CN204153897U - 一种空调预冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种空调预冷装置，涉及空调换热设备的技术领域，用以解决现有空调运行负荷大、能耗高和使用寿命短的问题；该空调预冷装置包括湿帘机构、水循环机构和控制器，湿帘机构包括湿膜、淋水盘、积水盘，水循环机构包括水箱、水泵、供水管和回水管，水箱连接水泵，水泵通过供水管连接淋水盘，淋水盘下方为湿膜，湿膜底部为积水盘，积水盘通过回水管与水箱连接，供水管上设有第一电磁阀，水泵、第一电磁阀均与控制器连接；本实用新型设置在空调室外机的一侧，热空气通过湿膜与循环水进行热量交换，降低了空气的温度和增加了湿度，从而降低了空调的运行负荷和能耗，避免空调出现高温高压报警和宕机，延长空调的使用寿命。

Description

一种空调预冷装置

技术领域

本实用新型涉及空调换热设备的技术领域，特别是指一种空调预冷装置。

背景技术

在数据中心的总能耗里，IT设备的能耗占51％，通风空调系统的能耗占35％，照明及其它能耗占14％；一般地，IT设备的能耗往往取决于企业对设备本身的工作负荷需求，除此之外，环境控制系统(即通风空调系统)占有的能耗比重就相当大；因此，数据中心通风空调系统的节能优化是整个数据中心节能研究的重要组成部分。

对于数据中心的通风空调系统多采用机房专用精密空调作为冷源，空调的室内机布置在机房内部四周，空调的室外机布置在室外阳台上或建筑屋面。由于数据中心IT设备发热量较大，需要全年制冷，冷负荷需求较大，因此，对于机房精密空调的布置数量有着较高的要求，并且很多情况是2台室外机对应1台室内机；由于室外机数量较多，并且放置空间有限；所以，室外机这样集中放置于阳台或屋面上，很容易导致放置室外机的空间出现“热岛效应”，在夏季这种“热岛效应”尤为明显，通过实际测试发现，热岛区域的温度会比室外温度高10-15℃。

这种“热岛效应”的产生导致室外机回风温度进一步提高，实践证明，室外机冷凝器的进风温度每升高1℃，制冷量将降低1％，空调主机的电流会提高2％，综合计算，其能耗将多消耗3％，从而加重了主机的电耗。另外，空调室外机如果长期处于换热效率低下的状态时，会引起压缩机高负荷运转，使得压缩机的性能下降、寿命缩短；而且，压缩机的这种高负荷运转，导致运行噪音大，形成噪声污染。

“热岛效应”导致的室外机排出的热风气流组织不合理，冷热气流的流动出现彼此短路(二次热回流)，室外机回风温度进一步提高，致使冷凝温度提高，使得空调机组的能效比降低，严重时导致空调高压报警，甚至宕机，影响机房的安全运行。调查和研究表明，现有运营商数据中心均出现过空调宕机现象，以业务量较大的地区尤为突出，例如：北京、上海、广东和山东等地。

现有解决空调高温高压报警、宕机问题的方法主要有以下两种：(1)人工喷水降温，机房维护人员通过向空调室外机的散热翅片喷水的方式加快散热，缓解高温高压报警和宕机问题；但是，由此带来的危害是显而易见的，向室外机散热翅片喷水会导致翅片结垢，制冷效率和使用年限会大幅度降低，严重时会导致空调报废，极大的影响了机房正常安全使用。(2)雾化喷淋技术，雾化喷淋是将水雾化成小颗粒水滴直接喷洒在室外机翅片上，细微的雾粒吸热汽化，吸收并带走空气中的热量，从而起到降温效果；但是，细微的水滴直接喷洒在翅片上，会导致高温的室外机翅片发生氧化和结垢等现象，严重影响了翅片的传热效率，降低了空调的制冷效率和使用年限。

