一种分布式压缩机与工质泵双动力热管制冷装置的制作方法

本实用新型涉及机房制冷技术领域，尤其涉及一种分布式压缩机与工质泵双动力热管制冷装置。

背景技术：

当今数据机房的热密度越来越高，制冷需求不断增加，单机柜负荷超过3.5kw，传统机房级空调已经无法满足高密度机柜的制冷需求，因此新型制冷末端设备如背板空调末端、列间空调末端、吊顶式末端等新型末端应运而生。新型末端属于机柜级制冷末端，由于机房安全性不断提高，水不能进机房，机房空调末端内的介质逐渐由原来的水介质改为氟介质，这样保证机房安全的同时，单位面积的冷量也会更大。面对当前的需求，研发一款新型高效节能的、并能带动多个空调末端的制冷主机迫在眉睫。由于机房需要常年24小时制冷，但大部分机房一年之中有1/2的时间是机房的室内温度高于室外温度的，这样存在大量的室外免费自然冷源白白浪费。目前的机房空调中可以利用自然冷源的空调有俩种，一种是在室外冷凝器处增加泵站的机房精密空调，另一种是采用分离式热管(重力热管)，室外侧采用氟氟换热。这俩种方式都具有市场推广局限性，存在弊端，比如机组体积大，安装高度受限，冷媒流量无法按需分配，工质泵机组的节电率不高、系统控制复杂，稳定性差。

如图2所示，传统直膨式制冷系统由于弯头、阀门等的局部阻力以及管道的沿阻力等制冷剂在进入膨胀阀前很容易产生闪发气体。如果单纯的想通过降低冷凝压力来达到节能的目的而不考虑某些热动力学的因素的话，在传统直膨式制冷系统中，随着冷凝压力的降低，闪发气体对供液的影响越发严重。在冷凝温度为38℃时，如闪发气体占供液质量的2％，那么在冷凝温度为21℃时，闪发气体要占到供液量的28％，闪发气体几乎没有制冷效果，而且还会再次循环到压缩机进行压缩，造成压缩机重复耗功。

技术实现要素：

为解决背景技术中存在的常规设备机组体积大，安装高度受限，冷媒流量无法按需分配，工质泵机组的节电率不高、系统控制复杂，稳定性差技术问题。

本实用新型提出的一种分布式压缩机与工质泵双动力热管制冷装置，包括蒸发器、工质泵、气液分离器、膨胀阀、油冷却器、储液器、压缩机、油分离器、冷凝器及连接管路；

蒸发器并联设置多个；膨胀阀设置在蒸发器的进料端；气液分离器设置有两组输入端与两组输出端，其中一组输入端与蒸发器的出料端相连接，另一组输入端与储液器通过连接管路相连接；气液分离器的一组输出端与工质泵相连接，另一组输出端与压缩机相连接；工质泵通过连接管路连接到膨胀阀；气液分离器、工质泵、膨胀阀与蒸发器构成封闭循环；

压缩机的输出端通过连接管路连接至油分离器的输入端，油分离器共有两组输出端，油分离器的一组输出端通过连接管路连接至冷凝器，另一组输出端连接至油冷却器；冷凝器回流至储液器中；油冷却器与压缩机相连接；气液分离器、压缩机、油冷却器、油分离器、冷凝器与储液器构成封闭循环。

优选的，连接管路内部充满循环流动的冷却液。

优选的，蒸发器设置在背板末端、列间末端或者吊顶末端。

优选的，冷凝器与蒸发器的外部均设置有便于进行热量交换的风机。

优选的，蒸发器设置在室内，风机朝向室内吹风。

优选的，冷凝器设置在室外，风机朝向室外吹风。

优选的，冷凝器的外部设置有第一温度传感器，蒸发器的外部设置有第二温度传感器，第一温度传感器与第二温度传感器之间设置有可比对温度差值的控制器，控制器与压缩机的电源开关通讯连接。

本实用新型中，储液器将所储存的冷却液输送至气液分离器中，经过工质泵的传输将冷却液输送至膨胀阀处，冷却液经过膨胀阀输送至蒸发器处，冷却液蒸发吸热对室内进行降温，之后气化的冷却液与未气化的冷却液重新进入气液分离器，未气化的冷却液再次进行冷却循环，而气化的冷却液输送至压缩机中被压缩；被压缩后的冷却液通过油分离器进入冷凝器，经过冷凝后储存在储液器中；压缩机采用油冷降温，冷却油吸收压缩机产生的热量后与冷却液混合，通过油分离器进行分离，冷却油进入油冷却器冷却后重新输送至压缩机进行循环降温，从而完成整个制冷循环过程。

本实用新型中，当外界环境温度降到设计温度以下，冷凝压力随着降低，使冷凝压力浮动平缓的随环境温度变化而变化。当冷凝压力降到低于传统直膨式设定的冷凝压力下限时，压机排气压力降低，压比降低，压机功耗降低，震动减轻，噪音降低，提高压机寿命及减少维护费用等，从而带来一系列的系统优化。

本实用新型中，工质泵为热力膨胀阀提供足够的进口压力，系统供液更加稳定。在一些特定场合，如冷凝器在下放置的场合等，蒸发器位置较高，加之冬季环境温度低时，冷凝温度较低，供液压力可能不足以使蒸发器高效工作。加装工质泵后，可以克服由于高度以及环境温度降低造成的供液压力不足而带来的供液不足的问题。

