CN113921948A - 机柜空调系统、机柜空调装置和机柜 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种机柜空调系统、机柜空调装置和机柜，涉及制冷制热技术领域。其中，所述机柜空调系统包括制冷剂循环回路、外循环气流回路和内循环气流回路。本申请通过利用外循环气体回路，将机柜内部的气体与制冷剂循环回路中的制冷剂进行热量交换，利用内循环气流回路，将机柜内部的气体与制冷剂循环回路中的制冷剂进行热量交换，可以实现将机柜外部的气体的热量传递到机柜内部的气体上，从而升高机柜内部的温度，以及可以实现将机柜内部的气体的温度传递到机柜内部的气体上，从而降低机柜内部的温度，进而解决现有机柜空调系统耗电比较大的温度。

Description

机柜空调系统、机柜空调装置和机柜

技术领域

本发明涉及制冷制热技术领域，尤其涉及一种机柜空调系统、机柜空调装置和机柜。

背景技术

目前储能电站、光储充场站、户外机柜等场景均采用锂电池作为能量储存单元。锂电池具有能量密度高、循环特性好等优势，但是其对外部环境的温度非常敏感，如果温度过低，锂电池充放电效率比较低，如果温度过高，锂电池可能存在安全方面风险。为了保证锂电池处在适合温度下进行充放电，一般在锂电池收容机柜中配置空调和加热盒/膜，如果机柜内的温度比较高，需要通过空调进行降温，如果机柜内的温度比较低，需要通过加热盒/膜进行加热。然而，通过加热盒/膜进行加热的方式，其实质是利用电流的热效应进行加热，其加热效率比较低，且造成电池机柜的供电系统能耗比较大。

发明内容

为了解决上述的问题，本申请的实施例中提供了一种机柜空调系统、机柜空调装置和机柜，通过让机柜外部的气体、制冷剂和机柜内部的气体之间进行热交换，将机柜外部的气体中的热量传递到机柜内部的气体中，实现提高机柜内部的温度，将机柜内部的气体中的热量传递到机柜外部的气体中，实现降低机柜内部的温度，并不需要加热设备或降温设备，可以大大降低电能的消耗。

为此，本申请的实施例中采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种机柜空调系统，包括：制冷剂循环回路，用于使制冷剂循环；外循环气流回路用于使机柜外部的气体与所述制冷剂进行热交换，升高所述机柜外部的气体的温度或降低所述机柜外部的气体的温度；内循环气流回路，用于使机柜内部的气体与所述制冷剂进行热交换，升高所述机柜内部的气体的温度或降低所述机柜内部的气体的温度；其中，所述机柜外部的气体的热量通过所述制冷剂，传递到所述机柜内部的气体上；所述机柜内部的气体的热量通过所述制冷剂，传递到所述机柜外部的气体上。

在该实施方式中，利用外循环气体回路，将机柜内部的气体与制冷剂循环回路中的制冷剂进行热量交换，利用内循环气流回路，将机柜内部的气体与制冷剂循环回路中的制冷剂进行热量交换，可以实现将机柜外部的气体的热量传递到机柜内部的气体上，从而升高机柜内部的温度，以及可以实现将机柜内部的气体的温度传递到机柜内部的气体上，从而降低机柜内部的温度，进而解决现有机柜空调系统耗电比较大的温度。

在一种实施方式中，所述制冷剂循环回路包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝器与所述蒸发器串联，所述冷凝器，用于将所述制冷剂与所述机柜内部的气体或所述机柜外部的气体进行热交换，降低所述制冷剂的温度；所述蒸发器，用于将所述制冷剂与所述机柜内部的气体或所述机柜外部的气体进行热交换，升高所述制冷剂的温度

在该实施方式中，在制冷剂循环回路中，通过串联冷凝器和蒸发器，让冷凝器将处在内部的制冷剂与处在外部的气体进行热交换，实现降低制冷剂的温度，让蒸发器将处在内部的制冷剂与处在外部的气体进行热交换，可以降低制冷剂的温度，从而实现机柜外部的气体与机柜内部的气体进行热量传递。

在一种实施方式中，所述制冷剂从所述冷凝器流入所述蒸发器。

在该实施方式中，通过让制冷剂单向循环，也即从冷凝器流入蒸发器中，可以减少机柜空调系统中的部件，需要调节部件将制冷剂双向循环。

在一种实施方式中，所述制冷剂循环回路还包括节流阀，串联在所述冷凝器与所述蒸发器之间，用于控制流入所述蒸发器中的所述制冷剂的温度。

在该实施方式中，由于蒸发器用于将周围气体的热量传递到制冷剂中，所以需要制冷剂的温度要低于周围气体的温度，因此可以调节节流阀的开度，开度越低，流入到蒸发器的制冷剂的温度越低，从而实现流入蒸发器中的制冷剂的温度比周围气体的温度要低。

