CN220601851U - 一种节能混合模式的蒸发式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，包括冷凝器组件、制冷组件、自然水冷组件和水盘，所述冷凝器组件架设在水盘上，所述冷凝器组件包括壳体以及设在壳体内的蒸发冷凝盘管、喷嘴、冷却塔填料、轴流风机、挡水器和隔板，所述隔板将壳体内部区域分割为进风侧和出风侧，所述喷嘴、蒸发冷凝盘管和冷却塔填料自上而下依次设置进风侧，所述水盘通过水泵连通喷嘴，所述轴流风机设于出风侧内，本实用新型的有益效果：通过组合得到散热通道可以进一步的增强冷凝组件的散热降温效果；换热器内设置多重逆向的制冷剂管路，由于其流动方向不同，所以也可以起到换热的作用，同时利用自然冷源的技术，进一步的减小压缩机的输出压力。

Description

一种节能混合模式的蒸发式冷凝器

技术领域

本实用新型涉及冷凝技术领域，具体是一种节能混合模式的蒸发式冷凝器。

背景技术

随着云计算、大数据、物联网等产业的快速发展，数据中心作为海量数据运算及存储的载体，数量和规模增长速度逐年加快。快速发展的同时，带来了能源消耗巨大、绿色节能水平亟待提高等普遍问题，因此降低数据中心碳排放也同样被行业所重视。通过统计与分析，数据中心面临的高能耗挑战中，制冷系统的能耗约占数据中心总体能耗的40%左右，因此，运用新技术、新产品，提高制冷系统节能水平，降低耗电量，提升能效水平已成为业界核心共识。

蒸发式冷凝器是制冷系统中的主要换热部件之一，是利用水分蒸发和空气强制循环带走冷凝热量，以冷却压缩机排出的高温高压过热蒸汽，使之冷凝成液体，将传统水冷机组的壳管式换热器和冷却塔合二为一，与水冷机组相比，减少冷却水泵的功耗、换热效率高，机组能效高。

为了获得更好的制冷效果。同时降低能耗的背景前提下，我们提出一种结合自然冷源的冷凝器及其制冷结构。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，包括冷凝器组件、制冷组件、自然水冷组件和水盘，所述冷凝器组件架设在水盘上，所述冷凝器组件包括壳体以及设在壳体内的蒸发冷凝盘管、喷嘴、冷却塔填料、轴流风机、挡水器和隔板，所述隔板将壳体内部区域分割为进风侧和出风侧，所述喷嘴、蒸发冷凝盘管和冷却塔填料自上而下依次设置进风侧，所述水盘通过水泵连通喷嘴，所述轴流风机设于出风侧内，所述挡水器设在轴流风机下方，所述进风侧和出风侧通过设在隔板下方的过热通道连通，所述进风侧、换热通道以及出风侧组合构成散热通道；

所述制冷组件包括变频压缩机、蒸发器和板式换热器，所述板式换热器内部分流形成第一回路和第二回路，所述第一回路和第二回路内部制冷剂的流向相反，所述蒸发冷凝盘管依次连接第一回路、蒸发器和变频压缩机并形成管路循环，所述第二回路的出口端与所述变频压缩机连通，所述蒸发冷凝盘管的出口端还设有冷却回路，所述冷却回路回流连接变频压缩机；

所述自然水冷组件包括第一自然冷源盘管、第二自然冷源盘管、三通阀、冷冻水进水管以及设在蒸发器上的排水口和进水口，所述第一自然冷源盘管位于喷嘴和蒸发冷凝盘管之间的空隙处，所述第二自然冷源盘管位于蒸发冷凝盘管的侧边，所述冷冻水进水管的出水端依次连接第一自然冷源盘管和第二冷源盘管，所述第二冷源盘管的出水端通过三通阀连接进水口，所述冷冻水进水管的出水端还设置支路与三通阀连通。

进一步的，所述第二自然冷源盘管位于进风侧，所述第二自然冷源盘管盘绕形成的平面竖直设置，所述第一冷源盘管盘绕形成的平面水平设置，所述第二自然冷源的侧方以及喷嘴的上方均设有自然风进口。

进一步的，所述变频压缩机与蒸发冷凝盘管的连接管路上设置有单向阀，所述第一回路与蒸发器的连接管路、冷却回路、以及板式换热器上均设有电磁阀门，所述电磁阀门具体为球阀或蝶阀。

进一步的，所述蒸发冷凝盘管与板式换热器的管路上还设有干燥过滤器，且干燥过滤器位于冷却回路的上游位置。

进一步的，所述第一自然冷源盘管和第二自然冷源盘管上分别设有第一截止阀和第二截止阀。

进一步的，所述挡水器具体包括多层捕抹网以及设在捕沫网下的挡水板，所述挡水板上设有若干水蒸气排水口。

进一步的，所述蒸发冷凝盘管铺设呈“S”型结构，其中蒸发冷凝盘管的进口端位于出口端的上部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过组合得到散热通道可以进一步的增强冷凝组件的散热降温效果；换热器内设置多重逆向的制冷剂管路，由于其流动方向不同，所以也可以起到换热的作用，同时利用自然冷源的技术，进一步的减小压缩机的输出压力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型冷凝器组件结构图。