实用新型内容

本实用新型提出一种空调预冷装置，解决了现有技术中空调运行负荷大、能耗高和使用寿命短的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：包括湿帘机构、水循环机构和控制机构；所述湿帘机构包括湿膜、淋水盘、积水盘，所述湿膜上方设有所述淋水盘，所述湿膜底部设有所述积水盘；所述水循环机构包括水箱、水泵、供水管和回水管，所述供水管上设有第一电磁阀，所述水泵输入端连接所述水箱，所述水泵输出端通过所述供水管连接所述淋水盘，所述积水盘通过所述回水管与所述水箱连接；所述控制机构包括感应器和控制器，所述水泵、所述第一电磁阀均与所述控制器电连接，所述感应器电连接有第一温湿度传感器，所述第一温湿度传感器设置于空调室外机的进风口处。

本实用新型设置在空调室外机的一侧，在空调室外风机的推动作用下，室外热空气穿过湿膜与水进行热量交换，水吸收热量，从而使空气温度降低，增加空气的湿度，而不改变空气的焓值，使空调室外机的进风温度明显降低，从而达到提高制冷量，减少主机电耗的目的；同时，也大大减少了空调压缩机的运行负荷，提高了压缩机的使用寿命，减少了空调高温高压报警和宕机的几率；另外，湿膜机构还可以净化空气，尤其是在风沙较大的地域，减少了灰尘对空调换热设备的影响，提高空调的换热效率。

作为一种优选的实施方案，所述积水盘底面的位置高于所述水箱顶面的位置，所述水泵为潜水泵。湿膜中流至积水盘的水在重力作用下，直接流进水箱，使管路设计简单，节约能耗；潜水泵使用方便，泵效率高，经济可靠。通过第一温湿度传感器检测进入空调室外机内空气的温湿度，通过感应器传递给控制器，并由控制器的控制第一电磁阀的通断，从而调整进入空调室外机内的空气的温度和湿度，控制方便，调整及时，便于进一步节约能耗。

作为一种优选的实施方案，所述水箱上端连接有第二供水管，所述水箱还设有浮球开关，所述浮球开关与所述第二供水管连通，所述水箱底部还连接有排水管，所述排水管上设有第三电磁阀；所述第二供水管上还设有第二电磁阀，所述水箱在第二供水管的上方还设有溢水管；所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均通过导线与所述控制器连接。第二供水管在浮球开关的作用下及时地为水箱补水，防止水泵空运行；同时，第二供水管上还通过第二电磁阀控制水的通断，当需要对水箱进行清洗时，关闭第二电磁阀，打开第三电磁阀，及时地对水箱进行清洗，并从排水管将污垢排走；第二电磁阀的设计，也方便对水泵的检修和维护工作；水箱还设有溢流阀，当第二供水管和积水盘内的水超过水箱的容量时，多余的水及时从溢流管流进排水系统，从而避免水溢出到阳台或屋面，避免水灾的发生。通过控制器进行统一操作，使用安全，操作方便。

作为一种优选的实施方案，所述湿帘机构设置于所述空调室外机进风口的一侧，所述湿帘机构与所述空调室外机的距离为0.1-0.3m；所述湿膜的两侧分别设有第二温湿度传感器和第三温湿度传感器，所述室外机排风口处也设有第四温湿度传感器，所述第二温湿度传感器、第三温湿度传感器和第四温湿度传感器均与所述感应器电连接。在空调室外风机的作用下，带动热空气穿过湿膜，从而完成降温和增湿过程，湿膜需要离开室外机一段距离，避免水分对风机性能的影响；在湿膜的进风口和出风口处均可以设置温湿度传感器，从而及时监测湿膜两侧空气的温湿度状况，监测湿膜机构的运行情况；同时，在室外机排风口处也设有温湿度传感器，从而及时监测空调室外机的运行情况。

作为一种优选的实施方案，所述湿帘机构还包括框架，所述框架为钣金框架，所述框架由左框架和右框架组成，所述湿膜、所述淋水盘和所述积水盘分别与所述框架拆卸式连接。通过钣金框架将淋水盘和积水盘进行连接和安装，形成一个四边形框架结构，湿膜安装在该框架结构的中间位置，淋水盘流至湿膜的水，汇聚至积水盘进行收集，这种拆卸式连接方式，便于安装和拆卸，方便检修，使用方便。

