CN220250191U - 热量交换机组 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种热量交换机组。其中,该机组包括:第一框架、第二框架、水冷***、风冷***、喷淋***以及控制装置;水冷***、风冷***以及喷淋***均与控制装置连接,控制装置配置为根据室外温度控制水冷***、风冷***以及喷淋***中的一者或多者开启,以通过水冷***、风冷***以及喷淋***中的一者或多者对室内气体进行热量交换。本申请通过根据室外温度来控制相应的一个或多个热量交换***开启,进而使得每个热量交换***均只在对应温度范围内开启,可以减少各个热量交换***的无效开启时间,减少了能源浪费。
Description
技术领域
本申请涉及热量交换箱体领域,具体而言,涉及一种热量交换机组。
背景技术
通过热量交换对包括数据中心在内的多热源或大面积室内空间进行散热或热量调节可改善室内空间的温度与舒适度。但是随着室内空间中热源的增多,例如数据中心的规模逐渐壮大,室内空间的热量交换需求急速增长,进而增加了热量交换机组的能源消耗。
目前的热量交换机组在进行热量交换时,多采用“气体与气体”的换热模式。这种模式在室外温度高于室内温度时就会直接使用压缩机对气体进行制冷,使得整体的能源消耗较高,整体机组用电量较大,比较消耗能源。
实用新型内容
有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种热量交换机组,能够减少热量交换机组用电量,节约能源。
第一方面,本申请实施例提供了一种热量交换机组,包括:第一框架、第二框架、水冷***、风冷***、喷淋***以及控制装置;所述第一框架内包括所述喷淋***、所述水冷***的一部分以及所述风冷***的一部分;所述第二框架内包括所述水冷***的一部分与所述风冷***的一部分;所述第一框架内的所述水冷***的一部分与所述第二框架内的所述水冷***的一部分通过第一水管连接;所述第一框架内的所述风冷***的一部分与所述第二框架内的所述风冷***的一部分通过输气管连接;所述水冷***、所述风冷***以及所述喷淋***均与所述控制装置连接,所述控制装置配置为根据室外温度控制所述水冷***、所述风冷***以及所述喷淋***中的一者或多者开启,以通过所述水冷***、所述风冷***以及所述喷淋***中的一者或多者对室内气体进行热量交换。
在上述实现过程中,通过设置水冷***、风冷***以及喷淋***等多种热量交换***,并将这些热量交换***与控制装置连接,以供控制装置根据室外温度来控制相应的一个或多个热量交换***开启,进而使得每个热量交换***均只在对应温度范围内开启,可以减少各个热量交换***的无效开启时间,减少了能源浪费。另外,通过室外温度来确定该水冷***、风冷***以及喷淋***中的一者或多者开启,可以实现该热量交换机组的制冷切换,最大程度上利用冷源进行热量交换,减少装置制冷,节约能源。
在一个实施例中,所述水冷***,包括:第一水冷表冷器、第二水冷表冷器、循环水泵和所述第一水管;所述第一水冷表冷器和所述第二水冷表冷器通过所述第一水管连接;所述循环水泵与所述第一水管连接,并配置为提供所述水冷***的循环动力;所述第一水冷表冷器配置为将所述第一水冷表冷器表面的气体与所述第一水冷表冷器内部的液体进行热量交换,并通过所述第一水管将热量交换后的液体传递到所述第二水冷表冷器;所述第二水冷表冷器配置为将所述第二水冷表冷器内部的液体与所述第二水冷表冷器表面的气体进行热量交换,以对所述室内气体进行热量交换。
在上述实现过程中,该水冷***是通过第一水管连接两个水冷表冷器,并通过启动循环水泵实现两个水冷表冷器之间的液体媒介的交换,进而完成室内气体和室外气体热量交换。该水冷***在进行热量交换时,只需要启动循环水泵,而循环水泵相对于压缩机的功率较低,通过该水冷***进行室内气体热量交换能够减少功率消耗,节约能源。另外,通过设置水冷表冷器进行热量交换,相对于传统的换热芯体,产生的污垢、水垢等较少,且易于清洗。
在一个实施例中,所述风冷***,包括:第一风冷表冷器、第二风冷表冷器、压缩机、节流装置和输气管;所述第一风冷表冷器和所述第二风冷表冷器通过所述输气管连接;所述节流装置设置于所述第一风冷表冷器和所述第二风冷表冷器之间;所述压缩机与所述输气管连接,并配置为对所述输气管中的媒介进行压缩;所述第一风冷表冷器配置为将所述第一风冷表冷器表面的气体与所述第一风冷表冷器内部的媒介与进行热量交换,并通过所述输气管将热量交换后的媒介温度传递到所述第二风冷表冷器;所述第二风冷表冷器配置为将所述第二风冷表冷器内部的媒介与所述第二风冷表冷器表面的气体进行热量交换,以对所述室内气体进行热量交换。
在上述实现过程中,该风冷***在室外温度较高,水冷表冷器的热量交换效果不明显时,通过启动风冷***,进而对风冷表冷器内部的媒介进行强制降温后,通过降温后的风冷表冷器内部的媒介与室内气体进行热量交换。由于该风冷***可以直接对媒介进行处理后,达到较好的降温处理,因而该热量交换机组无论是在什么条件下,均能够进行热量交换,增加了该热量交换机组使用的场景。
