1.本实用新型涉及一种蒸发冷凝式多联氟泵热管系统,属于空调系统技术领域。
背景技术:
2.随着“双碳”目标的提出,各省市出台较为苛刻的机房pue指标,机房空调的绿色节能已是迫在眉睫的大事。2022年正式启动“东数西算”国家战略,在全国成立八大国家算力枢纽节点,10个国家数据中心集群,将对数据中心绿色节能方面提出更加严格的要求。
3.进年来机房节能产品层出不穷,如变频氟泵系统,变频氟泵空调采用氟泵来辅助压缩机系统运行,为分散式机组,室内外连接管路较多,且当室外台套数较多时,容易发生热岛效应;另一方面,由于压缩机本身的特性,在超长管路及高高差特别是高负高差的条件下,压缩机回油问题及冷量衰减问题不可避免。间接蒸发冷系统对机房基建要求较高,要求机房在基建时就需要规划好较大的送、回风风口,且用于空空换热器直接接触室外空气,空空换热器的腐蚀污染均会带来系统冷量的衰减。常规的多联氟泵系统采用翅片管换热器作为机组冷凝器散热,利用室外干球温度进行降温处理,不能有效利用更低温的湿球温度。
技术实现要素:
4.为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种蒸发冷凝式多联氟泵热管系统,其具体技术方案如下:
5.一种蒸发冷凝式多联氟泵热管系统,包括多联氟泵主机、蒸发式复合冷凝器和室内末端,所述多联氟泵主机包括压缩机组、中间换热器、电子膨胀阀、第一单向阀、第一电动两通阀、储液器和制冷剂泵组,所述蒸发式复合冷凝器集成风冷冷凝器与自然冷冷凝器两重功能,是系统中主要的散热设备,包括第一冷凝盘管,所述压缩机组的出口连通第一冷凝盘管的进口,所述第一冷凝盘管的出口连通电子膨胀阀的进口,所述电子膨胀阀的出口连通中间换热器的一次侧管路进口,所述中间换热器的一次侧管路出口连通压缩机组的进口,组成压缩机循环回路。
6.所述第一电动两通阀的出口连通中间换热器的二次侧进口,所述中间换热器的二次侧出口连通第一单向阀的进口,所述第一单向阀的出口连通储液器的进口,所述储液器的出口连通制冷剂泵组的进口,所述制冷剂泵组的出口连通室内末端的进口,所述室内末端的出口连通第一电动两通阀的进口。
7.进一步的,所述蒸发式复合冷凝器还包括第二冷凝盘管,所述第一冷凝盘管和第二冷凝盘管皆设于壳体内,所述壳体的顶部设有室外风机,所述室外风机的下方设有水分布器,所述第一冷凝盘管和第二冷凝盘管设于水分布器下方,所述第一冷凝盘管和第二冷凝盘管的下方设有集水槽,所述集水槽内设有喷淋水泵。
8.进一步的,所述多联氟泵主机还包括第二单向阀和第二电动两通阀,所述第二电动两通阀的进口连通室内末端的出口,所述第二电动两通阀的出口连通第二冷凝盘管的进口,所述第二冷凝盘管的出口连通第二单向阀的进口,所述第二单向阀的出口与第一单向
阀汇合后进入储液器。
9.进一步的,所述制冷剂泵组包括第一制冷剂泵和第二制冷剂泵,所述第一制冷剂泵和第二制冷剂泵并联,所述第一制冷剂泵设有第三单向阀,所述第二制冷剂泵设有第四单向阀。
10.进一步的,所述室内末端具有多种形式,其形式为热管背板形式、热管列间形式、房间级热管形式或吊顶式热管形式。
11.进一步的,所述压缩机组的无级调节范围为30%-100%。
12.进一步的,所述压缩机组包括一台直流变频压缩机或两台并联的直流变频压缩机,两台直流变频压缩机并联时,所述压缩机自带油平衡管路,保证压缩机顺利回油。
13.本实用新型的有益效果是:
