一种热管空调式间接蒸发冷系统的制作方法

本申请涉及蒸发冷技术领域，具体涉及一种热管空调式间接蒸发冷系统。

背景技术：

随着云计算、大数据、移动互联、物联网的发展，作为数据承载的数据中心规模也越来越大，数据中心设备环境、绿色节能等要求也越来越苛刻，如何在保证机房中心实现低能耗的正常运行也成为行业内普遍关注的焦点。

而热管技术由于其冷热流体间温差小的特点，更能体现其优越性，使之成为实现制冷空调低能耗，高效率，冷热源多样性，其应用于数据中心机房的空调节能技术也引发了广泛的关注。然而热管制冷能力很容易受到机房室内外温差的影响，当机房的室外温度越高，尤其在夏季室内外温差几乎为负时，单纯的热管系统此时已满足不了室内环境的散热需求。

然而，当前除使用室内空调、新风等进行制冷外，一种新的、能降低数据中心能耗的技术即间接蒸发冷却技术也在逐步的得到应用。间接蒸发冷却是指通过非直接接触式换热器将直接蒸发冷却得到的湿空气的冷量传递给待处理空气实现空气等湿降温的过程。该技术在常年室外温度不高的地区应用时间比较长，但是在中部地区和南部地区，夏季温度较高的地区，其用于时间受到限制，如何能够充分利用自然冷源延长间接蒸发冷技术使用时间是本领域迫切需要解决的问题。

因此，设计一种将热管技术和间接蒸发冷却技术有效结合起来的系统，既能满足数据中心机房设备全年对运行温度的要求又能提高机组整体工作效率，对于能源节省有一定重要意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的问题，而提供了一种热管空调式间接蒸发冷系统，结合热管空调技术，充分利用自然冷源，在极端天气通过检测蒸发器前端的温度，智能控制开启比例，保证室内温度的同时，节能效果最佳。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种热管空调式间接蒸发冷系统，包括间接蒸发冷热交换器系统和热管空调系统；所述间接蒸发冷热交换系统包括空空换热器、接水盘、循环水泵、布水器、室内风扇和室外风扇；所述接水盘安装在空空换热器的下方；布水器安装在空空换热器的上部；所述循环水泵通过管道安装在布水器与接水盘之间；所述室外风扇安装在布水器的上部；所述室内风扇安装在空空换热器的右侧；这样，室内热空气经室内回风口进入空空换热器与经室外空气进风口进入空空换热器的室外空气进行热交换；所述热管空调系统是重力热管系统，重力热管系统包括蒸发器和冷凝器；所述蒸发器安装在空空换热器室内回风口，所述冷凝器安装在布水器和室外风扇之间；所述蒸发器的顶部通过导气管与冷凝器连通；所述蒸发器的底部通过导液管与冷凝器的底部连通。

进一步地，所述热管空调系统是重力热管空调一体机系统，其包括蒸发器、冷凝器、压缩机、节流阀、电磁膨胀阀和第一单向阀；所述蒸发器安装在空空换热器和室内风扇之间，所述冷凝器安装在布水器和室外风扇之间；所述蒸发器的顶部通过导气管与冷凝器连通；所述蒸发器的底部通过导液管与冷凝器的底部连通；所述压缩机和第一单向阀并联之后安装在导气管上；所述节流阀和电磁膨胀阀并联之后安装在导液管上。

进一步地，所述热管空调系统是动力热管空调一体机系统，其包括蒸发器、冷凝器、压缩机、节流阀、氟泵、第一单向阀和第二单向阀；所述蒸发器安装在空空换热器和室内风扇之间，所述冷凝器安装在布水器和室外风扇之间；所述蒸发器的顶部通过导气管与冷凝器连通；所述蒸发器的底部通过导液管与冷凝器的底部连通；所述压缩机和第一单向阀并联之后安装在导气管上；所述氟泵和第二单向阀并联之后安装在导液管上，所述节流阀安装在导液管靠近蒸发器的一侧。

进一步地，所述空空换热器包括室内风循环风道和室外风循环风道，室内热空气经室内回风口进入空空换热器的室内风循环风道，同时室外空气经室外进风口进入空空换热器的室外风循环风道与空空换热器的室内风循环风道中的室内热空气进行热交换。