在一种实施方式中，所述制冷剂循环回路还包括压缩机，串联在所述冷凝器和所述蒸发器之间，用于将气态制冷剂加压成高温高压的气态制冷剂。

在该实施方式中，由于冷凝器用于将制冷剂中的热量传递到周围气体中，所以需要制冷剂的温度比周围气体的温度要高，因此可以通过设置一个压缩机，将制冷剂压缩成高温高压的气体，从而实现流入冷凝器中的制冷剂的温度比周围气体的温度要高。

在一种实施方式中，所述制冷剂循环回路还包括气液分离装置，串联在所述压缩机和所述蒸发器之间，用于分离出气态的制冷剂。

在该实施方式中，由于压缩机在压缩气态制冷剂时，如果进入液态制冷剂，会液击损坏压缩机，因此设置一个气液分离装置，对从蒸发器流出的制冷剂进行过滤，将气态的制冷剂过滤并输入到压缩机中。

在一种实施方式中，所述内循环气流回路包括第一风扇，用于将所述机柜内部的气体吹入到所述冷凝器与所述蒸发器所处的空间进行热交换，并将所述机柜内部的气体排入机柜内部。

在该实施方式中，利用第一风扇，为机柜内部的气体提供动能，让机柜内部的气体流入冷凝器或蒸发器所处的空间，从而实现与制冷剂进行热交换。

在一种实施方式中，所述外循环气流回路包括第二风扇，用于将所述机柜外部的气体吹入到所述冷凝器与所述蒸发器所处的空间进行热交换，并将所述机柜外部的气体排出机柜外部。

在该实施方式中，利用第二风扇，为机柜外部的气体提供动能，让机柜外部的气体流入冷凝器或蒸发器所处的空间，从而实现与制冷剂进行热交换。

第二方面，本申请提供一种机柜空调装置，包括：第一方面提供的各个可能实现的机柜空调系统，壳体，包括蒸发器舱、外循环出风舱、第一风道舱、第一风扇舱、第二风扇舱、第二风道舱、冷凝器舱和内循环出风舱，且所述蒸发器舱与所述外循环出风舱、所述外循环出风舱与所述第一风道舱、所述第一风道舱与所述第一风扇舱、所述蒸发器舱与所述第一风扇舱、所述第二风扇舱与所述第二风道舱、所述第二风道舱与所述内循环出风舱、所述内循环出风舱与所述冷凝器舱、以及所述第二风扇舱与所述冷凝器舱之间设置有通孔，所述蒸发器舱与所述第二风道舱之间、以及所述第一风道舱与所述冷凝器舱之间设置有通风口；其中，所述蒸发器舱内设置有蒸发器，所述外循环出风舱设置有与机柜外部导通的外循环出风口，所述第一风扇舱设置有外循环进风口，且内部设置有第一风扇，所述第二风扇舱设置有内循环进风口，且内部设置有第二风扇，所述冷凝器舱内设置有冷凝器，所述内循环出风舱设置有与机柜内部导通的内循环出风口；同轴风门部件，设置在所述壳体的中心位置，用于控制所述蒸发器舱与所述第一风扇舱、所述外循环出风舱与所述第一风道舱、所述第二风道舱与所述内循环出风舱、以及所述第二风扇舱与所述冷凝器舱之间的通孔处于导通状态，或控制所述蒸发器舱与所述外循环出风舱、所述第一风道舱与所述第一风扇舱、所述第二风扇舱与所述第二风道舱、以及所述内循环出风舱与所述冷凝器舱之间的通孔处于导通状态。

在该实施方式中，可以将机柜空调装置的壳体划分成8个舱，依次为蒸发器舱、外循环出风舱、第一风道舱、第一风扇舱、第二风扇舱、第二风道舱、冷凝器舱、内循环出风舱，并在各个舱之间设置通孔，在第一风扇舱、第二风扇舱、外循环出风舱和内循环出风舱0的处在壳体上设置进出风口，在蒸发器舱与第二风道舱之间、第一风道舱与冷凝器舱之间设置通风口，最后在壳体中心位置设置上安装一个同轴风门部件，通过控制同轴风门部件中的电机转动，实现机柜空调装置启动制冷工作模式或制热工作模式，通过设计壳体的结构，不需要增加太多的部件，即可达到制冷制热功能，可以降低整个机柜空调装置的复杂性，同时可以降低机柜空调装置的成本。

