CN102128489B - 数据中心分散式空调系统改良结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据中心分散式空调系统改良结构，包括若干个精密空调换热器及柜顶空调蒸发器，所述精密空调换热器的冷冻水冷凝端一与室外制冷系统的换热蒸发器热交换，还包括冷媒循环系统，所述若干个柜顶空调蒸发器并联于冷媒循环系统中，每个柜顶空调蒸发器的入口端都设有一个阀门，所述冷媒循环系统的冷凝端二与一中间换热器的蒸发端进行热交换，所述中间换热器的冷冻水冷凝端三与室外制冷系统的换热蒸发器热交换。本发明更好的解决机房内机柜局部过热问题及能耗过高问题，使系统更加优化，结构更加简洁，降低投入成本。

Description

数据中心分散式空调系统改良结构
技术领域
本发明涉及空调系统，尤其涉及信息数据设备机房中使用的空调系统。
背景技术
数据中心，即信息数据设备机房，随着人们技术生活水平的不断提高，信息技术和网络的应用日益深入人们生产、生活的方方面面，而且它们对人们的生活也进行着革命性的改变。于此同时，数据和信息的存储和交换设备也在数量和规模上也越来越巨大。数据和信息的存储和交换中心有大量的IT设备，其具有一定的功率，且发热率很高；该设备的正常运行需要给予良好的温度环境。目前，机房中常见的为精密空调实施下送风，该技术在一定程度上解决了设备发热的问题。但是，随着生产生活的需要，机柜中的设备密度越来越高，且出现了节约空间的刀片式设备，这使得原来的精密空调调节方式已经不能满足要求，并且精密空调耗能巨大，和现在的社会的节能导向相违背。目前也有应用水冷的形式对机房中的机柜进行冷却，如机柜背部冷水管冷却等，但是冷水冷却在中国有着巨大的实现障碍，因为我国机房一般都不允许水进入，因为水的引入对机房中的数据设备有很大的安全威胁。现有技术中也出现有精密空调配合若干局部空调进行机房内温度的精细化调节，如中国国家知识产权局在2010年7月28日公开的公开号为101790299A，名称为一种变风量智能气流调控系统的发明专利申请，从而解决机房内局部过热问题及能耗过高问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是基于现有技术提供一种数据中心分散式空调系统改良结构，更好的解决机房内机柜局部过热问题及能耗过高问题，使系统更加优化，结构更加简洁，降低投入成本。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：数据中心分散式空调系统改良结构，包括室外制冷系统、若干个维护机房内整体温湿度环境的精密空调换热器及若干个设在数据机柜上方用于消除数据机柜局部热点的柜顶空调蒸发器，其特征在于：所述精密空调换热器的冷冻水冷凝端一与室外制冷系统的换热蒸发器热交换，还包括冷媒循环系统，所述冷媒循环系统包括冷凝端二，连通冷凝端二的出液管路及回液管路，冷凝端二的出液口端依次连接有气液分离器及冷媒驱动泵，所述若干个柜顶空调蒸发器并联于冷媒循环系统的出液管路及回液管路中形成循环，每个柜顶空调蒸发器的入口端都设有一个阀门，所述冷媒循环系统的冷凝端二与一中间换热器的蒸发端进行热交换，所述中间换热器的冷冻水冷凝端三与室外制冷系统的换热蒸发器热交换。
优选的，所述冷媒驱动泵为变频泵，根据阀门开启的状况智能变频调节。
改进的，所述精密空调换热器与中间换热器为共用同一个冷冻水冷凝端的并联结构，把冷冻水冷凝端一与冷冻水冷凝端三合二为一设计，冷冻水冷凝端一的出水口端设有共用的变频水泵，所述中间换热器的回水管上设有冷冻水阀。这样精密空调换热器及柜顶空调蒸发器可以共用一个室外制冷系统，简化结构，降低成本。
优选的，所述阀门为节流阀。
改进的，所述每个柜顶空调蒸发器上设有主风口及朝向相邻两侧机柜的两个辅助风口，所述主风口及两个辅助风口的开关状态由空调系统的控制系统独立智能控制。当其中一个机柜的某点温度过高，其对应柜顶空调蒸发器不能满足其降温要求时，则其相邻的一个或两个柜顶空调蒸发器的辅助风口开启，负责提供额外冷量，实现热点的消除。同样，当出现热点的机柜对应的柜顶空调出现故障时，也是依上述规则进行冷却。其中一个或两个柜顶空调蒸发器辅助风口的开启规则根据实际需要程序设定。
本发明采用上述结构，引用了水冷式的中间换热器及冷媒循环系统，即使距离机柜很近，也不会产生漏水，冷媒万一泄露也会汽化，不会对数据设备造成安全威胁；该设备也通过对硬件设备的改装和控制系统的布置，实现了无凝露的末端，从而使数据设备的安全万无一失。本发明更好的解决了机房内机柜局部过热问题及能耗过高问题，精密空调换热器负责整体环境的维持，为常开；柜顶空调蒸发器负责热点的消除，只有在热点出现时才运行。该空调系统模式针对现代数据中心的机柜集中发热的特点，改变传统空调的“均匀主义”送风方式，给需要的地方需要的冷量；使得机柜的热点问题得到有效解决，并且减少了在降低温度时不均匀引起的冷量浪费，很大程度上节约了电力，使系统更加优化，结构更加简洁，降低投入成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明数据中心分散式空调系统改良结构的系统结构示意图一；
图2为本发明数据中心分散式空调系统改良结构的立面结构示意图；
图3为本发明数据中心分散式空调系统改良结构的系统结构示意图二。
具体实施方式
如图1所示，为本发明数据中心分散式空调系统改良结构实施例一，包括室外制冷系统、若干个维护机房内整体温湿度环境的精密空调换热器2及若干个设在数据机柜6上方用于消除数据机柜局部热点的柜顶空调蒸发器3，所述精密空调换热器2的冷冻水冷凝端一21与室外制冷系统的换热蒸发器11热交换，图中22为精密空调变频水泵。还包括冷媒循环系统，所述冷媒循环系统包括冷凝端二41，连通冷凝端二41的出液管路42及回液管路43，冷凝端二41的出液口端依次连接有气液分离器44及冷媒驱动泵45，冷媒驱动泵45为变频泵，所述若干个柜顶空调蒸发器3并联于冷媒循环系统的出液管路42及回液管路43中形成循环，每个柜顶空调蒸发器3的入口端都设有一个阀门31，阀门31为节流阀，所述冷媒循环系统的冷凝端二41与一中间换热器的蒸发端51进行热交换，所述中间换热器的冷冻水冷凝端三52与室外制冷系统的换热蒸发器热11交换，图中54为中间换热器变频水泵，46为膨胀水箱，12为节流阀，13为冷凝器，14为压缩机。
如图2，本发明中所述每个柜顶空调蒸发器3上设有主风口32及朝向相邻两侧机柜的两个辅助风口33，所述主风口及两个辅助风口的开关状态由空调系统的控制系统独立智能控制。当其中一个机柜的某点温度过高，其对应柜顶空调蒸发器不能满足其降温要求时，则其相邻的一个或两个柜顶空调蒸发器的辅助风口开启，负责提供额外冷量，实现热点的消除。同样，当出现热点的机柜对应的柜顶空调蒸发器出现故障时，也是依上述规则进行冷却，如图中b数据机柜出现热点，其上方的B柜顶空调蒸发器冷量不够或不能工作时，控制系统控制左右两侧的A、C柜顶空调蒸发器中的辅助风口根据实际状况智能开启，其中一个或两个柜顶空调蒸发器辅助风口的开启规则根据实际需要程序设定。上述这种结构将正常配置的规定空调蒸发器相互间可以智能调配工作，可以减少或不配备备用柜顶空调蒸发器，节省设备投入，简化机房布置设计，占用更少空间，利于散热，减低投入成本。
如图3，所述精密空调换热器与中间换热器为共用同一个冷冻水冷凝端一21的并联结构，把冷冻水冷凝端一与冷冻水冷凝端三合二为一设计，冷冻水冷凝端一的出水口端设有共用的精密空调变频水泵22，所述中间换热器的回水管上设有冷冻水阀53。图中显示的柜顶空调蒸发器与数据机柜为一对一布置，实际中并不局限于此单一结构，也可以为一对二或二对一等各种组合。
本发明中的中间换热器可以根据实际需要布置多组，每组对应与部分柜顶空调蒸发器形成循环进行热交换。

