蒸发冷却冷水机组的制作方法

本发明涉及制冷系统领域，尤其涉及数据中心的制冷，具体涉及一种蒸发冷却冷水机组。

背景技术

冷水机组在制冷行业中分为风冷式冷水机组和水冷式冷水机组两种。冷水机组在工作时，需要制冷剂分别在冷凝器、蒸发器和板式换热器内循环，以完成换热。

但是，制冷剂在冷水机组中循环流动，需要在冷凝器、蒸发器和板式换热器中，分别进行换热，换热次数多，并且造成换热效率低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种蒸发冷却冷水机组，以解决现有技术中的以上的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择。

第一方面，本发明实施例提供了蒸发冷却冷水机组，包括：设置在主机框架内的主换热器、液液换热器、空气泵和单向控制阀；

所述液液换热器中设有冷冻水管，所述冷冻水管用于连接空调末端；

所述液液换热器与所述主换热器的进液端之间连接有进液管路，所述液液换热器与所述主换热器的出液端之间连接有出液管路；

所述空气泵和所述单向控制阀并联在所述进液管路之中；

所述主换热器的顶部设有第一喷淋组件，所述第一喷淋组件用于喷出低温液体，以为所述主换热器降温。

结合第一方面，本发明在第一方面的第一种实施方式中，所述主机框架上开设有进风口，所述进风口靠近所述主换热器设置，并用于引进室外的冷风；

所述主换热器的顶部设有第一风机组；所述第一风机组用于搅动冷风，以为所述主换热器降温；

所述第一风机组的上方设有第一排风口。

结合本发明的第一方面的第一实施方式，本发明在第一方面的第二种实施方式中，所述主机框架内设有换热室和冷却室；

所述主换热器、所述第一喷淋组件和所述第一风机组设置在所述换热室中；

所述冷却室中设有冷却填料，所述冷却填料与所述第一喷淋组件连接，并用于为所述第一喷淋组件提供低温液体。

结合本发明的第一方面的第一实施方式，本发明在第一方面的第三种实施方式中，所述主机框架内设有冷却室和至少两个换热室；

每个所述换热室中设有所述主换热器、所述第一喷淋组件和所述第一风机组；

所述冷却室中设有冷却填料，所述冷却填料与所述第一喷淋组件连接，并用于为所述第一喷淋组件提供低温液体。

结合本发明的第一方面的第二实施方式和第一方面的第三实施方式，本发明在第一方面的第四种实施方式中，所述换热室和所述冷却室之间通过集液管和出液管连接；

所述集液管的一端连接在所述换热室的底部，所述集液管的另一端延伸至所述冷却填料的顶部，并用于向所述冷却填料喷出从换热室收集的液体，以供所述冷却填料进行降温；

所述出液管的一端连接在所述冷却室的底部，所述出液管的另一端连接所述第一喷淋组件。

结合本发明的第一方面的第四实施方式，本发明在第一方面的第五种实施方式中，所述集液管的另一端设有第二喷淋组件，所述第二喷淋组件用于喷出从所述换热室收集的液体，以供所述冷却填料进行降温；

所述第二喷淋组件的上方设有第二风机组，所述第二风机组的上方设有第二排风口。

结合本发明的第一方面的第五实施方式，本发明在第一方面的第六种实施方式中，所述出液管路中连接有储液罐，所述出液管路包括第一出液段和第二出液段；

所述第一出液段连接所述主换热器的出液端和所述储液罐，所述第二出液段连接所述储液罐和所述液液换热器。

结合本发明的第一方面的第六实施方式，本发明在第一方面的第七种实施方式中，所述进液管路上设有第一温度传感器和第一压力传感器；所述出液管路上设有第二温度传感器和第二压力传感器；

所述蒸发冷却冷水机组还包括控制系统，所述第一温度传感器、所述第一压力传感器、所述第二温度传感器和所述第二压力传感器与所述控制系统连接；

所述控制系统配置用于根据所述第一温度传感器和第一压力传感器的测量值，调整所述空气泵的输出动力；

所述控制系统配置用于根据所述第二温度传感器和第二压力传感器的测量值，调整所述第一风机组的转速。

结合本发明的第一方面的第七实施方式，本发明在第一方面的第八种实施方式中，所述进风口处设有第一温湿度传感器；所述第一温湿度传感器与所述控制系统，所述控制系统配置用于根据所述第一温湿度传感器的测量值，开启或关闭所述空气泵。

结合本发明的第一方面的第八实施方式，本发明在第一方面的第九种实施方式中，所述集液管和所述出液管中连接有水泵，所述第二出液段中连接有液体泵；

所述第一排风口和所述第二排风口处设有第二温湿度传感器。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：通过本发明的蒸发冷却冷水机组，不仅减少换热次数和水量消耗，还可以合理提高换热效率。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1示出了根据本发明一个实施例的蒸发冷却冷水机组的结构示意图；以及

图2示出了根据本发明另一个实施例的蒸发冷却冷水机组的结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合图1和图2，对本发明的蒸发冷却冷水机组进行描述。

