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具备应急制冷功能的空调系统

基本信息

  • 申请号 CN201920275917.0 
  • 公开号 CN209857282U 
  • 申请日 2019/03/05 
  • 公开日 2019/12/27 
  • 申请人 深圳市艾特网能技术有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 刘水旺 陈邦稳 葛志刚 姜晓君 游庆生 曹维兵  
  • 主分类号 F24F5/00 
  • 申请人地址 518110 广东省深圳市龙华新区观澜凹背社区库坑大富工业区2号厂房A栋第二层 
  • 分类号 F24F5/00;F25B1/00 
  • 专利代理机构 深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙) 44314 
  • 当前专利状态 实用新型专利授权公告 
  • 代理人 郭方伟 
  • 有效性 有效专利 
  • 法律状态
  •  

摘要

本实用新型涉及一种具备应急制冷功能的空调系统,包括蒸发换热单元、冷却制冷剂的冷凝换热单元、提供辅助冷源以冷却制冷剂的应急制冷换热单元以及将冷却后的制冷剂运送至蒸发换热单元的制冷剂增压单元;蒸发换热单元包括蒸发器和第一风机;蒸发器的制冷剂出口连接冷凝换热单元的制冷剂入口和应急制冷换热单元的制冷剂入口,冷凝换热单元的制冷剂出口和应急制冷换热单元的制冷剂出口分别连接制冷剂增压单元的制冷剂入口,制冷剂增压单元的制冷剂出口连接蒸发器的制冷剂入口。
本实用新型的空调系统通过增加应急制冷换热单元,从而使空调系统具备应急制冷功能,防止在机房的空调系统短时间停机时出现机房内部的局部高温,甚至造成机房设备的损坏。
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权利要求书


1.一种具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,包括蒸发换热单元(1)、用于冷却制冷剂的冷凝换热单元(4)、提供辅助冷源以对制冷剂进行冷却的应急制冷换热单元(3)以及将经所述冷凝换热单元(4)和应急制冷换热单元(3)冷却后的制冷剂运送至所述蒸发换热单元(1)的制冷剂增压单元(2);所述蒸发换热单元(1)包括用于蒸发换热的蒸发器(1-2)和为所述蒸发器(1-2)送风的第一风机(1-1);所述蒸发器(1-2)的制冷剂出口连接所述冷凝换热单元(4)的制冷剂入口和所述应急制冷换热单元(3)的制冷剂入口,所述冷凝换热单元(4)的制冷剂出口和所述应急制冷换热单元(3)的制冷剂出口分别连接所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂入口,所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂出口连接所述蒸发器(1-2)的制冷剂入口。
2.根据权利要求1所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,所述蒸发器(1-2)的制冷剂出口连接所述冷凝换热单元(4)的制冷剂入口,所述冷凝换热单元(4)的制冷剂出口通过三通阀分别连接所述应急制冷换热单元(3)的制冷剂入口和所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂入口,所述应急制冷换热单元(3)的制冷剂出口连接所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂入口。
3.根据权利要求1所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,所述蒸发器(1-2)的制冷剂出口通过三通阀分别连接所述冷凝换热单元(4)的制冷剂入口和所述应急制冷换热单元(3)的制冷剂入口,所述冷凝换热单元(4)的制冷剂出口和所述应急制冷换热单元(3)的制冷剂出口分别连接所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂入口。
4.根据权利要求1所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,所述冷凝换热单元(4)包括用于冷凝换热的冷凝器(4-2)和为所述冷凝器(4-2)送风的第二风机(4-1),所述冷凝器(4-2)的制冷剂入口连接所述蒸发器(1-2) 的制冷剂出口,所述冷凝器(4-2)的制冷剂出口连接所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂入口。
