CN207584985U - 新风集成节能空调 - Google Patents

Abstract

新风集成节能空调，包括机组框架、间接换热芯体及机械制冷组件，机组框架内具有室内回风风道、室内送风风道、室外进风风道、室外出风风道及混风区，室内回风风道与间接换热芯体的室内侧通道连通，室内回风风道与间接换热芯体的室内侧通道间设置有混风阀，室内回风风道具有与室外连通的排风口，排风口处设置直接排风阀；室外进风风道及室外出风风道与间接换热芯体的室外侧通道连通；混风区具有与室外连通的进风口，进风口处设置直接新风进风阀，混风区与间接换热芯体的室内侧通道连通，室内送风风道经混风区与间接换热芯体的室内侧通道连通，混风区内设置机械制冷组件的换热盘管。本实用新型提供了完整的节能冷却方案，适用于不同空气质量的环境。

Description

新风集成节能空调

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，更具体地说，涉及一种集成新风系统的节能空调。

背景技术

在节能与环保日益重要的今天，各个行业都在想法设法节约现有能源消耗量，开发环保型新能源。在空气调节领域，传统的单一机械制冷系统能耗高，节能效果差，竞争优势越来越弱。干空气能作为一种可再生的清洁能源，直接新风系统、间接换热系统在节能性设计中得到了越来越广的应用，例如采用间接换热系统配合机械制冷系统或者采用新风系统配合机械制冷系统进行室内温湿度的调节，其中又以直接蒸发冷却和间接蒸发冷却的应用最为广泛。而直接蒸发冷却和间接蒸发冷却各有优劣，直接蒸发冷却系统由于比间接蒸发冷却系统省去了间接换热器的一次换热，节能性更好，但是直接蒸发冷却不适用于空气质量差的地区，空气质量差时新风不能直接通入机房中。相对而言，间接蒸发冷却系统隔绝了室内外空气，在利用自然冷源节能的同时也适用于各种恶劣天气，但节能效果相对较差。

目前蒸发冷却系统的应用多以单一的直接蒸发冷却或者间接蒸发冷却与机械制冷系统进行集成应用，少有集成直接新风和间接换热的应用。对于单纯采用间接换热系统集成机械制冷的方案来说，如果缺少应急通风方案，当某台机组故障，室内出现局部高温时，只能依靠机械制冷进行应急，因此机械补充制冷设计余量要设计很大。同时受限于间接换热芯体的换热能力，间接换热芯体需要加大设计，机组体积较大，占地面积偏多。若选用机械制冷集成新风系统，受限于风阀控制精度，混风后的温湿度难以控制到合适的进风温湿度，同时加上温度低的新风跟热回风混合容易出现凝露问题，对机房的运行不利。

由于室外环境温度不断变化，间接换热芯体的换热能力也会随之不断变化，室外环境温度越低，间接换热芯体的换热能力越大，而室外环境温度升高，间接换热芯体的换热能力会变小，因此采用间接换热提供冷量的应用场合需要根据实际制冷需求提供多级制冷方案。目前集成直接新风、间接换热和机械制冷的复合式空调应用较少，而且应用过程中往往涉及大工程量改造，施工成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有多级制冷解决方案的集成新风系统的节能空调。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

新风集成节能空调，包括：机组框架、设置于所述机组框架内的间接换热芯体及机械制冷组件，所述机组框架内具有与室内连通的室内回风风道、与室内连通的室内送风风道、与室外连通的室外进风风道、与室外连通的室外出风风道以及与所述室内送风风道连通的混风区，其中，所述室内回风风道与间接换热芯体的室内侧通道连通，在所述室内回风风道与间接换热芯体的室内侧通道之间设置有混风阀，室内回风风道还具有与室外连通的排风口，排风口处设置有直接排风阀；所述室外进风风道及室外出风风道分别与间接换热芯体的室外侧通道连通；所述混风区具有与室外连通的进风口，进风口处设置有直接新风进风阀，所述混风区与间接换热芯体的室内侧通道连通，室内送风风道经混风区与间接换热芯体的室内侧通道连通，所述混风区内设置有机械制冷组件的换热盘管。

