CN210951540U - 一种空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空调器，其包括室内机和室外机，其还包括自然换热系统，所述自然换热系统包括设置在所述室内机内的第一换热器、设置在所述室外机内的第二换热器以及将所述第一换热器与所述第二换热器连接的热交换管路，所述第一换热器位于所述室内机的蒸发器的进风侧，所述第二换热器位于所述室外机的风机的进风侧，所述热交换管路上设置有用于控制所述热交换管路通断的电磁阀本实用新型中在室外温度较低时，可以在不开启所述压缩机的前提下，通过所述自然换热系统将室外低温进行充分利用，实现室内降温制冷，从而节省所述空调器的能耗，满足绿色节能环保的节能要求。

Description

一种空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调器。

背景技术

目前数据中心行业，节能运营指标越来越受到广大用户及运营商的关注，尤其是绿色环保指标的推出，对空调产品型式提出更高的节能技术要求，像传统的大型房间级空调系统，基站空调等，采用上送风风帽送风或者地板下送风等形式，已经很难满足目前新建数据中心的绿色节能指标要求，尤其是在大中型数据中心领域，节能型产品的市场需求越来越大，如何设计适用性良好又兼具节能效果的空调产品，同时又能积极响应国家节能政策，是空调厂商亟需思考的难题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种空调器，旨在实现空调器的节能环保。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种空调器，其包括室内机和室外机，其还包括自然换热系统，所述自然换热系统包括设置在所述室内机内的第一换热器、设置在所述室外机内的第二换热器以及将所述第一换热器与所述第二换热器连接的热交换管路，所述第一换热器位于所述室内机的蒸发器的进风侧，所述第二换热器位于所述室外机的风机的进风侧，所述热交换管路上设置有用于控制所述热交换管路通断的电磁阀。

所述空调器，其中，所述第一换热器包括集热列管以及位于所述集热列管内的导热介质。

所述空调器，其中，所述导热介质为石墨烯。

所述空调器，其还包括设置在所述室内机或所述室外机内的补水箱，以及设置在所述室内机内的加湿器，所述加湿器与所述补水箱连通。

所述空调器，其中，所述加湿器包括加湿布水管，所述加湿布水管的进水口与所述补水箱连通，所述加湿布水管的出水口位于所述第一换热器上方。

所述空调器，其中，所述室外机内设置有直接蒸发冷却器，所述直接蒸发冷却器位于所述室外机的冷凝器和所述第二换热器的进风侧。

所述空调器，其中，所述直接蒸发冷却器包括填料、设置在所述填料进风侧的喷淋管以及设置在所述填料出风侧的挡水板，所述喷淋管与所述补水箱连通。

所述空调器，其中，所述室外机内还设置有连通所述补水箱的室外接水盘，所述室外接水盘位于所述直接蒸发冷却器的下方。

所述空调器，其中，所述室内机内还设置有连通所述补水箱的室内接水盘，所述室内接水盘位于所述蒸发器以及所述第一换热器的下方。

所述空调器，其中，所述室内机内还设置有多个蒸发盘管温度传感器，所述多个蒸发盘管温度传感器均位于所述蒸发器与所述第一换热器之间。

有益效果：本实用新型中在室外温度较低时，可以在不开启所述压缩机的前提下，通过所述自然换热系统将室外低温进行充分利用，实现室内降温制冷，从而节省所述空调器的能耗，满足绿色节能环保的节能要求。

附图说明

图1是本实用新型中所述空调器的结构示意图；

图2是本实用新型中所述直接蒸发冷却器的结构示意图；

图3是本实用新型中所述空调器的功能原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图，并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请同时参阅图1-图3。本实用新型提供一种空调器，如图1所示，所述空调器包括室内机和室外机，所述室内机包括室内机壳1以及设置在所述室内机壳1内的压缩机4、室内风机2和蒸发器3，所述室外机包括室外机壳5以及设置在所述室外机壳5内的风机6、节流阀8和冷凝器7，所述压缩机4、所述蒸发器3、所述节流阀8和所述冷凝器7依次连接并形成闭环回路，所述蒸发器3位于所述室内风机2的进风侧，所述冷凝器7位于所述风机6的进风侧，当所述压缩机4启动后，室内热回风经过所述蒸发器3蒸发吸热后，送出低温空气进入室内进行散热降温；室外回风经过所述冷凝器7后进行吸热后，重新排出室外环境，从而实现对室内环境的机械制冷。

