一种用于给机柜空调进行换热的换热装置及换热方法与流程

本发明属于机柜空调换热技术领域，具体涉及一种用于给机柜空调进行换热的换热装置及换热方法。

背景技术：

现有机柜空调的制冷剂的换热方式常采用单一的换热方式，无法根据实际需要(如室外温度)选择合适的换热方式，为此，我们提出一种用于给机柜空调进行换热的换热装置及换热方法。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种用于给机柜空调进行换热的换热装置及换热方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于给机柜空调进行换热的换热装置，包括用于给机柜空调的制冷剂进行换热的制冷单元；

所述制冷单元包括冷水机组、换热水泵及换热器；

所述机柜空调的第一出水管通过所述换热水泵依次与所述换热器及所述冷水机组连接；

所述冷水机组的第二换热出水管与所述机柜空调的第一进水管连接；

所述换热器的第一换热出水管与所述冷水机组的第二换热进水管通过第一支管连接；

所述换热器的第一换热进水管与所述冷水机组的第二换热出水管通过第二支管连接；

所述第一支管与所述第二支管通过第三支管连接；

所述第一支管上设有第一流量控制阀及第三流量控制阀，所述第二支管上设有第二流量控制阀及第四流量控制阀；

所述第三支管的一端位于所述第一流量控制阀及所述第三流量控制阀之间；

所述第三支管的另一端位于所述第二流量控制阀及所述第四流量控制阀之间。

进一步地，所述机柜空调的第一出水管通过空调出水回管与所述换热水泵连接。

进一步地，所述冷水机组的第二换热出水管通过空调进水回管与所述机柜空调的第一进水管连接。

进一步地，所述机柜空调的数量为两组，所述制冷单元的数量为四组，两组所述机柜空调的所述第一出水管均与所述空调出水回管连接；

四组所述制冷单元的所述冷水机组的所述第二换热出水管均连接于所述空调进水回管。

进一步地，还包括蓄冷罐，所述蓄冷罐的第二进水管与所述空调进水回管连接，所述蓄冷罐的第二出水管与所述机柜空调的第一进水管连接。

进一步地，还包括自动定压补水排气装置，所述自动定压补水排气装置通过补水泵与所述空调出水回管连接。

进一步地，自动定压补水排气装置包括储水罐、滤水器组及用于向所述滤水器组中加药的自动加药装置；

所述滤水器组的出口与所述储水罐连接，所述储水罐通过所述补水泵与所述空调出水回管连接。

进一步地，所述滤水器组包括两个滤水器。

进一步地，所述滤水器为旁滤水过滤器。

本发明还公开了一种利用上述的换热装置进行换热的换热方法，包括以下步骤：

当室外湿球温度大于15℃时，关闭所述第一流量控制阀及所述第四流量控制阀，并打开所述第二流量控制阀及所述第三流量控制阀，然后启动换热水泵及冷水机组；

或当室外湿球温度小于或等于8℃时，关闭所述第二流量控制阀及所述第三流量控制阀，并打开所述第一流量控制阀及所述第四流量控制阀，然后启动换热水泵及换热器；

或当室外湿球温度大于8℃且小于或等于15℃时，打开所述第一流量控制阀及所述第四流量控制阀，并打开所述第二流量控制阀及所述第三流量控制阀，然后启动换热水泵、换热器及冷水机组，其中，所述第一流量控制阀及所述第四流量控制阀的开度相同，所述第二流量控制阀及所述第三流量控制阀的开度相同，且所述换热水泵的出口流量等于所述第一流量控制阀及所述第二流量控制阀的入口流量之和。

本发明的有益效果是：

本发明的用于给机柜空调进行换热的换热装置及换热方法使用时，可根据室外湿球温度选择合适的换热方式(第一种换热方式、第二种换热方式或第三种换热方式)，综合来说，可在保证换热效果的同时起到更节能的效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的局部结构示意图(即制冷单元的放大示意图)。

