一种带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置
专利汇可以提供一种带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种带有自然冷却的 蒸发 冷却式压缩冷凝装置，该压缩冷凝装置包括主 机舱 （1），主机舱（1）和喷淋 蒸发冷却 舱（2）密封隔离，且喷淋蒸发冷却舱（2）和排 风 舱（3）相连通；在主机舱（1）内设有与喷淋蒸发冷却舱（2）中的蒸发 冷凝器 （23）对应连接的压缩冷凝制冷系统，且蒸发冷凝器（23）的上方设有喷淋布洒器（23），在喷淋蒸发冷却舱（2）的顶部进风口（21）内侧或者排风舱（3）的排风机（32）的进风侧设有自然冷却 翅片式换热器 （22），自然冷却翅片式换热器（22）通过制冷剂流通管道与自然冷却储液/换热器（111）相连接。本发明的装置以制冷剂作为冷量（热量）载体、工作效率高、耗能少且安全性高。，下面是一种带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置专利的具体信息内容。
1.一种带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：所述的压缩冷凝装置包括主机舱（1）、喷淋蒸发冷却舱（2）和排风舱（3），主机舱（1）和喷淋蒸发冷却舱（2）密封隔离，且喷淋蒸发冷却舱（2）和排风舱（3）相连通以排出湿热空气；在主机舱（1）内设有一套以上的压缩冷凝制冷系统，且该压缩冷凝制冷系统与喷淋蒸发冷却舱（2）中的蒸发冷凝器（23）对应连接设置，该压缩冷凝制冷系统的进口端和出口端分别通过制冷剂流通管道与数据机房空调末端设备相连接，以分别从数据机房空调末端设备吸入低温气体制冷剂、向数据机房空调末端设备供应低温液体制冷剂；所述蒸发冷凝器（23）的上方设有喷淋布洒器（23），在喷淋布洒器（23）的上方和喷淋蒸发冷却舱（2）的顶部进风口（21）之间设有自然冷却翅片式换热器（22）、或者排风舱（3）的排风出口（31）处设置的排风机（32）的进风侧设有自然冷却翅片式换热器（22）；所述自然冷却翅片式换热器（22）的进入口通过制冷剂流通管道与数据机房空调末端设备相连接以进入低温气体制冷剂，自然冷却翅片式换热器（22）的排出口通过制冷剂流通管道与主机舱（1）内设置的自然冷却储液/换热器（111）相连接，自然冷却储液/换热器（111）通过制冷剂流通管道以及制冷剂输送泵（112）与数据机房空调末端设备相连接以供应低温液体制冷剂。
2.根据权利要求1所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：所述的压缩冷凝制冷系统至少包括一个制冷剂进气接口（11）、一个回气气液分离器（12）、一个压缩机制冷通断阀（13）、一个制冷压缩机（14）、一个压缩机排气止回阀（15）、一个制冷剂储液器（17）、一个制冷剂输送泵（18）和一个制冷剂供液接口（19），其中制冷剂进气接口（11）通过制冷剂流通管道与回气气液分离器（12）的进入口相连接，回气气液分离器（12）的第一排出口通过制冷剂流通管道与压缩机制冷通断阀（13）的进入口相连，压缩机制冷通断阀（13）的排出口通过制冷剂流通管道与制冷压缩机（14）的吸气口相连，制冷压缩机（14）的排气口通过制冷剂流通管道与压缩机排气止回阀（15）的进入口相连，压缩机排气止回阀（15）的排出口通过制冷剂流通管道与一个三通连接管（119）的第一入口相连，三通连接管（119）的出口通过制冷剂流动管道与喷淋蒸发冷却舱（2）的蒸发冷凝器（24）进入口相连，蒸发冷凝器（24）排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂储液器（17）的进入口相连，制冷剂储液器（17）的排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂输送泵（18）的吸入口相连，制冷剂输送泵（18）的排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂供液接口（19）相连。
3.根据权利要求2所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：所述的压缩冷凝制冷系统还至少包括一个压缩冷凝系统自然冷却通断阀（16），压缩冷凝系统自然冷却通断阀（16）的进入口通过制冷剂流通管道与回气气液分离器（12）的第二排出口相连，压缩冷凝系统自然冷却通断阀（16）的排出口通过制冷剂流通管道与三通连接管（119）的第二入口相连。
