CN204648560U - 一种节能型空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能型空调系统，包括：冷却塔、冷水机组、水-冷媒热交换器和室内机，其特征在于，在外界环境温度较高时，空调系统正常运行，此时冷却塔与冷水机组连通、冷水机组与水-冷媒热交换器连通，而冷却塔与水-冷媒热交换器不通，由冷水机组为室内机提供冷源；在外界环境温度较低时，空调系统转换到节能模式，此时冷却塔与水-冷媒热交换器直接连通，而冷水机组停止运行，供冷环境所需冷量全部由室外自然环境提供。本实用新型的有益之处在于：在外界环境温度低时，空调系统直接利用室外冷源向制冷环境供冷，有效实现了节能降耗。

Description

一种节能型空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种空调系统，具体涉及一种适用于通信机房、数据中心机房等处的节能型空调系统，属于制冷设备技术领域。

背景技术

我国人口众多，煤炭、石油等重要资源人均拥有量低于世界人口平均水平的一半，同时我国又是能源消耗大国，能源利用效率较低，单位国内生产总值的能源消耗是发达国家的2-3倍，能源短缺是制约我国经济发展的根本性制约因素，面对能源短缺，消耗大的缺点，节能降耗已经成为关系到国家方方面面的重大问题。

现在，我国正处于高速发展的时期，通信行业更是发展迅速，其绝大部分为电力消耗，几大运行商的年电力消费超过200亿千瓦时，其中48％为机房空调(制冷)所消耗，机房空调的节能已成为通信行业节能降耗的关键。

目前，机柜的冷却送风多采用地板送风，在地板的下方设置送风地沟，冷风从开设在地板上的送风口吹出给机柜降温，但由于开设在地板上的风口不宜过大，出风的风速小、风量低，冷风的冷却空间有限，往往冷风大部分进入机柜底部，顶部进风量少，导致机柜冷却不均，容易出现局部热点。另外，在建设冷风地板时，由于风道设置在地板下部，地板较高，增加了地板成本及施工难度。再者，地板送风的机房空调设置在机柜两端，占用机房面积比较大，造成机房面积利用率降低。现有机房空调为直接膨胀式供冷，蒸发温度低，在给机房降温的同时不断地产生冷凝水，使空调的显热比减小，增加了能耗。同时，采用地板送风需要较大功率的风机，增加了能耗。在室外温度较低时不能很好地利用自然冷源，造成了能源的浪费。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高效节能、占地面积小、安装方便的空调系统。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种节能型空调系统，包括：冷却塔、冷水机组、水-冷媒热交换器和室内机，其特征在于，

前述冷却塔与冷水机组通过两根冷却水管连通，一根为出水管、另一根为进水管，两根冷却水管上分别安装有冷水机组冷凝器出水阀和冷水机组冷凝器进水阀，进水管上还安装有冷却塔水泵；

前述冷水机组与水-冷媒热交换器通过两根冷冻水管连通，一根为进水管、另一根为出水管，两根冷冻水管上分别安装有冷水机组蒸发器进水阀和冷水机组蒸发器出水阀，出水管上还安装有水-冷媒热交换器水泵；

前述冷却塔与水-冷媒热交换器通过两根转换管连通，一根为进水管、另一根为出水管，两根转换管上分别安装有第一转换管阀门和第二转换管阀门，在外界环境温度低时，前述第一转换管阀门和第二转换管阀门打开，冷却塔与水-冷媒热交换器连通，冷水机组停止运行，直接利用室外冷源向制冷环境供冷；

前述水-冷媒热交换器与室内机通过冷媒气管和冷媒液管连通，室内机安装于数据机柜的上方或者中间。

前述的节能型空调系统，其特征在于，前述冷却水管路与冷冻水管路为同工质管路。

前述的节能型空调系统，其特征在于，前述水-冷媒热交换器和室内机中的制冷工质为制冷剂。

前述的节能型空调系统，其特征在于，前述室内机采用模块化设计。

前述的节能型空调系统，其特征在于，前述室内机为具有高蒸发温度的室内机。

本实用新型的有益之处在于：

(1)在外界环境温度低时，冷却塔直接与水-冷媒热交换器连通，冷水机组停止运行，空调系统直接利用室外冷源向制冷环境供冷，实现了节能降耗；

(2)室内机安装于数据机柜的上方或者中间，不仅占地面积小、安装拆卸方便、建筑基础要求低，而且由于是近距离安装，所以所需风压小，风机功率小，制冷距离近，冷量利用率大，损失小，机柜冷却充分，可防止出现局部热点；