图3是图1的局部结构示意图(即自动定压补水排气装置的放大示意图)。

图中：10-机柜空调；11-第一进水管；12-第一出水管；13-空调进水回管；14-空调出水回管；20-制冷单元；21-冷水机组；211-第二换热进水管；212-第二换热出水管；22-换热水泵；23-换热器；231-第一换热进水管；232-第一换热出水管；24-第一支管；25-第二支管；26-第三支管；271-第一流量控制阀；272-第二流量控制阀；273-第三流量控制阀；274-第四流量控制阀；30-蓄冷罐；31-第二进水管；32-第二出水管；40-自动定压补水排气装置；41-补水泵；42-储水罐；43-补水管；44-泄水管；45-滤水器；46-自动加药装置；47-自来水管。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

实施例1：

如图1及2所示，本实施例中的一种用于给机柜空调进行换热的换热装置包括用于给机柜空调10的制冷剂进行换热的制冷单元20；所述制冷单元20包括冷水机组21、换热水泵22及换热器23。其中，冷水机组21选用离心式冷水机组，换热器23选用板式换热器。

所述机柜空调10的第一出水管12通过所述换热水泵22依次与所述换热器23及所述冷水机组21连接。机柜空调10的制冷剂为水，通过水与机柜空调10的使用环境内的空气进行换热而给机柜空调10的使用环境进行降温。

从机柜空调10的第一出水管12出来的水(制冷剂)通过换热水泵22泵送至冷水机组21和/或换热器23进行换热，所述冷水机组21的第二换热出水管212与所述机柜空调10的第一进水管11连接。通过冷水机组21和/或换热器23换热后的水经过冷水机组21的第二换热出水管212回送至机柜空调10的第一进水管11(动力来源于换热水泵22)；通过冷水机组21和/或换热器23进行换热后的水也可通过另一换热水泵22泵送至机柜空调10的第一进水管11；便于换热后的水与机柜空调10使用环境内的空气进行换热，进而实现机柜空调10的制冷；如此形成机柜空调10的制冷剂的换热循环。

如图2所示，所述换热器23的第一换热出水管232与所述冷水机组21的第二换热进水管211通过第一支管24连接；所述换热器23的第一换热进水管231与所述冷水机组21的第二换热出水管212通过第二支管25连接；所述第一支管24与所述第二支管25通过第三支管26连接；所述第一支管24上设有第一流量控制阀271及第三流量控制阀273，所述第二支管25上设有第二流量控制阀272及第四流量控制阀274；所述第三支管26的一端位于所述第一流量控制阀271及所述第三流量控制阀273之间；所述第三支管26的另一端位于所述第二流量控制阀272及所述第四流量控制阀274之间。

利用上述的换热装置进行换热的换热方法为如下换热方式：

第一种换热方式：当室外湿球温度大于15℃时，关闭所述第一流量控制阀271及所述第四流量控制阀274，并打开所述第二流量控制阀272及所述第三流量控制阀273，然后启动换热水泵22及冷水机组21，这样从机柜空调10的第一出水管12出来的水会通过换热水泵22依次经过第一换热进水管231、第二支管25、第三支管26、第一支管24及第二换热进水管211而进入冷水机组21进行换热(此时冷水机组21工作，但换热器23不工作)，换热后的水再经过第二换热出水管212回送至机柜空调10的第一进水管11。该换热方式仅通过冷水机组21对机柜空调10的制冷剂(水)进行换热，便于实现机柜空调10的制冷。此过程中，室外湿球温度较高，仅通过冷水机组21进行换热，其换热效果更好。

