CN102748812A - 一种机房空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机房空调，包括：壳体、位于壳体内的蒸发器和压缩机，位于壳体内的等焓加湿器以及水雾导引管；在所述蒸发器的一侧与所述壳体侧壁之间设置有旁通风道；所述水雾导引管的一端与所述等焓加湿器相连，用于将所述等焓加湿器产生的水雾引导到所述旁通风道内，所述水雾导引管的另一端与出口管路件相连，所述出口管路件用于将所述水雾导引管中的水雾喷出，喷出的水雾对所述旁通风道内的空气加湿；在所述旁通风道的进口端设置有风阀，用于控制进入所述旁通风道的风量；所述旁通风道内加湿后的空气从所述旁通风道的出口端排出。本发明机房空调可以降低机房空调加湿能耗。

Description

一种机房空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种机房空调。

背景技术

数据机房需要恒温恒湿的外部环境，才能保证机房的数据传输可靠性。目前，机房普遍配备精密空调，随着数据机房的迅速发展，精密空调的需求量也成快速增长趋势。

数据机房的设备发热量非常大，精密空调的平均能耗占到整个机房设备总耗电量的30％-40％，因此如何在确保机房环境温湿度的前提下，最大限度地降低空调能耗成为机房节能的关键所在。

目前机房空调由于某些条件的限制，显热比（SHF，指空气的温度及湿度变化时，针对全热量(热函)变化的显热量比率）一般在90％左右，潜热部分即引起空气中水析出，为了满足机房环境的湿度要求，必然会产生加湿需求。普通精密空调配备的加湿器一般为电极式加湿器或红外线加湿器，是等温加湿方式，水蒸气在蒸发器出口与空气混合，空气温度保持不变，湿度增加，实际所得制冷量减少，即利用热能将液态水转化成蒸汽与空气混合进行加湿。采用等温加湿形式的加湿器有：干蒸汽加湿器、电极加湿器、电热加湿器、蒸汽转蒸汽加湿器等基本形式。

理论上1kg/h的加湿量耗能超过650W，对于100kW的精密空调，以10kg/h的加湿量计算，至少需要6.5kWh的功耗，这种精密空调中加湿器能耗占总能耗的15％以上，实际能效很低，不符合目前机房节能的发展趋势。

发明内容

本发明实施例针对上述现有技术存在的问题，提供一种机房空调，以降低机房空调加湿能耗。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一种机房空调，包括：壳体、位于壳体内的蒸发器和压缩机，还包括：位于壳体内的等焓加湿器以及水雾导引管；在所述蒸发器的一侧与所述壳体侧壁之间设置有旁通风道；所述水雾导引管的一端与所述等焓加湿器相连，用于将所述等焓加湿器产生的水雾引导到所述旁通风道内，所述水雾导引管的另一端与出口管路件相连，所述出口管路件用于将所述水雾导引管中的水雾喷出，喷出的水雾对所述旁通风道内的空气加湿；

在所述旁通风道的进口端设置有风阀，用于控制进入所述旁通风道的风量；所述旁通风道内加湿后的空气从所述旁通风道的出口端排出。

本发明实施例的机房空调，采用等焓加湿方式，水的汽化是通过吸收被加湿空气中的热量实现的，等焓加湿器11本身无需克服水的汽化潜热，只需要提供雾化或者流动的动力，1kg/h的加湿量只需约50w的能耗，远远低于等温加湿，因此节能效果显著。而且，本发明实施例的机房空调由于采用了等焓加湿，在给空气加湿的同时还能降低空气的温度，起到了一部分制冷的效果，增加了净冷量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明机房空调实施例1的主视图；

图2是本发明机房空调实施例1的左视图；

图3是本发明机房空调实施例1的右视图；

图4是本发明机房空调实施例2的主视图；

图5是本发明机房空调实施例2的左视图；

图6是本发明机房空调实施例2的右视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

为了解决现有机房空调加湿能耗高的缺点，本发明实施例的机房空调采用等焓加湿方式，大幅降低加湿能耗，实现数据机房的节能需求。

如图1所示，是本发明机房空调实施例1的主视图，图2是该机房空调的左视图，图3是该机房空调的右视图。

该实施例中，所述机房空调采用下出风结构形式，图中箭头表示空气的流动方向。所述机房空调包括现有机房空调的常规部件，主要有：壳体100、安装在回风口的过滤网5、位于壳体100内的蒸发器6、压缩机8、出口风机4、电气盒14、室内外机连管15。其中，所述室内外机连管15可以从壳体100一侧或地板下引入，出口风机14位于整机下部。

