机房热通道节能制冷设备的制作方法

本实用新型涉及通信机房散热技术领域，尤其是涉及一种机房热通道节能制冷设备。

背景技术：

机房是放置通信机柜设备的房间，一直以来，由于机柜设备在运行过程中产生大量的热量，需要始终运行制冷设备控制机房内的温升，因此机房制冷功耗问题一直是通信机房需要考虑的一个重要因素。尤其是随着技术不断发展，机柜由低密发展到高密，其热负荷也相应增加。机房中设置有冷通道和热通道，一般通信机柜正门面对冷通道，机柜尾部的散热部位面对热通道。

机房中为了生产及网络安全，需要保证机房内安装压缩机空调进行降温，其实只有不到50％用于通信设备如服务器、网络设备、存储设备、照明等，机房空调的能耗占到了45％以上。本申请人发现现有机房中使用压缩机空调进行降温的方式能耗较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机房热通道节能制冷设备，以解决现有技术中存在的采用空调对机房降温，能耗较大的技术问题。本实用新型诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的机房热通道节能制冷设备，包括吸热装置、制冷装置以及热交换装置；其中，

所述吸热装置设置于机房内，所述吸热装置内循环有吸热工质能吸收机房内设备产生的热量；所述制冷装置设置于机房外部，所述制冷装置内循环有制冷工质，所述热交换装置通过管路将所述吸热装置和所述制冷装置相连接使所述制冷工质与所述吸热工质之间能在所述热交换装置中进行热量的传递，进入所述热交换装置的制冷工质温度低于进入所述热交换装置的吸热工质；

所述制冷装置包括冷凝器、冷却塔以及压缩机，所述冷凝器、所述冷却塔与所述压缩机之间并联连接后与所述热交换装置串联连接，所述冷凝器、冷却塔和所述压缩机能各自独立工作对所述吸热装置进行降温。

在优选或可选的实施例中，所述机房热通道节能制冷设备还包括第一换向阀和第二换向阀，所述第一换向阀上设置有三个工质入口和一个工质出口，所述第二换向阀上设置有一个工质入口和三个工质出口；所述冷凝器、所述冷却塔以及所述压缩机的工质出口分别各自与第一换向阀的工质入口相连通，所述冷凝器、所述冷却塔以及所述压缩机的工质入口分别各自与所述第二换向阀的工质出口相连通。

在优选或可选的实施例中，所述热交换装置为热交换器，所述热交换器上设置有热媒入口、热媒出口、冷媒入口以及冷媒出口，所述热媒入口与所述热媒出口相通，所述冷媒入口与所述冷媒出口相通，流经所述冷媒入口和所述冷媒出口的工质能在所述热交换器内对流经所述热媒入口和所述热媒出口的工质进行冷却；

所述第一换向阀的工质出口与所述冷媒入口相连通，所述第二换向阀的工质入口与所述冷媒出口相连通，调节所述第一换向阀和所述第二换向阀能使所述冷凝器、所述冷却塔以及所述压缩机至少任一与所述热交换器相连通。

在优选或可选的实施例中，所述吸热装置为蒸发器。

在优选或可选的实施例中，所述蒸发器的工质出口与所述热媒入口相连通，所述蒸发器的工质入口与所述热媒出口相连通。

在优选或可选的实施例中，所述冷却塔与所述热交换装置之间连通有水泵。

在优选或可选的实施例中，所述吸热装置、所述冷凝器以及所述压缩机内循环的工质均为制冷剂。

在优选或可选的实施例中，所述冷却塔内循环的工质为水。

在优选或可选的实施例中，所述压缩机外侧区域设置有风机。

在优选或可选的实施例中，所述冷却塔与所述热交换装置之间连通有水泵；所述机房热通道节能制冷设备还包括电路板，所述电路板与所述风机、所述水泵以及所述冷却塔电连接。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：

