CN203385116U

CN203385116U - 热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统

Info

Publication number: CN203385116U
Application number: CN201320410579.XU
Authority: CN
Inventors: 黄翔; 宋姣姣; 范坤
Original assignee: Xian Polytechnic University
Current assignee: Xian Polytechnic University
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2023-07-10

Abstract

本实用新型公开的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，包括有两级蒸发冷却与机械制冷联合空调，两级蒸发冷却与机械制冷联合空调的送风口b通过送风管与机器小环境下部的多个送风口连通，每个送风口的上部都设置有吸液芯型热管换热器，两级蒸发冷却与机械制冷联合空调的回风口b还通过回风管与机房吊顶处的回风口a连接。本实用新型的空调系统，使机器小环境产生的热量能及时散发到周围大环境中，同时满足机房大环境有良好的气流组织和适宜的环境参数，提高了机房空调的冷却效率。

Description

热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统

技术领域

本实用新型属于空调制冷设备技术领域，涉及一种热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，具体涉及一种机房大小环境用热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统。

背景技术

计算机、数据处理机和程控交换机在运行的过程中，常常需要使用空气处理机组进行全年供冷，才能保证其正常运行，这样会造成机房空调能耗较大。

据统计，机房中空调系统的用电量占整个机房的40%，采用蒸发冷却空调可以节省机房的能耗；与此同时，机房内设备集中区域显热量大、潜热量小，形成机器小环境；而其余区域形成机房大环境，机房大环境空调和机器小环境空调可以合二为一，也可以独立设置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，使机器小环境产生的热量能及时散发到周围大环境中，同时满足机房大环境有良好的气流组织和适宜的环境参数，提高了机房空调的冷却效率。

本实用新型所采用的技术方案是，热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，包括有设置于机房外部的两级蒸发冷却与机械制冷联合空调，两级蒸发冷却与机械制冷联合空调的送风口b通过送风管与机房大环境地面上的多个送风口a连接，每个送风口a的上部都设置有吸液芯型热管换热器，机房大环境的吊顶处设置有回风口a，回风口a通过回风管分别与排风管、风管连接，风管与两级蒸发冷却与机械制冷联合空调的回风口b连接。

本实用新型的特点还在于，

风管上设置有控制阀；排风管的端口处设置有排风机；风口a设置于机房大环境内。

两级蒸发冷却与机械制冷联合空调，包括有空调壳体，空调壳体相对的两侧壁上分别设置有新风口、送风口b，空调壳体内按新风进入方向依次设置有过滤器、风机、叉流式露点间接蒸发冷却器、机械制冷表冷器及直接蒸发冷却器，风机上部对应的空调壳体顶壁上设置有回风口b，叉流式露点间接蒸发冷却器上部设置有挡水板a，挡水板a对应的空调壳体顶壁上设置有排风口。

新风口处设置有风阀；

风机是轴流风机或离心风机，风机上设置有变频器。

叉流式露点间接蒸发冷却器，包括有叉流式露点式换热器，叉流式露点式换热器的上部设置有布水器，叉流式露点式换热器的下部设置有蓄水池，蓄水池通过水管与布水器连接，水管上设置有水泵。

叉流式露点间接蒸发冷却器的蓄水箱内设置有水过滤器；叉流式露点间接蒸发冷却器的水泵为离心水泵、螺杆水泵或真空水泵。

叉流式露点式换热器的结构，包括有相对设置的芯体a和芯体b，芯体a上设置有多个水平流向的干通道，芯体a下部的水平流向的干通道内都设置有多个孔，芯体b上设置有多个垂直流向的湿通道。

直接蒸发冷却器，包括有填料，填料的上部设置有布水器，填料和布水器的一侧设置有挡水板b，填料和挡水板b的下部设置有蓄水池，蓄水池通过供水管与布水器连接，供水管上设置有水泵。