在一种实施方式中，所述同轴风门部件包括一个电机、一个中心轴和两个风门，所述两个风门设置在所述中心轴的两端，所述中心轴设置在所述电机上；当所述电机通电时，通过驱动所述中心轴转动，带动所述两个风门封闭所述蒸发器舱与所述第一风扇舱、所述外循环出风舱与所述第一风道舱、所述第二风道舱与所述内循环出风舱、以及所述第二风扇舱与所述冷凝器舱之间的通孔，或封闭所述蒸发器舱与所述外循环出风舱、所述第一风道舱与所述第一风扇舱、所述第二风扇舱与所述第二风道舱、以及所述内循环出风舱与所述冷凝器舱之间的通孔。

在该实施方式中，通过驱动中心轴转动，带动两个风门封闭蒸发器舱与第一风扇舱、外循环出风舱与第一风道舱、第二风道舱与内循环出风舱、以及第二风扇舱与冷凝器舱之间的通孔，实现制热功能；通过封闭蒸发器舱与外循环出风舱、第一风道舱与第一风扇舱、第二风扇舱与第二风道舱、以及内循环出风舱与冷凝器舱之间的通孔，实现制冷功能。

在一种实施方式中，所述气液分离装置设置在所述第一风道舱和所述第二风道舱中的一个舱中，所述压缩机设置在所述第一风道舱和所述第二风道舱中的另一个舱中。

在一种实施方式中，所述外循环出风口和所述外循环进风口位于所述壳体的同一侧面上。

在该实施方式中，将外循环出风口和外循环进风口设置在壳体的同一侧的侧面上，只需要将壳体的该侧面安装在机柜上，与机柜外部导通，避免需要壳体多个侧面与机柜接触，降低安装要求。

在一种实施方式中，所述内循环出风口和所述内循环进风口位于所述壳体的同一侧面上。

在该实施方式中，将内循环出风口和内循环进风口设置在壳体的同一侧的侧面上，只需要将壳体的该侧面朝向机柜内部，避免需要壳体多个侧面都需要朝向机柜内部，降低放置位置的要求。

第三方面，本申请提供一种机柜，包括至少一个如第二方面各个可能实现的机柜空调装置。

附图说明

下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例中提供的一种机柜空调系统的架构示意图；

图2为本申请实施例中提供的一种机柜空调系统的结构示意图；

图3为本申请实施例中提供的另一种机柜空调系统的结构示意图；

图4为本申请实施例中提供的机柜空调装置的处在制冷模式下的结构示意图；

图5为本申请实施例中提供的机柜空调装置的处在制冷模式下的上层俯视结构示意图；

图6为本申请实施例中提供的机柜空调装置的处在制冷模式下的下层俯视结构示意图；

图7为本申请实施例中提供的机柜空调装置的处在制热模式下的结构示意图；

图8为本申请实施例中提供的机柜空调装置的处在制热模式下的上层俯视结构示意图；

图9为本申请实施例中提供的机柜空调装置的处在制热模式下的下层俯视结构示意图；

图10为本申请实施例中提供的另一种机柜空调装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体的连接；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申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。

图1为本申请实施例中提供的一种机柜空调系统的架构示意图。如图1所示，该机柜空调系统，主要包括外循环气流回路10、制冷剂循环回路20和内循环气流回路30。其中，制冷剂循环回路20是指制冷剂循环的环路；外循环气流回路10是指机柜外部的气体在机柜空调系统内部完成热交换后，排放到机柜外部的气体回路；内循环气流回路30是指机柜内部的气体在机柜空调系统内部完成热交换后，排入到机柜内部的气体回路。

机柜空调系统为机柜内部升温(也即制热模式)过程中，外循环气流回路10将低温的外部气体吸入机柜空调系统内部，与制冷剂循环回路20中经过节流后温度更低的制冷剂进行热交换，升高制冷剂的温度；内循环气流回路30将高温的内部气体循环到制冷剂循环回路20中，与经过压缩后更高温度的制冷剂进行热交换，升高内部气体温度，从而实现升高机柜内部的温度。

机柜空调系统为机柜内部降温(也即制冷模式)过程中，内循环气流回路30将高温的内部气体循环到制冷剂循环回路20中，通过与制冷剂循环回路20中的低温制冷剂进行热交换，降低内部气体的温度，升高制冷剂的温度；外循环气流回路10将低温的外部气体吸入机柜空调系统内部，通过与制冷剂循环回路20中的升高温度的制冷剂进行热交换，升高外部气体的温度，降低制冷制冷剂的温度；外循环气流回路10将高温的外部气体排出机柜外部，从而实现降低机柜内部的温度。