本实用新型提供的机房热通道节能制冷设备，包括了吸热装置、制冷装置以及热交换装置；所述吸热装置放置在机房内，其内部循环的吸热工质可以吸收机房内机柜产生的热量；所述制冷装置包括冷凝器、冷却塔以及压缩机，其三者内均各自循环有制冷工质，所述制冷工质与所述吸热工质可以在所述热交换装置中进行热量传递；由于所述冷凝器、冷却塔以及压缩机并联连接，因此其三者可以各自独立工作，根据室外温度的不同，选择不同的设备进行降温，减少了压缩机的运行时长，大大减小了机房制冷过程中的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中提供的机房热通道节能制冷设备连接示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的蒸发器在机房内布置示意图。

图中，1、吸热装置；2、制冷装置；21、冷凝器；22、冷却塔；23、压缩机；3、热交换装置；31、热媒入口；32、热媒出口；33、冷媒入口；34、冷媒出口；4、第一换向阀；5、第二换向阀；6、水泵；7、风机；8、机柜；9、热通道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供了一种降温能耗较低的机房热通道节能制冷设备。

下面结合图1～图2对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1～图2所示，本实用新型实施例所提供的机房热通道节能制冷设备，包括吸热装置1、制冷装置2以及热交换装置3；其中，

吸热装置1设置于机房内，吸热装置1内循环有吸热工质能吸收机房内设备产生的热量；所述制冷装置2设置于机房外部，制冷装置2内循环有制冷工质，热交换装置3通过管路将吸热装置1和制冷装置2相连接使所述制冷工质与所述吸热工质之间能在热交换装置3中进行热量的传递，进入热交换装置3的制冷工质温度低于进入热交换装置3的吸热工质；

制冷装置2包括冷凝器21、冷却塔22以及压缩机23，冷凝器21、冷却塔22与压缩机23之间并联连接后与热交换装置3串联连接，冷凝器21、冷却塔22和压缩机23能各自独立工作对吸热装置1进行降温。

具体地，如图2所示，吸热装置1放置在机房内相邻两排机柜8之间的热通道9上方，吸热装置1内循环有吸热工质，所述吸热工质在机房内吸收热量，温度升高后进入热交换装置3，由于进入热交换装置3中的制冷工质温度高于进入热交换装置3中的吸热工质，所述吸热工质在热交换装置3中被所述制冷工质冷却后再循环回到吸热装置1内对机房内空气进行降温。

具体地，所述冷凝器21放置在室外，冷凝器21为市面上可购得的产品，其采用开缝或者波纹亲水铝翅片进行散热，并采用铜管作为所述制冷工质循环管路，提升了换热效率；在室内外温差较大且室外温度低于室内温度时，可以使冷凝器21单独工作，靠室外低温对制冷工质进行降温，降温后的制冷工质在热交换装置3中吸收吸热工质的热量，被冷却后的吸热工质再回到吸热装置1中对机房进行降温；如此循环，实现对机房的降温，此过程中不需要运行压缩机，大大降低了能耗。同时，一般大厦或者写字楼上均会安装冷却塔22，在室内外温差不大的情况下，可以利用建筑物中设置的冷却塔22对制冷工质进行降温，制冷工质在热交换装置3中吸收热量后，循环至冷却塔22内在冷却塔22内进行降温，降温后的制冷工质循环至热交换装置3中对吸热工质进行降温，从而实现对机房进行降温。最后，当室外温度高于室内温度时，采用压缩机23对制冷工质进行降温。

本实用新型提供的机房热通道节能制冷设备，包括了吸热装置1、制冷装置2以及热交换装置3；吸热装置1放置在机房内，其内部循环的吸热工质可以吸收机房内机柜8产生的热量；制冷装置2包括冷凝器21、冷却塔22以及压缩机23，其三者内均各自循环有制冷工质，所述制冷工质与所述吸热工质可以在热交换装置3中进行热量传递；由于所述冷凝器21、冷却塔22以及压缩机23并联连接，因此其三者可以各自独立工作，根据室外温度的不同，选择不同的设备进行降温，减少了压缩机23的运行时长，大大减小了机房制冷过程中的能耗。

作为优选或可选的实施方式，机房热通道节能制冷设备还包括第一换向阀4和第二换向阀5，第一换向阀4上设置有三个工质入口和一个工质出口，第二换向阀5上设置有一个工质入口和三个工质出口；冷凝器21、冷却塔22以及压缩机23的工质出口分别各自与第一换向阀4的工质入口相连通，冷凝器21、冷却塔22以及压缩机23的工质入口分别各自与第二换向阀5的工质出口相连通。

