专利名称：带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，属于制冷空调 技术领域。特别适用于具有大内区的建筑和电信机房等高密度发热空间等需要全年供冷的 场合使用。
背景技术：
随着大型计算机的广泛应用、移动通讯的迅速普及以及3G网络时代的来临，数据 业务呈现多样化、综合化的开发势头，数据机房的电子设备也迅速发展，已超越了普通计算 机房的定义范畴。数据机房中大型商用服务器将产生大量热量，单位建筑面积的热流密度 高达数kW/m2，采用常规的地板送风冷却方式已不能将满足有效排热的工艺要求；另一方 面，数据机房的全年空调运行能耗达到数据机房总能耗的50%左右，已成为制约信息产业 发展的瓶颈。为解决高密度发热空间的高效散热问题，目前已提出水冷型紧凑密闭空调机 技术方案，即将冷水机组制取的冷冻水直接通入设置在数据机柜中的冷却盘管内，使冷却 盘管与数据机柜紧凑地密闭在一起，并对其直接进行冷却，提高了冷却效果。此种空调机的 最大隐患是冷却盘管一旦漏水，将导致不可估量的损失，有些损失是不可弥补的。对此，如 图1所示专利文献CN 100395488C公开的“一种液泵供液多联式空调机组”技术方案，将制 冷剂直接送入多个冷却盘管内，不仅解决了高效冷却问题，还避免了漏水隐患。但该系统即 使在冬季仍需制冷运行，能耗仍然较大，故需提出有效方案，进一步降低数据机房的空调能
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实用新型内容针对数据机房等全年供冷设备存在的不足与缺陷，本实用新型在CN 100395488C 方案的基础上，提供一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，以充分利用室外空 气的自然冷能进行制冷，缩短了空调机组的压缩机运行时间，提高了全年运行效率，并突破 了现有利用重力驱动的自然循环冷却机组对室外机组安装位置的局限性。本实用新型的目的和任务是通过如下的技术方案来实现一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，包括室外机组12和室内机组 13，所述的室外机组12包括压缩机1，一个与压缩机1的排气口相连的室外换热器2，一个 两端并联有液体旁通阀16的节流装置4，一个用于驱动液态制冷剂循环的液泵6和进行制 冷剂气液分离的低压循环储液器5 ；所述的室内机组13由多个并联的室内机换热器10组 成；所述液泵6的吸入口接入低压循环储液器5的底部出口，液泵6的出口通过第一阀门 7a及液态制冷剂管路8与室内机组13的供液管连接；室内机组13的回气管通过气液两相 制冷剂管路11和第二阀门7b与低压循环储液器5的上部入口连接，其特征在于在室外机 组12中还包括一个二进一出三通阀14和一个一进二出三通阀15 ；所述二进一出三通阀14 的出口连接室外换热器2的进口，两个入口分别连接压缩机1的排气口和一进二出三通阀 15的一个出口 ；所述一进二出三通阀15的入口与第二阀门7b的出口连接，一进二出三通阀15另一个出口与低压循环储液器5的上部入口相连；低压循环储液器5的上部出口与压缩机1的吸入口连接；室外换热器2的出口与低压循环储液器5的上部入口连接；所述的压 缩机1、二进一出三通阀14、室外换热器2、节流装置4、低压循环储液器5、液泵6、第一阀门 7a、液态制冷剂管道8、室内机组13、气液两相制冷剂管道11、第二阀门7b和一进二出三通 阀15形成蒸气压缩制冷循环；所述的二进一出三通阀14、室外换热器2、液体旁通阀16、低 压循环储液器5、液泵6、第一阀门7a、液态制冷剂管道8、室内机组13、气液两相制冷剂管道 11、第二阀门7b和一进二出三通阀15形成自然冷却循环。