直接蒸发冷却器的蓄水箱内设置有水过滤器；直接蒸发冷却器的水泵为离心水泵、螺杆水泵或真空水泵。

吸液芯型热管换热器，包括有热管壳体，热管壳体一端设置有端盖，热管壳体内设置有中心通道，中心通道的外侧与热管壳体的管壁之间设置有吸液芯；

吸液芯型热管换热器分为蒸发端和冷凝端，吸液芯型热管换热器的蒸发端设置于机器小环境内，冷凝端设置于机房大环境中；

热管壳体外表面设置有波纹；吸液芯是紧贴热管壳体管壁的单层网芯、多层网芯、烧结粉末管芯、轴向槽道式管芯或组合管芯。

本实用新型的有益效果在于：

1）本实用新型的空调系统中，蒸发冷却空调能辅助机械制冷，减少温室效应的产生和臭氧层的破坏，具有环保的特点；

2）本实用新型的空调系统中，大环境用蒸发冷却和机械制冷空调机组，机器小环境设置热管换热器，使得机器小环境具备良好的散热工艺，同时机房大环境有适宜的环境参数，达到高效、经济、节能的效果；

3）本实用新型的空调系统中设置有吸液芯型热管换热器，具有很高的导热性、优良的等温性，小温差下的大传热能力，且为空心管、重量比实心管轻，不需要外部动力，维修量小的特点；

4）本实用新型的空调系统中设置叉流式露点间接蒸发冷却器，能冷却空气到接近露点温度，实现能量的梯级利用，具有结构紧凑、体积较小、耗能较低的特点；

5）本实用新型的空调系统中设置一台压入式风机，减少了能耗，进一步达到节能效果。

6）本实用新型的空调系统中，将通风技术与空调技术相结合，采用下送上回的通风方式，实现了先冷机器小环境、后冷机房大环境，提高冷风利用率，增大了送风量，合理化了机房特殊的气流组织。

附图说明

图1是本实用新型的空调系统的主视结构图；

图2是本实用新型的空调系统中两级蒸发冷却与机械制冷联合空调的结构示意图；

图3是本实用新型的空调系统中吸液芯型热管换热器的结构示意图；

图4是本实用新型的空调系统中叉流式露点间接蒸发冷却器芯体的结构示意图。

图中，1.两级蒸发冷却与机械制冷联合空调，2.吸液芯型热管换热器，3.送风口a，4.回风口a，5.机器小环境，6.回风口b，7.风管，8.送风口b，9.挡水板a，10.排风机，11.新风口，12.过滤器，13.风机，14.叉流式露点间接蒸发冷却器，15.机械制冷表冷器，16.直接蒸发冷却器，17.水平流向的干通道，18.垂直流向的湿通道，19.孔，20.送风管，21.吸液芯，22.热管壳体，23.端盖，24.风阀，25.挡水板b，26.中心通道，27.回风管，28.排风管，29.芯体a，30.芯体b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其结构如图1所示，包括有设置于机房外部的两级蒸发冷却与机械制冷联合空调1，两级蒸发冷却与机械制冷联合空调1的送风口b8通过送风管20与机房大环境地面上的多个送风口a3连接，每个送风口a3的上部都设置有吸液芯型热管换热器2，机房大环境的吊顶处设置有回风口a4，回风口a4通过回风管27分别与排风管28、风管7连接，风管7与两级蒸发冷却与机械制冷联合空调1的回风口b6连接。

风管7上设置有控制阀；排风管28的端口处设置有排风机10。

送风口a3设置于机房大环境内。

两级蒸发冷却与机械制冷联合空调1，其结构如图2所示，包括有空调壳体，空调壳体相对的两侧壁上分别设置有新风口11、送风口b8，空调壳体内按新风进入方向依次设置有过滤器12、风机13、叉流式露点间接蒸发冷却器14、机械制冷表冷器15及直接蒸发冷却器16，风机13上部对应的空调壳体顶壁上设置有回风口b6，叉流式露点间接蒸发冷却器14上部设置有挡水板a9，挡水板a9对应的空调壳体顶壁上设置有排风口。

新风口11处设置有风阀24；风机13是轴流风机或离心风机，风机13上可设置变频器。

叉流式露点间接蒸发冷却器14，如图2所示，包括有叉流式露点式换热器，叉流式露点式换热器的上部设置有布水器，叉流式露点式换热器的下部设置有蓄水池，蓄水池通过水管与布水器连接，水管上设置有水泵。