5.根据权利要求1所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,所述应急制冷换热单元(3)包括用于所述辅助冷源与制冷剂进行热交换的换热器(3-2)、存储有辅助冷源的蓄冷箱(3-3)以及将所述蓄冷箱(3-3)中的辅助冷源送至所述换热器(3-2)的辅助冷源循环泵(3-1);所述换热器(3-2)的制冷剂入口连接所述蒸发器(1-2)的制冷剂出口,所述换热器(3-2)的制冷剂出口连接所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂入口;所述蓄冷箱(3-3)的冷源出口连接所述换热器(3-2)的冷源入口,所述换热器(3-2)的冷源出口连接所述蓄冷箱(3-3)的冷源入口,所述辅助冷源循环泵(3-1)设置在所述蓄冷箱(3-3)的冷源出口与所述换热器(3-2)的冷源入口之间。
6.根据权利要求5所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,所述冷凝换热单元(4)的制冷剂出口通过三通阀分别连接所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂入口和所述换热器(3-2)的制冷剂入口。
7.根据权利要求6所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,所述应急制冷换热单元(3)还包括用于提供辅助冷源的辅助冷源供应装置,所述辅助冷源供应装置的冷源出口连接所述蓄冷箱(3-3)的冷源入口。
8.根据权利要求1所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,所述制冷剂增压单元(2)包括用于存储制冷剂的储液器(2-2)和为所述制冷剂增压的制冷剂泵(2-1);所述储液器(2-2)的制冷剂入口分别连接所述冷凝换热单元(4)的制冷剂出口和所述应急制冷换热单元(3)的制冷剂出口,所述储液器(2-2)的制冷剂出口连接所述制冷剂泵(2-1)的制冷剂入口,所述制冷剂泵(2-1)的制冷剂出口连接所述蒸发换热单元(1)的制冷剂入口。
9.根据权利要求1所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,所述应急制冷换热单元(3)的制冷剂出口处和所述制冷剂增压单元(2)的制冷剂出口处均设置有单向阀。
10.根据权利要求1-9任一项所述的具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,还包括为所述空调系统供电的供电电源,所述供电电源包括市电电源和备用电源,所述备用电源包括UPS不间断电源。
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说明书

技术领域
本实用新型涉及数据中心机房制冷技术领域,更具体地说,涉及一种具备应急制冷功能的空调系统。
背景技术
数据中心机房作为一种常年需提供制冷条件的特殊场所,当因为客观原因导致机房的空调系统短时间停机时,在这种状况下,整个数据中心机房特别容易出现短时间的局部高温,尤其是对于热流密度超级大的数据机房,温度会上升很快,容易造成其相关设备的损坏。
针对这种情况,需要提供一种具备应急制冷功能的机房空调系统,旨在保证当上述情况发生时,能确保整个数据中心机房设备的稳定可靠工作。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于,提供一种具备应急制冷功能的空调系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种具备应急制冷功能的空调系统,其特征在于,包括蒸发换热单元、用于冷却制冷剂的冷凝换热单元、提供辅助冷源以对制冷剂进行冷却的应急制冷换热单元以及将经所述冷凝换热单元和应急制冷换热单元冷却后的制冷剂运送至所述蒸发换热单元的制冷剂增压单元;所述蒸发换热单元包括用于蒸发换热的蒸发器和为所述蒸发器送风的第一风机;所述蒸发器的制冷剂出口连接所述冷凝换热单元的制冷剂入口和所述应急制冷换热单元的制冷剂入口,所述冷凝换热单元的制冷剂出口和所述应急制冷换热单元的制冷剂出口分别连接所述制冷剂增压单元的制冷剂入口,所述制冷剂增压单元的制冷剂出口连接所述蒸发器的制冷剂入口。