[发明专利]一种氟泵双循环冷水机组蓄冷系统

说明书

技术领域

本发明属于空调机组的制冷技术领域，尤其涉及利用自然冷源的数据中心机房制冷蓄冷系统。

背景技术

数据中心对制冷设备的持续制冷能力要求很高，当外部电源断电后，UPS可以用于IT设备供电，但通常不足以给同样耗电巨大的空调设备进行供电，仅能给风机、水泵等功耗较小的设备供电。因此当数据中心出现断电后，机房空调设备的输送冷源温度会在2,3分钟内快速上升至40℃左右，无法为机房提供足够的冷源，容易造成机房电子设备的宕机或损坏。目前机房空调的断电继电都是采用大型水系统蓄冷罐，体积庞大、占据空间大，给保温工作带来麻烦，造成系统节能效率低下。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种重力热管式水冷机组蓄冷系统，体积较小，利用重力热管的高效传热性能将外环境的自然冷源存储在相变冷媒中，有效利用了冷媒的潜热。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种氟泵双循环冷水机组蓄冷系统，所述冷水机组设有供冷水的冷水管道，包括蓄冷换热器和置于外环境的冷凝热管阵列，所述蓄冷换热器包括蓄有冷媒的密闭水箱和设在密闭水箱内部的蒸发热管阵列，所述密闭水箱设有进口和出口，且进口和出口通过管道与冷水机组的冷水管道并联连接，并通过设在管道上的阀门控制蓄冷换热器的并入；所述密闭水箱内的蒸发热管阵列作为热管的蒸发段，且顶部的蒸汽出口通过蒸发管与外环境的冷凝热管阵列连通；所述冷凝热管阵列作为热管的冷凝段，且底部通过回液管再与蒸发热管阵列连接形成循环，所述冷凝热管阵列还配有喷淋水洗和/或冷风机进行冷却；所述蒸发热管阵列和冷凝热管阵列均由多列螺旋热管竖直排列组成，每列螺旋热管由两根螺旋状热管缠绕而成，且螺旋热管的内壁设有吸液芯层；所述蒸发热管阵列的蒸汽管上还并联有制冷压缩机，并通过控制阀实现制冷压缩机的并入或断开，所述回液管也并联有制冷剂泵，并通过控制阀实现制冷剂泵的并入或断开。

进一步改进，所述密闭水箱还连接有冷媒缓冲容器，从而能防止冷媒结冰膨胀溢出。

进一步改进，所述密闭水箱外壁设有盘管层，盘管层的外围设有保温层。当水箱内冷媒结冰过度时，可以在盘管层中盘管中流通机房热风或其他热源进行换热；当水箱内冷媒还需进一步蓄冷时，盘管层可作为隔热层与保温层共同起到保温隔热的作用。

进一步改进，所述蒸发热管阵列的上端的1/2～2/3部位的外壁光滑，剩余部位的外壁设有环形翅片。由于本发明中热管采用两股缠绕的螺旋热管并浸入冷媒中吸热使工质蒸发，且管长在1m左右，该过程中蒸发吸热段在管上部，因此热管外壁首先从中上部开始结冰，仅在下段设置环形翅片有利于下段的结冰速度赶上中上部位，从而达到均匀结冰。另外，更重要的是使中上段的两股热管之间保持更大间距，利于传热。

进一步改进，所述蒸发热管阵列和冷凝热管阵列中的各热管的间距为8～30cm,优选15cm。

进一步改进，所述冷媒是水、乙二醇水溶液、30％～45%的氯化钙水溶液、或者是含20%～40%十水合硫酸钠和15%～25%三水合醋酸钠的水溶液，或者是含20%～40%十水合硫酸钠和15%～30%氯化钙的水溶液。

进一步改进，所述螺旋热管采用铜质管，且内壁上的吸液芯层为多孔泡沫铜层，具有微孔毛细管作用高效的将工质冷凝液吸附收集回流再次蒸发吸热，且烧结成本低。

进一步改进，所述密闭水箱与冷水机组的冷水管道的连接处设有三通阀，从而可以控制蓄冷系统是否接入冷水机组，也可同时接入。

进一步的，所述每列螺旋热管的外包径为14～45cm，每根螺旋热管的管径为5～15cm,导程为5～12cm；每列螺旋热管中的两列螺旋热管的缠绕方向相同或相反。当两根螺旋热管逆向缠绕时，两管之间具有更大空隙和传热面积和传热空间，有利于冷媒的均匀流动。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过蓄冷系统，在断电的时候仅开启风机、水泵的辅助设备，结合热管式和氟泵压缩制冷的有点，也能够持续为数据机房提供10～15分钟冷量，从而有足够时间启动数据机房的备用电源；氟泵双循环蓄冷技术结合了热管式和压缩制冷的优点，保证了数据中心的安全性，还达到节能的目的。

附图说明

图1为本发明所述蓄冷系统的结构示意图；

图2为本发明所述蓄冷系统的原理示意图；

图3为本发明所述螺旋热管的结构示意图。