作为优选或可选的实施方式，热交换装置3为热交换器，热交换器上设置有热媒入口31、热媒出口32、冷媒入口33以及冷媒出口34，热媒入口31与热媒出口32相通，冷媒入口33与冷媒出口34相通，流经冷媒入口33和冷媒出口34的工质能在热交换器内对流经热媒入口31和热媒出口32的工质进行冷却；

第一换向阀4的工质出口与冷媒入口33相连通，第二换向阀5的工质入口与冷媒出口34相连通，调节第一换向阀4和第二换向阀5能使冷凝器21、冷却塔22以及压缩机23至少任一与热交换器相连通。

具体地，第一换向阀4和第二换向阀5均为四通阀，可以通过调节阀门来控制其中至少一个工质入口和工质出口相连通，或者控制其中至少一个工质出口和工质入口相连通，从而控制冷凝器21、冷却塔22还是压缩机23进行冷却工作。目前市场上销售的热交换器多数仅各存在一个热媒入口31、热媒出口32、冷媒入口33以及冷媒出口34，在热交换器前后安装换向阀，可以直接购买市面上存在的热交换器而不用进行设备改造，安装较为简单。

作为优选或可选的实施方式，吸热装置1为蒸发器。

具体地，蒸发器为市场上可购得的产品，其采用开缝或波纹亲水铝翅片进行吸热，采用铜管作为所述吸热工质循环管路，传热系数和换热效率较高，进一步节约了能源。

作为优选或可选的实施方式，所述蒸发器的工质出口与热媒入口31相连通，所述蒸发器的工质入口与热媒出口32相连通。

作为优选或可选的实施方式，冷却塔22与热交换装置3之间连通有水泵6。

具体地，水泵6可以作为冷却塔22的一部分，其作用是为冷却塔22中循环的制冷工质提供动力，使其进行循环。

作为优选或可选的实施方式，吸热装置1、冷凝器21以及压缩机23内循环的工质均为制冷剂。

具体地，制冷剂可以是氨气、二氧化硫、甲烷或者卤代烃等；循环于吸热装置1内的制冷剂在机房内吸热后变为气态，蒸汽上升流入热交换装置3，在热交换装置3中进行冷却变为液态后借助重力作用回到吸热装置1中继续吸热。循环于冷凝器21内的制冷剂在热交换装置3中吸收热量变为气态，蒸汽上升流入冷凝器21中，在冷凝器21中被外界空气冷却变为液态后借助重力作用回到热交换装置3中继续吸热。循环于压缩机23中的制冷剂在热交换装置3中吸收热量变为气态，蒸汽上升进入压缩机23中对蒸汽进行压缩后变为液态，借助重力作用回到热交换装置3中继续吸热。因而，热交换装置3的高度要高于吸热装置1的高度，冷凝器21和压缩机23的高度要高于热交换装置3的高度。

作为优选或可选的实施方式，冷却塔22内循环的工质为水。由于水气化温度较高，其在循环过程中始终以液态形式存在，在冷却塔22与热交换装置3之间要安装水泵促进水循环。

作为优选或可选的实施方式，压缩机23外侧区域设置有风机7。安装方案可以借鉴空调室外机，安装风机7可以加速压缩机23周围的空气流通，促进压缩机23散热。

作为优选或可选的实施方式，冷却塔22与热交换装置3之间连通有水泵6；机房热通道节能制冷设备还包括电路板，所述电路板与风机7、水泵6以及冷却塔22电连接。可以根据冷却工况，对风机7的转速、水泵6的叶片转速以及冷却塔22上叶片的转速进行无极调速，进一步降低了能耗。

另外，可以在压缩机23内安装电子膨胀阀，使其开度在50～480脉冲开度之间，保证系统在较宽的温度范围下，都能稳定运行。

所述机房热通道节能制冷设备还包括控制面板，所述控制面板连接有温度传感器可以智能控制制热通道的温度，同时可以智能控制开机关机；并设置有密码界面，预设r485通讯接口并预留多路温湿度采集端口，方便对机柜8以及机房内环境的监控。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。