或第二种换热方式：当室外湿球温度小于或等于8℃时，关闭所述第二流量控制阀272及所述第三流量控制阀273，并打开所述第一流量控制阀271及所述第四流量控制阀274，然后启动换热水泵22及换热器23，这样从机柜空调10的第一出水管12出来的水会通过换热水泵22泵送至换热器23进行换热(此时换热器23工作，但冷水机组21不工作)，换热后的水再依次经过第一换热出水管232、第一支管24、第三支管26及第二支管25，然后流入第二换热出水管212，最后回送至机柜空调10的第一进水管11；该换热方式仅通过换热器23对机柜空调10的制冷剂(水)进行换热，便于实现机柜空调10的制冷。此过程中，室外湿球温度较低，仅通过换热器23进行换热，更节能。

或第三种换热方式：当室外湿球温度大于8℃且小于或等于15℃时，打开所述第一流量控制阀271及所述第四流量控制阀274，并打开所述第二流量控制阀272及所述第三流量控制阀273，然后启动换热水泵22、换热器23及冷水机组21，其中，所述第一流量控制阀271及所述第四流量控制阀274的开度相同，所述第二流量控制阀272及所述第三流量控制阀273的开度相同，且所述换热水泵22的出口流量等于所述第一流量控制阀271及所述第二流量控制阀272的入口流量之和。这种情况下，这样从机柜空调10的第一出水管12出来的水会通过换热水泵22泵送至第一换热进水管231然后形成两股分支，其中一股分支依次经过第二支管25、第三支管26、第一支管24及第二换热进水管211进入冷水机组21进行换热；另一股分支泵送至换热器23进行换热，换热后的水再依次经过第一换热出水管232、第一支管24、第三支管26及第二支管25；最后两股分支合流在第二换热出水管212中，再回送至机柜空调10的第一进水管11。该换热方式通过换热器23及冷水机组21共同对机柜空调10的制冷剂(水)进行换热，便于实现机柜空调10的制冷。此过程中，室外湿球温度不高不低，通过换热器23及冷水机组21协同进行换热，更节能。

因此，本发明的用于给机柜空调进行换热的换热装置及换热方法使用时，可根据室外湿球温度选择合适的换热方式(第一种换热方式、第二种换热方式或第三种换热方式)，综合来说，可在保证换热效果的同时起到更节能的效果。

在本实施例中，第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀及第四流量控制阀均为阀门开度可调电磁阀，便于根据需要调节第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀及第四流量控制阀的开度。

实施例2：

如图1及2所示，本实施例中的一种用于给机柜空调进行换热的换热装置包括用于给机柜空调10的制冷剂进行换热的制冷单元20；所述制冷单元20包括冷水机组21、换热水泵22及换热器23。其中，冷水机组21选用离心式冷水机组，换热器23选用板式换热器。

所述机柜空调10的第一出水管12通过所述换热水泵22依次与所述换热器23及所述冷水机组21连接。机柜空调10的制冷剂为水，通过水与机柜空调10的使用环境内的空气进行换热而给机柜空调10的使用环境进行降温。

所述机柜空调10的第一出水管12通过空调出水回管14与所述换热水泵22连接(如图1及图2所示)。

从机柜空调10的第一出水管12出来的水(制冷剂)通过换热水泵22泵送至冷水机组21和/或换热器23进行换热，所述冷水机组21的第二换热出水管212与所述机柜空调10的第一进水管11连接，具体地，所述冷水机组21的第二换热出水管212通过空调进水回管13与所述机柜空调10的第一进水管11连接。通过冷水机组21和/或换热器23换热后的水经过冷水机组21的第二换热出水管212回送至机柜空调10的第一进水管11(动力来源于换热水泵22)；通过冷水机组21和/或换热器23进行换热后的水也可通过另一换热水泵22泵送至机柜空调10的第一进水管11；便于换热后的水与机柜空调10使用环境内的空气进行换热，进而实现机柜空调10的制冷；如此形成机柜空调10的制冷剂的换热循环。

