用于大型设备的带有自然冷却功能的复合型蒸发式冷却装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于大型设备的带有自然冷却功能的复合型蒸发式冷却装置，该冷却装置包括制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、干燥过滤器（3）、制冷剂液体管路电磁阀（4）、膨胀阀（5）、气液分离与再冷器（7）、制冷剂循环泵（8）和三通调节阀（12），所述的气液分离与再冷器（7）既可与制冷压缩机（1）和冷凝器（2）相连通，又可与外界天然冷源相连通。本实用新型专利技术通过采用氟利昂作为液体制冷剂，通过蒸汽压缩制冷循环或自然冷却循环对制冷剂的状态进行变换，提高了制冷装置的工作效率，节能降耗且扩展了自然冷却制冷的运行范围，该复合型蒸发式冷却装置结构简单、使用方便，提高了大型设备的安全性并可节省20%以上的电力消耗。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于大型设备的带有自然冷却功能的复合型蒸发式冷却装置，该冷却装置包括制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、干燥过滤器（3）、制冷剂液体管路电磁阀（4）、膨胀阀（5）、气液分离与再冷器（7）、制冷剂循环泵（8）和三通调节阀（12），所述的气液分离与再冷器（7）既可与制冷压缩机（1）和冷凝器（2）相连通，又可与外界天然冷源相连通。本技术通过采用氟利昂作为液体制冷剂，通过蒸汽压缩制冷循环或自然冷却循环对制冷剂的状态进行变换，提高了制冷装置的工作效率，节能降耗且扩展了自然冷却制冷的运行范围，该复合型蒸发式冷却装置结构简单、使用方便，提高了大型设备的安全性并可节省20%以上的电力消耗。【专利说明】用于大型设备的带有自然冷却功能的复合型蒸发式冷却装
本技术涉及计算机设备、数据中心以及石油化工和食品制药等工业领域里大型设备的冷却，具体地说是一种采用液体冷却的用于大型设备的带有自然冷却功能的复合型蒸发式冷却装置。
技术介绍
现代大型的计算机中心和数据中心，由于数据处理过程中电能最终会转化为热能，这部分热能如果不能及时设法将其消除，将会导致计算机设备温度过高，从而造成计算机运行速度降低，故障率增加，甚至发生宕机故障而丢失关键数据。因此，所有的大型计算机中心和数据中心，都需要一种专门的制冷装置用来为计算机设备提供常年24小时不间断的冷却服务，以确保计算机设备可靠的运行。现有计算机设备的冷却一般分为两种类型:(1)空气冷却型，即制冷装置将空气温度降低，低温的空气被风机输送到发热的计算机设备，带走热量，保持计算机的温度。而吸收了计算机热量温度升高的空气回到制冷装置被再冷却；(2)液体冷却型，即制冷装置将一种液体的温度降低，低温的液体被泵输送到发热的计算机设备，带走热量，保持计算机的温度。而吸收了计算机热量温度升高的液体回到制冷装置被再冷却。由于计算机的处理能力越来越强，处理器的功率越来越大，而电子元器件的体积却越来越小，也就是说，在同样的体积下，计算机的功率密度越来越高。在这种情况下，由于空气的热容量较低，即同样体积流量的空气，其所能携带的热量远低于液体能够携带的热量，并且空气的热传导能力也远低于液体，因此，对于高功率密度的计算机设备，上述第一种空气冷却型的计算机冷却装置，已经不能很好的为计算机设备提供冷却服务，大型的计算机设备越来越多的采用液体冷却型的装置。在液体冷却型的计算机设备中，通常将集成电路板安装在一个冷却基板的上面，在冷却基板的内部有供冷却液体流动的复杂的微通道。温度较低的冷却液体从冷却基板的入口流入，从出口流出。冷却液体在微通道离流动的过程中，集成电路板上电子器件散发的热量，通过冷却基板的热传导传递给微通道内流动的冷却液体，因此冷却液体将集成电路板散发的热量带出计算机，这部分热量再由计算机外部的制冷设备通过制冷的方式将其消除。每一台大型的计算机设备会由很多的集成电路板组成，因此，在计算机设备里相应的有将冷却液体的分配到每个冷却基板，并将由每个冷却基板流出的冷却液体汇集在一起的装置。目前大型计算机设备采用液体冷却型的最典型方式是水冷却型的系统，即一种叫做冷水机组的制冷设备，将水的温度降低，成为温度较低的冷冻水，冷冻水通过输送泵输送到计算机设备的冷却基板中，对计算机设备进行冷却。水吸收热量后温度升高回到冷水机组中，再次被冷水机组设备制冷降温，成为温度较低的冷冻水。使用冷冻水冷却的过程对于计算设备而言，带来以下的不足甚至是潜在危险:(I)水在计算机设备中循环时，始终存在泄漏的可能性，而一旦水发生泄漏，电气短路将会导致灾难性的后果。这是任何一个大型的计算中心或数据中心都无法承受的灾难。而无论采取何种防范措施，这种隐患始终都是存在的。(2)水在制冷装置和计算机设备之间仅仅是一种热量传递的媒介，制冷装置先要通过制冷剂的循环将水的温度降低，再让水循环到计算机设备中吸收热量。因此，在制冷装置中，这样的冷却转换过程存在降低制冷效率的制冷剂和水的二次换热过程，对于提高计算机设备和数据中心的效率来说，不是一个好的途径。根据热力学定律，热力循环制冷装置总是需要输入一定的能量来才能驱动制冷的过程，例如，蒸汽压缩循环的制冷系统，它包括了制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、热力膨胀阀等。