进一步地，所述布水器喷洒下来的水也走空空换热器的室外风循环风道，与室外空气走向逆向。

进一步地，所述压缩机是变频压缩机。

进一步地，所述冷凝器的安装位置要高于蒸发器。

进一步地，所述冷凝器倾斜的安装在布水器和室外风扇之间。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优势：间接蒸发冷技术与热管空调技术相结合，能够充分利用自然冷源，室外冷源进行逐级变换，温度变化更平滑，室内温度更稳定；相对于现有的间接蒸发冷系统，使用范围更广泛，可以全年使用，节能效果更明显。

附图说明

图1为本实用新型热管空调式间接蒸发冷系统实施例一结构示意图。

图2为本实用新型热管空调式间接蒸发冷系统实施例二结构示意图。

图3为本实用新型热管空调式间接蒸发冷系统实施例三结构示意图。

图4为本实用新型热管空调式间接蒸发冷系统实施例四结构示意图。

图中：1、空空换热器；2、接水盘；3、循环水泵；4、布水器；5、蒸发器；6、冷凝器；7、室内风扇；8、室外风扇；9、压缩机；10、节流阀；11、氟泵；12、第一单向阀；13、第二单向阀；14、电磁膨胀阀。

具体实施方式

下面用实施例来进一步说明本实用新型，以下所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实施例一

请参考图1所示，本实用新型热管空调式间接蒸发冷系统包括间接蒸发冷热交换器系统和热管空调系统。

所述间接蒸发冷热交换系统包括空空换热器1、接水盘2、循环水泵3、布水器4、室内风扇7和室外风扇8；所述接水盘2安装在空空换热器1的下方；布水器4安装在空空换热器1的上部；所述循环水泵3通过管道安装在布水器4与接水盘2之间，循环水泵3抽取接水盘2中的水，将水输送到布水器4，经布水器4均匀的喷洒在空空换热器1的顶部；所述室外风扇8安装在布水器4的上部，所述室内风扇7安装在空空换热器1的右侧；所述空空换热器1包括室内风循环风道和室外风循环风道，室内热空气经室内回风口进入空空换热器1的室内风循环风道，同时室外空气经室外进风口进入空空换热器1的室外风循环风道与空空换热器1的室内风循环风道中的室内热空气进行热交换，室内热空气被冷却，室外空气被加热，然后室内被冷却的风经室内风扇7作用直接送入室内送风口；同时，被加热的室外空气经室外风扇8直接排放到室外。所述布水器4喷洒下来的水也直接走空空换热器1的室外风循环风道，与室外空气进行逆向流通。

所述热管空调系统包括蒸发器5和冷凝器6；所述蒸发器5安装在空空换热器1的室内回风口，所述冷凝器6倾斜的安装在布水器4和室外风扇8之间；所述蒸发器5的顶部通过导气管与冷凝器6连通；所述蒸发器5的底部通过导液管与冷凝器6的底部连通。

本实用新型热管空调式间接蒸发冷系统工作时，有两种工作模式，即带预冷的室内外空气直接进行热交换模式、带预冷的间接蒸发冷却制冷模式；两中制冷模式优先最大化利用室外自然冷源，提高系统的整体工作效率并达到节能的效果。

当室外温度比较低时，只采用带预冷的室内外空气直接进行热交换模式，即只开启室内风扇7和室外风扇8；该工作模式下：首先，室内热空气经室内回风口先进入热管空调系统的蒸发器所在风道，进行预冷，同时，蒸发器5中的液态冷媒吸收室内热空气的热量蒸发为气态冷媒，气态冷媒靠蒸汽作用向上走，直接进入冷凝器6，在冷凝器6中散热，冷凝为液态冷媒，液态冷媒靠重力回流到蒸发器5中再次预冷室内热空气。其次，经预冷的室内热空气再进入空空换热器1的室内风循环风道，同时室外空气经室外进风口进入空空换热器1的室外风循环风道与空空换热器1的室内风循环风道中的室内热空气进行热交换，室内热空气被冷却，室外空气被加热。最后，室内被冷却的风经室内风扇7作用直接送入室内送风口；同时，被加热的室外空气经室外风扇8直接排放到室外。

当室外温度较高高，带预冷的室内外空气直接进行热交换模式无法满足冷量需求时，开启间接蒸发冷却制冷模式工作，即室内风扇7、室外风扇8和循环水泵3同时开启；循环水泵3从接水盘2中抽取冷却水送到布水器4，经布水器4均匀的喷淋在空空换热器1上，冷却水经空空换热器1的室外风循环风道靠重力往下走，同时室外空气经室外进风口进入空空换热器1的室外风循环风道向上走；此时，空空换热器1的室外风循环风道中的冷却水和室外空气直接与空空换热器1的室内风循环风道中的被预冷后的室内热空气进行热交换，满足室内冷量的需求。