参见图1和图2所示，在一种实施例中，蒸发冷却冷水机组，包括主机框架1，以及设置在主机框架1内的主换热器2、液液换热器3、空气泵4和单向控制阀5。

其中，液液换热器3中设有冷冻水管301，冷冻水管301可以用于连接空调末端。冷冻水管301包括冷冻进水管3011和冷冻出水管3012，空调末端的待冷却的、温度较高的液体可以由冷冻进水管3011输入到液液换热器3中，并经过液液换热器3的换热作用(将在后文进行描述)，降低液体温度，实现制冷。之后，被冷却的液体再由冷冻出水管3012输出回空调末端，提供用户使用，降低使用环境温度。

进一步地，液液换热器3与主换热器2的进液端之间连接有进液管路31，液液换热器3与主换热器2的出液端之间连接有出液管路32。这样，制冷剂可以在进液管路31、主换热器2、出液管路32和液液换热器3循环流动，实现放热液化和吸热汽化。并且，主换热器2的顶部设有第一喷淋组件6，第一喷淋组件6可以喷出低温液体，从而，可以为主换热器降温，与主换热器2中的制冷剂换热，起到冷却作用。

具体地，由液液换热器3中流出的制冷剂呈气态，并且，气态的制冷剂可以经进液管路31进入主换热器2中。在主换热器2中，通过第一喷淋组件6对主换热器2的冷却，气态的制冷剂会放热液化，形成液态的制冷剂。接着，液态的制冷剂可以经由出液管路32进入到液液换热器3中。而在液液换热器3中，连接空调末端的冷冻进水管3011中为温度较高的液体，液态的制冷剂可以吸收该温度较高的液体的热量，汽化形成气态的制冷剂。然后，气态的制冷剂再经进液管路31进入主换热器2中，如此循环。而在液液换热器3中，被液态的制冷剂吸收热量后的液体温度较低，可以由冷冻出水管3012输出回空调末端，提供用户使用，降低使用环境温度。

优选地，空气泵4和单向控制阀5并联在进液管路31之中。当使用环境的温度较高时，需要大功率供冷。此时，可以开启空气泵4，空气泵4可以对进液管路31中的气态的制冷剂加压，使其能够快速进入到主换热器2并在其中进行换热。然后，再快速进入到液液换热器3中对冷冻水管301中的液体进行冷却。空气泵4在整体上加快了制冷剂的循环，从而，提高了换热效率。相反地，如果使用环境的温度适宜，无需大功率供冷时，可以关闭空气泵4，气态的制冷剂可以通过单向控制阀5在进液管路31中流动，以满足制冷剂的循环。

本发明的蒸发冷却冷水机组，只在主换热器2和液液换热器3中，进行了换热，减少了换热次数。并且，可以根据使用环境的温度，控制开启空气泵4，能够合理地提高换热效率。

需要说明的是空调末端不属于水冷冷水机组的必要结构，该结构用于冷水机组系统中，与液液换热器进行热交换的配套设备。可以理解的是，在实际操作中，也可以采取其他热交换的配套设备，此处不作具体限定。

参见图1和图2所示，在一种实施例中，主机框架1上开设有进风口11，并且，进风口11可以靠近主换热器2设置。这样，进风口11可以将室外的冷风(如进风口11处的箭头所示)直接引向主换热器2，冷风还对主换热器2起到冷却作用。

进一步地，主换热器2的顶部设有第一风机组21，第一风机组21可以搅动冷风，加快冷风的流动，降低主换热器2的温度。从而，可以与主换热器2中的气态的制冷剂进行换热，对其起到冷却作用。并且，第一风机组21的上方设有第一排风口12，冷风经换热之后所形成的热风(如第一排风口12处的箭头所示)，可以由第一排风口12排出到外界。

参见图1所示，在一种实施例中，主机框架1内设有换热室101和冷却室102。

其中，主换热器2、第一喷淋组件6和第一风机组21可以设置在换热室101中。并且，冷却室102中可以设有冷却填料7，冷却填料7可以与第一喷淋组件6连接。冷却填料7可以降低液体的温度，从而，可以为第一喷淋组件6提供低温液体，以便第一喷淋组件6为主换热器2降温。

参见图2所示，在一种实施例中，机框架1内可以设有冷却室102和至少两个换热室101。并且，每个换热室101中均设有主换热器2、第一喷淋组件6和第一风机组21。

这样，可以在多个换热室101中进行换热操作，以可以供给多个空调末端来使用，扩大了使用范围。并且，多个换热室101可以交替工作，以保证换热室101中的各组件(和/或部件和/或装置)可以得到休息，提高其使用寿命。

参见图1和图2所示，在一种实施例中，换热室101和冷却室102之间通过集液管13和出液管14连接。

其中，集液管13的一端连接在换热室101的底部，集液管13的另一端延伸至冷却填料7的顶部。集液管13可以将从换热室101中收集到的液体，即较高温的液体(将在下文进行说明)导入到冷却室102中，并朝向冷却填料7喷出该高温液体。从而，该较高温的液体能够被冷却填料7所冷却，形成较低温的液体。

