CN206556311U - 一种氟泵制冷循环流量分配机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氟泵制冷循环流量分配机组，其特征在于：包括室外机、氟泵机组和室内末端，所述氟泵机组包括储液器、旁通电动阀和至少一组氟泵组件，所述氟泵组件通过构建内部氟泵循环管路并通过电子膨胀阀进一步对载冷剂降压提供制冷效率，从而利用氟泵制冷循环技术降低氟泵开启阶段气蚀发生概率，提高氟泵运行的稳定性与安全冗余性；将氟利昂载冷剂分配给多组室内蒸发器，扩展使用范围。应用改进技术根据不同蒸发器热负载大小，智能控制末端载冷剂流量大小，做到按需分配精确制冷。

Description

一种氟泵制冷循环流量分配机组

技术领域

本实用新型属于机房空调节能技术，尤其涉及氟泵制冷循环技术及其流量分配方法。

背景技术

在数据中心领域，机房空调的耗电量占比很大，利用自然冷源技术已成为近年研究趋势。其中氟泵技术，即当室外温度低于室内温度，载冷剂在室外冷凝器内放出热量后冷凝成液体，被泵送至蒸发器，吸收机房热量后，以汽态或汽液混合状态进入室外冷凝器，放出热量的制冷技术，逐渐得到广泛的应用。

发明专利CN200910181213.8公开了一种间接利用室外冷源的节能空调机，当室外温度低于设定温度后，开启氟泵循环，无需开启压缩机，降低空调运行功耗。发明专利CN201110152404.9公开了一种双动力源空调机组，利用冷凝器，蒸发器及氟泵完成制冷循坏。在室外温度较低时，使用氟泵载冷剂组能效比优于压缩机制冷机组。发明专利CN201110435167公开了一种节能空调系统，包括管道连接的室内机、室外机和泵循坏系统，室内机包含压缩机系统蒸发器和氟泵系统多联蒸发器。室外机包含压缩机系统冷凝器和氟泵系统的多联冷凝器。根据室外温度的不同，实现泵循环和压缩机制冷智能地结合起来，实现数据中心的节能运行。

现有氟泵技术通常研究压缩机制冷系统和氟泵制冷系统通过管路部件设置实现系统切换和运行问题，通常氟泵制冷系统开启后，将全部氟利昂载冷剂输送至室内机蒸发器，现有技术并没有对氟利昂流量供应进行合理的控制和做到按需求分配。现代机房对环境温湿度的控制越来越严格，同时由于各机柜服务器运行负载绝大多数时候不均衡，就需要精确的控制各末端换热器的载冷剂流量实现精确制冷，按需分配，由此提高整个制冷系统的运行效率。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种氟泵制冷循环流量分配机组，改进了氟泵循环技术，降低氟泵开启阶段气蚀发生概率，提高氟泵运行的稳定性与安全冗余性，实现室内蒸发器氟利昂流量的按需分配与控制技术。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种氟泵制冷循环流量分配机组，包括室外机、氟泵机组和室内末端，其中：

所述氟泵机组包括储液器、旁通电动阀和至少一组氟泵组件，所述氟泵组件包括一个氟泵、第一球阀、第二球阀、第五球阀、第一单向阀、第二单向阀和电动旁通阀，所述室外机的出口与储液器的入口连接，所述储液器的出口通过管道与第一氟泵的入口连接，所述第一氟泵的入口处管道还设有第一球阀，所述第一氟泵顶部和尾部分别设有载冷剂出口和电机冷却出口，所述载冷剂出口通过管路分别与室内末端和储液器入口连接，且所述第一氟泵载冷剂出口的管道上依次还设有第二球阀和第一单向阀，所述载冷剂出口连接储液器的管道上还设有电动旁通阀；所述电机冷却出口通过管道与储液器的入口回流连接，且电极冷却出口的管道上还依次设有第五球阀和第三单向阀；

所述室内末端包括多组室内机组，每组室内机组包括电子膨胀阀、干燥过滤器、换热器和室内风机，所述氟泵顶部的载冷剂出口通过管道与换热器连接，所述室内风机与换热器共用风冷通道，所述载冷剂出口连接换热器的管道上依次设置电子膨胀阀和干燥过滤器；所述换热器的出口通过管道与室外机的入口回流连接形成循环。