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,所述蒸发器的制冷剂出口连接所述冷凝换热单元的制冷剂入口,所述冷凝换热单元的制冷剂出口通过三通阀分别连接所述应急制冷换热单元的制冷剂入口和所述制冷剂增压单元的制冷剂入口,所述应急制冷换热单元的制冷剂出口连接所述制冷剂增压单元的制冷剂入口。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,所述蒸发器的制冷剂出口通过三通阀分别连接所述冷凝换热单元的制冷剂入口和所述应急制冷换热单元的制冷剂入口,所述冷凝换热单元的制冷剂出口和所述应急制冷换热单元的制冷剂出口分别连接所述制冷剂增压单元的制冷剂入口。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,所述冷凝换热单元包括用于冷凝换热的冷凝器和为所述冷凝器送风的第二风机,所述冷凝器的制冷剂入口连接所述蒸发器的制冷剂出口,所述冷凝器的制冷剂出口连接所述制冷剂增压单元的制冷剂入口。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,所述应急制冷换热单元包括用于所述辅助冷源与制冷剂进行热交换的换热器、存储有辅助冷源的蓄冷箱以及将所述蓄冷箱中的辅助冷源送至所述换热器的辅助冷源循环泵;所述换热器的制冷剂入口连接所述蒸发器的制冷剂出口,所述换热器的制冷剂出口连接所述制冷剂增压单元的制冷剂入口;所述蓄冷箱的冷源出口连接所述换热器的冷源入口,所述换热器的冷源出口连接所述蓄冷箱的冷源入口,所述辅助冷源循环泵设置在所述蓄冷箱的冷源出口与所述换热器的冷源入口之间。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,所述冷凝换热单元的制冷剂出口通过三通阀分别连接所述制冷剂增压单元的制冷剂入口和所述换热器的制冷剂入口。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,所述应急制冷换热单元还包括用于提供辅助冷源的辅助冷源供应装置,所述辅助冷源供应装置的冷源出口连接所述蓄冷箱的冷源入口。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,所述制冷剂增压单元包括用于存储制冷剂的储液器和为所述制冷剂增压的制冷剂泵;所述储液器的制冷剂入口分别连接所述冷凝换热单元的制冷剂出口和所述应急制冷换热单元的制冷剂出口,所述储液器的制冷剂出口连接所述制冷剂泵的制冷剂入口,所述制冷剂泵的制冷剂出口连接所述蒸发换热单元的制冷剂入口。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,所述应急制冷换热单元的制冷剂出口处和所述制冷剂增压单元的制冷剂出口处均设置有单向阀。
优选地,在本实用新型所述的具备应急制冷功能的空调系统中,还包括为所述空调系统供电的供电电源,所述供电电源包括市电电源和备用电源,所述备用电源包括UPS不间断电源。
实施本实用新型的具备应急制冷功能的空调系统,具有以下有益效果:本实用新型的空调系统增加了应急制冷换热单元,在空调系统短时间停机时可以利用该应急制冷换热单元提供辅助冷源对制冷剂进行冷却,冷却后的制冷剂传输到蒸发器给机房供冷,从而使空调系统具备应急制冷功能,防止在机房的空调系统短时间停机时出现机房内部的局部高温,甚至造成机房设备的损坏。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:图1是本实用新型具备应急制冷功能的空调系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示,本实用新型具备应急制冷功能的空调系统包括蒸发换热单元1、用于冷却制冷剂的冷凝换热单元4、提供辅助冷源以对制冷剂进行冷却的应急制冷换热单元3以及将经冷凝换热单元4和应急制冷换热单元3冷却后的制冷剂运送至蒸发换热单元1的制冷剂增压单元2;蒸发换热单元1包括用于蒸发换热的蒸发器1-2和为蒸发器1-2送风的第一风机1-1;蒸发器1-2的制冷剂出口连接冷凝换热单元4的制冷剂入口和应急制冷换热单元3的制冷剂入口,冷凝换热单元4的制冷剂出口和应急制冷换热单元3的制冷剂出口分别连接制冷剂增压单元2的制冷剂入口,制冷剂增压单元2的制冷剂出口连接蒸发器1-2的制冷剂入口。
具体的,该具备应急制冷功能的空调系统包括位于室内的室内机和位于室外的室外机两部分,室外机和室内机相互连接共同完成对数据中心机房的制冷。
