CN203375568U - 一种机房节能空调 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种机房节能空调，包括设置于机房内的蒸发器，及设置于机房外的第一冷凝器、第二冷凝器、压缩机、中间换热器。本实用新型的机房节能空调根据机房内外温度差异灵活地选择“热管换热循环模式”、“压缩机制冷循环模式”、或者“热管换热循环与压缩机同时制冷”三种运行模式，运行模式选择过程中，没有任何机械阀门的动作，能够有效地解决机房的排热问题，并且能耗低、可靠性高、使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及机房节能空调领域，特别涉及一种机房节能空调。
背景技术
机房中由于设备发热量大，需要专门的空调设备来维持机房内的温度。目前现有的机房普遍采用舒适性空调连续运行来调控室内的温度。这种温控方式虽然能够满足机房温控的要求，但是耗能较大，造成运行成本较高。
目前已有的机房空调节能技术主要有两种：
一种是在过渡季或冬季室外气温较凉时，引入室外新风来冷却机房内的设备。这种设备可以直接利用室外自然冷源，但难以满足机房内的空气洁净度及湿度调控要求，且对机房维护结构的破坏较大。在新风系统停止工作时，存在漏风的隐患，在天气比较炎热时导致室内冷量流失。在新风系统的进、出风口处需要安置过滤网，而过滤网不仅增加了系统风阻，而且需要经常更换，维护量较大。
另一种是在过渡季或冬季室外气温较凉时，使用板式空气热交换器将室外空气的冷量引入室内。这种技术实现了室内、外空气的隔离，避免了由于直接引入室外空气而引起的空气清洁度及湿度控制问题。但由于单位面积换热量小，体积较大，需要再开设风道与换热器相连，对墙体破坏较大。由于换热器采用了蜂窝结构，空气流道容易被灰尘堵塞，因此在室外空气流道的进、出口处需要安装过滤网，维护量较大。
发明内容
针对现有技术的缺点和不足，本实用新型提供了一种机房节能空调，可以根据机房内外温度差异灵活地选择“热管换热循环模式”、“压缩机制冷循环模式”、或者“热管换热循环模式与压缩制冷循环同时制冷循环模式”三种运行模式，运行模式选择过程中，没有任何机械阀门的动作，能够有效地解决机房的排热问题，并且其能耗低、可靠性高、使用寿命长。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种机房节能空调，其特征在于，包括蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、压缩机、节流部件、中间换热器；
所述中间换热器为间壁式换热器具有第一进口、第一出口、第二进口、第二出口；
所述蒸发器的出口通过连接管与三通Ⅰ的入口连通，该三通Ⅰ的第一出口、第二出口分别与中间换热器的第一进口、第一冷凝器的进口连通；
所述蒸发器的进口通过连接管与三通Ⅱ的出口连通，该三通Ⅱ的第一入口、第二入口分别与第一冷凝器的出口、中间换热器的第一出口连通；
所述中间换热器第二出口通过连接管与压缩机吸气口连通；
所述压缩机排气口通过连接管与第二冷凝器进口连通；
所述第二冷凝器出口通过连接管与节流部件的进口连通；
所述节流部件的出口通过连接管与中间换热器第二进口连通；
所述第一冷凝器的位置高于所述蒸发器；
所述中间换热器的位置高于所述蒸发器。
优选地，所述蒸发器和所述第一、第二冷凝器均具有风机。
优选地，所述蒸发器的出口设置于其上部，其进口设置于其底部。
优选地，所述第一冷凝器的进口设置于其上部，其进口设置于其底部。
优选地，进一步包括用于测量机房内、外温度的传感器，及控制空调工作的的控制器，所述控制器根据传感器测得的温度信息控制空调的运行模式。
优选地，所述中间换热器为套管式换热器、板式换热器、或者是管壳式换热器。
优选地，所述空调的制冷剂为R22、R134a或R410A中的任意一种。
由以上技术方案可知，本实用新型的机房节能空调具有热管循环换热和压缩制冷循环换热两种换热方式，热管换热循环与压缩制冷循环中的制冷剂完全隔离，仅通过两个中间换热器进行热交换，不掺混，能够有效解决两个循环共用制冷剂而引起的流量调节难和冷冻油降低热管循环效率的问题，该技术方案通过根据机房内外温度差异灵活地选择“热管循环模式运行”、“压缩机制冷循环模式运行”、“或者热管循环模式与压缩机制冷循环模式同时运行”，运行模式切换过程中没有任何阀门的机械动作，能够有效地解决机房的排热问题，并且能耗低、可靠性高、使用寿命长。
