CN219761783U - 间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷技术领域，提供一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，包括换热装置、第一储存装置、第二储存装置、节流装置、冷凝装置及压缩机；第一储存装置的进口与换热装置的出口可选择性地连接，第一储存装置的出口与换热装置的进口连接；第二储存装置与第一储存装置的进口连接；节流装置设置于第一储存装置和第二储存装置连接的管路上；冷凝装置的进口与换热装置的出口、第一储存装置的出口可选择性地连接，冷凝装置的出口与第二储存装置、第一储存装置可选择性地连接；压缩机设置于第一储存装置和冷凝装置连接的管路上。本实用新型可以运行多种的工作模式，实现节能效果。

Description

间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，尤其涉及一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统。

背景技术

在数据中心或工业制冷等领域，电子设备密度大，内部发热量较大，为保证设备正常运行，需全年不间断制冷，因此，空调系统能耗较高。

数据中心常规的空调系统有冷水系统、DX直膨系统、间接蒸发冷却系统等。冷水系统比较复杂，循环水量大、输送功率高，泄漏后会对机房设备的安全造成威胁；DX直膨系统一般需要大面积部署安装，管道长、数量多，对空间要求较大；间接蒸发冷却系统的设备体积大、单机制冷量小且对既有建筑适配性难度高。

因此，节能、高效且结构简单的空调系统受到越来越多人的关注。

实用新型内容

本实用新型提供一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，用以解决现有技术中空调系统能耗较大的缺陷。

本实用新型提供一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，包括：换热装置、第一储存装置、第二储存装置、节流装置、冷凝装置及压缩机；所述第一储存装置的进口与所述换热装置的出口可选择性地连接，所述第一储存装置的出口与所述换热装置的进口连接；第二储存装置与所述第一储存装置的进口连接；节流装置设置于所述第一储存装置和所述第二储存装置连接的管路上；所述冷凝装置的进口与所述换热装置的出口、所述第一储存装置的出口可选择性地连接，所述冷凝装置的出口与所述第二储存装置、所述第一储存装置可选择性地连接；压缩机设置于所述第一储存装置和所述冷凝装置连接的管路上。

根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述第一储存装置的出口与所述换热装置连接的管路上设有调节阀。

根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述换热装置包括多个，多个所述换热装置并联。

间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述冷凝装置包括冷凝器、冷水泵及冷风机，所述冷水泵用于驱动冷却水循环。

根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统还包括：第一阀体至第五阀体；所述第一阀体设置于所述换热装置的出口与所述第一储存装置的进口连接的管路上；第二阀体设置于所述换热装置与所述冷凝装置的进口连接的管路上；第三阀体设置于所述第一储存装置与所述冷凝装置的进口连接的管路上；第四阀体设置于所述冷凝装置的出口与所述第二储存装置连接的管路上；所述第五阀体设置于所述冷凝装置的出口与所述第一储存装置连接的管路上。

根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统还包括：控制器；所述控制器分别与所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述第四阀体、所述第五阀体连接。

根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述控制器还分别与所述冷水泵、所述冷风机、所述压缩机、所述节流装置连接。

根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述第一储存装置与所述换热装置通过第一管路连接，所述第一管路设置有冷媒泵；或，所述第一储存装置的安装位置高于所述换热装置，所述第一储存装置与所述换热装置通过第二管路连接。

根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述第二管路上设置有单向阀。

根据本实用新型提供的一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，所述冷凝装置为间接蒸发式冷凝器。

本实用新型提供的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，通过更改换热装置、第一储存装置、第二储存装置、节流装置、冷凝装置及压缩机的连通状态，实现冷媒的不同流动回路，从而可以使本实用新型的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统在机械制冷、自然冷却湿模式和自然冷却干模式三种运行模式的切换，以实现根据不同的室外温度运行对应的工作模式，实现节能效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本实用新型一些实施例提供的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统的结构示意图；

附图标记：

110：换热装置；120：第一储存装置；130：第二储存装置；140：节流装置；150：冷凝装置；151：冷凝器；152：冷水泵；153：冷风机；160：压缩机；171：调节阀；172：第一阀体；173：第二阀体；174：第三阀体；175：第四阀体；176：第五阀体；177：单向阀；180：冷媒泵。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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；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。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。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

下面结合图1描述本实用新型的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统。

如图1所示，本实用新型提供的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，包括换热装置110、第一储存装置120、第二储存装置130、节流装置140、冷凝装置150及压缩机160。

第一储存装置120的进口与换热装置110的出口可选择性地连接，第一储存装置120的出口与换热装置110的进口连接；第二储存装置130与第一储存装置120的进口连接；节流装置140设置于第一储存装置120和第二储存装置130连接的管路上；冷凝装置150的进口与换热装置110的出口、第一储存装置120的出口可选择性地连接，冷凝装置150的出口与第二储存装置130、第一储存装置120可选择性地连接；压缩机160设置于第一储存装置120和冷凝装置150连接的管路上。