无论是夏季或是冬季，制冷压缩机都需要消耗电能，才能完成对制冷剂进行压缩、冷凝、膨胀和蒸发的过程。在地球的高纬度地区，冬季的环境温度比较低，甚至低于计算机设备的运行温度。在这一类冬季环境温度较低的地区，实际上存在可以充分利用低温环境资源来进行制冷的机会，即本技术所说的自然冷却制冷技术。如果在冬季低温环境下，减少甚至不使用常规的热力循环制冷，将会大大减少全年制冷所需要消耗的电力。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种采用氟利昂为液体制冷剂并能利用自然环境的用于大型设备的带有自然冷却功能的复合型蒸发式冷却装置。本技术的目的是通过以下技术方案解决的:一种用于大型设备的带有自然冷却功能的复合型蒸发式冷却装置，包括制冷压缩机、冷凝器、干燥过滤器、制冷剂液体管路电磁阀、膨胀阀、气液分离与再冷器、制冷剂循环泵和三通调节阀，其特征在于所述的气液分离与再冷器上的气体制冷剂出口通过管路与制冷压缩机上的吸气口相连通，制冷压缩机上的排气口通过管路与冷凝器上的制冷剂进口相连通，冷凝器上的制冷剂出口通过管路依次与干燥过滤器、制冷剂液体管路电磁阀、膨胀阀相连通，膨胀阀的出口通过管路与气液分离与再冷器上的气液混合制冷剂进口相连通，气液分离与再冷器上的液体制冷剂出口通过管路与制冷剂循环泵相连通，制冷剂循环泵的出口端通过管路与液体制冷剂集管的入口相连通，液体制冷剂集管的出口与冷却基板的入口相连通，冷却基板的出口与气体制冷剂集管的入口相连通，气体制冷剂集管的出口与气液分离与再冷器上的气体制冷剂进口相连通；所述的冷凝器上的冷却介质进口处设有冷却介质管，冷却介质管上设有三通调节阀和温度检测装置，温度检测装置位于三通调节阀的进入端口处的冷却介质管上，三通调节阀的排出端口通过冷却介质管与气液分离与再冷器上的冷却介质进口相连通，气液分离与再冷器上的冷却介质出口通过冷却介质管与冷凝器上的冷却介质进口相连通且冷凝器上的冷却介质进口通过冷却介质管与三通调节阀的旁通端口相连通。所述制冷压缩机上的冷却接口通过管路与干燥过滤器的出口端和制冷剂液体管路电磁阀的进口端之间的管路相连通，制冷压缩机的冷却接口处的管路上设有冷却电磁阀。所述的气液分离与再冷器包括第一端盖、第一管端板、冷凝换热管、壳体、挡液板、第二管端板、第二端盖和再冷换热管，壳体的两端分别设有第一管端板和第二管端板，第一管端板和第二管端板的外侧分别设有用于密封的第一端盖和第二端盖，冷凝换热管和再冷换热管的两端分别设置在第一管端板和第二管端板上且冷凝换热管位于再冷换热管的上方，挡液板位于冷凝换热管的上方。所述的第一端盖和第二端盖分别与第一管端板和第二管端板构成冷却介质腔，该冷却介质腔皆与冷凝换热管和再冷换热管相连通且第一端盖或第二端盖上设有与冷却介质腔相连通的冷却介质出口和冷却介质进口 ；所述的气体制冷剂出口、气液混合制冷剂进口、液体制冷剂出口和气体制冷剂进口皆设置在壳体上，且气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大型设备的带有自然冷却功能的复合型蒸发式冷却装置，包括制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、干燥过滤器（3）、制冷剂液体管路电磁阀（4）、膨胀阀（5）、气液分离与再冷器（7）、制冷剂循环泵（8）和三通调节阀（12），其特征在于所述的气液分离与再冷器（7）上的气体制冷剂出口（7?1）通过管路与制冷压缩机（1）上的吸气口（1?2）相连通，制冷压缩机（1）上的排气口（1?1）通过管路与冷凝器（2）上的制冷剂进口（2?1）相连通，冷凝器（2）上的制冷剂出口（2?2）通过管路依次与干燥过滤器（3）、制冷剂液体管路电磁阀（4）、膨胀阀（5）相连通，膨胀阀（5）的出口通过管路与气液分离与再冷器（7）上的气液混合制冷剂进口（7?2）相连通，气液分离与再冷器（7）上的液体制冷剂出口（7?3）通过管路与制冷剂循环泵（8）相连通，制冷剂循环泵（8）的出口端通过管路与液体制冷剂集管（10）的入口相连通，液体制冷剂集管（10）的出口与冷却基板（9）的入口相连通，冷却基板（9）的出口与气体制冷剂集管（11）的入口相连通，气体制冷剂集管（11）的出口与气液分离与再冷器（7）上的气体制冷剂进口（7?4）相连通；所述的冷凝器（2）上的冷却介质进口（2?4）处设有冷却介质管（25），冷却介质管（25）上设有三通调节阀（12）和温度检测装置（24），温度检测装置（24）位于三通调节阀（12）的进入端口（12?1）处的冷却介质管（25）上，三通调节阀（12）的排出端口（12?2）通过冷却介质管（25）与气液分离与再冷器（7）上的冷却介质进口（7?6）相连通，气液分离与再冷器（7）上的冷却介质出口（7?5）通过冷却介质管（25）与冷凝器（2）上的冷却介质进口（2?4）相连通且冷凝器（2）上的冷却介质进口（2?4）通过冷却介质管（25）与三通调节阀（12）的旁通端口（12?3）相连通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，
申请(专利权)人：周伟，
类型：实用新型
国别省市：