一种整体式双冷源复合换热盘管的制作方法

本实用新型属于机房空调技术领域，涉及一种可利用冷冻水制冷和制冷剂蒸发吸热制冷的整体式双冷源复合换热盘管。

背景技术：

随着数据中心的高速发展，机房进入高计算、高功率密度时代，机房耗电已经占到全社会用电量的1.5%。高效节能的数据中心是行业发展的必然趋势，机房空调能耗占机房总能耗的30~45%，导致数据中心PUE值（数据中心总能耗/IT设备能耗）居高不下。同时机房空间越来越小型化，对机房空调的结构尺寸限制也越来越严。现在很多机房都建设在大的写字楼里，选择利用中央空调的冷冻水对机房设备进行冷却，达到降低机房PUE值的目的。机房设备365天24小时运行，与中央空调运行时间、易出现故障的特征相矛盾。为了利用中央空调冷冻水节能制冷，同时保证机房空调安全性、可靠性、稳定性运行，可以设计一种可同时利用冷冻水和制冷剂进行制冷的双冷源机房空调。

该双冷源机房空调的主要特点在于：

1、每一套冷源系统（制冷剂系统和冷冻水系统）均可独立运行，互不影响，互为备份，提高了空调的安全性、可靠性、稳定性，在中央空调运行时，利用冷冻水进行制冷，在中央空调关闭时，利用制冷剂蒸发制冷，在保证机房设备365天24小时都能够制冷的前提下，降低了能耗。

2、中央空调冷冻水的冷冻水系统作为主要工作对象，降低了制冷能耗，保证了机房空调高效节能。

3、零部件布置更加紧凑，结构尺寸更小，适合机房建设的要求。

4、需要有一套可利用冷冻水制冷和制冷剂蒸发制冷的换热盘管、来满足以上三个特点。

为了满足双冷源机组节能高效、安全可靠、尺寸较小的要求，就有必要设计出一种换热效率高、部件紧凑、尺寸小巧的整体式双冷源复合换热盘管。

技术实现要素：

为了实现可利用冷冻水和制冷剂进行制冷的目的，本实用新型提供了一种整体式双冷源复合换热盘管，通过该复合换热盘管的作用，既可以利用冷冻水进行制冷，又可以利用制冷剂蒸发制冷，在中央空调开启时，利用中央空调的冷冻水进行制冷，在中央空调关闭后，利用制冷剂蒸发制冷，既降低了能耗，又能保证机房设备365天24小时都能够制冷，整体式复合换热盘管的设计还减小了双冷源空调的尺寸，更加适合机房的建设。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种整体式双冷源复合换热盘管，其特征在于：包括冷冻水换热盘管、制冷剂换热盘管和连接件，冷冻水换热盘管包括左芯体、右芯体、冷冻水进水集管和冷冻水出水集管，所述制冷剂换热盘管包括人字形芯体，左芯体位于人字形芯体的左侧，右芯体位于人字形芯体的右侧，左芯体、人字形芯体和右芯体通过连接件连接成一个整体，所述左芯体、人字形芯体和右芯体都设置有换热盘管，所述人字形芯体上安装有制冷剂回气集管和制冷剂分配器，所述制冷剂回气集管与人字形芯体上的换热盘管的出口相连通，制冷剂分配器与人字形芯体上的换热盘管的进口相连通，所述冷冻水进水集管连接在左芯体和右芯体上，与左芯体和右芯体的换热盘管的进口相连通，所述冷冻水出水集管连接在左芯体和右芯体上，与左芯体和右芯体的换热盘管的出口相连通。

所述连接件包括顶板，顶板截面呈“﹀”型，左边连接在左芯体上，右边连接在右芯体上，中间连接在人字形芯体上。

所述顶板设置有田字格，田字格设置有镂空。

所述连接件还包括两块支撑板，分别为左支撑板和右支撑板，支撑板的截面为梯形，在支撑板上设置有排水孔，左支撑板安装在左芯体和人字形芯体底部，有排水孔的一端位于左芯体底部，右支撑板安装在右芯体和人字形芯体底部，有排水孔的一端位于右芯体底部。

所述制冷剂回气集管包括左制冷剂回气管、右制冷剂回气管和横向制冷剂回气管，横向制冷剂回气管一端连接在左制冷剂回气管上，另一端连接在右制冷剂回气管上，横向制冷剂回气管设置有回气口，所述左制冷剂回气管与人字形芯体左侧的换热盘管相连通，所述右制冷剂回气管与人字形芯体右侧的换热盘管相连通。

