CN201265975Y - 用于高热密度环境的空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高热密度环境的空调，包括压缩机、冷凝器、节流装置，还包括至少两个蒸发器单元并联组成的蒸发器组，其中压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组顺序连接，并通过管道连接成为循环回路。本实用新型提供一种传热效果好、蒸发温度可变的高显热比、节能、效率高的用于高热密度环境的空调系统。

Description

用于高热密度环境的空调

技术领域

本实用新型属于制冷技术领域，涉及一种空调系统，尤其涉及一种用于解决高热密度环境制冷需求的空调系统。

背景技术

伴随着数据处理速度的提升，服务器、存储设备、交换与传输设备朝着小型化、高功率密度方向发展。刀片服务器应运而生，并以其机房占用空间少，基础建设投资成本低，受到广泛关注，成为未来数据中心的发展趋势。同时随着CPU运算速度的快速提高，所需要的驱动功率也成倍增加。众所周知，提供给电子器件的所有电功率都将转化为热能，并通过制冷设备排出机房，以免机房内温度过高。机房专用空调就是为机房设备提供恒温恒湿运行环境的制冷设备。传统的室内空调机可以很好地解决低热密度且设备均匀分布的机房散热问题。但对于高热密度的环境，如刀片服务器所处的环境，该设备的大功率电子器件的密集布置，机架热密度很高，导致了机房内单位面积热负荷的急剧增加，当机房环境的热负荷超过5kW/m²，如果还采用传统方式的机房空调，就会有局部热点存在；如果传统设备通过大量的循环风带走如此多的热量，上送风机组需要采用截面积尺寸巨大的风管，下送风机组的高架地板高度则要提高很多，从而造成很多已经运行的机房无法继续使用；同时，机房专用机组必须加大送风风机的功率以保证送风风量，因而造成整个制冷系统的效率大大降低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术缺陷，而提供一种传热效果好、效率高的用于高热密度环境的空调系统。

本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种蒸发温度可变的高显热比、节能的用于高热密度环境的空调。

本实用新型通过以下技术方案来解决上述技术问题：一种用于高热密度环境的空调，包括压缩机、冷凝器、节流装置，还包括至少两个蒸发器单元并联组成的蒸发器组，其中压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组顺序连接，并通过管道连接成为循环回路。

所述节流装置后设有储液器。

在蒸发器组和压缩机吸气口之间设有压力调节装置或流量调节装置。

在压力调节装置或流量调节装置与压缩机吸气口之间设有气液分离器，储液器与气液分离器进口通过管道连接，并在二者之间的管道上设有流量调节装置。

储液器与蒸发器组入口之间设有压力传感器。

蒸发器组的每个蒸发器单元入口处都设有流量调节装置。

所述的压力调节装置为压力控制阀。

所述的流量调节装置为流量控制阀。

本实用新型采用并联的至少两个蒸发器单元组成的蒸发器组，使作为热交换部分的各个蒸发器单元贴近散热设备进行降温，蒸发器组无须占地空间，布置高度灵活，还可以根据机房的实际需要进行扩容，解决了高热密度机房的环境控制问题。并通过改变节流装置、压力调节装置或流量调节装置的开度，就可有效控制制冷工质在蒸发器中的蒸发温度，从而控制制冷系统的显热比，保证系统在高显热比工况下运行，达到了节能的目的。

本实用新型把既有制冷需求又有除湿需求的工况叫做湿工况；把只有制冷需求没有除湿需求的工况叫做干工况。本实用新型的工作模式为干工况，所需蒸发温度较高，应略高于环境空气的露点温度。制冷工质首先在压缩机中提高压力，随后在冷凝器中降温冷凝，冷凝得到的液体制冷工质通过节流装置得到蒸发温度略高于环境空气露点温度的气液混合物，节流后的制冷工质进入储液器中，其中液体部分被输送到各个蒸发器单元，向环境空间提供冷量，而气体部分通过流量调节装置或压力调节装置引到气侧平衡系统制冷工质流量，换热后的制冷工质在蒸发器组出口处汇合，通过流量调节装置或压力调节装置再次降压，进入气液分离器，分离得到的制冷工质气体回到压缩机吸气口再次循环。当环境空间整体热负荷减少，压力传感器检测到蒸发压力降低，此时需增大节流装置开度，提高蒸发压力，以防止蒸发温度过低，同时减小蒸发器组后的流量调节装置或压力调节装置的开度，对制冷工质进行再次节流。当环境空间局部热负荷减少，则需要调节相应蒸发器单元的流量调节装置或压力调节装置，减少进入该蒸发器单元的制冷剂量，反之亦然。本实用新型只需要改变节流装置、压力调节装置或流量调节装置的开度，就可有效控制制冷工质在蒸发器中的蒸发温度，从而控制制冷系统的显热比，显热比调节范围宽，工况调节范围更宽，降低了能耗，每年节省运行成本约30％。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的连接示意图；

