一种间接蒸发制冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及空调设备技术领域，特别涉及一种间接蒸发制冷系统。


背景技术：

2.制冷系统在机房数据中心的能耗达到整个数据中心能耗的40％，因此，降低数据中心能耗的关键点在于降低机房数据中心制冷系统的能耗。
3.目前间接蒸发冷技术广泛应用于数据中心，采用间接蒸发冷技术与机械制冷相结合的技术能够有效利用自然冷源，降低空调机组的能耗；大多数机房空调ahu机组采用交叉流板式换热器作为换热芯体，机房回风先经过交叉流板式换热器进行预冷，再经过机械制冷进行降温，达到设定的送风温度；然而采用交叉流板式换热器的空调机组在工作过程中存在以下几种明显缺点：
4.1、在湿工况下运行时，环境相对湿度较高，换热芯体效率低，机械制冷需要承担更大的负荷，因此，该类型空调机组只适用于我国西北地区，对于我国华南地区的气候，存在空调机组换热效率低，机械制冷能耗高的问题。
5.2、交叉流板式换热器对于不同流道的密封性要求较高，运行过程中极其容易出现短路，导致二次风通道的室外风通过换热芯体进入一次风道内，进而进入到机房中，对机房的设备产生破坏和影响。
6.3、无法合理回收利用冷凝器产生的热量，整个机组的热利用效率低。
7.可见，现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

8.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种间接蒸发制冷系统，可降低湿空气对热管冷凝器和热管蒸发器的影响，提高热管蒸发器的换热效率，从而降低制冷系统的工作能耗。
9.为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
10.一种间接蒸发制冷系统，包括第一风道、第二风道、供电机构和机械制冷机构，所述机械制冷机构包括第一蒸发器，所述第一风道内设置有热管蒸发器和所述第一蒸发器，所述第二风道内沿着排风方向依次设置有降温除湿机构和热管冷凝器，所述降温除湿机构用于对热管冷凝器内的冷媒进行降温；所述降温除湿机构以及所述机械制冷机构分别与所述供电机构电性连接。
11.所述的间接蒸发制冷系统中，所述除湿降温机构包括沿着排风方向依次设置的第一风机、除湿转轮的工作区和降温盒，所述降温盒的上方设置有喷淋装置，所述降温盒内填充有pvc填料；所述热管冷凝器设置于所述降温盒的排风侧；所述第一风机、所述喷淋装置和所述除湿转轮分别与所述供电机构电性连接。
12.所述的间接蒸发制冷系统中，还包括第三风道，所述机械制冷机构还包括第一冷凝器，所述第三风道内设置有加热机构和所述第一冷凝器，所述除湿转轮的再生区位于所
述第三风道内，所述加热机构用于使除湿转轮恢复除湿能力；所述加热机构与所述供电机构电性连接。
13.所述的间接蒸发制冷系统中，所述加热机构包括第二风机、热水盘管和供水机构，所述第二风机、第一冷凝器、热水盘管和除湿转轮的再生区沿着排风方向依次设置于所述第三风道内；所述供水机构与所述热水盘管连接，所述第二风机与所述供电机构电性连接。
14.所述的间接蒸发制冷系统中，所述供电机构包括光伏板、蓄电池和逆变器，所述光伏板与所述蓄电池的输入端连接，所述蓄电池的输出端与所述逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端分别与所述第一风机、第二风机、喷淋装置、除湿转轮、供水机构和机械制冷机构连接；所述供水机构用于回收所述光伏板的热量。
15.所述的间接蒸发制冷系统中，所述供水机构包括储水箱和供水泵，所述储水箱用于回收所述光伏板的热量，所述储水箱通过所述供水泵与所述热水盘管连接，所述供水泵与所述逆变器的输出端电性连接。