相比于所述室内机和所述室外机构成的机械制冷系统，本实用新型所述空调器还包括自然换热系统100，所述自然换热系统100包括：第一换热器101、第二换热器102和热交换管路103；所述第一换热器101设置在所述室内机壳1内，并位于所述蒸发器3的进风侧；所述第二换热器102设置在所述室外机壳5内，并位于所述风机6的进风侧；所述热交换管路103将所述第一换热器101与所述第二换热器102连接，从而通过所述热交换管路103实现所述第一换热器101与所述第二换热器102之间的热量传递交换。所述热交换管路103上还设置有电磁阀200，通过控制所述电磁阀200的开关，可以实现对所述热交换管路103通断的控制，当关断所述电磁阀200时，所述热交换管路103断开，所述第一换热器101与所述第二换热器102之间无法进行热量交换；当接通所述电磁阀200时，所述第一换热器101与所述第二换热器102之间可以进行热量交换。

当室内温度高，而室外环境温度较低时，可以不开启机械制冷系统，而开启所述电磁阀200、所述室内风机2和所述室外机，从而开启所述自然换热系统100，由于室外环境温度较低，所述第二换热器102的温度低于所述第一换热器101，则所述第二换热器102的低温可以通过所述热交换管路103传递给所述第一换热器101，使所述第一换热器101降温，室内空气在所述室内风机2的引力作用下进入所述室内机壳1后，经过所述第一换热器101进行降温，再从所述室内机壳1吹向室内，实现室内降温制冷，室外回风经过所述第二换热器102后进行吸热后，重新排出室外环境。

因此，本实用新型中在室外温度较低时，可以在不开启所述压缩机4的前提下，通过所述自然换热系统100将室外低温进行充分利用，实现室内降温制冷，从而节省所述空调器的能耗，满足绿色节能环保的节能要求。

所述第一换热器101包括集热列管以及位于所述集热列管内的导热介质；所述第二换热器102与所述第一换热器101的结构相同，将所述第一换热器101和所述第二换热器102分别置于室内侧和室外侧，使所述第一换热器101能够与室内侧温度一致，所述第二换热器102能够与室外侧温度一致。

本实用新型中所述导热介质具有高导热系数，通过所述电磁阀200的关断或导通，即可实现关断或导通所述第一换热器101与所述第二换热器102之间热量快速传递的目的；所述第一换热器101与所述第二换热器102之间不需要高温度差。当开启所述电磁阀200时，仅需1℃温度差，便可实现所述第一换热器101与所述第二换热器102之间的热量传递，不涉及所述热交换管路103和所述集热列管内部的介质流动循环与相态变化，规避了压缩机4系统冷媒泄露等严重问题，亦规避了泄露后对大气环境产生的污染等疑难问题，并降低所述空调器的整体功耗。

较佳的实施例，所述导热介质为石墨烯粉末，其导热特性是通过晶格振动实现导热过程，因此导热过程中没有类似制冷剂的相变过程以及流动过程，而是通过石墨烯材料之间碳原子的晶格振动，实现快速且高效的热传递。

进一步的，如图1和图3所示，所述空调器还包括设置在所述室内机进风口处的室内回风过滤网11、室内回风温度传感器12、设置在所述室内机出风口处的送风温度传感器13、设置在所述室内机壳1内并位于所述蒸发器3与所述第一换热器101之间的多个蒸发盘管温度传感器14、设置在所述室外机进风口处的室外回风过滤网23、室外环境温度传感器21和室外环境湿度传感器22、以及设置在所述室内机壳1或所述室外机壳5内的控制器700；其中，所述室内回风过滤网11用于保持室内气流组织的洁净度；所述室外回风过滤网23用于保持室外循环空气的洁净度；所述压缩机4、所述电磁阀200、所述室内回风温度传感器、所述室内回风温度传感器12、所述送风温度传感器13、所述蒸发盘管温度传感器14、所述室外环境温度传感器21和所述室外环境湿度传感器22均与所述控制器700电连接，从而获取室内回风温度、室内送风温度、蒸发盘管温度、室外环境温度和室外环境湿度，并通过所述控制器700控制所述电磁阀200关断或开启，以控制所述自然换热系统100的关断或开启。

较佳的实施例，所述控制器700的芯片型号为STM32F103。

所述空调器还包括设置在所述室内机壳1内或所述室外机壳5内的补水箱600，如图1和图2所示，所述室外机壳5内设置有直接蒸发冷却器300，所述直接蒸发冷却器300位于所述室外机的冷凝器7和所述第二换热器102的进风侧；所述直接蒸发冷却器300包括填料301、设置在所述填料301进风侧的喷淋管303以及设置在所述填料301出风侧的挡水板302，所述填料301位于所述喷淋管303的出水侧，所述喷淋管303与所述补水箱600连通，从而通过所述补水箱600为所述喷淋管303供水，当开启所述喷淋管303时，所述喷淋管303向所述填料301喷水，使室外回风气流经过所述填料301后，回风温度初步降低。

