CN107490114B - 一种空调系统及其对数据中心进行散热的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调系统及其对数据中心进行制冷的方法，系统包括：双冷源新风空调器、常规空调装置、水冷机组和控制器；控制器，用于在冷量需求不大于第一预设阈值时，控制冷水机组输出的冷却水输出至双冷源新风空调器；在冷量需求大于第一预设阈值时，控制冷却水分别输出至双冷源新风空调器和常规空调装置；双冷源新风空调器利用接收的冷却水对第一散热空气进行除湿处理和降温处理，将处理后的第一散热空气输送至数据中心所在的机房内；常规空调装置，利用接收的冷却水中携带的冷量降低数据中心所在的机房内的室内空气的温度。通过本发明的技术方案，可防止数据中心所在机房内空气的湿度过高而对数据中心的电子设备造成损坏。

Description

一种空调系统及其对数据中心进行散热的方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种空调系统及其对数据中心进行散热的方法。
背景技术
随着电子信息产业的飞速发展，数据中心的发展也进入到一个新的阶段，每一个数据中心都包括有大量的电子设备，使得数据中心对散热的要求也越来越高。
目前，为了实现对数据中心进行散热，通常需要在数据中心所在机房内安装相应的空调装置，比如安装具有风扇模组和冷却盘管的末端空调器、辐射散热空调器等空调装置来实现对数据中心进行散热。
末端空调器及辐射散热空调器等常规空调装置无法对数据中心所在机房内空气的湿度进行较大范围的调节，在数据中心所在机房内空气的湿度过高时，则可能导致数据中心的电子设备发生损坏。因此，如何实现在能够满足数据中心散热需求的前提下，防止数据中心所在机房内空气的湿度过高而对数据中心的电子设备造成损坏则成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种空调系统及其对数据中心进行散热的方法，可实现在能够满足数据中心散热需求的前提下，防止数据中心所在机房内空气的湿度过高而对数据中心的电子设备造成损坏。
第一方面，本发明实施例提供了一种空调系统，包括：
双冷源新风空调器、常规空调装置、水冷机组和控制器；其中，
所述冷水机组，用于输出冷却水；
所述控制器，用于在数据中心的冷量需求不大于第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述双冷源新风空调器；在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水分别输出至所述双冷源新风空调器和所述常规空调装置；
所述双冷源新风空调器，用于在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，获取第一散热空气，通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，将处理后的所述第一散热空气输送至所述数据中心所在的机房内；
所述常规空调装置，用于在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，通过接收的所述冷却水携带的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度。
优选地，
所述双冷源新风空调器，包括：表冷器和蒸发器；
所述空调系统，进一步包括：第一送水管路、第一回水管路和第一控制阀；其中，
所述表冷器的进水端通过所述第一送水管路与所述冷水机组的送水端相连，所述表冷器的回水端通过所述第一回水管路与所述冷水机组的回水端相连；
所述第一控制阀设置在所述第一送水管路上；
所述控制器，用于在所述数据中心的冷量需求不大于所述第一预设阈值时，控制所述第一控制阀开启；
在所述第一控制阀开启时，所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第一送水管路输出至所述表冷器，所述表冷器接收的冷却水与所述第一散热空气进行热交换以形成冷却回水，形成的冷却回水通过所述第一回水管路回流至所述冷水机组；
所述蒸发器，用于对与所述冷却水进行热交换后的所述第一散热空气进行降温处理和除湿处理，并将处理后的所述第一散热空气输出。
优选地，
所述常规空调装置，包括：辐射散热空调器，其中，所述辐射散热空调器包括：换热器和辐射顶板；
所述空调系统，进一步包括：第二送水管路、第二回水管路和第二控制阀；
