高热流密度节能制冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高热流密度节能制冷系统，包括靠近多个热源设置的蒸发末端组件、对蒸发末端组件供冷的冷凝供液装置、用于控制冷凝供液装置的控制装置，所述冷凝供液装置包括产生冷源的制冷机构、储液器和制冷剂泵，所述制冷机构、储液器、制冷剂泵和蒸发末端组件通过主管道顺次连接并形成制冷回路。本实用新型专利技术针对现有技术中无法解决机房局部高热密度的缺陷，提供一种近热源制冷、蒸发末端组件灵活设置和布局达到充分利用冷源、降低能耗的高热流密度节能制冷系统。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种制冷系统，尤其涉及一种高热流密度节能制冷系统。
技术介绍
随着信息网络规模和用户规模的不断扩大，通信企业设备运行的耗电量已经成为不断增加的重要成本，在机房中仅精密空调的运行耗电量就占机房总用电量的50%以上。目前采用的节能方式一般为采用数码涡旋及变频节能技术、乙二醇自然冷却、新风冷却技术等。其中1、数码涡旋以及压缩机变频节能技术依靠压缩机本身的变容量调节，从而实现机房空调制冷能力的调节。相比传统机房空调，数码涡旋及变频节能技术能够实现更加精确的温度控制。但是其所使用的节能效果也仅仅是从减少浪费、提高能源使用效率的角度来实现的，其所能实现的节能效果十分有限，而引入该项技术所需要增加的设备投资却较大。2、乙二醇自然冷却制冷技术是使用乙二醇作为载冷剂，使载冷剂在室内冷却盘管和室外机组之间进行循环并制冷。在室外温度低到一定程度后，位于室内机组中的水泵将室外机组中的温度较低的乙二醇水溶液输送到室内冷却盘管，从而实现直接利用室外低温自然冷源给机房进行制冷。乙二醇自然冷却的不足在于a)需要专门增加一套体积盘庞大的乙二醇制冷系统，而这套系统在一年中除了冬季以外的大部分时间里是闲置不用的；b)由于乙二醇在室内冷却盘管内是显热换热，单位质量的乙二醇所能提供的冷量非常有限，不能解决机房高热流密度的问题。3、新风冷却技术。该节能技术方案的目的也是通过直接利用室外低温冷源给机房制冷。在室外温度低到一定程度的时候，将机房室外的低温冷空气洁净后直接引入机房，从而实现直接利用低温自然冷源的目的。但是该项技术具有以下的局限性a)所引入的新风的洁净度难以控制，增加了过滤设备的维护量；b)所引入的新风的温度和湿度难以调节，有可能造成机房空气凝露；c)为了引入新风，将破坏机房建筑的完整性。同时，随着IT技术的飞速发展，规格更小、速度更快、功能更强大的高功率密度机架服务器、刀片服务器、网络交换机等越来越多地被采用，设备的部署密度越来越大，单个机架的能耗也越来越高，造成了单个机架或机架局部单位面积发热量的急剧上升，从而导致了机房局部“发热”的高热密度现象的产生。图1为现有的机房空调压缩机系统结构原理图。该空调机组包括风冷冷凝器2、压缩机10、节流机构9和蒸发器11构成，通过压缩机10到风冷冷凝器2之间的气态制冷剂连接管和风冷冷凝器2到蒸发器11之间的液态制冷剂连接管将各部分连接成为一个完整的空调系统。节流机构9布置于风冷冷凝器2到蒸发器11之间的液体管路上，用于制冷剂的节流降压和流量调节；布置于室内侧的蒸发器11，与节流机构9的出口相连，用于供低温低压液态制冷剂的气化吸热制冷；压缩机10的吸气管与蒸发器11制冷剂侧出口相连，排气段通过气态制冷剂连接管与位于室外侧的风冷冷凝器2相连，用于将低压过热蒸汽压缩成高温高压制冷剂蒸汽。上述各部件相连接构成一个完整的制冷系统。这样的传统机房空调在解决高能耗和高热流密度这些问题上显得力不从心。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中无法解决机房局部高热密度的缺陷，提供一种近热源制冷、蒸发末端组件灵活设置和布局达到充分利用冷源、降低能耗的高热流密度节能制冷系统。本技术进一步要解决的技术问题在于，提供一种直接利用室外自然低温冷源、大大降低制冷能耗的高热流密度节能制冷系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种高热流密度节能制冷系统，包括靠近多个热源设置的蒸发末端组件、对蒸发末端组件供冷的冷凝供液装置、用于控制冷凝供液装置的控制装置，所述冷凝供液装置包括产生冷源的制冷机构、储液器和制冷剂泵，所述制冷机构、储液器、制冷剂泵和蒸发末端组件通过主管道顺次连接并形成制冷回路。