一种全效多模式节能空调系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种全效多模式节能空调系统，包括室外主机和室内机，室外主机为包含制冷系统和热管冷凝段换热器；制冷系统的高温侧和热管冷凝段换热器设置于风通道区；制冷端换热器内设置有能相互交换热量的第一工质通道和第二工质通道，第一工质通道串设于制冷系统，第二工质通道串设于热管系统；室内机为至少一个室内热管装置；室外主机内还设置有储液罐和工质泵，热管冷凝段换热器通过管道与热管系统的第二工质管道连通，并通过第一截断阀、第二截断阀的开启与关闭的组合来形成使用制冷系统和/或热管冷凝段换热器作为冷源的热管系统。本实用新型专利技术的空调系统能够提供适应于各种不同季节环境的多模式运行，更加全效、节能。

【技术实现步骤摘要】
一种全效多模式节能空调系统
本技术涉及一种空调系统，尤其涉及一种适用机房环境的空调系统。
技术介绍
随着社会信息化发展，各种规模大小的数据中心、基站等信息化设施数量飞速增加，而其中各种IT设备的发热量也随之成倍增长，目前数据中心中精密空调制冷能耗已成为仅次于IT设备的第二大耗能项目，因此，精密空调的节能设计意义重大。与常规舒适性空调不同，数据中心机房的IT设备及附属设备全年发热，无论冬夏都需要制冷散热，而在冬季或者春秋季节室外温度较低时，可以采用自然冷却的方法、利用室外环境可以作为冷源直接或者间接来冷却机房设备，来代替或者辅助高耗能的压缩制冷设备。目前有如下几种自然冷却方式：1.空气-空气直接换热(以下简称空空换热)：其原理如图1所示，高温机房回风(如35℃)和低温新风(如15℃)在板式热交换器进行热交换，回风降温后(如23℃)送入机房，承担室内热负荷。其优点是热源和冷源空气直接换热，换热效率高，其缺点是由于空气比热容很小(约1.005kj/kg.℃)，必须很大的空气流量才能获得足够冷却，故而机组和连接风道体积巨大，只能安装于距离机房很近的位置，且须在墙面或屋面预制巨大的风口，机房建筑往往不能提供合适的安装条件，使用场合严重受限。2.直接引入低温新风：这种方式最为直接，但数据中心对稳定性可靠性要求很高，新风存在尘埃、酸性气体、腐蚀气体、湿度等诸多不可控因素，直接送入或者经过一般的过滤处理后送入机房存在较大风险，故而实际应用很少。3.分离式热管自然冷却：其主要原理是采用室内和室外两个换热器分别作为热管的蒸发侧和冷凝侧，二者通过管道连接成为一个密闭的空间，腔内一般灌注低沸点的制冷剂(如R22,R410a,R134a等)作为热管工质，目前在户外机柜应用广泛，利用重力来克服工质的循环阻力。如图2所示。其优点是可以分离安装，无需巨大的风道连接，但因为无机械动力循环，也存在严格的安装距离、高差限值，且换热效率一般，只能作为辅助节能应用。综上所述，目前常用的包括新兴的自然冷却方式，存在诸多问题，尚不能稳定高效的利用自然冷源。一方面是现有方案存在各种弊端，而另一方面，现在对更为环保的天然工质制冷剂研究方兴未艾，如有诸多优点的R744(即CO2)由于其临界温度及工作压力，不能得到广泛应用；故而迫切需要一种能解决上述问题、并能实现新工质应用的新型节能空调机组。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种多模式运行的、适应于各种不同季节环境的、更加全效的节能空调系统。为了解决这个技术问题，本技术采用的技术方案如下：一种全效多模式节能空调系统，包括室外主机和室内机，所述的室外主机包含有一套完整的制冷系统和热管冷凝段换热器；所述室外主机的空间功能区分为主机区和风通道区；在所述风通道区靠近所述主机区的室外主机外壳上设置有外机入风口，在所述风通道区远离所述主机区的末端设置有外风机，从所述外机入风口到外风机形成所述室外主机的冷风通道；所述制冷系统包括高温侧和低温侧，所述低温侧为制冷端换热器；所述制冷系统的高温侧和热管冷凝段换热器设置于所述风通道区，能与所述冷风通道中的冷风进行热交换；所述冷风是指室外空气在所述冷风通道中形成的气流，其温度低于所述冷凝器和热管冷凝段换热器的温度，所以称之为冷风。