一种设计过冷段的紧凑式V型冷凝器

技术领域

本发明涉及一种设计过冷段的紧凑式V型冷凝器，属于机房空调技术领域。

背景技术

在数据中心制冷行业，房间级变频空调机一般采用分散设置的风冷型空调机组，风冷型空调机组可分为室内机和室外机（又称冷凝器），风冷型机房空调易于安装和布局，方便灵活，可将室外机安装在屋顶或者悬挂在建筑外墙，所以使用量很多。室外机根据结构型式分为普通型（立式或卧式）和紧凑型（V型或U型等）二种型式，由于中大型数据中心往往室外机安装空间有限，能够节省占地面积的紧凑型冷凝器应用越来越广泛。

冷凝器属于换热器的一种，能把气体或蒸气转变成液体，其工作过程是个放热的过程。V型紧凑式冷凝器具有占地面积小的特点，采用V型模块化结构设计，可节省70%的占地面积，同时可有效降低冷凝压力和室外风机功耗，具有不错的节能效果。采用侧面进风、上出风的进出风方式，气流从V型换热器两侧进入，经过气流转弯吹出，在换热器底部远离风机区域，空气流量偏低，冷凝器内部制冷剂换热效果差，换热器面积利用效果差。因此，现有V型冷凝器的使用效果有待进一步提高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种设计过冷段的紧凑式V型冷凝器，其具体技术方案如下：

一种设计过冷段的紧凑式V型冷凝器，包括冷凝风机和V型换热器，所述V型换热器落地安装，所述冷凝风机设置在V型换热器的顶部上方。所述冷凝风机为V型换热器提供空气流动，空气从换热器一与换热器二的外侧进入到内侧，再由冷凝风机吹出。所述V型换热器包括靠近冷凝风机的换热段和远离冷凝风机的过冷段。

所述冷凝器内的制冷剂通过汇集管进行联通，所述汇集管包括位于换热段的排气汇集管、集液汇集管以及位于过冷段的过冷汇集管和回液汇集管。所述排气汇集管的两端皆设置有针阀，作为冷凝器管道内部压力的取压点。所述制冷剂由排气汇集管经若干路换热流程流入集液汇集管，再流入过冷汇集管，再经若干路换热流程流入回液汇集管。所述换热流程皆由若干U型换热管依次串联构成。所述过冷段将已经冷却为液态的制冷剂液体进一步过冷，制冷剂从换热段的内侧进入、外侧排出，再进入过冷段的内侧，从过冷段的外侧排出，所述换热段和过冷段采用均匀换热流程，制冷剂流向与空气流向呈逆流形式。

进一步的，所述V型换热器包括左右对称倾斜设置的换热器一与换热器二，并通过结构件连接固定为整体，便于运输和搬运。所述V型换热器的底部远离风机区域，空气流量偏低，根据实际测试及理论计算，所述V型换热器分为A、B、C和D四个区域：A区域为换热器一远离冷凝风机的低风速区，B区域为换热器一靠近冷凝风机的高风速区，C区域为换热器二远离冷凝风机的低风速区，D区域为换热器二靠近冷凝风机的高风速区。所述B和D区域即为换热段，所述A和C区域即为过冷段。

进一步的，所述排气汇集管包括排气汇集管一、排气汇集管二、排气汇集管三和排气汇集管四，所述排气汇集管一和排气汇集管二对称设置在换热段的内侧，所述排气汇集管三的一端连通排气汇集管一，另一端连通排气汇集管二，中部连通排气汇集管四的一端，所述排气汇集管四的另一端连通压缩机。

进一步的，所述集液汇集管包括集液汇集管一与集液汇集管二，所述集液汇集管一与集液汇集管二对称设置在换热段的外侧。所述过冷汇集管包括过冷汇集管一与过冷汇集管二，所述过冷汇集管一与过冷汇集管二对称设置在过冷段的内侧。位于同一侧的集液汇集管与过冷汇集管采用铜管一体弯制成型连通。

进一步的，所述回液汇集管为“Y”形结构，包括两个左右对称的进液管和一个连通室内机的出液管，所述进液管对称设置在过冷段的外侧，且皆与出液管连通。

进一步的，所述位于换热段内同一侧的排气汇集管和集液汇集管之间通过9路换热流程连通，每路所述换热流程皆由12根U型换热管依次串联构成。所述位于过冷段内同一侧的过冷汇集管和回液汇集管之间通过3路过冷流程连通，每路所述过冷流程皆由4根U型换热管依次串联构成。所述集液汇集管收集换热段内的18个换热流程的制冷剂液体，流入过冷汇集管，过冷汇集管将制冷剂平均分配给过冷段内的6个换热流程。

进一步的，所述位于换热段内同一侧的排气汇集管和集液汇集管之间通过14路换热流程连通，每路所述换热流程皆由20根U型换热管依次串联构成；所述位于过冷段内同一侧的过冷汇集管和回液汇集管之间通过4路过冷流程连通，每路所述过冷流程皆由6根U型换热管依次串联构成。所述集液汇集管收集换热段内的28个换热流程的制冷剂液体，流入过冷汇集管，过冷汇集管将制冷剂平均分配给过冷段内的8个换热流程。

进一步的，所述冷凝风机采用无级调速控制装置或EC电子换向直流变频控制，可根据冷凝器管道内部压力变化自动调节冷凝风机的转速，以保证系统冷凝压力的稳定，并降低室外机噪音。所述换热段内的冷凝阻力小于40kPa，过冷度为5℃，冷凝器单回路长度范围为15米-30米。

