氟泵循环冷媒自然冷却系统在专用空调中应用

氟泵循环冷媒自然冷却系统在专用空调中应用黄立丽刘永升（中国联通沈阳市分公司110013）摘要：我国华北、西北及东北等地区，室外气温低于0℃的天数占全年的百分比相当可观，利用这一自然冷源成为节能的首要措施。氟泵节能机在以上地区的节能效果也非常明显。关键字：氟泵;蒸发器;冷凝器1前言为响应国家努力建设成资源节约型，环境友好型和谐社会。在加强基础管理的同时，积极进行创新节能技术的尝试。在通信基站及大型机房，为维持恒定的室内温度需要全年为之降温，由此带来的巨额的耗电量及电费。在节能减排和降低运营成本的双重压力下，迫使人们不断地为研发新的节能技术和产品。氟泵循环冷媒自然冷却系统，就是针对大中型机房利用大气自然冷源而研发的高效节能新产品。2相关简介2.1基本概念氟泵循环冷媒式自然冷却系统，由氟泵、蒸发器（室内冷却器）、冷凝器（室外散热器）等部件组成，耐高压的铜管将之连接成密闭的系统，系统充注一定量的低沸点介质，即制冷剂或其混合物，氟泵循环制冷剂在系统中循环。自然冷源分为直接利用新风技术（新风直接和回风混合，严寒地区，室内外温差过大，造成机房结露及加湿负荷增加、污染地区，过滤器使用周期缩短、高湿地区需要额外的除湿）和间接利用新风技术（乙二醇节能机组及LG型氟泵节能机）2.2工作原理氟泵强制液体制冷剂流过蒸发器，室内热空气放热给蒸发器内循环的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热气化，带气泡的制冷剂液体循环到冷凝器内，再将其携带的热量释放到室外大气中，制冷剂放热后变为过冷液体。如此连续工作下去，就可以实现室外冷空气在不接触的情况下冷却室内热空气。在该系统内，氟泵强制循环制冷剂液体，使其流过蒸发器、冷凝器内的流速增加，提高换热效率。另一方面，蒸发器和冷凝器安装的相对位置和距离不受限制，安装方便、灵活。见图1。图1氟泵循环冷媒式自然冷却系统原理2.3氟泵循环冷媒式自然冷却系统与机房专用空调机组结合自然冷却系统可以和空调制冷系统联合使用，也可以各自单独运行。自然冷却系统根据冷凝器是否对空气进行加湿降温可分为：间接干式冷却和间接湿式冷却。自然冷却和制冷系统组合后的制冷模式根据室外环境温度可分为：完全空调机组制冷、自然冷却和风冷机组联合制冷、完全自然冷却制冷。图2中所示的是自然冷却和风冷机组不能同时开启，只存在完全风冷静机组制冷和完全自然制冷两种模式、图3中所示可以实现自然冷却和风冷机组组合制冷，但会增加制冷末端转换系统的初投资。选择哪个系统要根据当地的气候条件、初投资和回收年限可以选择将自然冷却系统与制冷系统并联或各自单独运行。图2自然冷却系统与制冷系统并联原理图图3自然冷却系统与制冷系统独立运行原理图需要注意的是：（1）自然冷却系统，制冷剂与空气、室内空气及室外空气都不接触，保证了制冷剂与室内空调的洁净度；（2）制冷剂均为低沸点介质，沸点在零下40度以下，在我气象条件下使用不存在冻胀的问题。2．4系统特点2．4．1氟泵强制制冷剂游循环流动，集热管换热器的高效、溶液循环式自然冷却系统的安装灵活等优点于一身。在该系统内，氟泵强制循环制冷剂液体，使其流过蒸发器、冷凝器内的流速增加，提高换热效率；另一方面，蒸发器和冷凝器安装的相对位置和距离不受限制，安装方便、灵活。2．4．2采用高效的换热器和灵活的系统形式。室内机及室外机均采用铝制换热器，重量轻，换热效果好。2．4．3采用完善的模式和智能化的控制器。当室外温度低于15℃时，可以关闭制冷机组，只运行冷却系统即可达到空调机房设计要求；当能效比低于2.0时，停止使用自然冷却系统；当气温大于15℃，但能效比大于2.0时，可将两个系统同时开启，以便降低制冷系统热负荷，节约电能。2．4．4系统构造简单，运行可靠性高，成本低，投资回收期短，维修和检修方便。2．5北方部分城市2005年月平均气温（图4）图4北方部分城市月平均气温由上表可知，在我国华北、西北及东北等地区，室外气温低于0℃的天数占全年的百分比相当可观，利用这一自然冷源成为节能的首要措施。氟泵节能机在以上地区的节能效果也非常明显。2．6制冷节能原理氟泵节能机与机房空调配套使用。在夏季，制冷压缩机运行；当室外温度低于设定点时，自动切换为氟泵制冷系统运行，保证全年机房空调安全可靠运行。2．7节能技术关键点压缩机功率在10kW左右，氟泵功率在1kW左右。在室外低温情况下，氟泵的制冷量与10kW压缩机产生的制冷量基本相等。这就是氟泵节能的关键所在。2．8实际应用对沈阳联通公司某通信中心大楼内的部分机房空调进行改装，安装了氟泵节能机（LGJN-60-FB），并进行了现场调试和能耗数据测试。得出结果是：每年约有三个月可以全部用自然冷却为机房降温，约有四个月自然冷却可以与机械制冷联合运行，全年用电量节约45%以上。3结束语LGJN-60-FB型氟泵节能装置是一种新型的节能产品。该产品采用间接利用自然冷源的方式，消除了直接利用自然冷源的所有弊端。在不改变原有机房空调结构及制冷系统基础上在空调回风口上加装的辅助节能产品，实现了双工况复合制冷循环，各项指标符合通信机房对温湿度及洁净度较高的要求，具有显著的节能效果。