全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利摘要】本技術提供一種100%冷量全部用于降低機柜內(nèi)空氣的溫度，同時全部是顯熱降溫以避免機柜內(nèi)部空氣結(jié)露，運行更加節(jié)能、精密、可靠的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，它包括制冷系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，蒸發(fā)器有兩路管道系統(tǒng)，一路管道系統(tǒng)中流動制冷劑，另一路管道系統(tǒng)中流動冷媒流體；流動制冷劑的管路系統(tǒng)與壓縮機、膨脹閥及冷凝散熱系統(tǒng)組成制冷系統(tǒng)；流動冷媒流體的管路系統(tǒng)與冷媒儲液罐、冷媒流體循環(huán)泵及風機盤管冷卻器組成冷卻系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的冷媒儲液罐、冷媒流體循環(huán)泵安裝在被冷卻空間外，風機盤管冷卻器則安裝在被冷卻空間內(nèi)；系統(tǒng)運行時冷媒流體的溫度始終不低于被冷卻空間內(nèi)空氣露點溫度。
【專利說明】
全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器
技術領域
[0001]本技術涉及一種空氣調(diào)節(jié)器，具體地說，是對屏蔽機柜、服務器機柜、UPS機柜、綜合布線機柜、計算機數(shù)據(jù)處理房等內(nèi)部安裝有電氣設備的機柜或者機房(被冷卻空間)內(nèi)的空氣進行精密、節(jié)能、高效的溫度調(diào)節(jié)的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器。
【背景技術】
[0002]計算機數(shù)據(jù)處理機柜一般放置在一個專門的房間內(nèi)。計算機數(shù)據(jù)處理機柜內(nèi)的服務器、CPU、硬盤、電源等電氣元件在工作時溫度較高。為了對機柜內(nèi)空氣、電氣元件散熱，常用的方法是在專門的房間內(nèi)安裝計算機數(shù)據(jù)處理機房專用精密空調(diào)，即計算機數(shù)據(jù)處理機柜將自身的熱量散至房間內(nèi)，再由房間的機房專用精密空調(diào)將熱量帶走，通過降低整個房間空間的溫度以達到降低每個計算機數(shù)據(jù)處理機柜的溫度，但房間空間比較大需要的冷量比較大，對于一些高熱密度的計算機數(shù)據(jù)處理機柜來說可能房間需要的實際冷量要比計算機數(shù)據(jù)處理機柜需求冷量要大好多倍，這樣就會使空調(diào)的實際使用率大大降低，也就是非常的耗能，而且機房專用精密空調(diào)一般體積比較大，大大的占用了機房內(nèi)的有效使用面積。
[0003]隨著技術的更新，又出現(xiàn)了列間(行級)精密空調(diào)，其通常布置在每排機柜側(cè)邊或機柜中間，緊靠機柜安裝，雖然在能量的利用率上有所提高，采用在計算機數(shù)據(jù)處理機柜前后形成冷熱通道，使空調(diào)能量的利用率達到80%，因為其冷熱通道在計算機數(shù)據(jù)處理機柜外面占用較大的空間形成，同時冷熱通道由于空間大本身對外就會有較多能量的損失，若處理不好經(jīng)常還會有外表面結(jié)露現(xiàn)象。
[0004]目前行業(yè)內(nèi)也有機柜專用空調(diào)，其采用直接蒸發(fā)式制冷方式，能量利用率雖然較高，但顯熱比不能達到100%，一般最大只能達到80-90%左右，這樣可能會使機柜內(nèi)溫度低于機器露點溫度，從而產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，而機柜內(nèi)均為電子元件，如果有凝露將會造成電氣元件的損壞、漏電等問題;另外這類機柜專用空調(diào)一般安裝在機柜側(cè)門位置上，在使用時機柜內(nèi)氣流組織非常容易形成冷熱通道短路現(xiàn)象，導致機柜內(nèi)溫度極不均勻，無法滿足高熱密度機柜溫度需要
