[實用新型]一種冷水機組自然冷源熱管式蓄冷系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520730256.8
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN205048615U
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 張衛(wèi)星;張宗勤;李鵬飛;許海進;宿平
• 申請（專利權(quán)）人: 南京佳力圖空調(diào)機電有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F13/30
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

技術領域

本實用新型屬于空調(diào)機組的制冷技術領域，尤其涉及利用自然冷源的數(shù)據(jù)中心機房制冷蓄冷系統(tǒng)。

背景技術

數(shù)據(jù)中心對制冷設備的持續(xù)制冷能力要求很高，當外部電源斷電后，UPS可以用于IT設備供電，但通常不足以給同樣耗電巨大的空調(diào)設備進行供電，僅能給風機、水泵等功耗較小的設備供電。因此當數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)斷電后，機房空調(diào)設備的輸送冷源溫度會在2,3分鐘內(nèi)快速上升至40℃左右，無法為機房提供足夠的冷源，容易造成機房電子設備的宕機或損壞。目前機房空調(diào)的斷電繼電都是采用大型水系統(tǒng)蓄冷罐，體積龐大、占據(jù)空間大，給保溫工作帶來麻煩，造成系統(tǒng)節(jié)能效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供一種冷水機組自然冷源熱管式蓄冷系統(tǒng)，體積較小，利用重力熱管的高效傳熱性能將外環(huán)境的自然冷源存儲在相變冷媒中，有效利用了冷媒的潛熱。

技術方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術方案為：一種冷水機組自然冷源熱管式蓄冷系統(tǒng)，所述冷水機組設有供冷水的冷水管道，包括蓄冷換熱器和置于外環(huán)境的冷凝熱管陣列，所述蓄冷換熱器包括蓄有冷媒的密閉水箱和設在密閉水箱內(nèi)部的蒸發(fā)熱管陣列，所述密閉水箱設有進口和出口，且進口和出口通過管道與冷水機組的冷水管道并聯(lián)連接，并通過設在管道上的閥門控制蓄冷換熱器的并入；所述密閉水箱內(nèi)的蒸發(fā)熱管陣列作為熱管的蒸發(fā)段，且頂部的蒸汽出口通過蒸發(fā)管與外環(huán)境的冷凝熱管陣列連通；所述冷凝熱管陣列作為熱管的冷凝段，且底部通過回液管再與蒸發(fā)熱管陣列連接形成循環(huán)，所述冷凝熱管陣列還配有噴淋水洗和冷風機進行冷卻，所述回液管設有制冷劑泵；所述蒸發(fā)熱管陣列和冷凝熱管陣列均由多列螺旋熱管豎直排列組成，每列螺旋熱管由內(nèi)徑為3～8cm的兩根螺旋狀熱管纏繞而成，且螺旋熱管的內(nèi)壁設有吸液芯層。

進一步改進，所述密閉水箱還連接有冷媒緩沖容器，從而能防止冷媒結(jié)冰膨脹溢出。

進一步改進，所述密閉水箱外壁設有盤管層，盤管層的外圍設有保溫層。當水箱內(nèi)冷媒結(jié)冰過度時，可以在盤管層中盤管中流通機房熱風或其他熱源進行換熱；當水箱內(nèi)冷媒還需進一步蓄冷時，盤管層可作為隔熱層與保溫層共同起到保溫隔熱的作用。

進一步改進，所述蒸發(fā)熱管陣列的上端的1/2～2/3部位的外壁光滑，剩余部位的外壁設有環(huán)形翅片。由于本實用新型中熱管采用兩股纏繞的螺旋熱管并浸入冷媒中吸熱使工質(zhì)蒸發(fā)，且管長在1m左右，該過程中蒸發(fā)吸熱段在管上部，因此熱管外壁首先從中上部開始結(jié)冰，僅在下段設置環(huán)形翅片有利于下段的結(jié)冰速度趕上中上部位，從而達到均勻結(jié)冰。另外，更重要的是使中上段的兩股熱管之間保持更大間距，利于傳熱。

進一步改進，所述蒸發(fā)熱管陣列和冷凝熱管陣列中的各熱管的間距為8～30cm,優(yōu)選15cm。

進一步改進，所述冷媒是水、30％～45%的氯化鈣水溶液、或者是含20%～40%十水合硫酸鈉和15%～25%三水合醋酸鈉的水溶液，或者是含20%～40%十水合硫酸鈉和15%～30%氯化鈣的水溶液。具有5～20℃下相變溫度，從而在溫度較高的環(huán)境下有效利用其相變潛熱。

進一步改進，所述螺旋熱管采用銅質(zhì)管，且內(nèi)壁上的吸液芯層為多孔泡沫銅層，具有微孔毛細管作用高效的將工質(zhì)冷凝液吸附收集回流再次蒸發(fā)吸熱，且燒結(jié)成本低。

進一步改進，所述密閉水箱與冷水機組的冷水管道的連接處設有三通閥，從而可以控制蓄冷系統(tǒng)是否接入冷水機組，也可同時接入。

進一步的，所述每列螺旋熱管的外包徑為14～45cm，每根螺旋熱管的管徑為5～15cm,導程為5～12cm；每列螺旋熱管中的兩列螺旋熱管的纏繞方向相同或相反。

有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：通過蓄冷系統(tǒng)，在斷電的時候僅開啟風機、水泵的輔助設備，也能夠持續(xù)為數(shù)據(jù)機房提供冷量，蓄冷系統(tǒng)只要能夠提供10-15分鐘的冷量，從而有足夠時間啟動數(shù)據(jù)機房的備用電源；可以開啟蓄冷和壓縮制冷混合運行的模式在短期內(nèi)提供更大的冷量，從而應對機房負荷突變。

附圖說明

圖1為本實用新型所述蓄冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型所述蓄冷系統(tǒng)的原理示意圖；

圖3位本實用新型所述螺旋熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，冷水機組1、蓄冷換熱器2、冷凝熱管陣列3、密閉水箱4、蒸發(fā)熱管陣列5、冷水管道6、冷媒緩沖罐7、閥門8、螺旋熱管9、風機10、制冷劑泵11。

具體實施方式