所述制冷剂分配器通过毛细管与人字形芯体左右两侧的换热盘管相连通。

所述冷冻水进水集管包括左芯体进水管、右芯体进水管和横向进水管，横向进水管一端连接在左芯体进水管上，另一端连接在右芯体进水管上，横向进水管设置有进水孔，左芯体进水管和右芯体进水管设置有进水支管，左芯体进水管的进水支管与左芯体的换热盘管相连通，右芯体进水管的进水支管与右芯体的换热盘管相连通。

所述左芯体进水管和右芯体进水管底部安装有冷冻水排气阀。

所述冷冻水出水集管包括左芯体出水管、右芯体出水管和连接出水管，左芯体水管上设置有多个出水支管，右芯体水管上设置有多个出水支管，连接出水管包括左弧形出水管、右弧形出水管和T形出水管，左弧形出水管一端连接在左芯体出水管上，另一端连接在T形出水管上，右弧形出水管一端连接在右芯体出水管上，另一端连接在T形出水管上，左弧形出水管和右弧形出水管上也设置有出水支管，左芯体出水管的出水支管、左弧形出水管的出水支管和左芯体的换热盘管相连通，右芯体出水管的出水支管、右弧形出水管的出水支管和右芯体的换热盘管相连通。

所述T形出水管的中间位置安装有一个排水阀。

本实用新型还可以在左芯体和右芯体的换热盘管内安装一个传感器，当左芯体和右芯体的换热盘管内没有冷冻水流过时，将信号输出给控制器，控制器接收到左芯体和右芯体的换热盘管内没有冷冻水流过的信号后，控制制冷剂制冷系统工作，制冷剂流进制冷剂换热盘管进行制冷，当控制器接收到左芯体和右芯体的换热盘管内有冷冻水流过时，控制制冷剂制冷系统关闭。这样就可以实现两套制冷系统的智能控制。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型包括冷冻水换热盘管、制冷剂换热盘管和连接件，冷冻水换热盘管包括左芯体、右芯体、冷冻水进水集管和冷冻水出水集管，所述制冷剂换热盘管包括人字形芯体，左芯体位于人字形芯体的左侧，右芯体位于人字形芯体的右侧，左芯体、人字形芯体和右芯体通过连接件连接成一个整体，所述左芯体、人字形芯体和右芯体都设置有换热盘管，所述人字形芯体上安装有制冷剂回气集管和制冷剂分配器，所述制冷剂回气集管与人字形芯体上的换热盘管的出口相连通，制冷剂分配器与人字形芯体上的换热盘管的进口相连通，所述冷冻水进水集管连接在左芯体和右芯体上，与左芯体和右芯体的换热盘管的进口相连通，所述冷冻水出水集管连接在左芯体和右芯体上，与左芯体和右芯体的换热盘管的出口相连通。本实用新型将冷冻水换热盘管和制冷剂（氟）换热盘管集中在一起，使得空调系统可利用冷冻水制冷或者制冷剂蒸发制冷，两种制冷系统独立工作，在冷冻水制冷系统不工作时，启动制冷剂制冷系统工作。在中央空调开启时，利用冷冻水对机房设备进行冷却，达到降低机房PUE值的目的，在中央空调关闭时，启动制冷剂制冷系统，保证机房空调设备365天24小时运行，既达到了降低PUE值的目的，又保证了机房的制冷效果。本实用新型将两种制冷系统通过连接件集成在一起，通过空间位置的布置，减小了双冷源空调的尺寸，更加适合机房的建设。整体式双冷源复合换热盘管结构尺寸小，解决了双冷源空调机组尺寸过大，占用机房空间大的难题；一个独立的制冷剂分配器保证了制冷剂分液均匀，提升了系统的换热效率，提升机组整体能效，降低机房的PUE值；整体式换热盘管提升了空调机组的组装效率，为企业提升竞争力。

2、本实用新型连接件包括顶板，顶板截面呈“﹀”型，左边连接在左芯体上，右边连接在右芯体上，中间连接在人字形芯体上。所述顶板设置为田字格顶板，设置有两排镂空。左右芯体采用一个“﹀”型整体式田字格顶板，田字格可减轻盘管重量，“﹀”型可避免左右芯体对接间隙漏风现象。

3、本实用新型连接件还包括两块支撑板，分别为左支撑板和右支撑板，支撑板的截面为梯形，在支撑板上设置有排水孔，左支撑板安装在左芯体和人字形芯体底部，有排水孔的一端位于左芯体底部，右支撑板安装在右芯体和人字形芯体底部，有排水孔的一端位于右芯体底部。排水孔便于排冷冻水，而实心部分保证强度，既能有力左右芯体排水，减轻了质量，又能保证整个支撑板的强度，利于安装。

