CN205909422U - 机房空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机房空调，其包括，制冷***和热管***，其中制冷***包括依次串接并形成循环回路的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；热管***包括依次串接并形成循环回路的室内换热器、开关装置和室外换热器；所述室内换热器用于与室内环境进行热交换；所述室外换热器用于与所述冷凝器进行热交换。本实用新型解决了机房空调因冷媒向低温侧迁移而造成低温启动困难的问题。

Description

机房空调

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，特别涉及一种机房空调。

背景技术

机房，又称控制数据中心，是为用户提供IT服务的地方。机房的温度和湿度以及防静电措施都有严格的要求。由于机房内的设备在运行时会产生大量的热量，即便是在严寒地区也需要在机房内安装机房空调来维持相对较低且稳定的温度。

由于机房需要全年运行，则要求机房空调也要全年无间断运行。通常的做法是采用多台机房空调轮值运行，一方面保证机房的温度在可靠范围内，另一方面可以延长机房空调的使用寿命。

在严寒地区处于待机状态的机房空调，冷媒会在压差的作用下向温度更低的室外迁移，在启动时，压缩机会因为其内部冷媒较少而无法正常启动。为了解决这个问题常规的做法是增加贮液罐，让压缩机在启动时有足够冷媒达到快速建立冷凝高压，实现冷媒循环，然而这样无形中增加了机房空调的生产成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种机房空调，目的在于，解决机房空调在低温环境中启动时，因冷媒向室外低温侧的冷凝器迁移而造成的启动故障。

为实现上述目的，本实用新型提出的机房空调，其包括：

制冷***，包括依次串接并形成循环回路的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；

热管***，包括依次串接并形成循环回路的室内换热器、开关装置和室外换热器；所述室内换热器用于与室内环境进行热交换；所述室外换热器用于与所述冷凝器进行热交换。

优选地，所述室外换热器与所述冷凝器呈一体式设置，且所述冷凝器设置在所述室外换热器的上部。

优选地，所述室外换热器与所述冷凝器呈套管式设置，且所述冷凝器管道套设在所述换热器管道的外侧。

优选地，还包括热管控制***，该热管控制***包括控制器、用于测量室外环境温度的室外温度传感器，用于测量室内环境温度的室内温度传感器，以及设置在所述冷凝器上的冷凝器温度传感器或压力传感器；

所述热管控制器根据所述冷凝器温度传感器测量的冷凝器温度值或所述压力传感器测量的冷凝器压力值转换的冷凝温度值、所述室外温度传感器测量的室外环境温度值，以及室内温度传感器测量的室内环境温度值，控制所述开关装置。

优选地，所述室内温度传感器设置在所述机房空调进风口，所述冷凝器温度传感器或压力传感器设置在所述冷凝器的中部。

优选地，所述的机房空调还包括热管控制***，该热管控制***包括控制器、在所述冷凝器上设有冷凝器压力检测装置，以及在所述蒸发器的出口侧设有蒸发器压力检测装置；

所述控制器根据所述冷凝器压力检测装置测量的冷凝器压力值和蒸发器压力检测装置测量的蒸发器压力值，控制所述开关装置。

优选地，连接所述热管***的热管管道外壁包裹有保温材料，且所述室外热交换器与所述热管管道相连处开设有补液口。

优选地，所述节流装置和冷凝器之间设有储液罐，所述储液罐靠近所述冷凝器出口的管道上设有单向阀，所述单向阀朝向所述蒸发器的方向导通。

本实用新型通过在机房空调中设置热管***，在机房空调处于待机的状态下，通过热管***中的室内换热器和室外换热器，将机房内的热量传递到冷凝器中，实现给冷凝器加热的效果，进而使冷凝器内冷媒的温度和压力升高，减少冷媒向冷凝器的迁移量，实现冷媒***中冷媒量的分布与常温下接近，在启动时冷媒***可快速建立冷凝高压，解决了机房空调因冷媒向低温侧迁移而造成低温启动困难的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型机房空调的管路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	冷媒***	22	室外换热器
11	压缩机	23	电磁阀
				12	冷凝器	24	室内温度传感器
13	节流装置	25	室外温度传感器
				14	蒸发器	26	冷凝器温度传感器
2	热管***	30	储液罐
				21	室内换热器	31	单向阀