图2是本实用新型实施例的制冷循环1gp-h图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的用于高热密度环境的空调包括压缩机101、冷凝器102，节流装置103，储液器104，压力传感器105，流量调节装置，蒸发器组，气液分离器108。其中压缩机101的出口端与冷凝器102连接，冷凝器102出口连接节流装置103，节流装置103出口连接储液器104，储液器104的出口连接压力传感器105，压力传感器105后接蒸发器组的进口端，蒸发器组由蒸发器单元106a、106b、106c、106d通过管道并联组成，蒸发器单元的设置数量不限于本实施例，可根据实际机房的需要设置不同数量，蒸发器组进口端分流成四股流路分别进入各个蒸发器单元，并分别通过蒸发器单元106a、106b、106c、106d入口处设置的流量调节装置107a、107b、107c、107d调节进入各个单元的制冷剂量，蒸发器各个单元106a、106b、106c、106d在出口处汇合后与流量调节装置107f连接，流量调节装置107f后接气液分离器108，气液分离器108的进口与储液器104之间通过管道连接，二者之间的管道上设有流量调节装置107e，气液分离器108出口与压缩机101吸气口连接，构成制冷循环系统，节流装置103为电子膨胀阀，流量调节装置107为流量控制阀，用于调节制冷工质的流量，本实施例还可以设置压力调节装置来替换流量调节装置107，压力调节装置选用压力控制阀。

如图2所示，为用于高热密度环境的空调的制冷循环1gp-h图。图中，状态1到状态2为压缩机中的绝热压缩过程，制冷工质经压缩机101压缩至一定压力；状态2到状态3为冷凝器102中的等压放热、降温冷凝过程；状态3到状态4为等焓节流过程，高压液体制冷工质进入节流装置103即电子膨胀阀进行节流，节流后的制冷工质进入储液器104，其中饱和液体通过压力传感器105后进入蒸发器组，而饱和气体通过流量调节装置107e后进入气液分离器108；状态4’到状态5为饱和液体制冷工质在蒸发器组中的等压换热过程，蒸发温度略高于环境空气的露点温度，压力传感器105用于感应蒸发压力，当系统蒸发压力过低，控制系统将增大节流装置103的开度，提高节流后制冷工质的蒸发压力，从而提高蒸发温度，反之亦然；制冷工质在蒸发器组中释放冷量后为状态5，此时的制冷工质或处于两相状态，或处于过热状态；状态5到状态6，来自蒸发器出口的制冷工质进入流量调节装置107f中再次节流，进一步降低压力，经再次降压后的制冷工质与来自储液器104的饱和气体汇合，进入气液分离器108并进行气液分离，分离得到的气体工质回到压缩机101的吸气口，开始下一个循环过程，如此周而复始循环进行。

Claims (8)

1、一种用于高热密度环境的空调，包括压缩机、冷凝器、节流装置，其特征在于，还包括至少两个蒸发器单元并联组成的蒸发器组，其中压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器组顺序连接，并通过管道连接成为循环回路。

2、根据权利要求1所述的用于高热密度环境的空调，其特征在于，所述节流装置后设有储液器。

3、根据权利要求2所述的用于高热密度环境的空调，其特征在于，在蒸发器组和压缩机吸气口之间设有压力调节装置或流量调节装置。

4、根据权利要求3所述的用于高热密度环境的空调，其特征在于，在压力调节装置或流量调节装置与压缩机吸气口之间设有气液分离器，储液器与气液分离器进口通过管道连接，并在二者之间的管道上设有流量调节装置。

5、根据权利要求4所述的用于高热密度环境的空调，其特征在于，储液器与蒸发器组入口之间设有压力传感器。

6、根据权利要求5所述的用于高热密度环境的空调，其特征在于，蒸发器组的每个蒸发器单元入口处都设有流量调节装置。

7、根据权利要求3～6任意一项所述的用于高热密度环境的空调，其特征在于，所述的压力调节装置为压力控制阀。

8、根据权利要求3～6任意一项所述的用于高热密度环境的空调，其特征在于，所述的流量调节装置为流量控制阀。

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