CN202304053U

CN202304053U - 数据机房空调系统双冷凝器节能装置

Info

Publication number: CN202304053U
Application number: CN2011204077358U
Authority: CN
Inventors: 韩超; 董陈卫; 徐越
Original assignee: SHANGHAI AIR-SYS AIR CONDITIONER SYSTEM SERVICE Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI AIR-SYS AIR CONDITIONER SYSTEM SERVICE Co Ltd
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-10-24

Abstract

一种数据机房空调系统双冷凝器节能装置，包括恒温恒湿室内空调机组、室外风冷冷凝机组、壳管式水冷冷凝器、闭式冷却塔、冷却水循环水泵、冷却水管路系统、控制系统。壳管式水冷冷凝器的氟管路通过其进气管串联接到风冷冷凝器后面的出液管，壳管式水冷冷凝器通过其出液管连接到恒温恒湿室内空调机组中的膨胀阀，壳管式水冷冷凝器通过其进水管、出水管分别连接到闭式冷却塔的出水管和进水管上。机组运行时水冷冷凝器的冷凝压力受环境温度波动影响小，冷凝压力稳定，压缩机运行平稳、可靠。本实用新型专适用于内部设备发热量大，全年需要运行制冷，有恒温恒湿要求的数据机房风冷型恒温恒湿空调系统，且风冷冷凝室外机组安装集中的应用场所。

Description

数据机房空调系统双冷凝器节能装置

技术领域

本实用新型涉及空调系统节能技术在数据机房中的应用，具体是一种数据机房空调系统双冷凝器节能装置。

背景技术

目前数据机房使用的空调系统都是单一恒温恒湿空调机组，即恒温恒湿空调机组分为风冷型或水冷型机组。

以数据机房采用风冷型恒温恒湿机房空调为例，由于机组配置密度大，风冷冷凝器安装集中，存在风冷冷凝器气流短路现象，夏季室外温度较高时空调设备运行不稳定，经常高压报警，且运行能耗高。另外，部分场合室外冷凝风机运转噪音大，扰乱附近居民的正常生活。

如图1所示的目前数据机房通常使用的风冷型恒温恒湿空调机组结构示意图，该机组主要包括：恒温恒湿室内空调机组（简称室内机组1）和室外冷凝机组2。室内机组内主要部件为：涡旋压缩机13、蒸发器14、膨胀阀15、送风机16、加湿器17、电加热器18等。室内机组1与室外机组2之间由进气管71和出液管72连接。室外机组内有风冷冷凝器7和冷凝风机8。风冷冷凝器7向大气环境释放热量。蒸发器14通过送风机16向数据机房100空调区域吸收热量，向空调区域提供低温的空气环境为数据设备降温。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的风冷型恒温恒湿机组的改进，提供了一种数据机房空调系统双冷凝器节能装置，在室外温度较高的季节利用水冷冷凝器运行制冷比利用风冷冷凝器运行制冷能效高，运行能耗相对低来实现节能。本实用新型不但解决了风冷型恒温恒湿空调机组的集中安装时风冷冷凝器气流短路现象，夏季室外温度较高时空调设备运行不稳定，经常高压报警，且运行能耗高的问题，还解决了部分场合室外冷凝风机运转噪音大，扰乱附近居民的正常生活的问题。降低了原有系统的故障率，有良好的社会效益和经济效益。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：该双冷凝器节能装置包括恒温恒湿室内空调机组、室外风冷冷凝机组、壳管式水冷冷凝器、闭式冷却塔、冷却水循环水泵、冷却水管路系统、控制系统。所述恒温恒湿室内空调机组内部包括有蒸发器、压缩机、电加热器、加湿器和送风机。恒温恒湿室内空调机组、室外风冷冷凝机组分别安装于数据机房的室内和室外。闭式冷却塔安装于数据机房室外通风良好的区域。所述冷却水循环水泵安装于壳管式水冷冷凝器和闭式冷却塔之间的冷却水管路系统上。壳管式水冷冷凝器的氟管路通过其进气管串联接到风冷冷凝器后面的出液管，壳管式水冷冷凝器通过其出液管连接到恒温恒湿室内空调机组中的膨胀阀，壳管式水冷冷凝器通过其进水管、出水管分别连接到闭式冷却塔的出水管和进水管上。风冷冷凝器的进气管串联接到恒温恒湿空调机组中的压缩机的出口。

