一种组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种制冷循环系统，具体为一种组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法，属于散热制冷技术领域。

背景技术

机房中安装有电子计算机系统、服务器、通信系统等全年24小时运行的数据处理、储存、网络通信的设备，以上设备发热量大，造成数据机房中温度升高，为了保证设备的正常运行，需要全年不间断供冷。

利用机房空调对机房内部进行制冷，机房空调用于带走机房内服务器设备的电器元件消耗电能发出的热量，为通信机房内部提供理想的温湿度环境。

但是现有的机房制冷系统应用过程中，通过机房空调出气口向机房内部喷吹冷气，导致靠近机房空调的机房设备降温快速而且内外温差大，导致附近空气湿度增长明显，而远离机房空调的机房设备降温速度慢，甚至会出现由于机房设备阻挡，导致机房内部远离机房空调的设备降温效果差的情况出现。

发明内容

为解决以上问题，本发明通过以下技术方案予以实现：一种组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法，包括板式换热器，所述板式换热器底部设置有温度传感器和控制器，所述板式换热器进水口和出水口一侧均设置有分流管，两个所述分流管之间设置有两个换热管道，冷却液在板式换热器与两个换热管道之间进行循环，对机房内部进行降温冷却；

所述换热管道外侧套设有导气组件，导气组件包括橡胶板、分隔板、导气管、多个散热管、电动推杆和滤网，多个所述散热管一端均贯穿换热管道，散热管内部流动的热气与换热管道内部冷却液进行热交换，冷凝现象在散热管内部产生，热气被降温成为冷气后排放到机房内部；

所述换热管道顶部设置有集气组件，集气组件包括抽气泵、方形进气管、横管、进气管和长管，所述方形进气管贯穿换热管道和支撑架，所述方形进气管内部固定连接有多个薄壁管，抽气泵通过长管从机房内部多个部位抽取热气，避免机房设备阻挡冷气导致的降温速度慢和降温不均匀的情况出现；

两个所述换热管道之间设置有排水组件，排水组件包括V形管、储存箱、电磁阀和压力传感器，所述压力传感器与抽气泵和电动推杆电性连接，压力传感器电性连接的电动推杆工作推动滤网移动，为导气组件增加过滤功能，散热管喷出的冷气被滤网过滤后排入机房内部，气体中灰尘杂质被滤网截留在支撑架内部。

优选地，所述温度传感器固定连接于其中一个进气管一侧，温度传感器实时监测机房内部温度反馈给电性连接的显示屏，工作人员可以根据显示屏显示的温度数值对机房内部温度进行控制，所述控制器固定连接于进气管一侧，所述控制器包括显示屏、第一按钮和第二按钮。

优选地，所述板式换热器进水端和出水端分别与两个分流管之间固定连接有引导弯管，所述换热管道两端与相邻的分流管之间均固定连接有穿墙管道，所述换热管道顶部和底部均固定连接有多个安装竖管，设置于所述换热管道底部的多个安装竖管均与相邻的支撑架固定连接，板式换热器通过引导弯管与分流管连通，因此机房外侧安装的板式换热器能够与换热管道连通，所述橡胶板和导气管分别固定连接于支撑架内部两侧，所述支撑架内部固定连接有分隔板，散热管将冷气排放到支撑架、橡胶板、分隔板、滤网组成的相对密封空间内部，对冷气中灰尘杂质进行截留阻挡。

优选地，多个所述散热管均固定连接于导气管一侧，所述导气管顶部固定连接有散气管，所述散气管与抽气泵出气端之间固定连接有方形管，抽气泵通过方形进气管、横管、进气管、长管、多个进气孔从机房内部多个部位抽取热气，增加机房内部降温速度。

优选地，所述电动推杆固定连接于换热管道顶部靠近橡胶板的一侧，所述滤网固定连接于电动推杆一侧，滤网一端于橡胶板贴合，所述电动推杆设置于橡胶板顶部一侧，冷气排放到支撑架、橡胶板、分隔板、滤网组成的相对密封空间内部，对冷气中灰尘杂质进行截留阻挡。

优选地，所述抽气泵固定连接于换热管道顶部，所述方形进气管顶端固定连接于抽气泵进气端，所述薄壁管设置于换热管道内部，所述支撑架顶部开设有方形槽，换热管道内部冷却液通过多个薄壁管穿过方形进气管内部，对流经方形进气管内部的热气进行降温，可以对热气进行初步降温，所述方形进气管底端贯穿方形槽并与支撑架固定连接，减少冷凝现象出现。