作为一种优选的实施方案，所述湿膜为多层波纹纤维纸叠合结构。这种波纹状结构增加了水与空气的接触面积，大大提高了其换热效率；而且，这种波纹纤维纸质地结实、耐水浸泡，不易变形、耐腐蚀，使用寿命长。

作为一种优选的实施方案，所述水箱内设有过滤器，所述过滤器位于所述水泵的入水口处。在湿膜上，水与空气进行充分接触，水对空气进行净化，水将空气中的灰尘一并携带进入水箱，过滤器的设置，可以充分保证水泵内水的清洁度，防止水泵出现故障；同时，也保证了湿膜中水的清洁度。

作为一种优选的实施方案，所述水箱还连接有制冷装置。当夏天气温很高，室外机放置空间的温度居高不下的时候，通过制冷装置对水进行降温处理，从而调节循环水的温度，以进一步调节进入空调室外机内的空气温度，以满足空调的正常运行。

工作原理：通过第二供水管对水箱进行供水，当水箱内水达到一定量时，启动水泵，循环水从进水管进入淋水盘，在淋水盘的作用下，水通过湿膜流至积水盘；同时，在湿膜上，循环水与空气进行充分接触和热量交换，以达到降低空气温度的目的；积水盘内的水在重力作用下，流至水箱。当水箱内的水量不足时，浮球开关打开，水通过第二供水管进入水箱；浮球开关关闭后，随着积水盘流至水箱内水的积累，水的总量超标时，多余的水通过溢水管流进下水管道；当需要对水箱进行清洗或水泵检修和维护时，打开第三电磁阀，将多余的水和污垢排出。

本实用新型的有益效果：本实用新型设置在空调室外机的一侧，在空调室外风机的推动作用下，室外热空气穿过湿膜与循环水进行充分接触，有效地利用了水的汽化潜热，大大降低了空气的温度和增加了湿度，并保持了空气的焓值，使空调室外机的进风温度明显降低，从而达到提高制冷量，减少主机电耗的目的；同时，也大大减少了空调压缩机的运行负荷，降低了压缩机的运行噪音，提高了压缩机的使用寿命，减少了空调高温高压报警和宕机的几率；另外，湿膜机构还可以净化空气，尤其是在风沙较大的地域，减少了灰尘对空调换热设备的影响，提高空调的换热效率；本实用新型通过控制机构进行集中检测和控制，并可以根据实际情况调整循环水的温度，结构简单，设计合理，使用效果好，经济实用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个实施例的平面结构示意图；

图2为图1中控制机构的连接结构示意图；

图中：1-淋水盘；2-湿膜；3-积水盘；4-回水管；5-第三电磁阀；6-排水管；7-溢水管；8-第二电磁阀；9-第二供水管；10-浮球开关；11-第一电磁阀；12-进水管；13-控制机构；14-水泵；15-感应器；16-控制器；17-第四温湿度传感器；18-第一温湿度传感器；19-第三温湿度传感器；20-第二温湿度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅附图1和附图2，本实用新型包括湿帘机构、水循环机构和控制机构13，控制机构13控制湿帘机构和水循环机构，水循环机构使水在湿帘机构中循环流动，湿帘机构用于使空气与循环水充分地进行传质和传热，从而达到降低空气温度，增加湿度，净化空气的目的；同时，不改变空气的焓值，从而减轻空调的运行负荷，降低空调的能耗，提高空调的使用寿命。