所述制冷端换热器内设置有能相互交换热量的第一工质通道和第二工质通道，所述第一工质通道设置有第一工质通道入口和第一工质通道出口，所述第二工质通道设置有第二工质通道入口和第二工质通道出口；所述的制冷系统中循环第一工质；所述的第一工质通道串设于所述制冷系统的管路中作为所述制冷系统的低温侧；所述室内机为至少一个室内热管装置，所述的室内热管装置包括热管蒸发段换热器和室内热管风机；所述室外主机内还设置有储液罐和工质泵；所述储液罐的出口连通所述工质泵的入口，所述储液罐的入口通过第一热管管道与所述制冷端换热器的所述第二工质出口连通，所述工质泵的出口与所述室内热管装置中热管蒸发段换热器的工质入口连通，所述室内热管装置中热管蒸发段换热器的工质出口通过第二热管管道与所述制冷端换热器的所述第二工质入口连通；所述热管冷凝段换热器的工质入口通过第三热管管道与所述第二热管管道连通、其连接处形成第一热管三通点；所述热管冷凝段换热器的工质出口通过第四热管管道与所述第二热管管道连通、其连接处形成第二热管三通点，所述第二热管管道上在所述第一、第二热管三通点之间串设有第一截断阀；所述第二热管管道在所述第二热管三通点与所述制冷端换热器的所述第二工质入口之间的管道通过第五热管管道与所述第一热管管道连通，在所述第五热管管道上串设有第二截断阀；当所述第一截断阀开启、第二截断阀关闭时，由所述的热管蒸发段换热器、制冷端换热器、储液罐和工质泵形成使用制冷系统的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统(即热管系统)；当所述第一截断阀关闭、第二截断阀开启时，由所述的热管蒸发段换热器、热管冷凝段换热器、储液罐和工质泵形成使用热管冷凝段换热器的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统(即热管系统)；当所述第一、第二截断阀同时关闭时，由所述的热管蒸发段换热器、热管冷凝段换热器、制冷端换热器、储液罐和工质泵形成同时使用制冷系统和热管冷凝段换热器的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统(即热管系统)。所述热量传输系统内循环第二工质。进一步地，所述制冷系统包括按顺序串设的压缩机、冷凝器、膨胀阀和制冷端换热器；所述制冷系统的高温侧为冷凝器；所述压缩机具有排气口和回气口，所述的第一工质通道入口与所述的膨胀阀连通，所述的第一工质通道出口与所述压缩机的回气口连通。进一步地，在所述的冷风通道中，所述热管冷凝段换热器和冷凝器沿着从所述外机入风口到外风机的方向顺序设置，在所述热管冷凝段换热器的旁侧设置有第一旁通风阀，由所述热管冷凝段换热器和第一旁通风阀能隔开冷风通道的两侧空间；在所述冷凝器的旁侧设置有第二旁通风阀，由所述冷凝器和第二旁通风阀能隔开冷风通道的两侧空间；当所述第一截断阀开启、第二截断阀关闭时，同时开启第一旁通风阀、关闭第二旁通风阀，由所述外机入风口进入的冷风主要通过第一旁通风阀后继续通过冷凝器完成换热，即大部分的冷风从风阻更小的第一旁通风阀通过，一小部分冷风从所述热管冷凝段换热器通过；当所述第一截断阀关闭、第二截断阀开启时，同时开启第二旁通风阀、关闭第一旁通风阀，由所述外机入风口进入的冷风通过所述热管冷凝段换热器换热后，主要通过第二旁通风阀排出；当所述第一、第二截断阀同时关闭时，也同时关闭所述的第一旁通风阀、第二旁通风阀，所述外机入风口进入的冷风先通过所述热管冷凝段换热器换热后，再通过冷凝器换热。进一步地，所述的第二工质为R744。更优地，还设置有一回热器，回热器内设置有相互之间能交换热量的第一回热管路和第二回热管路，所述第一回热管路串设于所述压缩机的排气口和冷凝器之间的管路上，所述的第二回热管路串设于所述制冷端换热器的第一工质通道出口与所述压缩机的回气口之间的管路上。进一步地，在所述第一回热管路和所述压缩机的排气口之间还串设有单向阀，禁止由所述第一回热管路向压缩机方向的逆流。进一步地，在所述室外主机的风通道区靠近外机入风口的起始段设置有喷雾装置，沿通风方向所述喷雾装置设置于所述的冷凝器和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全效多模式节能空调系统，包括室外主机和室内机，其特征在于：所述的室外主机包含有一套完整的制冷系统和热管冷凝段换热器；所述室外主机的空间功能区分为主机区和风通道区；在所述风通道区靠近所述主机区的室外主机外壳上设置有外机入风口，在所述风通道区远离所述主机区的末端设置有外风机，从所述外机入风口到外风机形成所述室外主机的冷风通道；所述制冷系统包括高温侧和低温侧，所述低温侧为制冷端换热器；所述制冷系统的高温侧和热管冷凝段换热器设置于所述风通道区，能与所述冷风通道中的冷风进行热交换；所述制冷端换热器内设置有能相互交换热量的第一工质通道和第二工质通道，所述第一工质通道设置有第一工质通道入口和第一工质通道出口，所述第二工质通道设置有第二工质通道入口和第二工质通道出口；所述的制冷系统中循环第一工质；所述的第一工质通道串设于所述制冷系统的管路中作为所述制冷系统的低温侧；所述室内机为至少一个室内热管装置，所述的室内热管装置包括热管蒸发段换热器和室内热管风机；所述室外主机内还设置有储液罐和工质泵；所述储液罐的出口连通所述工质泵的入口，所述储液罐的入口通过第一热管管道与所述制冷端换热器的所述第二工质出口连通，所述工质泵的出口与所述室内热管装置中热管蒸发段换热器的工质入口连通，所