4.根据权利要求2或3所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：
所述的制冷压缩机（14）采用磁悬浮无油离心式制冷压缩机。
5.根据权利要求1所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：所述的自然冷却翅片式换热器（22）、自然冷却储液/换热器（111）以及相对应的一个自然冷却制冷剂进气口（110）、一个自然冷却制冷剂输送泵（112）、一个自然冷却制冷剂供液接口（113）构成一个完全自然冷却制冷系统，自然冷却制冷剂进气口（110）的进入口通过制冷剂流通管道与数据机房空调末端设备相连接以进入低温气体制冷剂，自然冷却制冷剂进气口（110）通过制冷剂流通管道与自然冷却翅片式换热器（22）的进入口相连接，自然冷却翅片式换热器（22）的排出口通过制冷剂流通管道与自然冷却储液/换热器（111）的制冷剂进入口（111A）相连接，自然冷却储液/换热器（111）的制冷剂排出口（111B）通过制冷剂流通管道与自然冷却制冷剂输送泵（112）的吸入口相连，自然冷却制冷剂输送泵（112）的排出口通过制冷剂流通管道与自然冷却制冷剂供液接口（113）相连，自然冷却制冷剂供液接口（113）通过制冷剂流通管道与数据机房空调末端设备相连接以向数据机房空调末端设备供应低温液体制冷剂。
6.根据权利要求1或5所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：
所述的自然冷却储液/换热器（111）包括一个外壳（1111）、两个管头板（1112）、多个换热管（1113）、一个第一端部水室（1114）和一个第二端部水室（1115）构成，两个管头板（1112）分别将第一端部水室（1114）和第二端部水室（1115）与自然冷却储液/换热器（111）的换热腔隔离，换热管（1113）的两端对应设置在管头板（1112）且换热管（1113）的外缘与对应的管头板（1112）密封设置，该换热管（1113）的两端分别与第一端部水室（1114）和第二端部水室（1115）连通，在第一端部水室（1114）内设有一隔板将第一端部水室（1114）分割为独立的两个腔体且该两个腔体分别与进水口（111C）和出水口（111D）相连通；使用时，冷却水从自然冷却储液/换热器（111）的进水口（111C）进入第一端部水室（1114）的相应腔体内，然后经部分换热管（1113）流入第二端部水室（1115）、经第二端部水室（1115）流入剩余部分的换热管（1113）内、经剩余部分的换热管（1113）流入出水口（111D）侧的第一端部水室（1114）的相应腔体内，完成冷却水在自然冷却储液/换热器（111）的管程侧流动，再从出水口（111D）排出；
而制冷剂从自然冷却储液/换热器（111）的制冷剂进入口（111A）进入，掠过换热管（1113）外，在自然冷却储液/换热器（111）的壳程侧流动，再从自然冷却储液/换热器（111）的制冷剂排出口（111B）排出，在这一过程中，冷却水对制冷剂进行冷却冷凝，制冷剂和冷却水进行了热量交换。
7.根据权利要求1或5所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：
所述自然冷却储液/换热器（111）的进水口（111C）通过带有冷却水喷淋/循环泵（116）的冷却水流通管与储水槽（212）的第一排出口（212A）相连接；所述自然冷却储液/换热器（111）的出水口（111D）通过冷却水流通管与喷淋布洒器（23）的进入口相连。
8.根据权利要求7所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：所述冷却水喷淋/循环泵（116）前侧的冷却水流通管上带有应急供冷进水切换阀（115），该应急供冷进水切换阀（115）的第一进入口通过应急水管道与应急供冷进水接口（114）相连、应急供冷进水切换阀（115）的排出口通过冷却水流通管与冷却水喷淋/循环泵（116）的吸入口相连，且应急供冷进水切换阀（115）的第二进入口通过冷却水流通管与储水槽（212）的第一排出口（212A）相连接；所述自然冷却储液/换热器（111）的出水口（111D）与喷淋布洒器（23）的进入口之间的冷却水流通管上设有应急供冷出水切换阀（117），自然冷却储液/换热器（111）的出水口（111D）通过冷却水流通管与应急供冷出水切换阀（117）的进入口相连，应急供冷出水切换阀（117）的第一排出口通过应急水管道与应急供冷出水接口（118）相连，应急供冷出水切换阀（117）的第二排出口通过冷却水流通管与喷淋蒸发冷却舱（2）内的喷淋布洒器（23）的进入口相连。
