整體式空調機組的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種整體式空調機組，在其殼體內收裝有形成循環回路的壓縮機、冷凝器以及蒸發器，與冷凝器相對應設有第一風機組件，與蒸發器相對應設有第二風機組件，在殼體內形成供室內空氣依次流經所述蒸發器、第二風機組件的第一通道和供室外空氣依次流經冷凝器、第二風機組件的第二通道，在殼體內還設有風閥組件，該風閥組件在使第一通道與室外側連通以引入室外空氣的第一位置、使第一通道與室內側連通以引入室內空氣的第二位置以及介于該第一位置與第二位置之間以引入室外空氣和室內空氣的位置這三種位置之間轉換。由于壓縮機、冷凝器、第一風機組件、蒸發器及第二風機組件等多個部件均收裝在殼體內，使空調機組的整體結構布局更加緊湊。
【專利說明】整體式空調機組
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種整體式空調機組。
【背景技術】
[0002]目前，數據中心機房大多使用常規分體式的空調機組來實現降溫，這類分體式空調機組通常由具有壓縮機、送風機、蒸發器以及制冷系統部件的室內機組和配套的室外冷凝機組組成。分體式空調機組安裝時，除數據中心機房內的送風系統外，還需要通過管路系統將室內機組和室外機連接起來，使其需要專業的技術人員進行安裝后才能正常工作。另夕卜，常規的分體式空調機組一般僅采用壓縮機進行機械制冷來實現其制冷功能，即使在室外溫度較低的季節，仍然需要啟動壓縮機來實現室內環境制冷的需求，從能源利用角度來考慮，不利于節能。

【發明內容】

[0003]有鑒于此，本發明的主要目的在于，提供一種結構緊湊并能夠簡化安裝的整體式空調機組。
[0004]為達到上述目的，本發明提出了一種整體式空調機組，在所述空調機組的殼體內收裝有形成循環回路的壓縮機、冷凝器以及蒸發器，與所述冷凝器相對應設有第一風機組件，與所述蒸發器相對應設有第二風機組件，在所述殼體內形成供室內空氣依次流經所述蒸發器、第二風機組件的第一通道和供室外空氣依次流經冷凝器、第一風機組件的第二通道，
[0005]在所述殼體內還設有風閥組件，該風閥組件在使所述第一通道與室外側連通以引入室外空氣的第一位置、使所述第一通道與室內側連通以引入室內空氣的第二位置以及介于該第一位置與第二位置之間以引入室外空氣和室內空氣的位置這三種位置之間轉換。
[0006]采用上述結構，當室外溫度高于室內溫度時，風閥組件置于使所述第一通道與室內側連通以引入室內空氣的第二位置處，整體式空調機組處于機械制冷模式下運行，在該模式下壓縮機、第一風機組件和第二風機組件運行。在第二風機組件的作用下，室內熱空氣進入殼體內并沿第一通道流動，流經蒸發器后變成攜帶有冷量的低溫空氣，然后再被送至數據中心機房內。在第一風機組件的作用下，室外空氣進入殼體的底部并沿第二通道流動，流經冷凝器后變成熱空氣，然后排至室外側。
[0007]當室外環境溫度滿足自然冷卻條件時，風閥組件置于使第一通道與室外側連通以引入室外空氣的第一位置處，整體式空調機組處于自然冷卻模式下運行，在該運行模式下，只有第二風機組件運行。在第二風機組件的作用下，室外空氣進入殼體的底部并沿第一通道流動，依次流經蒸發器、第一風機組件，然后再被送至數據中心機房內；由于室外低溫空氣不斷被送入室內側，在室內產生正壓，在該室內正壓的作用下，室內熱空氣排向室外側，由此，由不斷進入的室外低溫空氣來置換室內熱空氣以實現對數據中心機房內部進行冷卻降溫。風閥組件還可置于介于該第一位置與第二位置之間以引入室外空氣和室內空氣的位置，此時整體式空調機組還可處于部分自然冷卻模式下運行，其對應的空氣循環路徑為前述兩種模式下的組合，具體在此不做贅述。