在该实施例的机房空调中，采用双压缩机系统，在50％负荷时可以只开一台压缩机，100％负荷时开2台压缩机。当然，也可以采用单压缩机系统，对此本发明实施例不做限定。

除以上的常规部件之外，本发明实施例的机房空调还包括：位于壳体100内的等焓加湿器11以及水雾导引管2；在所述蒸发器6的一侧与所述壳体侧壁之间设置有旁通风道12；所述水雾导引管2的一端与所述等焓加湿器11相连，用于将所述等焓加湿器11产生的水雾引导到所述旁通风道12内，所述水雾导引管2的另一端与出口管路件1相连，所述出口管路件1用于将所述水雾导引管2中的水雾喷出，喷出的水雾对所述旁通风道12内的空气加湿。

在所述旁通风道12的进口端设置有风阀10，用于控制进入所述旁通风道12的风量；在所述旁通风道12的出口端设置有引风机3，用于为所述旁通风道12提供空气动力，以使所述旁通风道12内加湿后的空气从所述旁通风道12的出口端排出。

如图1所示，等焓加湿器11由与其相连的进水管9从壳体100外向所述等焓加湿器11供水。进水管9可以从壳体100一侧或地板下引入。

在本发明实施例中，所述等焓加湿器11可以是以下任意一种加湿器：超声波加湿器、高压喷雾加湿器、湿膜加湿器等所有等焓加湿器。无论采用哪种等焓加湿器，由于其原理是利用水吸收空气的显热进行蒸发加湿，需要对引入等焓加湿器11中的水进行雾化，因此，为了避免水雾化后水中的盐离子析出，产生白雾白粉，在实际应用中，进水管9可以从壳体100外直接引入净化后的纯净水。当然，为了方便用户的安装并降低使用成本，如图1所示，也可以在进水管9和等焓加湿器11之间增加水处理器7，以除去自来水中的盐离子，这样，进水管9也可以直接引入自来水。下面以进水管9引入自来水为例进行说明。

需要说明的是，所述水处理器7可以设置在壳体100内部，也可以设置在壳体100外部，对此本发明实施例不做限定。

在该实施例中，蒸发器6、压缩机8、以及室内外机连管15组成所述机房空调的冷媒回路。

等焓加湿部分的水路系统包括：进水管9、水处理器7、等焓加湿器11、水雾导引管2、以及出口管路件1。其中，进入管9引入的自来水经由水处理器7处理，去除自来水中的盐离子，然后进入等焓加湿器11；等焓加湿器11产生的水雾经过水雾导引管2引入出口管路件1，由出口管路件1喷出水雾，喷出的水雾与旁通风道12内的空气混合。

在实际应用中，上述出口管路件1可以设置在所述旁通风道12内的任何位置，优选地，为了使出口管路件1喷出的水雾与旁通风道12内的空气混合得更均匀，可以将出口管路件1设置在旁通风道12的进口端，即旁通风道12靠近过滤网5的一端。

等焓加湿部分的风路系统包括：过滤网5、蒸发器6、风阀10、旁通风道12、引风机3、以及出口风机4。其中，回风经过过滤网5后被分成两部分，一部分经过蒸发器6被冷却；另一部分经过风阀10进入旁通风道12，与风阀10喷出的水雾混合，再经过引风机3引导到出口风机4上方腔体与冷空气混合，混合后的空气被出口风机4引导进入架高地板13，最后被送往机柜服务器。

上述风阀10位于过滤网下方，设置在所述旁通风道12的进口端，用于调节进入旁通风道12的风量。在实际应用中，风阀10可以是开关阀或者比例阀。

下面继续结合图1说明本发明实施例的机房空调的工作原理。

当有制冷需求和加湿需求时，风阀10开启，回风分别通过蒸发器6和旁通风道12，在出口风机4上部腔体混合，所述机房空调内的控制器（即主板）根据回风温度和蒸发温度来控制风阀10的开启比例，防止了凝露和吹水。

当有制冷需求但无加湿需求时，风阀10关闭，回风全部经过蒸发器6，减少了无用风量的损失，节省了能耗。

当无制冷需求但有加湿需求时，风阀10开启，回风通过蒸发器6和旁通风道12，在出口风机4上部腔体混合，湿后的空气与经过蒸发器的空气温度基本相同，无凝露现象。

所述机房空调内的控制器根据实际制冷需求和加湿需求来控制压缩机8和等焓加湿器11的工作、以及风阀10的开启比例。在有加湿需求时，风阀10开启，等焓加湿器11产生的水雾经过水雾导引管2引入出口管路件1，由出口管路件1喷出水雾，在经过风阀10进入旁通风道12的回风的作用下，雾态水与旁通风道12内的空气混合，吸收空气中的热功量汽化，空气焓值不变，温度下降，湿度升高。从旁通风道12出口端出来的风与经过蒸发器6冷却的风在出口风机4的进风口前混合，并最终一起被送往机柜。