所述控制装置包括控制器、设置在制冷剂泵前后的管道上的压力传感器或压差传感器。所述控制装置包括控制器、设置在主管道上设置的流量开关。制冷机构的第一种技术方案所述制冷机构包括自然低温冷源和普通机械制冷冷源，所述自然低温冷源和普通机械制冷冷源分别通过冷源管道并联在主管道中，所述自然低温冷源和普通机械制冷冷源所在的冷源管道上都设有控制阀门。第一种技术方案中，所述普通机械制冷冷源包括由冷凝器、换热器、压缩机和节流机构构成的制冷回路。第一种技术方案中，所述自然低温冷源为室外设置的用于通过冷空气进行热交换的风冷冷凝器或蒸发式冷凝器。第一种技术方案中，所述蒸发末端组件包括多个通过蒸发管道并联或串联在一起的蒸发末端，所述每个蒸发末端靠近热源设置。第一种技术方案中，所述每个蒸发末端前设有流量调节阀。制冷机构的第二种技术方案所述制冷机构包括自然低温冷源或普通机械制冷冷源。第二种技术方案中，所述普通机械制冷冷源包括由冷凝器、换热器、压缩机和节流机构构成的制冷回路；所述自然低温冷源为室外设置的用于通过冷空气进行热交换的风冷冷凝器或蒸发式冷凝器。第二种技术方案中，所述蒸发末端组件包括多个通过蒸发管道并联或串联在一起的蒸发末端，所述每个蒸发末端靠近热源设置。第二种技术方案中，所述每个蒸发末端前设有流量调节阀。制冷机构的第三种技术方案所述制冷机构包括自然低温冷源和普通机械制冷冷源，所述自然低温冷源和普通机械制冷冷源串联在主管道中，所述的自然低温冷源、普通机械制冷冷源外侧分别设有与它们并联的旁通管路，每条所述的旁通管路中、所述的自然低温冷源前的主管道中、所述的普通机械制冷冷源前的主管道中分别设有控制阀门。本技术采用将蒸发末端组件直接布置于机房高热流密度区域，通过近热源制冷方式，使得蒸发末端组件能与热源进行充分热交换，防止机高热密度房局部“过热”的现象产生，解决了高热流密度问题，并根据蒸发末端组件所需要的热交换量供冷，降低了能源浪费，实现了节能的目的。另外，蒸发末端组件具有扩展性，可以根据实际需要进行扩展，方便了设备布局。近热源制冷方式节省了远距离输送冷风的能量损耗和冷量损失，同时解决高热流密度区域的有效冷却难题。本技术可采用双冷源的两种制冷模式，利用制冷剂泵直接向蒸发末端组件输送低温冷媒，该系统的低温冷媒既可以从室外自然低温冷源直接获取，也可以从普通机械制冷冷源获取。在室外温度低到一定程度之后，可以直接启用自然低温冷源，利用免费的室外低温冷源为机房制冷，从而实现节能的目的。在室外低温冷源不可用的时候，可以用普通机械制冷冷源，以此维持整个系统的制冷能力。并且两种制冷模式之间可以自由切换。另外，采用本技术的制冷系统中，各个蒸发末端里面进行换热的制冷剂里面不含压缩机润滑油，相比于常规压缩机制冷系统其换热效率更高。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中图1为现有机房的制冷系统原理图；图2为本技术实施例1的制冷系统原理图；图3为本技术实施例1的可拓展蒸发末端布局示意图；图4为本技术实施例2的制冷系统原理图；图5为本技术实施例3的制冷系统原理图。具体实施方式本技术中前后方位定义按照制冷剂的流向，与制冷剂流向相同的的方位为后、与制冷剂流向相反的方位为前，例如制冷剂泵的进口为前，制冷剂泵出口为后。实施例1、如图2所示，一种高热流密度节能制冷系统，包括靠近多个热源设置的蒸发末端组件、冷凝供液装置、用于控制冷凝供液装置的控制装置，所述冷凝供液装置包括产生冷源的制冷机构、储液器1和制冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高热流密度节能制冷系统，其特征在于，包括靠近多个热源设置的蒸发末端组件、对蒸发末端组件供冷的冷凝供液装置、用于控制冷凝供液装置的控制装置，所述冷凝供液装置包括产生冷源的制冷机构、储液器和制冷剂泵，所述制冷机构、储液器、制冷剂泵和蒸发末端组件通过主管道顺次连接并形成制冷回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊易周，马岩松，葛海方，马涛，任冰，马臻，王峰，
申请(专利权)人：艾默生网络能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94