[0008]由上，由于風閥組件可在第一位置、第二位置以及介于這兩種位置之間的位置之間轉換，使整體式空調機組能夠在機械制冷模式、自然冷卻模式及部分自然冷卻模式下轉換，能夠在冬季以及室外溫度較低的過渡季節充分利用室外自然冷源來降低數據中心機房內的溫度，有利于提高整體式空調機組運行模式的靈活性和節約能源。同時，由于壓縮機、冷凝器、第一風機組件、蒸發器及第二風機組件等多個部件均收裝在殼體內，使空調機組的整體結構布局更加緊湊，與現有技術中利用管路實現分體式設置的室內機與室外機連接相t匕，能夠簡化空調機組的安裝過程。
[0009]優選的，所述殼體呈長方體狀，在該殼體的后表面上于其上部設有沿豎直方向排列的背面排風口，在該背面排風口處設有數量可控的排風口擋板。
[0010]采用上述結構，背面排風口沿豎直方向排列，可根據具體排風需要選擇適合的排風口，同時還可根據具體排風需要選擇所述排風口擋板對背面排風口的遮擋程度，方便了使用。
[0011]優選的，在所述殼體的左右兩表面上于其下部形成對稱設置的側面進風口，在所述殼體的后表面上于其下部設有背面進風口，并該側面進風口和背面進風口均位于所述背面排風口的下方。
[0012]采用上述結構，由于在所述殼體的左右兩表面和后表面上均設有進風口，能夠確保室外空氣進入所述空調機組內，同時，由于側面進風口和背面進風口均位于所述背面排風口的下方，使室外低溫空氣由側面進風口和背面進風口進入殼體底部，經過冷凝器后的熱空氣從較高位置的背面排風口排出，排出的熱空氣向上移動，避免該熱空氣向殼體底部一側流動，有效防止室外側進、排風短路。
[0013]優選的，在所述殼體的左右兩表面上于其上部形成對稱設置的側部排風口，在該側部排風口處設有余壓閥組件，該余壓閥組件包括余壓閥葉片和位于該余壓閥葉片內側的余壓閥擋板。
[0014]采用上述結構，在機械制冷模式下，于冷凝器處發生熱交換后的熱空氣從背面排風口排至室外側，此時，通過余壓閥擋板能有效防止向上流動的熱空氣將余壓閥葉片吹開而造成漏風。在自然冷卻模式下，在余壓閥擋板與余壓閥葉片之間形成正壓，有利于提高余壓閥葉片的密封性。
[0015]優選的，所述第二風機組件、蒸發器、第一風機組件、冷凝器以及壓縮機在豎直方向上由上至下依次設置，其中，所述第一風機組件與所述冷凝器緊挨著設置，所述第二風機組件與所述蒸發器緊挨著設置，并前兩者與后兩者間隔設置以形成第一空間；所述第一風機組件和所述冷凝器與所述殼體的前側間隔設置以形成第二空間，所述第一空間與第二空間連通并由兩者構成所述第一通道的一部分；在與所述第二空間相對的前側殼體上設有供室內氣體進入的正面回風口，所述風閥組件設置在所述第二空間內，并在打開或關閉所述正面回風口這兩種狀態之間轉換。進一步地，在所述冷凝器的底部還設有第一空氣過濾器，在所述蒸發器的底部還設有第二空氣過濾器，并該第二空氣過濾器與所述第一風機組件間隔設置。
[0016]采用上述結構，在機械制冷模式下，室內空氣進入殼體內，依次流經第二空間、第一空間、第二空氣過濾器、蒸發器、第二風機組件，然后再被輸送至數據中心機房的室內側；在自然冷卻模式下，在第二風機組件的作用下，室外空氣進入殼體的底部，依次流經第一空氣過濾器、第二空間、第一空間、第二空氣過濾器、蒸發器、第一風機組件，然后再被送至數據中心機房內。
[0017]優選的，所述風閥組件包括風閥軸、風閥葉片和風閥密封板，在該風閥組件上配置有控制所述風閥葉片圍繞所述風閥軸轉動的風閥執行器。