所述辐射顶板设置在所述数据中心所在的机房内，所述辐射顶板与所述换热器相连；
所述换热器的进水端通过所述第二送水管路与所述冷水机组的送水端相连，所述换热器的回水端通过所述第二回水管路与所述冷水机组的回水端相连；
所述第二控制阀设置在所述第二送水管路上；
所述控制器，用于在所述数据中心的冷量需求大于第一预设阈值时，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀开启；
在所述第二控制阀开启时，所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第二送水管路输出至所述换热器，以使所述换热器吸收接收的所述冷却水中携带的冷量以形成冷却回水，并将吸收的冷量传导至所述辐射顶板，将形成的冷却回水通过所述第二回水管路回流至所述冷水机组；
所述辐射顶板，用于利用所述换热装置传导的冷量降低所述数据中心所在的机房内室内空气的温度。
优选地，
所述常规空调装置，进一步包括：末端空调器；其中，所述末端空调器包括：冷却盘管和风扇模组；
所述空调系统，进一步包括：第三送水管路、第三回水管路和第三控制阀；
所述冷却盘管的进水端通过所述第三送水管路与所述冷水机组的送水端相连，所述冷却盘管的回水端通过所述第三回水管路与所述冷水机组的回水端相连；
所述第三控制阀设置在所述第三送水管路上；
所述控制器，用于在所述数据中心的冷量需求大于第二预设阈值时，控制所述第一控制阀开启、控制所述第二控制阀开启、控制所述第三控制阀开启，并控制所述风扇模组运行；其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
所述风扇模组在所述控制器的控制下运行时，驱动外部环境的第二散热空气经过所述冷却盘管所在区域进入所述数据中心所在的机房内；
所述第三控制阀开启时，所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第三送水管路输出至所述冷却盘管，所述冷却盘管接收的所述冷却水与经过所述冷却盘管所在区域的第二散热空气进行热交换以降低所述第二散热空气的温度，并形成冷却回水，形成的冷却回水通过所述第三回水管路回流至所述冷水机组。
优选地，
所述空调系统进一步包括：循环水泵和第四回水管路；其中，
所述循环水泵的进水端分别与所述第一回水管路、所述第二回水管路和所述第三回水管路相连通，所述循环水泵的回水端通过所述第四回水管路与所述冷水机组的回水端相连；
所述循环水泵，用于驱动进入所述第一回水管路、所述第二回水管路及所述第三回水管路的冷却回水通过所述第四回水管路回流至所述冷水机组，并驱动所述冷水机组形成的冷却水通过所述冷水机组的送水端输出；
所述冷水机组，用于接收通过所述第四回水管路回流的所述冷却回水，对接收的所述冷却回水进行降温处理以形成冷却水。
优选地，
还包括：膨胀罐；其中，所述膨胀罐分别与所述第一回水管路、第二回水管路和第三回水管路相连通；
和/或，
所述控制器，进一步用于在所述数据中心所在机房内空气的湿度大于第三预设阈值时，控制所述第二控制阀关闭。
第二方面，本发明实施例提供了一种利用第一方面中任一所述的空调系统对数据中心进行散热的方法，包括：
利用所述冷水机组输出冷却水；
利用所述控制器控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述双冷源新风空调器；
利用所述双冷源新风空调器在从外部环境获取第一散热空气，通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，并将处理后的所述第一散热空气输送至所述数据中心所在的机房内；
利用所述控制器判断所述数据中心的冷量需求是否大于第一预设阈值；
利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述常规空调装置；
利用所述常规空调装置在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，通过所述冷却水携带的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度。
优选地，
所述利用所述控制器控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述双冷源新风空调器，包括：利用所述控制器控制所述第一控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第一送水管路输出至所述表冷器；
