CN104019510B - 数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统 - Google Patents

数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开的数据中心用带有冷梁的水‑空气辐射板蒸发冷却空调系统,包括有设置于室外的蒸发冷却高温冷水机组和设置于数据中心吊顶空间内的被动式冷梁,数据中心靠近吊顶处的墙壁上设置有回风口,蒸发冷却高温冷水机组与被动式冷梁之间分别通过水管组、风管连接。本发明数据中心用带有冷梁的水‑空气辐射板蒸发冷却空调系统克服现有技术中存在的不足之处,使其能够更有效的应用到实际当中,不仅能够降低风机能耗,还节省了风管的占地空间,具有舒适、低噪音、节能和低维护的优点。

Description

数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统
技术领域
[0001]本发明属于空调制冷设备技术领域,涉及一种数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,具体涉及一种由蒸发冷却高温冷水机组、被动式冷梁和上送上回气流组织的空调系统。
背景技术
[0002]目前,全空气系统是工程中最常用、最基本的系统,全部采用空气承担室内负荷,并且送风温度较高、送风焓差较小;但是,这种全新风的空调系统所需的风量较大,风机的能耗较大,风管的截面面积较大,占用空间较大,给蒸发冷却空调的推广造成了困难。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,不仅能够降低风机能耗,还节省了风管的占地空间。
[0004]本发明的所采用的技术方案是,数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,包括有设置于室外的蒸发冷却高温冷水机组和设置于数据中心吊顶空间内的被动式冷梁,数据中心靠近吊顶处的墙壁上设置有回风口,蒸发冷却高温冷水机组与被动式冷梁之间分别通过水管组、风管连接。
[0005]本发明的特点还在于:
[0006]回风口为百叶风口、散流器、喷口、旋转送风口或射流消声风口。
[0007]蒸发冷却高温冷水机组,包括有机组壳体,机组壳体相对的两侧壁上均设置有进风口;
[0008]机组壳体内的中间设置有直接蒸发冷却器,直接蒸发冷却器的左、右两侧各设置有一个露点间接蒸发冷却器;
[0009]直接蒸发冷却器分别通过供水管、回水管、风管与被动式冷梁连接。
[0010]进风口处设置有过滤器。
[0011]直接蒸发冷却器,包括有填料,填料的上方依次设置有冷却段布水器、冷却段挡水板及冷却段排风机,冷却段排风机对应的机组壳体顶壁设置有冷却段排风口,填料的下方设置有冷却段循环水箱,冷却段循环水箱内分别设置有冷却段水栗和水质过滤器,冷却段水栗通过冷却段供水管与冷却段布水器连接,冷却段循环水箱分别连接有回水管和供水管;
[0012]被动式冷梁,包括有箱体,箱体的边角处设置有框架,箱体侧壁上设置有送风口,箱体的底部为孔板面板,箱体内设置有冷水盘管;
[0013]冷却段循环水箱通过供水管与冷水盘管的进水端连接,冷却段循环水箱通过回水管与冷水盘管的出水端连接,冷却段排风口通过风管与送风口连接。
[0014]填料为植物纤维填料、高分子材料填料、铝箔填料或不锈钢填料。
[0015] 冷水盘管为翅片式冷水盘管。
[0016]送风口为百叶风口、散流器、喷口、旋转送风口或射流消声风口。
[0017]露点间接蒸发冷却器为直流式、叉流式或逆流式露点式间接蒸发冷却器。
[0018]露点间接蒸发冷却器包括露点间接蒸发冷却芯体,露点间接蒸发冷却芯体的上方依次设置有预冷段布水器、预冷段挡水板及预冷段排风机,预冷段排风机上方对应的机组壳体顶壁上设置有预冷段排风口;
[0019]露点间接蒸发冷却芯体的下方设置有预冷段循环水箱,预冷段循环水箱通过预冷段供水管与预冷段布水器连接,预冷段供水管上设置有预冷段水栗;
[0020]露点间接蒸发冷却芯体,包括相互垂直的干湿通道,干通道上以一次风进入方向、沿对角线从下到上设置有一行通孔。
[0021]本发明的有益效果在于:
