CN217825776U - 一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机房空调装置技术领域，尤其涉及一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，包括：冰帽空调室内装置，其数量至少为一个，其设置于电子机柜的冷通道上部，所述冰帽空调室内装置内设有压缩机、电子膨胀阀、蒸发器、送风机以及控制压缩机处于通路/断路状态的电动阀组；室外机组，其通过制冷剂管道与冰帽空调室内装置双向连接，所述室外机组与冰帽空调室内装置之间存在一定的高度差。本实用新型不但解决了空调设备占据电子信息机房面积的问题，还实现了对机柜内设备的精准降温；设备在冬季和过渡季节可关闭压缩机运行,保证压缩机制冷循环和热管自然循环的有机结合，减少了压缩机的运行时间，提高空调全年EER水平，满足双碳目标的需求。

Description

一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置

技术领域

本实用新型属于机房空调装置技术领域，尤其涉及一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，特别涉及一种在电子机房冷通道上方设置的直膨分体热管冰帽式机房空调装置。

背景技术

目前机房空调的基本形式分为风冷直膨、冷却水型、冷冻水型等机房空调系统。对于风冷直膨机房空调，其送风方式通常为下送上回或侧送上回的方式，且其室内机组通常设置在电子信息机房的四个角落，由于机组的尺寸偏大，导致电子设备机房的面积加大；且随着双碳目标的需求，风冷直膨全年的能效较低,故提高机房空调 EER也是当务之急。

普通风冷直膨机房空调存在的问题是：

1、其机房空调室内机占据电子机柜的位置；

2、其设备一般侧面送风，上部回风，没有实现对机柜内设备的精准降温，导致制冷效率降低；

3、其设备在冬季和过渡季节不能利用室外的免费冷源，全年EER较低，不满足双碳目标的需求。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置。本实用新型不但解决了其空调设备占据电子信息机房面积的问题，还实现了对机柜内设备的精准降温；通过室外机组和冰帽空调室内装置的有效高度差，保证其设备在冬季和过渡季节关闭压缩机运行,提高空调全年EER水平，满足双碳目标的需求。特别适用于电子信息机房面积紧张或电子机柜后期增容的机房且有室外免费自然冷源利用的地区。

本实用新型为解决这一问题所采取的技术方案是：

一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，包括：

冰帽空调室内装置，其数量至少为一个，其设置于电子机柜的冷通道上部，所述冰帽空调室内装置内设有压缩机、电子膨胀阀、蒸发器、送风机以及控制压缩机处于通路/断路状态的电动阀组；

室外机组，其通过制冷剂管道与冰帽空调室内装置双向连接，所述室外机组与冰帽空调室内装置之间存在一定的高度差。

优选的，所述室外机组内设有排风机和冷凝器。

进一步优选的，所述室外机组安装在室外机的机组位置，所述室外机的机组位置位于室外，并且所述机组位置所在高度高于冰帽空调室内装置所在高度。

进一步优选的，所述室外机组所在高度在冰帽空调室内装置所在高度的上方。

进一步优选的，所述冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、压缩机通过制冷剂管道首尾依次连接。

进一步优选的，所述制冷剂管道内设有制冷剂。

进一步优选的，所述制冷剂管道靠近室外机组的一侧所在高度高于靠近冰帽空调室内装置的一侧所在高度。

进一步优选的，所述电动阀组包括通过管路并联在压缩机两侧的制冷剂管道上的第一电动阀门和分别设置在压缩机两侧的制冷剂管道上的第二电动阀门、第三电动阀门。

进一步优选的，所述电子机柜位于电子机房内。

进一步优选的，所述电子机柜设置在静电地板上。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1.本实用新型不但解决了其空调设备占据电子信息机房面积的问题，还实现了对机柜内设备的精准降温；同时，通过室外机组和冰帽空调室内装置的有效高度差，保证其设备在冬季和过渡季节关闭压缩机运行,充分利用室外的免费冷源，并通过控制技术，保证压缩机制冷循环和热管自然循环的有机结合，减少了压缩机的运行时间，提高空调全年EER水平，满足双碳目标的需求。

2.本实用新型特别适用于电子信息机房面积紧张或电子机柜后期增容的机房且有室外免费自然冷源利用的地区。

3.本实用新型通过冰帽空调室内装置设置在电子机柜冷通道的正上方，通过送风机实现蒸发器与室内空气热量交换，实现冷量的精准送风，提高了空调的制冷效率，并解决了空调室内机组占地面积大的问题，尤其对于电子机柜增容的机房，无须增加房间面积，只需在冷通道的上方增设直膨分体热管冰帽式机房空调装置的室内机组，便解决了机柜增容带来的一系列问题。