直接蒸发冷却器16，包括有填料，填料的上部设置有布水器，填料和布水器的一侧设置有挡水板b25，填料和挡水板b25的下部设置有蓄水池，蓄水池通过供水管与布水器连接，供水管上设置有水泵。

叉流式露点间接蒸发冷却器14和直接蒸发冷却器16中采用的水泵是离心水泵、螺杆水泵或真空水泵中的一种；叉流式露点间接蒸发冷却器14和直接蒸发冷却器16的蓄水池中都采用水过滤器。

吸液芯型热管换热器2，其结构如图3所示，包括有热管壳体22，热管壳体22一端设置有端盖23，热管壳体22内设置有中心通道26，中心通道26的外侧与热管壳体22的管壁之间设置有吸液芯21。

吸液芯型热管换热器2位于送风口a3之上，吸液芯型热管换热器2分为蒸发端和冷凝端，吸液芯型热管换热器2的蒸发端设置于机器小环境5内，冷凝端设置于机房大环境中。

其中，热管壳体22采用铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢或无缝钢制备而成，热管壳体22的形状为标准的圆形或异型结构，比如：椭圆形、正方形、矩形或扁平形；热管壳体22外部表面还可设置波纹；吸液芯21可以是紧贴热管壳体22管壁的单层网芯、多层网芯、烧结粉末管芯、轴向槽道式管芯或组合管芯。

本实用新型的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统将吸液芯型热管换热器2、两级蒸发冷却与机械制冷联合空调1以及下送上回的通风方式结合。两级蒸发冷却与机械制冷联合空调1通过送风管20与机房大环境连通。

本实用新型的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统中，应用两级蒸发冷却与机械制冷联合空调1，其中的叉流式露点间接蒸发冷却器14可以将空气冷却至接近其露点温度，实现能量的梯级利用；叉流式露点间接蒸发冷却器14结构紧凑、能耗较低；同时与吸液芯型热管换热器2结合，吸液芯型热管换热器2具有很高的导热性、优良的等温性，小温差下的大传热能力，且吸液芯型热管为空心管，重量比实心管轻，不需要外部动力，维修量小。

本实用新型的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其风系统工作过程如下：

在机房全年供冷运行，为机房大环境供冷和机器小环境5供冷；

机房大环境供冷：

在夏季，当室内空气状态点在室外空气状态点左侧时，开启叉流式露点间接蒸发冷却器14与机械制冷表冷器15的处理方式；当室内空气状态点在室外空气状态点的右侧时，开启叉流式露点间接蒸发冷却器14与直接蒸发冷却器16的处理方式（即此状态下，可省去机械制冷表冷器15）；

在过渡季节，采用开启叉流式露点间接蒸发冷却器14与直接蒸发冷却器16的处理方式；

在冬季，开启直接蒸发冷却器16的处理方式，处理后的空气经送风口a3由送风管20送入机房大环境内，满足其适宜的温湿度需求，最后通过排风管28一部分排至室外，还有一部分用作回风。

在两级蒸发冷却与机械制冷联合空调1中，核心部件是叉流式露点间接蒸发冷却器14、机械制冷表冷器15和直接蒸发冷却器16三部分，叉流式露点间接蒸发冷却器14在夏季处理的一次空气为新回风混合或者全回风；在过渡季节为全新风；在冬季为新回风混合。

叉流式露点式换热器，其结构如图4所示，包括有相对设置的芯体a29和芯体b30，芯体a29上设置有多个水平流向的干通道17，芯体a29下部的水平流向的干通道17内都设置有多个孔19，芯体b30上设置有多个垂直流向的湿通道18。一次空气通过芯体a29上部水平流向的干通道17，而二次空气是芯体a29下部的一次空气通过水平流向的干通道17上的干通道穿向湿通道的孔19到达芯体b30上垂直流向的湿通道18，与水进行热湿交换，最终由风机13送入室内。

机器小环境5供冷，全年运行吸液芯型热管换热器2，吸液芯型热管换热器2的蒸发端位于机器小环境5中，吸液芯21内的工作液体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道26流向冷凝端，冷凝端位于机房大环境中凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液体回流到蒸发端。这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从加热端传到散热端。