述室内热管装置中热管蒸发段换热器的工质出口通过第二热管管道与所述制冷端换热器的所述第二工质入口连通；所述热管冷凝段换热器的工质入口通过第三热管管道与所述第二热管管道连通、其连接处形成第一热管三通点；所述热管冷凝段换热器的工质出口通过第四热管管道与所述第二热管管道连通、其连接处形成第二热管三通点，所述第二热管管道上在所述第一、第二热管三通点之间串设有第一截断阀；所述第二热管管道在所述第二热管三通点与所述制冷端换热器的所述第二工质入口之间的管道通过第五热管管道与所述第一热管管道连通，在所述第五热管管道上串设有第二截断阀；当所述第一截断阀开启、第二截断阀关闭时，由所述的热管蒸发段换热器、制冷端换热器、储液罐和工质泵形成使用制冷系统的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统；当所述第一截断阀关闭、第二截断阀开启时，由所述的热管蒸发段换热器、热管冷凝段换热器、储液罐和工质泵形成使用热管冷凝段换热器的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统；当所述第一、第二截断阀同时关闭时，由所述的热管蒸发段换热器、热管冷凝段换热器、制冷端换热器、储液罐和工质泵形成同时使用制冷系统和热管冷凝段换热器的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统；所述热量传输系统内循环第二工质。...

【技术特征摘要】
1.一种全效多模式节能空调系统，包括室外主机和室内机，其特征在于：所述的室外主机包含有一套完整的制冷系统和热管冷凝段换热器；所述室外主机的空间功能区分为主机区和风通道区；在所述风通道区靠近所述主机区的室外主机外壳上设置有外机入风口，在所述风通道区远离所述主机区的末端设置有外风机，从所述外机入风口到外风机形成所述室外主机的冷风通道；所述制冷系统包括高温侧和低温侧，所述低温侧为制冷端换热器；所述制冷系统的高温侧和热管冷凝段换热器设置于所述风通道区，能与所述冷风通道中的冷风进行热交换；所述制冷端换热器内设置有能相互交换热量的第一工质通道和第二工质通道，所述第一工质通道设置有第一工质通道入口和第一工质通道出口，所述第二工质通道设置有第二工质通道入口和第二工质通道出口；所述的制冷系统中循环第一工质；所述的第一工质通道串设于所述制冷系统的管路中作为所述制冷系统的低温侧；所述室内机为至少一个室内热管装置，所述的室内热管装置包括热管蒸发段换热器和室内热管风机；所述室外主机内还设置有储液罐和工质泵；所述储液罐的出口连通所述工质泵的入口，所述储液罐的入口通过第一热管管道与所述制冷端换热器的所述第二工质出口连通，所述工质泵的出口与所述室内热管装置中热管蒸发段换热器的工质入口连通，所述室内热管装置中热管蒸发段换热器的工质出口通过第二热管管道与所述制冷端换热器的所述第二工质入口连通；所述热管冷凝段换热器的工质入口通过第三热管管道与所述第二热管管道连通、其连接处形成第一热管三通点；所述热管冷凝段换热器的工质出口通过第四热管管道与所述第二热管管道连通、其连接处形成第二热管三通点，所述第二热管管道上在所述第一、第二热管三通点之间串设有第一截断阀；所述第二热管管道在所述第二热管三通点与所述制冷端换热器的所述第二工质入口之间的管道通过第五热管管道与所述第一热管管道连通，在所述第五热管管道上串设有第二截断阀；当所述第一截断阀开启、第二截断阀关闭时，由所述的热管蒸发段换热器、制冷端换热器、储液罐和工质泵形成使用制冷系统的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统；当所述第一截断阀关闭、第二截断阀开启时，由所述的热管蒸发段换热器、热管冷凝段换热器、储液罐和工质泵形成使用热管冷凝段换热器的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统；当所述第一、第二截断阀同时关闭时，由所述的热管蒸发段换热器、热管冷凝段换热器、制冷端换热器、储液罐和工质泵形成同时使用制冷系统和热管冷凝段换热器的所述室外主机和室内机之间的热量传输系统；所述热量传输系统内循环第二工质。2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述制冷系统包括按顺序串设的压缩机、冷凝器、膨胀阀和制冷端换热器；所述制冷系统的高温侧为冷凝器；所述压缩机具有排气口和回气口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范耀先，张士蒙，李磊，任群，
申请(专利权)人：菲尼克斯上海环境控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31