图中：2、蒸发冷凝盘管；3、喷嘴；4、冷却塔填料；5、第一自然冷源盘管；6、第二自然冷源盘管；7、轴流风机；8、挡水器；9、水盘；10、隔板；11、第一回路；12、第二回路；13、冷却回路；14、三通阀；15、冷冻水进水管；16、排水口；17、进水口；201、变频压缩机；202、蒸发器；203、板式换热器。

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。

请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，包括冷凝器组件、制冷组件、自然水冷组件和水盘9，所述冷凝器组件架设在水盘9上，所述冷凝器组件包括壳体以及设在壳体内的蒸发冷凝盘管2、喷嘴3、冷却塔填料4、轴流风机7、挡水器8和隔板10，所述隔板10将壳体内部区域分割为进风侧和出风侧，所述喷嘴3、蒸发冷凝盘管2和冷却塔填料4自上而下依次设置进风侧，其中喷嘴3和蒸发冷凝盘管2之间还设有第一冷源盘管5，所述水盘9通过水泵连通喷嘴3，所述轴流风机7设于出风侧内，所述挡水器8设在轴流风机7下方，所述进风侧和出风侧通过设在隔板10下方的过热通道连通，所述进风侧、换热通道以及出风侧组合构成散热通道，其中进风侧的顶部以及侧部均设有进风口，外部冷源依次穿过喷嘴3、蒸发冷凝盘管2、冷却塔填料4，然后从所述过热通道进入出风侧，并最终通过设在出风侧顶部的轴流风机7将热源抽出，以实现散热效果；

所述制冷组件包括膨胀阀、变频压缩机201、蒸发器202和板式换热器203，所述板式换热器203内部分流形成第一回路11和第二回路12，所述第一回路11和第二回路12内部制冷剂的流向相反，所述蒸发冷凝盘管2依次连接第一回路11、蒸发器202和变频压缩机201并形成管路循环，所述第二回路12的出口端与所述变频压缩机201连通，所述蒸发冷凝盘管2的出口端还设有冷却回路13，所述冷却回路13回流连接变频压缩机201；

所述自然水冷组件包括第一自然冷源盘管5、第二自然冷源盘管6、三通阀14、冷冻水进水管15以及设在蒸发器202上的排水口16和进水口17，所述第一自然冷源盘管5位于喷嘴3和蒸发冷凝盘管2之间的空隙处，所述第二自然冷源盘管6位于蒸发冷凝盘管2的侧边，所述冷冻水进水管15的出水端依次连接第一自然冷源盘管5和第二冷源盘管6，所述第二冷源盘管6的出水端通过三通阀14连接进水口17，所述冷冻水进水管15的出水端还设置支路与三通阀14连通，在蒸发器202的内部，设有管道连接排水口16和进水口17。

实施例

所述第二自然冷源盘管6位于进风侧，所述第二自然冷源盘管6盘绕形成的平面竖直设置，所述第一冷源盘管5盘绕形成的平面水平设置，每一圈之间的间隔不低于10mm，所述第二自然冷源6的侧方以及喷嘴3的上方均设有自然风进口；所述第一自然冷源盘管5和第二自然冷源盘管6上分别设有第一截止阀和第二截止阀，所述第一自然冷源盘管5和第二自然冷源盘管6均设有视液镜；所述挡水器8具体包括多层捕抹网以及设在捕沫网下的挡水板，所述挡水板上设有若干水蒸气排水口。

工作原理：

所述水盘9内装填有冷却水，冷却水由水泵抽送第一冷源盘管5上方的至喷嘴3内，通过喷嘴3将冷却水均匀的喷洒在第一冷源盘管5的外表面，与管内的高温冷冻回水换热，以降低第一冷源盘管5内部冷冻水的温度，所述冷却水再经过蒸发冷凝盘管2的外表面，与蒸发冷凝盘管2内的制冷剂换热，高温气态制冷剂由蒸发冷凝盘管5的上部进入，被外部的冷却水吸收热量冷凝形成液体从下部流出，吸收热量的冷却水一部分蒸发成为水蒸气，其余则落在水盘9内供水泵循环使用；

在上述过程中，通过设在顶部和侧部的自然风进口，可以进一步的促使蒸发冷凝盘管2、第一冷源盘管5以及第二冷源盘管6管壁表面的水膜蒸发，加强换热效率，冷却水再汇集并通过冷却塔填料4，此时吸热后的水滴被空气冷却，蒸发的水蒸气也随从空气被轴流风机7抽出，未被蒸发的水滴则被挡水器8阻挡并滴落至水盘9内。