更具体的，所述室内送风风道内设置有室内风机。

更具体的，所述室外出风风道内设置有室外风机。

更具体的，所述机械制冷组件包括蒸发器、冷凝器及压缩机，所述蒸发器、冷凝器通过制冷剂管道与压缩机相连，制冷剂管道上设置有节流装置，所述蒸发器为设置于混风区内的换热盘管。

更具体的，所述冷凝器设置于室外出风风道内。

更具体的，所述机组框架内设置有喷淋组件，所述喷淋组件包括集水槽、水泵及喷淋装置，所述喷淋装置设置于间接换热芯体的上方，所述集水槽设置于间接换热芯体的下方，所述喷淋装置通过管道与集水槽连通，管道上设置有水泵。

更具体的，所述间接换热芯体由多个小的换热芯体拼装而成。

更具体的，所述室外风机和/或室内风机为单个风机，或者由多个风机组成。

由以上技术方案可知，将直接新风系统、间接换热系统和机械制冷系统集成到模块机组中，通过对间接换热芯体、室内外风机、直接新风进风阀、混风阀和直接排风阀的合理布置，实现直接新风、间接换热、蒸发冷却和机械制冷系统的集成；在室外环境温湿度合适的温度区间，开启直接新风系统制冷可获得最大化的节能效果，在室外空气质量差、湿度较低或较高，或者直接新风系统不适合应用的低温环境区间时，开启间接换热系统进行换热，同样可利用自然冷源节省能耗，能够根据室外环境温湿度的变化提供节能的多级制冷解决方案，并最大限度利用自然冷源节能的同时适用于不同的环境空气质量，多种运行模式相互切换，进一步保证了数据中心运行的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，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为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；

图3为本实用新型处于直接新风模式的示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例的新风集成节能空调包括间接换热芯体1、换热盘管32、室内风机4、室外风机5、直接新风进风阀6、混风阀7、直接排风阀8、机组框架9及机械制冷组件，本实施例的机械制冷组件包括压缩机31、换热盘管32(蒸发器)、冷凝器33及节流装置34。

机组框架9内设置有室内回风风道A、室内送风风道B，室外进风风道C、室外出风风道D及混风区E。其中，室内回风风道A与室内连通，室内热回风经室内回风风道A进入间接换热芯体1内。室内回风风道A同时还具有与室外连通的排风口，排风口处设置有直接排风阀8，直接排风阀8用于控制室内回风风道A与室外间通路的连通或关闭。室内回风风道A与间接换热芯体1的室内侧通道连通，在室内回风风道A与间接换热芯体1的室内侧通道之间设置有混风阀7。室内送风风道B与室内连通，室内送风风道B同时还与混风区E连通，室内风机4设置于室内送风风道B内。室外进风风道C及室外出风风道D均与室外连通，并分别与间接换热芯体1的室外侧通道连通。混风区E具有与室外连通的进风口，进风口处设置有直接新风进风阀6，混风区E同时还与间接换热芯体1的室内侧通道连通，室内送风风道B经混风区E与间接换热芯体1的室内侧通道连通。间接换热芯体1的室内侧通道和室外侧通道相互隔离。

本实施例的换热盘管32设置于混风区E内，换热盘管32及冷凝器33通过制冷剂管道与压缩机31相连，制冷剂管道上设置有节流装置34。作为本实用新型的一个优选实施方式，机组框架9内还设置有喷淋组件，通过喷淋装置加强换热冷却效果。喷淋组件包括集水槽21、水泵22及喷淋装置23，喷淋装置23设置于间接换热芯体1的上方，集水槽21设置于间接换热芯体1的下方，喷淋装置23通过管道与集水槽21连通，管道上设置有水泵22，在水泵22的作用下，将集水槽21内的水送至喷淋装置23，喷淋装置23将水喷洒至间接换热芯体1上，水再落入集水槽1中。室外风机5和冷凝器33均设置于室外出风风道D内。本实施例的机械制冷组件为直接膨胀式制冷系统，但也可以是冷冻水制冷系统，此时，换热盘管32为冷冻水换热盘管，冷冻水换热盘管通过冷冻水进水管道和冷冻水出水管道与外部冷冻水机组相连，由外部冷冻水机组向冷冻水换热盘管提供冷冻水。优选的，间接换热芯体1由多个小的换热芯体拼装而成，宽度、深度和高度方向小换热芯体的个数分别为M*N*K，本实施例中间接换热芯体1宽度方向上的小换热芯体个数M为1，深度方向上的小换热芯体个数N为5，高度方向上的小换热芯体个数K为2。室外风机和室内风机可以是单个风机，也可以是多个风机的组合使用。

