空调系统技术方案

本发明专利技术提供一种空调系统，其中，辅助空调系统（１１）包括屋内热交换单元（３０）和屋外热交换单元（４０）。屋内热交换单元（３０）包括相对于室内（１）的天花板（３）倾斜地设置的屋内管（３１）而不包括风扇。屋内管（３１）与室内上部的高温的空气层（６３）倾斜地接触，屋内管（３１）的内部的制冷剂从高温的空气层（６３）受热而沸腾汽化，高温的空气层（６３）通过屋内热交换单元（３０）而下降。屋外热交换单元（４０）包括设于屋外的比屋内管（３１）高的位置的屋外管（４１），屋外管（４１）以经由连通管（５８）和（５９）而不经由压缩设备的方式与屋内管（３１）连接，使在屋内管（３１）中沸腾汽化的制冷剂凝结液化并返回屋内管（３１）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低电力消耗的空调系统。
技术介绍
在日本国特许公开公报2002-277001号中记载有如下的方法，即，在室内设置用 于补充已设制冷设备的制冷能力的热交换器单元，以谋求增加包括利用空调机、信息设备 的鼓风机而改善局部制冷能力的总制冷能力，此外，采用该方法能够将用于使信息设备降 温而所需的追加制冷能力与信息设备、空调机一体设置，从而能将既存设备的改造控制为 最低限度。在设置较多服务器等信息设备的数据中心等信息关联设施中，在绝大多数情况 下，空调设备一天到晚一年四季、24小时365日地运转。而且，信息关联设施的空调设备绝 大部分时间都在对室内进行降温。因此，提高制冷能力是重要的，而且，节省花费在降温上 的电力也是重要的。
技术实现思路
本专利技术的一技术方案是包括屋内热交换单元和屋外热交换单元的系统。屋内热交 换单元包括以相对于水平方向设有角度的方式设置的屋内管而不包括风扇。在屋内管中， 屋内管内部的制冷剂从室内(屋内)的高温的空气层受热而沸腾汽化，高温的空气层通过 该屋内热交换单元而下降。屋外热交换单元包括设于屋外的比屋内管高的位置上的屋外 管。屋外管以经由连通管而不经由压缩设备的方式与屋内管连接，使在屋内管中沸腾汽化 的制冷剂凝结液化并返回屋内管。该系统不包括压缩设备，是通过将屋外管配置在屋内管的上侧，利用汽化的制冷 剂和液化的制冷剂的比重差使制冷剂自然循环，能够在室外温度低于室内温度时对室内进 行冷却的节省电力型的系统。而且，屋内管的内部的制冷剂从高温的空气层受热而沸腾汽 化，而高温的空气层的空气被冷却，通过屋内热交换单元而下降。因此，也能省略室内风扇。在该系统中，屋内管非水平地配置，屋内管也可以沿铅垂方向配置。在该系统中， 优选将屋内管相对于水平方向倾斜(非垂直)地配置，更优选将屋内管相对于天花板倾斜 地配置在室内的天花板的附近。通过在天花板的附近相对于水平方向或相对于天花板倾斜 地配置屋内管，屋内管与沿着室内上部的天花板的高温的空气层倾斜地接触。由此，天花板 附近的高温的空气层的空气被冷却，进而高效率地通过屋内热交换单元而下降。因此，容易 形成下降气流，即使省略室内风扇也容易提高室内的冷却效率。屋内管即使不是铅垂而是 倾斜的，也能够以向屋内管的下侧供给凝结液化的制冷剂，从屋内管的上侧排出沸腾汽化 的制冷剂这样的路径高效率地使制冷剂循环。因此，能提供用自然循环的、冷却效率高的屋 内热交换单元。该系统是在室外温度低于室内温度时能够对室内进行冷却的系统，对提高数据中 心的制冷能力例如数据读取高峰时的制冷能力的作用较少。可是，因为不需要压缩设备和室内风扇，所以能够以较少的电力或不使用电力而得到制冷能力。因此，能降低24小时365 日持续运转的空调所需的电力消耗。