一种分离式热管空调机组的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种分离式热管空调机组，包括室内机和室外机，所述室内机包括室内风机、压缩机和蒸发器，所述室外机包括室外风机、室外冷凝器和电控箱，所述蒸发器通过蒸汽上升管与室外冷凝器连接，所述室外冷凝器通过液体下降管与压缩机连接，所述压缩机与蒸发器连通从而形成循环，所述室内风机设在蒸发器旁，所述室外风机与室外冷凝器匹配设置。本发明采用分离式热管技术，在室外温度较低的时候为机房系统提供冷源，减小常规机房空调机的能耗，降低机房的PUE值。有效的利用室外的自然冷源，降低机组的制冷消耗功率，具有显著的节能效果。
【专利说明】一种分离式热管空调机组
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于空调机组的制冷技术领域，尤其涉及利用自然冷源的数据中心机房的制冷空调机组。
【背景技术】
[0003]随着我国通信行业的高速发展，通信基站、机房得到了大规模的发展，通信企业的能耗问题越来越突出。据统计资料显示，机房空调的用电占到机房总用电量的50%以上。由于机房空调环境的特殊性，机房全年365天都需要制冷，其实，一年中，很多机房有很长时间机房室外温度低于机房内温度。机房外的自然冷空气是一个巨大的天然冷源，如果能合理的加以利用，机房空调的节能将存在很大的空间。
[0004]目前，比较常见的利用室外冷源的方式有三种:直接利用新风，乙二醇间接冷却技术和制冷剂栗技术。直接利用新风没有换热器，所以冷却效果很好。但是，直接利用新风，有以下三点问题:，第一，在室外空气质量不高的地区，即使采用了过滤手段，机房的洁净度也很难保证。其次，室外新风湿度不好控制。第三，室外空气的温湿度变化无常。乙二醇间接冷却技术间接利用室外空气冷源，不会影响机房内的洁净度。但是也会存在三个方面的问题:一是乙二醇溶液直接进机房，对机房造成安全隐患；二是乙二醇系统需要一组室内盘管和一个室外风冷冷凝器，室外干式冷凝器需要较大的安装空间，三是整个系统的现场施工的工程量相对较大。
【发明内容】
[0005]发明目的:针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种分离式热管空调机组，采用分离式热管技术，在室外温度较低的时候，有效地利用室外的自然冷源为机房系统提供冷源，减小常规机房空调机的能耗，降低机房的PUE值，具有显著的节能效果。
[0006]技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为:一种分离式热管空调机组，包括室内机和室外机，所述室内机包括室内风机、压缩机和蒸发器，所述室外机包括室外风机、室外冷凝器和电控箱，所述蒸发器通过蒸汽上升管与室外冷凝器连接，所述室外冷凝器通过液体下降管与压缩机连接，所述压缩机与蒸发器连通从而形成循环，所述室内风机设在蒸发器旁，所述室外风机与室外冷凝器匹配设置。
[0007]作为优选，所述液体下降管上还设有制冷剂栗、储液器和阀门组件。
[0008]作为优选，所述蒸发器的出口设有温度传感器和压力传感器。
[0009]作为优选，所述制冷剂栗为变频栗，并能根据蒸发器出口温度和压力进行制冷剂循环流量调节。
[0010]作为优选，所述制冷剂栗为全密封栗;所述储液器还设有两个以上带浮球的视液
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[0011]作为优选，所述上升热管为密封管。
[0012]作为优选，所述制冷剂栗相对于储液器的垂直高度要大于制冷剂栗的汽蚀余量。
【附图说明】
[0013]图1为本发明所述分离式热管空调机组的结构示意图；
图2为本发明所述分离式热管空调机组的优选方案的结构示意图。
[0014]其中，室内风机1、蒸发器2、室外冷凝器3、室外风机4、制冷剂栗5、储液器6、蒸汽上升管11、液体下降管12。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0016]物体的吸热、放热是相对的，凡是有温度差存在的时候，就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。从热传递的三种方式来看(辐射、对流、传导)，其中热传导最快。本发明热管就是利用蒸发制冷剂，使得热管两端温度差很大，使热量快速传导，利用制冷剂的潜热转移热量相对于显热的热携带效率要高得多。具体而言:热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，热管中的液体迅速蒸发，蒸汽在微小的密度差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿流回蒸发端，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。