本实用新型是在现有技术风冷型恒温恒湿空调系统基础增加了壳管式水冷冷凝器、闭式冷却塔、冷却水循环水泵、冷却水管路系统和控制系统，从原来空调系统仅有单一的风冷式冷凝器变成为风冷式冷凝器和壳管式水冷冷凝器并存的双冷凝器恒温恒湿空调系统，由此解决了机房空调节能中存在的以下难题：数据机房采用风冷型恒温恒湿机房空调，由于机组配置密度大，风冷冷凝器安装集中，存在风冷冷凝器气流短路现象，夏季室外温度较高时空调设备运行不稳定，经常高压报警，且运行能耗居高不下。另外，部分场合室外冷凝风机运转噪音大，扰乱附近居民的正常生活。

当风冷冷凝室外机组集中安装时，夏季室外温度较高时，由于气流短路，风冷冷凝室外机组周围环境温度达到39℃以上，而壳管式水冷冷凝器的进水温度只有30℃，这种情况下壳管式水冷冷凝器运行制冷比风冷冷凝器运行制冷，机组运行能效比提高20%左右，相同制冷量情况下机组压缩机的运行能耗降低20%左右，故夏季壳管式水冷冷凝器运行制冷节能。当过渡季节和冬季风冷冷凝器运行制冷时机组能效比反而高，故过渡季节和冬季机组风冷冷凝器运行制冷。根据季节转换和气温变化采用不同的冷凝器制冷运行，机组始终在最高的能效比运行，充分体现在双冷凝器恒温恒湿空调系统的节能优势。冷却塔水温控制系统根据室外环境温度和相对湿度的变化以及空调机组负荷变化调整冷却塔出水温度保持在一个稳定范围内。恒定冷却水温度范围，保证机组运行在最高效率，也可以提升系统能效，实现节能降耗。夏季室外温度较高时，运行壳管式水冷冷凝器系统，消除机房空调的高压报警，降低机组故障率。机组运行时水冷冷凝器的冷凝压力受环境温度波动影响小，冷凝压力稳定，压缩机运行平稳，提高了设备运行的可靠性。

本实用新型专适用于内部设备发热量大，全年需要运行制冷，有恒温恒湿要求的数据机房风冷型恒温恒湿空调系统，且风冷冷凝室外机组安装集中的应用场所。本实用新型的应用将产生很大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为目前数据机房通常使用的风冷型恒温恒湿空调机组结构示意图。

图2为本实用新型数据机房空调系统双冷凝器节能装置的原理流程示意图。

图3是图2的局部放大图。

标记说明：室内100、室外200、恒温恒湿室内空调机组（简称：室内机组）1、涡旋压缩机13、蒸发器14、膨胀阀15、送风机16、加湿器17、电加热器18、室外风冷冷凝机组2、壳管式水冷冷凝器3、氟管路进气管31、氟管路出液管32、壳管式水冷冷凝器的进水管33、出水管34、闭式冷却塔4、闭式冷却塔的出水管41、闭式冷却塔的进水管42、冷却水循环水泵5、冷却水管路系统6、冷却水供水管路61、冷却水回水管路62、风冷冷凝器7、风冷冷凝器进气管71、风冷冷凝器出液管72、冷凝风机8。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步介绍。

如图1、图2所示，图2中恒温恒湿室内空调机组1结构与图1现有技术的结构相同，内部包括有蒸发器14、压缩机13、电加热器18、加湿器17和送风机16，它们的安装结构以及位置关系皆为现有技术。