本申请方案中，通过机柜外部的气体、制冷剂和机柜内部的气体之间热交换，可以将机柜外部的气体中的热量传递到机柜内部，实现升高机柜内部的温度，可以将机柜内部的气体中的热量传递到机柜外部，实现降低机柜内部的温度，可以大大降低电能的消耗。

下面以实施例的方式，介绍本申请技术方案实现过程，具体如下：

图2为本申请实施例中提供的一种机柜空调系统的结构示意图。如图2所示，该机柜空调系统包括：气液分离装置210、压缩机220、冷凝器230、节流阀240、蒸发器250、风扇260和风扇270。其中，气液分离装置210、压缩机220、冷凝器230、节流阀240和蒸发器250依次通过管路串联成循环回路，构成制冷剂循环回路20，使得制冷剂可以在该制冷剂循环回路20中循环；风扇260可以通过机柜内部的通风道与冷凝器230或蒸发器250串联成循环回路，构成外循环气流回路10；风扇270可以通过机柜内部的通风道与冷凝器230或蒸发器250串联成循环回路，构成内循环气流回路30。

制冷剂循环回路20中，制冷剂一般是以气态、或液态、或气态和液态共存的方式处在该回路中。气液分离装置210用于分离气态制冷剂和液态制冷剂，并将气态制冷剂循环到压缩机220，存储液态制冷剂，避免液态制冷剂进入压缩机220中，液击损坏压缩机220。压缩机220通过压缩气态制冷剂，将其变成高温高压状态，并让该制冷剂依次通过压缩机220→冷凝器230→节流阀240→蒸发器250→气液分离装置210→压缩机220。

当高温高压的气态制冷剂流入冷凝器230中后，冷凝器230将流经的制冷剂与其外部的气体进行热交换，可以将制冷剂中的热量转移到外部的气体中，也即转移到机柜外部的气体或机柜内部的气体；当被降温的制冷剂流入节流阀240中，可以通过调节节流阀240的开度，让流入到蒸发器250的制冷剂的温度降低。

示例性地，节流阀240的开度越低，流入蒸发器250的制冷剂压强变小，导致制冷剂的温度越低；节流阀240的开度越高，流入蒸发器250的制冷剂压强变大，导致制冷剂的温度越高。可选地，通过调节节流阀240的开度，将高温高压的气态制冷剂转换成低温低压的气液共存的制冷剂，并将流入蒸发器250中的制冷剂的温度，降低到低于机柜外部的气体或机柜内部的气体的温度。

当低温低压的气液共存的制冷剂流入蒸发器250中，蒸发器250用于将流经的制冷剂与其外部的气体进行热交换，也即将外部的气体中的热量转移到制冷剂中，再将气态、或气态和液态共存的制冷剂循环到气液分离装置210中。

外循环气流回路10中，风扇270可以通过机柜内部的通风道，将机柜外部的气体吸入冷凝器230所处的空间中，由于流入冷凝器230中制冷剂，是通过压缩机220压缩成高温高压的气态制冷剂，一般比机柜外部的气体温度要高，可以通过将制冷剂中热量传递到机柜外部的气体中，可以降低制冷剂的温度和升高机柜外部的气体，升温后的外部气体再被带出机柜外部。

风扇270还可以通过机柜内部的通风道，将机柜外部的气体吸入蒸发器250所处的空间中，由于流入蒸发器250中的制冷剂，是通过节流阀240节流成低温低压的气液共存的制冷剂，一般比机柜外部的温度要低，可以通过将机柜外部的气体中热量传递到制冷剂中，可以升高制冷剂的温度和降低机柜外部的气体，冷却后的外部气体再被带入到机柜外部。

内循环气流回路30中，风扇260可以通过机柜内部的通风道，将机柜内部的气体吸入冷凝器230所处的空间中，由于流入冷凝器230中制冷剂，是通过压缩机220压缩成高温高压的气态制冷剂，一般比机柜内部的气体温度要高，可以通过将制冷剂中热量传递到机柜内部的气体中，可以降低制冷剂的温度和升高机柜内部的气体，升温后的内部气体再排入到机柜内部。

风扇260还可以通过机柜内部的通风道，将机柜内部的气体吸入蒸发器250所处的空间中，由于流入蒸发器250中的制冷剂，是通过节流阀240节流成低温低压的气液共存的制冷剂，一般比机柜内部的温度要低，可以通过将机柜内部的气体中热量传递到制冷剂中，可以升高制冷剂的温度和降低机柜内部的气体，冷却后的气体再排入到机柜内部。

