一种机房空调系统的制作方法

本实用新型涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种机房空调系统。

背景技术：

随着云计算、云数据时代来临，数据中心开始进入整合、升级、云化新阶段，而且随着地方政府正大力发展云计算、云数据产业，数据中心的建设需求也在不断扩张，由此带动国内机房精密空调市场进一步需求的释放。但是，在数据中心中用于冷却电子设备的空调系统的耗电却占有较大的比重；因此，为了响应国家的节能减排号召，机房空调的节能运行是各个运营商节能减排行动的重要突破点，这就要求人们必须不断地为工业和信息机房研发新的节能技术和产品。

针对机房空调，目前采用氟泵组合(即泵和压缩机复合的制冷系统)来提高自然冷源的利用率已经成为一个较为主流的趋势。泵和压缩机复合系统相较于原有的压缩机系统，是在压缩机系统上增加泵系统，室外环境温度较高的时候利用压缩机制冷，在室外环境温度较低的时候切换到压缩机和泵混合动力模式或单泵动力模式来制冷，压缩机和制冷剂泵需要利用同一套蒸发器和冷凝器。同一制冷系统要在泵运行向压缩机运行之间切换时，一般都会在压缩机吸气管上增加一个电磁阀来避免压缩机内由于运行泵系统时蒸发不完全而存在液体冷媒，启动压缩机系统带来的液击风险。这样一来会使得整个机组系统器件较多，控制较为复杂，成本比较高，用户投资较大。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种机房空调系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种机房空调系统，其特征在于，包括室内机模块和室外机模块，所述室内机模块包括压缩机、压缩机旁通管以及蒸发器，所述蒸发器的出口设置有三通管，所述三通管的一水平端口连接压缩机吸气管，所述三通管的垂直端口连接压缩机旁通管，且开口朝下设置；所述三通管的一水平端口与所述压缩机吸气管通过连接管连接，所述连接管包括与所述三通管的所述水平端口连接并水平设置的第一管段以及向上设置的第二管段，所述第二管段的一端与所述第一管段连接，所述第二管段的另一端与所述压缩机吸气管连接。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述连接管还包括连接所述第二管段与所述压缩机吸气管的第三管段，所述第三管段的一端与所述第二管段连接，所述第三管段的另一端与所述压缩机吸气管连接。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述第二管段与所述第一管段连接的一端端口为第一端口，与所述压缩机吸气管连接的一端端口为第二端口，所述第二端口高于所述第一端口。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述连接管为一体成型。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述室内机模块还包括干燥过滤器、膨胀阀，所述室外机模块包括冷凝器、储液罐、氟泵；所述冷凝器、储液罐、氟泵、干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器、压缩机之间依次连接，形成冷媒循环回路。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述室外机模块还包括氟泵旁通管，所述氟泵旁通管与所述氟泵之间并联后与所述干燥过滤器连通。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述氟泵旁通管与所述氟泵并联后与所述干燥过滤器连通的管路上设置有第一截止阀和第二截止阀，所述第二截止阀位于所述第一截止阀和所述干燥过滤器之间。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述压缩机旁通管与所述压缩机之间并联后与所述冷凝器连通。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述压缩机旁通管与所述压缩机之间并联后与所述冷凝器连通的管路上依次设置有第三截止阀、第四截止阀以及单向阀，所述第四截止阀位于所述第三截止阀和所述单向阀之间，所述单向阀位于所述第四截止阀和所述冷凝器之间。

在本实用新型所述的机房空调系统中，所述压缩机旁通管上设置有旁通单向阀，所述氟泵旁通管上设置有泵旁通单向阀。

实施本实用新型的机房空调系统，具有以下有益效果：在机房空调系统蒸发器出口设置有三通管，三通管的一水平端口通往压缩机，垂直端口连接压缩机旁通管，且开口朝下设置；所述三通管的一水平端口与所述压缩机吸气管通过连接管连接，通过使连接管的与所述三通管的所述水平端口连接的第一管段水平设置，与压缩机吸气管连接的第二管段向上设置，利用重力的自然作用，将液态冷媒和气态冷媒分离，保证液态冷媒不能通过压缩机吸气管，避免由于蒸发不完全的液态冷媒进入压缩机内部，启动压缩机系统带来的液击风险；本实用新型的机房空调系统减少了压缩机吸气管的电磁阀，减少了系统器件，降低了系统控制的复杂性，减少空调系统电能的消耗。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型机房空调系统的局部结构示意图；