本实用新型中，在传统直膨式制冷系统中，随着冷凝压力的降低，闪发气体对供液的影响越发严重在冷凝温度为38℃时，如闪发气体占供液质量的2％，那么在冷凝温度为21℃时，闪发气体要占到液体管路的28％，闪发气体几乎没有制冷效果，而且还会再次循环到压缩机进行压缩，造成压缩机做功浪费。压缩机与工质泵双动力热管制冷系统，在低冷凝温度下，由工质泵对冷凝液进行增压，相当于对冷凝液进行了过冷，从而彻底消除由于阻力引起的压力损失而产生的闪发气体。

本实用新型中，连接管路内部充满循环流动的冷却液；在工作中，通过冷却液的不断循环，不断重复吸热、放热过程使的装置能够有效的对机房进行散热。

本实用新型中，冷凝器的外部设置有第一温度传感器，蒸发器的外部设置有第二温度传感器，第一温度传感器与第二温度传感器之间设置有可比对温度差值的控制器，控制器与压缩机的电源开关通讯连接；在工作中，当室内温度低于室外温度一定限值时；压缩机不工作，工质泵工作即可满足一般机房制冷需求。

附图说明

图1为本实用新型提出的分布式压缩机与工质泵双动力热管制冷装置的整体结构示意图。

图2为传统直膨式制冷系统的结构示意图。

图中：1、冷凝器；2、储液器；3、气液分离器；4、工质泵；5、膨胀阀；6、蒸发器；7、油冷却器；8、压缩机；9、油分离器；

具体实施方式

如图1-2所示，图1为本实用新型提出的分布式压缩机与工质泵双动力热管制冷装置的整体结构示意图。

图2为传统直膨式制冷系统的结构示意图。

参照图1-2，本实用新型提出的一种分布式压缩机与工质泵双动力热管制冷装置，包括蒸发器6、工质泵4、气液分离器3、膨胀阀5、油冷却器7、储液器2、压缩机8、油分离器9、冷凝器1及连接管路；

蒸发器6并联设置多个；膨胀阀5设置在蒸发器6的进料端；气液分离器3设置有两组输入端与两组输出端，其中一组输入端与蒸发器6的出料端相连接，另一组输入端与储液器2通过连接管路相连接；气液分离器3的一组输出端与工质泵4相连接，另一组输出端与压缩机8相连接；工质泵4通过连接管路连接到膨胀阀5；气液分离器3、工质泵4、膨胀阀5与蒸发器6构成封闭循环；

压缩机8的输出端通过连接管路连接至油分离器9的输入端，油分离器9共有两组输出端，油分离器9的一组输出端通过连接管路连接至冷凝器1，另一组输出端连接至油冷却器7；冷凝器1回流至储液器2中；油冷却器7与压缩机8相连接；气液分离器3、压缩机8、油冷却器7、油分离器9、冷凝器1与储液器2构成封闭循环。

本实施例的分布式压缩机与工质泵双动力热管制冷装置的具体工作过程中，储液器2将所储存的冷却液输送至气液分离器3中，经过工质泵4的传输将冷却液输送至膨胀阀5处，冷却液经过膨胀阀5膨胀后输送至蒸发器6处，冷却液蒸发吸热对室内进行降温，之后气化的冷却液与未气化的冷却液重新进入气液分离器3，未气化的冷却液再次进行冷却循环，而气化的冷却液输经过分离送至压缩机8中被压缩；被压缩后的冷却液通过油分离器9进入冷凝器1中，经过冷凝后储存在储液器2中；压缩机8采用油冷降温，冷却油吸收压缩机8产生的热量后与冷却液混合，通过油分离器9进行分离，冷却油进入油冷却器7冷却后重新输送至压缩机8进行循环降温，从而完成整个制冷循环过程。

需要补充的是，工质泵4与压缩机8作为双动力来维持制冷系统的运行。当压缩机8与工质泵4同时运行时，压缩机8主要负责制冷剂气体的压缩，而工质泵4则主要负责液体制冷剂的输送，以便保证多个蒸发器并联时输送压力，保证蒸发器6供液量。可以有效降低系统运行的冷凝压力，从而降低压缩机8的压力比，提高压缩机8的输气量，降低压缩机8的耗功。与此同时，工质泵4增加了额外的耗功，但是，由于泵输送液体的能力要强于压缩机8输送液体的能力，泵增加的耗功要远小于压缩机8降低的耗功，从而使整个制冷系统达到提高制冷量、减少耗功、提升制冷效率的目的。

在具体实施方式中，连接管路内部充满循环流动的冷却液；在工作中，通过冷却液的不断循环，不断重复吸热、放热过程使的装置能够有效的对机房进行散热。

进一步的，冷凝器1与蒸发器6的外部均设置有便于进行热量交换的风机；蒸发器6设置在室内，风机朝向室内吹风；冷凝器1设置在室外，风机朝向室外吹风；在工作中，风机能够加速冷凝器1的放热过程，也能够加速蒸发器6的吸热过程。

进一步的，冷凝器1的外部设置有第一温度传感器，蒸发器6的外部设置有第二温度传感器，第一温度传感器与第二温度传感器之间设置有可比对温度差值的控制器，控制器与压缩机8的电源开关通讯连接；在工作中，当室内温度低于室外温度一定限值时；压缩机8不工作，工质泵4工作即可满足一般机房制冷需求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。