Claims (6)

1.数据中心分散式空调系统改良结构，包括室外制冷系统、若干个维护机房内整体温湿度环境的精密空调换热器(2)及若干个设在数据机柜上方用于消除数据机柜局部热点的柜顶空调蒸发器(3)，其特征在于：所述精密空调换热器的冷冻水冷凝端一(21)与室外制冷系统的换热蒸发器(11)热交换，还包括冷媒循环系统，所述冷媒循环系统包括冷凝端二(41)，连通冷凝端二的出液管路(42)及回液管路(43)，冷凝端二的出液口端依次连接有气液分离器(44)及冷媒驱动泵(45)，所述若干个柜顶空调蒸发器并联于冷媒循环系统的出液管路及回液管路中形成循环，每个柜顶空调蒸发器的入口端都设有一个阀门(31)，所述冷媒循环系统的冷凝端二(41)与一中间换热器的蒸发端(51)进行热交换，所述中间换热器的冷冻水冷凝端三(52)与室外制冷系统的换热蒸发器(11)热交换。
2.根据权利要求1所述的数据中心分散式空调系统改良结构，其特征在于：所述精密空调换热器与中间换热器为共用同一个冷冻水冷凝端的并联结构，把冷冻水冷凝端一与冷冻水冷凝端三合二为一设计，冷冻水冷凝端一的出水口端设有共用的变频水泵，所述中间换热器的回水管上设有冷冻水阀。
3.根据权利要求1或2所述的数据中心分散式空调系统改良结构，其特征在于：所述每个柜顶空调蒸发器上设有主风口(32)及朝向相邻两侧机柜的两个辅助风口(33)，所述主风口及两个辅助风口的开关状态由空调系统的控制系统独立智能控制。
4.根据权利要求1或2所述的数据中心分散式空调系统改良结构，其特征在于：所述冷媒驱动泵为变频泵。
5.根据权利要求3所述的数据中心分散式空调系统改良结构，其特征在于：所述冷媒驱动泵为变频泵。
6.根据权利要求3所述的数据中心分散式空调系统改良结构，其特征在于：所述阀门为节流阀。
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