16.所述的间接蒸发制冷系统中，所述机械制冷机构还包括压缩机、储液器、膨胀阀和气液分离器，所述压缩机、第一冷凝器、储液器、膨胀阀、第一蒸发器和气液分离器依次首尾连接；所述压缩机与所述供电机构电性连接。
17.所述的间接蒸发制冷系统中，还包括温度传感器和湿度计，所述温度传感器用于检测室外新风干球温度，所述湿度计用于检测室外新风湿度；所述供电机构还包括控制装置，所述温度传感器、湿度计、机械制冷机构和降温除湿机构分别与所述控制装置电性连接。
18.有益效果：
19.本实用新型提供了一种间接蒸发制冷系统，采用热管蒸发器对机房回风进行预冷降温，再配合机械制冷机构对机房回风作进一步降温，确保送风温度满足机房需求，同时降低了制冷系统的工作能耗；降温除湿机构可降低湿空气对制冷系统的影响，提高热管蒸发器和热管冷凝器的换热效率，降低了机械制冷机构的工作负荷，进一步降低了制冷系统的工作能耗。
附图说明
20.图1为本实用新型提供的间接蒸发制冷系统的结构示意图；
21.图2为本实用新型提供的间接蒸发制冷系统的系统结构图。
22.主要元件符号说明：11-第一风道、12-第二风道、13-第三风道、21-光伏板、22-蓄电池、23-逆变器、24-控制装置、31-压缩机、32-第一冷凝器、33-储液器、34-膨胀阀、35-第一蒸发器、36-气液分离器、41-热管蒸发器、42-热管冷凝器、51-第一风机、52-除湿转轮、53-降温盒、54-喷淋装置、61-第二风机、62-热水盘管、63-储水箱、64-供水泵、71-温度传感器、72-湿度计。
具体实施方式
23.本实用新型提供了一种间接蒸发制冷系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型作进一步详细说明。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，对
于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.请参阅图1和图2，本实用新型提供了一种间接蒸发制冷系统，包括第一风道11、第二风道12、供电机构和机械制冷机构，所述机械制冷机构包括第一蒸发器35，所述第一风道11内设置有热管蒸发器41和所述第一蒸发器35，所述第二风道12内沿着排风方向依次设置有降温除湿机构和热管冷凝器42，所述降温除湿机构用于对热管冷凝器42内的冷媒进行降温；所述降温除湿机构以及所述机械制冷机构分别与所述供电机构电性连接。
26.本技术公开的间接蒸发制冷系统，采用热管蒸发器41对机房回风进行预冷降温，再配合机械制冷机构的第一蒸发器35对机房回风进一步降温，确保送风温度满足机房需求，同时降低了制冷系统的工作能耗；降温除湿机构可降低湿空气对制冷系统的影响，提高热管蒸发器41和热管冷凝器42的换热效率，降低了机械制冷机构的工作负荷，进一步降低了制冷系统的工作能耗。
27.具体的，第一风道11输入机房回风，先经热管蒸发器41降温，再经机械制冷机构的第一蒸发器35降温后返回至机房环境；第二风道12输入室外新风，经降温除湿机构降温除湿后，对热管冷凝器42内的制冷剂进行降温，使热管冷凝器42和热管蒸发器41内的制冷剂在压力作用下自动循环，换热后的室外新风排出室外环境。
28.进一步地，请参阅图1和图2，所述除湿降温机构包括沿着排风方向依次设置的第一风机51、除湿转轮52的工作区和降温盒53，所述降温盒53的上方设置有喷淋装置54，所述降温盒53内填充有pvc填料，喷淋装置54输出的喷淋水在pvc填料上形成水膜；所述热管冷凝器42设置于所述降温盒53的排风侧；所述第一风机51、所述喷淋装置54和所述除湿转轮52分别与所述供电机构电性连接；供电机构根据实时新风温度和实时相对湿度调整除湿转轮52和喷淋装置54的工作状态，当第一风机51、除湿转轮52和喷淋装置54同时工作时，第一风机51输送室外新风至除湿转轮52的工作区，室外新风经除湿后进入pvc填料中的水膜，与水膜发生传热传质，室外新风温度降低，而后与热管冷凝器42的制冷剂进行换热；制冷剂在热管蒸发器41中吸收机房回风的热量，温度升高，压力升高，流向热管冷凝器42；制冷剂在热管冷凝器42中吸收喷淋水的冷量和室外新风的冷量，温度降低，压力降低重新流入热管蒸发器41中进行下一步循环。