如图2所示，所述换热器23的第一换热出水管232与所述冷水机组21的第二换热进水管211通过第一支管24连接；所述换热器23的第一换热进水管231与所述冷水机组21的第二换热出水管212通过第二支管25连接；所述第一支管24与所述第二支管25通过第三支管26连接；所述第一支管24上设有第一流量控制阀271及第三流量控制阀273，所述第二支管25上设有第二流量控制阀272及第四流量控制阀274；所述第三支管26的一端位于所述第一流量控制阀271及所述第三流量控制阀273之间；所述第三支管26的另一端位于所述第二流量控制阀272及所述第四流量控制阀274之间。

利用上述的换热装置进行换热的换热方法为如下换热方式：

第一种换热方式：当室外湿球温度大于15℃时，关闭所述第一流量控制阀271及所述第四流量控制阀274，并打开所述第二流量控制阀272及所述第三流量控制阀273，然后启动换热水泵22及冷水机组21，这样从机柜空调10的第一出水管12出来的水会在换热水泵22的驱动下流入空调出水回管14，然后依次经过第一换热进水管231、第二支管25、第三支管26、第一支管24及第二换热进水管211而进入冷水机组21进行换热(此时冷水机组21工作，但换热器23不工作)，换热后的水再依次经过第二换热出水管212及空调进水回管13而回送至机柜空调10的第一进水管11。该换热方式仅通过冷水机组21对机柜空调10的制冷剂(水)进行换热，便于实现机柜空调10的制冷。此过程中，室外湿球温度较高，仅通过冷水机组21进行换热，其换热效果更好。

或第二种换热方式：当室外湿球温度小于或等于8℃时，关闭所述第二流量控制阀272及所述第三流量控制阀273，并打开所述第一流量控制阀271及所述第四流量控制阀274，然后启动换热水泵22及换热器23，这样从机柜空调10的第一出水管12出来的水会在换热水泵22的驱动下流入空调出水回管14，然后泵送至换热器23进行换热(此时换热器23工作，但冷水机组21不工作)，换热后的水再依次经过第一换热出水管232、第一支管24、第三支管26及第二支管25，然后流入第二换热出水管212，最后经过空调进水回管13回送至机柜空调10的第一进水管11；该换热方式仅通过换热器23对机柜空调10的制冷剂(水)进行换热，便于实现机柜空调10的制冷。此过程中，室外湿球温度较低，仅通过换热器23进行换热，更节能。

或第三种换热方式：当室外湿球温度大于8℃且小于或等于15℃时，打开所述第一流量控制阀271及所述第四流量控制阀274，并打开所述第二流量控制阀272及所述第三流量控制阀273，然后启动换热水泵22、换热器23及冷水机组21，其中，所述第一流量控制阀271及所述第四流量控制阀274的开度相同，所述第二流量控制阀272及所述第三流量控制阀273的开度相同，且所述换热水泵22的出口流量等于所述第一流量控制阀271及所述第二流量控制阀272的入口流量之和。这种情况下，这样从机柜空调10的第一出水管12出来的水会在换热水泵22的驱动下流入空调出水回管14，然后泵送至第一换热进水管231，再形成两股分支，其中一股分支依次经过第二支管25、第三支管26、第一支管24及第二换热进水管211进入冷水机组21进行换热；另一股分支泵送至换热器23进行换热，换热后的水再依次经过第一换热出水管232、第一支管24、第三支管26及第二支管25；最后两股分支合流在第二换热出水管212中，再经过空调进水回管13回送至机柜空调10的第一进水管11。该换热方式通过换热器23及冷水机组21共同对机柜空调10的制冷剂(水)进行换热，便于实现机柜空调10的制冷。此过程中，室外湿球温度不高不低，通过换热器23及冷水机组21协同进行换热，更节能。

本发明的用于给机柜空调进行换热的换热装置及换热方法使用时，可根据室外湿球温度选择合适的换热方式(第一种换热方式、第二种换热方式或第三种换热方式)，综合来说，可在保证换热效果的同时起到更节能的效果。

