蒸发冷凝热管制冷空调系统室外机

本技术属于空调设备，具体涉及一种蒸发冷凝热管制冷空调系统室外机。

背景技术：

1、随着国内数据中心产业的蓬勃发展，其能耗总量也在不断增加，由此导致的高能耗、高碳排放问题也日益凸显。数据中心的高能耗，不仅给企业带来了沉重的负担，也造成了全社会能源的巨大浪费。

2、目前数据中心能耗的大致构成中，空调制冷系统的能耗占数据中心总能耗的40％左右，仅次于it设备能耗，是影响机房能耗的主要成分之一。标准机房冷却系统能耗占比35％，而现有机房冷却系统能耗占比高达45％，可见机房冷却系统还有较大的节能空间。面对如此巨大的能耗问题，如何“开源”，即利用自然冷源为数据中心降温，充分延长自然冷源的利用时长，拓宽利用自然冷源制冷的系统的应用范围等需要多方考虑。

3、氟泵驱动回路热管系统具有低能耗、高能效比(eer)的特点，可以替代传统压缩机，一定范围内提高冷凝温度，防止热管系统动力不足，以保证制冷系统的稳定运行，蒸发冷凝技术利用水的潜热带走数据中心的热量，相同情况下蒸发冷带走的热量约为风冷的100倍，相比于传统风冷水冷而言更加节水节电且高效。蒸发冷凝技术是将冷却塔和冷凝器“合二为一”的有机结合，以空气和水作为冷却介质。工作时，在水泵和风机的作用下，经喷淋装置喷淋于制冷剂换热管表面并形成水膜，水膜和空气在温度差和水蒸气分压力差的共同作用下进行热质交换，水膜吸收管内制冷剂蒸汽的热量，同时与管外快速流动的空气直接接触发生直接蒸发冷却过程，将热量带走。并且循环水水温被降低，供循环使用，同时风机使空气加大流速流经盘管，不断带走水蒸气，加速喷淋水的汽化。使得换热管内制冷剂由高温高压的制冷剂蒸汽冷凝成低温的制冷剂液体，冷凝热被管外侧空气通过风机排到外界。根据目前市场表现，针对数据中心散热方案来说，有三种技术最为常用，分别是液冷技术、间接蒸发冷却ahu、蒸发冷凝氟泵热管技术。但是市场上很少有将蒸发冷凝与氟泵热管这些技术相结合使用的空调系统，来使得制冷手段更加节能高效，达到较好的节能节碳效果。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种蒸发冷凝热管制冷空调系统的室外机，将氟泵热管技术、间接蒸发冷却技术、蒸发冷凝技术以及机械制冷技术进行有机结合，对现有数据中心改造及新建数据中心项目提供一种更加高效节能的散热方式。

2、本实用新型所采用的技术方案是，蒸发冷凝热管制冷空调系统室外机，包括有机组壳体，机组壳体内形成呈竖直平行的第一风道及第二风道，第一风道对应的机组壳体的侧壁上由上自下依次设有氟泵热管侧出风口单元及氟泵热管侧进风口单元；第二风道对应的机组壳体的侧壁上由上自下依次设有机械制冷侧出风口单元及机械制冷侧进风口单元；第一风道内设置有氟泵热管冷凝单元，第二风道内设置有机械制冷冷凝单元。

3、本实用新型的特征还在于：

4、氟泵热管冷凝单元包括有由上自下依次设置的氟泵热管侧风机、氟泵热管侧风冷冷凝器、氟泵热管侧喷淋系统、氟泵热管侧蒸发式冷凝器、氟泵热管侧填料单元、氟泵热管侧预冷器组及氟泵热管侧水箱；第一风道内还设置有储液罐、氟泵热管侧喷淋水泵、氟泵；

5、其中，氟泵热管侧风冷冷凝器、氟泵热管侧蒸发式冷凝器、储液罐及氟泵通过管道依次连接；

6、氟泵热管侧水箱、氟泵热管侧喷淋水泵、氟泵热管侧预冷器组及氟泵热管侧喷淋系统通过管道依次连接；

7、氟泵热管侧进风口单元包括有位于同一水平高度且分别设置在机组壳体相邻两个侧壁上的第一氟泵热管侧进风口及第二氟泵热管侧进风口；氟泵热管侧预冷器组由两个并联的氟泵热管侧预冷器组成，两个氟泵热管侧预冷器均与氟泵热管侧喷淋水泵及氟泵热管侧喷淋系统通过管道连接；两个氟泵热管侧预冷器分别位于第一氟泵热管侧进风口及第二氟泵热管侧进风口处；