下面结合图1和图3对本实用新型节能空调的工作过程进行说明，图1中实线箭头和图2中灰色填充箭头均表示室内空气的流向，图3中灰色填充箭头表示室外新风的流向，实线箭头表示室内空气的流向。从图1和图2可知，当空调工作在间接换热模式时，室内回风(室内热空气)由机组框架9的室内回风通道A(图1的右上侧)送回，在深度方向进行送风，送回的热空气在间接换热芯体1内与室外侧冷空气进行间接换热，一次冷却后的室内空气再流经换热盘管32(蒸发器)进行二次冷却，二次冷却后的冷空气在室内风机4的作用下经由室内送风风道B(图1的左下侧)送入到室内；室外新风在室外风机5的作用下，经由间接换热芯体1室外侧风道与室内热回风进行换热。

下面对本实用新型节能空调的不同工作模式进行具体介绍：

纯间接干态换热模式：当室外环境温度低(室外环境温度T≤T1)，开启直接新风难以控制室内进风的温湿度且有凝露风险，而间接换热芯体干态换热能力足够时，关闭直接新风系统、喷淋水系统和机械制冷系统，开启间接换热系统进行间接换热，如图1和图2所示，将直接新风进风阀6、直接排风阀8关闭，打开混风阀7打开，开启室内风机4和室外侧风机5，室外侧低温新风从室外进风风道C进入间接换热芯体1的室外侧风道，室内高温回风从室内回风风道A进入间接换热芯体1的室内侧风道，室外低温新风和室内高温回风在间接换热芯体1内进行交叉换热，被冷却后的室内空气在室内风机4的作用下经由混风区E和室内送风风道B送入机房，室外空气在室外风机5的作用下经由室外出风风道D排出室外；

直接混风模式：当室外空气质量良好，且室外环境的温度、湿度处于合适的范围区间(T1＜T≤T2，20％≤环境相对湿度≤80％)时，为了最大化的利用自然冷却节能，打开直接新风进风阀6、混风阀7和直接排风风阀8，关闭室外风机5及喷淋组件和机械制冷系统(图3)，室外新风在室内风机4的作用下混风区E，然后经室内送风风道B送入到室内，室内热回风进入室内回风风道A后，一部分通过直接排风阀8排到室外，一部分通过混风阀7经间接换热芯体1的室内侧通道进入混风区E，与新风进行混合再送入到室内；

纯间接干态换热+机械制冷补充模式：当室外空气质量差或环境相对湿度≤20％或环境相对湿度≥80％而不适合直接使用新风时，关闭直接新风进风阀6和直接排风阀8，打开混风阀7，开启室内风机4和室外风机5开启及机械制冷系统；此时室内热回风经室内回风风道A进入间接换热芯体1，室外空气经室外进风风道C进入间接换热芯体1，室内回风和室外新风在间接换热芯体1内进行热交换，室内空气从间接换热芯体1排出后再次经过换热盘管32进行降温最后从室内送风风道B送回室内，室外空气经室外出风风道D排出室外；