工作模式：

压缩机模式：在此模式下，变频压缩机运行，所述第一自然冷源盘管5和第二自然冷源盘管6上的截止阀关闭，冷冻水直接进入蒸发器内部与制冷剂进行热交换，从而实现对冷冻水的降温效果；

在压缩机运行的时候，由于板式换热器203内部的第一回路11和第二回路12属于两个不同的回路，且两者又靠的很近，当两个不同回路内部液体流向相反时，同样可以起到热交换的作用。

压缩机与自然冷源混合模式：变频压缩机运行，冷冻水先经过蒸发式冷凝器换热与室外冷空气换热降温后，再进入蒸发器与制冷剂进一步的换热；

自然冷源模式：此模式下，变频压缩机不工作，此时，通过控制三通阀14的阀门开关，使得高温的冷冻水依次经过第一自然冷源盘管5和第二自然冷源盘管6，其中顶部的自然风对第一自然冷源盘管5进行降温散热，而侧边的自然风对第二自然冷源盘管6进行降温散热，进入蒸发器202内部，使得冷冻水在达到设定的温度后通过排水口排出。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，包括冷凝器组件、制冷组件、自然水冷组件和水盘（9），其特征在于：所述冷凝器组件架设在水盘（9）上，所述冷凝器组件包括壳体以及设在壳体内的蒸发冷凝盘管（2）、喷嘴（3）、冷却塔填料（4）、轴流风机（7）、挡水器（8）和隔板（10），所述隔板（10）将壳体内部区域分割为进风侧和出风侧，所述喷嘴（3）、蒸发冷凝盘管（2）和冷却塔填料（4）自上而下依次设置进风侧，所述水盘（9）通过水泵连通喷嘴（3），所述轴流风机（7）设于出风侧内，所述挡水器（8）设在轴流风机（7）下方，所述进风侧和出风侧通过设在隔板（10）下方的过热通道连通，所述进风侧、换热通道以及出风侧组合构成散热通道；

所述制冷组件包括变频压缩机（201）、蒸发器（202）和板式换热器（203），所述板式换热器（203）内部分流形成第一回路（11）和第二回路（12），所述第一回路（11）和第二回路（12）内部制冷剂流向相反，所述蒸发冷凝盘管（2）依次连接第一回路（11）、蒸发器（202）和变频压缩机（201）并形成管路循环，所述第二回路（12）的出口端与所述变频压缩机（201）连通，所述蒸发冷凝盘管（2）的出口端还设有冷却回路（13），所述冷却回路（13）回流连接变频压缩机（201）；

所述自然水冷组件包括第一自然冷源盘管（5）、第二自然冷源盘管（6）、三通阀（14）、冷冻水进水管（15）以及设在蒸发器（202）上的排水口（16）和进水口（17），所述第一自然冷源盘管（5）位于喷嘴（3）和蒸发冷凝盘管（2）之间的空隙处，所述第二自然冷源盘管（6）位于蒸发冷凝盘管（2）的侧边，所述冷冻水进水管（15）的出水端依次连接第一自然冷源盘管（5）和第二自然冷源盘管（6），所述第二自然冷源盘管（6）的出水端通过三通阀（14）连接进水口（17），所述冷冻水进水管（15）的出水端还设置支路与三通阀（14）连通；

所述变频压缩机（201）与蒸发冷凝盘管（2）的连接管路上设置有单向阀，所述第一回路（11）与蒸发器（202）的连接管路、冷却回路（13）、以及板式换热器（203）上均设有电磁阀门，所述电磁阀门具体为球阀或蝶阀，所述蒸发冷凝盘管（2）与板式换热器（203）的管路上还设有干燥过滤器，且干燥过滤器位于冷却回路（13）的上游位置。

2.根据权利要求1所述的一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述第二自然冷源盘管（6）位于进风侧，所述第二自然冷源盘管（6）盘绕形成的平面竖直设置，所述第一自然冷源盘管（5）盘绕形成的平面水平设置，所述第二自然冷源盘管（6）的侧方以及喷嘴（3）的上方均设有自然风进口。

3.根据权利要求1所述的一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述第一自然冷源盘管（5）和第二自然冷源盘管（6）上分别设有第一截止阀和第二截至阀。

4.根据权利要求1所述的一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述挡水器（8）具体包括多层捕抹网以及设在捕沫网下的挡水板，所述挡水板上设有若干水蒸气排水口。

5.根据权利要求1所述的一种节能混合模式的蒸发式冷凝器，其特征在于：所述蒸发冷凝盘管（2）铺设呈“S”型结构，其中蒸发冷凝盘管（2）的进口端位于出口端的上部。