在一个实施例中,所述喷淋***,包括:喷淋泵、第二水管和喷头;所述第二水管和外部水源均与所述喷淋泵连接,所述喷淋泵配置为将所述外部水源输入到所述第二水管;所述喷头设置在所述第二水管上,所述喷头配置为向所述第一框架内的所述水冷***以及所述风冷***喷水,以对所述水冷***内的液体以及所述风冷***内的媒介进行进一步降温。
在上述实现过程中,通过设置喷淋***,该喷淋***用于将外部水源喷洒到水冷***和/或风冷***上,具体的,由于该外部水源喷淋流经该水冷***的水冷表冷器(例如第一水冷表冷器)以及风冷***的风冷表冷器(例如第一风冷表冷器)装置表面时会蒸发而吸热,以对水冷***内的液体以及风冷***内的媒介进行进一步降温,进而可以提高热量交换机组热量交换效率。
在一个实施例中,其中,在室外温度低于第一温度阈值时,所述控制装置控制所述水冷***开启,所述风冷***和所述喷淋***关闭,以切换所述热量交换机组的热量交换模式至第一模式;在所述第一模式中,室外冷源通过所述第一框架上的进气口进入所述第一框架,并和所述第一框架内的所述水冷***中的液体进行热量交换;所述第一框架内的所述水冷***中的液体通过所述第一水管传输到所述第二框架内的所述水冷***中;所述室内气体从所述第二框架的室内进风口进入所述第二框架,并和所述第二框架内的水冷***的液体进行热量交换后,通过所述第二框架的室内送风口进入室内。
在上述实现过程中,由于室外温度较低,进行热量交换的上述部分装置本身以及室外气体在该环境下均处于较低温度,因而可以达到一个较好的热量交换效果,不需要再开启喷淋***,减少了喷淋***运行时间,节约了能源。另外,由于室外温度较低,则水冷***中的液体媒介温度也较低,此时,可以仅通过水冷***就将室内温度降低到需要的温度,不需要再另外通过风冷***进行热量交换,减少了风冷***开启的时间,减少了风冷***开启可能会产生的能源消耗,节约了能源。
在一个实施例中,其中,在室外温度高于第一温度阈值且低于第二温度阈值时,所述控制装置控制所述水冷***和所述喷淋***开启,所述风冷***关闭,以切换所述热量交换机组的热量交换模式至第二模式;在所述第二模式中,所述喷淋***向所述第一框架内的所述水冷***喷水,以对所述水冷***内的液体进行进一步降温;所述第一框架内的所述水冷***中的液体通过所述第一水管传输到所述第二框架内的所述水冷***中;所述室内气体从所述第二框架的室内进风口进入所述第二框架并经所述第二框架内的水冷***进行热量交换后,通过所述第二框架的室内送风口进入室内。
在上述实现过程中,由于室外温度较低,则水冷***中的液体媒介温度也较低,此时,可以仅通过水冷***和喷淋***就将室内温度降低到需要的温度,不需要再另外通过风冷***进行热量交换,减少了风冷***开启的时间,减少了风冷***开启可能会产生的能源消耗,节约了能源。
在一个实施例中,其中,在室外温度高于第二温度阈值且低于第三温度阈值时,所述控制装置控制所述水冷***、所述喷淋***和所述风冷***开启,以切换所述热量交换机组的热量交换模式至第三模式;在所述第三模式中,所述喷淋***向所述第一框架内的所述水冷***以及所述风冷***喷水,以对所述水冷***内的液体以及所述风冷***内的媒介进行进一步降温;所述第一框架内的所述水冷***中的液体通过所述第一水管传输到所述第二框架内的所述水冷***中;所述第一框架内的所述风冷***中的媒介通过所述输气管传输到所述第二框架内的所述风冷***中;所述室内气体从所述第二框架的室内进风口进入所述第二框架并经所述第二框架内的水冷***和所述第二框架内的风冷***进行热量交换后,通过所述第二框架的室内送风口进入室内。
在上述实现过程中,在室外温度比较高时,仅通过水冷***不足以将室内温度降低到该室内气体需要达到的温度时,开启风冷***。在水冷***进行热量交换的基础上,通过该风冷***对水冷***的热量交换进行补充,可以在达到室内气体热量交换的目标的同时,尽量的减少风冷***开启的时间,进而减少压缩机运行时的效率。在提高热量交换效率的同时,节约能源。
在一个实施例中,其中,在室外温度高于第三温度阈值时,所述控制装置控制所述喷淋***和所述风冷***开启,所述水冷***关闭,以切换所述热量交换机组的热量交换模式至第四模式;在所述第四模式中,所述喷淋***向所述第一框架内的所述风冷***喷水,以对所述风冷***进行进一步降温;所述第一框架内的所述风冷***中的媒介通过所述输气管传输到所述第二框架内的所述风冷***中;所述室内气体从所述第二框架的室内进风口进入所述第二框架并经所述第二框架内的风冷***进行热量交换后,通过所述第二框架的室内送风口进入室内。
在上述实现过程中,在温度较高时,水冷***中的液体介质在较高温度下其温度也会升高,若此时开启的水冷***,反而会升高室内温度,增加风冷***的制冷量。此时,仅通过风冷***完成室内气体的热量交换,能够减少风冷***的制冷量,节约能源。