优选地，所述横管固定连接于方形进气管与进气管之间，所述长管固定连接于进气管底部，所述长管一侧开设有多个进气孔，多个进气孔从机房内部多个部位抽取热气，集气组件抽取机房内部热气后输送给导气组件，导气组件将冷却降温后热气输送进机房内部。

优选地，所述V形管与两个支撑架之间均固定连接有排水弯管，所述支撑架顶部开设有出水孔，所述排水弯管设置于出水孔底部，液体通过排水弯管和V形管进入短管内部，液体最终通过短管进入储存箱内部，所述V形管底部与储存箱之间固定连接有短管。

优选地，所述电磁阀固定连接于储存箱底部，所述电磁阀顶端延伸到储存箱内腔底部，电磁阀处于打开状态，此时液体被排水组件引导排出，所述电磁阀出水端固定连接有排废管道，电磁阀关闭导致液体在储存箱内部储存，随着储存箱内部液体的增加压力传感器受到的压力增加，所述压力传感器固定连接于储存箱内腔底部。

一种制冷联合循环系统控制方法：

步骤一：温度传感器实时监测机房内部温度反馈给电性连接的显示屏，工作人员根据显示屏显示的温度数值，在显示屏设置温度后：

步骤二：按压第一按钮，板式换热器和两个集气组件工作，冷却液在板式换热器与两个换热管道之间进行循环，冷却液在板式换热器内部被降温后，通过板式换热器出水端连接的另一个由引导弯管、分流管、穿墙管道组成的管道系统排入换热管道内部；

步骤三：集气组件工作，抽气泵通过长管从机房内部多个部位抽取热气，抽气泵通过方形进气管、横管、进气管、长管、多个进气孔从机房内部多个部位抽取热气，增加机房内部降温速度，避免机房设备阻挡冷气导致的降温速度慢和降温不均匀的情况出现；

步骤四：热气通过抽气泵出气端连接的导气组件排出过程中，与换热管道内部循环流动的低温冷却液进行热交换，热气与换热管道内部冷却液进行热交换后从多个散热管一端排出，热气被降温成为冷气后排放到机房多个部位内部，对机房内部进行快速均匀降温；

步骤五：热气与冷却液进行热交换过程中，冷凝现象在散热管内部产生，冷凝产生的液体被工作的收集到排水组件内部；

步骤六：按压第二按钮，压力传感器检测到的压力达到预设数值后，电动推杆工作推动滤网移动，滤网一端与橡胶板贴合，此时散热管将冷气排放到支撑架、橡胶板、分隔板、滤网组成的相对密封空间内部，对冷气中灰尘杂质进行截留阻挡，为导气组件增加过滤功能，冷气中灰尘杂质被滤网截留。

本发明提供了一种组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法，其具备的有益效果如下：

1、该组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法，集气组件抽取机房内部热气后通过导气组件输送进机房内部，热气通过导气组件与在板式换热器和两个换热管道之间循环的冷却液进行热交换，机房内部热量被冷却液带动离开机房内部，通过板式换热器、两个引导弯管、两个分流管、四个穿墙管道、两个换热管道组成的冷却液循环降温系统与集气组件和导气组件组成的气流循环系统配合，形成一个组合式制冷循环系统，通过集气组件从机房多个部位抽取热气，导气组件将冷气排放到机房内部多个位置，增加机房内部降温速度，避免机房设备阻挡冷气导致的降温速度慢和降温不均匀的情况出现，保证通过降温对机房设备保护的作用。

2、该组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法，冷却液在板式换热器内部冷却液降温后进入换热管道内部吸热，吸热后的冷却液回到板式换热器内部降温，使冷却液在板式换热器与两个换热管道之间进行循环，抽气泵通过长管从机房内部多个部位抽取热气后，热气通过抽气泵出气端连接的导气组件(导气组件工作请见下文)中的多个散热管排出。并且多个散热管均贯穿换热管道，因此热气在散热管内部流动过程中与换热管道内部循环流动的低温冷却液进行热交换，热气被降温成为冷气后排放到机房内部。

3、该组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法，组合式制冷循环系统工作过程中，散热管内部流动的热气与换热管道内部冷却液进行热交换，冷凝现象在散热管内部产生，冷凝产生的液体通过散热管一端流到支撑架内部，冷凝产生的液体被工作的收集到排水组件内部，并且此时第一按钮电性连接的排废管道处于打开状态，此时液体被排水组件引导排出。