则，所述通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，包括：
利用表冷器接收所述第一送水管道输出的所述冷却水，使得进入所述表冷器的冷却水与所述第一散热空气进行热交换以形成冷却回水；
利用蒸发器对与所述冷却水进行热交换后的所述第一散热空气进行降温处理和除湿处理，以调节所述第一散热空气的湿度和温度；
还包括：利用所述第一回水管路将所述表冷器中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
优选地，
所述利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述常规空调装置，包括：利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述第二控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第二送水管路输出至所述换热器；
所述利用所述常规空调装置在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，通过所述冷却水携带的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度，包括：
利用所述换热器吸收接收的所述冷却水中携带的冷量以形成冷却回水，并将吸收的冷量传导至所述辐射顶板；
利用所述辐射顶板通过所述换热装置传导的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度；
还包括：利用所述第二回水管路将所述换热器中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
优选地，
在所述利用所述控制器判断所述数据中心的冷量需求是否大于第一预设阈值之后，进一步包括：
利用所述控制器判断所述数据中心的冷量需求是否大于第二预设阈值；
利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第二预设阈值时，控制所述第三控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第三送水管路输出至所述冷却盘管，并控制所述风扇模组运行；
利用运行的所述风扇模组驱动第二散热空气经过所述冷却盘管所在区域进入所述数据中心所在的机房内；
利用所述冷却盘管通过接收的所述冷却水与经过所述换热盘管所在区域以进入所述数据中心所在机房内的第二散热空气进行热交换以降低所述第二散热空气的温度，并形成冷却回水；
利用所述第三回水管路将所述冷却盘管中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
本发明实施例提供了一种空调系统及其对数据中心进行散热的方法，该空调系统中，数据中心的冷量需求不大于第一预设阈值时，说明仅需要双冷源新风空调器进行制冷即可满足数据中心的散热需求，因此，通过控制器将冷水机组输出的冷却水传输至双冷源新风空调器，双冷源新风空调器则可通过接收的冷却水对进入数据中心所在机房的第一散热空气进行除湿处理和降温处理，降温处理后的第一散热空气携带较多的冷量，携带的能量用于对数据中心进行散热，同时，除湿处理可以极大程度的降低进入数据中心所在机房的第一散热空气的湿度，防止数据中心所在机房内的空气的湿度过高。相应的，数据中心的冷量需求大于第一预设阈值时，说明仅通过双冷源新风空调器进行制冷不能满足数据中心的散热需求，控制器则可控制冷水机组输出的冷却水分别输出至双冷源新风空调器和常规空调装置，使得常规空调装置也能够利用接收的冷却水对数据中心所在机房内的空气进一步制冷，以满足数据中心的散热需求。综上可见，本发明实施例提供的空调系统中，双冷源新风空调器作为基础散热设备，常规空调装置作为辅助散热设备，可实现在能够满足数据中心散热需求的前提下，防止数据中心所在机房内空气的湿度过高而对数据中心的电子设备造成损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种空调系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的另一种空调系统的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种利用空调系统对数据中心进行散热的方法的流程图；