实施例二

请参考图2所示，与实施例一相比，本实施例中所述热管空调系统包括蒸发器5和冷凝器6；所述蒸发器5安装在空空换热器1和室内风扇7之间，所述冷凝器6倾斜的安装在布水器4和室外风扇8之间；其余部分与实施例一相同，工作方法也相同。

实施例三

请参考图3所示，跟实施例一相比，本实施例中，所述空调系统是重力热管空调一体机系统，所述重力热管空调一体机系统包括蒸发器5、冷凝器6、压缩机9、节流阀10、电磁膨胀阀13和第一单向阀12；所述蒸发器5安装在空空换热器1和室内风扇7之间，所述冷凝器6倾斜的安装在布水器4和室外风扇8之间；所述蒸发器5的顶部通过导气管与冷凝器6连通；所述蒸发器5的底部通过导液管与冷凝器6的底部连通；所述压缩机9和第一单向阀12并联之后安装在导气管上；所述节流阀10和电磁膨胀阀13并联之后安装在导液管上。所述冷凝器6的安装位置要高于蒸发器5；所述压缩机9是变频压缩机。其余部分与实施例一相同，工作方法也相同。

本在实施例中的所述间接蒸发冷系统工作时，有四种工作模式，即室内外空气直接进行热交换模式、间接蒸发冷却制冷模式、热管系统二次制冷模式和压缩机系统二次制冷模式；四中制冷模式优先最大化利用室外自然冷源，提高系统的整体工作效率并达到节能的效果。

第一种工作模式：当室外温度比较低时，只采用室内外空气直接进行热交换模式，即只开启室内风扇7和室外风扇8；该工作模式下：室内热空气经室内回风口进入空空换热器1的室内风循环风道，同时室外空气经室外进风口进入空空换热器1的室外风循环风道与空空换热器1的室内风循环风道中的室内热空气进行热交换，室内热空气被冷却，室外空气被加热，然后室内被冷却的风经室内风扇7作用直接送入室内送风口；同时，被加热的室外空气经室外风扇8直接排放到室外。

第二种工作模式：当室外温度升高，室内外空气直接进行热交换模式无法满足冷量需求时，开启间接蒸发冷却制冷模式工作，即室内风扇7、室外风扇8和循环水泵3同时开启；循环水泵3从接水盘2中抽取冷却水送到布水器4，经布水器4均匀的喷淋在空空换热器1上，冷却水经空空换热器1的室外风循环风道靠重力往下走，同时室外空气经室外进风口进入空空换热器1的室外风循环风道向上走；此时，空空换热器1的室外风循环风道中的冷却水和室外空气直接与空空换热器1的室内风循环风道中的室内热空气进行热交换，满足室内冷量的需求。

第三种工作模式：当室外温度再次升温，间接蒸发冷却制冷模式工作也无法满足室内冷量需求时，开启热管系统二次制冷模式的工作；在间接蒸发冷却制冷模式工作的基础上，开启电磁膨胀阀13，经间接蒸发冷却制冷模式工作冷却的室内热空气从空空换热器1的室内风循环风道排出的被冷却的室内热空气直接进入蒸发器5风道，被蒸发器5中的冷媒再次降温，然后经室内风扇7送入室内进风口；同时，蒸发器5中的液态冷媒吸收被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气的热量蒸发为气态冷媒，气态冷媒靠蒸汽作用向上走，经第一单向阀12进入冷凝器6，在冷凝器6中散热，冷凝为液态冷媒，液态冷媒靠重力经电磁膨胀阀13进入蒸发器5中再次冷却被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气。

第四种工作模式：在夏季等室外温度较高的天气时，间接蒸发冷却制冷模式和热管系统二次制冷模式一起工作时，也无法满足室内冷量需求，开启压缩机系统二次制冷模式，在间接蒸发冷却制冷模式工作的基础上，开启压缩机9，压缩机9采用变频压缩机，通过检测经间接蒸发冷却制冷模式工作冷却的室内热空气的温度，智能控制开启比例；这样经间接蒸发冷却制冷模式工作冷却的室内热空气从空空换热器1的室内风循环风道排出的被冷却的室内热空气直接进入蒸发器5风道，被蒸发器5中的冷媒再次降温，然后经室内风扇7送入室内进风口；同时，蒸发器5中的液态冷媒吸收被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气的热量蒸发为气态冷媒，气态冷媒经压缩机12进入冷凝器6，在冷凝器6中散热，冷凝为液态冷媒，液态冷媒经节流阀10进入蒸发器5中再次冷却被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气。