4、该组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法，储存的液体向压力传感器施加压力，当压力传感器检测到的压力达到预设数值后，压力传感器电性连接的电动推杆工作推动滤网移动。滤网移动后为导气组件增加过滤功能，此时散热管喷出的冷气被滤网过滤后排入机房内部，气体中灰尘杂质被滤网截留在支撑架内部，灰尘落到支撑架内部与液体混合后被排水组件收集，可以起到对机房内部除尘的效果。

5、该组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法，方形进气管内部固定连接有多个薄壁管，换热管道内部冷却液通过多个薄壁管穿过方形进气管内部，对流经方形进气管内部的热气进行降温，可以对热气进行初步降温，缩小热气在多个细小散热管内部流动过程中与冷却液的温差，减少冷凝现象出现。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明换热管道的结构示意图；

图3为本发明图2的A部结构示意图；

图4为本发明进气管的结构示意图；

图5为本发明散热管的结构示意图；

图6为本发明长管的结构示意图；

图7为本发明导气管的结构示意图；

图8为本发明支撑架的结构示意图；

图9为本发明进气管的结构示意图；

图10为本发明V形管的结构示意图；

图11为本发明滤网的结构示意图；

图12为本发明短管的结构示意图；

图13为本发明排水弯管的结构示意图；

图14为本发明储存箱的局部结构示意图。

附图标记说明：1、板式换热器；2、引导弯管；3、分流管；4、穿墙管道；5、换热管道；6、安装竖管；7、支撑架；8、橡胶板；9、分隔板；10、导气管；11、散热管；12、抽气泵；13、方形管；14、散气管；15、方形进气管；16、薄壁管；17、横管；18、进气管；19、长管；20、进气孔；21、电动推杆；22、滤网；23、排水弯管；24、V形管；25、短管；26、储存箱；27、电磁阀；28、排废管道；29、压力传感器；30、出水孔；31、控制器；32、显示屏；33、第一按钮；34、方形槽；35、温度传感器；36、第二按钮。

具体实施方式

本发明实施例提供一种组合式机房制冷联合循环系统及其控制方法。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14，包括板式换热器1，板式换热器1底部设置有温度传感器35和控制器31，温度传感器35固定连接于其中一个进气管18一侧，控制器31固定连接于进气管18一侧，控制器31包括显示屏32、第一按钮33和第二按钮36，板式换热器1进水口和出水口一侧均设置有分流管3，两个分流管3之间设置有两个换热管道5；

换热管道5外侧套设有导气组件，导气组件包括橡胶板8、分隔板9、导气管10、多个散热管11、电动推杆21和滤网22，多个散热管11一端均贯穿换热管道5，板式换热器1进水端和出水端分别与两个分流管3之间固定连接有引导弯管2，换热管道5两端与相邻的分流管3之间均固定连接有穿墙管道4，换热管道5顶部和底部均固定连接有多个安装竖管6，设置于换热管道5底部的多个安装竖管6均与相邻的支撑架7固定连接，橡胶板8和导气管10分别固定连接于支撑架7内部两侧，支撑架7内部固定连接有分隔板9；

换热管道5顶部设置有集气组件，集气组件包括抽气泵12、方形进气管15、横管17、进气管18和长管19，方形进气管15贯穿换热管道5和支撑架7，方形进气管15内部固定连接有多个薄壁管16，长管19一侧开设有多个进气孔20；

两个换热管道5之间设置有排水组件，排水组件包括V形管24、储存箱26、电磁阀27和压力传感器29，压力传感器29与抽气泵12和电动推杆21电性连接。

具体的，将换热管道5通过多个安装竖管6安装到机房天花板上，穿墙管道4贯穿机房墙壁与机房外部的分流管3固定连接，并且板式换热器1通过引导弯管2与分流管3连通，因此机房外侧安装的板式换热器1能够与换热管道5连通。

工作人员通过控制器31上的显示屏32设置温度后，有着两个选择：

选择一、按压第一按钮33，第一按钮33电性连接的板式换热器1和两个集气组件工作(集气组件工作请见下文)对机房降温，板式换热器1工作时进水端水泵通过引导弯管2、分流管3和穿墙管道4形成的管道系统抽取换热管道5内部冷却液。冷却液在板式换热器1内部被降温后，通过板式换热器1出水端连接的另一个由引导弯管2、分流管3、穿墙管道4组成的管道系统排入换热管道5内部。因此冷却液在板式换热器1内部冷却液降温后进入换热管道5内部吸热，吸热后的冷却液回到板式换热器1内部降温，使冷却液在板式换热器1与两个换热管道5之间进行循环，对机房内部进行降温冷却。

