利用自然冷源的雙冷冷水機組的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用自然冷源的雙冷冷水機組，包括主機段和冷卻段，該主機段包括制冷劑回路、冷凍水回路、回收回路。該利用自然冷源的雙冷冷水機組在夏季室外溫度較高時，啟動制冷系統，利用蒸發冷卻制冷系統通過蒸發裝置與冷凍水回路換熱，將數據機房內的熱量通過盤管式冷凝器散出去；在其他季節，當室外溫度足夠低時，制冷系統不運行，回收循環泵和冷卻風機運行，回收回路通過回收盤管對環境散熱，回路介質在蒸發裝置內吸收冷凍水冷回路的熱量，將熱量帶到外部環境。即，可以在夏季和其他季節都能得到較高的能效，使數據機房的冷卻更為經濟。
【專利說明】
利用自然冷源的雙冷冷水機組
技術領域
[0001]本發明涉及空調設備技術領域，尤其是涉及一種利用自然冷源的雙冷冷水機組。
【背景技術】
[0002]隨著云計算技術的快速發展，數據中心開始向巨型化方向發展。新一代數據中心通常具有規模大、密度高、制冷要求高的特點。為了給芯片提供冷卻，數據中心通常配備有龐大的空調系統，而空調系統的耗能占到數據中心總耗能的40%?50%。因此，空調系統的節能是降低數據中心能耗的重要一環。
[0003]數據機房要求全年制冷，傳統的數據機房空調系統設計通常是水冷機組、冷卻塔(含冷卻水栗)、冷凍水系統、末端相結合的方式，需要設置占空間很大的機房來容納制冷機組、冷卻水栗、冷凍水栗等設備。數據中心通常設置在城市中心，機房占掉的空間對業主來說是巨大的負擔。近年來蒸發式冷卻冷水機組出現在市場上，跟傳統冷水主機結合冷卻塔的形式相比，蒸發式冷卻冷水機組減少了冷卻中間換熱，降低了冷卻水栗的循環量，比傳統制冷機組有更高的能效。尤其是有些廠商推出了能夠安裝在室外的一體式蒸發冷卻冷水機組，可以節省機房的空間，有較高的經濟性。但是，安裝在室外的機組受室外氣候影響比較大，特別在中國北方，過渡季和冬季的風沙很大，即使是夏季，風沙也會對冷卻的冷凝器造成臟堵，影響機組的正常運行。
[0004]同時，傳統的制冷機組為了在過渡季節和冬季亦可實現制冷，制冷機在設計上控制冷凝溫度，在室外環境溫度很低的情況下，人為的將冷凝溫度提高，造成機組耗功的增加。顯然，為了降低數據機房的運行費用，使用者希望在過渡季節和冬季，能盡量多的利用室外自然冷源。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種利用自然冷源的雙冷冷水機組，它具有運行較為經濟的特點。
[0006]本發明所采用的技術方案是:利用自然冷源的雙冷冷水機組，包括主機段和冷卻段，該主機段包括制冷劑回路、冷凍水回路、回收回路，該冷卻段包括冷卻水回路，
所述制冷劑回路包括壓縮機，該壓縮機的進口連接至一吸氣截止閥的出口、排氣口連接至一排氣截止閥，該排氣截止閥連接至一排氣單向閥，該排氣單向閥通過排氣管路連接至一盤管式冷凝器的進口，該排氣管路上設有排氣壓力傳感器，該盤管式冷凝器的出口連接至一儲液器的進口，該儲液器的出口連接至一膨脹閥的進口，該膨脹閥的出口連接至一個蒸發裝置的制冷劑回路的進口，該蒸發裝置的制冷劑回路出口連接至該吸氣截止閥的進口，且該蒸發裝置的制冷劑回路出口和該吸氣截止閥的進口之間設有吸氣溫度傳感器和吸氣壓力傳感器；
所述冷凍水回路包括冷凍水栗，該冷凍水栗的進口連接該蒸發裝置的冷凍水回路的出口，該冷凍水栗的進口和該蒸發裝置的冷凍水回路的出口之間設有定壓水罐，該冷凍水栗的出口連接至一冷凍水止回閥，該冷凍水栗的供水管路上設有供水溫度傳感器，該冷凍水栗的回水管路與該蒸發裝置的冷凍水回路的回水接頭相連；