如图2、图3所示，数据机房空调系统双冷凝器节能装置包括：恒温恒湿室内空调机组1、室外风冷冷凝机组2、壳管式水冷冷凝器3、闭式冷却塔4、冷却水循环水泵5、冷却水管路系统6、控制系统（图中不便于标示）。恒温恒湿室内空调机组1、室外风冷冷凝机组2分别安装于数据机房100的室内和室外。闭式冷却塔安装于数据机房100室外通风良好的区域。所述冷却水循环水泵5安装于壳管式水冷冷凝器3和闭式冷却塔4之间的冷却水管路系统6上，冷却水循环水泵5用于负责冷却水在壳管式水冷冷凝器3和闭式冷却塔4之间循环流动，根据实际情况冷却水循环水泵5可以安装于室内，也可以安装于室外。所述壳管式水冷冷凝器3根据机房实际情况可以安装于数据机房100内，也可以安装于数据机房外。如图3所示，壳管式水冷冷凝器3的氟管路（包括有进气管31和出液管32）通过其进气管31串联接到风冷冷凝器7后面的出液管72，壳管式水冷冷凝器3通过其出液管32连接到恒温恒湿室内空调机组1中的膨胀阀，壳管式水冷冷凝器通过其进水管33、出水管34分别连接到闭式冷却塔4的出水管41和进水管42上。风冷冷凝器7后面的进气管71串联接到恒温恒湿空调机组1中的压缩机。

上述构成的双冷凝器的恒温恒湿空调系统，当恒温恒湿空调机组1运行时，冷凝风机8不启动，高压的制冷剂气体通过壳管式水冷冷凝器3进行冷凝成高压液体。由于壳管式水冷冷凝器3内冷却水温度较低且恒定，其冷凝压力比风冷冷凝器7的冷凝压力低，提高了恒温恒湿空调机组的运行能效比，节省了恒温恒湿空调机组的运行能耗和运行费用。

将壳管式水冷冷凝器3的氟管路串联接到风冷冷凝器后面，当任何一个冷凝器有问题时均可切换至另一形式的冷凝器运行，不会影响机组的正常工作，运行安全性大幅提高。

所述闭式冷却塔4包括：冷却塔风机、喷淋水泵、换热铜管、填料、塔体、水池（图中未标示）等部件。冷却水在闭式冷却塔的换热铜管内循环流动，不与室外空气接触，冷却水水质不会受到室外空气污染。

所述冷却水管路系统6包括：冷却水供水管路61、冷却水回水管路62、过滤器（图中未标示）、阀门（图中未标示）等。

所述的控制系统（图中不便于标示）包括壳管式水冷冷凝器压力控制系统、冷却塔水温控制系统和冬季防冻系统。所述水冷冷凝器压力控制系统根据空调机组冷凝压力调整壳管式水冷冷凝器的冷却水流量。冷却塔水温控制系统根据室外环境温度和相对湿度的变化以及空调机组负荷变化调整冷却塔出水温度保持在一个稳定范围内。冬季防冻系统包括冷却水中添加防冻液和冷却塔喷淋水泵管道缠绕电伴热和冷却塔水盘配电加热防冻。

本实用新型在风冷型恒温恒湿空调系统基础增加了壳管式水冷冷凝器、闭式冷却塔、冷却水循环水泵、冷却水管路系统和控制系统，从原来空调系统仅有单一的风冷式冷凝器变成为风冷式冷凝器和壳管式水冷冷凝器并存的双冷凝器恒温恒湿空调系统。根据数据机房内已经配置的恒温恒湿空调系统的容量来确定需要配置的壳管式水冷冷凝器装置的型号。

Claims

1.一种数据机房空调系统双冷凝器节能装置，其特征在于，该双冷凝器节能装置包括恒温恒湿室内空调机组、室外风冷冷凝机组、壳管式水冷冷凝器、闭式冷却塔、冷却水循环水泵、冷却水管路系统、控制系统，所述恒温恒湿室内空调机组内部包括有蒸发器、压缩机、电加热器、加湿器和送风机，恒温恒湿室内空调机组、室外风冷冷凝机组分别安装于数据机房的室内和室外，闭式冷却塔安装于数据机房室外通风良好的区域，所述冷却水循环水泵安装于壳管式水冷冷凝器和闭式冷却塔之间的冷却水管路系统上，壳管式水冷冷凝器的氟管路通过其进气管串联接到风冷冷凝器后面的出液管，壳管式水冷冷凝器通过其出液管连接到恒温恒湿室内空调机组中的膨胀阀，壳管式水冷冷凝器通过其进水管、出水管分别连接到闭式冷却塔的出水管和进水管上，风冷冷凝器后面的进气管串联接到恒温恒湿空调机组中的压缩机。