CN102573425B

CN102573425B - 一种机房节能双循环系统

Info

Publication number: CN102573425B
Application number: CN201210016637.0A
Authority: CN
Inventors: 邬刚; 周寅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: CN102573425A

Abstract

本发明涉及一种机房节能双循环系统，包括热交换器、热交换机柜和节能机柜，节能机柜包括机柜上风腔、设备安装单元、机柜下风腔、温控排风单元和温控送风单元，多个节能机柜依次串接后与热交换机柜相连接，机柜下风腔与热交换机柜的下风腔传递冷风，机柜下风腔中冷风通过设备安装单元热交换后在热交换机柜的上风腔形成热风，机柜上风腔与热交换机柜的上风腔传递热风，由此构成封闭的内循环风道；室内蒸发器通过冷媒管道与机房外的热交换器的室外冷凝器相连接构成热交换系统的外循环管道。本发明的有益效果为：只针对被温控设备的设备精确温控的制冷内循环，可以根据不同设备需要的温度散热要求专门进行控制，每一个节能机柜都可以独立控制。

Description

一种机房节能双循环系统

技术领域

本发明涉及机房电气设备节能领域，特别涉及一种机房节能双循环系统。

背景技术

电气设备机房的主要特点是：机房内置有大量的电气设备，电气设备长时间地无人值守工作运行。机房人员实际进入机房进行设备维护的时间很短。为了保证机房内的电气设备在合适的环境中正常工作，机房内设置了机房空调，用以调节机房内的环境温度，保证机房内各类电气设备处于适合的工作环境温度。由于机房内的电气设备24小时常年运行，机房空调常年开启，机房空调电力消耗占机房整体电力消耗的比例很高。随着经济的迅速发展，电气设备机房的数量也越来越多，以及人类对能源和环保的要求也不断提高，因此，空调的能耗已日益引起人们的高度关注。

根据现有的建筑设计保温标准，在机房环境温控的空调电耗中，约有40％的电耗用于进行抵御房屋的保温散热，60％的机房空调电耗产生的冷热能量将损耗于在穿过室内开放空间抵达设备机柜外壳表面的过程。传统机房室内平面布置中，电气设备被安置在封闭的机柜中，设备透过机柜面板上的孔隙吸收穿过开放空间来自机房空调的能量。由于机房常年无人值守，由建筑设计保温标准引起的机房开放空间的机房空调的温控电耗就成为了无效的温控电耗。传统机房环境温控状况是：1、机房温控气流循环死角所引起的局部区域高温带来的制冷冗余；2、不同时间段设备的发热量不同，引起的对低发热量设备施以过多的制冷量冗余；3、建筑保温不完善引起的辐射热造成的制冷量。传统的机房温控系统设备温控循环方式是不直接针对被温控设备，而是针对机房整体空间构成的开放循环方式。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种机房节能双循环系统，改变了传统机房空调对机房全空间的温控方式，将能量在第一时间直接供给节能机柜里安装的设备单元实现局部温控，提高了机房温控的电力资源利用率，降低了机房温控电耗，实现机房设备的温控制冷量小于设备发热量。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种机房节能双循环系统，包括设置在机房外的热交换器、设置在机房内的热交换机柜和节能机柜，所述的节能机柜包括机柜上风腔、设备安装单元、机柜下风腔、温控排风单元和温控送风单元，节能机柜的侧板上部设置有风量上传送口、侧板下部设置有风量下传送口，温控排风单元设置于设备安装单元的上方，用于将设备单元发出的热量有控制地排往机柜上风腔；温控送风单元设置在设备安装单元的下方，用于将机柜下风腔中的冷风有控制地送往设备安装单元；多个节能机柜依次串接后与热交换机柜相连接，热交换机柜包括上风腔、热交换设备单元和下风腔，热交换设备单元内安装有热交换器的室内蒸发器，热交换机柜的上风腔的热风通过室内蒸发器热交换后在下风腔形成冷风，每一个节能机柜的机柜下风腔与热交换机柜的下风腔通过风量下传送口互相连通并传递冷风，每一个机柜下风腔中冷风通过设备安装单元热交换后在热交换机柜的上风腔形成热风，每一个节能机柜的机柜上风腔与热交换机柜的上风腔通过风量上传送口互相连通并传递热风，由此构成封闭的内循环风道；室内蒸发器通过冷媒管道与机房外的热交换器的室外冷凝器相连接构成热交换系统的外循环管道。