[0005]另外如果采用風管式的機柜空調(diào)，就是將機柜的熱風通過風管吸到機柜外部的空調(diào)處理后再將冷空氣送到機柜內(nèi)進行降溫，此類產(chǎn)品由于需要安裝風管將會使機房內(nèi)設備安裝比較復雜，同時機柜空調(diào)本身冷量就比較的小，再采用風管連接就會存在能量損失的問題，空調(diào)選型將會加大負荷容量，另外風管本身還存在漏風現(xiàn)象，機柜內(nèi)的潔凈度也不能完全保證。
[0006]尤其對于屏蔽機柜應用時，由于機柜本身需要具有屏蔽的特定要求，機柜內(nèi)所有與外部連接必須屏蔽處理，以上提到的行業(yè)內(nèi)應用的空調(diào)類型均無法同時滿足機柜內(nèi)溫度控制要求和屏蔽的要求，只有采用本技術所述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器才能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本技術的目的就是提供一種100%冷量全部用于降低機柜內(nèi)空氣的溫度，同時全部是顯熱降溫以避免機柜內(nèi)部空氣結(jié)露，運行更加節(jié)能、精密、可靠的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器。
[0008]全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，包括壓縮機、蒸發(fā)器、膨脹閥及冷凝散熱系統(tǒng)組成的制冷系統(tǒng)和冷媒儲液罐、冷媒流體循環(huán)栗及風機盤管冷卻器組成的冷卻系統(tǒng)，蒸發(fā)器有兩路管道系統(tǒng)，一路管道系統(tǒng)中流動制冷劑，另一路管道系統(tǒng)中流動冷媒流體;流動制冷劑的管路系統(tǒng)與壓縮機、膨脹閥及冷凝散熱系統(tǒng)組成制冷系統(tǒng);流動冷媒流體的管路系統(tǒng)與冷媒儲液罐、冷媒流體循環(huán)栗及風機盤管冷卻器組成冷卻系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的冷媒儲液罐、冷媒流體循環(huán)栗安裝在被冷卻空間外，風機盤管冷卻器則安裝在被冷卻空間內(nèi)；系統(tǒng)運行時冷媒流體的溫度始終不低于被冷卻空間內(nèi)空氣露點溫度。
[0009]本技術的有益效果:制冷系統(tǒng)工作時，制冷劑在壓縮機的作用下在流經(jīng)蒸發(fā)器時吸收冷媒流體的熱量進行蒸發(fā)，對冷媒流體進行降溫，降溫后的冷媒流體在栗的作用下流經(jīng)位于被冷卻空間內(nèi)循環(huán)風道中的風機盤管冷卻器，風機盤管冷卻器對被冷卻空間內(nèi)的空氣進行降溫。冷媒流體在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動，冷媒流體的溫度始終不低于被冷卻空間內(nèi)空氣露點溫度，全顯熱降溫，同時被冷卻空間內(nèi)空氣不會結(jié)露。風機盤管冷卻器位于被冷卻空間內(nèi)，只對空間較小的被冷卻空間內(nèi)部進行降溫，而不對被冷卻空間外部的較大房間進行降溫，不但節(jié)能，而且保證了對被冷卻空間的降溫效果。
[0010]上述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，在被冷卻空間內(nèi)設置循環(huán)風機使得高溫的空氣經(jīng)過風機盤管冷卻器降溫后在被冷卻空間內(nèi)強制循環(huán)流動。在循環(huán)風機的作用下，風機盤管冷卻器回風和送風在被冷卻空間內(nèi)形成冷熱通道，被冷卻空間內(nèi)的空氣全部能強制流過風機盤管冷卻器進行降溫處理，使得被冷卻空間內(nèi)空氣的降溫效果更佳。
