CN212691955U - 一种机房冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机房冷却系统，涉及空气调节技术领域，以解决室外机易高温高压告警的问题，且占地面积小。该机房冷却系统包括室外机、压缩机、进液管和回气管以及多个室内换热器；室外机内设置有第一蒸发冷凝单元和第二蒸发冷凝单元，第一蒸发冷凝单元由多个并联设置的第一蒸发冷凝器组成，第二蒸发冷凝单元由多个并联设置的第二蒸发冷凝器组成；第一蒸发冷凝单元与第二蒸发冷凝单元并联设置；室内换热器、第一蒸发冷凝单元、压缩机形成主换热回路；主换热回路上设有第一控制阀组；室内换热器、第二蒸发冷凝单元、压缩机形成备用换热回路；备用换热回路设有第二控制阀组。本实用新型用于空气调节。

Description

一种机房冷却系统

技术领域

本实用新型涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种机房冷却系统。

背景技术

随着人工智能、大数据等分布式计算架构的创新和发展，机房散热量逐渐增大。目前，机房多采用分散风冷式空调系统，其室外机采用风冷的形式散热，每个室内机对应一个室外机，分散放置在顶楼屋面或者安装在外墙立面。室外机分布分散杂乱，占地面积大，且由于空间资源的限制，室外机的散热空间较小，易在局部形成热岛效应使热量积聚，影响了机组的散热。基于此，在夏季高温时，单元式空调机组在实际运行时，室外机往往会出现高温高压告警，影响系统的安全可靠运行。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种机房冷却系统，以解决室外机高温高压告警的问题，且占地面积小。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种机房冷却系统，包括室外机、压缩机、进液管和回气管以及多个室内换热器；室外机内设置有第一蒸发冷凝单元和第二蒸发冷凝单元，第一蒸发冷凝单元由多个并联设置的第一蒸发冷凝器组成，第二蒸发冷凝单元由多个并联设置的第二蒸发冷凝器组成；第一蒸发冷凝单元与第二蒸发冷凝单元并联设置，第一蒸发冷凝器与第二蒸发冷凝器的两端分别与进液管和回气管连通，室内换热器的两端分别与进液管和回气管连通，压缩机设在回气管上；室内换热器、第一蒸发冷凝单元、压缩机形成主换热回路；主换热回路上设有第一控制阀组，第一控制阀组用于控制主换热回路的连通与断开；室内换热器、第二蒸发冷凝单元、压缩机形成备用换热回路；备用换热回路设有第二控制阀组，第二控制阀组用于控制备用换热回路的连通与断开。

本实用新型实施例提供的机房冷却系统，室外机内设置有并联的第一蒸发冷凝单元和第二蒸发冷凝单元，第一蒸发冷凝单元由多个并联设置的第一蒸发冷凝器组成，第二蒸发冷凝单元由多个并联设置的第二蒸发冷凝器组成。首先，室外机采用蒸发冷却的方法进行散热，利用蒸发冷却器进行散热，散热效果更好，降低室外机出现高温告警的风险。其次，第一蒸发冷凝单元和第二蒸发冷凝单元内均由多个蒸发冷凝器并联组成，直接进行的换热面积大，换热效率更高，进一步的避免室外机出现高温告警的情况。最后，多个蒸发冷凝器集中设置在一个室外机内，便于管理，且占地面积较小。

另外，室内换热器、第一蒸发冷凝单元、压缩机形成主换热回路，主换热回路通过第一控制阀组控制连通与断开，室内换热器、第二蒸发冷凝单元、压缩机形成备用换热回路，备用换热回路通过第二控制阀组控制连通与断开。此时，在仅开启一个蒸发冷凝单元的情况下即可保证机房冷却系统的散热效果的情况下，当第一蒸发冷凝单元发生故障时，可从主换热回路切换至备用换热回路，即控制关闭第一蒸发冷凝单元，并开启第二蒸发冷凝单元，使得机房冷却系统能够正常运行，不需要停机进行维修，从而能够有效提升机房冷却系统的可靠性。当第一蒸发冷凝单元产生高温高压告警，可以同时开启第一蒸发冷凝单元和第二蒸发冷凝单元，解决第一蒸发冷凝单元高温高压告警的问题。当然，当第二蒸发冷凝单元发生故障或第二蒸发冷凝单元产生高温高压告警时，解决方法与第一蒸发冷凝单元类似，在此不做赘述。

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为本实用新型实施例提供的机房冷却系统的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的机房冷却系统的结构示意图之二。