屋内热交换单元能配置在设置于室内的地板上的落地式的空调机的空气吸入口 或空气吸入路径上。能降低落地式的空调机的空调负荷，而能降低空调机的电力消耗。屋内热交换单元也可以利用管道与落地式的空调机的空气吸入口连接。在能制冷 的条件下，由倾斜地配置的屋内管形成下降气流。因此，即使用管道连接也能抑制增加空调 机的压力损失。系统既可以是具有对屋外管强制地供给外部空气的屋外风扇的系统，也可以是不 具有屋外风扇的系统。优选具有屋外风扇的系统进一步具有控制屋外风扇的控制单元。控 制单元优选具有暂时性地停止屋外风扇或暂时性地驱动屋外风扇，而对停止屋外风扇时的 屋内管的吸热能力(制冷性能)进行评价的功能。而且，优选在控制单元中设置以下的功 能，即，当在停止屋外风扇时的屋内管的吸热能力不低于在驱动屋外风扇时的屋内管的吸 热能力时停止屋外风扇。能进一步削减屋外风扇消耗的电力。此外，优选控制单元具有以下功能，即，当在停止屋外风扇时的屋内管的吸热能力 和在驱动屋外风扇时的屋内管的吸热能力之差所造成的设置于室内的空调机的电力消耗 的差小于屋外风扇的电力消耗时，停止屋外风扇。能谋求降低包括空调机在内的系统整体 的制冷能力的电力消耗。本专利技术的另一实施方式是控制系统的方法。该系统包括屋内管、屋外管、屋外风 扇、控制该屋外风扇的控制单元。屋内管相对于水平方向倾斜地设置，屋内管的内部的制冷 剂从室内的空气层受热而沸腾汽化。屋外管被设置在屋外的比屋内管高的位置，以经由连 通管而不经由压缩设备的方式与屋内管连接，使在屋内管中沸腾汽化的制冷剂凝结液化并 返回屋内管。屋外风扇对屋外管强制地供给外部空气。该方法具有以下的步骤。1.控制单元暂时性地停止屋外风扇或暂时性地驱动屋外风扇，对停止屋外风扇时 的屋内管的吸热能力进行评价。2.当在停止屋外风扇时的屋内管的吸热能力不小于在驱动屋外风扇时的屋内管 的吸热能力时，控制单元停止屋外风扇。而且，该方法还可以具有以下的步骤。3.当在停止屋外风扇时的屋内管的吸热能力和驱动屋外风扇时的屋内管的吸热 能力之差所造成的设置于室内的空调机的电力消耗的差小于屋外风扇的电力消耗时，控制 单元停止屋外风扇。附图说明图1是表示空调系统的概略的图。图2是表示空调系统的控制的流程图。图3的(a)是表示吸热能力和温差的关系的图，图3的(b)是表示吸热能力和制 冷剂蒸发温度的关系的图。图4是表示空调系统运转的情况的时序图。具体实施例方式图1表示数据中心的空气调节系统的一个例子。该空气调节系统(空调系统)10 利用具有地板上层加和地板下层2b的二层构造的高架活动地板(raised access floor) 2 的地板下层2b的空间，将冷风(冷气)61向配置于地板上层加的多个服务器5供给，对服 务器5和室内1进行空气调节。空调系统10具有落地式的主空调系统20和配置于室内1 的天花板3的附近的辅助空调系统11。主空调系统20包括落地式的屋内(室内)单元21 和屋外单元四。屋内单元21包括具有冷却用的管的蒸发器M、加热器25和室内风扇22。 屋内单元21从屋内单元21的天花板侧的吸入口 23a吸气而控制温度，从以贯穿地板2的 方式设置的喷出口 2 向地板下层2b喷出被控制了温度的空气(冷气)61。另外，以后主 要说明用空调系统10进行制冷的状态。屋外单元四包括压缩机(compressor) 26、屋外风扇27、具有蒸发用的管的冷凝器 28。在主空调系统20中，由冷凝器28利用外部空气温度冷却由压缩机沈压缩的制冷剂， 通过在屋内单元21的蒸发器M中使制冷剂减压和蒸发而生成冷风61。在屋内单元21中， 由蒸发器M冷却被室内风扇22从吸入口 23a吸引的空气65，向地板下层2b喷出冷气61， 冷却服务器5。