[0017]本发明分离式热管空调机组工作原理:系统主要由蒸发器、冷凝器和热管组成，室内热量通过蒸发器传递给制冷剂液体，使得制冷剂液体在蒸发器内吸热蒸发;制冷剂蒸汽通过蒸汽上升管从蒸发器流到冷凝器;然后在冷凝器内冷却凝结成制冷剂液体;冷凝后的制冷剂液体在重力的作用下，通过液体下降管回流到蒸发器。
[0018]如图1所示，本发明分离式热管空调机组，由室内机和室外机两大部分组成。室内机主要由室内风机，压缩机，蒸发器，电磁阀以及节流元件组成。室外机，主要由室外风机、室外冷凝器以及电器箱组成。室外机放置高度高于室内机放置高度(室外机在上室内机在下)，室内机与室外机通过蒸汽上升管和液体下降管连通起来，形成一个自然循环回路。工作时，工质(制冷剂乙二醇水溶液)在室内蒸发器的吸热作用下汽化，蒸汽通过蒸汽上升管到达室外冷凝器释放潜热而冷却凝结成液体，而后在重力作用下，经液体下降管流回室内蒸发器，如此循环往复运行，从而实现热量的传递。
[0019]在整个机组的循环动力为冷凝器与蒸发器的高度差和密度差，为了保证整个系统顺利的运行，需要满足以下条件:
Pp+Pg 彡 Pl(公式 I)
Pp-蒸发器与冷凝器内的密度差，带来的动力；
Pg-蒸发器与冷凝器的高度差(冷凝器在上，蒸发器在下)，带来的动力；
Pl-系统循环的阻力。
[0020]—个性能良好的分离式热管空调机组需要满足以下几方面条件:1.室内蒸发器与室外冷凝器需要足够大的高度差，以提供系统循环的动力；2.系统要有较小的液体流动阻力;3.蒸发器与冷凝器需要具有良好的传热特性。
[0021]当室外机安装条件有限无法设置在较高位置时，作为优选方案，在液体下降管上还可以设置制冷剂栗、储液器、手动球阀和单向阀等组件。制冷剂栗置于室外，从室外机出来的管路与制冷剂栗的进液管相连，经过制冷剂栗的内部增压后，制冷剂确保冷凝成高压制冷液，然后送入储液器中，最终送入室内的蒸发器并吸收室内热量蒸发，该过程制冷剂栗对制冷剂提供强制流动并进行加压有利在蒸发器中蒸发吸热。为了稳定控制，在蒸发器的出口处设置温度传感器和压力传感器，并将采集数据反馈至室外机的控制器中，并通过控制器对制冷剂变频栗发出信号作出自动调节，控制一定的过热度，以保证系统具有合适的制冷剂循环量，保证系统高效工作。作为优选的，制冷剂栗采用全密封栗，全栗体焊接，无泄漏隐患，汽蚀余量小。并在储液器中设置三个带浮球的视液镜，以便清楚的查看储液器中的液位情况。储液器具有安全阀接口，满足GB150-1998(钢制压力容器)，JB4750-2003 (制冷装置用压力容器)相关要求，空调产品的压力容器必须使用安全阀，以保障人身\设备安全。
[0022]为了保证制冷剂栗安全可靠的运行，储液器与制冷剂栗要保证一定的垂直高度，其高度需要大于制冷剂栗的汽蚀余量。
【主权项】
1.一种分离式热管空调机组，其特征在于:包括室内机和室外机，所述室内机包括室内风机、压缩机和蒸发器，所述室外机包括室外风机、室外冷凝器和电控箱，所述蒸发器通过蒸汽上升管与室外冷凝器连接，所述室外冷凝器通过液体下降管与压缩机连接，所述压缩机与蒸发器连通从而形成循环，所述室内风机设在蒸发器旁，所述室外风机与室外冷凝器匹配设置。2.根据权利要求1所述分离式热管空调机组，其特征在于:所述液体下降管上还设有制冷剂栗、储液器和阀门组件。3.根据权利要求1所述分离式热管空调机组，其特征在于:所述蒸发器的出口设有温度传感器和压力传感器。4.根据权利要求2所述分离式热管空调机组，其特征在于:所述制冷剂栗为变频栗，并能根据蒸发器出口温度和压力进行制冷剂循环流量调节。5.根据权利要求2所述分离式热管空调机组，其特征在于:所述制冷剂栗为全密封栗；所述储液器还设有两个以上带浮球的视液镜。6.根据权利要求2所述分离式热管空调机组，其特征在于:所述上升热管为密封管。7.根据权利要求2所述分离式热管空调机组，其特征在于:所述制冷剂栗相对于储液器的垂直高度要大于制冷剂栗的汽蚀余量。
【文档编号】F25B39/04GK106016848SQ201610534067
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】袁祎, 程姗, 周平, 吕玲
【申请人】南京佳力图机房环境技术股份有限公司