在一个实施例中,其中,所述第一框架内的气体为室外气体;所述室外气体配置为对所述第一框架内的所述水冷***内的液体和所述风冷***内的媒介进行热量交换;所述第二框架内的气体为室内气体;所述室内气体配置为通过所述第二框架内的所述水冷***内的液体和所述风冷***内的媒介进行热量交换;其中,所述第一框架内的气体与所述第二框架内的气体隔离。
在上述实现过程中,通过将第一框架内的气体和第二框架内的气体隔离,防止了室外气体温度对室内气体温度的影响,热量交换机组在进行热量交换时,热量交换的气体仅需要包括室内气体。尤其在需要风冷***进行热量交换时,可以减少风冷***的制冷量,节约能源。
在一个实施例中,所述第一框架和所述第二框架为分离设置。
在上述实现过程中,通过将第一框架和第二框架分离设置,进而可以将与室外冷源进行热量交换的第一框架或第二框架设置在室外,减少该热量交换机组在室内体积,对建筑物的层高等的要求较小,增加了该热量交换机组的应用场景。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的热量交换机组第一框架和第二框架设置在同一位置时,热量交换机组结构示意图;
图2为本申请实施例提供的热量交换机组第一框架和第二框架设置在不同位置时,热量交换机组结构示意图。
附图说明:100-第一框架、200-第二框架、300-水冷***、310-第一水冷表冷器、320-第二水冷表冷器、330-循环水泵、340-第一水管、400-风冷***、410-第一风冷表冷器、420-第二风冷表冷器、430-压缩机、440-输气管、500-喷淋***、510-喷淋泵、520-第二水管、530-喷头。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是所述申请产品使用时惯常拜访的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能解释为本申请的限制。
本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请发明人经长期研究发现,目前的热量交换机组是直接将蒸发冷却后的室外湿空气与室内热空气进行换热,当室外温度大于机房回风温度时,反而提高了机房回风温度,增加了压缩机的制冷量,进而提高了机组整体的用电量,造成不必要的能源消耗。且,目前的热量交换机组为一个大规模的一体式机组对机房建设选址有一定要求,应用场景十分有限。
有鉴于此,本申请发明人提出一种换热机组,通过设置水冷***、风冷***、喷淋***等,以根据不同的室外温度切换不同的热量交换模式,进而使得每个热量交换***均只在对应温度范围内开启,可以减少各个热量交换***的无效开启时间,减少了能源浪费。另外,在通过设置两个分离设置的框架,可以将该机组一分为二,一部分放置在室内,一部分放置在室外,以减少该机组在室内的体积,降低对室内空间体积的要求,增加了机组的应用场景。
为便于对本实施例进行理解,首先对执行本申请实施例所公开的一种热量交换机组进行详细介绍。
请参阅图1,该热量交换机组包括:第一框架100、第二框架200、水冷***300、风冷***400、喷淋***500以及控制装置。
其中,第一框架100内包括喷淋***500、水冷***300的一部分以及风冷***400的一部分;第二框架200内包括水冷***300的一部分与风冷***400的一部分。
这里的第一框架100内的水冷***300的一部分与第二框架200内的水冷***300的一部分通过第一水管340连接;第一框架100内的风冷***400的一部分与第二框架200内的风冷***400的一部分通过输气管440连接。
该水冷***300、风冷***400以及喷淋***500均与控制装置连接,控制装置配置为根据室外温度控制水冷***300、风冷***400以及喷淋***500中的一者或多者开启,以通过水冷***300、风冷***400以及喷淋***500中的一者或多者对室内气体进行热量交换。
上述的水冷***300为通过内部液体与外部气体进行热量交换的***。该风冷***400为通过内部媒介与外部气体进行热量交换的***。喷淋***500是指通过向水冷***300和/或风冷***400表面喷洒水雾以对水冷***300内液体和/或风冷***400内媒介进行进一步降温的***。该风冷***400中的媒介包括气态、液态、气液混合状态,其在制冷***中不断循环,并通过气态和液态的互相变化来实现制冷。
可选地,该第一框架100与第二框架200可以是分离设置,也可以是一体式设置,该第一框架100与第二框架200之间的设置方式可以根据实际情况进行调整,本申请不做具体限制。
上述的控制装置可以是计算机、单片机、可编程控制器等装置。该控制装置用于根据室外温度判断应当开启的热量交换***,并控制相应的热量交换***开启或关闭。
该室外温度可以包括室外干球温度、室外湿球温度等。这里的干球温度为温度计测出的温度。该湿球温度是指在某地某时间,水通过蒸发所能达到的最低温度。(在干球温度相同的情况下,空气中湿度越大,水就越不容易挥发,湿球温度就越高。反之,空气越干燥,水就越容易挥发,湿球温度就越低)。