[0022] (I)本发明的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,将蒸发冷却高温冷水机组与被动式冷梁相结合,提高了出水温度、预防了冷梁结露;同时,将蒸发冷却高温冷水机组的排风热回收,作为机房内的送风,实现了能量再利用。
[0023] (2)本发明的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统中,末端装置采用被动式冷梁,蒸发冷却冷水机组的高温冷水通入冷水盘管,主机在高温冷水下运行,提高了能效比、降低了能量损耗,且被动式冷梁可灵活地实现分室分时的控制,没有使用电机,达到进一步节能的目的。
[0024] (3)本发明的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统中,蒸发冷却高温冷水机组呈模块化结构,采用露点间接蒸发冷却器预冷、直接蒸发冷却器冷却,产出亚湿球温度的冷风和冷水,且产出的冷风通入被动式冷梁的盘管外,使一次风系统与冷梁系统集成一体,辅助加速冷梁的自然对流。
[0025] (4)本发明的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统中,数据中心分为大、小环境,环境内送风符合被动式冷梁自然对流原理,且采用上送上回的气流组织形式,避免了下送风综合布线及静压箱高度的影响。
附图说明
[0026]图1是本发明水-空气辐射板蒸发冷却空调系统的结构示意图;
[0027]图2是本发明水-空气辐射板蒸发冷却空调系统中蒸发冷却高温冷水机组的结构示意图;
[0028]图3是本发明的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统中被动式冷梁的结构示意图。
[0029]图中:A.蒸发冷却高温冷水机组,B.被动式冷梁,C.送风口,D.回风口,1.预冷段水栗,2.过滤器,3.露点间接蒸发冷却芯体,4.预冷段循环水箱,5.冷却段水栗,6.冷却段循环水箱,7.回水管,8.供水管,9.填料,10.水质过滤器,11.预冷段布水器,12.预冷段挡水板,
13.预冷段排风口,14.预冷段排风机,15.冷却段挡水板,16.冷却段排风口,17.冷却段排风机,18.冷却段布水器,19.箱体,20.框架,21.孔板面板,22.冷水盘管,23.风管,24.进风口。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0031]本发明数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,其结构如图1所示,包括有设置于室外的蒸发冷却高温冷水机组A和设置于数据中心吊顶空间内的被动式冷梁B,数据中心靠近吊顶处的墙壁上设置有回风口 D,蒸发冷却高温冷水机组A与被动式冷梁B之间分别通过水管组、风管23连接。
[0032]回风口D为百叶风口、散流器、喷口、旋转送风口或射流消声风口。
[0033]蒸发冷却高温冷水机组A,其结构如图1及图2所示,包括有机组壳体,机组壳体相对的两侧壁上各设置有一个进风口 24,机组壳体内的中间设置有直接蒸发冷却器,直接蒸发冷却器的左、右两侧各设置有一个露点间接蒸发冷却器,直接蒸发冷却器分别通过供水管8、回水管7、风管23与被动式冷梁B连接。
[0034] 进风口 24处设置有过滤器2。
[0035]直接蒸发冷却器,其结构如图2所示,包括有填料9,填料9的上方依次设置有冷却段布水器18、冷却段挡水板15及冷却段排风机17,冷却段排风机17对应的机组壳体顶壁设置有冷却段排风口 16,填料9的下方设置有冷却段循环水箱6,冷却段循环水箱6内分别设置有冷却段水栗5和水质过滤器10,冷却段水栗5通过冷却段供水管与冷却段布水器18连接。
[0036]被动式冷梁B,其结构如图1及图3所示,包括有箱体19,箱体19的边角处设置有框架20,用于安装被动式冷梁B,箱体19侧壁上设置有送风口 C,箱体19的底部为孔板面板21,箱体19内设置有冷水盘管2 2。
[0037]冷却段循环水箱6通过供水管8与冷水盘管22的进水端连接,冷却段循环水箱6通过回水管7与冷水盘管22的出水端连接,冷却段排风口 16通过风管23送风口 C连接。
[0038]填料9为植物纤维填料、高分子材料填料、铝箔填料或不锈钢填料;冷水盘管22为翅片式冷水盘管;送风口 C为百叶风口、散流器、喷口、旋转送风口或射流消声风口。
[0039]露点间接蒸发冷却器可采用直流式、叉流式或逆流式露点间接蒸发冷却器。
