室内单元、室外单元和控制单元，所述室内单元通过冷媒管路与室外单元流体连通，所述室内单元包括热管蒸发器、冷媒流量调节装置，室内风机和机械制冷装置；所述机械制冷装置包括压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置；所述室外单元包括热管冷凝器和室外风机。授权公告号为CN208652782U的中国专利公开了一种热管多联机房空调系统，包括第一冷却塔、第二冷却塔、热管换热器、冷水机组、第一室内机、第二室内机、第一液泵、第二液泵、第三液泵、第一膨胀阀、第二膨胀阀。
现有的机房空调室内机的空调末端一般均为柜式或者吊顶式，需要一定的安装空间。当机房的使用空间较为狭小时，现有的机房空调室内机体积较大，不能满足安装和使用的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种室内空调末端，具有应用于空间狭小的机房、安装空间小的效果。把制冷环境控制在机柜空间内，减少制冷量的损失和空间热负荷对制冷的影响，同时能够很好的控制机柜内部的湿度。
本发明的第一个目的是提供一种室内空调末端，包括机柜、位于所述机柜内的设备安装区域和换热区域、位于所述换热区域的蒸发器、用于将空气从所述换热区域输送至所述设备安装区域的蒸发风机、用于供所述空气从所述设备安装区域进入所述换热区域的回风口。
通过采用上述技术方案，室内空调末端使用时，服务器等设备安装在设备安装区域，蒸发风机将温度较低的空气从换热区域输送至设备安装区域，并与服务器等设备换热后变为温度较高的空气，再从回风口回到换热区域内，温度较高的空气与蒸发器换热后变为温度较低的空气，再次被蒸发风机从换热区域输送至设备安装区域，如此循环。
本发明的进一步设置为：所述机柜内设置有隔板，所述隔板将所述设备安装区域与所述换热区域分隔，所述回风口位于所述隔板处，所述蒸发风机安装于所述隔板处。
通过采用上述技术方案，通过设备隔板，能够更好地实现机柜内空气的循环流通。
本发明的进一步设置为：所述机柜内安装有多个安装板，所述安装板将所述设备安装区域分隔为多个安装腔，所述蒸发风机数量为多个且分别与所述安装腔一一对应，所述回风口数量为多个，每个所述安装腔均通过所述回风口与所述换热区域相连通。
通过采用上述技术方案，安装板为服务器等设备提供安装的位置。
本发明的进一步设置为：所述蒸发器将所述换热区域分隔成回风腔和送风腔，所述回风腔通过所述回风口与所述设备安装区域相连。
通过采用上述技术方案，蒸发器将换热区域分隔成回风腔和送风腔，回风腔内的温度较高的空气通过蒸发器时换热，温度降低后进入到送风腔内。
本发明的进一步设置为：所述蒸发器下方设置有水槽，所述蒸发器上方安装有布水器，所述水槽与所述布水器之间通过水管相连，所述水管上安装有水泵。
通过采用上述技术方案，空间大、有排水条件的机房，可以将蒸发器上的冷凝水进行排掉。但空间小、不具备排水条件的机房，例如地下室等，如直接将冷凝水排放掉，会造成机房地面潮湿。当机柜内湿度较大时，热管空调工作会在蒸发器上产生冷凝水，冷凝水在重力作用下流动汇聚到水槽内，水泵将水槽内的冷凝水通过水管输送到布水器，布水器将冷凝水布在蒸发器上，使冷凝水沿蒸发器表面向下流动，一是冷凝水温度较低，可以与温度较高的空气热交换，充分利用冷凝水的冷量；二是机柜内是密闭结构，机柜内与机柜外的空气时隔绝的，利用冷凝水，有利于保持机柜内的湿度稳定。
本发明的第二个目的是提供一种机房空调，包括上述室内空调末端、室外机，所述室外机包括热管冷凝器、热管冷凝风机，机房空调包括两端分别连接所述热管冷凝器和所述蒸发器的热管气管、两端分别连接所述热管冷凝器和所述蒸发器的热管气管。