在上述实现过程中,通过设置水冷***、风冷***以及喷淋***等多种热量交换***,并将这些热量交换***与控制装置连接,以供控制装置根据室外温度来控制相应的一个或多个热量交换***开启,进而使得每个热量交换***均只在对应温度范围内开启,可以减少各个热量交换***的无效开启时间,减少了能源浪费。另外,通过室外温度来确定该水冷***、风冷***以及喷淋***中的一者或多者开启,可以实现该热量交换机组的制冷切换,最大程度上利用冷源进行热量交换,减少装置制冷,节约能源。
在一种可能的实现方式中,该水冷***300,包括:第一水冷表冷器310、第二水冷表冷器320、循环水泵330和第一水管340。
其中,第一水冷表冷器310和第二水冷表冷器320通过第一水管340连接;循环水泵330与第一水管340连接,并配置为提供水冷***300的循环动力。
这里的第一水冷表冷器310配置为将第一水冷表冷器310表面的气体与第一水冷表冷器310内部的液体与进行热量交换,并通过第一水管340将热量交换后的液体传递到第二水冷表冷器320。第二水冷表冷器320配置为将第二水冷表冷器320内部的液体与第二水冷表冷器320表面的气体进行热量交换,以对室内气体进行热量交换。
水冷表冷器为以水为媒介的表面式冷却器,其原理是让液体媒介流过其金属管道内腔,而待处理的空气流过金属管道外壁进行热量交换来达到加热或冷却空气的目的。
可选地,该第一水冷表冷器310和第二水冷表冷器320可以是两个相同型号、尺寸的水冷表冷器,也可以是两个相同型号,不同尺寸的水冷表冷器,还可以是两个不同型号,不同尺寸的水冷表冷器等。第一水冷表冷器310和第二水冷表冷器320为两个相互独立的水冷表冷器,该第一水冷表冷器310和第二水冷表冷器320的具体设置方式可以根据实际情况进行确定,本申请不做具体限制。
在一些实施例中,该第一水冷表冷器310设置在第一框架100内,该第二水冷表冷器320设置在第二框架200内。或,该第二水冷表冷器320设置在第一框架100内,该第一水冷表冷器310可以设置在第二框架200内。该第一水冷表冷器310和第二水冷表冷器320的具体设置方式可以根据实际情况进行确定,本申请不做具体限制。
可选地,第一框架100内的水冷表冷器310具有进液口和出液口;第二框架200内的水冷表冷器320也具有进液口和出液口;水冷表冷器310和水冷表冷器320之间为循环管道,通过第一水管340循环连接。该循环水泵330可以设置在第一水管340的中间位置,或者该循环水泵330的具体设置方式可以根据实际情况进行确定,本申请不做具体限制。
在上述实现过程中,该水冷***是通过第一水管连接两个水冷表冷器,并通过启动循环水泵实现两个水冷表冷器之间的液体媒介的交换,进而完成室内气体和室外气体热量交换。该水冷***在进行热量交换时,只需要启动循环水泵,而循环水泵相对于压缩机的功率较低,通过该水冷***进行室内气体热量交换能够减少功率消耗,节约能源。另外,通过设置水冷表冷器进行热量交换,相对于传统的换热芯体,产生的污垢、水垢等较少,且易于清洗。
在一种可能的实现方式中,该风冷***400,包括:第一风冷表冷器410、第二风冷表冷器420、压缩机430、节流装置(图中未示出)和输气管440。
其中,第一风冷表冷器410和第二风冷表冷器420通过输气管440连接,可以理解,输气管440不仅可以输送气态媒介,也可以输送液态媒介或气液混合媒介;压缩机430与输气管440连接,并配置为对输气管440中的媒介进行压缩。
可以理解地,该风冷***400的制冷方式与空调***类似。其中,第一风冷表冷器410的作用相当于冷凝器,第二风冷表冷器420的作用相当于蒸发器。该节流装置设置于第一风冷表冷器410与第二风冷表冷器420之间。
这里的第一风冷表冷器410配置为将第一风冷表冷器410表面的气体与第一风冷表冷器410内部的媒介与进行热量交换,并通过输气管440将热量交换后的媒介传递到第二风冷表冷器420;第二风冷表冷器420配置为将第二风冷表冷器420内部的媒介与第二风冷表冷器420表面的气体进行热量交换,以对室内气体进行热量交换。
风冷表冷器的原理是让媒介流过其金属管道内腔,而待处理的空气流过金属管道外壁进行热量交换来达到加热或冷却空气的目的。
可选地,该第一风冷表冷器410和第二风冷表冷器420可以是两个相同型号、尺寸的风冷表冷器,也可以是两个相同型号,不同尺寸的风冷表冷器,还可以是两个不同型号,不同尺寸的风冷表冷器等。第一风冷表冷器410和第二风冷表冷器420为两个相互独立的风冷表冷器,该第一风冷表冷器410和第二风冷表冷器420的具体设置方式可以根据实际情况进行确定,本申请不做具体限制。
在一些实施例中,该第一风冷表冷器410设置在第一框架100内,该第二风冷表冷器420设置在第二框架200内。或,该第二风冷表冷器420设置在第一框架100内,该第一风冷表冷器410可以设置在第二框架200内。该第一风冷表冷器410和第二风冷表冷器420的具体设置方式可以根据实际情况进行确定,本申请不做具体限制。