湿帘机构包括湿膜2、淋水盘1、积水盘3，湿膜2上方设有淋水盘1，湿膜2底部设有积水盘3，湿帘机构还包括框架，框架为钣金框架，框架由左框架和右框架组成，湿膜2、淋水盘1和积水盘3分别与框架拆卸式连接；淋水盘1安装在左框架和右框架的顶部，积水盘3安装在左框架和右框架的底部，淋水盘1、左框架、积水盘3和右框架形成一个四边形框架结构，湿膜2安装在框架结构的中间位置；这种拆卸式连接方式，使安装简单，拆卸方便，便于维护和检修；淋水盘1可以在其底部设有无数个漏水孔，也可以在底部设有多个喷水口；当然，淋水盘1也可以是底部设有无数个漏水孔的圆管，本实施例中，湿膜2为多层波纹纤维纸叠合结构，循环水沿淋水盘1流至湿膜2，在湿膜2表面形成多层均匀的水帘，湿膜2竖直设置，空气水平穿过湿膜2，湿膜2中的蜂窝状空隙是空气的通道；空气与循环水垂直交叉接触，以充分地进行传热和传质；最后，循环水在重力作用下流入积水盘3。

水循环机构包括水箱、水泵14、供水管12和回水管4，供水管12上设有第一电磁阀11，水泵14输入端连接水箱，水泵14输出端通过供水管12连接淋水盘1，积水盘3通过回水管4与水箱连接；水箱上端连接有第二供水管9，水箱还设有浮球开关10，浮球开关10与第二供水管9连通，水箱底部还连接有排水管6，排水管6上设有第三电磁阀5；第二供水管9上还设有第二电磁阀8，水箱在第二供水管9的上方还设有溢水管7；当水箱内的水量不足时，浮球开关10打开，水通过第二供水管9进入水箱，浮球开关10关闭后，随着积水盘3流至水箱内水的积累，水的总量超标时，多余的水通过溢水管7流进下水管道；当需要对水箱进行清洗或水泵14检修和维护时，打开第三电磁阀5，将多余的水和污垢排出。

积水盘3底面的位置高于水箱顶面的位置，积水盘3内的水可以在重力作用下，自动流进水箱，水泵14为潜水泵，潜水泵方便安装，泵效率高；水箱内还可以设有过滤器，过滤器位于水泵14的入水口处，水箱还连接有制冷装置，在制冷装置的作用，可以根据实际需要调整循环水的温度，从而进一步调整进入空调室外机内的空气温度；湿帘机构设置于空调室外机进风口的一侧，湿帘机构与空调室外机的距离为0.1-0.3m，湿膜机构需要离开室外机一段距离，避免水分对风机性能的影响。

参阅附图2，控制机构13包括感应器15和控制器16，水泵14、第一电磁阀11均与控制器16电连接，第二电磁阀8、第三电磁阀5均通过导线与控制器16连接，通过控制器16控制水泵14、第一电磁阀11、第二电磁阀8和第三电磁阀5的通断；感应器15电连接有第一温湿度传感器18，第一温湿度传感器18设置于空调室外机的进风口处，湿膜2的前后两侧即进风和出风的两个方向分别设有第二温湿度传感器20和第三温湿度传感器19，室外机排风口处也设有第四温湿度传感器17，第二温湿度传感器20、第三温湿度传感器19和第四温湿度传感器17均与感应器15电连接，通过感应器15接收第二温湿度传感器20和第三温湿度传感器19的温湿度数值，从而感应湿膜2的运行情况，并通过控制器16控制湿膜2的运行情况，图2中虚线表示感应器15与控制器16进行连接；同时，感应器15也接收第四温湿度传感器17和第一温湿度传感器18的温湿度数值，从而感应空调室外机的运行情况，并通过控制器16调整水循环机构的运行情况，从而控制湿膜机构的制冷效果。为了简洁起见，图1中未示出控制机构13的电线和导线连接情况。

机房精密空调室外机长期暴露在室外，由于室外机风机负压的作用，会吸入大量的灰尘颗粒，尤其在风沙较大的地方，在翅管式换热器换热面上形成了污垢，而污垢形成的热阻较大，从而大大降低室外机的换热效率；本实用新型的使用，可以起到过滤的作用，减少灰尘对换热效率的影响。