本实用新型提供的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，通过更改换热装置110、第一储存装置120、第二储存装置130、节流装置140、冷凝装置150及压缩机160的连通状态，实现冷媒的不同流动回路，从而可以使本实用新型的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统在机械制冷、自然冷却湿模式和自然冷却干模式三种运行模式的切换，以实现根据不同的室外温度运行对应的工作模式，实现节能效果。

其中，换热装置110、第一储存装置120、第二储存装置130、节流装置140、冷凝装置150及压缩机160通过冷媒管路连接，冷媒管路可以为本领域常用管路。

其中，冷媒可以为自然冷媒与合成冷媒等常用工作流体。

其中，第一储存装置120与第二储存装置130用于储存或分离冷媒，第一储存装置120与第二储存装置130的容量及型号可根据实际使用环境进行选择。

在一些实施例中，第一储存装置120可以进行气液分离。

其中，换热装置110设置于机房末端，用于与外界换热。

本实用新型通过设置换热装置110，低温液态冷媒被输送到机房末端换热装置110进行蒸发吸热，冷媒潜热量大、所需流量小，相较于水泵等输送设备，输送功率可大幅度降低，管路管径亦大幅度减小；而且水不进机房，机房安全性高。

进一步的，间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统还包括：第一阀体172至第五阀体176。

第一阀体172设置于换热装置110的出口与第一储存装置120的进口连接的管路上；第二阀体173设置于换热装置110与冷凝装置150的进口连接的管路上；第三阀体174设置于第一储存装置120与冷凝装置150的进口连接的管路上；第四阀体175设置于冷凝装置150的出口与第二储存装置130连接的管路上；第五阀体176设置于冷凝装置150的出口与第一储存装置120连接的管路上。

其中，第一阀体172至第五阀体176可以为本领域所公知的电动阀。

第一阀体172至第五阀体176用于控制所在管路的连通与断开。

本实用新型提供的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，通过设置第一阀体172至第五阀体176，通过控制相应管路上阀体的启闭及冷凝装置150中冷水泵152的启停，可以将相变换热、氟泵多联、蒸发冷却等技术进行融合，实现机械制冷、自然冷却湿模式和自然冷却干模式三种运行模式的切换，以根据不同的室外温度运行对应的工作模式，实现节能效果。

且本实用新型提供的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统是将制冷剂与室外侧空气进行换热，其换热系数高于空气-空气换热，因此，较常规间接蒸发冷却系统的设备体积小、重量轻、单机制冷量大，而且对数据机房建筑结构要求低，适用范围广。

进一步的，压缩机160可以为本领域所公知的冷却压缩装置，例如无油变频高效压缩机160，具体的，可以是磁悬浮、气悬浮、滚珠陶瓷轴承等形式。

在本实用新型中，通过使用磁悬浮等无油变频高效压缩机160，实现系统无油，避免了油膜对换热性能的影响、提高了换热效率，而且维护简单、维护费用低。

进一步的，第一储存装置120与换热装置110通过第一管路连接，第一管路设置有冷媒泵180；或，第一储存装置120的安装位置高于换热装置110，第一储存装置120与换热装置110通过第二管路连接。

其中，当第一储存装置120安装位置与换热装置110具有足够的高度差的情况下，可关停冷媒泵180，启动第二管路给换热装置110供液，实现间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统的进一步节能。

进一步的，第二管路上设置有单向阀177，以防止逆流。

进一步的，换热装置110包括多个，多个换热装置110并联，以提高制冷效率。

本实用新型将冷水系统一机多联的安装方式与DX直膨系统的冷媒直供方式相结合，即一台主机提供冷源、多台末端换热装置110并联，减少了室外散热设备的布置数量与管道的铺设量，可大幅度缩减安装空间，提高间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统的利用率。

进一步的，第一储存装置120的出口与换热装置110连接的管路上设有调节阀171。

通过在每一换热装置110与第一储存装置120连通的管路上设置调节阀171，调节阀171可根据换热装置110的冷量需求自动调节，实现精准供液。

本实用新型提供的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，通过控制换热装置110、第一储存装置120、第二储存装置130、节流装置140、冷凝装置150及压缩机160的连通状态，以形成不同的冷媒流路，从而实现机械制冷、自然冷却湿模式和自然冷却干模式三种运行模式，以实现根据不同的室外温度的来选择不同运行模式，实现节能效果及高效制冷效果。

进一步的，冷凝装置150包括冷凝器151、冷水泵152及冷风机153，冷水泵152用于驱动冷却水循环。

其中，冷凝器151可以为本领域所公知的间接蒸发式冷凝器，例如板片式、变流道-横管式等，以提高冷凝效率。

其中，冷风机153用于加速散热。

进一步的，间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统还包括：控制器；控制器分别与第一阀体172、第二阀体173、第三阀体174、第四阀体175、第五阀体176连接。

控制器根据室外温度控制第一阀体172至第五阀体176的开闭，以使间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统可以根据不同的室外温度运行不同的工作模式。