所述挡水板302从所述填料301的出风侧对所述喷淋管303喷出的水雾进行遮挡，使所述喷淋管303喷出的水雾只能落至所述填料301，而不会淋湿所述室外机壳5内其他零器件。

较佳的实施例，室内为数据中心，具有一定负载；本实用新型中初始时所述压缩机4处于关闭状态，当室内回风温度与室外环境温度的差值大于设定值ΔT(可设定ΔT为5℃)时，同步开启所述电磁阀200、所述室内风机2和所述风机6，通过所述自然换热系统100实现室内降温；在所述自然换热系统100对室内降温过程中，获取室外环境湿度和室外环境温度，并计算室外相对湿度，当室外相对湿度低于ΔH(可设定ΔH为80％RH)时，所述喷淋管303开启，对所述填料301进行喷淋，将室外回风气流进行初步降温。

进一步的，在所述自然换热系统100开启模式下，通过所述控制器700获取多个所述蒸发盘管温度传感器14的温度检测数值，并根据多个温度检测数值计算平均温度T，当T低于25℃时，不需要开启机械制冷系统，仅依靠所述自然换热系统100就可实现室内的降温要求；当T高于25℃时，开启机械制冷系统，通过所述第一换热器101对吹向所述蒸发器3的气流进行预先降温，在经过所述蒸发器3进行辅助制冷，并根据T对所述压缩机4的频率进行线性调节(如当T降低时降低所述压缩机4的频率，当T升高时提高所述压缩机4的频率)，以实时匹配最优的制冷量输出。

当室内回风温度与室外环境温度的差值小于设定值ΔT时，则关闭所述自然换热系统100，并开启所述压缩机4，以开启所述机械制冷系统。

当室内具有除湿需求时(本实用新型中以制冷需求优先原则，当进入除湿模式时，室内无制冷需求)，检测室外环境温度，当室外环境温度低于10℃时，通过所述自然换热系统100即可实现室内除湿；通过所述自然换热系统100除湿时，所述室内风机2转速的上限与下限将以实时回风湿度以及湿度设定点进行对应，并根据实时调节所述室内风机2的转速输出，在满足室内散热前提下匹配最优的除湿效果。

为确保数据中心负载不大时室内送风温度不会下降过快，本实用新型中根据T对所述风机6进行调速，调速上限与下限以27℃-18℃温度区间做为对应值进行线性调节(即当T为18℃时所述风机6将以最低转速运行；当T为27℃时所述风机6将以最高转速运行，并且所述风机6的转速随T的升高而提高、随T的降低而降低)。

当室外环境温度不满足除湿温度要求(即室外环境温度高于10℃)时，开启所述压缩机4，从而通过所述机械制冷系统进行室内除湿。当所述机械制冷系统开启进行除湿时，根据室外环境温度以及室内送风温度的变化趋势判断是否开启所述自然换热系统100：当室外环境温度低于室内回风温度时，所述自然换热系统100不开启，以防止室内送风温度下降得更快，导致所述压缩机4停机，进而导致除湿效果不明显的现象。当室外环境温度高于室内回风温度时开启所述自然换热系统100，所述第二换热器102的高温向所述第一换热器101的传递，从而将室外环境的部分热量通过所述导热介质传递至室内，相当于提升了所述蒸发器3的回风温度，使所述机械制冷系统在室内负载不大时，可实现稳定除湿，确保数据中心的环境温湿度场满足服务器的正常运行要求。

所述室内机壳1内还设置有加湿器，所述加湿器与所述补水箱600连通。所述加湿器包括加湿布水管800以及设置在所述加湿布水管800与所述补水箱600之间的加湿电磁阀603，所述加湿布水管800的进水口与所述加湿电磁阀603连通，所述加湿布水管800的出水口位于所述第一换热器101上方；进一步的，所述加湿电磁阀603与所述控制器700电连接，通过所述控制器700控制所述加湿电磁阀603的通断，从而控制所述加湿器的开启与关闭。