本发明的进一步设置为：所述室外机还包括空调冷凝器、空调冷凝风机、连接在所述空调冷凝器的空调循环管路、安装在所述空调循环管路上的膨胀阀和压缩机、换热器，所述热管液管内冷媒与所述空调循环管路内冷媒通过所述换热器进行换热。
通过采用上述技术方案，现有技术中的热管空调系统，包括热管系统和空调系统(含压缩机、膨胀阀)，热管系统的室内机部分包括两根管道供冷媒进出、热管蒸发器，空调系统的室内机部分也包括两根管道供冷媒进出、空调蒸发器，如直接采用现有技术中的热管空调系统，则室内机部分会有四根管道、两个蒸发器，所需的安装空间较大。
本发明独创性地采用在室内机部分设计热管气管、热管液管两根管道，分别连接在室内空调末端内的蒸发器上，在室外机内设置换热器。当单靠热管冷凝器就可满足冷凝需求时，热管冷凝器运行，气态冷媒从蒸发器内流出，进入到热管冷凝器内热交换，降温后变为液态冷媒，液态冷媒沿热管液管流入到蒸发器内，在蒸发器处与热空气进行热交换。当单靠热管冷凝器无法满足冷凝需求时，压缩机、空调冷凝器、热管冷凝器运行，气态冷媒从蒸发器内流出，进入到热管冷凝器内热交换，第一次降温后进入热管液管内，并在换热器处与空调循环管路内冷媒热交换，第二次降温后沿热管液管进入到蒸发器内，使室内空调末端内有两根管道、一个蒸发器，室外机部分能通过热管冷凝器、空调冷凝器及空调循环管路对热管气管及热管液管内冷媒进行两次热交换降温，减小室内空调末端所需的安装空间。
本发明的进一步设置为：所述换热器为壳管式换热器。
通过采用上述技术方案，壳管式换热器又称管壳式换热器，换热器可以选择壳管式换热器，也可以根据需要选择其他种类的换热器。
本发明的进一步设置为：所述室外机包括架体，所述热管冷凝器、所述空调冷凝器、所述热管冷凝风机、所述空调冷凝风机均安装在所述架体上。
通过采用上述技术方案，在室外机部分，可以将热管冷凝器、空调冷凝器、热管冷凝风机、空调冷凝风机都安装在同一架体上，结构紧凑。
本发明的第三个目的是提供一种机房空调，包括上述室内空调末端、室外机，所述室外机包括压缩机、空调冷凝器、空调冷凝风机、膨胀阀。
通过采用上述技术方案，室外机可以选择常规的空调外机，不使用热管系统。
本发明的有益效果是：
1、本发明将蒸发器、蒸发风机直接安装在机柜内，体积小，不额外占用机房内的安装空间，能在空间狭小时使用。蒸发风机将温度较低的空气从换热区域内的送风腔输送至设备安装区域，温度较低的空气与设备安装区域内的服务器等设备换热后变为温度较高的空气，温度较高的空气从设备安装区域通过回风口进入换热区域内的回风腔，回风腔内温度较高的空气通过蒸发器进入到送风腔内，与蒸发器发生热交换变为温度较低的空气，如此循环。同时，空调制冷过程中产生的冷凝水被底部水槽储存，再通过水泵和布水器分布到蒸发器上，可以减少机柜内部空气中水分的损失和冷凝水带走的冷量。
2、室内空调末端内采用水槽、水管、水泵、布水器，收集和循环利用冷凝水，一是冷凝水温度较低，可以与温度较高的空气热交换，充分利用冷凝水的冷量；二是机柜内是密闭结构，机柜内与机柜外的空气时隔绝的，利用冷凝水，有利于保持机柜内的湿度稳定。
3、本发明的室外机可以选择常规的空调外机，包括压缩机、膨胀阀、空调冷凝器。也可以单独采用热管系统，包括热管冷凝器、热管风机、热管液管、热管气管，利用室内外温差冷凝，节约用电量和能耗。室外机也可以同时包括热管冷凝器和空调冷凝器时，本发明独创性地利用空调冷凝器及空调循环管路对热管液管内的冷媒进行热交换，使室内空调末端内只需要一个蒸发器、热管液管及热管气管两根管道即可使用，在利用热管冷凝器节约用电量的同时，不额外增加蒸发器和冷媒管道。