集气组件工作时抽气泵12通过长管19抽气，并且两个长管19提前安装于机房内部两侧，并且长管19开设的多个进气孔20使长管19的抽气面积更广。因此抽气泵12通过长管19从机房内部多个部位抽取热气后，热气通过抽气泵12出气端连接的导气组件(导气组件工作请见下文)中的多个散热管11排出。

并且多个散热管11均贯穿换热管道5，因此热气在散热管11内部流动过程中与换热管道5内部循环流动的低温冷却液进行热交换，热气被降温成为冷气后排放到机房内部。

集气组件抽取机房内部热气后通过导气组件输送进机房内部，热气通过导气组件与在板式换热器1和两个换热管道5之间循环的冷却液进行热交换，机房内部热量被冷却液带动离开机房内部。通过板式换热器1、两个引导弯管2、两个分流管3、四个穿墙管道4、两个换热管道5组成的冷却液循环降温系统与集气组件和导气组件组成的气流循环系统配合，形成一个组合式制冷循环系统，通过集气组件从机房多个部位抽取热气，导气组件将冷气排放到机房内部多个位置，增加机房内部降温速度，避免机房设备阻挡冷气导致的降温速度慢和降温不均匀的情况出现，保证通过降温对机房设备保护的作用。

温度传感器35实时监测机房内部温度反馈给电性连接的显示屏32，工作人员可以根据显示屏32显示的温度数值对机房内部温度进行控制。

在组合式制冷循环系统工作过程中，散热管11内部流动的热气与换热管道5内部冷却液进行热交换，冷凝现象在散热管11内部产生，凝产生的液体通过散热管11一端流到支撑架7内部，冷凝产生的液体被工作的收集到排水组件(排水组件工作请见下文)内部，并且此时第一按钮33电性连接的电磁阀27处于打开状态，此时液体被排水组件引导排出。

选择二、工作人员通过控制器31上的显示屏32设置温度后，按压第二按钮36，第二按钮36电性连接的板式换热器1和两个集气组件工作(集气组件工作请见下文)进行机房降温工作，降温过程与选择一组合式制冷循环系统降温过程相同。

此时第二按钮36电性连接的排废管道28处于工作关闭状态，第二按钮36电性连接的压力传感器29工作，此时排水组件储存液体。储存的液体向压力传感器29施加压力，当压力传感器29检测到的压力达到预设数值后，压力传感器29电性连接的电动推杆21工作推动滤网22移动。滤网22移动后为导气组件增加过滤功能，此时散热管11喷出的冷气被滤网22过滤后排入机房内部，气体中灰尘杂质被滤网22截留在支撑架7内部，灰尘落到支撑架7内部与液体混合后被排水组件收集，可以起到对机房内部除尘的效果。

当压力传感器29电性连接的电动推杆21工作一段时间后，电动推杆21停止工作带动滤网22复位，而压力传感器29电性连接的电磁阀27工作打开，此时排水组件储存的水通过电磁阀27排出。

请再次参阅图1、图2、图3、图5、图7、图8和图11，多个散热管11均固定连接于导气管10一侧，导气管10顶部固定连接有散气管14，散气管14与抽气泵12出气端之间固定连接有方形管13，电动推杆21固定连接于换热管道5顶部靠近橡胶板8的一侧，滤网22固定连接于电动推杆21一侧，电动推杆21设置于橡胶板8顶部一侧。

具体的，导气组件工作如下：

从抽气泵12出气端排出的热气通过方形管13和散气管14进入导气管10内部，热气被分流到导气管10固定连接的多个散热管11内部。因此热气在多个散热管11内部流动贯穿换热管道5，热气与换热管道5内部冷却液进行热交换后从多个散热管11一端排出，热气被降温成为冷气后排放到机房多个部位内部，对机房内部进行降温。

并且换热管道5外侧通过多个安装竖管6固定连接有支撑架7，而且支撑架7内部固定连接有分隔板9，并且散热管11一侧设置有橡胶板8，当电动推杆21推动滤网22运动后，滤网22一端与橡胶板8贴合，此时散热管11将冷气排放到支撑架7、橡胶板8、分隔板9、滤网22组成的相对密封空间内部，对冷气中灰尘杂质进行截留阻挡，为导气组件增加过滤功能。