[0018]采用上述結構，在機械制冷模式下，風閥執行器控制風閥葉片圍繞風閥軸轉動使其置于第二位置處，使第二空間與室外側斷開而與室內側連通，以向殼體內引入室內空氣；在自然冷卻模式下，風閥執行器控制風閥葉片圍繞風閥軸轉動使其置于第一位置處，使第二空間與室外側連通以向殼體內引入室外空氣；在部分自然冷卻模式下，風閥執行器控制風閥葉片置于前述第一位置與第二位置中間。
[0019]優選的，在所述殼體內還設有沿豎直方向設置的隔板，該隔板位于所述第二風機組件、蒸發器、第一風機組件這三者的后側并與所述殼體的后表面間隔設置以形成第三空間，該第三空間構成所述第二通道的一部分。
[0020]采用上述結構，在機械制冷模式下，在第一風機組件的作用下，室外空氣由室外側進入殼體內，依次流經第一空氣過濾器、冷凝器、第一風機組件后進入第三空間，而后排至室外側。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為整體式空調機組的后視圖；
[0022]圖2為整體式空調機組的右視圖；
[0023]圖3為整體式空調機組的俯視圖；
[0024]圖4為整體式空調機組在機械制冷模式下的示意圖；
[0025]圖5為整體式空調機組在自然冷卻模式下的示意圖；
[0026]圖6為整體式空調機組上的余壓閥組件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面參照圖1?圖6對本發明所述的整體式空調機組的【具體實施方式】進行詳細的說明。
[0028]整體式空調機組通常配置在數據中心機房內。如圖1?3所示，整體式空調機組的殼體11通常呈長方體狀，在該殼體11的后表面上于其上部設有兩個背面排風口 11a，且這兩個背面排風口 I Ia沿豎直方向間隔設置。在背面排風口 I Ia處設有可拆卸的排風口擋板11b，該排風口擋板Ilb為多個且其設置數量可根據具體排風要求進行調整。在殼體11的上表面上設有頂部送風口 11c。在殼體11的左右兩表面上于其下部形成對稱設置的側面進風口 lie，在殼體11的后表面上于其下部設有背面進風口 Hf。
[0029]在殼體11的左右兩表面上于其上部形成對稱設置的側部排風口 I ld，在該側部排風口 Ild處設有余壓閥組件8，如圖6所示，余壓閥組件8具有余壓閥葉片81和位于在該余壓閥葉片81內側的余壓閥擋板82。在自然冷卻模式下，整體式空調機組將室外低溫空氣送至室內使在室內形成正壓，依靠該室內正壓使前述余壓閥葉片81打開，使室內熱空氣進入下述排風通道12b進而排至室外側。此時，在余壓閥擋板82與余壓閥葉片81之間形成正壓，有利于提高余壓閥葉片81的密封性。在機械制冷模式下，因在冷凝器2處發生熱交換所形成的熱空氣從背面排風口 Ila排至室外側，此時，通過余壓閥擋板82能有效防止向上流動的熱空氣將余壓閥葉片81吹開而造成漏風。
[0030]如圖4?5所示，整體式空調機組一般靠近數據中心機房的墻體設置，其通過進風通道12a和排風通道12b分別與室外連通，其中，進風通道12a的一端嵌入墻體中并與室外連通，其另一端分別與側面進風口 Ile和背面進風口 Ilf連通，主要用以將室外空氣引入殼體11內；排風通道12b分別與背面排風口 Ila及側部排風口 Ild連通，主要用以將經過熱交換后的空氣及室內熱空氣排到室外。在整體式空調機組的上方設有具有多個送風口的送風通道13，該送風通道13的一端與頂部送風口 Ilc連通，其另一端根據數據中心機房內的設備布局而在室內延伸，主要用以將冷空氣送至室內。另外，在殼體11的前表面上還設有供室內氣體進入殼體11內的正面回風口(未示出)。