4.本实用新型通过将室外机组设置在冰帽空调室内装置的上方，最低高度应能保证冷媒管由冷凝器到蒸发器的水头损失，实现压缩机制冷循环和热管自然循环的有机结合，减少了压缩机的运行时间，实现了空调设备的节能。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中冰帽空调室内装置的结构示意图。

1：冰帽空调室内装置 2：压缩机

3：送风机 4：蒸发器

5：电子膨胀阀 6：制冷剂管道

7：电子机柜 8：静电地板

9：室外机的机组位置 10：室外机组

11：排风机 12：冷凝器

13：第一电动阀 14：第二电动阀门

15：第三电动阀门

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面就结合附图来具体说明本实用新型。

实施例：

一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，包括：冰帽空调室内装置1，其数量至少为一个，其设置于电子机柜7的冷通道上部，所述冰帽空调室内装置1内设有压缩机2、电子膨胀阀5、蒸发器4、送风机3以及控制压缩机2处于通路/断路状态的电动阀组；室外机组10，其通过制冷剂管道与冰帽空调室内装置1双向连接，所述室外机组10与冰帽空调室内装置1之间存在一定的高度差，所述室外机组10 内设有排风机11和冷凝器12。

本实施例中，如图1-2所示，室外机组10位于室外，冰帽空调室内装置1位于电子机房内，室外机组10与冰帽空调室内装置1之间通过制冷剂管道双向连接并且存在一定的高度差，在空调正常制冷工况下，通过电动阀组控制压缩机2处于通路状态，在压缩机2的作用下，排出的高温高压制冷剂气体流入冷凝器12内，使制冷剂变成高压液体，接着制冷剂流过电子膨胀阀5后变为低压液体，然后制冷剂经热管空调室内机的蒸发器4吸热汽化，进入压缩机2，实现室内的制冷功能。在室外温度足够低的情况下，通过电动阀组控制压缩机2处于断路状态，此时制冷剂可越过压缩机2通过旁路通过，以开启空调免费供冷模式。具体的：制冷剂在重力作用下流过电子膨胀阀5和蒸发器4，实现汽化，制冷剂气体通过制冷剂管道上升到冷凝器12中，释放潜热而凝结成液体，然后在重力作用下，制冷剂液体经管道流回蒸发器4吸热汽化，如此反复从而实现电子信息机房设备热量向机房外冷凝器的高效传递。通过室外机组和冰帽空调室内装置的有效高度差，保证其设备在冬季和过渡季节关闭压缩机运行,充分利用室外的免费冷源，并通过控制技术，保证压缩机制冷循环和热管自然循环的有机结合，减少了压缩机的运行时间，提高空调全年EER水平，满足双碳目标的需求。

需要说明的是，室外机组10与冰帽空调室内装置1之间的高度差数值视情况而定，最低高差应能保证制冷剂、室外的冷凝器12和排风机11共同实现冷媒与大气的热量交换。

另外，冰帽空调室内装置1的数量至少为一个，分别设置于电子机柜7的冷通道上部，通过送风机实现蒸发器与室内空气热量交换，实现冷量的精准送风，此种设计不但解决了其空调设备占据电子信息机房面积的问题，还实现了对机柜内设备的精准降温。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述室外机组10安装在室外机的机组位置9，所述室外机的机组位置9位于室外，并且所述机组位置9所在高度高于冰帽空调室内装置1所在高度，最低高度应能保证冷媒管由冷凝器到蒸发器的水头损失，与冰帽空调室内装置1通过制冷剂管道6连接。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述室外机组10所在高度在冰帽空调室内装置1所在高度的上方，并保证最低高度的要求。最低高差应能保证制冷剂、室外的冷凝器12和排风机11共同实现冷媒与大气的热量交换，同时最低高差应能保证制冷剂由冷凝器12到蒸发器4的水头损失，实现压缩机2制冷循环和热管自然循环的有机结合，减少压缩机2的运行时间，达到节能降耗。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述冷凝器12、电子膨胀阀5、蒸发器 4、压缩机2通过制冷剂管道首尾依次连接。更进一步的，还可在本实施例中考虑，冰帽空调室内机装置通过制冷剂管道连接压缩机2、蒸发器4，电子膨胀阀5设置在制冷剂管道上。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，冰帽空调装置室内机1为一体机。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述制冷剂管道内设有制冷剂。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述制冷剂管道为循环管道，所述制冷剂管道靠近室外机组10的一侧所在高度高于靠近冰帽空调室内装置1的一侧所在高度，当开启空调免费供冷模式时，制冷剂在重力作用下流过电子膨胀阀5和蒸发器 4，实现汽化，制冷剂气体通过制冷剂管道上升到冷凝器12中，释放潜热而凝结成液体，然后在重力作用下，制冷剂液体经管道流回蒸发器4吸热汽化，如此循环反复。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述电动阀组包括通过管路并联在压缩机2两侧的制冷剂管道上的第一电动阀门13和分别设置在压缩机2两侧的制冷剂管道上的第二电动阀门14、第三电动阀门15。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述电子机柜7位于电子机房内。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，冰帽空调室内装置1设置在电子机柜7 冷通道上部空间，可多个进行设置。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述电子机柜7设置在静电地板8上。

