CN104202950B - 一种温度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度调节装置，包括冷源循环组件、换热组件、制冷循环组件和空调末端，冷源循环组件的进水端和出水端，与流动水源系统相连，用于循环冷源水，其中，流动水源系统包括：自来水和/或再生水的供水系统。通过本发明公开的一种温度调节装置，使用自来水和/或再生水作为冷源水，由于自来水和/或再生水的相较于数据中心机房的温度较低，可以直接作为低温的冷源水，相较于现有技术需要使用机械制冷提供冷却水，节省了制备冷源水的电能，降低了数据中心机房的能耗。

Description

一种温度调节装置

技术领域

本发明实施例涉及热交换技术领域，尤其涉及一种温度调节装置。

背景技术

在互联网技术领域，数据中心机房是指运行、存放和维护IT(InformationTechnology，信息技术)设备的地方。IT设备的工作温度不能高于35℃，但是IT设备在运行过程中释放大量热量，如果不能及时将热量排放到机房外，机房内的温度会迅速上升，导致IT设备失灵，因此需要温度调节装置对数据中心机房进行降温，使数据中心机房的温度保持在35℃以下。

目前，数据中心机房使用空调系统降温，空调系统一般包括冷源循环组件、换热组件、制冷循环组件和空调末端。冷源循环组件用于提供低温冷源，例如现有技术中通过机械制冷提供冷却水，作为低温冷源。制冷循环组件中用于循环制冷剂，可将制冷剂提供给空调末端，对机房的IT设备进行冷却降温。在数据中心机房中可采用冷冻水作为制冷剂。制冷剂在为IT设备降温后自身会升温，则需在换热组件中与低温冷源进行热交换来降温。

现有的数据中心机房中，可采用冷冻水制冷机组和冷却盘管作为制冷循环组件，冷却盘管即为空调末端。可采用室外冷却塔作为换热组件和冷源循环组件。冷冻水制冷机组中的制冷压缩机用于制备和回收低温冷冻水，低温冷冻水在冷却盘管内与数据中心机房的热回风发生热交换，降温后的回风进入数据中心机房冷却电子设备，室外冷却塔采用机械制冷方式对升温后冷冻水进行降温，将降温后低温冷冻水重新输送冷冻水制冷机组内。但是通过室外冷却塔对升温后冷冻水进行降温的过程中都需要消耗大量电能，造成数据中心机房的能源利用率偏低。

因此，如何在保证IT设备在正常工作温度运行的前提下，降低数据中心机房的能耗已成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种温度调节装置，以减少降低数据中心机房的能耗。

本发明实施例提供了一种温度调节装置，包括冷源循环组件、换热组件、制冷循环组件和空调末端，所述冷源循环组件的进水端和出水端，与流动水源系统相连，用于循环冷源水，其中，所述流动水源系统包括：自来水和/或再生水的供水系统。

通过本发明实施例提供的一种温度调节装置，使用自来水和再生水作为冷源水，由于自来水和再生水的相较于数据中心机房的温度较低，可以直接作为低温的冷源水，相较于现有技术需要使用机械制冷提供冷却水，节省了制备冷源水的电能，降低了数据中心机房的能耗。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种温度调节装置的结构示意图。

图2(a)为本发明实施例一提供的顶置水冷单元俯视图；

图2(b)为本发明实施例一提供的表冷器和机柜的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种水冷背板的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种温度调节装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

自来水是指对取水泵站汲取江河湖泊的地表水及地下水进行沉淀、消毒和过滤等工艺流程处理后生产出来的符合相应标准的供人们生活、生产使用的水。

再生水也称为中水，是指生活污水、工业废水和雨水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水。

发明人经研究发现，由于自来水和再生水的温度常年保持在4-25℃之间，低于数据中心机房的温度，并且，水的比热容较大，不易升温，可以用来冷却数据中心机房。因此，本发明实施例提供了一种以自来水和/或再生水作为冷源水的温度调节装置。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种温度调节装置的结构示意图。图2(a)为本发明实施例一提供的顶置水冷单元俯视图；图2(b)为本发明实施例一提供的表冷器和机柜的结构示意图；图3为本发明实施例一提供的一种水冷背板的结构示意图。

本发明实施例一提供的一种温度调节装置可以适用于对高温区域和在高温区域中工作的设备进行降温的情况，如图1所示，该装置包括：冷源循环组件2、换热组件3、制冷循环组件4和空调末端5；该装置与流动水源系统1连接，以获取冷源水。

流动水源系统1用于提供温度低于高温区域室温的冷源水，流动水源系统1可以是自来水和/或再生水的供水系统，流动水源系统1提供的冷源水可以是自来水和/或再生水。为保证供水系统的供水量，自来水和/或再生水的供水系统优选地是市政供水系统，由于市政供水系统的供水管网密集、供水量稳定，可以方便、充足的汲取自来水和/或再生水。自来水和/或再生水在消毒、沉淀和过滤等处理处理过程内进行自然降温，水温等于或低于高温区域温度，因此，冷源水的供水温度为4-25℃，低于高温区域的室温。

冷源循环组件2的进水端和出水端，与流动水源系统1相连，用于循环冷源水。为提高冷源水的循环速度，本发明实施例一提供一优选方式，冷源循环组件2的进水端包括无负压供水机组21，连接在流动水源系统1与换热组件3的进水口之间。无负压供水机组21利用流动水源系统1对冷源水的压力，对冷源水进行形成密闭的连续接力增压，节能效果好，并且不会对冷源水的造成二次污染，保障冷源水的水质。