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述，仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种机房空调。如图1所示，该机房空调包括制冷***和热管***2；所示制冷***包括依次串接并形成冷媒循环回路的压缩机11、冷凝器12、节流装置13和蒸发器14；即由以上五个主要部件连接形成空调***的基本结构。本实施例的空调***还包括热管***2，该热管***2包括依次串接并形成循环回路的室内换热器21、开关装置和室外换热器22；所述室内换热器21用于与室内环境进行热交换；所述室外换热器22用于与所述冷凝器12进行热交换；在此实施例中，开关装置优选为电磁阀23。

本实施例的机房空调***在严寒地区处于待机状态时，由于冷凝器12位于室外，因此其内部温度和压力都较处于室内的冷媒***1其他部件低，在无热管***2时，冷媒在压力的作用下，向冷凝器12中迁移。加入热管***2后，当所述开关装置被打开时，所述热管***2中的室内换热器21中的工质在吸收了机房热量后，形成气态工质，所述气态工质在压差作用下往室外侧迁移，通过室外侧热管换热器向冷凝器12放热，加热冷凝器12中的冷媒；此时，冷凝再次形成液态工质，经过热管循环返回至室内再次吸收室内环境热量，实现热管内部工质循环，进而实现所述冷凝器12内部温度上升、压力升高，从而减少冷媒***1中室内与室外侧的温差，进而减少冷媒向所述冷凝器12的迁移量，最终实现冷媒***1中冷媒量的分布与常温下的接近。直至机房空调开启，冷媒循环启动，冷凝器12温度上升时，关闭开关装置，隔断热工质的循环回路。

本实用新型通过在机房空调中设置热管***2，在机房空调待机的状态下，通过室内换热器21和室外换热器22，将机房内的热量传递到冷凝器12中，实现给冷凝器12中的冷媒加热的效果；进而使冷凝器12内的温度和压力升高，减少冷媒向冷凝器12的迁移量，实现冷媒***1中冷媒量的分布与 常温下的接近，在启动时冷媒***1可快速建立冷凝高压，进而保证在极端低温下，机房空调可以稳定开启，保证机房的安全运行。解决了机房空调因冷媒向低温侧迁移而造成低温启动困难的问题；与此同时，所述热管***2通过内部换热器和外部换热器将室内热量转移至室外，因此承担其他机房空调的一部分制冷负荷，有节能效果。

进一步地，为了使室内换热器21获取较多的热量，将室内换热器21设置在室内机房空调进风口位置处，且应尽量增大室内换热器21的表面积，有助于加快热管***2的循环效率；所述室外换热器22设置在所述冷凝器12上，其距离应与冷凝器12尽可能接近，以达到更好的换热效果。

基于上述实施例，所述室外换热器22与所述冷凝器12呈一体式设置，且所述冷凝器12设置在所述室外换热器22的上部。一体式设置可以将室外换热器22与冷凝器12在生产过程中就组装为一体；将室外换热器22设置在冷凝器12的下部更有利于换热器向上辐射热量而被冷凝器12较多地吸收，增加了换热效率。

基于上述实施例，考虑到冷凝器12的管道较长，可以设置室外换热器22与所述冷凝器12呈套管式设置，具体地，可以根据实际情况设置室外换热器22和冷凝器12的相对位置；套管式设置一方面使得室外换热器22与冷凝器12之间的距离尽可能地接近，使得热交换效率更好，另一方面，由于冷凝器的管道较长，因此大大增加了室外换热器22与冷凝器12的换热面积。在实际生产中，考虑到所述机房空调***正常运作时，冷凝器需要与空气换热，因此将所述冷凝器套设在所述换热器管道的外侧。具体地，在生产中，可以采用双层铜管道结构，将冷凝器12管道设置在内层铜管道，室外换热器22设置在外层铜管道；这种加工工艺较容易实现，且有较好的经济性。基于上述实施例，为了满足在机房空调在待机后，在冷凝器12温度和室内温度相差满足一定条件时，可以自动的启动热管***2，因此在所述机房空调内还设置热管控制***，该热管控制***包括控制器、用于测量室外环境温度的室外温度传感器25，用于测量室内环境温度的室内温度传感器24，以及设置在所述冷凝器12上的冷凝器温度传感器26或压力传感器。