图2是本实用新型机房空调系统的室内机模块的结构示意图；

图3是本实用新型机房空调系统的组成框图；

附图标号说明如下：

10、压缩机；11、压缩机吸气管；12、低压开关；13、低压传感器；14、高压开关；15、压缩机单向阀；16、高压传感器；20、压缩机旁通管；21、旁通单向阀；30、冷凝器；40、储液罐；50、氟泵；60、氟泵旁通管；61、泵旁通单向阀；70、干燥过滤器；80、膨胀阀；90、蒸发器；100、三通管；111、第一管段；112、第二管段；113、第三管段；121、第一截止阀；122、第二截止阀；123、第三截止阀；124、第四截止阀；131、单向阀。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型公开了一种优化的机房空调系统，该机房空调系统包括氟泵制冷系统和压缩机制冷系统，通过对通往压缩机10的管路进行优化，在蒸发器出口设置三通管100，三通管100一路通往压缩机吸气管11，一路通往压缩机旁通管路20，用于系统在压缩机10和氟泵50之间的切换，还在压缩机吸气管11设置防液弯(连接管)，利用重力的自然作用，将液态冷媒和气态冷媒分离，避免蒸发不完全的液态冷媒进入压缩机10内部，从而防止从泵动力模式切换至压缩机动力模式存在湿压缩的风险；不需要使用压缩机吸气管的电磁阀，减少了系统器件，降低了系统控制的复杂性，减少空调系统电能的消耗。

该机房空调系统包括室内机模块和室外机模块，所述室内机模块包括压缩机10、压缩机旁通管20以及蒸发器90。如图1所示，蒸发器90的出口A设置有三通管100，三通管100的一水平端口连接压缩机吸气管11，三通管100的垂直端口连接压缩机旁通管20，且开口朝下设置，从而可以利用重力作用使液态冷媒排入压缩机旁通管20，减少进入压缩机吸气管11。

具体地，三通管100的一水平端口与压缩机吸气管11通过连接管连接，连接管包括与三通管100的水平端口连接并水平设置的第一管段111以及向上设置的第二管段112，第二管段112的一端与第一管段111连接，第二管段112的另一端与压缩机吸气管11连接。将连接管的第一管段111水平设置，第二管段112向上设置，冷媒经过连接管时，能够利用重力的自然作用进行气液分离，由于重力的自然作用，使液态冷媒不能通过压缩机吸气管11而进入压缩机10内部，从而避免了在泵模式向压缩机模式切换时产生的湿压缩的风险，保证了机组能够满足室内负荷需求且安全稳定地进行模式切换。

在本实用新型的一些实施例中，连接管还包括连接第二管段112与压缩机吸气管11的第三管段113。即，第三管段113的一端与第二管段112连接，第三管段113的另一端与压缩机吸气管11连接。

在本实用新型的一些实施例中，连接管为一体成型，即第一管段111、第二管段112以及第三管段113为一体成型。可以理解的，第一管段111、第二管段112以及第三管段113之间也可以是可分离的，通过接头或连接件连接。第二管段112的形状可为直管，也可以是折弯管，如n型、s型。

在本实用新型中，将第二管段112的与第一管段111连接的一端端口设为第一端口，与压缩机吸气管11连接的一端端口设为第二端口，使第二端口高于第一端口。但当第二管段112为n型管时，其第一端口和第二端口也可能是在同一水平面的。

在本实用新型所述的机房空调系统中，第一管段111和第三管段113设置在第二管段112的同一侧。可以理解的，第一管段111和第三管段113也可以设置在第二管段112的不同侧。

参阅图2-图3，室内机模块还包括膨胀阀80、干燥过滤器70，室外机模块包括氟泵50、储液罐40、冷凝器30；冷凝器30、储液罐40、氟泵50、干燥过滤器70、膨胀阀80、蒸发器90、压缩机10之间依次连接，形成冷媒循环回路。

压缩机10可以为活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机或直线压缩机等。压缩机10的进气口设置了低压开关12和低压传感器13，用于在压值低于设定值时对压缩机10进行保护，压缩机10的出气口设置了高压开关14、压缩机单向阀15和高压传感器16，高压传感器16用于检测压缩机10的排气压力，高压开关14用于在压值高于设定值时对压缩机10进行保护。

在本实用新型所述的机房空调系统中，压缩机旁通管20上设置有旁通单向阀21，压缩机旁通管20与压缩机10之间并联后与冷凝器30连通。进一步地，压缩机旁通管20与压缩机10之间并联后与冷凝器30连通的管路上依次设置有第三截止阀123、第四截止阀124以及单向阀131，第三截止阀123为气管截止阀，单向阀131位于第四截止阀124和冷凝器30之间。