换热组件3是一种容纳温度不同的两种或两种以上流体进行热量传递的设备，热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体。换热组件3可以是浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器和板式换热器等装置。在本发明实施例一中，冷源水与高温的冷冻水在换热组件中进行热量传递，热量由高温的冷冻水传递至冷源水，热量传递过程结束后，换热组件3排放升温后的冷源水和降温后的冷冻水，升温后的冷源水温度低于30℃，降温后的冷冻水的出水温度为27-35℃。

制冷循环组件4包括供水端和回水端，供水端将降温后的冷冻水输送至空调末端4，回水端回收空调末端4排放的高温的冷送水送至换热组件3重新与冷源循环组件2提供的低温的冷源进行热量传递。优选地是，制冷循环组件4的回水端包括第二变频泵41，连接在空调末端5和换热组件3之间，用于控制回水流速。其中，在制冷循环组件4中循环的冷冻水是将冷量从换热组件3传送到空调末端5，对高温区域和工作在高温区域的设备进行冷热交换的媒质。

空调末端5用于使用制冷循环组件4通过供水端口输送的低温的冷冻水对高温区域和工作在高温区域的设备进行降温，具体的，空调末端的数量为至少两个，并联在制冷循环组件的供水端和回水端之间。

空调末端5可以是顶置水冷单元，如图2(a)和2(b)所示，顶置水冷单元包括至少两个表冷器51，表冷器51置于待制冷机柜6的顶部，相邻表冷器之间形成有热通道52，热通道52位于相邻待制冷机柜6的间隙顶部，表冷器51上端的进水口53和出水口54与制冷循环组件的供水端和回水端分别连通，表冷器51下端设置有集水盘55，集水盘55设置于待制冷机柜6的顶部。集水盘55用于承装凝结于表冷器51表面的冷凝水，防止冷凝水流入待制冷机柜6内。集水盘55底部设置有泄水口56，集水盘55中承装的冷凝水可以通过泄水口56排放，防止冷凝水量过多溢出集水盘55。

在待制冷机柜上部空间不足以设置顶置水冷单元时，空调末端5也可以是水冷背板57，如图3所示，水冷背板57贴附于待制冷机柜6的背板上，水冷背板57与制冷循环组件的供水端和回水端分别连通。

通过本发明实施例一提供的一种温度调节装置，使用自来水和再生水作为冷源水，由于自来水和再生水的相较于数据中心机房的温度较低，可以直接作为低温的冷源水，相较于现有技术需要使用机械制冷提供冷却水，节省了制备冷源水的电能，降低了数据中心机房的能耗。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的一种温度调节装置的结构示意图。

本发明实施例一提供的一种温度调节装置，升温后的冷源水直接经水冷循环组件的出水端回到流动水源系统中，为更好的控制输送回流动水源系统中的冷源水的水量，本发明实施例二提供了一种温度调节装置，如图4所示，包括：

冷源循环组件2的出水端包括阀门组件和蓄水池22，连接在换热组件的出水口和生活用水出口之间。

阀门组件包括第一阀门23、第二阀门24和第一变频泵25；

第一阀门23连接在换热组件3的出水口和生活用水出口之间，蓄水池22的进口和出口分别通过第二阀门24和第一变频泵25与第一阀门23并联。

本发明实施例二提供的阀门组工作状态如下所示：

如果生活用水供应量充足，关闭第一阀门23和第一变频泵25，开启第二阀门24，升温后的冷源水从换热组件3的出水口进入蓄水池22中；如果生活用水供应量较为紧张，则开启第一阀门23，关闭第二阀门24和第一变频泵25，升温后的冷源水经第一阀门23直接进入生活用水出口；如果生活用水供应量较为紧张，也可以关闭第一阀门2，开启第二阀门24和第一变频泵25，由第一变频泵25抽取蓄水池22中的升温后的冷源水进入生活用水接口。

通过本发明实施例二提供的一种温度控制装置，能够通过控制阀门组，能够控制输送回流动水源系统中的冷源水的水量，保证流动水源系统中的供水量。

请注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种温度调节装置，包括冷源循环组件、换热组件、制冷循环组件和空调末端，其特征在于：

所述冷源循环组件的进水端和出水端，与流动水源系统相连，用于循环冷源水，其中，所述流动水源系统包括：自来水和/或再生水的供水系统；

所述冷源循环组件的进水端包括无负压供水机组，连接在所述流动水源系统与所述换热组件的进水口之间；

所述冷源循环组件的出水端包括阀门组件和蓄水池，连接在所述换热组件的出水口和生活用水出口之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述冷源循环组件中的冷源水与所述制冷循环组件中的冷冻水在所述换热组件中进行热交换；

所述冷源水的供水温度为4-25℃；降温后的所述冷冻水的出水温度为27-35℃。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述阀门组件包括第一阀门、第二阀门和第一变频泵；

所述第一阀门连接在所述换热组件的出水口和生活用水出口之间，所述蓄水池的进口和出口分别通过所述第二阀门和第一变频泵与所述第一阀门并联。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述制冷循环组件的回水端包括第二变频泵，连接在空调末端和所述换热组件之间，用于控制回水流速。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述空调末端的数量为至少两个，并联在所述制冷循环组件的供水端和回水端之间。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于，所述空调末端包括：

水冷背板，所述水冷背板贴附于待制冷机柜的背板上，所述水冷背板中包括循环水管，与所述制冷循环组件的供水端和回水端分别连通。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于，所述空调末端包括：

顶置水冷单元，所述顶置水冷单元包括至少两个表冷器，所述表冷器置于待制冷机柜的顶部，相邻表冷器之间形成有热通道，所述热通道位于相邻待制冷机柜的间隙顶部，所述表冷器上端的进水口和出水口与所述制冷循环组件的供水端和回水端分别连通，所述表冷器下端设置有集水盘，所述集水盘设置于所述待制冷机柜的顶部。