[0011 ]上述全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，在多臺被冷卻空間組合布置時，在每個被冷卻空間內(nèi)均設置一個風機盤管冷卻器，各風機盤管冷卻器之間并聯(lián)后再與冷媒流體循環(huán)栗、冷媒儲液罐相聯(lián)接組成一套冷卻系統(tǒng)。
[0012]上述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，它還包括控制器，用于檢測和控制被冷卻空間內(nèi)空氣溫濕度的溫濕度傳感器、用于檢測和控制冷媒流體溫度的冷媒流體溫度傳感器、用于檢測和控制冷媒流體流量的冷媒流體流量傳感器、用于檢測和冷媒流體液位的液位傳感器、用于檢測冷卻系統(tǒng)是否有冷媒流體泄漏的冷媒流體泄漏傳感器均與控制器連接;控制器還分別與冷媒流體循環(huán)栗及制冷系統(tǒng)的壓縮機、冷凝散熱系統(tǒng)電氣連接，以控制冷媒流體循環(huán)栗及壓縮機、冷凝散熱系統(tǒng)的工作。
[0013]上述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，在被冷卻空間內(nèi)設置循環(huán)風機使得高溫空氣經(jīng)過風機盤管冷卻器外壁降溫后在被冷卻空間內(nèi)有序強制循環(huán)流動;循環(huán)風機與被冷卻空間內(nèi)自帶供電電源連接，以保證循環(huán)風機的工作?？刂破骺刂评涿搅黧w溫度始終高于被冷卻空間內(nèi)空氣露點溫度并穩(wěn)定在設定的標準值范圍內(nèi)，以保證能對空氣100%全顯熱降溫。
[0014]上述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，它還與包括控制器進行遠程通訊的數(shù)據(jù)接口。
[00? 5 ]上述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，所述冷媒流體為水。當然，也可以是氟利昂等其他類似導熱介質(zhì)。氟利昂可以是氫氯氟烴類(簡稱HCFC)或者氫氟烴類(簡稱HFC)氟利昂。
[0016]上述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，其冷凝散熱系統(tǒng)可以采用風冷散熱方式或水冷散熱方式，采用風冷散熱方式時又可根據(jù)現(xiàn)場安裝要求采用分體式或整體式。
【附圖說明】
[0017]圖1是全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器工作原理示意圖。
[0018]圖2是圖1中的機柜(被冷卻空間)內(nèi)部結(jié)構說明示意圖。
【具體實施方式】
[0019]參見圖1、2上述，本全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器整體從外觀上來分由三部分組成。外部冷凝散熱器部分，主要利用制冷原理將機柜(被冷卻空間)內(nèi)的傳輸熱量進行冷卻，主要包括制冷系統(tǒng)中的冷凝散熱器I。主機部分，主要利用制冷原理將冷媒流體冷卻并向位于房間200內(nèi)的機柜100傳輸冷量;主要包括制冷系統(tǒng)中的壓縮機2、蒸發(fā)器
3、膨脹閥4、干燥過濾器5以及冷卻系統(tǒng)中的冷媒儲液罐6、冷媒流體循環(huán)栗7。蒸發(fā)器3的一路管道流動制冷劑，蒸發(fā)器的另一路管道在本實施例中與冷媒儲液罐合二為一。流動制冷劑的該路管道位于在冷媒儲液罐中。機柜內(nèi)風機盤管冷卻器部分，主要利用傳輸過來的冷媒流體冷量給機柜內(nèi)服務器101等降溫，主要包括風機盤管冷卻器8。