[0031]如圖4?5所示，在整體式空調機組的殼體11內收裝有通過管路連接形成循環回路的壓縮機1、冷凝器2以及蒸發器5。壓縮機I設置在殼體11的底部，且在前后方向上基本呈居中設置。蒸發器5由兩片對稱設置的翅片式換熱器設置呈“V”形結構，采用這種結構，能夠在有限的空間內充分增大蒸發器5的換熱面積，有利于提高機械制冷效果并減少送風時的阻力。與冷凝器2相對應設有第一風機組件3，與蒸發器5相對應設有第二風機組件6，在本實施例中，第一風機組件3和第二風機組件6均采用可調速的風機，該第一風機組件3和第二風機組件6分別通過風機安裝板和風機安裝支架組成一個獨立的風機組件總成，該風機組件總成可從殼體11的正面獨立地整體裝配和拆卸，提高了第一風機組件3和第二風機組件6的裝配、維修的便利性。第二風機組件6、蒸發器5、第一風機組件3、冷凝器2以及壓縮機I在豎直方向上由上至下依次設置。其中，在冷凝器2的底部設有第一空氣過濾器10，第一風機組件3、冷凝器2以及該第一空氣過濾器10這三者緊挨著設置并靠近殼體11的下部設置；在蒸發器5的底部設有第二空氣過濾器4，第二風機組件6、蒸發器5以及該第二空氣過濾器4這三者緊挨著設置并靠近殼體11的上部設置，在殼體11前表面的內側緊貼設置有電控箱9，并該電控箱9與蒸發器5相對設置。
[0032]第二空氣過濾器4與第一風機組件3間隔設置，由這兩者之間的間隔構成第一空間。第一風機組件3和冷凝器2與殼體11的前表面間隔設置，由此形成第二空間，并該第二空間與第一空間連通。前述正面回風口位于殼體11的與第一風機組件3和冷凝器2相對的前側部分上，在機械制冷模式下，室內空氣由正面回風口進入殼體11內，依次流經第二空間、第一空間、第二空氣過濾器4、蒸發器5、第二風機組件6后，經由頂部送風口 Ilc進入送風風道13。在本實施例中，由第一空間和第二空間構成第一通道的一部分，該第一通道是指與蒸發器5處發生熱交換來形成冷空氣的室內空氣或室外空氣在殼體11內的共同流動路徑。
[0033]在殼體11內還設有沿豎直方向設置的隔板14，該隔板14位于第二風機組件6、蒸發器4、第一風機組件3這三者的后側，并與殼體11的后表面間隔設置以形成第三空間，該第三空間構成第二通道的一部分，該第二通道是指與冷凝器2發生熱交換后的熱空氣在殼體11內的流動路徑。在機械制冷模式下，在第一風機組件3的作用下，室外空氣經進風通道12a進入殼體11內，依次流經第一空氣過濾器10、冷凝器2、第一風機組件3、第三空間，再經由背面排風口 12a排至排風通道12b中以排至室外側。
[0034]如圖4?5所示，在殼體11前表面內側于正面回風口處設置有風閥組件7，該風閥組件7恰好收裝于前述第二空間內。風閥組件7主要由風閥軸、風閥葉片和風閥密封板組成，在風閥組件7上配置有模擬量控制的風閥執行器。風閥執行器通過室內溫度來控制風閥葉片在打開或關閉正面回風口這兩種狀態之間轉換，以控制風閥葉片的開啟度，以此來調節室外空氣和室內空氣的混合比例，從而提高室內溫度的控制精度。具體地，在機械制冷模式下，風閥執行器控制風閥葉片圍繞風閥軸轉動使其置于圖4中的A位置(構成第二位置)處，使第二空間與室外側斷開而與室內側連通，以向殼體11內引入室內空氣；在自然冷卻模式下，風閥執行器控制風閥葉片圍繞風閥軸轉動使其置于圖5中的B位置(構成第一位置)處，使第二空間與室外側連通以向殼體11內引入室外空氣；在部分自然冷卻模式下，風閥執行器控制風閥葉片置于前述A位置與B位置中間。