进一步的，所述V型换热器采用3排内径7mm内螺纹换热管，孔距19.05mm，排距16mm，齿底厚0.24mm，齿高0.14mm。

进一步的，所述V型换热器采用铝翅片，翅片壁厚0.105mm，翅片间距1.5mm，片型为波纹片。

本发明的有益效果是：

本发明通过改变V型冷凝器的制冷剂流程，将远离风机空气流量偏低区域设计为过冷段，可有效的提高系统过冷度，增强制冷剂冷凝效果，提高制冷系统的能效比。

与现有技术相比，本发明在没有增加冷凝面积的前提下，仅通过对制冷剂流程的调整，可提高制冷剂内部换热效果，有效提高换热器面积利用率，具有很好的经济价值和推广价值。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，其中：A和C为过冷段，B和D为换热段，虚线为空气流动迹线；

图2是本发明的汇集管设置图；

图3是实施例一的制冷剂流向图；

图4是实施例二的制冷剂流向图；

图中，1-冷凝风机，2-V型换热器，2a-换热器一，2b-换热器二，3-排气汇集管，3a-排气汇集管一，3b-排气汇集管二，3c-排气汇集管三，3d-排气汇集管四，4-集液汇集管，4a-集液汇集管一，4b-集液汇集管二，5-过冷汇集管，5a-过冷汇集管一，5b-过冷汇集管二，6-回液汇集管，7-针阀。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，包括冷凝风机1和V型换热器2。V型换热器2落地安装，包括左右对称倾斜设置的换热器一2a与换热器二2b，换热器一2a与换热器二2b通过结构件连接固定为整体，便于运输和搬运。冷凝风机1设置在V型换热器2的顶部上方，冷凝风机1为V型换热器2提供空气流动，虚线为空气流动的迹线，空气从换热器一2a与换热器二2b的外侧进入到内侧，再由冷凝风机1吹出。

V型换热器2的底部远离风机区域，空气流量偏低，根据实际测试及理论计算，V型换热器2分为A、B、C和D四个区域：A区域为换热器一2a远离冷凝风机1的低风速区，B区域为换热器一2a靠近冷凝风机1的高风速区，C区域为换热器二2b远离冷凝风机1的低风速区，D区域为换热器二2b靠近冷凝风机1的高风速区。B和D区域为换热段，A和C区域为过冷段。

冷凝风机1采用无级调速控制装置或EC电子换向直流变频控制，可根据冷凝器管道内部压力变化自动调节冷凝风机1的转速，以保证系统冷凝压力的稳定，并降低室外机噪音。换热段内的冷凝阻力小于40kPa，过冷度为5℃，冷凝器单回路长度宜15米-30米。V型换热器2采用3排内径7mm内螺纹换热管，孔距19.05mm，排距16mm，齿底厚0.24mm，齿高0.14mm。V型换热器2采用铝翅片，翅片壁厚0.105mm，翅片间距1.5mm，片型为波纹片。

冷凝器内的制冷剂通过汇集管进行联通，如图2所示，汇集管包括排气汇集管3、集液汇集管4、过冷汇集管5和回液汇集管6，排气汇集管3和集液汇集管4位于换热段，过冷汇集管5和回液汇集管6位于过冷段。制冷剂由排气汇集管3流入集液汇集管4，再依次流入过冷汇集管5和回液汇集管6，过冷段将已经冷却为液态的制冷剂液体进一步过冷。制冷剂从换热段的内侧进入、外侧排出，再进入过冷段的内侧，从过冷段的外侧排出，换热段和过冷段采用均匀换热流程，制冷剂流向与空气流向呈逆流形式。

排气汇集管3包括排气汇集管一3a、排气汇集管二3b、排气汇集管三3c和排气汇集管四3d，排气汇集管一3a和排气汇集管二3b对称设置在换热段的内侧，排气汇集管三3c的一端连通排气汇集管一3a，另一端连通排气汇集管二3b，中部连通排气汇集管四3d的一端，排气汇集管四3d的另一端连通压缩机。排气汇集管三3c的两端皆设置有针阀7，作为冷凝器管道内部压力的取压点。

集液汇集管4包括集液汇集管一4a与集液汇集管二4b，集液汇集管一4a与集液汇集管二4b对称设置在换热段的外侧。过冷汇集管5包括过冷汇集管一5a与过冷汇集管二5b，过冷汇集管一5a与过冷汇集管二5b对称设置在过冷段的内侧。位于同一侧的集液汇集管4与过冷汇集管5采用铜管一体弯制成型连通。回液汇集管6为“Y”形结构，包括两个左右对称的进液管和一个连通室内机的出液管，进液管对称设置在过冷段的外侧，且皆与出液管连通。

实施例一：

如图3所示，位于换热段内同一侧的排气汇集管3和集液汇集管4之间通过9路换热流程连通，每路换热流程皆由12根U型换热管依次串联构成。位于过冷段内同一侧的过冷汇集管5和回液汇集管6之间通过3路过冷流程连通，每路过冷流程皆由4根U型换热管依次串联构成。集液汇集管4收集换热段内的18个换热流程的制冷剂液体，流入过冷汇集管5，过冷汇集管5将制冷剂平均分配给过冷段内的6个换热流程。

本实施例采用3排40列设置，换热管长度2m，风量7500m

实施例二：

如图4所示，位于换热段内同一侧的排气汇集管3和集液汇集管4之间通过14路换热流程连通，每路换热流程皆由20根U型换热管依次串联构成；位于过冷段内同一侧的过冷汇集管5和回液汇集管6之间通过4路过冷流程连通，每路过冷流程皆由6根U型换热管依次串联构成。集液汇集4管收集换热段内的28个换热流程的制冷剂液体，流入过冷汇集管5，过冷汇集管5将制冷剂平均分配给过冷段内的8个换热流程。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。