可见，本发明实施例中，针对等焓加湿需要被加湿的空气含湿量较小的需求，将经过过滤网但不经过蒸发器6降温的旁通空气作为加湿对象，加湿后的空气再与由蒸发器6冷却后的空气混合，有效地实现了等焓加湿。

本发明实施例的机房空调，采用等焓加湿方式，水的汽化是通过吸收被加湿空气中的热量实现的，等焓加湿器11本身无需克服水的汽化潜热，只需要提供雾化或者流动的动力，1kg/h的加湿量只需约50w的能耗，远远低于等温加湿，因此节能效果显著。而且，本发明实施例的机房空调由于采用了等焓加湿，在给空气加湿的同时还能降低空气的温度，起到了一部分制冷的效果，增加了净冷量。

另外，由于等焓加湿是在常温下进行，从而与等温加湿机房空调相比，可以延长空调关键部件的寿命。

需要说明的是，图1所示实施例的机房空调中，设置有一个旁通风道12，在实际应用中，还可以设置多个两个或多个旁通风道，比如，分别在蒸发器6的两侧各设置一个如图1所示的旁通风道12，对此本发明实施例不做限定。

所述旁通风道12用于水雾与空气的充分混合，其长度可根据所述机房空调的实际尺寸来设定，比如1m或1m以上。所述旁通风道12可以采用比例阀控制，当不需要使用时关闭旁通风道12，从而达到节能效果。

需要说明的是，本发明实施例的机房空调可以采用风冷、水冷、冷冻水、双冷源、自然冷等系统形式，其结构形式可以是下出风结构形式，如图1所示，还可以是上出风结构形式、或者侧出风结构形式等，对此本发明实施例不做限定。

下面以上出风结构形式为例，进一步说明本发明机房空调的加湿过程。

如图4所示，是本发明机房空调实施例2的主视图，图5是该机房空调的左视图，图6是该机房空调的右视图。

由于实施例2中的机房空调内部的器件与前面实施例1中的机房空调内部的器件相同，只是位置结构关系不同，因此，在图4、图5、图6所示实施例中各器件采用了与图1至图3所示实施例中相应器件一致的标号。

在该实施例中，所述机房空调同样包括现有机房空调的常规部件，主要有：壳体100、安装在回风口的过滤网5、位于壳体100内的蒸发器6、压缩机8、出口风机4、电气盒式14、室内外机连管15。其中，所述室内外机连管15可以从壳体100一侧或地板下引入，出口风机4位于整机上部，蒸发器6位于整机中部，压缩机8位于整机下部。回风口设置在壳体100的一侧，过滤网5设置在回风口内。

在该实施例中，蒸发器6、压缩机8、以及室内外机连管15组成所述机房空调的冷媒回路。

等焓加湿部分的水路系统包括：进水管9、水处理器7、等焓加湿器11、水雾导引管2、以及出口管路件1。其中，进入管9引入的自来水经由水处理器7处理，去除自来水中的盐离子，然后进入等焓加湿器11；等焓加湿器11产生的水雾经过水雾导引管2引入出口管路件1，由出口管路件1喷出水雾，喷出的水雾与旁通风道12内的空气混合。

在实际应用中，上述出口管路件1可以设置在所述旁通风道12内的任何位置，优选地，为了使出口管路件1喷出的水雾与旁通风道12内的空气混合得更均匀，可以将出口管路件1设置在旁通风道12的进口端，即旁通风道12靠近过滤网5的一端。

等焓加湿部分的风路系统包括：过滤网5、蒸发器6、风阀10、旁通风道12、引风机3、以及出口风机4。其中，回风经过过滤网5后被分成两部分，一部分经过蒸发器6被冷却；另一部分经过风阀10进入旁通风道12，与风阀10喷出的水雾混合，再经过引风机3引导到出口风机4上方腔体与冷空气混合，混合后的空气被出口风机4引导进入架高地板13，最后被送往机柜服务器。