可选地,该压缩机430可以设置在输气管440的中间位置,以将该输气管440分为两部分。该压缩机430的一端与该输气管440一部分的一端连接,该压缩机430的另一端与该输气管440另一部分的一端连接。该压缩机430也可以设置在第一风冷表冷器410远离第二风冷器的一侧,或第二风冷表冷器420远离第一风冷器的一侧。该压缩机430的具体设置方式可以根据实际情况进行确定,本申请不做具体限制。
在上述实现过程中,该风冷***在室外温度较高,水冷表冷器的热量交换效果不明显时,通过启动风冷***,进而对风冷表冷器内部的媒介进行强制降温后,通过降温后的风冷表冷器内部的媒介与室内气体进行热量交换。由于该风冷***可以直接对媒介进行处理后,达到较好的降温处理,因而该热量交换机组无论是在什么条件下,均能够进行热量交换,增加了该热量交换机组使用的场景。
在一种可能的实现方式中,该喷淋***500,包括:喷淋泵510、第二水管520和喷头530。
其中,第二水管520和外部水源均与喷淋泵510连接,该喷淋泵510配置为将外部水源输入到第二水管520;喷头530设置在第二水管520上,该喷头530配置为向第一框架100内的水冷***300以及风冷***400喷水,以对水冷***300内的液体以及风冷***400内的媒介进行进一步降温。
这里的喷头530可以设置为一个或多个。若该喷头530为多个时,该多个喷头530可以在第二水管520上并排设置。
可选地,该喷淋***500可以设置在第一框架100内,该喷淋***500还可以设置在第二框架200内,该喷淋***500还可以分别在第一框架100和第二框架200内设置。该喷淋***500的设置位置可以根据实际情况进行调整,本申请不做具体限制。
在上述实现过程中,通过设置喷淋***,该喷淋***用于将外部水源喷洒到水冷***和/或风冷***上,具体的,由于该外部水源喷淋流经该水冷***的水冷表冷器(例如第一水冷表冷器)以及风冷***的风冷表冷器(例如第一风冷表冷器)装置表面时会蒸发而吸热,以对水冷***内的液体以及风冷***内的媒介进行进一步降温,进而可以提高热量交换机组的热量交换效率。
在一种可能的实现方式中,其中,在室外温度低于第一温度阈值时,控制装置控制水冷***300开启,风冷***400和喷淋***500关闭,以切换热量交换机组的热量交换模式至第一模式。
在该第一模式中,室外冷源通过第一框架100上的进气口进入第一框架100,并和第一框架100内的水冷***300中的液体进行热量交换;第一框架100内的水冷***300中的液体通过第一水管340传输到第二框架200内的水冷***300中;室内气体从第二框架200的室内进风口进入第二框架200,并和第二框架200内的水冷***300的液体进行热量交换后,通过第二框架200的室内送风口进入室内。
这里的第一温度阈值为一个低于室温的低温度阈值。例如,该第一温度阈值可以是0℃、-5℃、-10℃等。该第一温度阈值可以根据实际的热量交换需求进行调整,本申请不做具体限制。
上述的室外温度可以是室外干球温度,则对应的该第一温度阈值为第一室外干球温度阈值。室外温度还可以是室外湿球温度,则对应的该第一温度阈值为第一室外湿球温度阈值。该室外温度和第一温度阈值的温度类型可以根据实际需求进行调整,本申请不做具体限制。
可以理解地,当室外温度较低时(例如,低于0℃),则与室外气体热量交换的水冷***300和风冷***400的那部分装置也处于一个较低温度的环境中。由于与室外气体进行热量交换的上述部分装置本身以及室外气体在该环境都处于较低的温度,进而可以达到一个较好的热量交换效果。因此,在该模式下,不需要开启喷淋***500。
另外,由于室外温度较低,室外冷源和第一框架100内的水冷***300中的液体进行热量交换后,该液体的温度也比较低,进而可以仅通过水冷***300中的液体与室内气体进行热量交换,以将室内气体的温度降低到该室内气体需要达到的温度。在这种情况下,仅通过水冷***300就可以完成室内气体的热量交换,进而也不需要另外再开启风冷***400。
在上述实现过程中,由于室外温度较低,进行热量交换的上述部分装置本身以及室外气体在该环境下均处于较低温度,因而可以达到一个较好的热量交换效果,不需要再开启喷淋***,减少了喷淋***运行时间,节约了能源。另外,由于室外温度较低,则水冷***中的液体媒介温度也较低,此时,可以仅通过水冷***就将室内温度降低到需要的温度,不需要再另外通过风冷***进行热量交换,减少了风冷***开启的时间,减少了风冷***开启可能会产生的能源消耗,节约了能源。
在一种可能的实现方式中,其中,在室外温度高于第一温度阈值且低于第二温度阈值时,控制装置控制水冷***300和喷淋***500开启,风冷***400关闭,以切换该热量交换机组的热量交换模式至第二模式。
在第二模式中,喷淋***500向第一框架内的水冷***300喷水,以对水冷***300内的液体进行进一步降温,例如对第一框架100内水冷表冷器310的表面进行喷淋;降温后的水冷***300的表面与第一框架100内的水冷***300中的液体进行热量交换;第一框架100内的水冷***300中的液体通过第一水管340传输到第二框架200内的水冷***300中;室内气体从第二框架200的室内进风口进入第二框架200并经第二框架200内的水冷***300进行热量交换后,通过第二框架200的室内送风口进入室内。