本实用新型提供的另一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，包括室外 机组12和室内机组13，所述的室外机组12包括压缩机1，一个与压缩机1的排气口相连的 室外换热器2，一个两端并联有液体旁通阀16的节流装置4，一个用于驱动液态制冷剂循环 的液泵6和进行制冷剂气液分离的低压循环储液器5 ；所述的室内机组13由多个并联的室 内机换热器10组成；所述液泵6的吸入口接入低压循环储液器5的底部出口，液泵6的出 口通过第一阀门7a及液态制冷剂管路8与室内机组13的供液管连接；室内机组13的回气 管通过气液两相制冷剂管路11和第二阀门7b与低压循环储液器5的上部入口连接，其特 征在于所述的室外机组12还包括高压气体阀17、自然冷却阀18和低压气体阀19 ；所述高 压气体阀17的出口连接室外换热器2的进口，高压气体阀17的入口连接压缩机1的排气 口 ；所述自然冷却阀18入口与气液两相制冷剂管道11上的第二阀门7b的出口连接，自然 冷却阀18的出口连接室外换热器2的进口 ；所述低压气体阀19的入口与气液两相制冷剂 管道11上的第二阀门7b的出口连接，低压气体阀19的出口与低压循环储液器5的上部入 口连接；低压循环储液器5的上部出口与压缩机1的吸入口连接；室外换热器2的出口与 低压循环储液器5的上部入口连接；所述的压缩机1、高压气体阀17、室外换热器2、节流装 置4、低压循环储液器5、液泵6、第一阀门7a、液态制冷剂管道8、室内机组13、气液两相制 冷剂管道11、第二阀门7b和低压气体阀19形成蒸气压缩制冷循环；所述的自然冷却阀18、 室外换热器2、液体旁通阀16、低压循环储液器5、液泵6、第一阀门7a、液态制冷剂管道8、 室内机组13、气液两相制冷剂管道11和第二阀门7b形成自然冷却循环。在上述提供的两种技术方案中，在所述的室内机组13的每个室内机换热器10的 入口安装有流量调节阀9。所述的二进一出三通阀14和一进二出三通阀15采用自力式三 通阀、电磁式三通阀或电动式三通阀。所述的流量调节阀9、液体旁通阀16、高压气体阀17、 自然冷却阀18和低压气体阀19采用电磁阀或电动阀。所述的节流装置4和液体旁通阀16 采用一体式流量调节阀件。所述的室外换热器2采用风冷式、水冷式或蒸发冷却式换热器。通过以上技术方案，本实用新型有效地解决了多联式空调机组冬季和过渡季供冷 时的能源浪费问题，并提高了电信设备的安全性，拓展了空调机组的适用范围。具体体现 在①保留和继承了 CN 100395488C技术方案的所有功能和优点，而且在过渡季或冬季室 外温度较低时，将本实用新型切换为自然循环模式，从室内侧吸热，向环境侧放热，从而以 风机和液泵运行的少量能源输入实现大量的室内余热量从室内侧到环境侧的转移，提高了 整个机组的全年运行能效比。②室内机组与室外机组之间采用相变制冷剂作为冷量输送介 质，制冷剂管路管径小，安装空间小，有利于降低楼层高度，同时避免了漏水造成巨大损失 的隐患。③自然循环时采用液泵供液，突破了现有利用重力驱动的自然循环冷却机组要求 室外机组必须安装在室内机组之上的局限性。[0009]此外，本实用新型的技术方案对于降低大内区建筑冬季与过渡季的供冷能耗，同 样具有实用价值。因此，本实用新型的推广应用将对电信行业的健康发展、丰富建筑设备品 类以及加快节能减排步伐都具有重要意义。
图1为CN 100395488C提出的一种液泵供液多联式空调机组的结构原理图。图2为本实用新型提供的一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组的实 施例一的结构原理图。图3为本实用新型提供的一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组的实 施例二的结构原理图。图中各部件的序号和名称如下1-压缩机；2-室外换热器；4-室外机节流装置； 5_低压循环储液器；6-液泵；7a-第一阀门；7b-第二阀门；8-液态制冷剂连接管路；9-流 量调节阀；10-室内机换热器；11-气液两相制冷剂管路；12-室外机组；13-室内机组； 14-二进一出三通阀；15-—进二出三通阀；16-液体旁通阀；17-高压气体阀；18-自然冷却 阀、19-低压气体阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体结构和实施过程作进一步的说明。