所述回收回路包括保溫水箱，該蒸發裝置位于該保溫水箱內，該保溫水箱進口連接至一回收循環栗的出口，該保溫水箱的出口連接至一回收盤管的進口，該回收盤管的出口連接至該回收循環栗的進口，該循環水栗的進口設有回收回路定壓罐。
[0007]所述主機段包括一箱體，該制冷劑回路、冷凍水回路、回收回路均位于該箱體內。
[0008]所述冷卻水回路包括冷卻水過濾器，該冷卻水過濾器位于一冷卻水池內，該冷卻水過濾器的出口連接至一冷卻水循環栗的進口，該冷卻水循環栗的出口連接至一布水器的進口，該布水器位于該盤管式冷凝器的上方，且該布水器包括有至少2個分支管，同時，該冷卻水池連接有自來水補水管，該自來水補水管配有浮球閥。
[0009]所述布水器上方設有冷卻風機，該冷卻風機兩側對稱的分別設有一風沙分離進風裝置，盤管式冷凝器為分別位于該2個風沙分離進風裝置下方的2個，且該2個盤管式冷凝器下方均設有通風道和位于通風道下方的填料，該2個填料的外側均設有和相應的填料等高的回收盤管，該2個回收盤管外側均設有格柵。
[0010]本發明和現有技術相比所具有的優點是:運行較為經濟。本發明的利用自然冷源的雙冷冷水機組在夏季室外溫度較高時，啟動制冷系統，利用蒸發冷卻制冷系統通過蒸發裝置與冷凍水回路換熱，將數據機房內的熱量通過盤管式冷凝器散出去;在其他季節，當室外溫度足夠低時，制冷系統不運行，回收循環栗和冷卻風機運行，回收回路通過回收盤管對環境散熱，回路介質在蒸發裝置內吸收冷凍水冷回路的熱量，將熱量帶到外部環境。即，可以在夏季和其他季節都能得到較高的能效，使數據機房的冷卻更為經濟。
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明:
圖1本發明的實施例的利用自然冷源的雙冷冷水機組的原理圖；
圖2本發明的實施例的利用自然冷源的雙冷冷水機組的俯視圖；
圖3本發明的實施例的利用自然冷源的雙冷冷水機組的冷卻段的左視圖。
[0012]圖中:
1、壓縮機；
2、排氣截止閥；
3、排氣單向閥；
4、排氣壓力傳感器；
5、排氣管路；
6、盤管式冷凝器；
7、儲液器；
8、膨脹閥；
9、蒸發裝置；
10、吸氣溫度傳感器；
11、吸氣壓力傳感器；
12、吸氣截止閥； 13、定壓水罐；
14、冷凍水栗；
15、冷凍水止回閥；
16、冷凍栗的出水口；
17、冷凍栗的回水口；
18、保溫水箱；
19、回收循環栗；
20、回收回路定壓罐；
21、回收盤管；
22、冷卻水池；
23、冷卻水過濾器；
24、冷卻水循環栗；
25、布水器；
26、風沙分離進風裝置；
27、風機；
28、通風道；
29、填料；
30、自來水補水管；
31、浮球閥；
32、箱體；
33、中間隔板；
34、格柵；
35、供水溫度傳感器；
36、冷凍水回水溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0013]實施例，見圖1至圖3所示:利用自然冷源的雙冷冷水機組，包括主機段和冷卻段。該主機段包括制冷劑回路、冷凍水回路、回收回路，該冷卻段包括冷卻水回路。
[0014]具體的講:
該制冷劑回路包括壓縮機I。該壓縮機I的進口連接至一吸氣截止閥12的出口、該壓縮機I的排氣口連接至一排氣截止閥2 ο該排氣截止閥2連接至一排氣單向閥3。該排氣單向閥3通過排氣管路5連接至一盤管式冷凝器6的進口。該排氣管路5上設有排氣壓力傳感器4。該盤管式冷凝器6的出口連接至一儲液器7的進口。該儲液器7的出口連接至一膨脹閥8的進口。該膨脹閥8的出口連接至一個蒸發裝置9的制冷劑回路的進口。該蒸發裝置9的制冷劑回路出口連接至該吸氣截止閥12的進口，且該蒸發裝置9的制冷劑回路出口和該吸氣截止閥12的進口之間設有吸氣溫度傳感器10和吸氣壓力傳感器11。該吸氣溫度傳感器10用于蒸發裝置出口制冷劑過熱度的監控，該吸氣壓力傳感器11用于監測冷凝壓力，在冷凝壓力過低時進行調節，在冷凝壓力過高時進行報警。