4、冷媒管道在本领域一般采用铜管，本发明在采用空调冷凝器及空调循环管路对热管液管内的冷媒进行热交换时，相比于同时使用两套独立的热管系统和空调外机系统，减少一套室内外铜管连接，节约整个系统的铜管和冷媒。
5、室内空调末端一体化设计，节约空间。
6、室内空调末端内的蒸发器、蒸发风机等制冷结构，与机柜一体化设计，靠近热源进行制冷，回风温度高，制冷效率高。全年室外热管运行时间长，能效高。
7、室外机包括热管系统、空调系统，两者通过壳管式换热器进行连接，实现完全热管模式制冷、热管与空调混合模式制冷、独立空调模式制冷，热管模式优先，从而能够充分利用自然冷源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1的结构示意图。
图2是实施例2的室外机结构示意图。
图3是实施例3的室外机结构示意图。
图中，1、机柜；11、设备安装区域；111、安装腔；12、换热区域；121、回风腔；122、送风腔；2、蒸发器；3、隔板；31、蒸发风机；32、回风口；4、水槽；41、水管；42、水泵；43、布水器；5、热管气管；6、热管液管；7、室外机；71、架体；72、热管冷凝器；73、热管冷凝风机；74、空调冷凝器；75、空调循环管路；76、膨胀阀；77、压缩机；78、空调冷凝风机；8、换热器。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种机房空调，如图1所示，包括室内空调末端、室外机7，室内空调末端包括机柜1，机柜1内安装有隔板3，隔板3将机柜1内分隔为设备安装区域11、换热区域12。设备安装区域11内固定有多个安装板112，安装板112将设备安装区域11分隔为多个安装腔111。隔板3上安装有多个蒸发风机31，每个蒸发风机31与每个安装腔111相对应。隔板3上还开设有多个回风口32。换热区域12内安装有蒸发器2，蒸发器2将换热区域12分隔为送风腔122和回风腔121，送风腔122通过蒸发风机31与设备安装区域11相连通，回风腔121通过回风口32与设备安装区域11相连通，每个安装腔111均通过回风口32与回风腔121相连通。换热区域12内还安装有位于蒸发器2下方的水槽4、安装在蒸发器2上端的布水器43、将水槽4内部与布水器43相连通的水管41，水管41上安装有水泵42。
室外机7包括架体71、热管冷凝器72、空调冷凝器74、热管冷凝风机73、热管冷凝风机73，热管冷凝器72、空调冷凝器74、热管冷凝风机73、空调冷凝风机78均安装在架体71上。蒸发器2与热管冷凝器72之间安装有热管液管6、热管气管5。热管冷凝器72安装空调循环管路75，空调循环管路75上安装有膨胀阀76、压缩机77、换热器8，换热器8可以选壳管式换热器8。热管液管6也连接在换热器8上，使热管液管6内冷媒与空调循环管路75内冷媒能发生热交换。
工作原理：当单靠热管冷凝器72就可满足冷凝需求时，热管冷凝器72运行，气态冷媒从蒸发器2内流出，进入到热管冷凝器72内热交换，降温后变为液态冷媒，液态冷媒沿热管液管6流入到蒸发器2内，在蒸发器2处与热空气进行热交换。当单靠热管冷凝器72无法满足冷凝需求时，压缩机77、空调冷凝器74、热管冷凝器72运行，气态冷媒从蒸发器2内流出，进入到热管冷凝器72内热交换，第一次降温后进入热管液管6内，并在换热器8处与空调循环管路75内冷媒热交换，第二次降温后沿热管液管6进入到蒸发器2内。
室内空调末端使用时，服务器等设备安装在设备安装区域11，蒸发风机31将温度较低的空气从换热区域12输送至设备安装区域11，并与服务器等设备换热后变为温度较高的空气，再从回风口32回到换热区域12内，温度较高的空气与蒸发器2换热后变为温度较低的空气，再次被蒸发风机31从换热区域12输送至设备安装区域11，如此循环。
