一种带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

An evaporation cooling compression condensing device with natural cooling

【技术实现步骤摘要】
一种带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置
本专利技术涉及数据中心或超级计算中心的冷却技术，尤其涉及一种集合自然冷却、磁悬浮离心无油制冷压缩机以及蒸发冷凝技术的供冷装置，具体地说是一种以制冷剂作为冷量（热量）载体、工作效率高、耗能少且安全性高的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置。
技术介绍
大数据时代下的网络计算中心，电能消耗是最主要的运行成本，其中，冷却系统在数据中心的运行能耗中占据了除了IT设备能耗之外最主要的部分。因此，高效率的冷却系统在很大程度上决定了一个数据中心是否能够达到节能环保的绿色数据中心的标准。磁悬浮制冷压缩机是一种采用电磁轴承将压缩机内的运动部件悬浮起来的新型制冷压缩机，由于它没有摩擦，因此具有比常规压缩机更高的制冷效率。同时，由于磁悬浮制冷压缩机采用直流变频的方式无极调节压缩机的工作转速，一方面它可以连续调节制冷量输出，另一方面它也可以根据运行工况的变化来调节压缩比，从而能随环境温度的变化来调节工作压缩比，使制冷系统具有非常高的季节能效比。磁悬浮压缩机制冷机组在以往的数据中心中的应用方式是，将磁悬浮冷水机组作为冷源，以水作为热量载体，磁悬浮压缩机制冷机组的一次侧压缩制冷循环先对冷冻水制冷降温，然后冷冻水输送到数据中心中机房的空调末端，与机房内的循环空气进行热交换，对机房内的空气进行降温冷却。这种传统的方式具有以下的不足：（1）磁悬浮压缩机制冷系统先要对冷冻水制冷冷却，再通过冷冻水对机房内的空气进行降温冷却，因此，这个过程存在二次热交换。两次热交换所必须的传热温差，使得磁悬浮压缩机制冷系统需要运行在相对较低的蒸发温度上，从制冷热力循环来讲，蒸发温度越低，制冷循环效率就越低，因此，采用冷冻水输送冷量（热量）的方式影响磁悬浮压缩机制冷机组的工作效率；（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。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种以制冷剂作为冷量（热量）载体、工作效率高、耗能少且安全性高的带有自然冷却的蒸发冷却式压缩冷凝装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：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、喷淋蒸发冷却舱和排风舱，主机舱和喷淋蒸发冷却舱密封隔离，且喷淋蒸发冷却舱和排风舱相连通以排出湿热空气；在主机舱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中的蒸发冷凝器对应连接设置，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。所述的压缩冷凝制冷系统至少包括一个制冷剂进气接口、一个回气气液分离器、一个压缩机制冷通断阀、一个制冷压缩机、一个压缩机排气止回阀、一个制冷剂储液器、一个制冷剂输送泵和一个制冷剂供液接口，其中制冷剂进气接口通过制冷剂流通管道与回气气液分离器的进入口相连接，回气气液分离器的第一排出口通过制冷剂流通管道与压缩机制冷通断阀的进入口相连，压缩机制冷通断阀的排出口通过制冷剂流通管道与制冷压缩机的吸气口相连，制冷压缩机的排气口通过制冷剂流通管道与压缩机排气止回阀的进入口相连，压缩机排气止回阀的排出口通过制冷剂流通管道与一个三通连接管的第一入口相连，三通连接管的出口通过制冷剂流动管道与喷淋蒸发冷却舱的蒸发冷凝器进入口相连，蒸发冷凝器排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂储液器的进入口相连，制冷剂储液器的排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂输送泵的吸入口相连，制冷剂输送泵的排出口通过制冷剂流动管道与制冷剂供液接口相连。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，压缩冷凝系统自然冷却通断阀的进入口通过制冷剂流通管道与回气气液分离器的第二排出口相连，压缩冷凝系统自然冷却通断阀的排出口通过制冷剂流通管道与三通连接管的第二入口相连。所述的制冷压缩机采用磁悬浮无油离心式制冷压缩机。所述的自然冷却翅片式换热器、自然冷却储液/换热器以及相对应的一个自然冷却制冷剂进气口、一个自然冷却制冷剂输送泵、一个自然冷却制冷剂供液接口构成一个完全自然冷却制冷系统，自然冷却制冷剂进气口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通过制冷剂流通管道与自然冷却翅片式换热器的进入口相连接，自然冷却翅片式换热器的排出口通过制冷剂流通管道与自然冷却储液/换热器的制冷剂进入口相连接，自然冷却储液/换热器的制冷剂排出口通过制冷剂流通管道与自然冷却制冷剂输送泵的吸入口相连，自然冷却制冷剂输送泵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相连，自然冷却制冷剂供液接口通过制冷剂流通管道与数据机房空调末端设备相连接，以向数据机房空调末端设备供应低温液体制冷剂。所述的自然冷却储液/换热器包括一个外壳、两个管头板、多个换热管、一个第一端部水室和一个第二端部水室构成，两个管头板分别将第一端部水室和第二端部水室与自然冷却储液/换热器的换热腔隔离，换热管的两端对应设置在管头板且换热管的外缘与对应的管头板密封设置，该换热管的两端分别与第一端部水室和第二端部水室连通，在第一端部水室内设有一隔板将第一端部水室分割为独立的两个腔体且该两个腔体分别与进水口和出水口相连通；使用时，冷却水从自然冷却储液/换热器的进水口进入第一端部水室的相应腔体内，然后经部分换热管流入第二端部水室、经第二端部水室流入剩余部分的换热管内、经剩余部分的换热管流入出水口侧的第一端部水室的相应腔体内，完成冷却水在自然冷却储液/换热器的管程侧流动，再从出水口排出；而制冷剂从自然冷却储液/换热器的制冷剂进入口进入，掠过换热管外，在自然冷却储液/换热器的壳程侧流动，再从自然冷却储液/换热器的制冷剂排出口排出，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。所述自本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n...

【技术特征摘要】
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）...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，
申请(专利权)人：周伟，
类型：发明
国别省市：江苏;32