在本实施例中，如图1所示，所述机柜空调10的数量为两组，所述制冷单元20的数量为四组，两组所述机柜空调10的所述第一出水管12均与所述空调出水回管14连接；如图2所示，四组所述制冷单元20的所述冷水机组21的所述第二换热出水管212均连接于所述空调进水回管13。两组机柜空调10的第一出水管12出来的水会合流在空调出水回管14中，然后分别流入四组所述制冷单元20进行换热，经过四组制冷单元20换热后的水会合流在空调进水回管13中，进而分别流入两组机柜空调10的第一进水管11中，可通过四组制冷单元20对两组机柜空调10的制冷剂(水)进行换热，进而实现两组机柜空调10的制冷。

在本实施例中，如图1所示，空调出水回管14及空调进水回管13均为环形管路。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例的用于给机柜空调进行换热的换热装置还包括蓄冷罐30，所述蓄冷罐30的第二进水管31与所述空调进水回管13连接，所述蓄冷罐30的第二出水管32与所述机柜空调10的第一进水管11连接。机柜空调10的第一出水管12出来的水会通过制冷单元20进行换热，换热后的水会合流在空调进水回管13中，一部分流入蓄冷罐30中进行蓄冷储存，另一部分流入两组机柜空调10的第一进水管11中，进入制冷剂(水)的换热循环中。本实施例中的蓄冷罐30用于在停电时给机柜空调提供冷却的制冷剂(冷水)，蓄冷罐30设置在3楼，高于机柜空调10，当停电时，可打开第二出水管32上的阀门，蓄冷罐30内储存的水会自动流入机柜空调10的第一进水管11中，进入制冷剂(水)的换热循环中，蓄冷罐的储水量197m³，可为机柜空调10提供15分钟的冷水供应。

本实施例的换热装置主要用于停电或故障等情况下的应急使用。

图1给出了两个蓄冷罐30及两组机柜空调10的示例，两个蓄冷罐30一一对应地给两组机柜空调10提供冷却的制冷剂(水)。

实施例4：

在实施例2的基础上，本实施例的用于给机柜空调进行换热的换热装置还包括自动定压补水排气装置40，所述自动定压补水排气装置40通过补水泵41与所述空调出水回管14连接，补水泵41通过补水管43与空调出水回管14连接，空调出水回管14通过泄水管44与自动定压补水排气装置40的储水罐42连接，补水管43及泄水管44上均设有流量阀，可根据需要调节流量阀而给空调出水回管14进行补水或泄水。

如图3所示，自动定压补水排气装置包括储水罐42、滤水器组及用于向所述滤水器组中加药的自动加药装置46(自动加药装置46可选用现有技术中的加药装置，在此就不赘述了)。因储水罐42通过补水泵41与空调出水回管14连接，自来水管47分别连接储水罐42及滤水器组，这样自来水管47的水可直接供应给储水罐42，然后通过补水泵41泵送至空调出水回管14进行水的补加；自来水管47的水还可先通过滤水器组进行过滤后，然后将过滤后的水输送至储水罐42，进而由补水泵41泵送至空调出水回管14进行水的补加。

在本实施例中，所述滤水器组包括两个滤水器45，所述滤水器45可选用旁滤水过滤器。所述滤水器组的出口与所述储水罐42连接，自来水管47与第一个滤水器45的进口连接，第一个滤水器45的出口与第二个滤水器45的进口连接，第二个滤水器45的出口即为滤水器组的出口，即第二个滤水器45的出口与所述储水罐42连接，这样自来水管47的水会通过两个滤水器45进行过滤(自动加药装置46的药剂会自动投入两个滤水器45中，进而实现水中杂质的絮凝沉降，再由滤水器45过滤分离)，然后过滤后的水再输送至储水罐42，进而由补水泵41泵送至空调出水回管14进行水的补加。

经过两个滤水器45过滤后，会使进入出水回管14的水更纯净，防止因空调制冷剂循环回路中出现杂质而影响机柜空调10的使用。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。