图4是本发明一实施例提供的一种利用图2所示的空调系统对数据中心进行散热的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种空调系统，包括：
双冷源新风空调器1、常规空调装置2、水冷机组3和控制器4；其中，
所述冷水机组3，用于输出冷却水；
所述控制器4，用于在数据中心的冷量需求不大于第一预设阈值时，控制所述冷水机组3输出的所述冷却水输出至所述双冷源新风空调器1；在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述冷水机组3输出的所述冷却水分别输出至所述双冷源新风空调器1和所述常规空调装置2；
所述双冷源新风空调器1，用于在接收到所述冷水机3组输出的所述冷却水时，获取第一散热空气，通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，将处理后的所述第一散热空气输送至所述数据中心所在的机房内；
所述常规空调装置2，用于在接收到所述冷水机组3输出的所述冷却水时，通过接收的所述冷却水携带的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度。
本发明上述实施例中，数据中心的冷量需求不大于第一预设阈值时，说明仅需要双冷源新风空调器进行制冷即可满足数据中心的散热需求，因此，通过控制器将冷水机组输出的冷却水传输至双冷源新风空调器，双冷源新风空调器则可通过接收的冷却水对进入数据中心所在机房的第一散热空气进行除湿处理和降温处理，降温处理后的第一散热空气携带较多的冷量，携带的能量用于对数据中心进行散热，同时，除湿处理可以极大程度的降低进入数据中心所在机房的第一散热空气的湿度，防止数据中心所在机房内的空气的湿度过高。相应的，数据中心的冷量需求大于第一预设阈值时，说明仅通过双冷源新风空调器进行制冷不能满足数据中心的散热需求，控制器则可控制冷水机组输出的冷却水分别输出至双冷源新风空调器和常规空调装置，使得常规空调装置也能够利用接收的冷却水对数据中心所在机房内的空气进一步制冷，以满足数据中心的散热需求。综上可见，本发明实施例提供的空调系统中，双冷源新风空调器作为基础散热设备，常规空调装置作为辅助散热设备，可实现在能够满足数据中心散热需求的前提下，防止数据中心所在机房内空气的湿度过高而对数据中心的电子设备造成损坏。
具体地，如图2所示，本发明一个实施例中，所述双冷源新风空调器10，包括：表冷器101和蒸发器102；
所述空调系统，进一步包括：第一送水管路5、第一回水管路6和第一控制阀7；其中，
所述表冷器101的进水端通过所述第一送水管路5与所述冷水机组3的送水端相连，所述表冷器101的回水端通过所述第一回水管路6与所述冷水机组3的回水端相连；
所述第一控制阀7设置在所述第一送水管路5上；
所述控制器4，用于在所述数据中心的冷量需求不大于所述第一预设阈值时，控制所述第一控制阀7开启；
在所述第一控制阀7开启时，所述冷水机组3输出的所述冷却水通过所述第一送水管路5输出至所述表冷器101，所述表冷器101接收的冷却水与所述第一散热空气进行热交换以形成冷却回水，形成的冷却回水通过所述第一回水管路6回流至所述冷水机组3；
所述蒸发器102，用于对与所述冷却水进行热交换后的所述第一散热空气进行降温处理和除湿处理，并将处理后的所述第一散热空气输出。
本发明上述实施例中，第一控制阀开启时，冷水机组输出的冷却水通过第一回水管路流入表冷器中，由于冷却水的温度相对较低，当温度较高的第一散热空气经过表冷器所在区域时，一方面，较高温度的第一散热空气与表冷器中较低温度的冷却水发生热交换，使得第一散热空气的温度发生一定程度的降低；另一方面，第一散热空气中携带的一部分水蒸气在表冷器所在区域发生液化，液化后形成的液态水停留在表冷器上，从而实现在一定程度上降低第一散热空气的湿度。
表冷器作为双冷源新风空调器中的一个冷源，其利用冷却水作为制冷介质，冷却水携带的冷量相对较少，仅能实现在一定程度上滤除第一散热空气中携带的水蒸气，以及在一定程度上降低第一散热空气的温度；因此，通过表冷器来实现对第一散热空气进行降温处理和除湿处理的过程可以称为预处理。
蒸发器作为双冷源新风空调器中的另一个冷源，其可以使用效能极高的冷却介质，比如氟利昂。蒸发器中的冷却介质可进一步吸收预处理后的第一散热空气中携带的热量，从而进一步降低第一散热空气的温度，使得进入数据中心所在机房的第一散热空气能够携带更多的冷量。同时，预处理后的第一散热空气通过冷冻的蒸发器并发生温度下降时，第一散热空气的湿度处于一种过饱和状态，更多的水蒸气以“凝露”的形式凝结与蒸发器上，从而实现通过蒸发器对预处理后的第一散热空气进行进一步制冷和除湿。通过蒸发器来实现对预处理后的第一散热空气进行降温处理和除湿处理的过程可以称为深度处理。