间接蒸发冷却模式：当室外环境温度T高于室内送风要求温度T3(T2＜T≤T3)，此时关闭直接新风进风阀6和直接排风阀8，打开混风阀7打开，开启室内风机4和室外风机5及喷淋组件，喷淋装置对室外进风进行喷淋加湿降温，水泵22和喷淋装置23打开；室外侧新风进入从室外进风风道C进入间接换热芯体1的室外侧风道，喷淋装置23向间接换热芯体1喷水，对室外新风进行冷却，室内高温回风从室内回风风道A进入间接换热芯体1的室内侧风道，喷淋降温后的室外新风和室内高温回风在间接换热芯体1内进行交叉换热，被冷却后的室内空气在室内风机4的作用下经由混风区E和室内送风风道B送入机房，室外空气在室外风机5的作用下经由室外出风风道D排出室外；

间接蒸发冷却+机械制冷补充模式：当室外环境温度较高(T＞T3)，间接换热芯体的换热能力大大降低，此时需要机械式制冷系统提供补充冷量，在间接蒸发冷却模式的基础上开启机械式制冷系统进行冷量补充。

本实用新型的节能空调集成了直接新风系统、间接换热系统、蒸发冷却及机械制冷系统，间接换热系统包括间接换热芯体、室外风机和室内风机；新风系统包括直接新风进风阀、直接排风阀和覆盖于间接换热芯体一侧的混风风阀；机械制冷装置包括压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置，其中冷凝器位于换热芯体和室外风机之间，蒸发器位于换热芯体和直接新风进风阀之间；喷淋组件包括集水槽、水泵和喷淋装置，喷淋装置位于冷凝器和换热芯体之间；本实用新型通过各冷却系统相互补充，可以提供一套完整的节能冷却方案，适用于不同空气质量的环境，并充分利用自然冷源节能降耗，提升空调机组整机能效比。同时整机采用模块化设计进行集成，可在工厂内完成安装调试，各组件都设置与机组框架内，可以可方便的与建筑/数据中心进行对接，减小了现场施工量，易于扩展。优选的，机组采用侧送侧回的送风方式，机组两侧可以预留出足够的维护空间，方便了机组的维护。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用性将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (8)

1.新风集成节能空调，包括：机组框架、设置于所述机组框架内的间接换热芯体及机械制冷组件，其特征在于：

所述机组框架内具有与室内连通的室内回风风道、与室内连通的室内送风风道、与室外连通的室外进风风道、与室外连通的室外出风风道以及与所述室内送风风道连通的混风区，其中，

所述室内回风风道与间接换热芯体的室内侧通道连通，在所述室内回风风道与间接换热芯体的室内侧通道之间设置有混风阀，室内回风风道还具有与室外连通的排风口，排风口处设置有直接排风阀；

所述室外进风风道及室外出风风道分别与间接换热芯体的室外侧通道连通；

所述混风区具有与室外连通的进风口，进风口处设置有直接新风进风阀，所述混风区与间接换热芯体的室内侧通道连通，室内送风风道经混风区与间接换热芯体的室内侧通道连通，所述混风区内设置有机械制冷组件的换热盘管。

2.根据权利要求1所述的新风集成节能空调，其特征在于：所述室内送风风道内设置有室内风机。

3.根据权利要求2所述的新风集成节能空调，其特征在于：所述室外出风风道内设置有室外风机。

4.根据权利要求1或2或3所述的新风集成节能空调，其特征在于：所述机械制冷组件包括蒸发器、冷凝器及压缩机，所述蒸发器、冷凝器通过制冷剂管道与压缩机相连，制冷剂管道上设置有节流装置，所述蒸发器为设置于混风区内的换热盘管。

5.根据权利要求4所述的新风集成节能空调，其特征在于：所述冷凝器设置于室外出风风道内。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的新风集成节能空调，其特征在于：所述机组框架内设置有喷淋组件，所述喷淋组件包括集水槽、水泵及喷淋装置，所述喷淋装置设置于间接换热芯体的上方，所述集水槽设置于间接换热芯体的下方，所述喷淋装置通过管道与集水槽连通，管道上设置有水泵。

7.根据权利要求5所述的新风集成节能空调，其特征在于：所述间接换热芯体由多个小的换热芯体拼装而成。

8.根据权利要求3所述的新风集成节能空调，其特征在于：所述室外风机和/或室内风机为单个风机，或者由多个风机组成。