请再次参阅图1、图4、图6、图7、图8和图9，抽气泵12固定连接于换热管道5顶部，方形进气管15顶端固定连接于抽气泵12进气端，薄壁管16设置于换热管道5内部，支撑架7顶部开设有方形槽34，方形进气管15底端贯穿方形槽34并与支撑架7固定连接，横管17固定连接于方形进气管15与进气管18之间，长管19固定连接于进气管18底部。

具体的，集气组件工作如下：

在抽气泵12进气端固定连接有方形进气管15，而且方形进气管15通过横管17和进气管18与长管19连通，长条状的长管19从机房一端延伸到另一端，因此多个进气孔20的分布使长管19与机房内部多个位置连通。

工作的抽气泵12通过方形进气管15、横管17、进气管18、长管19、多个进气孔20从机房内部多个部位抽取热气，并且抽气泵12出气端与导气组件的方形管13固定连接，因此集气组件抽取机房内部热气后输送给导气组件，导气组件将冷却降温后热气输送进机房内部。

并且方形进气管15内部固定连接有多个薄壁管16，换热管道5内部冷却液通过多个薄壁管16穿过方形进气管15内部，对流经方形进气管15内部的热气进行降温，可以对热气进行初步降温，缩小热气在多个细小散热管11内部流动过程中与冷却液的温差，减少冷凝现象出现。

请再次参阅图1、图10、图12、图13和图14，V形管24与两个支撑架7之间均固定连接有排水弯管23，支撑架7顶部开设有出水孔30，排水弯管23设置于出水孔30底部，V形管24底部与储存箱26之间固定连接有短管25，电磁阀27固定连接于储存箱26底部，电磁阀27顶端延伸到储存箱26内腔底部，电磁阀27出水端固定连接有排废管道28，压力传感器29固定连接于储存箱26内腔底部。

具体的，排水组件工作如下：

在支撑架7内部开设的出水孔30将支撑架7内部积累的液体引导入排水弯管23内部，液体通过排水弯管23和V形管24进入短管25内部，液体最终通过短管25进入储存箱26内部。当压力传感器29和电磁阀27工作时，电磁阀27关闭导致液体在储存箱26内部储存，随着储存箱26内部液体的增加压力传感器29受到的压力增加，当压力传感器29检测到的压力达到预设数值后，压力传感器29电性连接的电动推杆21工作推动滤网22移动，为导气组件增加过滤功能。

一种制冷联合循环系统控制方法：

步骤一：温度传感器35实时监测机房内部温度反馈给电性连接的显示屏32，工作人员根据显示屏32显示的温度数值，在显示屏32设置温度后。

步骤二：按压第一按钮33，板式换热器1和两个集气组件工作，冷却液在板式换热器1与两个换热管道5之间进行循环，冷却液在板式换热器1内部被降温后，通过板式换热器1出水端连接的另一个由引导弯管2、分流管3、穿墙管道4组成的管道系统排入换热管道5内部。

步骤三：集气组件工作，抽气泵12通过长管19从机房内部多个部位抽取热气，抽气泵12通过方形进气管15、横管17、进气管18、长管19、多个进气孔20从机房内部多个部位抽取热气，增加机房内部降温速度，避免机房设备阻挡冷气导致的降温速度慢和降温不均匀的情况出现。

步骤四：热气通过抽气泵12出气端连接的导气组件排出过程中，与换热管道5内部循环流动的低温冷却液进行热交换，热气与换热管道5内部冷却液进行热交换后从多个散热管11一端排出，热气被降温成为冷气后排放到机房多个部位内部，对机房内部进行快速均匀降温。

步骤五：热气与冷却液进行热交换过程中，冷凝现象在散热管11内部产生，冷凝产生的液体被工作的收集到排水组件内部。

步骤六：按压第二按钮36，压力传感器29检测到的压力达到预设数值后，电动推杆21工作推动滤网22移动，滤网22一端与橡胶板8贴合，此时散热管11将冷气排放到支撑架7、橡胶板8、分隔板9、滤网22组成的相对密封空间内部，对冷气中灰尘杂质进行截留阻挡，为导气组件增加过滤功能，冷气中灰尘杂质被滤网22截留。

并且步骤六可以代替步骤二，为机房内部的降温提供两种模式，保证机房根据实际需要进行降温。