工作原理：通过第二供水管9对水箱进行供水，当水箱内水达到一定量时，启动水泵14，循环水从进水管12进入淋水盘1，在淋水盘1的作用下，水通过湿膜2流至积水盘3；同时，在湿膜2上，循环水与空气进行充分接触和热量交换，以达到降低空气温度的目的；积水盘3内的水在重力作用下，流至水箱。当水箱内的水量不足时，浮球开关10打开，水通过第二供水管9进入水箱；浮球开关10关闭后，随着积水盘3流至水箱内水的积累，水的总量超标时，多余的水通过溢水管7流进下水管道；当需要对水箱进行清洗或水泵14检修和维护时，打开第三电磁阀5，将多余的水和污垢沿排水管6排出。

本实用新型的有益效果：本实用新型设置在空调室外机的一侧，在空调室外风机的推动作用下，室外热空气穿过湿膜2与循环水进行充分接触，有效地利用了水的汽化潜热，大大降低了空气的温度和增加了湿度，并保持了空气的焓值，使空调室外机的进风温度明显降低，从而达到提高制冷量，减少主机电耗的目的；同时，也大大减少了空调压缩机的运行负荷，降低了压缩机的运行噪音，提高了压缩机的使用寿命，减少了空调高温高压报警和宕机的几率；另外，湿膜机构还可以净化空气，尤其是在风沙较大的地域，减少了灰尘对空调换热设备的影响，提高空调的换热效率；本实用新型通过控制机构13集中检测和控制，并可以根据实际情况调整循环水的温度，结构简单，设计合理，使用效果好，经济实用。

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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空调预冷装置，其特征在于：包括湿帘机构、水循环机构和控制机构；

所述湿帘机构包括湿膜、淋水盘、积水盘，所述湿膜上方设有所述淋水盘，所述湿膜底部设有所述积水盘；

所述水循环机构包括水箱、水泵、供水管和回水管，所述供水管上设有第一电磁阀，所述水泵输入端连接所述水箱，所述水泵输出端通过所述供水管连接所述淋水盘，所述积水盘通过所述回水管与所述水箱连接；

所述控制机构包括感应器和控制器，所述水泵、所述第一电磁阀均与所述控制器电连接，所述感应器电连接有第一温湿度传感器，所述第一温湿度传感器设置于空调室外机的进风口处。

2.根据权利要求1所述的空调预冷装置，其特征在于：

所述积水盘底面的位置高于所述水箱顶面的位置，所述水泵为潜水泵。

3.根据权利要求2所述的空调预冷装置，其特征在于：

所述水箱上端连接有第二供水管，所述水箱还设有浮球开关，所述浮球开关与所述第二供水管连通，所述水箱底部还连接有排水管，所述排水管上设有第三电磁阀；

所述第二供水管上还设有第二电磁阀，所述水箱在第二供水管的上方还设有溢水管；

所述第二电磁阀、所述第三电磁阀均通过导线与所述控制器连接。

4.根据权利要求3所述的空调预冷装置，其特征在于：

所述湿帘机构设置于所述空调室外机进风口的一侧，所述湿帘机构与所述空调室外机的距离为0.1-0.3m；

所述湿膜的两侧分别设有第二温湿度传感器和第三温湿度传感器，所述室外机排风口处也设有第四温湿度传感器，所述第二温湿度传感器、第三温湿度传感器和第四温湿度传感器均与所述感应器电连接。

5.根据权利要求1所述的空调预冷装置，其特征在于：

所述湿帘机构还包括框架，所述框架为钣金框架，所述框架由左框架和右框架组成，所述湿膜、所述淋水盘和所述积水盘分别与所述框架拆卸式连接。

6.根据权利要求5所述的空调预冷装置，其特征在于：

所述湿膜为多层波纹纤维纸叠合结构。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的空调预冷装置，其特征在于：

所述水箱内设有过滤器，所述过滤器位于所述水泵的入水口处。

8.根据权利要求7所述的空调预冷装置，其特征在于：

所述水箱还连接有制冷装置。