所述补水箱600的出水口处还设置有喷淋循环水泵602，所述加湿布水管800和所述喷淋管303均与所述喷淋循环水泵602连通，所述喷淋循环水泵602与所述控制器700电连接，通过开启或关断所述喷淋循环水泵602，实现所述补水箱600向所述加湿布水管800和所述喷淋管303供水的通断，从而实现对加湿器和所述直接蒸发冷却器300开关的控制。当需要对室内进行加湿时，所述控制器700控制所述喷淋循环水泵602和所述加湿电磁阀603开启，所述补水箱600向所述加湿布水管800供水，水流从所述加湿布水管800的出水口流出并均匀流过所述第一换热器101，室内回风经过所述第一换热器101后蒸发加湿。

进一步的，所述喷淋管303与所述喷淋循环水泵602之间设置有喷淋电磁阀604，所述喷淋电磁阀604与所述控制器700电连接，通过所述控制器700控制所述喷淋电磁阀604的通断，从而控制所述直接蒸发冷却器300的开启与关闭。

进一步的，所述室内机内还设置有室内接水盘400，所述室内接水盘400与所述补水箱600连通，所述室内接水盘400位于所述蒸发器3以及所述第一换热器101的下方；所述室外机壳5内还设置有连通所述补水箱600的室外接水盘500，所述室外接水盘500位于所述直接蒸发冷却器300的下方。所述室内接水盘400用于承接所述第一换热器101流下的水以及所述蒸发器3产生的冷凝水，所述室外接水盘500用于承接所述直接蒸发冷却器300流下的水；所述补水箱600还连接有冷凝水泵601，所述室内接水盘400和所述室外接水盘500均通过水管与所述冷凝水泵601连接，当所述冷凝水泵601启动时，所述室内接水盘400和所述室外接水盘500内的水流均可以通过所述水管回收至所述补水箱600，实现水的再利用；同时由于所述蒸发器3产生的冷凝水温度较低，当所述蒸发器3产生的冷凝水回收至所述补水箱600，并通过所述喷淋管303喷洒至所述填料301时，可以有效提升所述填料301的冷却效果。

综上所述，本实用新型提供一种空调器，其包括室内机和室外机，其还包括自然换热系统，所述自然换热系统包括设置在所述室内机内的第一换热器、设置在所述室外机内的第二换热器以及将所述第一换热器与所述第二换热器连接的热交换管路，所述第一换热器位于所述室内机的蒸发器的进风侧，所述第二换热器位于所述室外机的风机的进风侧，所述热交换管路上设置有用于控制所述热交换管路通断的电磁阀本实用新型中在室外温度较低时，可以在不开启所述压缩机的前提下，通过所述自然换热系统将室外低温进行充分利用，实现室内降温制冷，从而节省所述空调器的能耗，满足绿色节能环保的节能要求。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种空调器，其包括室内机和室外机，其特征在于，其还包括自然换热系统，所述自然换热系统包括设置在所述室内机内的第一换热器、设置在所述室外机内的第二换热器以及将所述第一换热器与所述第二换热器连接的热交换管路，所述第一换热器位于所述室内机的蒸发器的进风侧，所述第二换热器位于所述室外机的风机的进风侧，所述热交换管路上设置有用于控制所述热交换管路通断的电磁阀。

2.根据权利要求1所述空调器，其特征在于，所述第一换热器包括集热列管以及位于所述集热列管内的导热介质。

3.根据权利要求2所述空调器，其特征在于，所述导热介质为石墨烯。

4.根据权利要求1所述空调器，其特征在于，其还包括设置在所述室内机或所述室外机内的补水箱，以及设置在所述室内机内的加湿器，所述加湿器与所述补水箱连通。

5.根据权利要求4所述空调器，其特征在于，所述加湿器包括加湿布水管，所述加湿布水管的进水口与所述补水箱连通，所述加湿布水管的出水口位于所述第一换热器上方。

6.根据权利要求4所述空调器，其特征在于，所述室外机内设置有直接蒸发冷却器，所述直接蒸发冷却器位于所述室外机的冷凝器和所述第二换热器的进风侧。

7.根据权利要求6所述空调器，其特征在于，所述直接蒸发冷却器包括填料、设置在所述填料进风侧的喷淋管以及设置在所述填料出风侧的挡水板，所述喷淋管与所述补水箱连通。

8.根据权利要求6所述空调器，其特征在于，所述室外机内还设置有连通所述补水箱的室外接水盘，所述室外接水盘位于所述直接蒸发冷却器的下方。

9.根据权利要求4所述空调器，其特征在于，所述室内机内还设置有连通所述补水箱的室内接水盘，所述室内接水盘位于所述蒸发器以及所述第一换热器的下方。

10.根据权利要求1所述空调器，其特征在于，所述室内机内还设置有多个蒸发盘管温度传感器，所述多个蒸发盘管温度传感器均位于所述蒸发器与所述第一换热器之间。

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