[0020]從工作流程上來分由直接蒸發(fā)的壓縮制冷過程和冷媒流體冷卻降溫過程。通過直接蒸發(fā)式的壓縮制冷降溫將冷媒儲液罐中的冷媒流體冷卻，并把熱量傳輸?shù)酵獠?，同時冷媒儲液罐中被冷卻的冷媒流體再把冷量傳輸?shù)綑C柜中去，同時將機柜的熱量帶回冷媒儲液罐中冷卻，如此循環(huán)工作。
[0021]外部冷凝散熱器由于不同于傳統(tǒng)式機房空調(diào)那樣，不需要將整體房間進行降溫，而100%冷量利用于降溫機柜內(nèi)的溫度，所以比傳統(tǒng)型的室外冷凝散熱器要小的多，這樣初次投資成本、安裝成本、運行成本等成本均要大幅度的降低，冷媒流體也是運用常用的水或氟利昂等介質(zhì)，具備節(jié)能環(huán)保的功效。
[0022]本機組由于化整為零將功能分為了三部分功能機組來實現(xiàn)，所以具有體積小、占用空間小、安裝方式靈活的優(yōu)勢。同時根據(jù)現(xiàn)場安裝情況可以選擇多種冷凝散熱方式，一般采用風冷分體式(冷凝散熱器采用風冷式，并和主機分成安裝)，也可以選擇采用風冷整體式(冷凝散熱器采用風冷式，并和主機做成整體式安裝)或水冷式(冷凝散熱器采用水冷式)。如圖2所示，在多個機柜組合布置時，每個機柜之間有多個以豎板105隔離的循環(huán)風道；精致的機柜空調(diào)部分只占用各循環(huán)風道內(nèi)底部不常用的一部分位置即可在機柜內(nèi)產(chǎn)生冷熱通道，保持良好的降溫循環(huán)。多個機柜組合布置時，安裝在每個機柜循環(huán)風道內(nèi)的風機盤管冷卻器之間可以通過冷媒流體管路并聯(lián)后，再與冷媒儲液罐相通。冷媒流體循環(huán)栗7工作時，冷媒流體循環(huán)栗內(nèi)被冷卻的冷媒流體經(jīng)過各風機盤管冷卻器后，再回流到冷媒儲液罐。循環(huán)風道包括位于機柜前部的冷風通道102，位于機柜后部具有熱風通道103，機柜內(nèi)服務器自帶風扇106和在機柜內(nèi)下部的循環(huán)風機104的作用下，機柜內(nèi)的空氣流經(jīng)風機盤管冷卻器而被冷卻。服務器自帶風扇106主要用于對本服務器進行強制冷卻，把每個服務器內(nèi)部的熱量排出。
[0023]控制器分別與壓縮機、栗、風機電連接，以控制壓縮機、栗、風機的工作。用于檢測和控制機柜內(nèi)空氣溫濕度的機柜溫濕度傳感器、用于檢測和控制冷媒流體溫度的冷媒流體溫度傳感器等均與控制器連接；
[0024]由于本全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器采用間接式的降溫方式，所以不受直接蒸發(fā)式制冷溫度波動較大，系統(tǒng)蒸發(fā)溫度過低且不可控等不良因素的影響，控制器可有效的控制冷媒流體溫度一直高于機柜的空氣露點溫度且與機柜能有效的傳熱以便帶走熱量，從而使機柜內(nèi)空調(diào)在保證空氣永不結(jié)露的狀態(tài)下以100%全顯熱降溫的方式工作。
[0025]冷卻系統(tǒng)中的冷媒儲液罐和流體管道全部采用保溫處理，距離短，無泄漏、保溫性能遠大于連接風管，冷量的損失率基本為零，再加上制冷系統(tǒng)中冷凝散熱器的制冷管均為高溫冷卻部分不存在漏冷現(xiàn)象，所以此間接冷卻過程中的冷量基本100%用于到冷卻機柜，效率得到大大提高。由于壓縮機、冷媒儲液器及栗均集成于室內(nèi)主機中，所以安裝也比較簡便?，F(xiàn)場安裝最多只需要連接兩根制冷系統(tǒng)管道及兩根冷媒流體管道即可，不需要安裝復雜的風管或其他連接線路等。
[0026]控制器會根據(jù)設定好的冷媒流體標準溫度進行控溫(控制冷媒流體保持在一定的溫度，并始終高于機柜的空氣露點溫度，以保證100%全顯熱量傳輸)，機組并具備高壓報警、低壓報警、漏水報警、低水位報警等報警功能，具備RS485遠程通訊功能，大屏LED顯示水箱溫度、故障信息、運行狀態(tài)等功能。