本申请中，机柜空调系统开启制冷模式时，也即降低机柜内部的温度，结合图2所示，风扇260通过机柜内部的通风道，将机柜内部的高温气体吸入到蒸发器250所处的空间中，与蒸发器250中低温低压的制冷剂进行热交换，将机柜内部的气体中的热量传递到制冷剂中，可以降低机柜内部的气体，再次将降低温度的气体排入到机柜内部，实现降低机柜内部的温度，升温后的制冷剂通过气液分离装置210和压缩机220，循环到冷凝器230中。

风扇270通过机柜内部的通风道，将机柜外部的气体吸入到冷凝器230所在的空间中，与冷凝器230中升温后的高温高压制冷剂进行热交换，将制冷剂中的热量传递到机柜外部的气体中，可以降低制冷剂的温度，使其通过节流阀240再次流入蒸发器250中，升温后的外部气体带出机柜外部，实现将机柜内部的热量传递到机柜外部，从而降低机柜内部的温度。

本申请中，机柜空调系统开启制热模式时，也即提高机柜内部的温度，结合图3所示，风扇270通过机柜内部的通风道，将机柜外部的气体吸入到蒸发器250所在的空间中，与蒸发器250中低温低压的制冷剂进行热交换，可以将机柜外部的气体中的热量传递到制冷剂中，升高制冷剂的温度，然后通过气液分离装置210和压缩机220流入冷凝器230中。

风扇260通过机柜内部的通风道，将机柜内部的气体吸入到冷凝器230所在的空间中，与冷凝器230中升温后的高温高压制冷剂进行热交换，可以将制冷剂中的热量传递到机柜内部的气体中，升高温度的气体再次排入到机柜内部，实现升高机柜内部的温度，冷却后的制冷剂通过节流阀240，再次流入蒸发器250中，通过将机柜外部的气体中热量传递到机柜内部。

下面以机柜空调系统应用场景为例，来讲述本申请保护的技术方案。

本申请实施例中，保护一种机柜空调装置，该装置中包括图1-图3描述的机柜空调系统、壳体和同轴风门部件。其中，机柜空调系统和同轴风门部件均设置在壳体内部，壳体一般设置在机柜内部，且固定在机柜的壳体上，以便机柜空调装置可以吸入机柜外部的气体，具体各个部件的结构和相互之间连接关系，具体如下：

图4为本申请实施例中提供的机柜空调装置的处在制冷模式下的结构示意图。如图4所示，该机柜空调装置中的壳体400，可以划分成2×2×2个舱，依次分为：放置蒸发器250的蒸发器舱410、向机柜外部出风的外循环出风舱420、第一风道舱430、放置内循环风扇260的风扇舱440、放置外循环风扇270的风扇舱450、第二风道舱460、放置冷凝器230的冷凝器舱470、向机柜内部出风的内循环出风舱480。其中，气液分离装置210可以放置在第一风道舱430和第二风道舱460中的任意一个舱中，或其它舱中，压缩机220可以放置在第一风道舱430和第二风道舱460中的另一个舱中，或其它舱中，节流阀240可以与冷凝器230或蒸发器250放置在对应的舱中，或其它舱中。

其中，蒸发器舱410与第二风道舱460之间设置一个通风口，使得蒸发器舱410与第二风道舱460中的气体可以相互流通；第一风道舱430与冷凝器舱470之间设置一个通风口，使得第一风道舱430与冷凝器舱470中的气体可以相互流通；外循环出风舱420上设置一个外循环出风口421，设置在机柜的壳体400的一侧面上，用于向机柜外部排出气体；风扇舱440上设置一个内循环进风口441，朝向机柜内部，用于从机柜内部吸入气体；风扇舱450上设置一个外循环进风口451，设置在机柜的壳体400一侧面上，且与外循环出风口421所在的侧面相同，用于从机柜外部吸入气体；内循环出风舱480上设置一个内循环出风口481，朝向机柜内部，且与内循环进风口441所在的侧面相同，用于向机柜内部排出气体。

在8个舱中，蒸发器舱410与外循环出风舱420、外循环出风舱420与第一风道舱430、第一风道舱430与风扇舱440、蒸发器舱410与风扇舱440、风扇舱450与第二风道舱460、第二风道舱460与内循环出风舱480、内循环出风舱480与冷凝器舱470、以及风扇舱450与冷凝器舱470之间设置通孔，使得气体可以从一个舱进入另一个舱中。