上述风阀10位于过滤网5内侧，设置在所述旁通风道12的进口端，用于调节进入旁通风道12的风量。在实际应用中，风阀10可以是开关阀或者比例阀。

下面继续结合图4说明本发明实施例的机房空调的工作原理。

当有制冷需求和加湿需求时，风阀10开启，回风分别通过蒸发器6和旁通风道12，在出口风机4下部腔体混合，所述机房空调内的控制器（即主板）根据回风温度和蒸发温度来控制风阀10的开启比例，防止了凝露和吹水。

当有制冷需求但无加湿需求时，风阀10关闭，回风全部经过蒸发器6，减少了无用风量的损失，节省了能耗。

当无制冷需求但有加湿需求时，风阀10开启，回风通过蒸发器6和旁通风道12，在出口风机4下部腔体混合，加湿后的空气与经过蒸发器的空气温度基本相同，无凝露现象。

所述机房空调内的控制器根据实际制冷需求和加湿需求来控制压缩机8和等焓加湿器11的工作、以及风阀10的开启比例。在有加湿需求时，风阀10开启，等焓加湿器11产生的水雾经过水雾导引管2引入出口管路件1，由出口管路件1喷出水雾，在经过风阀10进入旁通风道12的回风的作用下，雾态水与旁通风道12内的空气混合，吸收空气中的热功量汽化，空气焓值不变，温度下降，湿度升高。从旁通风道12出口端出来的风与经过蒸发器6冷却的风在出口风机4的进风口前混合，并最终一起被送往机柜。

本发明实施例的机房空调，采用等焓加湿方式，水的汽化是通过吸收被加湿空气中的热量实现的，等焓加湿器11本身无需克服水的汽化潜热，只需要提供雾化或者流动的动力，1kg/h的加湿量只需约50w的能耗，远远低于等温加湿，因此节能效果显著。而且，本发明实施例的机房空调由于采用了等焓加湿，在给空气加湿的同时还能降低空气的温度，起到了一部分制冷的效果，增加了净冷量。

另外，由于等焓加湿是在常温下进行，从而与等温加湿机房空调相比，可以延长空调关键部件的寿命。

需要说明的是，图4所示实施例的机房空调中，设置有一个旁通风道12，在实际应用中，还可以设置多个两个或多个旁通风道，比如，分别在蒸发器6的两侧各设置一个如图4所示的旁通风道12，对此本发明实施例不做限定。

所述旁通风道12用于水雾与空气的充分混合，其长度可根据所述机房空调的实际尺寸来设定，比如1m或1m以上。所述旁通风道12可以采用比例阀控制，当不需要使用时关闭旁通风道12，从而达到节能效果。

需要说明的是，本发明实施例的机房空调可以采用风冷、水冷、冷冻水、双冷源、自然冷等系统形式，其结构形式可以是下出风（如图1所示）、上出风、侧出风等结构形式。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种机房空调，包括：壳体、位于壳体内的蒸发器和压缩机，其特征在于，还包括：位于壳体内的等焓加湿器以及水雾导引管；在所述蒸发器的一侧与所述壳体侧壁之间设置有旁通风道；所述水雾导引管的一端与所述等焓加湿器相连，用于将所述等焓加湿器产生的水雾引导到所述旁通风道内，所述水雾导引管的另一端与出口管路件相连，所述出口管路件用于将所述水雾导引管中的水雾喷出，喷出的水雾对所述旁通风道内的空气加湿；

在所述旁通风道的进口端设置有风阀，用于控制进入所述旁通风道的风量；所述旁通风道内加湿后的空气从所述旁通风道的出口端排出。

2.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，还包括：

引风机，设置在所述旁通风道的出口端，用于为所述旁通风道提供空气动力。

3.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，还包括：

进水管，与所述等焓加湿器相连，用于从所述壳体外部向所述等焓加湿器供水。

4.根据权利要求3所述的机房空调，其特征在于，所述进水管引入的水为自来水；所述机房空调还包括：

水处理器，连接在所述进水管和所述等焓加湿器之间，用于除去所述进水管引入的自来水中的盐离子。

5.根据权利要求4所述的机房空调，其特征在于，所述水处理器设置在所述壳体内部，或者设置在所述壳体外部。

6.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述出口管路件设置在所述旁通风道的进口端。

7.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述风阀为：开关阀，或者比例阀。

8.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述旁通风道的长度大于或等于1m。

9.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述旁通风道有两个，分别设置在所述蒸发器的两侧。可以是一个，也可以是多个。

10.根据权利要求1至9任一项所述的机房空调，其特征在于，所述等焓加湿器为以下任意一种加湿器：超声波加湿器、高压喷雾加湿器、湿膜加湿器。

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