作为优选，所述的热交换设备内安装有空调蒸发器，空调蒸发器设置在热交换器的室内蒸发器的一侧，空调蒸发器过管道与机房外空调的室外冷凝器相连接构成辅助散热的循环管道。

作为优选，所述的温控排风单元包括主排风机、至少一个温控排风口，及与所述温控排风口关联的进行风量控制的至少一个风量控制器A。

作为优选，所述的温控送风单元包括主送风机、至少一个温控送风口，及与所述温控送风口关联的进行风量控制的至少一个风量控制器B。

作为优选，所述的温控排风单元的控制面板上分别设置有检修送风口A。

作为优选，所述的温控送风单元的控制面板上分别设置有检修送风口B。

本发明的有益效果为：本发明是只针对被温控设备的设备精确温控的制冷内循环，可以根据不同设备需要的温度散热要求专门进行控制，每一个节能机柜都可以独立控制；具体为：1、消除了空调冷能在机房空间的传输损耗，不需要对整个房间进行大范围制冷；2、减少了设备发出的高温热量在机房室内空间的弥散释放；3、消除了设备发热量不均匀引起的设备温控冗余；4、消除了机房温控气流循环死角。

附图说明

图1是本发明实施例1的机房室内平面布置图；

图2是本发明实施例2的机房室内平面布置图；

图3是本发明中节能机柜的侧视结构示意图；

图4是本发明中温控排风单元的结构示意图；

图5是本发明中温控送风单元的结构示意图。

附图中的标号分别为：热交换器1、室内蒸发器1-1、节能机柜2、机柜上风腔2-1、设备安装单元2-2、机柜下风腔2-3、温控排风单元2-4，主排风机2-4-1，温控排风口2-4-2，风量控制器A2-4-3，检修送风口A2-4-4，风量上传送口2-5、风量下传送口2-6，温控送风单元2-7，主送风机2-7-1，温控送风口2-7-2，风量控制器B2-7-3，检修送风口B2-7-4，热交换机柜3、上风腔3-1、热交换设备单元3-2、下风腔3-3，空调4，空调蒸发器4-1，机房5。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做详细的介绍：

实施例1：如图所示，这种机房节能双循环系统，包括设置在机房5外的热交换器1、设置在机房5内的热交换机柜3和节能机柜2，所述的节能机柜2包括机柜上风腔2-1、设备安装单元2-2、机柜下风腔2-3、温控排风单元2-4和温控送风单元2-7，所述的温控排风单元2-4包括主排风机2-4-1、至少一个温控排风口2-4-2，检修送风口A2-4-4、及与所述温控排风口2-4-2关联的进行风量控制的至少一个风量控制器A2-4-3。所述的温控送风单元2-7包括主送风机2-7-1、至少一个温控送风口2-7-2，检修送风口B2-7-4及与所述温控送风口2-7-2关联的进行风量控制的至少一个风量控制器B2-7-3。温控排风单元2-4设置于设备安装单元2-2的上方，用于将设备单元发出的热量有控制地排往机柜上风腔2-1；温控送风单元2-7设置在设备安装单元2-2的下方，用于将机柜下风腔2-3中的冷风有控制地送往设备安装单元2-2。根据机柜内温度传感器的监测数据自动或人工地进行风量控制，按需求更精确地将能量分配给机柜内各设备安装单元，减少空调能量在设备单元内设备安装较少的节能机柜中的能量浪费。温控排送单元可以是独立的单一个体或是由机柜内的多个分离的个体组合构成。设备安装单元2-2用于安放机房内对环境温度有要求的电气设备，如蓄电池、传输设备、有线电视设备、无限发射设备、整流电源、服务器主机、路由器等电器设备。

所述节能机柜2的侧板上部设置有风量上传送口2-5、侧板下部设置有风量下传送口2-6，节能机柜侧板将传送来的能量在未被机柜设备安装区域里的设备使用之前均被限制在节能机柜内部，减少了能量在机房自由空间的损耗。多个节能机柜2串接形成一行节能机柜，多行节能机柜并列连接构成节能机柜组群，本实施例中采用5个节能机柜2依次串接后与热交换机柜3相连接。热交换机柜3包括上风腔3-1、热交换设备单元3-2和下风腔3-3，热交换设备单元3-2内安装有热交换器1的室内蒸发器1-1，热交换机柜3的上风腔3-1的热风通过室内蒸发器1-1热交换后在下风腔3-3形成冷风，每一个节能机柜2的机柜下风腔2-3与热交换机柜3的下风腔3-3通过风量下传送口2-6互相连通并传递冷风，每一个机柜下风腔2-3中冷风通过设备安装单元2-2热交换后在热交换机柜3的上风腔3-1形成热风，每一个节能机柜2的机柜上风腔2-1与热交换机柜3的上风腔3-1通过风量上传送口2-5互相连通并传递热风，由此构成封闭的内循环风道；室内蒸发器1-1通过冷媒管道与机房外的热交换器1的室外冷凝器相连接构成热交换系统的外循环管道。