(3)室内机采用模块化设计，在数据机柜热量增大时，可随时进行扩容，使用灵活；

(4)采用具有高蒸发温度的室内机，显热比大，几乎无凝结水，杜绝了机房进水的隐患。

附图说明

图1是本实用新型的空调系统的组成示意图。

图中附图标记的含义：10-冷却塔，20-冷水机组，30-水-冷媒热交换器，401-冷媒气管，402-冷媒液管，50-室内机，601-冷却塔水泵，602-水-冷媒热交换器水泵，70-数据机柜，801-第一转换管阀门，802-第二转换管阀门，901-冷水机组蒸发器进水阀，902-冷水机组蒸发器出水阀，903-冷水机组冷凝器出水阀，904-冷水机组冷凝器进水阀。

具体实施方式

本实用新型的空调系统适用于通信机房、数据中心机房等处。以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

参照图1，本实用新型的节能型空调系统包括：冷却塔10、冷水机组20、水-冷媒热交换器30和室内机50。

下面详细介绍他们之间的连接关系。

冷却塔10与冷水机组20通过两根冷却水管连通，(以冷水机组20为参照)一根为出水管、另一根为进水管，两根冷却水管上分别安装有冷水机组冷凝器出水阀903和冷水机组冷凝器进水阀904，此外，进水管上还安装有冷却塔水泵601。冷却塔10、冷却塔水泵601、冷水机组20三者通过冷却水管连通组成冷却水回路，该回路用于对冷水机组20中冷凝器内的制冷剂进行冷却。

冷水机组20与水-冷媒热交换器30通过两根冷冻水管连通，(以冷水机组20为参照)一根为进水管、另一根为出水管，两根冷冻水管上分别安装有冷水机组蒸发器进水阀901和冷水机组蒸发器出水阀902，此外，出水管上还安装有水-冷媒热交换器水泵602。冷水机组20、水-冷媒热交换器水泵602和水-冷媒热交换器30三者通过冷冻水管连通组成冷冻水回路，该回路用于冷水机组20中蒸发回路的换热循环。

水-冷媒热交换器30与室内机50通过冷媒气管401和冷媒液管402连通，室内机50安装于数据机柜70的上方或者中间，不仅占地面积小、安装拆卸方便、建筑基础要求低，而且由于是近距离安装，所以所需风压小，风机功率小，制冷距离近，冷量利用率大，损失小，机柜冷却充分，可防止出现局部热点。

在本实用新型的空调系统中，冷却塔10同时还与水-冷媒热交换器30通过两根转换管连通，(以冷却塔10为参照)一根为进水管、另一根为出水管，两根转换管上分别安装有第一转换管阀门801和第二转换管阀门802。

下面详细介绍本实用新型的空调系统的工作原理：

(1)在外界环境温度较高时，空调系统正常运行，冷水机组蒸发器进水阀901、冷水机组蒸发器出水阀902、冷水机组冷凝器出水阀903和冷水机组冷凝器进水阀904全部打开，第一转换管阀门801和第二转换管阀门802全部关闭，此时，冷却塔10与冷水机组20连通，冷水机组20与水-冷媒热交换器30连通，而冷却塔10与水-冷媒热交换器30不通，由冷水机组20为室内机50提供冷源，具体流程为：