附图标记：

100-室外机；110-第一蒸发冷凝单元；120-第二蒸发冷凝单元；200-压缩机；300-室内换热器；400-进液管；500-回气管；600-流量控制阀；700-油气分离器；800-干燥过滤器；900-气液分离器。

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做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型实施例提供了一种机房冷却系统。参照图1和图2，该机房冷却系统包括室外机100、压缩机200、进液管400和回气管500以及多个室内换热器300；室外机100内设置有第一蒸发冷凝单元110和第二蒸发冷凝单元120，第一蒸发冷凝单元110由多个并联设置的第一蒸发冷凝器组成，第二蒸发冷凝单元120由多个并联设置的第二蒸发冷凝器组成；第一蒸发冷凝单元110与第二蒸发冷凝单元120并联设置，第一蒸发冷凝器与第二蒸发冷凝器的两端分别与进液管400和回气管500连通，室内换热器300的两端分别与进液管400和回气管500连通，压缩机200设在回气管500上；室内换热器300、第一蒸发冷凝单元110、压缩机200形成主换热回路；主换热回路上设有第一控制阀组130，第一控制阀组130用于控制主换热回路的连通与断开；室内换热器300、第二蒸发冷凝单元120、压缩机200形成备用换热回路；备用换热回路设有第二控制阀组140，第二控制阀组140用于控制备用换热回路的连通与断开。

本实用新型实施例提供的机房冷却系统，参照图1和图2，室外机100内设置有并联的第一蒸发冷凝单元110和第二蒸发冷凝单元120，第一蒸发冷凝单元110由多个并联设置的第一蒸发冷凝器组成，第二蒸发冷凝单元120由多个并联设置的第二蒸发冷凝器组成。首先，室外机100采用蒸发冷却的方法进行散热，利用蒸发冷却器进行散热，散热效果更好，降低室外机100出现高温告警的风险。其次，第一蒸发冷凝单元110和第二蒸发冷凝单元120内均由多个蒸发冷凝器并联组成，直接进行的换热面积大，换热效率更高，进一步的避免室外机100出现高温告警的情况。最后，多个蒸发冷凝器集中设置在一个室外机100内，便于管理，且占地面积较小。

另外，室内换热器300、第一蒸发冷凝单元110、压缩机形成主换热回路，主换热回路通过第一控制阀组控制连通与断开，室内换热器300、第二蒸发冷凝单元120、压缩机形成备用换热回路，备用换热回路通过第二控制阀组控制连通与断开。此时，在仅开启一个蒸发冷凝单元的情况下即可保证机房冷却系统的散热效果的情况下，当第一蒸发冷凝单元110发生故障时，可从主换热回路切换至备用换热回路，即控制关闭第一蒸发冷凝单元110，并开启第二蒸发冷凝单元120，使得机房冷却系统能够正常运行，不需要停机进行维修，从而能够有效提升机房冷却系统的可靠性。当第一蒸发冷凝单元110产生高温高压告警，可以同时开启第一蒸发冷凝单元110和第二蒸发冷凝单元120，解决第一蒸发冷凝单元110高温高压告警的问题。当然，当第二蒸发冷凝单元120发生故障或第二蒸发冷凝单元120产生高温高压告警时，解决方法与第一蒸发冷凝单元110类似，在此不做赘述。

需要说明的是，蒸发式冷凝器是指冷凝器主要通过蒸发的方式进行散热，依靠水的汽化潜热来带走冷凝器中冷媒液化所散发的热量，相比于水冷式和风冷式散热，蒸发式冷凝散热是目前效率最高一种散热方式，可以有效保证冷凝器的压力和温度低于告警设定值。室内换热器300通常设置在机柜内。另外，上述第一蒸发冷凝器的数量通常与室内换热器300的数量相等，每个第一蒸发冷凝器对应一个室内换热器300。第一蒸发冷凝器的数量与第二蒸发冷凝器的数量相等，每个第一蒸发冷凝器对应一个第二蒸发冷凝器。

其中，根据实际情况的需要，参照图1和图2，上面的进液管400、回气管500以及压缩机200的数量可以为多个，具体可以为每两个室内换热器300对应一个进液管400、一个回气管500、一个压缩机200、一个第一蒸发冷凝单元110以及一个第二蒸发冷凝单元120；多个第一蒸发冷凝单元110和多个第二蒸发冷凝单元120集中设置在一个室外机100内。