在这里，冷却填料不做具体限制，可以由聚氯乙烯材料制成，可以呈s波形、蜂窝形或交错形等。

进一步地，出液管14的一端连接在冷却室102的底部，出液管14的另一端连接第一喷淋组件6。这样，经冷却填料7所冷却的较低温的液体可以经由出液管14进入到第一喷淋组件6中，再由第一喷淋组件6对主换热器2进行降温。并且，低温液体与主换热器2中气态的制冷剂进行了换热，吸收了制冷剂的热量，再次温度升高，形成了较高温的液体。该高温液体滴落在换热室101的底部，由集液管13导入至冷却室102，再一次进行冷却，如此循环。

优选地，集液管13和出液管14中可以连接有水泵18，从而可以加快输送集液管13和出液管14中的液体。

参见图1和图2所示，在一种实施例中，集液管13的另一端设有第二喷淋组件8，第二喷淋组件8可以喷出从集液管13中收集到的液体，即较高温的液体，以供冷却填料7进行降温。

进一步地，第二喷淋组件8的上方设有第二风机组9，并且，第二风机组9上方设有第二排风口10。第二风机组9可以搅动冷却室内的空气，从而，为冷却室102降温，形成的热风(如第二排风口10处箭头所示)可以由第二排风口10排出到外界。

参见图1和图2所示，出液管路32中连接有储液罐33，并且，出液管路32包括第一出液段321和第二出液段322。

其中，第一出液段321连接主换热器2的出液端和储液罐33，第二出液段322连接储液罐33和液液换热器3。

这样，经主换热器2换热后，液态的制冷剂可以储蓄在储液罐33中，从而，可以减少主换热器2中液态的制冷剂的体积，分担主换热器2的负荷。

优选地，在第二出液段322中还可以连接液体泵17，从而可以加快输送第二出液段322中液体的制冷剂。

参见图1和图2所示，在一种实施例中，进液管路31上可以设有第一温度传感器311和第一压力传感器312，从而，可以测量进液管路31中气态的制冷剂的温度和压力。出液管路32上可以设有第二温度传感器323和第二压力传感器324，从而，可以测量出液管路32中液态的制冷剂的温度和压力。

在一种实施例中，本发明的蒸发冷却冷水机组还包括控制系统(图中未示出)，第一温度传感器311和第一压力传感器312与控制系统连接。并且，控制系统配置用于根据第一温度传感器311和第一压力传感器312的测量值，调整所空气泵4的输出动力。

当第一温度传感器311的测量值较高时，控制系统可以适当调整增大空气泵4的输出动力，使空气泵4能够对进液管路31中气态的制冷剂加压，整体上加快制冷剂的循环，从而，提高换热效率。而当第一压力传感器312的测量值较高时，控制系统可以适当调整减小空气泵4的输出动力，以起到整体上的保护作用。

相反地，当第一温度传感器311的测量值较低时，控制系统可以适当调整减小空气泵4的输出动力；当第一压力传感器312的测量值较低时，控制系统可以适当调整增大空气泵4的输出动力。

进一步地，第二温度传感器323和第二压力传感器324与控制系统连接。控制系统还配置用于根据第二温度传感器323和第二压力传感器324的测量值，调整第一风机组21的转速。

当第二温度传感器323的测量值较高和/或第二压力传感器324的测量值较高时，控制系统可以适当调整增大第一风机组21的转速，加快主换热器2顶部的冷风的流动，从而，提高换热效率。

相反地，当第二温度传感器323的测量值较低和/或第二压力传感器324的测量值较低时，可以适当调整减小第一风机组21的转速。

更进一步地，在进风口11处设有第一温湿度传感器15，第一温湿度传感器15与控制系统连接。并且，控制系统配置用于根据第一温湿度传感器15的测量值，开启或关闭空气泵4。

当第一温湿度传感器15的测量值较高时，说明使用环境的温度较高，需要大功率供冷。此时，控制系统可以开启空气泵4，空气泵4可以对进液管路31中的气态的制冷剂加压，使其能够快速进入到主换热器2并在其中进行换热，然后再快速进入到液液换热器3中对冷冻水管301中的液体进行冷却。空气泵4在整体上加快了制冷剂的循环，从而，提高了换热效率。

相反地，当第一温湿度传感器15的测量值较低时，说明使用环境的温度适宜，无需大功率供冷时，控制系统可以关闭空气泵4，满足制冷剂的循环。

参见图1和图2所示，在一种实施例中，第一排风口12和第二排风口10处设有第二温湿度传感器16，以便用户监控蒸发冷却冷水机组向外排风的温度值。

当然，第二温湿度传感器16还可以与控制系统连接，控制系统可以根据第二温湿度传感器16的测量值，适当调整空气泵4的输出动力和第一风机组21的转速。

应该注意，本文所述的“前”、“后”、“上”、“下”等方位均是为了描述的方便而设，并不是一定与实际工作时的空间上的前后上下完全对应。

应该注意，本文所述的“低温”、“高温”等均是相对的温度概念，并不特指某一温度值。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。