29.进一步地，请参阅图1和图2，所述间接蒸发制冷系统还包括第三风道13，所述机械制冷机构还包括第一冷凝器32，所述第三风道13内设置有加热机构和所述第一冷凝器32，所述除湿转轮52的再生区位于所述第三风道13内，所述加热机构用于使除湿转轮52恢复除湿能力；所述加热机构与所述供电机构电性连接。
30.第三风道13输入室外新风，经第一冷凝器32和加热机构加热后输入至除湿转轮52的再生区对除湿转轮52进行加热，恢复除湿转轮52的除湿能力，换热后的室外新风排出室外环境；制冷系统回收第一冷凝器32的热量对除湿转轮52进行加热，提高能源利用率，进一步降低制冷系统的工作能耗。
31.进一步地，请参阅图1和图2，所述加热机构包括第二风机61、热水盘管62和供水机构，所述第二风机61、第一冷凝器32、热水盘管62和除湿转轮52的再生区沿着排风方向依次设置于所述第三风道13内；所述供水机构与所述热水盘管62连接，所述第二风机61与所述供电机构电性连接，供电机构可根据实时新风温度和实时相对湿度调整第二风机61和供水
机构的工作状态，当除湿转轮52工作时，加热机构一般同时工作，以确保除湿转轮52对室外新风有效除湿；具体的，第二风机61将室外新风输送至机械制冷机构的第一冷凝器32中，室外新风回收第一冷凝器32的热量，温度升高，而后通过热水盘管62加热，室外新风提升至60℃，最后进入除湿转轮52的再生区，脱附除湿转轮52中吸附剂中的水分，使除湿转轮52再生，即使除湿转轮52再次具备吸附能力。
32.进一步地，请参阅图1和图2，所述供电机构包括光伏板21、蓄电池22和逆变器23，所述光伏板21与所述蓄电池22的输入端连接，所述蓄电池22的输出端与所述逆变器23的输入端连接，所述逆变器23的输出端分别与所述第一风机51、第二风机61、喷淋装置54、除湿转轮52、供水机构和机械制冷机构连接；所述供水机构用于回收所述光伏板21的热量；供电机构利用太阳能光伏发电，将部分电量存储于蓄电池22中；供电机构将收集的热量通过水作为介质储存于供水机构中；在光照充足的情况下，通过光伏板21光伏发电，带动制冷系统中的用电设备运转，如带动机械制冷机构、降温除湿机构和加热机构工作；在无光照的情况下，通过蓄电池22储存的电量维持整个制冷系统用电设备的运转。
33.进一步地，请参阅图1和图2，所述供水机构包括储水箱63和供水泵64，所述储水箱63用于回收所述光伏板21的热量，所述储水箱63通过所述供水泵64与所述热水盘管62连接，所述光伏板21收集的热量通过水作为介质储存于储水箱63中，再通过供水泵64输送至热水盘管62中，以对室外新风进行加热；所述供水泵64与所述逆变器23的输出端电性连接，为供水泵64的工作提供稳定的工作电压；通过回收太阳能的热量对除湿转轮52进行加热，提高了能源利用率，进一步降低了制冷系统的工作能耗。
34.进一步地，请参阅图1和图2，所述机械制冷机构还包括压缩机31、储液器33、膨胀阀34和气液分离器36，所述压缩机31、第一冷凝器32、储液器33、膨胀阀34、第一蒸发器35和气液分离器36依次首尾连接；所述压缩机31与所述供电机构电性连接，通过供电机构驱动压缩机31，制冷剂从压缩机31经过压缩之后进入第一冷凝器32中冷凝成液体，而后进入膨胀阀34中降压，再进入第一蒸发器35中将热量带走，升温后的制冷剂重新回到压缩机31中。
35.进一步地，请参阅图1和图2，所述间接蒸发制冷系统还包括温度传感器71和湿度计72，所述温度传感器71用于检测室外新风干球温度，所述湿度计72用于检测室外新风湿度；所述供电机构还包括控制装置24，所述温度传感器71、湿度计72、机械制冷机构和降温除湿机构分别与所述控制装置24电性连接；控制装置24根据温度传感器71反馈的室外新风干球温度和湿度计72反馈的室外新风湿度调整制冷系统的工作状态。
