一種一體化自然冷卻機房空調系統技術方案

本實用新型專利技術公開一種一體化自然冷卻機房空調系統，包括蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路，所述蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路內分別密封有制冷工質，所述蒸氣壓縮制冷回路的蒸氣壓縮冷凝器的兩端分別通過管路連通壓縮機和節流裝置，所述壓縮機和節流裝置分別通過管路連通蒸氣壓縮蒸發器；所述熱管回路的熱管冷凝器的兩端分別連通熱管蒸發器；所述蒸氣壓縮蒸發器和熱管蒸發器均設置在蒸發器共用風道內。可以利用蒸氣壓縮制冷回路與熱管回路同時或單獨地冷卻機房，熱管回路的存在可最大程度上利用自然冷源，節約冷卻能耗。同時，與現有一體式機房空調相比，省去了蒸氣壓縮回路與熱管回路之間的換熱設備，結構和運行控制簡單、運行穩定性和可靠性高、便于加工。

【技術實現步驟摘要】
一種一體化自然冷卻機房空調系統
本技術涉及空調系統
，具體涉及一種一體化自然冷卻機房空調系統。
技術介紹
近年來隨著信息產業的快速發展，數據中心的數量和能耗大幅度增長。數據中心機房內的IT設備發熱量巨大，現有機房空調大多全年依靠蒸氣壓縮制冷，制冷能耗一般占機房總能耗的30％以上。推廣機房節能冷卻方法已經成為迫切需求。自然冷卻技術是指在室外氣溫較低的情況下利用室外冷空氣等自然冷源冷卻機房，是機房節能冷卻的有效方法。分離式熱管具有良好的傳熱性能，尤其適合作為機房自然冷卻裝置。然而，這種熱管散熱裝置只能應用在室外溫度低的場合，因此需要增加一套蒸氣壓縮制冷系統作為輔助，這就提高了初始投資，同時增大了占地面積。為此，一些現有專利提出了蒸氣壓縮和回路熱管的復合機組。專利《一種帶自然供冷供熱功能的空氣處理裝置》(申請號：200910119883.7，公開號：CN101514856A)提出了一種帶自然供冷供熱功能的空氣處理裝置，實現了全年工作目的。然而，這種方案中蒸氣壓縮與自然冷卻需要閥門切換，影響機組運行可靠性。專利《一種復疊機械制冷的液泵驅動熱管裝置及運行方法》(申請號：201210084797.9，公開號：CN102607120A)提出了一種復疊機械制冷的液泵驅動熱管裝置，但由于方案中蒸氣壓縮回路的蒸發器與熱管回路的冷凝器相互獨立，系統較為復雜。專利《一種一體化機房空調系統》(申請號：201320561006.7，公開號：CN203605376U)利用三介質換熱器避免了閥門切換并簡化了系統結構，但所用的空冷式三介質換熱器的大規模設計制造存在難度。因此，需要提供一種一體化自然冷卻機房空調系統，實現數據中心機房自然冷源的充分利用，同時簡化系統結構和運行控制難度、提高系統穩定性和可靠性。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種一體化自然冷卻機房空調系統，解決現有機房一體式空調系統的結構和運行控制復雜、運行穩定性和可靠性差的問題。為解決上述技術問題，本技術采用下述技術方案：一種一體化自然冷卻機房空調系統，包括蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路，所述蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路內分別密封有制冷工質，所述蒸氣壓縮制冷回路包括壓縮機、蒸氣壓縮冷凝器、節流裝置和蒸氣壓縮蒸發器，所述蒸氣壓縮冷凝器的兩端分別通過管路連通壓縮機和節流裝置，所述壓縮機和節流裝置分別通過管路連通蒸氣壓縮蒸發器；所述熱管回路包括熱管冷凝器和熱管蒸發器，所述熱管冷凝器的兩端分別連通熱管蒸發器；所述蒸氣壓縮蒸發器和熱管蒸發器均設置在蒸發器共用風道內。