CN105674451B - 一种水蒸发液体冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种水蒸发液体冷却系统，包括湿帘系统，表冷器，风机，换热装置和相应管路。所述湿帘系统包括填料，集水器，水泵，布水器，补水装置和管路。所述湿帘系统位于表冷器的前端，所述风机位于表冷器的后端，当风机工作时，空气优先进入湿帘系统，经过湿帘系统后再进入表冷器，之后由风机排出整个系统。表冷器的进液管在表冷器的下端，出液管在表冷器的上端，当液体从表冷器出来后，经过换热装置的一侧，在换热装置的另一侧是湿帘系统的循环水经过。该发明不仅可靠稳定，而且易于维护，绿色节能。

Description

一种水蒸发液体冷却系统

技术领域

本发明是关于一种水蒸发液体冷却系统，尤其涉及节能制冷降温系统和数据中心领域。

背景技术

互联网，云计算及物联网技术的大发展迎来了数据中心的爆发性增长。然而数据中心的用电和冷却问题也成为社会关注的问题。据统计中国2009年数据中心电力消耗约占当年全国电力消耗总量的1%。2016年我国数据中心总能耗将达到1000亿kWh左右，2020年将超过2500亿kWh，或将超过当前全球数据中心的能耗总量。

对于数据中心，除了电力安全和可靠性外，数据中心内部的空调耗电占有相当比重的部分，越站到总能耗40%左右，仅次于IT设备的耗电量，因此数据中心不仅对电力系统安全可靠性的要求极高，对制冷的质量也有很高的要求。

目前适用于数据中心的实用节能技术和措施大致有以下几个方法：1..直接自然冷却方式,该方法是一种直接将室外低温新风引入机房，冷却机房设备的制冷方法，也称为全新风冷却方法。具体是指将室外温度低于室内设定温度时，通过新风机将室外的冷风直接引入室内，对室内机器设备进行冷却的一种利用自然冷源的高效节能技术。2. 间接自然冷却方式

相对于直接自然冷却，间接自然冷却是通过把室外的冷量引入室内，同事保证室内外空气相互隔绝。采用该方法排除了室外湿度和含尘浓度等诸多参数对机房内的影响。间接自然冷却的具体方法和技术有很多，包括热管空调、转轮空调和氟泵等都属于间接自然冷却的技术。

以上两种技术对数据中心的制冷起到了节约部分能量，但是存在以下问题：

直接自然冷却技术，其缺点是它在解决单一的温度问题时非常有效，对于温度、湿度和含尘浓度等多参数的控制存在难度，尤其是对于空气质量严重不合格的北方地区更是如此。

间接自然冷却方法，避免了室内经过处理的干净的空气与外界直接交换，但是由于通过了一次热交换损失了部分冷量，降低了部分效率。因为是间接冷却，所以必须在室外温度比室内温度低5～10℃的前提下才能使用，因此数据中心内还必须配置精密空调，也就是说必须配置两套空调系统。

如何采用直接自然冷源的高效率，同时又兼顾有间接自然冷却的优势，是个亟须解决的问题。因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水蒸发液体冷却系统，此冷却系统，不仅是经过自然冷源降温，而且采用的是二级降温，当室外温度适宜时，不仅可以保证数据中心的散热制冷要求，同时可以有效降低数据中心的能耗，预估可以显著降低冷却成本30%-50%。在保证IT设备的运行安全时，降低二氧化碳的排放，提高能源的有效利用率，大大增强环保型和系统的可靠性。

一种水蒸发液体冷却系统，包括湿帘系统，表冷器，风机，换热装置和相应管路，所述湿帘系统位于表冷器的前端，所述风机位于表冷器的后端，表冷器的进液管在表冷器的下端，出液管在表冷器的上端，当液体从表冷器出来后，经过换热装置的一侧，在换热装置的另一侧是湿帘系统的循环水经过。

所述一种水蒸发液体冷却系统，其中，所述湿帘系统包括填料，集水器，水箱，水泵，布水器，补水装置和管路，填料在布水器的下方，集水器在填料的下方，水箱在集水器的下方。

所述一种水蒸发液体冷却系统，其中，所述水箱中的水经过水泵，到达所述换热装置，从换热装置出来后到达布水器，经过布水器后到达填料，流经填料之后的水收集到集水器，最后回到水箱。

所述一种水蒸发液体冷却系统，其中，水箱中的水位保持在一定范围内，由所述补水装置维持水位在规定范围内。

所述一种水蒸发液体冷却系统，其中，所述风机为转速可调风机或固定转速风机。

所述一种水蒸发液体冷却系统，其中，所述板换系统为内外循环隔绝的系统，内循环的水为水帘系统中的水经过，外循环的液体为所述表冷器的液体经过。

本发明所提供的水蒸发液体冷却系统，由于没有比较大的耗电设备，所以减少了数据中心的整体耗电量，在采用二级降温冷却的同时，采用效率高效的风机，可以更进一步有效降低冷却系统的能耗。因为是采用了封闭式液体系统，所以在液体经过表冷器的时候，没有被外界空气污染，只进行了显热的交换，在经过第一次冷却后，在换热装置处进行二次冷却，达到更大效率的实用，以此保证数据中心内部IT设备的稳定运行，使其运行更加安全稳定可靠。