作为优选，所述氟泵组件为两组，且为并联方式连接。

作为优选，所述换热器为微通道换热器。

作为优选，还包括与电子膨胀阀连接的控制器。

有益效果：相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：1.改进氟泵循环技术，降低氟泵开启阶段气蚀发生概率，提高氟泵运行的稳定性与安全冗余性。2.氟泵制冷循环将液体氟利昂载冷剂分配给多组室内机蒸发器，改变氟泵与室内机一对一的普遍现状，扩展氟泵技术使用范围。3.室内蒸发器氟利昂流量的按需分配与控制技术，根据每组室内蒸发器的热负荷大小，智能控制载冷剂流量，做到每组室内蒸发器的精确制冷，按需求选择性分配。

附图说明

图1为本实用新型所述氟泵制冷循环流量分配机组的系统原理示意图。

其中，室外机A、氟泵机组B、多组室内末端C、储液器1、旁通电动阀2、第一球阀3、第一氟泵4、第二球阀5、第一单向阀6、第三球阀7、第二氟泵8、第四球阀9、第二单向阀10、第三单向阀11、第五球阀12、电子膨胀阀13、干燥过滤器14、微通道换热器15、室内风机16。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

图1为本实用新型的系统原理图，为了便于对本实用新型要点作重点说明，以突出本实用新型的具体效果，图中并没有画出压缩机制冷系统，压缩机制冷系统及其与氟泵制冷系统间切换过程与现有技术完全相同。本实用新型旨在扩展现有技术的应用范围，利用氟泵制冷循环技术降低氟泵开启阶段气蚀发生概率，提高氟泵运行的稳定性与安全冗余性；将氟利昂载冷剂分配给多组室内蒸发器，扩展使用范围。应用改进技术根据不同蒸发器热负载大小，智能控制末端载冷剂流量大小，做到按需分配精确制冷，具体而言技术方案如下：

本实用新型主要包括通过管道连接的多组室内末端，室外机和氟泵机组，所述的室内末端包括室内风机、微通道换热器，电子膨胀阀以及干燥过滤器，所述的氟泵机组包括储液器、电动旁通阀、第一球阀、第一氟泵、第一单向阀、第二球阀、第二氟泵、第二单向阀、第三球阀、第四球阀、第五球阀、第三单向阀。室外机组用于冷却氟利昂，使其温度降低以用于室内末端散热，氟泵机组用于收集室外机组冷却的氟利昂液体，并利用氟泵循环技术分配给多组室内末端。室内末端用于氟利昂液体蒸发成过热汽体或者汽液两相流体，以冷却室内空气。

因为氟泵机组对应多组室内末端，为提高系统稳定运行，避免氟利昂因泄露或巡检造成系统停机，设置第一氟泵与第二氟泵，相应的设置第一球阀、第二球阀、第三球阀、第四球阀、第五球阀以关断氟利昂流通方便氟泵的检修，进一步地在第一氟泵与第二氟泵出口设置第一当单向阀与第二单向阀，通过上述设计，便在储液器与室内末端之间形成两条氟利昂传输通道，避免两条传输通道出现氟利昂液体的串流现象。如需使用第一氟泵，需打开第一球阀、第二球阀、第五球阀，同时关闭第三球阀、第四球阀；相应地如需使用第二氟泵，需打开第三球阀、第四球阀、第五球阀，同时关闭第一球阀、第二球阀。

更进一步地，在两组氟泵联合出口，设置电动旁通阀，电动旁通阀另一侧连接储液器进口。在氟泵开启初始时段开启电动两通阀。以开启第一氟泵为例，在储液器，第一球阀、第二球阀，第一单向阀、电动旁通阀之间形成氟利昂液体回路，便于氟利昂泵顺利开启。在本实用新型中，两组氟利昂联合出口是指介于两组氟泵出口之后，多组室内末端之间的这段液体管路。需要说明的是，氟利昂泵工作特性要求氟泵在启动时具有较大的静压吸入压头和较小的启动转矩。静压吸入压头取决于储液器内的氟利昂液体压力，启动转矩取决于氟泵出口之后，流经多组室内末端、室外机及中间连接管道所需的扬程，因此本专利上述措施使得氟利昂液体在室外机、储液器、氟泵、电动旁通阀及管路阀件形成的微流程内循环。增加了氟泵的静压吸入压头，降低了氟泵启动时的阻力，使氟利昂能够顺利启动，降低氟泵启动时的阻力，使氟利昂顺利启动，减少泵的气蚀，提高氟泵运转寿命。