这里的第一温度阈值小于第二温度阈值。该第一温度阈值与第二温度阈值之间的温度为一个较低温度。例如,该第一温度阈值可以是-10℃、-5℃、0℃等。则相应的第二温度阈值可以为-5℃、0℃、10℃等。该第一温度阈值和第二温度阈值可以根据实际的热量交换需求进行调整,本申请不做具体限制。
可以理解地,当室外温度高于第一温度阈值且低于第二温度阈值时,仅通过室外较低温度的气体与水冷***300的装置内部媒介进行热量交换,并不能完全将水冷***300装置内部媒介的温度降低到需要的温度值。因此,在该模式下,需要开启喷淋***500对第一框架100内的水冷***300喷水,以对水冷***300装置内部媒介进行进一步降温。
另外,由于室外温度较低,室外冷源和第一框架100内的水冷***300中的液体进行热量交换且叠加喷淋***500进一步降温后,该液体的温度也比较低,进而可以仅通过水冷***300中的液体与室内气体进行热量交换,以将室内气体的温度降低到该室内气体需要达到的温度。在这种情况下,仅通过水冷***300和喷淋***500就可以完成室内气体的热量交换,进而也不需要另外再开启风冷***400。
在上述实现过程中,由于室外温度较低,则水冷***中的液体媒介温度也较低,此时,可以仅通过水冷***和喷淋***就将室内温度降低到需要的温度,不需要再另外通过风冷***进行热量交换,减少了风冷***开启的时间,减少了风冷***开启可能会产生的能源消耗,节约了能源。
在一种可能的实现方式中,其中,在室外温度高于第二温度阈值且低于第三温度阈值时,控制装置控制水冷***300、喷淋***500和风冷***400开启,以切换热量交换机组的热量交换模式至第三模式。
在第三模式中,喷淋***500向第一框架100内的水冷***300(例如第一水冷表冷器310)以及风冷***400(例如第一风冷表冷器410)喷水,以对水冷***300(例如第一水冷表冷器310)内的液体以及风冷***400(例如第一风冷表冷器410)内的媒介进行进一步降温;第一框架100内的水冷***300中的液体通过第一水管340传输到第二框架200内的水冷***300中;第一框架100内的风冷***400中的媒介通过输气管440传输到第二框架200内的风冷***400中;室内气体从第二框架200的室内进风口进入第二框架200并经第二框架200内的水冷***300和第二框架200内的风冷***400进行热量交换后,通过第二框架200的室内送风口进入室内。
这里的第二温度阈值小于第三温度阈值。该第二温度阈值与第三温度阈值之间的温度为一个较高温度。例如,该第二温度阈值可以为0℃、5℃、10℃等。则相应的第三温度阈值可以为5℃、10℃、20℃等。该第二温度阈值和第三温度阈值可以根据实际的热量交换需求进行调整,本申请不做具体限制。
可以理解地,由于室外温度较高,室外冷源和第一框架100内的水冷***300中的液体进行热量交换后,该液体的温度也比较高,仅通过水冷***300中的液体与室内气体进行热量交换,不足以将室内气体的温度降低到该室内气体需要达到的温度。在这种情况下,还可以开启风冷***400,以通过风冷***400对该水冷***300进行补充,进而通过该风冷***400和水冷***300相互配合完成室内气体的热量交换。
在上述实现过程中,在室外温度比较高时,仅通过水冷***不足以将室内温度降低到该室内气体需要达到的温度时,开启风冷***。在水冷***进行热量交换的基础上,通过该风冷***对水冷***的热量交换进行补充,可以在达到室内气体热量交换的目标的同时,尽量的减少风冷***开启的时间,进而减少压缩机运行时的效率。在提高热量交换效率的同时,节约能源。
在一种可能的实现方式中,其中,在室外温度高于第三温度阈值时,控制装置控制喷淋***500和所述风冷***400开启,水冷***300关闭,以切换热量交换机组的热量交换模式至第四模式。
在第四模式中,喷淋***500向第一框架100内的风冷***400喷水,以对风冷***400进行进一步降温;第一框架100内的风冷***400中的媒介通过输气管440传输到第二框架200内的风冷***400中;室内气体从第二框架200的室内进风口进入第二框架200并经第二框架200内的风冷***400进行热量交换后,通过第二框架200的室内送风口进入室内。
这里的第三温度阈值为一个较高温度阈值。例如,该第三温度阈值可以是30℃、35℃、40℃等。该第三温度阈值可以根据实际的热量交换需求进行调整,本申请不做具体限制。
可以理解地,当室外温度较高时(例如,高于40℃),则与室外气体热量交换的水冷***300和风冷***400的那部分装置也处于一个较高温度的环境中。在这种较高温度的环境中,水冷***300中的液体与室外气体进行热量交换后,该液体可能也处于较高温度。此时,若继续开启的水冷***300,则该水冷***300对室内气体进行热量交换时,不仅不能降低室内气体的温度,还可能会升高室内温度,进而增加风冷***400中压缩机430的制冷量。因此,在该模式下,可以关闭该水冷***300,仅通过风冷***400完成室内气体的热量交换。