实施例一图2为本实用新型提供的一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组的结 构原理示意图，该方案采用了二进一出三通阀14和一进二出三通阀15。该多联式空调机 组包括室外机组12和室内机组13，所述的室外机组12包括压缩机1，一个与压缩机1的排 气口相连的室外换热器2，一个两端并联有液体旁通阀16的节流装置4，一个用于驱动液态 制冷剂循环的液泵6和进行制冷剂气液分离的低压循环储液器5 ；所述的室内机组13由多 个并联的室内机换热器10组成；所述液泵6的吸入口接入低压循环储液器5的底部出口， 液泵6的出口通过第一阀门7a及液态制冷剂管路8与室内机组13的供液管连接；室内机 组13的回气管通过气液两相制冷剂管路11和第二阀门7b与低压循环储液器5的上部入 口连接，其特征在于在室外机组12中还包括一个二进一出三通阀14和一个一进二出三通 阀15 ；所述二进一出三通阀14的出口连接室外换热器2的进口，两个入口分别连接压缩机 1的排气口和一进二出三通阀15的一个出口 ；所述一进二出三通阀15的入口与第二阀门 7b的出口连接，一进二出三通阀15另一个出口与低压循环储液器5的上部入口相连；低压 循环储液器5的上部出口与压缩机1的吸入口连接；室外换热器2的出口与低压循环储液 器5的上部入口连接。所述的一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组具有两种运行模式，即蒸 气压缩制冷循环模式和自然冷却循环模式。按照附图2所示，蒸气压缩制冷循环模式时，压缩机1和液泵6均运行。压缩机1 排出的高温高压制冷剂气体经二进一出三通阀14进入室外换热器2内冷凝成高压中温液 体，高压中温液体经节流装置4节流降压后进入低压循环储液器5内；压缩机1抽吸低压循 环储液器5内的低压低温的气态制冷剂，并压缩成高温高压气态制冷剂，完成蒸气压缩式制冷循环；低压循环储液器5内的低温低压的液态制冷剂经液泵6增压后，经第一阀门7a 及液态制冷剂管路8进入室内机换热器10内吸热蒸发，实现空间的降温；从室内机换热器 10流出的低温气态或气液两相制冷剂经气液两相制冷剂管路11、第二阀门7b、一进二出三 通阀15流回低压储液循环器5，并在此进行气液分离，液体留在低压储液循环器5内，气态 制冷剂则进入压缩机1的吸气管。液态制冷剂通过液泵6以一至多倍率循环对室内机组13 进行供液，以强化换热，并带回室内机换热器10内存留的冷冻油。在自然冷却循环模式下，压缩机1停止工作，液泵6运行。低压循环储液器5内的 低温液态制冷剂经液泵6增压后，经第一阀门7a及液态制冷剂管路8进入室内机换热器10 内吸热蒸发，实现空间的降温；从室内机换热器10流出的低温气态或气液两相制冷剂经气 液两相制冷剂管路11、第二阀门7b、一进二出三通阀15、二进一出三通阀14进入室外换热 器2内冷凝成液态制冷剂，并经过液体旁通阀16进入低压循环储液器5。液态制冷剂通过 液泵6以一至多倍率循环对室内机组13进行供液，以强化换热，同时避免了传统自然循环 必须要求室外机组在室内机组上部的限制，使室外机组的安装位置可自由设置，增加了机 组使用的灵活性和适用性。实施例二图3为本实用新型提供的另一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组的 结构原理示意图，该方案利用了高压气体阀17、自然冷却阀18和低压气体阀19来代替实 施例一中的二进一出三通阀14和一进二出三通阀15。