更进一步地，所述多组室内末端内每一组室内末端，包括依次连接的电子膨胀阀，干燥过滤器，微通道换热器，其中为了方便室内末端的检修及更换，还可在每组室内末端进出口设置球阀，视液镜等。其中，微通道换热器内部微流道为氟利昂液提供更高流速以强化换热；干燥过滤器去除氟利昂液体中的杂质颗粒水份等，防止微通道换热器出现脏堵。风机部件可以调速运行，保证将氟利昂液体携带的冷量传递给室内空气，并保证室内空气温度在房间负载变化时也保持恒定。

更进一步地，在室内末端进液口处设置电子膨胀阀，电子膨胀阀控制氟利昂液体依靠锥形阀针与阀座形成的通径改变来改变氟利昂液体流量，适合氟利昂作为载冷剂的小流量循环控制，并能进一步地降低氟利昂的压力，使得室内末端的蒸发温度更低，获取更多的换热量。与通常使用电子膨胀阀不同，本专利电子膨胀阀不设置温度传感器及压力传感器，即不依靠换热器过热度控制电子膨胀阀的开度，与压缩机制冷系统膨胀阀前后压差在1.3MPa左右不同，氟泵系统阀前后仅0.1MPa左右，膨胀阀在该压力下是不可开启的。

本专利还包括一个电子膨胀阀控制器，能根据室内热负荷的大小直接对电子膨胀阀进行等比例的控制电子膨胀阀的开启步数，使得氟利昂的流量分配跟随热负荷大小而改变。而传统的设计是通过在管道内设置温度传感器和压力和流量传感器，通过对管道中的氟利昂载冷剂进行监控，该方法对小流量的氟泵技术

特别说明的是，本专利电子膨胀阀不可用电动比例调节球阀及其他压差控制阀代替，原因有三：一是氟利昂作为载冷剂与冷冻水作为载冷剂的流量相差悬殊，以30kW室内末端为例，冷冻水作为载冷剂水流量为5.2m3/h，氟利昂作为载冷剂仅需0.5m3/h，目前行业内还没有如此小流量控制的电动阀门。二是因为氟利昂易泄露且对环境有害，目前电动球阀应用对象为冷热水，乙二醇溶液，并不支持氟利昂的使用。三是氟利昂经过电动调球阀调节，缺乏电子膨胀阀的膨胀作用，不能有效将氟利昂压力降低，使用效果大打折扣。

Claims (4)

1.一种氟泵制冷循环流量分配机组，其特征在于：包括室外机、氟泵机组和室内末端，其中：

所述氟泵机组包括储液器、旁通电动阀和至少一组氟泵组件，所述氟泵组件包括一个氟泵、第一球阀、第二球阀、第五球阀、第一单向阀、第二单向阀和电动旁通阀，所述室外机的出口与储液器的入口连接，所述储液器的出口通过管道与第一氟泵的入口连接，所述第一氟泵的入口处管道还设有第一球阀，所述第一氟泵顶部和尾部分别设有载冷剂出口和电机冷却出口，所述载冷剂出口通过管路分别与室内末端和储液器入口连接，且所述第一氟泵载冷剂出口的管道上依次还设有第二球阀和第一单向阀，所述载冷剂出口连接储液器的管道上还设有电动旁通阀；所述电机冷却出口通过管道与储液器的入口回流连接，且电极冷却出口的管道上还依次设有第五球阀和第三单向阀；

所述室内末端包括多组室内机组，每组室内机组包括电子膨胀阀、干燥过滤器、换热器和室内风机，所述氟泵顶部的载冷剂出口通过管道与换热器连接，所述室内风机与换热器共用风冷通道，所述载冷剂出口连接换热器的管道上依次设置电子膨胀阀和干燥过滤器；所述换热器的出口通过管道与室外机的入口回流连接形成循环。

2.根据权利要求1所述氟泵制冷循环流量分配机组，其特征在于：所述氟泵组件为两组，且为并联方式连接。

3.根据权利要求1所述氟泵制冷循环流量分配机组，其特征在于：所述换热器为微通道换热器。

4.根据权利要求1所述氟泵制冷循环流量分配机组，其特征在于：还包括与电子膨胀阀连接的控制器。