[0015]該冷凍水回路包括冷凍水栗14。該冷凍水栗14的進口連接該蒸發裝置9的冷凍水回路的出口。該冷凍水栗14的進口和該蒸發裝置9的冷凍水回路的出口之間設有定壓水罐13 ο該冷凍水栗14的出口連接至一冷凍水止回閥15。該冷凍水栗14的供水管路上設有供水溫度傳感器35，該冷凍水栗14的回水管路與該蒸發裝置9的冷凍水回路的回水接頭相連。該冷凍水栗14的回水管路上設置冷凍水回水溫度傳感器36。冷凍栗的出水口 16與用戶側末端進口相連，冷凍栗的回水口 17與用戶側末端出口相連。
[0016]該回收回路包括保溫水箱18。該蒸發裝置9位于該保溫水箱18內。該保溫水箱18進口連接至一回收循環栗19的出口，該保溫水箱18的出口連接至一回收盤管21的進口。該回收盤管21的出口連接至該回收循環栗19的進口，該循環水栗19的進口設有回收回路定壓罐
20 ο
[0017]該主機段可以包括一箱體32，該制冷劑回路、冷凍水回路、回收回路均位于該箱體32內。此時，該主機段和冷卻段均位于該箱體32內，且主機段和冷卻段用中間隔板33隔開。
[0018]該冷卻水回路包括冷卻水過濾器23。該冷卻水過濾器23位于一冷卻水池22內。該冷卻水過濾器23的出口連接至一冷卻水循環栗24的進口，該冷卻水循環栗24的出口連接至一布水器25的進口。該布水器25位于該盤管式冷凝器6的上方，且該布水器25包括有至少2個分支管。同時，該冷卻水池22連接有自來水補水管30，該自來水補水管30配有浮球閥31。即，該浮球閥31用于控制進入該冷卻水池22內的水量。
[0019]該布水器25上方設有冷卻風機27。該冷卻風機27兩側對稱的分別設有一風沙分離進風裝置26，盤管式冷凝器6為分別位于該2個風沙分離進風裝置26下方的2個。該2個盤管式冷凝器6下方均設有通風道28和位于通風道28下方的填料29。該2個填料29的外側均設有和相應的填料29等高的回收盤管21，該2個回收盤管21外側均設有格柵34。即，該風沙分離進風裝置26的作用是當含有沙粒的空氣進入風沙分離進風裝置26，可以將沙粒在進風導流板處分離，防止沙粒進入盤管式冷凝器6內，以免造成堵塞或破壞盤管式冷凝器6的銅管。
[0020]本發明的利用自然冷源的雙冷冷水機組還可以將主機段設置在下部，冷卻段設置在主機段的上部，這樣機組的高度有所增加，但機組的占地面積可以進一步壓縮。
[0021]回收回路的介質可以是水，在中國北方，可以使用乙二醇溶液，以避免設備凍壞。
[0022]本發明的工作方式:在夏季室外溫度較高時，啟動制冷系統，利用蒸發冷卻制冷系統通過蒸發裝置9與冷凍水回路換熱，將數據機房內的熱量通過盤管式冷凝器6散出去;在其他季節，當室外溫度足夠低時，制冷系統不運行，回收循環栗19和冷卻風機27運行，回收回路通過回收盤管21對環境散熱，回路介質在蒸發裝置9內吸收冷凍水冷回路的熱量，將熱量帶到外部環境。
[0023]該蒸發裝置9優選為三回路蒸發器。該蒸發裝置9亦可包括連接在一起的蒸發器和水水換熱器。即，該蒸發裝置9可以是保溫的水箱和套管式換熱器結合形式，也可以采用一個三回路板式換熱器，或其他具有三回路的換熱器形式。該蒸發器氟側連接膨脹閥8的出口連接到蒸發器的氟側進口，蒸發器的氟側出口連接到壓縮機I的入口，蒸發器的水側出口于冷凍水栗14的入口相連，兩回路蒸發器的水側進口與兩回路水水換熱器的冷凍水回路出口相連，兩回路水水換熱器的冷凍水回路進口與冷凍水栗14的冷凍栗的回水口 17相連。兩回路水水換熱器的回收回路的進口與回收循環栗19的出口相連，兩回路水水換熱器的回收回路的出口與回收盤管21的進口相連。