工作原理：如图1所示，冰帽空调室内装置1设置在电子机柜7冷通道上部空间，机房内热风与蒸发器4进行热交换，通过送风机3的抽力，输送出较低温度的室内风，送至机房冷通道内，冷空气向下沉，经由电子机柜7的前侧，吸收了机柜的热量后，由电子机柜7后侧排出。

冰帽空调室内装置1包括通过制冷剂管道6连接压缩机2、蒸发器4；室外机组 10由冷凝器12和排风机11组成，室外机组10设置在室外,室外机的机组位置9位于冰帽空调室内装置1的上方，最低高差应能保证制冷剂6由冷凝器12到蒸发器4 的水头损失。

在空调正常制冷工况下，关闭第一电动阀门13，开启第二电动阀门14和第三电动阀门15，此时压缩机2所在管道处于通路状态，在压缩机2的作用下，排出的高温高压制冷剂气体流入冷凝器12内，使制冷剂变成高压液体，接着制冷剂流过电子膨胀阀5后变为低压液体，然后制冷剂经热管空调室内机的蒸发器4吸热汽化，进入压缩机2，实现室内的制冷功能。

在室外温度足够低的情况下，关闭第二电动阀门14和第三电动阀门15，此时压缩机2所在管道处于断路状态，并且停止压缩机2工作，开启第一电动阀门13，开启空调免费供冷模式。制冷剂在重力作用下流过电子膨胀阀5和冰帽空调室内装置1的蒸发器4，实现汽化，制冷剂气体通过制冷剂管道上升到冷凝器12中，释放潜热而凝结成液体，然后在重力作用下，制冷剂液体经管道流回蒸发器4吸热汽化。如此反复从而实现电子信息机房设备热量向机房外冷凝器12的高效传递。

本实用新型不但解决了其空调设备占据电子信息机房面积的问题，还实现了对机柜内设备的精准降温；同时，通过室外机组和冰帽空调室内装置的有效高度差，保证其设备在冬季和过渡季节关闭压缩机运行,充分利用室外的免费冷源，并通过控制技术，保证压缩机制冷循环和热管自然循环的有机结合，减少了压缩机的运行时间，提高空调全年EER水平，满足双碳目标的需求。特别适用于电子信息机房面积紧张或电子机柜后期增容的机房且有室外免费自然冷源利用的地区。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：包括：

冰帽空调室内装置(1)，其数量至少为一个，其设置于电子机柜(7)的冷通道上部，所述冰帽空调室内装置(1)内设有压缩机(2)、电子膨胀阀(5)、蒸发器(4)、送风机(3)以及控制压缩机(2)处于通路/断路状态的电动阀组；

室外机组(10)，其通过制冷剂管道(6)与冰帽空调室内装置(1)双向连接，所述室外机组(10)与冰帽空调室内装置(1)之间存在一定的高度差。

2.根据权利要求1所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述室外机组(10)内设有排风机(11)和冷凝器(12)。

3.根据权利要求2所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述室外机组(10)安装在室外机的机组位置(9)，所述室外机的机组位置(9)位于室外。

4.根据权利要求3所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述室外机组(10)所在高度在冰帽空调室内装置(1)所在高度的上方。

5.根据权利要求4所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述冷凝器(12)、电子膨胀阀(5)、蒸发器(4)、压缩机(2)通过制冷剂管道(6)首尾依次连接。

6.根据权利要求5所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述制冷剂管道(6)内设有制冷剂。

7.根据权利要求5所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述制冷剂管道靠近室外机组(10)的一侧所在高度高于靠近冰帽空调室内装置(1)的一侧所在高度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述电动阀组包括通过管路并联在压缩机(2)两侧的制冷剂管道(6)上的第一电动阀门(13)和分别设置在压缩机(2)两侧的制冷剂管道(6)上的第二电动阀门(14)、第三电动阀门(15)。

9.根据权利要求8所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述电子机柜(7)位于电子机房内。

10.根据权利要求9所述的一种直膨分体热管冰帽式机房空调装置，其特征在于：所述电子机柜(7)设置在静电地板(8)上。

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