所述热管控制装置器根据所述冷凝器温度传感器26测量的冷凝器12温度值或压力传感器测量的冷凝器12压力值转换的冷凝器温度值、所述室外 温度传感器25测量的室外侧环境温度值，以及室内温度传感器24测量的室内环境温度值，控制所述开关装置的通断。所述的温度传感器种类在此不做具体限制，可以通过热敏电阻、热电偶等方式实现温度的测量；此外，还可以通过压力传感器来测量冷凝器12中的压力后，经控制器转换后得到冷凝器12温度，满足测量形式的多样化。

进一步地，所述室内温度传感器24可设置在室内的任意一处，只要能反映机房内的平均温度即可，因此所述室内温度传感器24可以与所述机房空调一体设置或分体设置，分体设置即通过在机房空调设置外部接口将所测得的室内环境温度传送至机房空调控制器内，而将室内温度传感器24设置在机房空调内部，更方便生产和机房空调的整体维护。优选地，将所述室内温度传感器24设置在所述机房空调进风口位置处，由于此时机房空调处于待机状态，机房空调进风口位置暴露于室内，可以更精确的反映室内环境温度。同样的，所述室外温度传感器25设置在室外，其设置位置可以与所述室内温度测量装置有同样的设置思路；所述冷凝器温度传感器26设置在所述冷凝器12上，只要能反映冷凝器12内部温度即可；优选地，将所述冷凝器温度传感器26设置在冷凝器12的中部，如此可以更精确的得到冷凝器12内部的平均温度。

基于上述实施例，所述控制器根据所述冷凝器温度传感器26测量的冷凝器12温度值、室外温度传感器25测量的室外环境温度值、室内温度传感器24测量的室内环境温度值，控制所述开关装置的通断。其中控制方法有多种，可以是带入预设函数进行控制，也可以采用模糊控制，在此不做具体限制。本实施例提供的一种较为简便的比较法，当T1>T3，且T1－T4>A；所述控制器控制所述开关装置打开，热管***2导通；当T1<T3，所述控制器控制所述开关装置断开，热管***2导通；其中，T1为室内温度传感器24测量的室内环境温度值，T4为室外温度传感器25测量的室外环境温度值，T3为冷凝器温度传感器26测量冷凝器12温度值或压力传感器测量的压力值经所述控制器转换成冷凝器12温度值；A为控制器设定的值。其中，为了避免所述机房空调还在运行中或者刚刚停止运行时，机房空调内冷凝器12温度还较高，但因室内外温差较大而触发热管***2启动，所以首先检测室内环境温度是否大于冷凝器12温度，确定冷凝器12温度小于室内温度值后，在判断室内外温差是否超过设定的阈值来控制热管***2通断，这样可以更精准地控制 热管***2在适当的时候开通；然而机房空调启动，压缩机11工作，冷凝器12开始温度上升时，进一步判断冷凝器12温度是否大于室内环境温度值，如果大于室内环境温度值，则关闭热管***2。

基于上述实施例，由于冷媒因温差，在压力作用下向室外侧迁移，因此所述控制器在开关装置装置的时候也可采用压力控制方法；所述机房空调还包括热管控制***，该热管控制***包括控制器、在所述冷凝器12上设置的冷凝器压力检测装置，在室内冷媒***1的管道上设置蒸发器14压力检测装置；所述冷凝器压力检测装置可以设置在冷凝器12上，也可设置在冷凝器12附近的管道上；室内压力检测装置可以设置在室内冷媒***1的管道上，为了更直接地体现冷媒的移动趋势；优选地，设置在所述蒸发器14的出口侧，如此，可以更精确的判断室内管道与冷凝器12之间的压力差。所述控制器根据所述冷凝器压力检测装置测量的冷凝器12压力值和蒸发器压力检测装置测量的蒸发器压力值，控制所述开关装置的通断，其中控制方法有多种，在此不做具体限制，具体地，在本实施例中，可以采用简单的比较法，当满足P1-P2>C时，所述控制器控制所述开关装置打开；热管***2导通；当满足P1-P2<D时，所述控制器控制所述开关装置关闭断开；热管***2关闭；其中，所述P1为所述蒸发器压力值，P2为所述冷凝器压力值；C、D均为控制器的设定的阈值。C、D的值可依据实际使用时随时进行调整，使热管***2的调用更具有灵活性。