【主權項】
1.全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，包括壓縮機、蒸發(fā)器、膨脹閥及冷凝散熱系統(tǒng)組成的制冷系統(tǒng)和冷媒儲液罐、冷媒流體循環(huán)栗及風機盤管冷卻器組成的冷卻系統(tǒng)，其特征是:蒸發(fā)器有兩路管道系統(tǒng)，一路管道系統(tǒng)中流動制冷劑，另一路管道系統(tǒng)中流動冷媒流體;流動制冷劑的管路系統(tǒng)與壓縮機、膨脹閥及冷凝散熱系統(tǒng)組成制冷系統(tǒng);流動冷媒流體的管路系統(tǒng)與冷媒儲液罐、冷媒流體循環(huán)栗及風機盤管冷卻器組成冷卻系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的冷媒儲液罐、冷媒流體循環(huán)栗安裝在被冷卻空間外，風機盤管冷卻器則安裝在被冷卻空間內(nèi)；系統(tǒng)運行時冷媒流體的溫度始終不低于被冷卻空間內(nèi)空氣露點溫度。2.如權利要求1所述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，其特征是:在被冷卻空間內(nèi)設置循環(huán)風機使得高溫的空氣經(jīng)過風機盤管冷卻器降溫后在被冷卻空間內(nèi)強制循環(huán)流動。3.如權利要求1所述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，其特征是:在多個被冷卻空間組合布置時，在每個被冷卻空間內(nèi)均設置一個風機盤管冷卻器，各風機盤管冷卻器之間并聯(lián)后與冷媒流體循環(huán)栗、冷媒儲液罐相連接組成一套冷卻系統(tǒng)。4.如權利要求1所述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，其特征是:它還包括控制器，用于檢測和控制被冷卻空間內(nèi)空氣溫濕度的溫濕度傳感器、用于檢測和控制冷媒流體溫度的冷媒流體溫度傳感器、用于檢測和控制冷媒流體流量的流量傳感器、用于檢測和控制冷媒流體液位的液位傳感器、用于檢測冷卻系統(tǒng)是否有冷媒流體泄漏的冷媒流體泄漏傳感器均與控制器連接;控制器還分別與冷媒流體循環(huán)栗及制冷系統(tǒng)的壓縮機、冷凝散熱系統(tǒng)電氣連接，以控制冷媒流體循環(huán)栗及壓縮機、冷凝散熱系統(tǒng)的工作。5.如權利要求4所述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，其特征是:在被冷卻空間內(nèi)設置循環(huán)風機使得高溫空氣經(jīng)過風機盤管冷卻器外壁降溫后在被冷卻空間內(nèi)有序強制循環(huán)流動;循環(huán)風機與被冷卻空間內(nèi)自帶供電電源連接，以保證循環(huán)風機的連續(xù)穩(wěn)定工作。6.如權利要求4所述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，其特征是:它還包括與控制器進行遠程通訊的數(shù)據(jù)接口。7.如權利要求1所述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，其特征是:所述冷媒流體為水或氟利昂。8.如權利要求1所述的全顯熱節(jié)能型機房/機柜專用精密空氣調(diào)節(jié)器，其冷凝散熱系統(tǒng)可以采用風冷散熱方式或水冷散熱方式，采用風冷散熱方式時又可根據(jù)現(xiàn)場安裝要求采用分體式或整體式。
【文檔編號】F24F1/00GK205641216SQ201620445644
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】張峻斌, 朱玉華
【申請人】江蘇奧林維爾環(huán)境設備有限公司