14.本实用新型利用其先进的运行原理及优良的淋水配套装置,在保证布水的连续均匀下,和水、空气与制冷剂充分进行热交换,使冷却水最大限度与冷凝管表面充分润湿,强化冷凝管的换热。
15.蒸发式复合冷凝器集成压缩机冷凝器和氟泵冷凝器功能,包括第一冷凝盘管和第二冷凝盘管,可在室外温度较低的季节,直接采用自然冷换热替代压缩机制冷,降低机组功耗,提高机组cop。
附图说明
16.图1是本实用新型的整体结构示意图;
17.图中:1-压缩机组,2-中间换热器,3-电子膨胀阀,4-第一单向阀,5-第二单向阀,6-第二电动两通阀,7-第一电动两通阀,8-储液器,9-第一制冷剂泵,10-第二制冷剂泵,11-室外风机,12-水分布器,13-第一冷凝盘管,14-壳体,15-第二冷凝盘管,16-喷淋水泵,17-集水槽,21-第三单向阀,22-第四单向阀。
实施方式
18.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
19.如图1所示,包括多联氟泵主机、蒸发式复合冷凝器和室内末端,室内末端具有多种形式,如热管背板形式、热管列间形式、房间级热管形式或吊顶式热管形式等。
20.多联氟泵主机包括压缩机组1、中间换热器2、电子膨胀阀3、第一单向阀4、第二单向阀5、第二电动两通阀6、第一电动两通阀7、储液器8和制冷剂泵组。蒸发式复合冷凝器集成风冷冷凝器与自然冷冷凝器两重功能,是系统中主要的散热设备,包括第一冷凝盘管13和第二冷凝盘管15。
21.压缩机组1可以在30%-100%范围内无级调节。压缩机组1由一台或两台直流变频压缩机并联组成,两台直流变频压缩机并联时,压缩机自带油平衡管路,保证压缩机顺利回油。压缩机组1的出口连通第一冷凝盘管13的进口,第一冷凝盘管13的出口连通电子膨胀阀3的进口,电子膨胀阀3的出口连通中间换热器2的一次侧管路进口,中间换热器2的一次侧管路出口连通压缩机组1的进口,组成压缩机循环回路。
22.第二电动两通阀6的出口连通第二冷凝盘管15的进口,第二冷凝盘管15的出口连
通第二单向阀5的进口,第二单向阀5的出口与第一单向阀4汇合后进入储液器8。第一电动两通阀7的出口连通中间换热器2的二次侧进口,中间换热器2的二次侧出口连通第一单向阀4的进口,第一单向阀4的出口连通储液器8的进口,储液器8的出口连通制冷剂泵组的进口,制冷剂泵组的出口连通室内末端的进口,室内末端的出口连通第二电动两通阀6和第一电动两通阀7的进口。
23.制冷剂泵组包括第一制冷剂泵9和第二制冷剂泵10,第一制冷剂泵9和第二制冷剂泵10并联,第一制冷剂泵9设有第三单向阀21,第二制冷剂泵10设有第四单向阀22。
24.首先,预设混合制冷模式的开启温差tmix、自然冷却制冷模式的开启温差tfree、温度回差tdiff和干湿球温度差tdw,采集室内回风温度tin和室外环境温湿度,室外环境温湿度包括室外干球温度tout和湿球温度twout。
25.其次, 选择相应的制冷模式:
26.当tout>tin-tmix时,运行压缩机制冷模式;
27.当tin-tfree<tout≤tin-tmix时,机组运行在混合制冷模式;
28.当tout≤tin-tfree时,机组运行在自然冷却制冷模式;
29.当tout-twout≥tdw时,蒸发式复合冷凝器开启喷淋模式;
30.当tout-twout<tdw时,蒸发式复合冷凝器关闭喷淋模式。
