专利名称：一种风冷式热管型机房空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及空调系统技术领域，具体涉及一种风冷式热管型机房空调系统。
背景技术：
随着我国近年来信息产业与网络应用的快速发展，机房与基站建设速度大大加 快，其数量迅速增加，越来越成为能耗大户。据统计，机房与基站的能耗占整个网络能耗的 90 %，而空调制冷能耗又占机房与基站能耗的40 % 50 %。特别是许多基站在春季及秋冬 季节仍然需要利用空调制冷，而此时户外空气温度往往比较低，如果能利用户外的低温进 行制冷将大大降低基站空调的能耗。利用户外较低温度进行室内热量的排放并不是一个全新的概念，目前已经被大量 采用的新风系统即采用了这一理念，此外还有直接采用热交换方式的制冷系统。中国专利ZL200920037779. 9中公开了一种机房空调系统，包括需散热机组，该需 散热机组中的两相邻机组的发热面或非发热面相对安置，各机组的底部设有由非发热面通 往发热面的气流通道，气流通道中装有风机，各机组的上方安装延伸到房顶的隔离板。在两 相邻机组发热面之间以及非发热面之间的房顶分别设置接空调机的抽风口和送风口，即可 形成空调机由送风口自上之下送出冷风，经由底部及各层的通风排孔由非发热面送至发热 面，抽风口将发热面热气自下向上抽出，形成合理的空调风场循环，获得理想的空调效果， 并且成本经济。中国发明专利申请CN200910035398. 1中公开了一种机房空调辅助装置，在空调 的外机下方设置有喷淋装置，该喷淋装置包括喷淋主管，喷淋主管上设置有至少一个喷淋 支管，喷淋支管设置于外机的下方，在喷淋支管端部设置有雾化喷头，喷淋主管上设置有电 磁控制阀，电磁控制阀上设置温控电路。通过对空调外机进行喷淋水冷，来提高空调的制冷 效果。但是，现有的新风系统的制冷方式会存在较复杂的空气品质处理问题，热交换方 式的制冷系统会存在运行温差较大、能效比不高的问题。因此，有必要开发一种新型的机房 空调系统。
发明内容
本发明提供了一种风冷式热管型机房空调系统。一种风冷式热管型机房空调系统，包括压缩机、第一风冷冷凝器、节流装置、蒸发 冷凝器、储液罐、流量平衡阀、末端换热器、气泡泵、第一制冷剂切换阀、第二制冷剂切换阀 和第二风冷冷凝器；所述的压缩机的高压排气口依次与第一风冷冷凝器、节流装置、蒸发冷凝器的蒸 发侧、压缩机的低压吸气口相连接，形成压缩制冷循环回路；所述的蒸发冷凝器的冷凝侧出口依次与储液罐、流量平衡阀、末端换热器、气泡 泵、第一制冷剂切换阀、蒸发冷凝器的冷凝侧进口相连接，所述的末端换热器的出口依次与
3第二制冷剂切换阀、第二风冷冷凝器、储液罐的进口相连接，形成热管制冷循环回路。所述的储液罐最好位于蒸发冷凝器与第二风冷冷凝器下方，利于制冷剂利用重力 作用进行循环。所述的储液罐位于末端换热器上方，且储液罐与末端换热器间的距离为Im 4m， 便于储液罐中的制冷剂在自身重力的作用下流入末端换热器。所述的气泡泵可选用本领域常用的普通气泡泵，也可以选用由垂直于地面的管道 和加装在管道上的加热器组成的简易气泡泵。所述的风冷式热管型机房空调系统在启动初 期需消耗电能来加热，通过气泡泵可对制冷剂进行加热，使制冷剂在室内外温差的作用下 能够自行循环，此后，即可关闭气泡泵。所述的气泡泵位于高于末端换热器0 1. 5m且垂直于地面的管道上，利于制冷剂 在循环中正常流动。所述的气泡泵在风冷式热管型机房空调系统启动后IOmin 30min使用，以便于 将系统启动前留在气泡泵与第二风冷冷凝器之间的制冷剂泵入第二风冷冷凝器使之进入 储液罐。所述的热管制冷循环回路中并列设置2-20台末端换热器，以满足不同的空间需 求，一般空间较大可适当增加末端换热器的数量。所述的末端换热器均串联一流量平衡阀，方便调节各个末端换热器的热负荷。所述的压缩制冷循环回路中优选采用环保工质制冷剂，该回路中的制冷剂可以由 本发明风冷式热管型机房空调系统提供，也可以由其他空调系统提供，以节约资源。所述的 环保工质制冷剂主要指臭氧层消耗潜能(ODP)值为0的制冷剂，如R410或R134A等。所述的热管制冷循环回路中优选采用非共沸制冷剂。与现有技术相比，本发明风冷式热管型机房空调系统不仅解决了新风系统中较复 杂的空气品质处理问题，也解决了热交换技术中运行温差较大、能效比不高的问题，无论从 经济效益、社会效益还是国家能源战略等方面来说，都是极具意义的，主要具有如下有益效 果(1)在室外温度大于等于20°C时减少换热温差、提高制冷效率。(2)在室外温度低于20°C时直接采用气泡泵循环制冷剂，制冷效率大幅度提高， 制冷性能系数(COP)可达到15 20。(3)克服常规机房空调系统中容易水进机房的缺陷，保证机房安全运行。
