[发明专利]空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及低电力消耗的空调系统。

背景技术

在日本国特许公开公报2002-277001号中记载有如下的方法，即，在室内设置用于补充已设制冷设备的制冷能力的热交换器单元，以谋求增加包括利用空调机、信息设备的鼓风机而改善局部制冷能力的总制冷能力，此外，采用该方法能够将用于使信息设备降温而所需的追加制冷能力与信息设备、空调机一体设置，从而能将既存设备的改造控制为最低限度。

在设置较多服务器等信息设备的数据中心等信息关联设施中，在绝大多数情况下，空调设备一天到晚一年四季、24小时365日地运转。而且，信息关联设施的空调设备绝大部分时间都在对室内进行降温。因此，提高制冷能力是重要的，而且，节省花费在降温上的电力也是重要的。

发明内容

本发明的一技术方案是包括屋内热交换单元和屋外热交换单元的系统。屋内热交换单元包括以相对于水平方向设有角度的方式设置的屋内管而不包括风扇。在屋内管中，屋内管内部的制冷剂从室内(屋内)的高温的空气层受热而沸腾汽化，高温的空气层通过该屋内热交换单元而下降。屋外热交换单元包括设于屋外的比屋内管高的位置上的屋外管。屋外管以经由连通管而不经由压缩设备的方式与屋内管连接，使在屋内管中沸腾汽化的制冷剂凝结液化并返回屋内管。

该系统不包括压缩设备，是通过将屋外管配置在屋内管的上侧，利用汽化的制冷剂和液化的制冷剂的比重差使制冷剂自然循环，能够在室外温度低于室内温度时对室内进行冷却的节省电力型的系统。而且，屋内管的内部的制冷剂从高温的空气层受热而沸腾汽化，而高温的空气层的空气被冷却，通过屋内热交换单元而下降。因此，也能省略室内风扇。

在该系统中，屋内管非水平地配置，屋内管也可以沿铅垂方向配置。在该系统中，优选将屋内管相对于水平方向倾斜(非垂直)地配置，更优选将屋内管相对于天花板倾斜地配置在室内的天花板的附近。通过在天花板的附近相对于水平方向或相对于天花板倾斜地配置屋内管，屋内管与沿着室内上部的天花板的高温的空气层倾斜地接触。由此，天花板附近的高温的空气层的空气被冷却，进而高效率地通过屋内热交换单元而下降。因此，容易形成下降气流，即使省略室内风扇也容易提高室内的冷却效率。屋内管即使不是铅垂而是倾斜的，也能够以向屋内管的下侧供给凝结液化的制冷剂，从屋内管的上侧排出沸腾汽化的制冷剂这样的路径高效率地使制冷剂循环。因此，能提供用自然循环的、冷却效率高的屋内热交换单元。

该系统是在室外温度低于室内温度时能够对室内进行冷却的系统，对提高数据中心的制冷能力例如数据读取高峰时的制冷能力的作用较少。可是，因为不需要压缩设备和室内风扇，所以能够以较少的电力或不使用电力而得到制冷能力。因此，能降低24小时365日持续运转的空调所需的电力消耗。

屋内热交换单元能配置在设置于室内的地板上的落地式的空调机的空气吸入口或空气吸入路径上。能降低落地式的空调机的空调负荷，而能降低空调机的电力消耗。

屋内热交换单元也可以利用管道与落地式的空调机的空气吸入口连接。在能制冷的条件下，由倾斜地配置的屋内管形成下降气流。因此，即使用管道连接也能抑制增加空调机的压力损失。

系统既可以是具有对屋外管强制地供给外部空气的屋外风扇的系统，也可以是不具有屋外风扇的系统。优选具有屋外风扇的系统进一步具有控制屋外风扇的控制单元。控制单元优选具有暂时性地停止屋外风扇或暂时性地驱动屋外风扇，而对停止屋外风扇时的屋内管的吸热能力(制冷性能)进行评价的功能。而且，优选在控制单元中设置以下的功能，即，当在停止屋外风扇时的屋内管的吸热能力不低于在驱动屋外风扇时的屋内管的吸热能力时停止屋外风扇。能进一步削减屋外风扇消耗的电力。

此外，优选控制单元具有以下功能，即，当在停止屋外风扇时的屋内管的吸热能力和在驱动屋外风扇时的屋内管的吸热能力之差所造成的设置于室内的空调机的电力消耗的差小于屋外风扇的电力消耗时，停止屋外风扇。能谋求降低包括空调机在内的系统整体的制冷能力的电力消耗。

本发明的另一实施方式是控制系统的方法。该系统包括屋内管、屋外管、屋外风扇、控制该屋外风扇的控制单元。屋内管相对于水平方向倾斜地设置，屋内管的内部的制冷剂从室内的空气层受热而沸腾汽化。屋外管被设置在屋外的比屋内管高的位置，以经由连通管而不经由压缩设备的方式与屋内管连接，使在屋内管中沸腾汽化的制冷剂凝结液化并返回屋内管。屋外风扇对屋外管强制地供给外部空气。该方法具有以下的步骤。

1.控制单元暂时性地停止屋外风扇或暂时性地驱动屋外风扇，对停止屋外风扇时的屋内管的吸热能力进行评价。