36.本技术公开的间接蒸发制冷系统，在实际工作时，预先在控制装置24内设定第一干球温度、第二干球温度和第一相对湿度，控制装置24根据第一相对湿度计算实时相对湿度；在一个实施例中，所述第一干球温度为2℃，所述第二干球温度为10℃，所述第一相对湿度为30％；所述第一干球温度、第二干球温度和第一相对湿度的大小与数据机房中心所需要的送风温度、回风温度以及热管效率有关；机房的回风温度一般设置为37℃，所需送风温度一般为24℃，热管的效率设定为60％。
37.间接蒸发制冷系统包括五种工作模式，具体如下：
38.1、若实时新风温度≤第一干球温度，控制装置24控制第一风机51工作，除湿传轮、喷淋装置54、加热机构和机械制冷机构不工作；供电机构输出的电能一部分用于驱动第一风机51运转，其余储存于蓄电池22中备用；热管蒸发器41对机房回风降温，热管蒸发器41中
的制冷剂蒸发吸热，温度和压力提升，制冷剂往热管冷凝器42移动；第一风机51输送室外新风对热管冷凝器42内的制冷剂降温，温度降低后的制冷剂返回热管蒸发器41中进行新一轮的循环。
39.2、若第一干球温度＜实时新风温度≤第二干球温度且实时相对湿度≤第一相对湿度，控制装置24控制第一风机51和喷淋装置54工作，除湿转轮52、加热机构和机械制冷机构不工作；热管蒸发器41对机房回风降温，第一风机51输送的室外新风经喷淋装置54降温后对热管冷凝器42中的制冷剂降温，提高了热管冷凝器42和热管蒸发器41的换热效率。
40.3、若第一干球温度＜实时新风温度≤第二干球温度且实时相对湿度＞第一相对湿度，控制装置24控制第一风机51、喷淋装置54、除湿转轮52和加热机构工作，机械制冷机构不工作；热管蒸发器41对机房回风降温，第一风机51输送的室外新风先经除湿转轮52的工作区进行除湿，相对湿度降低到20％，再经喷淋装置54降温后对热管冷凝器42中的制冷剂降温；加热机构对除湿转轮52的再生区进行加热，具体的，由于此时机械制冷机构不工作，因此主要依靠加热机构中的热水盘管62对室外新风进行加热，热水盘管62将室外新风加热到60℃后输出至除湿转轮52的再生区，对除湿转轮52进行加热，使除湿转轮52再生，恢复除湿能力。
41.4、若实时新风温度＞第二干球温度且实时相对湿度≤第一相对湿度，控制装置24控制第一风机51、喷淋装置54和机械制冷机构工作，除湿转轮52和加热机构不工作；由于实时新风温度≥10℃，仅依靠热管蒸发器41降温无法满足机房的送风需求，因此采用热管蒸发器41对机房回风进行预降温，再通过机械制冷机构的第一蒸发器35对机房回风进一步降温；第一风机51输送的室外新风经喷淋装置54降温后对热管冷凝器42中的制冷剂降温；此外，可在机房环境中设置温度检测装置，对机房的送风温度进行检测，控制装置24根据实时机房的送风温度对压缩机31的功率进行调整，降低制冷系统的工作能耗。
42.5、若实时新风温度＞第二干球温度且实时相对湿度＞第二相对湿度，控制装置24控制第一风机51、喷淋装置54、除湿转轮52、机械制冷机构和加热机构工作，热管蒸发器41和机械制冷机构的第一蒸发器35对机房回风降温；第一风机51输送的室外新风先经除湿转轮52的工作区进行除湿，降低室外新风的含湿量，再经喷淋装置54降温后对热管冷凝器42中的制冷剂降温；加热机构对除湿转轮52的再生区进行加热，具体的，室外新风经过机械制冷机构的第一冷凝器32，回收第一冷凝器32的热量，温度升高，接着通过热水盘管62进行加热，加热到60℃后进入除湿转轮52的再生区脱附除湿转轮52中吸附剂中的水分。
43.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。