图1是本发明风冷式热管型机房空调系统的结构示意图；图1中，1为压缩机、2为第一风冷冷凝器、3为节流装置、4为蒸发冷凝器、5为储液 罐、6为流量平衡阀、7为末端换热器、8为气泡泵、9为第一制冷剂切换阀、10为第二制冷剂 切换阀、11为第二风冷冷凝器。
具体实施例方式如图1所示，本发明风冷式热管型机房空调系统，包括压缩机1、第一风冷冷凝器 2、节流装置3、蒸发冷凝器4、储液罐5、流量平衡阀6、末端换热器7、气泡泵8、第一制冷剂切换阀9、第二制冷剂切换阀10和第二风冷冷凝器11。压缩机1的高压排气口依次与第一风冷冷凝器2、节流装置3、蒸发冷凝器4的蒸 发侧、压缩机1的低压吸气口相连接，形成压缩制冷循环回路；蒸发冷凝器4的冷凝侧出口依次与储液罐5、流量平衡阀6、末端换热器7、气泡泵 8、第一制冷剂切换阀9、蒸发冷凝器4的冷凝侧进口相连接，末端换热器7的出口依次与第 二制冷剂切换阀10、第二风冷冷凝器11、储液罐5的进口相连接，形成热管制冷循环回路。储液罐5位于蒸发冷凝器4与第二风冷冷凝器11下方，且位于末端换热器7上方， 储液罐5与末端换热器7间的距离为3m。气泡泵8为由垂直于地面的管道和加装在管道上的加热器组成的简易气泡泵，安 装在位于高于末端换热器71. 5m且垂直于地面的管道上。气泡泵8在风冷式热管型机房空调系统启动后20min使用。热管制冷循环回路中并列设置15台末端换热器7，每台末端换热器7串联一流量 平衡阀6。本发明风冷式热管型机房空调系统由压缩制冷循环回路和热管制冷循环回路所 组成，压缩制冷循环回路最好采用环保工质制冷剂作为第一制冷剂，如R410或R134A等环 保工质制冷剂，该回路中的制冷剂可以由本发明风冷式热管型机房空调系统提供，也可以 由其他空调系统提供，以节约资源；热管制冷循环回路可采用非共沸制冷剂作为第二制冷 剂，如R410A等非共沸制冷剂。本发明风冷式热管型机房空调系统的工作过程如下当室外温度大于等于20°C时，第一制冷剂切换阀9打开，第二制冷剂切换阀10关 闭，第一制冷剂切换阀9的打开或关闭以及第二制冷剂切换阀10的打开或关闭均可通过现 有的温度敏感控制系统来控制也可通过手动控制。在压缩制冷循环回路中，第一制冷剂气 体经压缩机1压缩后进入第一风冷冷凝器2被室外空气冷却冷凝变成第一制冷剂液体，第 一制冷剂液体经节流装置3节流降压后进入蒸发冷凝器4的蒸发侧，与蒸发冷凝器4的冷 凝侧发生热置换，即吸收热管制冷循环回路中的冷凝热后蒸发变成第一制冷剂气体被压缩 机1吸入进入下一个循环。在热管制冷循环回路中，储液罐5中的第二制冷剂液体在重力 作用下流经流量平衡阀6，在末端换热器7中吸收室内热量后蒸发变成第二制冷剂气体，第 二制冷剂气体经第一制冷剂切换阀9进入蒸发冷凝器4的冷凝侧，与蒸发冷凝器4的蒸发 侧中的第一制冷剂液体进行热置换，释放热量后变成第二制冷剂液体进入储液罐5，进入下 一个循环。在室外温度低于20°C时，第一制冷剂切换阀9关闭，第二制冷剂切换阀10打开，气 泡泵8只在系统启动后20min内工作，将系统启动前留在气泡泵8与第二风冷冷凝器11之 间的第二制冷剂泵入第二风冷冷凝器11使之进入储液罐5。压缩制冷循环回路停止工作。 在热管制冷循环回路中，储液罐5中的第二制冷剂液体在重力作用下经过流量平衡阀6，在 末端换热器7中吸收室内热量后蒸发变成第二制冷剂气体，第二制冷剂气体经气泡泵8与 第二制冷剂切换阀10进入第二风冷冷凝器11冷凝变成第二制冷剂液体，第二制冷剂液体 进入储液罐5，进入下一个循环。本发明风冷式热管型机房空调系统系统，在室外温度较低时可直接采用热管制冷 循环回路，不使用压缩制冷循环回路，系统COP大幅度提高，可达到18，调节气泡泵8在风冷式热管型机房空调系统启动后IOmin 30min使用、储液罐5与末端换热器7间的距离为 Im 4m、气泡泵8位于高于末端换热器70 1. 5m且垂直于地面的管道上、热管制冷循环 回路中并列设置2-20台末端换热器7这些参数，系统COP可达到15 20。机房室内直接 采用热管制冷循环，第二制冷剂使用R410A等非共沸制冷剂，保证机房安全。