该多联式空调机组包括室外机组12 和室内机组13，所述的室外机组12包括压缩机1，一个与压缩机1的排气口相连的室外换 热器2，一个两端并联有液体旁通阀16的节流装置4，一个用于驱动液态制冷剂循环的液泵 6和进行制冷剂气液分离的低压循环储液器5 ；所述的室内机组13由多个并联的室内机换 热器10组成；所述液泵6的吸入口接入低压循环储液器5的底部出口，液泵6的出口通过 第一阀门7a及液态制冷剂管路8与室内机组13的供液管连接；室内机组13的回气管通过 气液两相制冷剂管路11和第二阀门7b与低压循环储液器5的上部入口连接，其特征在于 所述的室外机组12还包括高压气体阀17、自然冷却阀18和低压气体阀19 ；所述高压气体 阀17的出口连接室外换热器2的进口，高压气体阀17的入口连接压缩机1的排气口 ；所述 自然冷却阀18入口与气液两相制冷剂管道11上的第二阀门7b的出口连接，自然冷却阀18 的出口连接室外换热器2的进口 ；所述低压气体阀19的入口与气液两相制冷剂管道11上 的阀门7a的出口连接，低压气体阀19的出口与低压循环储液器5的上部入口连接；低压循 环储液器5的上部出口与压缩机1的吸入口连接；室外换热器2的出口与低压循环储液器 5的上部入口连接。所述的一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组仍然具有蒸气压缩制冷 循环和自然冷却循环两种运行模式。在蒸气压缩制冷循环模式时，压缩机1和液泵6均运行，高压气体阀17和低压气 体阀19均开启，自然冷却阀18关闭。其制冷剂的流程与实施例一的蒸气压缩制冷循环模 式相同。在自然冷却循环模式下，压缩机1停止工作，液泵6运行，高压气体阀17和低压气 体阀19均关闭，自然冷却阀18开启。其制冷剂的流程与实施例一的自然冷却循环模式相 同。
权利要求带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，包括室外机组(12)和室内机组(13)，所述的室外机组(12)包括压缩机(1)，一个与压缩机(1)的排气口相连的室外换热器(2)，一个两端并联有液体旁通阀(16)的节流装置(4)，一个用于驱动液态制冷剂循环的液泵(6)和进行制冷剂气液分离的低压循环储液器(5)；所述的室内机组(13)由多个并联的室内机换热器(10)组成；所述液泵(6)的吸入口接入低压循环储液器(5)的底部出口，液泵(6)的出口通过第一阀门(7a)及液态制冷剂管路(8)与室内机组(13)的供液管连接；室内机组(13)的回气管通过气液两相制冷剂管路(11)和第二阀门(7b)与低压循环储液器(5)的上部入口连接，其特征在于在室外机组(12)中还包括一个二进一出三通阀(14)和一个一进二出三通阀(15)；所述二进一出三通阀(14)的出口连接室外换热器(2)的进口，两个入口分别连接压缩机(1)的排气口和一进二出三通阀(15)的一个出口；所述一进二出三通阀(15)的入口与第二阀门(7b)的出口连接，一进二出三通阀(15)另一个出口与低压循环储液器(5)的上部入口相连；低压循环储液器(5)的上部出口与压缩机(1)的吸入口连接；室外换热器(2)的出口与低压循环储液器(5)的上部入口连接；所述的压缩机(1)、二进一出三通阀(14)、室外换热器(2)、节流装置(4)、低压循环储液器(5)、液泵(6)、第一阀门(7a)、液态制冷剂管道(8)、室内机组(13)、气液两相制冷剂管道(11)、第二阀门(7b)和一进二出三通阀(15)形成蒸气压缩制冷循环；所述的二进一出三通阀(14)、室外换热器(2)、液体旁通阀(16)、低压循环储液器(5)、液泵(6)、第一阀门(7a)、液态制冷剂管道(8)、室内机组(13)、气液两相制冷剂管道(11)、第二阀门(7b)和一进二出三通阀(15)形成自然冷却循环。