9.根据权利要求1所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：所述蒸发冷凝器（23）的下方设有一相对独立的空间，该空间的顶部开口处设有均水器（27），均水器（27）的下方设有蒸发换热填料（28），且蒸发换热填料（28）的下方设有储水槽（212），在蒸发换热填料（28）的前侧设有能够通入环境空气的下侧进风口（210）、蒸发换热填料（28）的后侧设有能够排出湿热空气且与排风舱（3）相连通的下排风口（211），在均水器（27）和蒸发冷凝器（23）之间的喷淋蒸发冷却舱（2）的舱壁上开有能够排出湿热空气且与排风舱（3）相连通的上排风口（26）；从顶部进风口（21）以及下侧进风口（210）进入的环境空气，在喷淋蒸发冷却舱（2）内经过水汽热质交换后，分别从上排风口（26）和下排风口（211）进入排风舱（3），再通过排风机（32）的抽吸，从排风出口（31）排出。
10.根据权利要求9所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：所述下侧进风口（210）的外侧设有能够打开和关闭下侧进风口（210）的进风口关闭阀（29）。
11.根据权利要求1或9所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：
所述喷淋蒸发冷却舱（2）的底部设有储水槽（212），储水槽（212）的第一排出口（212A）通过冷却水流通管与自然冷却储液/换热器（111）的进水口（111C）相连接，储水槽（212）的第二排出口（212B）通过排水管道与排水电动阀（215）的进入口相连、排水电动阀（215）的排出口通过排水管道与排水/溢水接口（25）相连，储水槽（212）的溢水口（212C）通过溢水管与排水/溢水接口（25）相连，储水槽（212）的补水口（212D）通过补水管与供水接口（214）相连且补水口（212D）处安装有供水浮球阀（213）。
12.根据权利要求1所述的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置，其特征在于：所述的排风舱（3）上设有排风出口（31），且在排风出口（31）处设有一台或多台排风机（32）。
一种带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置
技术领域
背景技术
（2）由于冷量（热量）是通过冷冻水的循环来传递的，因此需要消耗循环水泵的功率。如果采用的是水冷式的磁悬浮冷水机组，还要额外消耗冷却水泵和冷却塔的功率；
（3）对于水冷形式的磁悬浮冷水机组，需要为其配套冷却塔、冷却水泵、冷却水循环管路等冷却水系统，系统复杂，投资增加；
（4）对于水冷形式的磁悬浮冷水机组，在一台机组内很难实现自然冷却功能的结合，自然冷却的功能只能在机组的外部，通过其它设备和系统来实现，从而导致系统复杂，工程量增加；
（5）冷冻水进入数据中心机房，冷冻水泄漏会给数据中心带来极大的风险。
发明内容
所述蒸发冷凝器的上方设有喷淋布洒器，在喷淋布洒器的上方和喷淋蒸发冷却舱的顶部进风口之间设有自然冷却翅片式换热器、或者排风舱的排风出口处设置的排风机的进风侧设有自然冷却翅片式换热器；所述自然冷却翅片式换热器的进入口通过制冷剂流通管道与数据机房空调末端设备相连接以进入低温气体制冷剂，自然冷却翅片式换热器的排出口通过制冷剂流通管道与主机舱内设置的自然冷却储液/换热器相连接，自然冷却储液/换热器通过制冷剂流通管道以及制冷剂输送泵与数据机房空调末端设备相连接，以向数据机房空调末端设备供应低温液体制冷剂。
（2）本发明的装置直接以制冷剂作为到数据机房的冷量（热量）载体，由于制冷剂在数据机房空调末端吸收空气热量的方式是相变蒸发，而对于同样质量的冷媒，相变过程的吸收的汽化潜热要远远大于只是温度变化的显热吸热方式，传递同样的热量，制冷剂的输送量只有冷冻水输送量的15%左右，因此，制冷剂循环泵的功率消耗比传统方式的冷冻水泵的功率消耗减少了80%以上；
（3）本发明的装置输送不导电的制冷剂到数据机房，没有冷冻水进入数据中心机房，因此不用担心泄露的意外导致的电气短路，大大提高了数据中心的安全性；
（4）本发明的装置相比于采用水冷冷凝器型式的磁悬浮冷水机组，采用了蒸发式冷凝器，也就是说冷却塔的功能和冷凝器结合在了一起，使整个装置具有更高的集成度，并且可以降低投资费用；