同轴风门部件500一般设置在壳体400内部，且处在8个舱的中心位置，用于控制舱与舱之间的通孔处在导通状态或关闭状态。示例性地，同轴风门部件500包括一个电机、一个中心轴和两个风门，两个风门分别安装在处在壳体400中心位置的中心轴的两端上，中心轴上安装有电机，电机在通电时，可以通过带动中心轴转动，实现让两个风门转动。其中，一个风门(后续称为“上风门”)设置在蒸发器舱410、外循环出风舱420、第一风道舱430和风扇舱440之间的通孔处，可以同时封闭蒸发器舱410与外循环出风舱420、以及风道舱430与风扇舱440之间的通孔，或同时封闭蒸发器舱410与风扇舱440、以及外循环出风舱420与第一风道舱430之间的通孔，一个风门(后续称为“下风门”)风门设置在风扇舱450、第二风道舱460、冷凝器舱470和内循环出风舱480之间的通孔处，可以同时封闭风扇舱450与第二风道舱460、以及内循环出风舱480与冷凝器舱470之间的通孔，或同时封闭风扇舱450与冷凝器舱470、以及第二风道舱460与内循环出风舱480之间的通孔。

本申请中，机柜空调装置可以控制同轴风门部件500中的电机通电，通过驱动中心轴带动两个风门转动，让部分的舱与舱之间的通孔导通，让另一部分的舱与舱之间的通孔封闭，实现机柜空调装置开启制冷模式或开启制热模式。具体为：

结合图4所示，电机通电后，两个风门在电机的驱动下进入第一工作状态，此时上风门将蒸发器舱410与外循环出风舱420、以及风道舱430与风扇舱440之间的通孔封闭，而蒸发器舱410与风扇舱440、以及外循环出风舱420与第一风道舱430之间的通孔导通；下风门将封闭风扇舱450与第二风道舱460、以及内循环出风舱480与冷凝器舱470之间的通孔封闭，而风扇舱450与冷凝器舱470、以及第二风道舱460与内循环出风舱480之间的通孔导通。

结合图5和图6所示，内循环气流走向为：机柜内部的气体通过内循环风扇260从内循环进风口441吸入风扇舱440中，再通过蒸发器舱410与风扇舱440之间的通孔，进入蒸发器舱410中；内部的高温气体通过与蒸发器250中低温低压的制冷剂进行热交换，将机柜内部的气体中的热量传递到制冷剂中，可以降低机柜内部的气体，再通过蒸发器舱410与第二风道舱460之间的通风口，进入第二风道舱460；冷却后的内部气体通过第二风道舱460与内循环出风舱480之间的通孔，进入内循环出风舱480中，再从内循环出风舱480上的内循环出风口481吸入机柜内部，实现降低机柜内部的温度。

外循环气流走向为：机柜外部的气体通过外循环风扇270从外循环进风口451吸入风扇舱450中，再通过风扇舱450与冷凝器舱470之间的通孔，进入冷凝器舱470中；外部的低温气体通过与冷凝器230中升温后的高温高压制冷剂进行热交换，将制冷剂中的热量传递到机柜外部的气体中，可以降低制冷剂的温度，提高机柜外部的气体，再通过第一风道舱430与冷凝器舱470之间通风口，进入第一风道舱430；升温后的外部气体通过外循环出风舱420与第一风道舱430之间的通孔，进入外循环出风舱420中，再从外循环出风舱420上的外循环出风口421吹出机柜外部，实现将机柜内部的热量带出机柜外部。

结合图7所示，电机通电后，两个风门在电机的驱动下进入第二工作状态，此时上风门将蒸发器舱410与风扇舱440、以及外循环出风舱420与第一风道舱430之间的通孔封闭，而蒸发器舱410与外循环出风舱420、以及风道舱430与风扇舱440之间的通孔导通；下风门将封闭风扇舱450与冷凝器舱470、以及第二风道舱460与内循环出风舱480之间的通孔封闭，而风扇舱450与第二风道舱460、以及内循环出风舱480与冷凝器舱470之间的通孔导通。

结合图8和图9所示，外循环气流走向为：机柜外部的气体通过外循环风扇270从外循环进风口451吸入风扇舱450中，再通过风扇舱450与第二风道舱460之间的通孔，进入第二风道舱460；机柜外部的气体通过蒸发器舱410与第二风道舱460之间的通风口，进入蒸发器舱410中，通过与蒸发器250中低温低压的制冷剂进行热交换，可以将机柜外部的气体中的热量传递到制冷剂中，升高制冷剂的温度，降低机柜外部的气体温度；冷却后的外部气体通过蒸发器舱410与外循环出风舱420之间的通孔，进入外循环出风舱420中，再从外循环出风舱420上的外循环出风口421吹出机柜外部，实现将机柜内部的热量带入机柜外部。