本实用新型的热管式换热型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其水系统工作过程如下：

在叉流式露点间接蒸发冷却器14中，蓄水池中的循环水通过水泵送到布水器喷淋至叉流式露点间接蒸发冷却器14的垂直流向的湿通道，最后通过喷淋回到蓄水池。

在直接蒸发冷却器16中，蓄水池中的循环水通过水泵送到布水器喷淋至填料上方，最后通过喷淋回到蓄水池中。

Claims

1.热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，包括有设置于机房外部的两级蒸发冷却与机械制冷联合空调（1），所述两级蒸发冷却与机械制冷联合空调（1）的送风口b（8）通过送风管（20）与机房大环境地面上的多个送风口a（3）连接，所述每个送风口a（3）的上部都设置有吸液芯型热管换热器（2），所述机房大环境的吊顶处设置有回风口a（4），所述回风口a（4）通过回风管（27）分别与排风管（28）、风管（7）连接，所述风管（7）与所述两级蒸发冷却与机械制冷联合空调（1）的回风口b（6）连接。

2.根据权利要求1所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述风管（7）上设置有控制阀；所述排风管（28）的端口处设置有排风机（10）；所送风口a（3）设置于机房大环境内。

3.根据权利要求1所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述两级蒸发冷却与机械制冷联合空调（1），包括有空调壳体，所述空调壳体相对的两侧壁上分别设置有新风口（11）、送风口b（8），所述空调壳体内按新风进入方向依次设置有过滤器（12）、风机（13）、叉流式露点间接蒸发冷却器（14）、机械制冷表冷器（15）及直接蒸发冷却器（16），所述风机（13）上部对应的空调壳体顶壁上设置有回风口b（6），所述叉流式露点间接蒸发冷却器（14）上部设置有挡水板a（9），所述挡水板a（9）对应的空调壳体顶壁上设置有排风口。

4.根据权利要求3所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述新风口（11）处设置有风阀（24）；

所述风机（13）是轴流风机或离心风机，所述风机（13）上设置有变频器。

5.根据权利要求3所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述叉流式露点间接蒸发冷却器（14），包括有叉流式露点式换热器，所述叉流式露点式换热器的上部设置有布水器，所述叉流式露点式换热器的下部设置有蓄水池，所述蓄水池通过水管与所述布水器连接，所述水管上设置有水泵。

6.根据权利要求5所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述叉流式露点间接蒸发冷却器（14）的蓄水箱内设置有水过滤器；所述叉流式露点间接蒸发冷却器（14）的水泵为离心水泵、螺杆水泵或真空水泵。

7.根据权利要求3所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述叉流式露点式换热器的结构，包括有相对设置的芯体a（29）和芯体b（30），芯体a（29）上设置有多个水平流向的干通道（17），芯体a（29）下部的水平流向的干通道（17）内都设置有多个孔（19），芯体b（30）上设置有多个垂直流向的湿通道（18）。

8.根据权利要求3所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述直接蒸发冷却器（16），包括有填料，所述填料的上部设置有布水器，所述填料和布水器的一侧设置有挡水板b（25），所述填料和挡水板b（25）的下部设置有蓄水池，所述蓄水池通过供水管与所述布水器连接，所述供水管上设置有水泵。

9.根据权利要求8所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述直接蒸发冷却器（16）的蓄水箱内设置有水过滤器；所述直接蒸发冷却器（16）的水泵为离心水泵、螺杆水泵或真空水泵。

10.根据权利要求1所述的热管热控制型蒸发冷却-机械制冷联合空调系统，其特征在于，所述吸液芯型热管换热器（2），包括有热管壳体（22），所述热管壳体（22）一端设置有端盖（23），所述热管壳体（22）内设置有中心通道（26），所述中心通道（26）的外侧与热管壳体（22）的管壁之间设置有吸液芯（21）；

所述吸液芯型热管换热器（2）分为蒸发端和冷凝端，所述吸液芯型热管换热器（2）的蒸发端设置于机器小环境（5）内，所述冷凝端设置于机房大环境中;

所述热管壳体（22）外表面设置有波纹；所述吸液芯（21）是紧贴热管壳体（22）管壁的单层网芯、多层网芯、烧结粉末管芯、轴向槽道式管芯或组合管芯。