（5）本发明的蒸发式冷凝器相较于传统的冷却塔加水冷冷凝器的方式具有更低的冷凝温度，从而具有更高的压缩循环制冷效率；同时，由于冷却水也是蒸发吸热的方式在蒸发式冷凝器中对制冷剂吸热冷凝，冷却水的循环量大大低于冷却塔加水冷冷凝器的方式，并且没有冷却水长长的输送管道，不需要很高的冷却水泵扬程，因此，蒸发式冷凝器的方式大大减少了冷却水循环泵的功率消耗；
（6）本发明装置的压缩机制冷循环系统融合了自然冷却功能，在春秋天过渡季节以及冬季，当喷淋冷却水的温度低于数据机房的温度时，可以关闭压缩机运行，将压缩机制冷循环切换到自然冷却循环，利用较低温度的喷淋冷却水直接对来自数据机房的制冷剂进行冷却冷凝，从而减少数据中心的制冷功率消耗；
（7）本发明的装置的内部具有多个压缩机制冷循环系统，这样在同一套设备中可以满足数据中心N+1的制冷冗余要求。
附图说明
附图3 为本发明的自然冷却储液/换热器结构示意图；
附图4 为本发明的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置结构示意图；
附图5 为附图4的B-B截面结构示意图；
附图6 为自然冷却翅片式换热器位于喷淋蒸发冷却舱内时的附图5的A-A截面结构示意图；
附图7 为自然冷却翅片式换热器位于排风舱内时的附图5的A-A截面结构示意图。
111D—出水口；112—自然冷却制冷剂输送泵；113—自然冷却制冷剂供液接口；114—应急供冷进水接口；115—应急供冷进水切换阀；116—冷却水喷淋/循环泵；117—应急供冷出水切换阀；118—应急供冷出水接口；119—三通连接管；2—喷淋蒸发冷却舱；21—顶部进风口；22—自然冷却翅片式换热器；23—喷淋布洒器；24—蒸发冷凝器；25—排水/溢水接口；
26—上排风口；27—均水器；28—蒸发换热填料；29—进风口关闭阀；210—下侧进风口；
211—下排风口；212—储水槽；212A—第一排出口；212B—第二排出口；212C—溢水口；
212D—补水口；213—供水浮球阀；214—供水接口；215—排水电动阀；3—排风舱；31—排风出口；32—排风机。
具体实施方式
回气气液分离器12的第二排出口通过制冷剂流通管道与压缩冷凝系统自然冷却通断阀16的进入口相连，压缩冷凝系统自然冷却通断阀16的排出口通过制冷剂流通管道与三通连接管119的第二入口相连；三通连接管119的出口通过制冷剂流动管道与喷淋蒸发冷却舱2的蒸发冷凝器24进入口相连，蒸发冷凝器24排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂储液器17的进入口相连，制冷剂储液器17的排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂输送泵18的吸入口相连，制冷剂输送泵18的排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂供液接口19相连。
22。完全自然冷却制冷系统的自然冷却制冷剂进气口110通过制冷剂流通管道与喷淋蒸发冷却舱2内的自然冷却翅片式换热器22的进入口相连，自然冷却翅片式换热器22的排出口通过制冷剂流通管道与自然冷却储液/换热器111的制冷剂进入口111A相连，自然冷却储液/换热器111的制冷剂排出口111B通过制冷剂流通管道与自然冷却制冷剂输送泵112的吸入口相连，自然冷却制冷剂输送泵112的排出口通过制冷剂流通管道与自然冷却制冷剂供液接口113相连。
1114分割为独立的两个腔体且该两个腔体分别与进水口111C和出水口111D相连通。使用时，冷却水从自然冷却储液/换热器111的进水口111C进入第一端部水室1114的相应腔体内，然后经部分换热管1113流入第二端部水室1115、经第二端部水室1115流入剩余部分的换热管1113内、经剩余部分的换热管1113流入出水口111D侧的第一端部水室1114的相应腔体内，完成冷却水在自然冷却储液/换热器111的管程侧流动，再从出水口111D排出；而制冷剂从自然冷却储液/换热器111的制冷剂进入口111A进入，掠过换热管1113外，在自然冷却储液/换热器111的壳程侧流动，再从自然冷却储液/换热器111的制冷剂排出口111B排出，在这一过程中，冷却水对制冷剂进行冷却冷凝，制冷剂和冷却水进行了热量交换。
214相连且补水口212D处安装有供水浮球阀213。
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