内循环气流走向为：机柜内部的气体通过内循环风扇260从内循环进风口441吸入风扇舱440中，再通过风道舱430与风扇舱440之间的通孔，进入风道舱430中；风道舱430中的内部气体通过第一风道舱430与冷凝器舱470之间通风口，进入冷凝器舱470中；内部的气体通过与冷凝器230中高温高压的制冷剂进行热交换，可以将制冷剂中的热量传递到机柜内部的气体中，升高内部的气体的温度；升温后的内部气体通过冷凝器舱470与内循环出风舱480之间的通孔，进入内循环出风舱480中，再从内循环出风舱480上的内循环出风口481吸入机柜内部，实现提高机柜内部的温度。

因此，当电机驱动两个风门进入第一工作状态时，此时机柜空调装置启动的是制冷工作模式，当电机驱动两个风门进入第二工作状态时，此时机柜空调装置启动的是制热工作模式。

结合图10所示，机柜空调装置1000包括处理器1001、温度传感器1002和同轴风门部件1003。其中，处理器1001、温度传感器1002和同轴风门部件1003可以通过数据总线连接在一起。

处理器1001可以为通用处理器或者专用处理器。例如，处理器1001可以包括微控制单元(microcontroller unit，MCU)和/或基带处理器。其中，基带处理器可以用于处理通信数据，MCU可以用于实现相应的控制和处理功能，执行软件程序，处理软件程序的数据。示例性地，处理器1001可以接收温度传感器1002上报的温度数据，该温度数据包括机柜内部的温度，然后根据温度数据，判断是否超过启动制冷模式或制热模式的预设温度。

如果温度传感器1002上报的温度超过启动制冷模式的预设温度时，则处理器1001向同轴风门部件1003发送第一控制指令，让同轴风门部件1003中的电机驱动两个风门进入第一工作状态，从而实现降低机柜内部的温度，具体实现过程详见图4-图6和上述描述的对应技术方案；如果温度传感器1002上报的温度低于启动制热模式的预设温度时，则处理器1001向同轴风门部件1003发送第二控制指令，让同轴风门部件1003中的电机驱动两个风门进入第二工作状态，从而实现升高机柜内部的温度，具体实现过程详见图7-图9和上述描述的对应技术方案；如果温度传感器1002上报的温度处于启动制热模式的预设温度与启动制冷模式的预设温度之间，则处理器1001无需向同轴风门部件1003发送控制指令。

本申请实施例中，可以将机柜空调装置的壳体划分成8个舱，依次为蒸发器舱410、外循环出风舱420、第一风道舱430、风扇舱440、风扇舱450、第二风道舱460、冷凝器舱470、内循环出风舱480，并在各个舱之间设置通孔，在风扇舱440、风扇舱450、外循环出风舱420和内循环出风舱480的处在壳体400上设置进出风口，在蒸发器舱410与第二风道舱460之间、第一风道舱430与冷凝器舱470之间设置通风口，最后在壳体400中心位置设置上安装一个同轴风门部件500，通过控制同轴风门部件500中的电机转动，实现机柜空调装置启动制冷工作模式或制热工作模式，通过设计壳体400的结构，不需要增加太多的部件，即可达到制冷制热功能，可以降低整个机柜空调装置的复杂性，同时可以降低机柜空调装置的成本。

本申请实施例中还提供了一种机柜，该机柜中包括至少一个如图4-图10和上述对应保护方案中记载的空调机柜装置，且该空调机柜装置包括如图4-图10和上述对应保护方案中记载的空调机柜系统，因此该机柜具有该空调机柜装置和空调机柜系统的所有或至少部分优点。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。

最后说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例中技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种机柜空调系统，其特征在于，包括：

制冷剂循环回路(20)，用于使制冷剂循环；

外循环气流回路(10)用于使机柜外部的气体与所述制冷剂进行热交换，升高所述机柜外部的气体的温度或降低所述机柜外部的气体的温度；

内循环气流回路(30)，用于使机柜内部的气体与所述制冷剂进行热交换，升高所述机柜内部的气体的温度或降低所述机柜内部的气体的温度；

其中，所述机柜外部的气体的热量通过所述制冷剂，传递到所述机柜内部的气体上；所述机柜内部的气体的热量通过所述制冷剂，传递到所述机柜外部的气体上。

2.根据权利要求1所述的机柜空调系统，其特征在于，所述制冷剂循环回路包括冷凝器(230)和蒸发器(250)，所述冷凝器与所述蒸发器串联，

所述冷凝器，用于将所述制冷剂与所述机柜内部的气体或所述机柜外部的气体进行热交换，降低所述制冷剂的温度；

所述蒸发器，用于将所述制冷剂与所述机柜内部的气体或所述机柜外部的气体进行热交换，升高所述制冷剂的温度。

3.根据权利要求2所述的机柜空调系统，其特征在于，所述制冷剂从所述冷凝器流入所述蒸发器。

4.根据权利要求2或3所述的机柜空调系统，其特征在于，所述制冷剂循环回路还包括节流阀(240)，串联在所述冷凝器与所述蒸发器之间，用于控制流入所述蒸发器中的所述制冷剂的温度。