基于上述实施例，所示热管***2通过管道将所述室内换热器21、开关装置和室外换热器22连接起来，由于所述热管***2起到能量传递的作用，因此应尽量减少热管***2在管道上的热量散失；具体地，在本实施例中，通过在热管***2的管道外壁包有具有保温作用的材料来达到保温的效果，保温材料可以是岩棉管、玻璃棉、聚氨酯类保温棉等，在此不对保温材料做具体限制。

进一步地，热管***2中以工质作为媒介起到热量传递的作用，考虑到机房空调经过多年使用后，热管***2内部的工质可能会效力衰减甚至失效，因此在所述热管***2上设置补液口，使得维护人员可以方便地更换内部工质。考虑到，不宜在保温管道上过多的开口，而且方便维护人员操作，优选地，所述补液口室设置在所述室外热交换器与所述热管管道的相连处。

基于上述实施例，如图1所示，为防止热管***2故障而无法工作的情况，此时冷媒会大量向室外迁移，因此可以在所述冷媒***1位于冷凝器12之前的管道上设有储液罐30(冷凝器12之前的方向定义为冷凝器12朝向蒸发器14的方向)，当冷媒在压力作用下向室外侧迁移时，将会流入储液罐30而储存起来，而不会进入冷凝器12中；优选地，将所述储液罐30设置在所述节流装置13和冷凝器12之间。进一步地，在所述储液罐30靠近所述冷凝器12出口的管道上设有单向通断装置，所述单向阀31朝向蒸发器14的方向导通。如此，所述单向通断装置沿正常的冷媒循环方向导通，沿反向冷媒循环方向关闭，使得冷媒无法沿冷媒循环路线反向流入冷凝器12的同时，不影响机房空调正常运行时，冷媒的正常循环。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种机房空调，其特征在于，包括：

制冷***，包括依次串接并形成循环回路的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；

热管***，包括依次串接并形成循环回路的室内换热器、开关装置和室外换热器；所述室内换热器用于与室内环境进行热交换；所述室外换热器用于与所述冷凝器进行热交换。

2.如权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述室外换热器与所述冷凝器呈一体式设置，且所述冷凝器设置在所述室外换热器的上部。

3.如权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述室外换热器与所述冷凝器呈套管式设置，且所述冷凝器管道套设在所述换热器管道的外侧。

4.如权利要求1所述的机房空调，其特征在于，还包括热管控制***，该热管控制***包括控制器、用于测量室外环境温度的室外温度传感器，用于测量室内环境温度的室内温度传感器，以及设置在所述冷凝器上的冷凝器温度传感器或压力传感器；

所述热管控制器根据所述冷凝器温度传感器测量的冷凝器温度值或所述压力传感器测量的冷凝器压力值转换的冷凝温度值、所述室外温度传感器测量的室外环境温度值，以及室内温度传感器测量的室内环境温度值，控制所述开关装置。

5.如权利要求4所述的机房空调，其特征在于，所述室内温度传感器设置在所述机房空调进风口，所述冷凝器温度传感器或压力传感器设置在所述冷凝器的中部。

6.如权利要求1所述的机房空调，其特征在于，还包括热管控制***， 该热管控制***包括控制器、在所述冷凝器上设有冷凝器压力检测装置，以及在所述蒸发器的出口侧设有蒸发器压力检测装置；

所述控制器根据所述冷凝器压力检测装置测量的冷凝器压力值和蒸发器压力检测装置测量的蒸发器压力值，控制所述开关装置。

7.如权利要求1所述的机房空调，其特征在于，连接所述热管***的热管管道外壁包裹有保温材料，且所述室外热交换器与所述热管管道相连处开设有补液口。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的机房空调，其特征在于，所述节流装置和冷凝器之间设有储液罐，所述储液罐靠近所述冷凝器出口的管道上设有单向阀，所述单向阀朝向所述蒸发器的方向导通。