附图说明

图1是水蒸发液体冷却系统示意图。

其中：1、湿帘系统；101、填料；102、集水器；103、水箱；104、水泵；105、布水器；106、补水装置；2、表冷器；201、进液管；202、出液管；3、风机；4、换热装置。

具体实施方式

本发明提供一种水蒸发液体冷却系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更佳清晰、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1所示，水蒸发液体冷却系统，包括湿帘系统1，表冷器2，风机3，换热装置4，所述湿帘系统1位于表冷器2的前端，所述风机3位于表冷器2的后端，表冷器2的进液管201在表冷器2的下端，出液管202在表冷器2的上端，当液体从表冷器2出来后，经过换热装置4的一侧，在换热装置4的另一侧是湿帘系统1的循环水经过。

进一步的，湿帘系统1的工作原理如下：水箱103中的水被水泵104抽出，经过换热装置4后到达布水器105，水经过布水器105均匀洒在填料101上面，水在填料101上面形成一个湿膜，形成湿膜后多余的水流经填料101被收集到集水器102内部，由集水器102将收集到的水回收到水箱103，至此湿帘系统完成一个循环。

进一步的，由风机3转动产生的负压，造成湿帘系统1外部的空气向填料101内部流动，在经过填料101表面湿膜冷却后进入到表冷器2，在此经过冷却后的空气对流经表冷器2内部的液体进行一次降温，同时空气也会被加热，经过加热后的空气由风机3排出整个系统，至此完成数据中心用液体的一次降温。

进一步的，给数据中心散热制冷的水由表冷器2下端的进液管201进入到表冷器2内部，经过表冷器2的一次降温后，由表冷器2上端的出液管202进入换热装置4，在换热装置4的内部进行的是显热交换。由于换热装置4的一侧是湿帘系统1的水，所以湿帘系统1侧水温会比由表冷器2出来的水温低，在此完成数据中心用液体的二次降温。

进一步的，因为湿帘系统1中水的蒸发，会造成水箱103里面的水位下降，所以应该由补水装置106对水箱103进行补水，保证水箱103的水位保持在规定范围内。

进一步的，该系统可以采用风机3和水泵104对表冷器2的出液管202内部的水温进行控制，达到更加节约冷量的效果。

本发明的一种水蒸发液体冷却系统，可放到数据中心的侧墙上面，可以可以单独放到楼顶等空旷地方。进一步的，本发明采用了将数据中心散热制冷用的液体采用两级降温，达到能源的充分利用，因为采用了湿帘系统1，所以对外部空气的温度依赖相对减少了部分，而且湿帘系统1采用的是循环水工作，经过蒸发冷却的水回到水箱103中，再由水泵104将其由换热装置4与即将进入数据中心的液体进行二次热交换，用来保证数据中心内部散热制冷的需要。该系统使数据中心的节能措施更加的绿色和环保，降低了制冷耗电量在数据中心总体耗电量中的比例。其类似这样的节能能源成本和安全性的系统都将变得越来越好，所以本发明填补了市场上现有产品解决方案的缺陷，提高了制冷散热设备的可利用率等级和安全等级，在将来肯定会替代目前市场上比较传统的解决方案。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进和变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种水蒸发液体冷却系统，其特征在于，包括湿帘系统，表冷器，风机，换热装置和相应管路，所述湿帘系统位于表冷器的前端，所述风机位于表冷器的后端，表冷器的进液管在表冷器的下端，出液管在表冷器的上端，当液体从表冷器出来后，经过换热装置的一侧，在换热装置的另一侧是湿帘系统的循环水经过。

2.如权利要求1所述的一种水蒸发液体冷却系统，其特征在于，所述湿帘系统包括填料，集水器，水箱，水泵，布水器，补水装置和管路，填料在布水器的下方，集水器在填料的下方，水箱在集水器的下方。

3.如权利要求2所述的一种水蒸发液体冷却系统，其特征在于，所述水箱中的水经过水泵，到达所述换热装置，从换热装置出来后到达布水器，经过布水器后到达填料，流经填料之后的水收集到集水器，最后回到水箱。

4.如权利要求3所述的一种水蒸发液体冷却系统，其特征在于，水箱中的水位保持在一定范围内，由所述补水装置维持水位在规定范围内。

5.如权利要求1所述的一种水蒸发液体冷却系统，其特征在于，所述风机为转速可调风机或固定转速风机。

6.如权利要求1所述的一种水蒸发液体冷却系统，其特征在于，所述换热装置为内外循环隔绝的系统，内循环的水为水帘系统中的水经过，外循环的液体为所述表冷器的液体经过。