在上述实现过程中,在温度较高时,水冷***中的液体介质在较高温度下其温度也会升高,若此时开启的水冷***,反而会升高室内温度,增加风冷***的制冷量。此时,仅通过风冷***完成室内气体的热量交换,能够减少风冷***的制冷量,节约能源。
在一种可能的实现方式中,其中,第一框架100内的气体为室外气体;室外气体配置为对第一框架100内的水冷***300内的液体和风冷***400内的媒介进行热量交换。第二框架200内的气体为室内气体;室内气体配置为通过第二框架200内的水冷***300内的液体和风冷***400内的媒介进行热量交换。
其中,第一框架100内的气体与第二框架200内的气体隔离。
可选地,这里的第一框架100内可以包括:第一水冷表冷器310、第一风冷表冷器410、喷淋泵510、第二水管520、喷头530、第一水管340的一部分以及输气管440的一部分等。该第二框架200内可以包括:第二水冷表冷器320、第二风冷表冷器420、第一水管340的另一部分以及输气管440的另一部分等。
或,该第一框架100内可以包括:第二水冷表冷器320、第二风冷表冷器420、喷淋泵510、第二水管520、喷头530等。该第二框架200内可以包括:第一水冷表冷器310、第一风冷表冷器410、喷淋泵510、第二水管520、喷头530等。
这里的第一框架100和第二框架200内的装置可以根据实际情况设置,本申请不做具体限制。
可以理解地,为了减少待热量交换气体的气体量,可以将第一框架100内的室外气体与第二框架200内的室内气体隔离开来,以防止室外温度较高时,增加热量交换机组的制冷量。
在一些实施例中,该第一框架100内的室外气体和第二框架200内的室内气体在预设条件下也可以流通。例如,当室外温度较低时,可以直接通过将室外温度和室内温度进行交换,完成室内气体热量交换。
在这种情况下,该第一框架100和第二框架200之间还可以设置气阀,该气阀在接收到气阀开启信号后开启,该气阀在接收到气阀关闭信号后关闭。进而可以根据不同的条件将该第一框架100内的气体和第二框架200内的气体隔离或流通。
在上述实现过程中,通过将第一框架内的气体和第二框架内的气体隔离,防止了室外气体温度对室内气体温度的影响,热量交换机组在进行热量交换时,热量交换的气体仅需要包括室内气体。尤其在需要风冷***进行热量交换时,可以减少风冷***的制冷量,节约能源。
在一种可能的实现方式中,如图2所示,第一框架100和第二框架200为分离设置。
这里的第一框架100和第二框架200可以是分别设置在两个不同位置。该第一框架100和第二框架200也可以在同一位置相互独立设置等。
例如,该第一框架100可以设置在室外,第二框架200可以设置在室内。或该第一框架100设置在厂房,第二框架200设置在数据中心等。或该第一框架100和第二框架200均在数据中心,但是该第一框架100和第二框架200彼此独立等。该第一框架100和第二框架200设置方式位置可以根据实际情况进行调整,本申请不做具体限制。
在一些实施例中,该第一框架100和第二框架200也可以集成在一个总体框架中。
在上述实现过程中,通过将第一框架和第二框架分离设置,进而可以将与室外冷源进行热量交换的第一框架或第二框架设置在室外,减少该热量交换机组在室内体积,对建筑物的层高等的要求较小,增加了该热量交换机组的应用场景。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种热量交换机组,其特征在于,包括:第一框架、第二框架、水冷***、风冷***、喷淋***以及控制装置;
所述第一框架内包括所述喷淋***、所述水冷***的一部分以及所述风冷***的一部分;
所述第二框架内包括所述水冷***的一部分与所述风冷***的一部分;
所述第一框架内的所述水冷***的一部分与所述第二框架内的所述水冷***的一部分通过第一水管连接;
所述第一框架内的所述风冷***的一部分与所述第二框架内的所述风冷***的一部分通过输气管连接;
所述水冷***、所述风冷***以及所述喷淋***均与所述控制装置连接,所述控制装置配置为根据室外温度控制所述水冷***、所述风冷***以及所述喷淋***中的一者或多者开启,以通过所述水冷***、所述风冷***以及所述喷淋***中的一者或多者对室内气体进行热量交换。
2.根据权利要求1所述的机组,其特征在于,所述水冷***,包括:第一水冷表冷器、第二水冷表冷器、循环水泵和所述第一水管;
所述第一水冷表冷器和所述第二水冷表冷器通过所述第一水管连接;
所述循环水泵与所述第一水管连接,并配置为提供所述水冷***的循环动力;
所述第一水冷表冷器配置为将所述第一水冷表冷器表面的气体与所述第一水冷表冷器内部的液体进行热量交换,并通过所述第一水管将热量交换后的液体传递到所述第二水冷表冷器;