在一些实施例中，上述第一蒸发冷凝器包括第一板式换热器、第一风机以及设置在第一板式换热器上方的喷水装置；第二蒸发冷凝器包括第二板式换热器、第二风机以及设置在第二板式换热器上方的喷水装置。采用板式换热器，换热效率较高，热损失小，结构紧凑，安装使用较为方便。此处，多个第一蒸发冷凝器可以共用一个喷水装置，即多个第一板式换热器上下分布，喷水装置设置在最上方；同样的，第二蒸发冷凝器可以与第一蒸发冷凝器共用该喷水装置，即多个第二板式换热器上下分布，且位于多个第一板式换热器的下方。

其中，上述板式换热器通常亲水膜换热材质制造，示例性的，上述板式换热器的材料选用亲水铝箔。这样的话，喷淋水在亲水铝箔上会迅速散开，不会凝结成水珠，增大热交换面积，加快换热速度，同时，板式换热器表面水分蒸发较快，且不易腐蚀老化。

为了进一步的提高板式换热器的使用寿命，可以对喷淋水的水质进行控制。示例性的，喷淋水的pH值大于6.5并小于8.0。优选的，喷淋水为纯净水。

为了实现自动化的控制过程，上述机房冷却系统还包括冷凝压力传感器和控制单元，冷凝压力传感器用于检测进液管400中的冷媒的压力；控制单元分别与冷凝压力传感器、第一控制阀组以及第二控制阀组电连接，控制单元能够获取冷凝压力信息，并根据冷凝压力信息控制开启或关闭第一控制阀组，以及开启或关闭第二控制阀组。具体的，当冷凝压力传感器检测的冷凝压力大于预设冷凝压力时，控制单元控制机房冷却系统同时启动主换热回路及备用换热回路，以保证室外机100内蒸发冷凝器的压力和温度低于告警设定值。预设冷凝压力根据实际情况进行设定，在此不做限定，其中，该控制单元可以是多个控制器的集合，也可以是一个控制器，在此不做限定。

为了实现更精细化的控制，上述第一控制阀组包括多个第一子阀，多个第一子阀与多个第一蒸发冷凝器一一对应，第一子阀设置在第一蒸发冷凝器与进液管400之间。这样的话，控制单元能够单独控制每个第一子阀的打开与关闭，可以根据实际情况调整室外机100的第一蒸发冷凝单元110启用多少个第一蒸发冷凝器，具体可以与根据室内换热器300启动的数量同步，例如启动一个室内换热器300，对应启动一个第一蒸发冷凝器；关闭一个室内换热器300，对应关闭一个第一蒸发冷凝器。

同样的，第二控制阀组包括多个第二子阀，多个第二子阀与多个第二蒸发冷凝器一一对应，第二子阀设置在第二蒸发冷凝器与进液管400之间。这样的话，控制单元能够单独控制每个第二子阀的打开与关闭，可以根据实际情况调整室外机100的第二蒸发冷凝单元120启用多少个第二蒸发冷凝器，具体可以与根据室内换热器300启动的数量同步，例如启动一个室内换热器300，对应启动一个第二蒸发冷凝器；关闭一个室内换热器300，对应关闭一个第二蒸发冷凝器。

进一步的，第一子阀与第二子阀均为电子膨胀阀。这样的话，可以通过控制电子膨胀阀的开度来调整进入室内换热器300的冷媒量，进而避免出现大量回液导致压缩机200产生“湿压缩”现象。具体的，在室内换热器300的出口设置温度传感器，控制单元能够获取室内换热器300的出口的温度，该温度大于第一预设温度，则控制单元控制电子膨胀阀的开度增加第一预设值；该温度小于第二预设温度，则控制单元控制电子膨胀阀的开度减小第二预设值。此处，第一预设温度与第二预设温度可以根据实际情况而定，一般来说，第一预设温度应该比蒸发温度高6℃，第二预设温度比蒸发温度高4℃。第一预设值和第二预设值同样可以根据实际情况进行设定，在此不做限定。

需要说明的时，也可以在室内换热器300与室外机100共用的进液管400上单独设置流量控制阀600，即电子膨胀阀，通过控制进液管400上的电子膨胀阀的开度调整进入室内换热器300的冷媒量。另外，上述压缩机200的进口端还设有气液分离器900，以保证进入压缩机200内部进行压缩的只有气体，进一步的降低压缩机200进行“湿压缩”风险。

为了进一步的提高机房冷却系统的可靠性，本实用新型实施例的机房冷却系统还包括储液罐，储液罐设置在进液管400(在一些实施例中，也可设置在回气管500)上，储液罐用于向进液管400中补充冷媒以及存储进液管400中回流的冷媒，即储液罐用于向换热回路内补充冷媒或存储换热回路内多余的冷媒。例如，当换热回路所需的冷媒流量变小时，多余的冷媒可存储于储液罐；又例如，当换热回路所需的冷媒流量变大时，储液罐会向换热回路中释放冷媒；由此可见，储液罐可以对换热回路中的冷媒量起到调节的作用，可以提高机房冷却系统运行的稳定性和安全性。其中，换热回路为主换热回路和/或备用换热回路。