制冷剂在室内机完成制冷后温度升高,通过室外机的换热单元对制冷剂进行热交换,使制冷剂降温、冷却,冷却后的制冷剂再沿制冷剂循环回路回到室内机进行制冷。
其中,室外机的换热单元包括冷凝换热单元4和应急制冷换热单元3,冷凝换热单元4采用的是风冷式热交换,即通过冷风对制冷剂进行冷风-制冷剂热交换;应急制冷换热单元3采用的是液冷式热交换,即通过冷冻水或冷却水等辅助冷源对制冷剂进行辅助冷源-制冷剂热交换。
在图1所示的实施例中,蒸发器1-2的制冷剂出口连接冷凝换热单元4的制冷剂入口,冷凝换热单元4的制冷剂出口通过三通阀分别连接应急制冷换热单元3的制冷剂入口和制冷剂增压单元2的制冷剂入口,应急制冷换热单元3的制冷剂出口连接制冷剂增压单元2的制冷剂入口。
在本实用新型的其他实施例中,还可以是蒸发器1-2的制冷剂出口通过三通阀分别连接冷凝换热单元4的制冷剂入口和应急制冷换热单元3的制冷剂入口,冷凝换热单元4的制冷剂出口和应急制冷换热单元3的制冷剂出口分别连接制冷剂增压单元2的制冷剂入口。
本实用新型中,蒸发器1-2的类型不限,可以是板式换热器,也可以是套管换热器、壳管换热器等任意形式,本实用新型对此不做限制。
优选地,在本实用新型的具备应急制冷功能的空调系统中,还可以在蒸发器1-2的制冷剂入口与制冷剂增压单元2的制冷剂出口之间设置干燥过滤器,利用干燥过滤器来去除杂质和水汽。
参阅图1,冷凝换热单元4包括用于冷凝换热的冷凝器4-2和为冷凝器4-2送风的第二风机4-1,冷凝器4-2的制冷剂入口连接蒸发器1-2的制冷剂出口,冷凝器4-2的制冷剂出口连接制冷剂增压单元2的制冷剂入口。
优选地,冷凝器4-2的制冷剂出口通过三通阀分别连接制冷剂增压单元2的制冷剂入口和应急制冷换热单元3的制冷剂入口。
制冷剂在蒸发器1-2内完成制冷后温度升高,通过冷凝器4-2对制冷剂进行热交换,使制冷剂降温,降温后的制冷剂回到蒸发器1-2内进行制冷降温。
冷凝器4-2的类型不限,可以是板式换热器,也可以是套管换热器、壳管换热器等任意类型,本实用新型对此不做限制。
参阅图1,应急制冷换热单元3包括换热器3-2、蓄冷箱3-3和辅助冷源循环泵3-1。
其中,换热器3-2用于辅助冷源与制冷剂进行热交换,蓄冷箱3-3用于存储有辅助冷源,辅助冷源循环泵3-1用于将蓄冷箱3-3中的辅助冷源送至换热器3-2。
具体的,换热器3-2的制冷剂入口连接蒸发器1-2的制冷剂出口,换热器3-2的制冷剂出口连接制冷剂增压单元2的制冷剂入口,制冷剂在蒸发器1-2完成制冷后温度升高,之后可通过蓄冷换热器3-2对制冷剂进行热交换,使制冷剂降温,降温后的制冷剂回到蒸发器1-2内进行制冷降温。
优选地,冷凝器4-2的制冷剂出口可以通过三通阀分别连接储液器2-2的制冷剂入口和换热器3-2的制冷剂入口。
或者是,蒸发器1-2的制冷剂出口通过三通阀分别连接冷凝器4-2的制冷剂入口和换热器3-2的制冷剂入口。
蓄冷箱3-3的冷源出口连接换热器3-2的冷源入口,换热器3-2的冷源出口连接蓄冷箱3-3的冷源入口,辅助冷源循环泵3-1设置在蓄冷箱3-3的冷源出口与换热器3-2的冷源入口之间。
蓄冷箱3-3与换热器3-2之间形成一个封闭的水循环回路:辅助冷源从蓄冷箱3-3流出,经过蓄冷水泵送入蓄冷换热器3-2中,在蓄冷换热器3-2中经过热交换后温度升高,温度升高后的辅助冷源又流回至蓄冷箱3-3中。
具体的,换热器3-2包括进行热交换的两个换热部,分别为第一换热部和第二换热部。
其中第一换热部设置水循环回路中,第二换热部设置在制冷剂循环回路中,蓄冷箱3-3连接第一换热部并将辅助冷源送至该第一换热部;第二换热部分别连接蒸发器1-2的制冷剂出口和制冷剂增压单元2的制冷剂入口,从蒸发器1-2出来的制冷剂流入第二换热部。
第一换热部通过蓄冷箱3-3提供的辅助冷源与第二换热部中的制冷剂进行热交换,使制冷剂降温;经过热交换后的辅助冷源从第一换热部流回至蓄冷箱3-3中,降温后的制冷剂通过制冷剂增压单元2进入蒸发器1-2,进行室内制冷降温。
换热器3-2的类型不限,可以是板式换热器,也可以是套管换热器、壳管换热器等任意形式,本实用新型对此不做限制。
优选地,在本实用新型的具备应急制冷功能的空调系统中,应急制冷换热单元3还包括用于提供辅助冷源的辅助冷源供应装置,辅助冷源供应装置的冷源出口连接蓄冷箱3-3的冷源入口。
具体的,辅助冷源供应装置的冷源出口连接蓄冷箱3-3的冷源入口,蓄冷箱3-3的冷源出口连接辅助冷源供应装置的冷源入口,辅助冷源供应装置与蓄冷箱3-3之间形成一个封闭的循环回路。
辅助冷源供应装置包括制冷机,通过制冷机可以将冷源处理成预设温度,当蓄冷箱3-3内的辅助冷源温度高于预设的温度时,蓄冷箱3-3内的辅助冷源流回至辅助冷源供应装置,通过制冷机处理成符合温度要求的冷源,该辅助冷源又从辅助冷源供应装置流出送入蓄冷箱3-3中。