[0040]露点式间接蒸发冷却器,其结构如图2所示,露点间接蒸发冷却芯体3,露点间接蒸发冷却芯体3的上方依次设置有预冷段布水器11、预冷段挡水板12及预冷段排风机14,预冷段排风机14的上方对应的机组壳体顶壁上设置有预冷段排风口 13,露点间接蒸发冷却芯体3的下方设置有预冷段循环水箱4,预冷段循环水箱4通过预冷段供水管与预冷段布水器11连接;预冷段供水管上设置有预冷段水栗I。
[0041]其中,露点间接蒸发冷却芯体3,包括垂直的干湿通道,干通道上以一次风进入方向、沿对角线从下到上设置有一行通孔,使空气进入湿通道。
[0042]本发明数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统中各部件的作用:
[0043]设置于室外的蒸发冷却高温冷水机组A和设置于室内吊顶空间的被动式冷梁B用于实现数据中心的制冷需求。由蒸发冷却高温冷水机组A向被动式冷梁B送入高温冷水,预防了被动式冷梁B结露;同时,蒸发冷却高温冷水机组A制取的冷却空气送入被动式冷梁B的安装处,辅助加速被动式冷梁B的自然对流。
[0044]其中将蒸发冷却高温冷水机组A置于室外,而被动式冷梁B置于室内,目的在于减少空调机房的占地面积。被动式冷梁B的安装采用的是镶嵌式或裸露式。
[0045]将被动式冷梁B作为辐射板,被动式冷梁B内的主体是一个翅片式冷水盘管,可以让空气穿越翅片以达到冷却的效果,但是,其不带送风,仅用于排走室内高热负荷。
[0046]室外空气经机组壳体两侧壁上的过滤器2过滤后,分别由进风口 24进入蒸发冷却高温冷水机组A内,再经分别由露点间接蒸发冷却器等湿冷却,之后汇聚于直接蒸发冷却器内进行等焓冷却,然后由风管23将处理后的空气输送至被动式冷梁B内。
[0047]被动式冷梁B上设置有送风口 C,由送风口 C将经蒸发冷却高温冷水机组A处理后的空气送入数据中心内(室内),最后在上送上回通风方式下,经数据中心内墙壁上设置的回风口 D排至室外,避免了下送风综合布线及静压箱高度的影响。
[0048]此外,蒸发冷却高温冷水机组A内制取的高温冷水,即直接蒸发冷却器9的冷却段循环水箱6经供水管8送至被动式冷梁B的冷水盘管22,对流和辐射散热后经回水管7回至冷却段循环水箱6。
[0049]本发明数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统中全新风的工作过程:
[0050]运行本发明的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统时,开启蒸发冷却高温冷水机组A,即预冷段水栗I和冷却段水栗5,室外新风经过滤器2过滤,再经露点式间接蒸发冷却器处理降温,然后一部分被处理空气经预冷段挡水板12阻止携带的水滴,再由预冷段排风机14通过预冷段排风口 13排至蒸发冷却高温冷水机组A外,另一部分被处理空气到达直接蒸发冷却器内进行等焓降温,通过冷却段挡水板15由冷却段排风机17通过冷却段排风口 16送入风管19,接着由送风口 C送入数据中心,送入被动式冷梁处B内辅助对流换热,机房内采用上送上回的气流组织形式,避免了下送风综合布线及静压箱高度的影响,最后由回风口 D排出数据中心。
[0051]本发明数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统中水系统的工作过程:
[0052]在蒸发冷却高温冷水机组A中,预冷段循环水箱4中的水通过预冷段水栗I,再经预冷段布水器11送到露点间接蒸发冷却器中,最后在重力作用下流回预冷段循环水箱4;而冷却段循环水箱6中的水通过冷却段水栗5,再经冷却段布水器18送到直接蒸发冷却器中,在重力作用下回到冷却段循环水箱6中,冷却段循环水箱中设有水质过滤器10,接着冷却后的水经过供水管8送到被动式冷梁B的冷水盘管22,对流和辐射换热,最后经过回水管7回到冷却段循环水箱6,如此循环。
[0053]本发明数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统采用全新风直流式系统,配置蒸发冷却高温冷水机组A及被动式冷梁B。其中,蒸发冷却高温冷水机组A呈模块化结构,采用露点间接蒸发冷却器预冷、直接蒸发冷却器冷却。室外空气先经过露点间接蒸发冷却器预冷,再经过直接蒸发冷却器冷却,之后是低温高湿的空气,满足数据机房空气加湿的需要;同时,蒸发冷却高温冷水机组A处理过的高温冷水经过供水管8和回水管7送入数据中心内的被动式冷梁B中,高温冷水预防冷水盘管22结露,低温高湿的空气进行热回收,作为数据中心的送风,加速冷梁制冷换热的自然对流,使得一次风系统与被动式冷梁B集成一体,其中被动式冷梁B可以是镶嵌式或者裸露式。此外,数据中心大小环境内采用上送上回的气流组织形式,避免了下送风综合布线及静压箱高度的影响。