4、本实用新型制冷剂回气集管包括左制冷剂回气管、右制冷剂回气管和横向制冷剂回气管，横向制冷剂回气管一端连接在左制冷剂回气管上，另一端连接在右制冷剂回气管上，横向制冷剂回气管设置有回气口，所述左制冷剂回气管与人字形芯体左侧的换热盘管相连通，所述右制冷剂回气管与人字形芯体右侧的换热盘管相连通。所述制冷剂分配器通过毛细管与人字形芯体左右两侧的换热盘管相连通。经过节流降压后的低温低压液体冷媒通过制冷剂分配器，均匀的分配到人字形芯体左右两侧的换热盘管，在人字形芯体中与从上而下的热空气进行热交换，液态冷媒在芯体中发生相变转化为气态冷媒，同时温度升高，将室内热量带走，通过左右制冷剂回气管回到横向制冷剂回气管，再从回气口流入到压缩机内发生等晗压缩，完成降温后的空气冷却机房内的设备，完成空调系统的换热过程。人字形芯体采用一个制冷剂分配器，一个制冷剂分配器可保证液态冷媒分配均匀，既可提高盘管的整体换热效率，又可避免分液不均导致空调系统带液，烧毁压缩机。

5、本实用新型冷冻水进水集管包括左芯体进水管、右芯体进水管和横向进水管，横向进水管一端连接在左芯体进水管上，另一端连接在右芯体进水管上，横向进水管设置有进水孔，左芯体进水管和右芯体进水管设置有进水支管，左芯体进水管的进水支管与左芯体的换热盘管相连通，右芯体进水管的进水支管与右芯体的换热盘管相连通。所述左芯体进水管和右芯体进水管底部安装有冷冻水排气阀。所述冷冻水出水集管包括左芯体出水管、右芯体出水管和连接出水管，左芯体水管上设置有多个出水支管，右芯体水管上设置有多个出水支管，连接出水管包括左弧形出水管、右弧形出水管和T形出水管，左弧形出水管一端连接在左芯体出水管上，另一端连接在T形出水管上，右弧形出水管一端连接在右芯体出水管上，另一端连接在T形出水管上，左弧形出水管和右弧形出水管上也设置有出水支管，左芯体出水管的出水支管、左弧形出水管的出水支管和左芯体的换热盘管相连通，右芯体出水管的出水支管、右弧形出水管的出水支管和右芯体的换热盘管相连通。空调系统使用冷冻换热盘管时，冷冻水从横向进水管进入，经过左芯体进水管、右芯体进水管分配到左芯体和右芯体的换热盘管内，在芯体中与从上而下的热空气进行热交换，将室内的热量带走，换热后的冷冻水从出水支管流入到左芯体出水管、右芯体出水管、左弧形出水管和右弧形出水管内，然后从T形出水管排到室外，完成降温后的空气冷却机房内的设备，完成空调系统的换热过程。整个冷冻水分配均匀，换热效果好。

6、本实用新型T形出水管的中间位置安装有一个排水阀。采用左右芯体出水管集成化设计，保证盘管系统采用一个排水阀，减少成本和焊接点。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图，箭头方向为空气流动方向；

图2为本实用新型爆炸结构示意图；

图3为本实用新型顶板结构示意图；

图4为本实用新型右支撑板结构示意图。

图中标记 1、冷冻水换热盘管，10、左芯体，11、右芯体，12、左芯体进水管，13、右芯体进水管，14、横向进水管，15、进水支管，16、冷冻水排气阀，17、左芯体出水管，18、右芯体出水管，19、出水支管，110、左弧形出水管，111、右弧形出水管，112、T形出水管，113、排水阀，2、制冷剂换热盘管，20、人字形芯体，21、左制冷剂回气管，22、右制冷剂回气管，23、横向制冷剂回气管，24、制冷剂分配器，3、连接件，30、顶板，31、田字格，32、镂空，33、左支撑板，34、右支撑板，35、排水孔，4、换热盘管。

具体实施方式

下面结合实施例对实用新型形作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

本实施例提供的是一种整体式双冷源复合换热盘管，冷源为中央空调的冷冻水，另一种冷源为制冷剂。其主要目的是保证利用冷冻水和制冷剂进行制冷的双冷源机房空调能够正常运行。冷冻水最为主要的冷源，在中央空调关闭后，用制冷剂制冷进行补充，相对于全部采用制冷剂制冷来讲，大大降低了机房的PUE值，相对于全部采用冷冻水制冷来讲，能够保证中央空调在关闭后也能够实现制冷作用，保证机房一年365天，每天24小时都能正常运行空调，既达到了降低能耗的目的，又能保证机房随时都在智能，不影响服务器的正产工作。