[0035]另外，整體式空調機組采用兩路供電模式，即系統控制器、第二風機組件6、風閥組件7及數據中心機房內的重要設備采用一路主要電源供電，壓縮機1、第一風機組件3則采用普通市電電源供電。若出現市電斷電時，可以保證系統控制器、風閥組件7、第二風機組件6正常工作，確保整體式空調機組進入自然冷卻模式下運行，從而保證數據中心機房內的重要設備正常工作。
[0036]下面結合圖1?6所示的結構描述，對整體式空調機組的工作原理進行簡單的描述。
[0037]當室外溫度高于室內溫度時，整體式空調機組處于機械制冷模式下運行。如圖4所示，風閥組件7的風閥葉片處于圖中A位置，使第二空間與室外側斷開而與室內側連通，壓縮機1、第一風機組件3和第二風機組件6在系統控制器的指令下處于機械壓縮式制冷運行狀態。此時的空氣循環路徑包括沿第一通道的流動部分和沿第二通道的流動部分，I)在第一通道內的流動路徑為:在第二風機組件6的作用下，室內熱空氣由正面回風口進入，依次流經風閥組件7、第二空氣過濾器4和蒸發器5，并在蒸發器5處進行熱交換而變成攜帶有冷量的低溫空氣，該低溫空氣由頂部送風口 Ilc進入送風通道13內，然后再被送至數據中心機房內；2)在第二通道內的流動路徑為:在第一風機組件3的作用下，室外空氣由側面進風口 lie和背面進風口 Ilf進入殼體11的底部，依次流經第一空氣過濾器10、冷凝器2、第一風機組件3、前述第三空間，并在冷凝器2處進行熱交換而變成熱空氣，該熱空氣由背面排風口 Ila進入排風通道12b內并排至室外側。
[0038]當室外環境溫度滿足自然冷卻條件時，整體式空調機組處于自然冷卻模式下運行。如圖5所示，風閥組件7的風閥葉片處于圖中B位置以將正面回風口關閉，此時，第二空間與室外連通。在系統控制器的指令下只有第二風機組件6運行，此時的空氣循環路徑為:在第二風機組件6的作用下，室外空氣從側面進風口 lie和背面進風口 Ilf進入殼體11的底部，依次流經第一空氣過濾器10、第二空間、第一空間、第二空氣過濾器4、蒸發器5、第一風機組件6，而后由頂部送風口 Ilc進入送風通道13內，然后再被送至數據中心機房內。由于室外低溫空氣不斷通過第二風機組件6被送入室內側，使得在室內產生正壓，在該室內正壓的作用下，前述余壓閥組件8開啟，室內熱空氣從側部排風口 Ild進入排風通道12b內并排至室外側，由此，由不斷進入的室外低溫空氣來置換室內熱空氣以實現對數據中心機房內部進行冷卻降溫。[0039]另外，整體式空調機組還可處于部分自然冷卻模式下運行，此時，風閥組件7的風閥葉片置于前述A、B位置之間，壓縮機1、第一風機組件3和第二風機組件6在系統控制器的指令下處于機械壓縮式制冷運行狀態，此時的空氣循環路徑為前述兩種模式下的組合，具體在此不做贅述。
[0040]由上，由于風閥組件7可在第一位置、第二位置以及介于這兩種位置之間的位置之間轉換，使整體式空調機組能夠在機械制冷模式、自然冷卻模式及部分自然冷卻模式下轉換，能夠在冬季以及室外溫度較低的過渡季節充分利用室外自然冷源來降低數據中心機房內的溫度，有利于提高整體式空調機組運行模式的靈活性和節約能源。同時，由于壓縮機
1、冷凝器2、第一風機組件3、蒸發器5及第二風機組件6等多個部件均收裝在殼體11內，使空調機組的整體結構布局更加緊湊，與現有技術中利用管路實現分體式設置的室內機與室外機連接相比，能夠簡化空調機組的安裝過程。