31.蒸发式复合冷凝器包括壳体14,壳体14的顶部设有室外风机11,室外风机11的下方设有水分布器12,第一冷凝盘管13和第二冷凝盘管15设于水分布器12下方,第一冷凝盘管13和第二冷凝盘管15的下方设有集水槽17,集水槽17内设有喷淋水泵16。当开启喷淋模式时,喷淋水泵16将集水槽17中的喷淋水输送到水分布器12,水分布器12喷淋到第一冷凝盘管13和第二冷凝盘管15的外表面,并形成很薄的水膜,水膜中部分水吸热后蒸发为水蒸气,其余落入集水槽17,供喷淋水泵16循环使用。
32.压缩机制冷模式包括以下步骤:
33.关闭第二电动两通阀6,即自然冷却盘管关闭;
34.开启第一电动两通阀7,压缩机组1与电子膨胀阀3开始工作:
35.室内末端的制冷剂气体通过第一电动两通阀7进入中间换热器2,冷却冷凝后通过第一单向阀4进入储液器8,再通过制冷剂泵组输送到室内末端进行蒸发吸热。
36.此时,中间换热器2的冷源来源于压缩机循环回路:从中间换热器2吸热蒸发出的制冷剂蒸汽,经过压缩机组1增压后成为高温高压制冷剂气体,在蒸发式复合冷凝器中与喷淋水和空气进行换热,配合风机带走大量热量后冷凝,冷凝后的液体经过电子膨胀阀3节流降压后,回到中间换热器2进行吸热蒸发,带走热量,完成整个循环。
37.自然冷却制冷模式包括以下步骤:
38.开启第二电动两通阀6;
39.关闭第一电动两通阀7,压缩机组1与电子膨胀阀3停止工作:
40.室内末端的制冷剂气体通过第二电动两通阀6进入第二冷凝盘管15,依靠室外自然冷源带走热量,冷却冷凝后通过第二单向阀5进入储液器8,再通过制冷剂泵组输送到室内末端进行蒸发吸热。
41.混合制冷模式包括以下步骤:
42.开启第一电动两通阀7和第二电动两通阀6,压缩机组1与电子膨胀阀3开始工作:
43.一部分制冷剂进行压缩机制冷模式,另一部分制冷剂进行自然冷源制冷模式,第一冷凝盘管13和第二冷凝盘管15一起运行,先经过自然冷却盘管进行部分冷却,再通过压缩机循环回路的机械制冷进一步冷却。
44.蒸发式复合冷凝器的作用原理是:
45.在压缩机模式下第一制冷系统中压缩机排出的过热高压制冷剂气体经过蒸发式复合冷凝器中的第一冷凝盘管13,使高温气态的制冷剂与排管外的喷淋水和空气进行热交换。即气态制冷剂由上口进入排管后自上而下逐渐被冷凝为液态制冷剂。
46.在自然冷源模式下,第二制冷系统中从室内末端蒸发后的制冷剂气体经过蒸发式复合冷凝器中的第二冷凝盘管15,使气态的制冷剂与盘管外的喷淋水和空气进行热交换。即气态制冷剂由上口进入排管后自上而下逐渐被冷凝为液态制冷剂。
47.在混合制冷模式下,蒸发式复合冷凝器中的第一冷凝盘管13和第二冷凝盘管15均参与工作。水借风势,极大的提高了换热效果。同时,喷淋水由部分变为气态,利用水的汽化潜热由风势带走大量的热量,热气中的水滴被高效脱水器截住,被流过的空气冷却,温度降低,进入水箱,再经循环水泵继续循环。
48.蒸发式复合冷凝器在淋水系统中采用了大流量的喷淋嘴,具有流量大、喷淋均匀、无堵塞现象的特性,可使淋水最大限度地包容管壁,增加了水份汽化,提高换热效果。
49.由于采用蒸发式冷凝器,充分利用室外湿球温度,其结果是压缩机功率比常规的冷凝器系统节省至少10%的功耗,风机的功率大约是相同规格的常规冷凝器风机功率的1/3。另外,蒸发式冷凝器通过把冷凝器盘管和冷却塔结合成一体,占地面积节省1倍以上,并且没必要向冷却塔系统那样需要较大的水泵与管路。
50.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容。