可选地,辅助冷源可以为冷冻水或者冷水,优选地为温度低于20℃的冷冻水,因为冷冻水的温度较低,冷却效果好,当空调系统在短时间停机时,可以使用应急制冷换热单元3为空调系统提供辅助冷源,冷却更快速,以匹配数据中心机房的制冷负荷,防止因空调系统在在短时间停机时出现机房内部的局部高温,甚至造成机房设备的损坏。
优选地,在本实用新型的具备应急制冷功能的空调系统中,制冷剂增压单元2包括用于存储制冷剂的储液器2-2和为制冷剂增压的制冷剂泵2-1;制冷剂可以采用现有常用的制冷剂,例如氟。
储液器2-2的制冷剂入口分别连接冷凝换热单元4的制冷剂出口和应急制冷换热单元3的制冷剂出口,储液器2-2的制冷剂出口连接制冷剂泵2-1的制冷剂入口,制冷剂泵2-1的制冷剂出口连接蒸发换热单元1的制冷剂入口。
具体的,如图1所示的实施例中,蒸发器1-2的制冷剂出口连接冷凝器4-2的制冷剂入口,冷凝器4-2的制冷剂出口分别连接储液器2-2的制冷剂入口和换热器3-2的制冷剂入口,换热器3-2的制冷剂出口连接储液器2-2的制冷剂入口,储液器2-2的制冷剂出口连接制冷剂泵2-1的制冷剂入口,制冷剂泵2-1的制冷剂出口连接蒸发器1-2的制冷剂入口。
优选地,在应急制冷换热单元3的制冷剂出口处和制冷剂增压单元2的制冷剂出口处均设置有单向阀。
优选地,本实用新型的具备应急制冷功能的空调系统还包括为空调系统供电的供电电源,供电电源包括市电电源和备用电源,备用电源包括UPS(Uninterruptible PowerSystem/Uninterruptible Power Supply)不间断电源。
当市电电源断开时,能自动切换至备用电源,由备用电源供电,以确保空调系统供电正常。
具体的,本实用新型中,给第一风机1-1、第二风机4-1、制冷剂泵2-1和辅助冷源循环泵3-1等提供了双电源设计,即将第一风机1-1、第二风机4-1、制冷剂泵2-1和辅助冷源循环泵3-1连接供电电源中的市电电源和备用电源,通过供电电源中的市电电源和备用电源给第一风机1-1、第二风机4-1、制冷剂泵2-1和辅助冷源循环泵3-1供电。
当市电电源断开时,能自动切换至备用电源给第一风机1-1、第二风机4-1、制冷剂泵2-1和辅助冷源循环泵3-1供电,以确保第一风机1-1、第二风机4-1、制冷剂泵2-1和辅助冷源循环泵3-1的正常工作,实现空调系统的应急制冷作用。
本实用新型的具备应急制冷功能的空调系统的具体实施过程如下:制冷剂在蒸发器1-2中进行热交换后的温度升高,在市电电源正常供电的情况下,可以通过冷凝器4-2对经过蒸发器1-2热交换后的制冷剂进行热交换,使制冷剂冷却下来,冷却后的制冷剂流入储液器2-2,再由制冷剂泵2-1将储液器2-2内的制冷剂增压后送入蒸发器1-2,进行室内制冷降温;在市电电源中断的情况下,启用备用电源为第一风机1-1、第二风机4-1、制冷剂泵2-1和应急制冷换热单元3的辅助冷源循环泵3-1供电,此时同时启动应急制冷换热单元3对制冷剂进行冷却,即通过换热器3-2对经过蒸发器1-2热交换后的制冷剂进行热交换,使制冷剂冷却下来,冷却后的制冷剂流入储液器2-2,再由制冷剂泵2-1将储液器2-2内的制冷剂增压后送入蒸发器1-2,进行室内制冷降温,达到应急制冷的作用,防止因空调系统的短时间停电而出现机房内部的局部高温,甚至造成机房设备的损坏,确保整个数据中心机房设备的稳定可靠工作。
综上所述,本实用新型的具备应急制冷功能的空调系统增加了应急制冷换热单元3,在空调系统短时间停机时可以利用该应急制冷换热单元3提供辅助冷源对制冷剂进行冷却,冷却后的制冷剂传输到蒸发器1-2给机房供冷,从而使空调系统具备应急制冷功能,防止在机房的空调系统短时间停机时出现机房内部的局部高温,甚至造成机房设备的损坏。
本实用新型的具备应急制冷功能的空调系统可以应用在数据中心机房中,尤其是高热流密度、高热负荷的数据中心机房,可以有效防止因客观原因造成的空调系统停机而导致机房内出现局部高温,甚至造成机房设备损坏的情况。
可以理解的,以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,可以对上述技术特点进行自由组合,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围;因此,凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。
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