[0041]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種整體式空調機組，其特征在于，在所述空調機組的殼體(11)內收裝有形成循環回路的壓縮機(I)、冷凝器(2)以及蒸發器(5)，與所述冷凝器(2)相對應設有第一風機組件(3 )，與所述蒸發器(5 )相對應設有第二風機組件(6 )，在所述殼體(11)內形成供室內空氣依次流經所述蒸發器(5)、第二風機組件(6)的第一通道和供室外空氣依次流經冷凝器(2)、第一風機組件(3)的第二通道， 在所述殼體(11)內還設有風閥組件(7)，該風閥組件(7)在使所述第一通道與室外側連通以引入室外空氣的第一位置、使所述第一通道與室內側連通以引入室內空氣的第二位置以及介于該第一位置與第二位置之間以引入室外空氣和室內空氣的位置這三種位置之間轉換。
2.根據權利要求1所述的整體式空調機組，其特征在于，所述殼體(11)呈長方體狀，在該殼體(11)的后表面上于其上部設有沿豎直方向排列的背面排風口(Ila),在該背面排風口( I Ia)處設有數量可控的排風口擋板(lib)。
3.根據權利要求2所述的整體式空調機組，其特征在于，在所述殼體(11)的左右兩表面上于其下部形成對稱設置的側面進風口(lie)，在所述殼體(11)的后表面上于其下部設有背面進風口( I lf)，并該側面進風D(Ile)和背面進風D(Ilf)均位于所述背面排風口(Ila)的下方。
4.根據權利要求2所述的整體式空調機組，其特征在于，在所述殼體(11)的左右兩表面上于其上部形成對稱設置的側部排風口(lld)，在該側部排風口(Ild)處設有余壓閥組件(8)，該余壓閥組件(8)包括余壓閥葉片(81)和位于該余壓閥葉片(81)內側的余壓閥擋板(82)。
5.根據權利要求1所述的整體式空調機組，其特征在于，所述第二風機組件(6)、蒸發器(5)、第一風機組件(3)、冷凝器(2)以及壓縮機(I)在豎直方向上由上至下依次設置，其中，所述第一風機組件(3)與所述冷凝器(2)緊挨著設置，所述第二風機組件(6)與所述蒸發器(5)緊挨著設置，并前兩者與后兩者間隔設置以形成第一空間， 所述第一風機組件(3)和所述冷凝器(2)與所述殼體(11)的前側間隔設置以形成第二空間，所述第一空間與第二空間連通并由兩者構成所述第一通道的一部分， 在與所述第二空間相對的前側殼體上設有供室內氣體進入的正面回風口，所述風閥組件(7)設置在所述第二空間內，并在打開或關閉所述正面回風口這兩種狀態之間轉換。
6.根據權利要求5所述的整體式空調機組，其特征在于，在所述冷凝器(2)的底部設有第一空氣過濾器(10)，在所述蒸發器(5)的底部設有第二空氣過濾器(4)，并該第二空氣過濾器(4)與所述第一風機組件(3)間隔設置。
7.根據權利要求5所述的整體式空調機組，其特征在于，所述風閥組件(7)包括風閥軸、風閥葉片和風閥密封板，在該風閥組件(7)上配置有控制所述風閥葉片圍繞所述風閥軸轉動的風閥執行器。
8.根據權利要求5所述的整體式空調機組，其特征在于，在所述殼體(11)內還設有沿豎直方向設置的隔板(14)，該隔板(14)位于所述第二風機組件(6)、蒸發器(5)、第一風機組件(3)這三者的后側并與所述殼體(11)的后表面間隔設置以形成第三空間，該第三空間構成所述第二通道的一部分。
【文檔編號】F24F13/06GK103528133SQ201310421922
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】方旭明, 韓凱 申請人:阿爾西制冷工程技術（北京）有限公司