[0054]总之,本发明数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统不仅能够降低风机能耗,还节省了风管的占地空间,具有舒适、低噪音、节能和低维护的优点。

Claims (6)

1.数据中心用带有冷梁的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,其特征在于,包括有设置于室外的蒸发冷却高温冷水机组(A)和设置于数据中心吊顶空间内的被动式冷梁(B),数据中心靠近吊顶处的墙壁上设置有回风口(D),所述蒸发冷却高温冷水机组(A)与被动式冷梁(B)之间分别通过水管组、风管(23)连接; 所述回风口(D)为百叶风口、散流器、喷口、旋转送风口或射流消声风口; 所述蒸发冷却高温冷水机组(A),包括有机组壳体,所述机组壳体相对的两侧壁上均设置有进风口(24);所述机组壳体内的中间设置有直接蒸发冷却器,所述直接蒸发冷却器的左、右两侧各设置有一个露点间接蒸发冷却器;所述直接蒸发冷却器分别通过供水管(8)、回水管(7)、风管(23)与所述被动式冷梁(B)连接; 所述进风口( 24)处设置有过滤器(2); 所述直接蒸发冷却器,包括有填料(9),所述填料(9)的上方依次设置有冷却段布水器(18)、冷却段挡水板(15)及冷却段排风机(17),所述冷却段排风机(17)对应的机组壳体顶壁设置有冷却段排风口(16),所述填料(9)的下方设置有冷却段循环水箱(6),所述冷却段循环水箱(6)内分别设置有冷却段水栗(5)和水质过滤器(10),所述冷却段水栗(5)通过冷却段供水管与冷却段布水器(18)连接,所述冷却段循环水箱(6)分别连接有回水管(7)和供水管(8);所述被动式冷梁(B),包括有箱体(19),所述箱体(19)的边角处设置有框架(20),所述箱体(19)侧壁上设置有送风口(C),所述箱体(19)的底部为孔板面板(21),所述箱体(19)内设置有冷水盘管(22);所述冷却段循环水箱(6)通过供水管(8)与冷水盘管(22)的进水端连接,所述冷却段循环水箱(6)通过回水管(7)与冷水盘管(22)的出水端连接,所述冷却段排风口(16)通过风管(23)与送风口(C)连接。
2.根据权利要求1所述的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,其特征在于,所述填料(9)为植物纤维填料、高分子材料填料、铝箔填料或不锈钢填料。
3.根据权利要求1所述的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,其特征在于,所述冷水盘管(22)为翅片式冷水盘管。
4.根据权利要求1所述的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,其特征在于,所述送风口(C)为百叶风口、散流器、喷口、旋转送风口或射流消声风口。
5.根据权利要求1所述的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,其特征在于,所述露点间接蒸发冷却器为直流式、叉流式或逆流式露点式间接蒸发冷却器。
6.根据权利要求1所述的水-空气辐射板蒸发冷却空调系统,其特征在于,所述露点间接蒸发冷却器包括露点间接蒸发冷却芯体(3),所述露点间接蒸发冷却芯体(3)的上方依次设置有预冷段布水器(U)、预冷段挡水板(12)及预冷段排风机(14),所述预冷段排风机(14)上方对应的机组壳体顶壁上设置有预冷段排风口(13);所述露点间接蒸发冷却芯体(3)的下方设置有预冷段循环水箱(4),所述预冷段循环水箱(4)通过预冷段供水管与预冷段布水器(11)连接,所述预冷段供水管上设置有预冷段水栗(I);露点间接蒸发冷却芯体(3),包括相互垂直的干湿通道,干通道上以一次风进入方向、沿对角线从下到上设置有一行通孔。
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