優選地，所述蒸氣壓縮冷凝器和熱管冷凝器均設置在冷凝器共用風道內。冷凝器共用風道可以共用一個風機，減少設備的投入，同時可以縮小體積，減少占地面積。優選地，所述蒸氣壓縮蒸發器為翅片管式換熱器或平行流微通道式換熱器。優選地，所述熱管蒸發器為風冷式換熱裝置或直接接觸式散熱器或風冷直接接觸器。優選地，所述風冷式換熱裝置為管式結構，包括一根或多根直管、繞翅片管、蛇形管外加翅片、多根直管套翅片中的一種或幾種組合。所述直接接觸式散熱器通過與發熱部件直接接觸進行散熱。所述風冷直接接觸器為風冷式換熱裝置和直接接觸器散熱器的組合。優選地，所述蒸氣壓縮冷凝器和熱管冷凝器均為風冷式、水冷式、蒸發冷凝式冷凝器中的一種或幾種組合。優選地，所述節流裝置為熱力膨脹閥和/或電子膨脹閥。優選地，所述熱管回路中還包括制冷劑泵，所述制冷劑泵用于驅動熱管回路內的制冷工質循環。優選地，所述熱管回路中還包括吸液芯，所述吸液芯內設有驅動制冷工質循環的毛細芯，所述熱管冷凝器的安裝高度低于熱管蒸發器的安裝高度。當熱管回路的熱管蒸發器受熱時，制冷工質迅速蒸發，蒸氣在微小的壓力差下流向熱管冷凝器，并且釋放出熱量，重新凝結成液體，液體再沿吸液芯的毛細芯靠毛細力的作用流回熱管蒸發器，如此循環不止，熱量由熱管蒸發器一端傳至熱管冷凝器一端，這樣可以將熱管冷凝器的安裝高度低于熱管蒸發器的安裝高度，依靠毛細芯的毛細力驅動制冷工質的循環。優選地，所述蒸氣壓縮蒸發器和熱管蒸發器為一體式結構，所述蒸氣壓縮冷凝器和熱管冷凝器為一體式結構。本技術的有益效果如下：本技術的一種一體化自然冷卻機房空調系統由于采用了以上技術方案，可以利用蒸氣壓縮制冷回路與熱管回路同時或單獨地冷卻機房，熱管回路的存在可最大程度上利用自然冷源，節約冷卻能耗。同時，與現有一體式機房空調相比，省去了蒸氣壓縮回路與熱管回路之間的換熱設備，結構和運行控制簡單、運行穩定性和可靠性高、便于加工。附圖說明下面結合附圖對本技術的具體實施方式作進一步詳細的說明。圖1示出本技術的一種一體化自然冷卻機房空調系統的實施例1結構示意圖。圖2示出本技術的一種一體化自然冷卻機房空調系統的實施例2結構示意圖。圖中各標記如下：1壓縮機，2蒸氣壓縮冷凝器，3節流裝置，4蒸氣壓縮蒸發器，5熱管冷凝器，6熱管蒸發器，7蒸發器共用風道，8冷凝器共用風道。具體實施方式為了更清楚地說明本技術，下面結合優選實施例和附圖對本技術做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本技術的保護范圍。實施例1如圖1所示，一種一體化自然冷卻機房空調系統，包括蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路，所述蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路內分別密封有制冷工質。所述蒸氣壓縮制冷回路包括壓縮機1、蒸氣壓縮冷凝器2、節流裝置3和蒸氣壓縮蒸發器4，所述蒸氣壓縮冷凝器2的兩端分別通過管路連通壓縮機1和節流裝置3，所述壓縮機1和節流裝置3分別通過管路連通蒸氣壓縮蒸發器4。所述蒸氣壓縮蒸發器4為翅片管式換熱器或平行流微通道式換熱器。所述蒸氣壓縮冷凝器2為風冷式、水冷式、蒸發冷凝式冷凝器的其中一種或幾種。所述節流裝置3為熱力膨脹閥、電子膨脹閥中的一種或兩種的組合。所述熱管回路包括熱管冷凝器5和熱管蒸發器6，所述熱管冷凝器5的兩端分別連通熱管蒸發器6；所述熱管蒸發器6為風冷式換熱裝置、直接接觸式散熱器、風冷直接接觸器中的一種。