2.带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，包括室外机组(12)和室内机组(13)， 所述的室外机组(12)包括压缩机(1)，一个与压缩机(1)的排气口相连的室外换热器(2)， 一个两端并联有液体旁通阀(16)的节流装置(4)，一个用于驱动液态制冷剂循环的液泵(6)和进行制冷剂气液分离的低压循环储液器(5)；所述的室内机组(13)由多个并联的室 内机换热器(10)组成；所述液泵(6)的吸入口接入低压循环储液器(5)的底部出口，液泵 (6)的出口通过第一阀门(7a)及液态制冷剂管路(8)与室内机组(13)的供液管连接；室 内机组(13)的回气管通过气液两相制冷剂管路(11)和第二阀门(7b)与低压循环储液器 (5)的上部入口连接，其特征在于所述的室外机组(12)还包括高压气体阀(17)、自然冷却 阀(18)和低压气体阀(19)；所述高压气体阀(17)的出口连接室外换热器(2)的进口，高压 气体阀(17)的入口连接压缩机(1)的排气口 ；所述自然冷却阀(18)入口与气液两相制冷 齐IJ管道(11)上的第二阀门(7b)的出口连接，自然冷却阀(18)的出口连接室外换热器(2) 的进口 ；所述低压气体阀(19)的入口与气液两相制冷剂管道(11)上的第二阀门(7b)的 出口连接，低压气体阀(19)的出口与低压循环储液器(5)的上部入口连接；低压循环储液 器(5)的上部出口与压缩机(1)的吸入口连接；室外换热器(2)的出口与低压循环储液器 (5)的上部入口连接；所述的压缩机(1)、高压气体阀(17)、室外换热器(2)、节流装置(4)、 低压循环储液器(5)、液泵(6)、第一阀门(7a)、液态制冷剂管道⑶、室内机组(13)、气液两 相制冷剂管道(11)、第二阀门(7b)和低压气体阀(19)形成蒸气压缩制冷循环；所述的自 然冷却阀(18)、室外换热器(2)、液体旁通阀(16)、低压循环储液器(5)、液泵(6)、第一阀门 (7a)、液态制冷剂管道(8)、室内机组(13)、气液两相制冷剂管道(11)和第二阀门(7b)形 成自然冷却循环。
3.按照权利要求1或2所述的带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，其特征在 于在所述的室内机组(13)的每个室内机换热器(10)的入口安装有流量调节阀(9)。
4.按照权利要求1所述的一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，其特征在 于所述的二进一出三通阀(14)和一进二出三通阀(15)采用自力式三通阀、电磁式三通阀 或电动式三通阀。
5.按照权利要求1或2所述的带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，其特征在 于所述的流量调节阀(9)、液体旁通阀(16)、高压气体阀(17)、自然冷却阀(18)和低压气 体阀(19)采用电磁阀或电动阀。
6.按照权利要求1或2所述的带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，其特征在 于所述的节流装置(4)和液体旁通阀(16)采用一体式流量调节阀件。
7.按照权利要求1或2所述的带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，其特征在 于所述的室外换热器(2)采用风冷式、水冷式或蒸发冷却式换热器。
专利摘要带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组，涉及采用液泵供液实现多个空间的自然冷却或机械制冷的多联式空调装置。本实用新型包括室外机组和室内机组，在室外机组中设置二进一出三通阀、一进二出三通阀、低压循环储液器、液泵和室外机节流装置，其主要技术特征在于利用二进一出三通阀和一进二出三通阀切换制冷循环和自然循环，在外温较高时采用蒸气压缩式制冷循环、在外温较低时采用自然冷却循环对多个空间进行制冷，并通过液泵将室外机组制取的低温液体输送到各室内机组中。与现有技术相比，本实用新型充分利用室外空气冷能进行制冷，缩短了空调机组的压缩机运行时间，提高了全年运行效率，并突破了现有自然冷却机组对室外机组安装位置的局限性。
文档编号F25B41/04GK201555311SQ20092024638
公开日2010年8月18日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者周德海, 李先庭, 王宝龙, 石文星 申请人:清华大学