冷凝器30属于换热器的一种，能把气体或蒸气转变成液体，用于将经过压缩机压缩成的高温高压气体冷凝成中温高压的液体，经膨胀阀节流后，则成为低温低压的液体；低温低压的液态工质送入蒸发器90，在蒸发器90中吸热蒸发而成为低温低压的蒸汽，再次输送进压缩机，从而完成制冷循环。

储液罐40用于储存冷凝器30的冷凝液，避免冷凝液在冷凝器30中积存过多而使传热面积变小，影响冷凝器30的传热效果；以及适应蒸发器90的负荷变动对供应量的需求，在蒸发负荷增大时，供应量也增大，由储液罐40的存液补给，负荷变小时，需要液量也变小，多余的液体就储存在储液罐40里。

在本实用新型所述的机房空调系统中，室外机模块还包括氟泵旁通管60，氟泵旁通管60上设置有泵旁通单向阀61。氟泵旁通管60与氟泵50之间并联后与干燥过滤器70连通。进一步地，氟泵旁通管60与氟泵50并联后与干燥过滤器70连通的管路上设置有第一截止阀121和第二截止阀122，第二截止阀122为液管截止阀，第二截止阀122位于第一截止阀121和干燥过滤器70之间。

干燥过滤器70主要是起到杂质过滤的作用，内装吸湿特性优良的分子筛作为干燥剂，以吸收冷媒中的水分，以确保膨胀阀80畅通和制冷系统正常工作。

膨胀阀80为电子膨胀阀，是制冷系统中的一个重要部件，膨胀阀80使中温高压的液体冷媒通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，然后冷媒从蒸发器入口B进入蒸发器90中，在蒸发器90中吸收热量达到制冷效果。膨胀阀80通过蒸发器90末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象。

蒸发器90主要由加热室和蒸发室两部分组成，加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。低温的冷凝液通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。

本实用新型的机房空调系统在室外环境温度较高时利用压缩机动力模式制冷，在室外环境温度较低时切换到压缩机-泵混合动力模式或单泵动力模式制冷。

参阅图3，压缩机动力模式为：经过室外机模块的冷凝器30冷凝后的液态冷媒经氟泵旁通管60供入室内机模块，流经干燥过滤器70去除杂质和水汽后，经膨胀阀80节流降压，进入蒸发器90，液态冷媒经蒸发器90蒸发成气态冷媒，气态冷媒从压缩机吸气管11进入压缩机10，压缩机10对气态冷媒进行压缩后，气态冷媒从压缩机排气管排出至冷凝器30，形成循环。在压缩机动力模式下，由于排气压力高于吸气压力，并且压缩机旁通管路20上有旁通单向阀21存在，由蒸发器出来的冷媒不能通过压缩机旁通管路20，只能通过压缩机10排至室外。

泵动力模式为：经过冷凝器30冷凝后的液态冷媒进入氟泵50，从氟泵50出来后流经干燥过滤器70去除杂质和水汽后，经膨胀阀80节流降压，进入蒸发器90，液态冷媒经蒸发器90蒸发成气态冷媒，气态冷媒从压缩机旁通管20排出至冷凝器30，形成循环。

在泵动力模式下，压缩机10不工作，此时压缩机10作为一个隔断装置，由蒸发器出来的冷媒不会通过压缩机10，只能从压缩机旁通管路20通过进入排气管，再到室外侧进行冷凝换热，形成循环。

但是在泵动力模式下，有可能会遇到室内蒸发不完全的情况，导致从蒸发器出来的部分冷媒为液态，经过图1的优化管路系统时，由于重力的自然作用，液态冷媒不能通过压缩机吸气管11而进入到压缩机10内，只能进入压缩机旁通管20；另外由于压缩机电加热带的作用，保证压缩机10油槽温度始终高于蒸发器出口的冷媒饱和压力，没有冷媒迁移至压缩机10内。从而避免了在泵动力模式向压缩机动力模式切换时产生的湿压缩的风险，保证了机组能够满足室内负荷需求且安全稳定进行模式切换。

相对于现有技术的需要在压缩机吸气管11上增加一个电磁阀来避免压缩机10内由于运行泵系统时蒸发不完全而存在液体冷媒，启动压缩机系统带来的液压缩(液击)风险的问题，本实用新型机房空调系统利用重力的自然作用，将液态冷媒和气态冷媒分离，保证液态冷媒不能通过压缩机10，避免液击风险；减少了压缩机吸气管11的电磁阀，减少了系统器件，降低了系统控制的复杂性，降低生产成本，减少了用户的初期投资。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。