在服务器5中，利用从地板下层2b供给的冷气61冷却服务器5的内部的电 子设备，并朝向天花板3排出被加热了的空气62。辅助空调系统11包括屋内热交换单元30，其具有相对于室内1的天花板3倾斜 地设置的屋内管31 ；屋外热交换单元40，其具有设于屋外9的比屋内管31高的位置的屋外 管41。屋内热交换单元30不包括风扇。屋外热交换单元40包括对屋外管41强制地供给 外部空气8的屋外风扇44和驱动屋外风扇44的风扇电动机45。而且，辅助空调系统11还 包括控制屋外风扇44的风扇电动机45的控制单元50 ；不经由压缩机(压缩设备)连通 屋内管31和屋外管41的连通管58和59。连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种系统，包括屋内热交换单元和屋外热交换单元，该屋内热交换单元包括以相对于水平方向设有角度的方式设置的屋内管而不包括风扇，上述屋内管与室内的上部的高温空气层接触，上述屋内管内部的制冷剂从上述高温的空气层受热而沸腾汽化，上述高温的空气层通过该屋内热交换单元而下降；该屋外热交换单元包括设于屋外的比上述屋内管高的位置的屋外管，上述屋外管以经由连通管而不经由压缩设备的方式与上述屋内管连接，使在上述屋内管中沸腾汽化的制冷剂凝结液化并返回上述屋内管。

【技术特征摘要】
JP 2010-1-29 2010-0188921.一种系统，包括屋内热交换单元和屋外热交换单元，该屋内热交换单元包括以相对于水平方向设有角度的方式设置的屋内管而不包括风 扇，上述屋内管与室内的上部的高温空气层接触，上述屋内管内部的制冷剂从上述高温的 空气层受热而沸腾汽化，上述高温的空气层通过该屋内热交换单元而下降；该屋外热交换单元包括设于屋外的比上述屋内管高的位置的屋外管，上述屋外管以经 由连通管而不经由压缩设备的方式与上述屋内管连接，使在上述屋内管中沸腾汽化的制冷 剂凝结液化并返回上述屋内管。2.根据权利要求1所述的系统，其中，上述屋内管相对于上述室内的天花板倾斜地设置。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，上述屋内热交换单元配置在设于上述室内的地板上的落地式的空调机的空气吸入口 或空气吸入路径上。4.根据权利要求3所述的系统，其中，上述屋内热交换单元利用管道与上述落地式的空调机的上述空气吸入口连接。5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，该系统还具有上述落地式的空调机。6.根据权利要求1 5中任一项所述的系统，其中，该系统还包括屋外风扇，其对上述屋外管强制地供给外部空气；控制单元，其控制上述屋外风扇，上述控制单元具有暂时性地停止上述屋外风扇或暂时性地驱动上述屋外风扇，对停止 上述屋外风扇时的上述屋内管的吸热能力进行评价的功能。7.根据权利要求6所述的系统，其中，上述控制单元还具有以下功能，即，当在停止上述屋外风扇时的上述屋内管的吸热能 力不低于在驱动上述屋外风扇时的上述屋内管的吸热能力时，停止上述屋外风扇的功能。8.根据权利要求6或7所述的系统，其中，上述控制单元还具有以下功能，即，当在停止上述屋外风扇时的上述屋内管的吸热能 力和在驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：大木淳一，
申请(专利权)人：GAC株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]