实施例四

请参考图4所示，跟实施例三相比，本实施例中，所述空调系统是动力热管空调一体机系统，所述动力热管空调一体机系统包括蒸发器5、冷凝器6、压缩机9、节流阀10、氟泵11第一单向阀12和第二单向阀13；所述蒸发器5安装在空空换热器1和室内风扇7之间，所述冷凝器6安装在布水器4和室外风扇8之间；所述蒸发器5的顶部通过导气管与冷凝器6连通；所述蒸发器5的底部通过导液管与冷凝器6的底部连通；所述压缩机9和第一单向阀12并联之后安装在导气管上；所述氟泵11和第二单向阀13并联之后安装在导液管上，所述节流阀10安装在导液管靠近蒸发器5的一侧；其余部分与实施例三相同，工作方法也相同。

本实用新型动力热管空调一体式间接蒸发冷系统工作时，有五种工作模式，即室内外空气直接进行热交换模式、间接蒸发冷却制冷模式、氟泵系统二次制冷模式、压缩机+氟泵系统二次制冷模式和压缩机系统二次制冷模式；四中制冷模式优先最大化利用室外自然冷源，提高系统的整体工作效率并达到节能的效果。

第一种工作模式和第二种工作模式的工作原理与实施例三中的第一种工作模式和第二种工作模式的工作原理相同

第三种工作模式：当室外温度再次升温，间接蒸发冷却制冷模式工作也无法满足室内冷量需求时，开启氟泵系统二次制冷模式的工作；在间接蒸发冷却制冷模式工作的基础上，开启氟泵11，经间接蒸发冷却制冷模式工作冷却的室内热空气从空空换热器1的室内风循环风道排出的被冷却的室内热空气直接进入蒸发器5风道，被蒸发器5中的冷媒再次降温，然后经室内风扇7送入室内进风口；同时，蒸发器5中的液态冷媒吸收被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气的热量部分蒸发为气态冷媒，液态冷媒携带气泡经第一单向阀12进入冷凝器6，在冷凝器6中散热，冷凝为液态冷媒，液态冷媒经氟泵11带动进入蒸发器5中再次冷却被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气。

第四种工作模式：在夏季等室外温度较高的天气时，间接蒸发冷却制冷模式和热管系统二次制冷模式一起工作时，也无法满足室内冷量需求，开启压缩机+氟泵系统二次制冷模式，在间接蒸发冷却制冷模式工作的基础上，开启压缩机9和氟泵11，这样经间接蒸发冷却制冷模式工作冷却的室内热空气从空空换热器1的室内风循环风道排出的被冷却的室内热空气直接进入蒸发器5风道，被蒸发器5中的冷媒再次降温，然后经室内风扇7送入室内进风口；同时，蒸发器5中的液态冷媒吸收被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气的热量蒸发为气态冷媒，气态冷媒经压缩机12进入冷凝器6，在冷凝器6中散热，冷凝为液态冷媒，液态冷媒经氟泵11送至节流阀10，经节流阀10进入蒸发器5中再次冷却被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气。

第五种工作模式：在夏季等室外温度极高的极端天气时，间接蒸发冷却制冷模式和压缩机+氟泵系统二次制冷模式一起工作时，也无法满足室内冷量需求，开启压缩机系统二次制冷模式，在间接蒸发冷却制冷模式工作的基础上，开启压缩机9，这样经间接蒸发冷却制冷模式工作冷却的室内热空气从空空换热器1的室内风循环风道排出的被冷却的室内热空气直接进入蒸发器5风道，被蒸发器5中的冷媒再次降温，然后经室内风扇7送入室内进风口；同时，蒸发器5中的液态冷媒吸收被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气的热量蒸发为气态冷媒，气态冷媒经压缩机12进入冷凝器6，在冷凝器6中散热，冷凝为液态冷媒，液态冷媒分别经第二单向阀13和节流阀10进入蒸发器5中再次冷却被间接蒸发冷却制冷模式冷却后的室内热空气。

需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为的部件或部件组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的部件名称的限制，因为依据本申请，某些部件可以实现上述对应部件的功能的也在本申请的保护范围之内。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的部件并不一定是本申请所必须的。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。