附图说明
图1为本实用新型的机房节能空调的系统原理图。
图2为本实用新型的机房节能空调处于“热管换热循环模式”的工质循环示意图。
图3为本实用新型的机房节能空调处于“压缩制冷循环模式”的工质循环示意图。
图4为本实用新型的机房节能空调处于“热管循环模式与压缩制冷循环模式同时运行”时的工质循环示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种机房节能空调，其能耗低、可靠性高、使用寿命长。
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。
图1为本实用新型的机房节能空调的结构示意图。如图1所示，本实用新型的机房节能空调包括设置于机房19内的蒸发器1，和设置于机房19外的第一冷凝器12、第二冷凝器13，以及压缩机9、三通5和17、中间换热器4和节流部件8。
其中，三通5包括入口、第一出口和第二出口，三通17包括第一入口、第二入口和出口。
蒸发器1的出口通过连接管2与三通5的入口连通；第一冷凝器12的进口通过连接管10与三通5的第一出口连通。
蒸发器1的入口通过连接管18与三通17的出口连通；第一冷凝器12的出口通过连接管14与三通17的第一入口连通。
中间换热器4的第一入口通过连接管6与三通5的第二出口连通。
中间换热器4的第一出口通过连接管16与三通17的第二入口连通。
中间换热器4的第二出口通过连接管7与压缩机9的吸气口连通。
中间换热器4的第二入口通过连接管3与节流部件8的低压端连通。
压缩机9的排气口通过连接管11与第二冷凝器13的入口连通。
第二冷凝器13的出口通过练练管15与节流部件8的高压端连通。
其中，第一冷凝器12的整体位置应高于蒸发器1。中间换热器4的整体位置应高于蒸发器1。从而保证在第一冷凝器12或中间换热器4中凝结的液态制冷剂能够在重力作用下回流至蒸发器1中，而无需增加例如循环泵等驱动装置。
优选地，蒸发器1和第一冷凝器12、第二冷凝器13均具有风机。其中第一冷凝器12和第二冷凝器13可使用同一个风机。
优选地，本实用新型的机房节能空调进一步包括用于测量机房内、外温度的传感器（未示出）和根据该传感器的信号控制空调工作的控制器（未示出）。
当机房19外的温度低于机房19内的温度，且此温差大于某一预设数值时，例如，机房19外的温度比机房19内的温度低3℃以上时，控制器可启动蒸发器1的风机和第一冷凝器12的风机。空调采用热管换热的循环模式。
即，如图2所示的热管换热的循环模式下，由机房19内的蒸发器1及机房19外的第一冷凝器12组成分离式热管系统。机房19内为热管的吸热端，机房19外为热管的排热端。蒸发器1的上部通过连接管2、三通5及连接管10与第一冷凝器12的上部连通，蒸发器1和第一冷凝器12均带有风机，采用热管换热的方式，将机房19内的热量排放至机房19以外。
当采用热管换热的循环模式时，压缩式制冷系统关闭。蒸发器1风机启动，机房19内热空气流过蒸发器1，加热蒸发器1中的制冷剂，当温度超过工质沸点时，蒸发器1内工质沸腾，同时，空气被冷却。蒸发器1内沸腾产生的气态制冷剂，气态制冷剂如图2所示箭头A方向流动，经由连接管2、三通5、连接管10流入第一冷凝器12，第一冷凝器12带有风机，为强迫对流形式，第一冷凝器12中气态制冷剂被流过第一冷凝器12的空气冷却，凝结成液态，液态制冷剂如图2中箭头A方向，在重力的作用下，液态制冷剂从第一冷凝器12底部连接管14、三通17、连接管18流回到蒸发器1中，完成循环。
即在采用热管换热的循环模式时，由蒸发器1、连接管2、三通5、连接管10和第一冷凝器12、连接管14、三通17、连接管18组成了热管换热的循环通路。
当机房19外的温度高于机房19内的温度，或者机房19外的温度与机房19内的温度差小于预设值、且机房19内的温度超过空调的设定值时，空调启动压缩制冷循环模式。控制器启动第二冷凝器13的风机、压缩机9、节流部件8。
如图3所示的压缩制冷的循环模式下，压缩式制冷循环运行时，蒸发器1与中间换热器4的制冷剂循环如图3中箭头B方向所示，蒸发器1中的制冷剂被室内空气加热蒸发，成为蒸汽，通过连接管2、三通5、连接管6流至中间换热器4的第一入口，在中间换热器4中的被冷凝成液体，从中间换热器4的第一出口流出，流回到蒸发器1。由蒸发器1流入中间换热器4的制冷剂在4中间换热器4中冷凝释放出来的热量传递到了压缩式制冷循环中的制冷剂中，使压缩式制冷循环中的制冷剂蒸发成为蒸汽，压缩式制冷循环中的制冷剂流动方向如图3中箭头C方向所示，制冷剂蒸汽从中间换热器4的第二出口流出，通过连接管7被吸入压缩机9中进行压缩，从压缩机9出来的制冷剂成为过热蒸汽，过热蒸汽通过连接管11流入第二冷凝器13内进行冷凝，冷凝后的制冷剂，通过连接管15流至节流部件8，节流后的制冷剂成为低温低压的汽液混合物，通过连接管3，从中间换热器的第二入口流回中间换热器4中，继续蒸发吸热。