工作原理：当工作在排风模式时，它根据设备安装单元2-2里的设备温度设定需求相应地启动和控制主排风机2-4-1的转速。将设备安装单元2-2里的高温热量排往节能机柜上部的排风通道。当工作在送风模式时，它根据设备安装单元2-2里的设备温度需求相应地启动和控制主送风机2-7-1的转速。将节能机柜底部送风通道区域的低温冷风送入设备安装单元2-2，对设备安装单元2-2制冷。当工作在人工检修模式时，温控排风单元2-4和温控送风单元2-7将冷风从其面板的检修送风口A2-4-4和检修送风口B2-7-4向机柜正前方送出，改善检修人员的工作环境温度。

实施例2：如图2所示，与实施例1的区别之处在于：所述的热交换设备3-2内安装有空调蒸发器4-1，空调蒸发器4-1设置在热交换器的室内蒸发器1-1的一侧，空调蒸发器4-1过管道与机房5外空调4的室外冷凝器相连接构成辅助散热的循环管道。在换热效率不高的情况下，空调4作为辅助的制冷系统，对在热交换设备3-2内进入下风腔3-3的风进行辅助制冷处理。

设备节能系统原理分析：

实验室环境设备温控测试报告

设备名称：移动通信基站

设备型号：ERICSSON：RBS 2206

设备标称工作环境温度：室内基站工作环境温度+5～40℃

设备满负荷时温度实测试报告：

*结论设备满负荷时机柜外与机柜排风口温差△＝15℃。

由于节能系统换热器的输入热源取自节能机柜而不是取自机房，因此换热器的入口气流温度高达40度以上，而室外夏季平均最高气温也就30多度，因此大大提高了换热器的换热效率，可使换热节能全年工作。

通过上述技术方案可知，本发明机房节能双循环系统可将冷热能针对性地提供给节能机柜内的设备安装单元，对设备安装单元区域里的应用设备进行温度控制，即实现“内冷式”温控过程。本发明节省了对非设备区域进行无为温控所需的电力消耗，因此，本发明提高了机房温控电力资源的利用率，减少了空调无效电耗，降低了机房温控成本。进一步的，本发明节能机柜具有应用电气设备安装适应性强，易于标准化生产和易于传统机柜的替换等优点。

除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种机房节能双循环系统，其特征在于：包括设置在机房（5）外的热交换器（1）、设置在机房（5）内的热交换机柜（3）和节能机柜（2），所述的节能机柜（2）包括机柜上风腔（2-1）、设备安装单元（2-2）、机柜下风腔（2-3）、温控排风单元（2-4）和温控送风单元（2-7），节能机柜（2）的侧板上部设置有风量上传送口（2-5）、侧板下部设置有风量下传送口（2-6），温控排风单元（2-4）设置于设备安装单元（2-2）的上方，用于将设备单元发出的热量有控制地排往机柜上风腔（2-1）；温控送风单元（2-7）设置在设备安装单元（2-2）的下方，用于将机柜下风腔（2-3）中的冷风有控制地送往设备安装单元（2-2）；多个节能机柜（2）依次串接后与热交换机柜（3）相连接，热交换机柜（3）包括上风腔（3-1）、热交换设备单元（3-2）和下风腔（3-3），热交换设备单元（3-2）内安装有热交换器（1）的室内蒸发器（1-1），热交换机柜（3）的上风腔（3-1）的热风通过室内蒸发器（1-1）热交换后在下风腔（3-3）形成冷风，每一个节能机柜（2）的机柜下风腔（2-3）与热交换机柜（3）的下风腔（3-3）通过风量下传送口（2-6）互相连通并传递冷风，每一个机柜下风腔（2-3）中冷风通过设备安装单元（2-2）热交换后在热交换机柜（3）的上风腔（3-1）形成热风，每一个节能机柜（2）的机柜上风腔（2-1）与热交换机柜（3）的上风腔（3-1）通过风量上传送口（2-5）互相连通并传递热风，由此构成封闭的内循环风道；室内蒸发器（1-1）通过冷媒管道与机房外的热交换器（1）的室外冷凝器相连接构成热交换系统的外循环管道；所述的热交换设备（3-2）内安装有空调蒸发器（4-1），空调蒸发器（4-1）设置在热交换器的室内蒸发器（1-1）的一侧，空调蒸发器（4-1）过管道与机房（5）外空调（4）的室外冷凝器相连接构成辅助散热的循环管道；所述的温控排风单元（2-4）包括主排风机（2-4-1）、至少一个温控排风口（2-4-2），及与所述温控排风口（2-4-2）关联的进行风量控制的至少一个风量控制器A（2-4-3）；所述的温控送风单元（2-7）包括主送风机（2-7-1）、至少一个温控送风口（2-7-2），及与所述温控送风口（2-7-2）关联的进行风量控制的至少一个风量控制器B（2-7-3）。

2.根据权利要求1所述的机房节能双循环系统，其特征在于：所述的温控排风单元（2-4）的控制面板上分别设置有检修送风口A（2-4-4）。

3.根据权利要求1所述的机房节能双循环系统，其特征在于：所述的温控送风单元（2-7）的控制面板上分别设置有检修送风口B（2-7-4）。