本实施例的关键点在于将两种冷源的换热盘管集成化成一个整体，集成化后的整体占地面积小，易于安装，而且能够独立工作，互不影响。具体的结构如下：

其包括冷冻水换热盘管1、制冷剂换热盘管2和连接件3，连接件3的作用就是将冷水换热盘管1和制冷剂换热盘管2连接集成为一个整体，具体的位置布置关系为：冷冻水换热盘管1包括左芯体10、右芯体11、冷冻水进水集管和冷冻水出水集管，所述制冷剂换热盘管2包括人字形芯体20，左芯体10位于人字形芯体20的左侧，右芯体11位于人字形芯体20的右侧，左芯体10、人字形芯体20和右芯体11通过连接件3连接成一个整体，所述左芯体10、人字形芯体20和右芯体11都设置有换热盘管4，所述人字形芯体20上安装有制冷剂回气集管和制冷剂分配器24，所述制冷剂回气集管与人字形芯体20上的换热盘管4的出口相连通，制冷剂分配器24与人字形芯体20上的换热盘管4的进口相连通，所述冷冻水进水集管连接在左芯体10和右芯体11上，与左芯体10和右芯体11的换热盘管4的进口相连通，所述冷冻水出水集管连接在左芯体10和右芯体11上，与左芯体10和右芯体11的换热盘管4的出口相连通。通过制冷剂分配器24和制冷剂回气集管与人字形芯体20上的换热盘管4连通，使得制冷剂从冷剂分配器24进入人字形芯体20的换热盘管4内与外面的空气热交换后，从制冷剂回气集管流出，这样与整个制冷系统配合，就能完整制冷剂制冷循环。通过冷冻水进水集管将冷冻水分配到左芯体10和右芯体11上的换热盘管中，与外面的热空气进行热交换后，从冷冻水出水集管流出，这样与整个制冷系统配合就能完成冷冻水制冷循环。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，对连接件3进行了优化，连接件3包括顶板30和支撑板，顶板30截面呈“﹀”型，左边连接在左芯体10上，右边连接在右芯体11上，中间连接在人字形芯体20上。所述顶板设置有田字格31，田字格31设置有镂空32。左右芯体采用一个“﹀”型整体式田字格顶板，田字格可减轻盘管重量，“﹀”型可避免左右芯体对接间隙漏风现象。

支撑板包括左支撑板33和右支撑板34，支撑板的截面为梯形，在支撑板上设置有排水孔35，左支撑板33安装在左芯体10和人字形芯体20底部，有排水孔35的一端位于左芯体10底部，右支撑板34安装在右芯体11和人字形芯体20底部，有排水孔35的一端位于右芯体11底部。排水孔便于排冷冻水，而实心部分保证强度，既能有力左右芯体排水，减轻了质量，又能保证整个支撑板的强度，利于安装。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，对制冷剂回气集管、冷冻水进水集管、冷冻水出水集管进行了细化，具体结构为：

所述制冷剂回气集管包括左制冷剂回气管21、右制冷剂回气管22和横向制冷剂回气管23，横向制冷剂回气管23一端连接在左制冷剂回气管21上，另一端连接在右制冷剂回气管22上，横向制冷剂回气管23设置有回气口，所述左制冷剂回气管21与人字形芯体20左侧的换热盘管4相连通，所述右制冷剂回气管22与人字形芯体20右侧的换热盘管4相连通。

所述制冷剂分配器24通过毛细管与人字形芯体20左右两侧的换热盘管4相连通。

所述冷冻水进水集管包括左芯体进水管12、右芯体进水管13和横向进水管14，横向进水管14一端连接在左芯体进水管12上，另一端连接在右芯体进水管13上，横向进水管14设置有进水孔，左芯体进水管12和右芯体进水管13设置有进水支管15，左芯体进水管12的进水支管15与左芯体10的换热盘管4相连通，右芯体进水管13的进水支管15与右芯体11的换热盘管4相连通。

所述左芯体进水管12和右芯体进水管13底部安装有冷冻水排气阀16。

所述冷冻水出水集管包括左芯体出水管17、右芯体出水管18和连接出水管，左芯体水管17上设置有多个出水支管19，右芯体水管18上设置有多个出水支管19，连接出水管包括左弧形出水管110、右弧形出水管111和T形出水管112，左弧形出水管110一端连接在左芯体出水管17上，另一端连接在T形出水管112上，右弧形出水管111一端连接在右芯体出水管18上，另一端连接在T形出水管112上，左弧形出水管110和右弧形出水管111上也设置有出水支管19，左芯体出水管17的出水支管19、左弧形出水管110的出水支管19和左芯体10的换热盘管4相连通，右芯体出水管18的出水支管19、右弧形出水管111的出水支管19和右芯体11的换热盘管4相连通。

所述T形出水管112的中间位置安装有一个排水阀113。