8、氟泵热管侧出风口单元包括有位于同一水平高度且分别设置在机组壳体三个侧壁上的第一氟泵热管侧出风口、第二氟泵热管侧出风口及第三氟泵热管侧出风口。

9、氟泵热管侧喷淋系统包括有第一布水管，第一布水管上设置有若干喷头，第一布水管通过管道分别与两个氟泵热管侧预冷器连接。

10、氟泵热管侧填料单元包括由上至下依次设置的长方体形填料及倒置的四棱锥形填料。

11、机械制冷冷凝单元包括有由上自下依次设置的机械制冷侧风机、机械制冷侧风冷冷凝器、机械制冷侧喷淋系统、机械制冷侧蒸发式冷凝器、机械制冷侧填料单元、机械制冷侧预冷器组及机械制冷侧水箱；

12、第二风道内还包括有油气分离器、压缩机、气液分离器及机械制冷侧喷淋水泵；

13、其中，机械制冷侧蒸发式冷凝器、机械制冷侧风冷冷凝器、油气分离器、压缩机及气液分离器通过管道依次连接；

14、机械制冷侧水箱、机械制冷侧喷淋水泵、机械制冷侧预冷器组及机械制冷侧喷淋系统通过管道依次连接；

15、机械制冷侧进风口单元包括有位于同一水平高度且分别设置在机组壳体相邻两个侧壁上的第一机械制冷侧进风口及第二机械制冷侧进风口；机械制冷侧预冷器组由两个机械制冷侧预冷器并联组成，两个机械制冷侧预冷器均与机械制冷侧喷淋水泵及机械制冷侧喷淋系统通过管道连接；两个机械制冷侧预冷器分别位于第一机械制冷侧进风口及第二机械制冷侧进风口处；

16、机械制冷侧出风口单元包括有位于同一水平高度且分别设置在机组壳体三个侧壁上的第一机械制冷侧出风口、第二机械制冷侧出风口及第三机械制冷侧出风口。

17、机械制冷侧喷淋系统包括有第二布水管，第二布水管上设置有若干喷头，第二布水管通过管道分别与两个机械制冷侧预冷器连接。

18、机械制冷侧填料单元包括由上至下依次设置的长方体形填料及倒置的四棱锥形填料。

19、本实用新型的有益效果是：

20、(1)本实用新型使用的氟泵热管冷凝单元，当室外气温较低时，热管内工质吸收机柜产生的热量后蒸发为气体，通过风冷冷凝器以及蒸发式冷凝器冷却为液体并流回室内，使用氟泵热管冷凝单元能增加自然冷源使用时间，降低能耗，提高换热效率并减少占地面积。

21、(2)本实用新型中的氟泵热管冷凝单元的使用可以增加自然冷源的使用时间，降低能耗，提高换热效率，减少占地面积。同时，将机械制冷冷凝单元与氟泵热管冷凝单元进行有机结合，可以保证该数据中心全年制冷要求，在不同室外条件下开启不同的运行模式。

22、(3)本实用新型将冷凝器分为风冷冷凝器与蒸发式冷凝器。制冷剂经过风冷冷凝器预冷再经过蒸发式冷凝器。由于一部分热负荷由上部风冷冷凝器承担，使蒸发冷凝盘管部分依靠水膜蒸发的热负荷减少,冷却水用量也相应减少。由于蒸发冷凝盘管中的制冷剂处于饱和状态,其管内冷凝换热系数较过热状态制冷剂高,因此换热效率得到提高。

23、(4)本实用新型将间接蒸发冷却与蒸发冷凝相结合，室外空气由风口进入机组，先经预冷器中冷水预冷，使得空气干球温度降低，再经过填料单元与由喷淋至蒸发式冷凝器滴落的喷淋回水进行充分热湿交换，以保证回水温度低于当地空气湿球温度。最后再在蒸发式冷凝器处与喷淋水及制冷剂进行换热。通过添加风冷冷凝器使过热的制冷剂蒸汽预冷至冷凝温度后再进入冷凝盘管,从而避免了蒸发式冷凝器盘管初段的外表面温度过高,有效减缓了垢质的产生。

24、(5)本实用新型中风冷冷凝器采用翅片管式换热器，蒸发式冷凝器采用光管式换热器，根据冷凝器的不同形式采用不同的管型，使得风冷冷凝器增加了换热面积，蒸发式冷凝器降低了结垢率。同时在冬季空冷的状态下，由于存在带翅片的风冷冷凝器，使得传热面积大大增加。

25、(6)本实用新型中的填料均采用组合式填料，包括由上至下依次设置的长方体形填料及倒置的四棱锥形填料，充分利用机组内部空间，增大空气与水的接触时间与接触面积，以保证热湿交换效果，确保更低的回水温度。