当机房19外的温度与机房19内的温度差大于预设值、且机房19内的温度超过空调的设定值时，例如，机房19内外的温差大于3℃时，虽然可以启用热管换热的循环模式，但热管换热循环模式无法满足机房的排热需求时，空调启动“热管换热循环模式与压缩制冷循环同时运行”的模式。控制器启动第一冷凝器12的风机、第二冷凝器13的风机、压缩机9、节流部件8。
如图4所示,在“热管换热循环与压缩制冷的循环同时运行”的模式下，热管换热循环的制冷剂循环如图4中的D箭头所示。蒸发器1风机启动，机房19内热空气流过蒸发器1，加热蒸发器1中的制冷剂，当温度超过工质沸点时，蒸发器1内工质沸腾，同时，空气被冷却。
蒸发器1内沸腾产生的气态制冷剂，气态制冷剂如图4所示箭头D方向流动，经由连接管2、三通5后：
气态制冷剂一部分沿D1方向由连接管10流入第一冷凝器12，第一冷凝器12带有风机，为强迫对流形式，第一冷凝器12中气态制冷剂被流过第一冷凝器12的空气冷却，凝结成液态，液态制冷剂如图4中箭头D1方向，在重力的作用下，液态制冷剂从第一冷凝器12底部连接管14、三通17、连接管18流回到蒸发器1中，完成热管换热循环；
气态制冷剂另一部分沿D2方向由连接管6流入中间换热器4的第一入口，在中间换热器4中被压缩制冷循环的工质冷凝成为液态工质，有中间换热器的第一出口流出，流回至蒸发器中。这部分制冷剂的放出的热量被中间换热器4中的压缩制冷循环的制冷剂吸收，压缩制冷循环的制冷剂循环如图4中的C所示。
优选地，中间换热器4可以为套管式换热器、板式换热器、或者是管壳式换热器。
优选地，所述空调的制冷剂为R22、R134a或R410A中的任意一种，制冷剂为选择其中一种单一使用，也可以混合使用。热管换热循环模式与压缩制冷循环模式中所使用的制冷剂完全隔离，仅通过两个中间换热器进行热交换，不掺混，因此能够有效解决两个循环共用制冷剂而引起的流量调节难的问题。
由以上技术方案可知，本实用新型的机房节能空调具有热管换热和压缩制冷循环换热两种换热方式，通过根据机房内外温度差异灵活地选择其中一种换热方式，能够有效地解决机房的排热问题，并且能耗低、可靠性高、使用寿命长。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
Claims (6)
1.一种机房节能空调，其特征在于，包括蒸发器、第一冷凝器、第二冷凝器、压缩机、节流部件、中间换热器；
所述中间换热器为间壁式换热器具有第一进口、第一出口、第二进口、第二出口；
所述蒸发器的出口通过连接管与三通Ⅰ的入口连通，该三通Ⅰ的第一出口、第二出口分别与中间换热器的第一进口、第一冷凝器的进口连通；
所述蒸发器的进口通过连接管与三通Ⅱ的出口连通，该三通Ⅱ的第一入口、第二入口分别与第一冷凝器的出口、中间换热器的第一出口连通；
所述中间换热器第二出口通过连接管与压缩机吸气口连通；
所述压缩机排气口通过连接管与第二冷凝器进口连通；
所述第二冷凝器出口通过连接管与节流部件的进口连通；
所述节流部件的出口通过连接管与中间换热器第二进口连通；
所述第一冷凝器的位置高于所述蒸发器；
所述中间换热器的位置高于所述蒸发器。
2.根据权利要求1所述的机房节能空调，其特征在于，所述蒸发器和所述第一、第二冷凝器均具有风机。
3.根据权利要求1所述的机房节能空调，其特征在于，所述蒸发器的出口设置于其上部，其进口设置于其底部。
4.根据权利要求1所述的机房节能空调，其特征在于，所述第一冷凝器的进口设置于其上部，其进口设置于其底部。
5.根据权利要求1至4任一项所述的机房节能空调，其特征在于，进一步包括用于测量机房内、外温度的传感器，及控制空调工作的的控制器，所述控制器根据传感器测得的温度信息控制空调的运行模式。
6.根据权利要求1至4任一项所述的机房节能空调，其特征在于，所述中间换热器为套管式换热器、板式换热器、或者是管壳式换热器。
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