实施例2：一种机房空调，与实施例1的区别之处在于，如图2所示，室外机7不包括空调冷凝器74、空调冷凝风机78、空调循环管路75、膨胀阀76、压缩机77。
实施例3：一种机房空调，与实施例1的区别之处在于，如图3所示，室外机7不包括热管冷凝器72、热管冷凝风机73、热管液管6、热管气管5、换热器8，室外机7内的空调循环管路75连接在室内空调末端的蒸发器2上。

Claims (10)

1.一种室内空调末端，其特征在于：包括机柜(1)、位于所述机柜(1)内的设备安装区域(11)和换热区域(12)、位于所述换热区域(12)的蒸发器(2)、用于将空气从所述换热区域(12)输送至所述设备安装区域(11)的蒸发风机(31)、用于供空气从所述设备安装区域(11)进入所述换热区域(12)的回风口(32)。
2.根据权利要求1所述的一种室内空调末端，其特征在于：所述机柜(1)内设置有隔板(3)，所述隔板(3)将所述设备安装区域(11)与所述换热区域(12)分隔，所述回风口(32)位于所述隔板(3)处，所述蒸发风机(31)安装于所述隔板(3)处。
3.根据权利要求1所述的一种室内空调末端，其特征在于：所述机柜(1)内安装有多个安装板(112)，所述安装板(112)将所述设备安装区域(11)分隔为多个安装腔(111)，所述蒸发风机(31)数量为多个且分别与所述安装腔(111)一一对应，所述回风口(32)数量为多个，每个所述安装腔(111)均通过所述回风口(32)与所述换热区域(12)相连通。
4.根据权利要求1所述的一种室内空调末端，其特征在于：所述蒸发器(2)将所述换热区域(12)分隔成回风腔(121)和送风腔(122)，所述回风腔(121)通过所述回风口(32)与所述设备安装区域(11)相连。
5.根据权利要求1所述的一种室内空调末端，其特征在于：所述蒸发器(2)下方设置有水槽(4)，所述蒸发器(2)上方安装有布水器(43)，所述水槽(4)与所述布水器(43)之间通过水管(41)相连，所述水管(41)上安装有水泵(42)。
6.一种机房空调，其特征在于：包括根据权利要求1-5所述的任一一种室内空调末端、室外机(7)，所述室外机(7)包括热管冷凝器(72)、热管冷凝风机(73)，机房空调包括两端分别连接所述热管冷凝器(72)和所述蒸发器(2)的热管气管(5)、两端分别连接所述热管冷凝器(72)和所述蒸发器(2)的热管液管(6)。
7.根据权利要求6所述的一种机房空调，其特征在于：所述室外机(7)还包括空调冷凝器(74)、空调冷凝风机(78)、连接在所述空调冷凝器(74)的空调循环管路(75)、安装在所述空调循环管路(75)上的膨胀阀(76)和压缩机(77)、换热器(8)，所述热管液管(6)内冷媒与所述空调循环管路(75)内冷媒通过所述换热器(8)进行换热。
8.根据权利要求7所述的一种室内空调末端，其特征在于：所述换热器(8)为壳管式换热器。
9.根据权利要求6所述的一种室内空调末端，其特征在于：所述室外机(7)包括架体(71)，所述热管冷凝器(72)、所述空调冷凝器(74)、所述热管冷凝风机(73)、所述空调冷凝风机(78)均安装在所述架体(71)上。
10.一种机房空调，其特征在于：包括根据权利要求1-5所述的任一一种室内空调末端、室外机(7)，所述室外机(7)包括压缩机(77)、空调冷凝器(74)、空调冷凝风机(78)、膨胀阀(76)。
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