所述第二水冷表冷器配置为将所述第二水冷表冷器内部的液体与所述第二水冷表冷器表面的气体进行热量交换,以对所述室内气体进行热量交换。
3.根据权利要求1所述的机组,其特征在于,所述风冷***,包括:第一风冷表冷器、第二风冷表冷器、压缩机、节流装置和输气管;
所述第一风冷表冷器和所述第二风冷表冷器通过所述输气管连接;
所述节流装置设置于所述第一风冷表冷器和所述第二风冷表冷器之间;所述压缩机与所述输气管连接,并配置为对所述输气管中的媒介进行压缩;
所述第一风冷表冷器配置为将所述第一风冷表冷器表面的气体与所述第一风冷表冷器内部的媒介进行热量交换,并通过所述输气管将热量交换后的媒介传递到所述第二风冷表冷器;
所述第二风冷表冷器配置为将所述第二风冷表冷器内部的媒介与所述第二风冷表冷器表面的气体进行热量交换,以对所述室内气体进行热量交换。
4.根据权利要求1所述的机组,其特征在于,所述喷淋***,包括:喷淋泵、第二水管和喷头;
所述第二水管和外部水源均与所述喷淋泵连接,所述喷淋泵配置为将所述外部水源输入到所述第二水管;
所述喷头设置在所述第二水管上,所述喷头配置为向所述第一框架内的所述水冷***以及所述风冷***喷水,以对所述水冷***内的液体以及所述风冷***内的媒介进行进一步降温。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的机组,其特征在于,其中,在室外温度低于第一温度阈值时,所述控制装置控制所述水冷***开启,所述风冷***和所述喷淋***关闭,以切换所述热量交换机组的热量交换模式至第一模式;
在所述第一模式中,室外冷源通过所述第一框架上的进气口进入所述第一框架,并和所述第一框架内的所述水冷***中的液体进行热量交换;
所述第一框架内的所述水冷***中的液体通过所述第一水管传输到所述第二框架内的所述水冷***中;
所述室内气体从所述第二框架的室内进风口进入所述第二框架,并和所述第二框架内的水冷***的液体进行热量交换后,通过所述第二框架的室内送风口进入室内。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的机组,其特征在于,其中,在室外温度高于第一温度阈值且低于第二温度阈值时,所述控制装置控制所述水冷***和所述喷淋***开启,所述风冷***关闭,以切换所述热量交换机组的热量交换模式至第二模式;
在所述第二模式中,所述喷淋***向所述第一框架内的所述水冷***喷水,以对所述水冷***内的液体进行进一步降温;
所述第一框架内的所述水冷***中的液体通过所述第一水管传输到所述第二框架内的所述水冷***中;
所述室内气体从所述第二框架的室内进风口进入所述第二框架并经所述第二框架内的水冷***进行热量交换后,通过所述第二框架的室内送风口进入室内。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的机组,其特征在于,其中,在室外温度高于第二温度阈值且低于第三温度阈值时,所述控制装置控制所述水冷***、所述喷淋***和所述风冷***开启,以切换所述热量交换机组的热量交换模式至第三模式;
在所述第三模式中,所述喷淋***向所述第一框架内的所述水冷***以及所述风冷***喷水,以对所述水冷***内的液体以及所述风冷***内的媒介进行进一步降温;
所述第一框架内的所述水冷***中的液体通过所述第一水管传输到所述第二框架内的所述水冷***中;
所述第一框架内的所述风冷***中的媒介通过所述输气管传输到所述第二框架内的所述风冷***中;
所述室内气体从所述第二框架的室内进风口进入所述第二框架并经所述第二框架内的水冷***和所述第二框架内的风冷***进行热量交换后,通过所述第二框架的室内送风口进入室内。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的机组,其特征在于,其中,在室外温度高于第三温度阈值时,所述控制装置控制所述喷淋***和所述风冷***开启,所述水冷***关闭,以切换所述热量交换机组的热量交换模式至第四模式;
在所述第四模式中,所述喷淋***向所述第一框架内的所述风冷***喷水,以对所述风冷***进行进一步降温;
所述第一框架内的所述风冷***中的媒介通过所述输气管传输到所述第二框架内的所述风冷***中;
所述室内气体从所述第二框架的室内进风口进入所述第二框架并经所述第二框架内的风冷***进行热量交换后,通过所述第二框架的室内送风口进入室内。
9.根据权利要求1所述的机组,其特征在于,
其中,所述第一框架内的气体为室外气体;所述室外气体配置为对所述第一框架内的所述水冷***内的液体和所述风冷***内的媒介进行热量交换;
所述第二框架内的气体为室内气体;所述室内气体配置为通过所述第二框架内的所述水冷***内的液体和所述风冷***内的媒介进行热量交换;
其中,所述第一框架内的气体与所述第二框架内的气体隔离。
10.根据权利要求9所述的机组,其特征在于,所述第一框架和所述第二框架为分离设置。
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