[0024]以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.利用自然冷源的雙冷冷水機組，包括主機段和冷卻段，該主機段包括制冷劑回路、冷凍水回路、回收回路，該冷卻段包括冷卻水回路，其特征在于: 所述制冷劑回路包括壓縮機(I)，該壓縮機(I)的進口連接至一吸氣截止閥(12)的出口、排氣口連接至一排氣截止閥(2)，該排氣截止閥(2)連接至一排氣單向閥(3)，該排氣單向閥(3)通過排氣管路(5)連接至一盤管式冷凝器(6)的進口，該排氣管路(5)上設有排氣壓力傳感器(4)，該盤管式冷凝器(6)的出口連接至一儲液器(7)的進口，該儲液器(7)的出口連接至一膨脹閥(8)的進口，該膨脹閥(8)的出口連接至一個蒸發裝置(9)的制冷劑回路的進口，該蒸發裝置(9)的制冷劑回路出口連接至該吸氣截止閥(12)的進口，且該蒸發裝置(9)的制冷劑回路出口和該吸氣截止閥(12)的進口之間設有吸氣溫度傳感器(10)和吸氣壓力傳感器(11); 所述冷凍水回路包括冷凍水栗(14)，該冷凍水栗(14)的進口連接該蒸發裝置(9)的冷凍水回路的出口，該冷凍水栗(14)的進口和該蒸發裝置(9)的冷凍水回路的出口之間設有定壓水罐(13)，該冷凍水栗(14)的出口連接至一冷凍水止回閥(15)，該冷凍水栗(14)的供水管路上設有供水溫度傳感器(35)，該冷凍水栗(14)的回水管路與該蒸發裝置(9)的冷凍水回路的回水接頭相連； 所述回收回路包括保溫水箱(18)，該蒸發裝置(9)位于該保溫水箱(18)內，該保溫水箱(18)進口連接至一回收循環栗(19)的出口，該保溫水箱(18)的出口連接至一回收盤管(21)的進口，該回收盤管(21)的出口連接至該回收循環栗(19)的進口，該循環水栗(19)的進口設有回收回路定壓罐(20)。2.根據權利要求1所述的利用自然冷源的雙冷冷水機組，其特征在于:所述蒸發裝置(9)為三回路蒸發器。3.根據權利要求1所述的利用自然冷源的雙冷冷水機組，其特征在于:所述蒸發裝置(9)包括連接在一起的蒸發器和水水換熱器。4.根據權利要求1所述的利用自然冷源的雙冷冷水機組，其特征在于:所述主機段包括一箱體(32)，該制冷劑回路、冷凍水回路、回收回路均位于該箱體(32)內。5.根據權利要求1所述的利用自然冷源的雙冷冷水機組，其特征在于:所述冷卻水回路包括冷卻水過濾器(23)，該冷卻水過濾器(23)位于一冷卻水池(22)內，該冷卻水過濾器(23 )的出口連接至一冷卻水循環栗(24)的進口，該冷卻水循環栗(24)的出口連接至一布水器(25)的進口，該布水器(25)位于該盤管式冷凝器(6)的上方，且該布水器(25)包括有至少2個分支管，同時，該冷卻水池(22)連接有自來水補水管(30)，該自來水補水管(30)配有浮球閥(31)。6.根據權利要求5所述的利用自然冷源的雙冷冷水機組，其特征在于:所述布水器(25)上方設有冷卻風機(27)，該冷卻風機(27)兩側對稱的分別設有一風沙分離進風裝置(26)，盤管式冷凝器(6)為分別位于該2個風沙分離進風裝置(26)下方的2個，且該2個盤管式冷凝器(6)下方均設有通風道(28)和位于通風道(28)下方的填料(29)，該2個填料(29)的外側均設有和相應的填料(29)等高的回收盤管(21)，該2個回收盤管(21)外側均設有格柵(34)。
【文檔編號】H05K7/20GK106016548SQ201610553570
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】劉敬輝, 高建廷
【申請人】昆山臺佳機電有限公司