冷却水从冷却塔10流出，通过冷却塔水泵601进入冷水机组20的冷凝器进行冷凝，冷凝完的冷凝水从冷凝器出口流出，进入冷却塔10进行冷却，然后再由冷却塔10流出完成1次循环；冷媒水从冷水机组20的蒸发器流出，通过水-冷媒热交换器水泵602进入水-冷媒热交换器30，与水-冷媒热交换器30里的制冷剂工质进行换热，然后流出水-冷媒热交换器30反回冷水机组20的蒸发器完成冷媒水循环；水-冷媒热交换器30中被冷媒水冷凝的制冷剂工质从水-冷媒热交换器30中流出进入室内机50进行换热，然后吸热后的制冷剂工质返回水-冷媒热交换器30进行冷凝，完成循环；

(2)在外界环境温度较低时，空调系统转换到节能模式，即第一转换管阀门801和第二转换管阀门802打开，冷机组蒸发器进水阀901、冷水机组蒸发器出水阀902、冷水机组冷凝器出水阀903和冷水机组冷凝器进水阀904全部关闭，此时冷却塔10与水-冷媒热交换器30直接连通，而冷水机组20停止运行，供冷环境所需冷量全部由室外自然环境提供，无机械强制制冷，实现节能运行，具体流程为：

冷却塔10的工质经转换管、水-冷媒热交换器水泵602进入水-冷媒热交换器30与制冷工质进行换热，水-冷媒热交换器30中被冷媒水冷凝的制冷剂工质从水-冷媒热交换器30中流出，进入室内机50进行换热，然后吸热后的制冷剂工质返回水-冷媒热交换器30进行冷凝，完成循环。

可见，在节能模式中，空调系统直接利用室外冷源向制冷环境供冷，从而很好的实现了节能降耗。

在本实用新型中，室内机50优选采用模块化设计，不仅安装方便、快速，而且在数据机柜热量增大时，可随时进行扩容，使用更灵活。

更为优选的是，室内机50为具有高蒸发温度的室内机，其与空气温差小，显热比大，几乎无凝结水，可保证机房的运行安全。

作为一种优选的方案，冷却水管路与冷冻水管路为同工质管路，这样一来在使用节能模式时无需担心系统循环管路循环工质不同。

更为优选的是，水-冷媒热交换器30和室内机50中的制冷工质为制冷剂，制冷剂泄漏后会快速蒸发，这样一来可杜绝水进入数据机房。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种节能型空调系统，包括：冷却塔(10)、冷水机组(20)、水-冷媒热交换器(30)和室内机(50)，其特征在于，

所述冷却塔(10)与冷水机组(20)通过两根冷却水管连通，一根为出水管、另一根为进水管，两根冷却水管上分别安装有冷水机组冷凝器出水阀(903)和冷水机组冷凝器进水阀(904)，进水管上还安装有冷却塔水泵(601)；

所述冷水机组(20)与水-冷媒热交换器(30)通过两根冷冻水管连通，一根为进水管、另一根为出水管，两根冷冻水管上分别安装有冷水机组蒸发器进水阀(901)和冷水机组蒸发器出水阀(902)，出水管上还安装有水-冷媒热交换器水泵(602)；

所述冷却塔(10)与水-冷媒热交换器(30)通过两根转换管连通，一根为进水管、另一根为出水管，两根转换管上分别安装有第一转换管阀门(801)和第二转换管阀门(802)，在外界环境温度低时，所述第一转换管阀门(801)和第二转换管阀门(802)打开，冷却塔(10)与水-冷媒热交换器(30)连通，冷水机组(20)停止运行，直接利用室外冷源向制冷环境供冷；

所述水-冷媒热交换器(30)与室内机(50)通过冷媒气管(401)和冷媒液管(402)连通，室内机(50)安装于数据机柜(70)的上方或者中间。

2.根据权利要求1所述的节能型空调系统，其特征在于，所述冷却水管路与冷冻水管路为同工质管路。

3.根据权利要求1所述的节能型空调系统，其特征在于，所述水-冷媒热交换器(30)和室内机(50)中的制冷工质为制冷剂。

4.根据权利要求1所述的节能型空调系统，其特征在于，所述室内机(50)采用模块化设计。

5.根据权利要求1所述的节能型空调系统，其特征在于，所述室内机(50)为具有高蒸发温度的室内机。