5.根据权利要求2-4所述的机柜空调系统，其特征在于，所述制冷剂循环回路还包括压缩机(220)，串联在所述冷凝器和所述蒸发器之间，用于将气态制冷剂加压成高温高压的气态制冷剂。

6.根据权利要求2-5所述的机柜空调系统，其特征在于，所述制冷剂循环回路还包括气液分离装置(210)，串联在所述压缩机和所述蒸发器之间，用于分离出气态的制冷剂。

7.根据权利要求2-6任意一项所述的机柜空调系统，其特征在于，所述内循环气流回路包括第一风扇(260)，用于将所述机柜内部的气体吹入到所述冷凝器与所述蒸发器所处的空间进行热交换，并将所述机柜内部的气体排入机柜内部。

8.根据权利要求2-6任意一项所述的机柜空调系统，其特征在于，所述外循环气流回路包括第二风扇(270)，用于将所述机柜外部的气体吹入到所述冷凝器与所述蒸发器所处的空间进行热交换，并将所述机柜外部的气体排出机柜外部。

9.一种机柜空调装置，其特征在于，包括：

权利要求1-8所述的机柜空调系统，

壳体(400)，包括蒸发器舱(410)、外循环出风舱(420)、第一风道舱(430)、第一风扇舱(440)、第二风扇舱(450)、第二风道舱(460)、冷凝器舱(470)和内循环出风舱(480)，且所述蒸发器舱与所述外循环出风舱、所述外循环出风舱与所述第一风道舱、所述第一风道舱与所述第一风扇舱、所述蒸发器舱与所述第一风扇舱、所述第二风扇舱与所述第二风道舱、所述第二风道舱与所述内循环出风舱、所述内循环出风舱与所述冷凝器舱、以及所述第二风扇舱与所述冷凝器舱之间设置有通孔，所述蒸发器舱与所述第二风道舱之间、以及所述第一风道舱与所述冷凝器舱之间设置有通风口；

其中，所述蒸发器舱内设置有蒸发器，所述外循环出风舱设置有与机柜外部导通的外循环出风口，所述第一风扇舱设置有外循环进风口，且内部设置有第一风扇，所述第二风扇舱设置有内循环进风口，且内部设置有第二风扇，所述冷凝器舱内设置有冷凝器，所述内循环出风舱设置有与机柜内部导通的内循环出风口；

同轴风门部件(500)，设置在所述壳体的中心位置，用于控制所述蒸发器舱与所述第一风扇舱、所述外循环出风舱与所述第一风道舱、所述第二风道舱与所述内循环出风舱、以及所述第二风扇舱与所述冷凝器舱之间的通孔处于导通状态，或控制所述蒸发器舱与所述外循环出风舱、所述第一风道舱与所述第一风扇舱、所述第二风扇舱与所述第二风道舱、以及所述内循环出风舱与所述冷凝器舱之间的通孔处于导通状态。

10.根据权利要求9所述的机柜空调装置，其特征在于，所述同轴风门部件包括一个电机、一个中心轴和两个风门，所述两个风门设置在所述中心轴的两端，所述中心轴设置在所述电机上；

当所述电机通电时，通过驱动所述中心轴转动，带动所述两个风门封闭所述蒸发器舱与所述第一风扇舱、所述外循环出风舱与所述第一风道舱、所述第二风道舱与所述内循环出风舱、以及所述第二风扇舱与所述冷凝器舱之间的通孔，或封闭所述蒸发器舱与所述外循环出风舱、所述第一风道舱与所述第一风扇舱、所述第二风扇舱与所述第二风道舱、以及所述内循环出风舱与所述冷凝器舱之间的通孔。

11.根据权利要求9或10所述的机柜空调装置，其特征在于，所述气液分离装置设置在所述第一风道舱430和所述第二风道舱中的一个舱中，所述压缩机设置在所述第一风道舱和所述第二风道舱460中的另一个舱中。

12.根据权利要求9-11任意一项所述的机柜空调装置，其特征在于，所述外循环出风口和所述外循环进风口位于所述壳体的同一侧面上。

13.根据权利要求9-12任意一项所述的机柜空调装置，其特征在于，所述内循环出风口和所述内循环进风口位于所述壳体的同一侧面上。

14.一种机柜，其特征在于，包括至少一个如权利要求9-13所述的机柜空调装置。

Images