在一些实施例中，控制器还分别与冷水泵152、冷风机153、压缩机160、节流装置140、冷媒泵180连接，以根据不同的工作模式控制冷水泵152、冷风机153、压缩机160、节流装置140、冷媒泵180的开启及变频运行。

其中，控制器与冷水泵152、冷风机153、压缩机160、节流装置140、冷媒泵180的连接方式可以为通讯连接。

在一些实施例中，控制器可以为智能控制系统，智能控制系统的供冷量随末端的负荷需求量变化而变化，实现间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统的运行模式无缝自动转换，不仅最大限度地减少了间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统的能源浪费，还最大限度地利用了自然冷源。

在具体使用中，间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统至少可以实现以下三种工作模式。

其一、当室外温度比较高且大于第一预设温度的情况下，运行机械制冷模式，此时，第一阀体172、第三阀体174、第四阀体175开启，第二阀体173、第五阀体176关闭，换热装置110里吸热蒸发的冷媒气，经由第一储存装置120被压缩机160压缩增压，进入冷凝装置150内(此时冷水泵152及冷风机153都开启)，冷凝成高压的液体，经由第二储存装置130被节流装置140节流降压，变成低压的液体，流入第一储存装置120内，再由冷媒泵180送入换热装置110进行换热，蒸发后回到第一储存装置120，再被压缩机160吸入压缩，完成制冷循环。

其二、当室外温度较低且位于第一预设温度与第二预设温度的情况下，运行自然冷却湿模式，此时，第一阀体172、第三阀体174、第四阀体175关闭，第二阀体173、第五阀体176开启，压缩机160停止运行，在换热装置110里吸热蒸发的冷媒气，进入冷凝装置150内(此时冷水泵152及冷风机153都开启)，放热冷凝后流入第一储存装置120内，再由冷媒泵180送入换热装置110进行换热，蒸发后再回到冷凝装置150，完成自然冷却循环。

其三、当室外温度足够低且小于第二预设温度的情况下，运行自然冷却干模式，此时，电动阀第一阀体172、第三阀体174、第四阀体175关闭，电动阀第二阀体173、第五阀体176开启，压缩机160系统停止运行，在换热装置110里吸热蒸发的冷媒气，进入冷凝装置150内(此时只开启冷风机153，冷水泵152停止运行)，放热冷凝后流入第一储存装置120内，再由冷媒泵180送入换热装置110进行换热，蒸发后再回到冷凝装置150，完成自然冷却循环。

本实用新型提供的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，通过更改换热装置110、第一储存装置120、第二储存装置130、节流装置140、冷凝装置150及压缩机160的连通状态，实现冷媒的不同流动回路，从而可以使本实用新型的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统在机械制冷、自然冷却湿模式和自然冷却干模式三种运行模式的切换，较常规的空调系统，本实用新型蒸发温度高、冷凝温度低、自然冷源利用时间长，系统更高效；且本实用新型不仅节电、节水，还结构紧凑、运维简单。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，包括：

换热装置；

第一储存装置，所述第一储存装置的进口与所述换热装置的出口可选择性地连接，所述第一储存装置的出口与所述换热装置的进口连接；

第二储存装置，与所述第一储存装置的进口连接；

节流装置，设置于所述第一储存装置和所述第二储存装置连接的管路上；

冷凝装置，所述冷凝装置的进口与所述换热装置的出口、所述第一储存装置的出口可选择性地连接，所述冷凝装置的出口与所述第二储存装置、所述第一储存装置可选择性地连接；

压缩机，设置于所述第一储存装置和所述冷凝装置连接的管路上。

2.根据权利要求1所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述第一储存装置的出口与所述换热装置连接的管路上设有调节阀。

3.根据权利要求2所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述换热装置包括多个，多个所述换热装置并联。

4.根据权利要求1所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述冷凝装置包括冷凝器、冷水泵及冷风机，所述冷水泵用于驱动冷却水循环。

5.根据权利要求4所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统还包括：第一阀体至第五阀体；

所述第一阀体设置于所述换热装置的出口与所述第一储存装置的进口连接的管路上；

第二阀体设置于所述换热装置与所述冷凝装置的进口连接的管路上；

第三阀体设置于所述第一储存装置与所述冷凝装置的进口连接的管路上；

第四阀体设置于所述冷凝装置的出口与所述第二储存装置连接的管路上；

所述第五阀体设置于所述冷凝装置的出口与所述第一储存装置连接的管路上。

6.根据权利要求5所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统还包括：控制器；

所述控制器分别与所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体、所述第四阀体、所述第五阀体连接。

7.根据权利要求6所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述控制器还分别与所述冷水泵、所述冷风机、所述压缩机、所述节流装置连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述第一储存装置与所述换热装置通过第一管路连接，所述第一管路设置有冷媒泵；或，

所述第一储存装置的安装位置高于所述换热装置，所述第一储存装置与所述换热装置通过第二管路连接。

9.根据权利要求8所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述第二管路上设置有单向阀。

10.根据权利要求1至7任一项所述的间接蒸发冷式冷媒直冷冷却系统，其特征在于，

所述冷凝装置为间接蒸发式冷凝器。