权利要求
一种风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，包括压缩机(1)、第一风冷冷凝器(2)、节流装置(3)、蒸发冷凝器(4)、储液罐(5)、流量平衡阀(6)、末端换热器(7)、气泡泵(8)、第一制冷剂切换阀(9)、第二制冷剂切换阀(10)和第二风冷冷凝器(11)；所述的压缩机(1)的高压排气口依次与第一风冷冷凝器(2)、节流装置(3)、蒸发冷凝器(4)的蒸发侧、压缩机(1)的低压吸气口相连接，形成压缩制冷循环回路；所述的蒸发冷凝器(4)的冷凝侧出口依次与储液罐(5)、流量平衡阀(6)、末端换热器(7)、气泡泵(8)、第一制冷剂切换阀(9)、蒸发冷凝器(4)的冷凝侧进口相连接，所述的末端换热器(7)的出口依次与第二制冷剂切换阀(10)、第二风冷冷凝器(11)、储液罐(5)的进口相连接，形成热管制冷循环回路。
2.根据权利要求1所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的储液罐(5) 位于蒸发冷凝器(4)与第二风冷冷凝器(11)下方。
3.根据权利要求1或2所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的储液罐 (5)位于末端换热器(7)上方，且储液罐(5)与末端换热器(7)间的距离为Im 4m。
4.根据权利要求1所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的气泡泵(8) 为由垂直于地面的管道和加装在管道上的加热器组成的简易气泡泵。
5.根据权利要求1或4所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的气泡泵(8)位于高于末端换热器(7)0 1.5m且垂直于地面的管道上。
6.根据权利要求1所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的气泡泵(8) 在风冷式热管型机房空调系统启动后IOmin 30min使用。
7.根据权利要求1所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的热管制冷 循环回路中并列设置2-20台末端换热器(7)。
8.根据权利要求7所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的末端换热 器⑵均串联一流量平衡阀(6)。
9.根据权利要求1所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的压缩制冷 循环回路中采用环保工质制冷剂。
10.根据权利要求1所述的风冷式热管型机房空调系统，其特征在于，所述的热管制冷 循环回路中采用非共沸制冷剂。
全文摘要
本发明公开了一种风冷式热管型机房空调系统，包括压缩机、第一风冷冷凝器、节流装置、蒸发冷凝器、储液罐、流量平衡阀、末端换热器、气泡泵、第一制冷剂切换阀、第二制冷剂切换阀和第二风冷冷凝器；所述的压缩机的高压排气口依次与第一风冷冷凝器、节流装置、蒸发冷凝器的蒸发侧、压缩机的低压吸气口相连接，形成压缩制冷循环回路；所述的蒸发冷凝器的冷凝侧出口依次与储液罐、流量平衡阀、末端换热器、气泡泵、第一制冷剂切换阀、蒸发冷凝器的冷凝侧进口相连接，所述的末端换热器的出口依次与第二制冷剂切换阀、第二风冷冷凝器、储液罐的进口相连接，形成热管制冷循环回路。该系统热交换时的温差较小、能效比高。
文档编号F24F11/02GK101975428SQ20101052802
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者何一坚, 唐黎明, 陈光明, 陈琪 申请人:浙江大学