所述風冷式換熱裝置為管式結構，包括一根或多根直管、繞翅片管、蛇形管外加翅片、多根直管套翅片中的一種或幾種的組合。所述直接接觸式散熱器通過與發熱部件直接接觸進行散熱。所述風冷直接接觸器為風冷式換熱裝置和直接接觸器散熱器的組合。所述熱管冷凝器5為風冷式、水冷式、蒸發冷凝式冷凝器中的一種或幾種的組合。所述熱管回路中還包括制冷劑泵，所述制冷劑泵用于驅動熱管回路內的制冷工質循環。所述熱管回路中還包括吸液芯，所述吸液芯內設有驅動制冷工質循環的毛細芯，所述熱管冷凝器的安裝高度低于熱管蒸發器的安裝高度。當熱管回路的熱管蒸發器6受熱時，制冷工質迅速蒸發，蒸氣在微小的壓力差下流向熱管冷凝器5，并且釋放出熱量，重新凝結成液體，液體再沿吸液芯的毛細芯靠毛細力的作用流回熱管蒸發器6，如此循環不止，熱量由熱管蒸發器6一端傳至熱管冷凝器5一端，這樣可以將熱管冷凝器5的安裝高度低于熱管蒸發器6的安裝高度，依靠毛細芯的毛細力驅動制冷工質的循環。所述蒸氣壓縮蒸發器4和熱管蒸發器6安裝在室內，所述蒸氣壓縮蒸發器4和熱管蒸發器6可以是一體式結構，也可以是分體式。所述蒸氣壓縮冷凝器2和熱管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一體化自然冷卻機房空調系統，其特征在于：包括蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路，所述蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路內分別密封有制冷工質，所述蒸氣壓縮制冷回路包括壓縮機(1)、蒸氣壓縮冷凝器(2)、節流裝置(3)和蒸氣壓縮蒸發器(4)，所述蒸氣壓縮冷凝器(2)的兩端分別通過管路連通壓縮機(1)和節流裝置(3)，所述壓縮機(1)和節流裝置(3)分別通過管路連通蒸氣壓縮蒸發器(4)；所述熱管回路包括熱管冷凝器(5)和熱管蒸發器(6)，所述熱管冷凝器(5)的兩端分別連通熱管蒸發器(6)；所述蒸氣壓縮蒸發器(4)和熱管蒸發器(6)均設置在蒸發器共用風道(7)內。

【技術特征摘要】
1.一種一體化自然冷卻機房空調系統，其特征在于：包括蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路，所述蒸氣壓縮制冷回路和熱管回路內分別密封有制冷工質，所述蒸氣壓縮制冷回路包括壓縮機(1)、蒸氣壓縮冷凝器(2)、節流裝置(3)和蒸氣壓縮蒸發器(4)，所述蒸氣壓縮冷凝器(2)的兩端分別通過管路連通壓縮機(1)和節流裝置(3)，所述壓縮機(1)和節流裝置(3)分別通過管路連通蒸氣壓縮蒸發器(4)；所述熱管回路包括熱管冷凝器(5)和熱管蒸發器(6)，所述熱管冷凝器(5)的兩端分別連通熱管蒸發器(6)；所述蒸氣壓縮蒸發器(4)和熱管蒸發器(6)均設置在蒸發器共用風道(7)內。2.根據權利要求1所述的一種一體化自然冷卻機房空調系統，其特征在于：所述蒸氣壓縮冷凝器(2)和熱管冷凝器(5)均設置在冷凝器共用風道(8)內。3.根據權利要求2所述的一種一體化自然冷卻機房空調系統，其特征在于：所述蒸氣壓縮蒸發器(4)為翅片管式換熱器或平行流微通道式換熱器。4.根據權利要求3所述的一種一體化自然冷卻機房空調系統，其特征在于：所述熱管蒸發器(6)為風冷式換熱裝置或直接接觸式散熱器或風冷直接接觸器。5.根據權利要求4所述的一種一體化自然...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邵雙全，張海南，田長青，
申請(專利權)人：中國科學院理化技術研究所，
類型：新型
國別省市：北京,11