在一些实施例中，参照图2，机房冷却系统还包括油气分离器700，油气分离器700设置在压缩机200的冷媒出口端。在这种情况下，油气分离器700可以防止压缩机200内润滑油进入蒸发冷凝器，影响蒸发冷凝器的散热。

在又一些实施例中，参照图2，机房冷却系统还包括干燥过滤器800，干燥过滤器800设置在进液管400上。这样的话，在进液管400及回气管500的初期充注和安装焊接的过程中，可以起到对管道内进入的水蒸气实现过滤和吸水的作用。当然，上述干燥过滤器800也可以设置在其他连接管道，在此不再一一示例。

为了减少冷量损失，在本实用新型实施例的机房冷却系统中，主换热回路和备用换热回路的管道均为隔热管，这样可以降低冷媒在连接管道内流动时与室外空气进行间接的热交换所造成的冷量损失。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但在本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种机房冷却系统，其特征在于，包括室外机、压缩机、进液管和回气管以及多个室内换热器；

所述室外机内设置有第一蒸发冷凝单元和第二蒸发冷凝单元，所述第一蒸发冷凝单元由多个并联设置的第一蒸发冷凝器组成，所述第二蒸发冷凝单元由多个并联设置的第二蒸发冷凝器组成；

所述第一蒸发冷凝单元与所述第二蒸发冷凝单元并联设置，所述第一蒸发冷凝器与所述第二蒸发冷凝器的两端分别与所述进液管和所述回气管连通，所述室内换热器的两端分别与所述进液管和所述回气管连通，所述压缩机设在所述回气管上；

所述室内换热器、所述第一蒸发冷凝单元、所述压缩机形成主换热回路；所述主换热回路上设有第一控制阀组，所述第一控制阀组用于控制所述主换热回路的连通与断开；

所述室内换热器、所述第二蒸发冷凝单元、所述压缩机形成备用换热回路；所述备用换热回路设有第二控制阀组，所述第二控制阀组用于控制所述备用换热回路的连通与断开。

2.根据权利要求1所述的机房冷却系统，其特征在于，还包括：

冷凝压力传感器，所述冷凝压力传感器用于检测所述进液管中的冷媒的压力；

控制单元，所述控制单元分别与所述冷凝压力传感器、所述第一控制阀组以及所述第二控制阀组电连接，所述控制单元能够获取冷凝压力信息，并根据所述冷凝压力信息控制开启或关闭所述第一控制阀组，以及开启或关闭所述第二控制阀组。

3.根据权利要求2所述的机房冷却系统，其特征在于，所述第一控制阀组包括多个第一子阀，多个所述第一子阀与多个所述第一蒸发冷凝器一一对应，所述第一子阀设置在所述第一蒸发冷凝器与所述进液管之间；

所述第二控制阀组包括多个第二子阀，多个所述第二子阀与多个所述第二蒸发冷凝器一一对应，所述第二子阀设置在所述第二蒸发冷凝器与所述进液管之间；

所述控制单元能够单独控制每个所述第一子阀的打开与关闭以及每个所述第二子阀的打开与关闭。

4.根据权利要求3所述的机房冷却系统，其特征在于，所述第一子阀与所述第二子阀均为电子膨胀阀。

5.根据权利要求4所述的机房冷却系统，其特征在于，还包括储液罐，所述储液罐设置在所述进液管上，所述储液罐用于向所述进液管中补充冷媒以及存储所述进液管中回流的冷媒。

6.根据权利要求1所述的机房冷却系统，其特征在于，还包括油气分离器，所述油气分离器设置在所述压缩机的冷媒出口端。

7.根据权利要求1所述的机房冷却系统，其特征在于，还包括干燥过滤器，所述干燥过滤器设置在所述进液管上。

8.根据权利要求1所述的机房冷却系统，其特征在于，所述主换热回路和所述备用换热回路的管道均为隔热管。

9.根据权利要求1所述的机房冷却系统，其特征在于，所述第一蒸发冷凝器包括第一板式换热器、第一风机以及设置在所述第一板式换热器上方的喷水装置；

所述第二蒸发冷凝器包括第二板式换热器、第二风机以及设置在所述第二板式换热器上方的喷水装置。

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