如此，通过预处理和深度处理后的第一散热空气具有极低的湿度和温度，处理后的第一散热空气进入数据中心所在机房时，与数据中心所在机房内的空气发生对流并进行热交换，从而使得数据中心机房内的空气具有较低的温度和湿度。数据中心所在机房内具有较低温度的空气能够与数据中心的各个电子设备进行热交换，以实现对数据中心进行有效散热；同时，数据中心所在机房内的空气的湿度降低，防止数据中心的各个电子设备因吸附空气中携带的水分而发生损坏。
常规空调装置的类型多种多样，不同类型的常规空调装置其能耗及散热性能存在较大的差异。常规空调装置包括但不限于辐射散热空调器和末端空调器，辐射散热空调器具有较低的能耗，但其散热性能相对较低；包括风扇模组和冷却盘管的末端空调器具有较高的散热性能，但其能耗也相对较高。
如图2所示，本发明一个实施例中，所述常规空调装置2，包括：辐射散热空调器201，其中，所述辐射散热空调器201包括：换热器2011和辐射顶板2012；
所述空调系统，进一步包括：第二送水管路8、第二回水管路9和第二控制阀10；
所述辐射顶板2012设置在所述数据中心所在的机房内，所述辐射顶板2012与所述换热器2011相连；
所述换热器2011的进水端通过所述第二送水管路8与所述冷水机组3的送水端相连，所述换热器2011的回水端通过所述第二回水管路9与所述冷水机组3的回水端相连；
所述第二控制阀10设置在所述第二送水管路9上；
所述控制器4，用于在所述数据中心的冷量需求大于第一预设阈值时，控制所述第一控制阀7和所述第二控制阀10开启；
在所述第二控制阀10开启时，所述冷水机组3输出的所述冷却水通过所述第二送水管路8输出至所述换热器2011，以使所述换热器2011吸收接收的所述冷却水中携带的冷量以形成冷却回水，并将吸收的冷量传导至所述辐射顶板2012，将形成的冷却回水通过所述第二回水管路9回流至所述冷水机组3；
所述辐射顶板2012，用于利用所述换热装置2011传导的冷量降低所述数据中心所在的机房内室内空气的温度。
本发明上述实施例中，辐射散热空调器的辐射顶板可以设置在数据中心所在机房内，辐射顶板内可设置相对密集且导热性能极好的介质循环管路，介质循环管路的输入端和输出端可连接到换热装置，当第二控制阀在控制器的控制下开启时，冷水机组的输出的冷却水输出到换热器，介质循环管路内的冷却介质通过介质循环管路的输出端流动到换热装置内时，温度较高的冷却介质与输出到换热器的冷却水进行热交换，使得冷却介质的温度发生降低，温度发生降低的冷却介质吸收了换热装置中冷却水的冷量，之后由介质循环管路的输入端回流到介质循环管路内部。介质循环管路内的冷却介质携的冷量可传导至介质循环管路，使得介质循环管路与数据中心所在机房内的空气进行热交换以降低数据中心所在机房内的空气的温度。从而实现对数据中心所在机房内的空气进一步制冷，以满足数据中心的散热需求。
相应的，当传输至换热装置的冷却水与换热装置内较高温度的冷却介质进行热交换之后，则成为较高温度的冷却回水，冷却回水可以通过第二回水管路回流到冷水机组。
如图2所示，本发明一个实施例中，所述常规空调装置2，进一步包括：末端空调器202；其中，所述末端空调器202包括：冷却盘管2021和风扇模组2022；
所述空调系统，进一步包括：第三送水管路11、第三回水管路12和第三控制阀13；
所述冷却盘管2021的进水端通过所述第三送水管路11与所述冷水机组3的送水端相连，所述冷却盘管2021的回水端通过所述第三回水管路12与所述冷水机组3的回水端相连；
所述第三控制阀13设置在所述第三送水管路11上；
所述控制器4，用于在所述数据中心的冷量需求大于第二预设阈值时，控制所述第一控制阀5开启、控制所述第二控制阀8开启、控制所述第三控制阀11开启，并控制所述风扇模组2022运行；其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
所述风扇模组2022在所述控制器4的控制下运行时，驱动外部环境的第二散热空气经过所述冷却盘管2021所在区域进入所述数据中心所在的机房内；
所述第三控制阀13开启时，所述冷水机组3输出的所述冷却水通过所述第三送水管路11输出至所述冷却盘管2021，所述冷却盘管2021接收的所述冷却水与经过所述冷却盘管2022所在区域的第二散热空气进行热交换以降低所述第二散热空气的温度，并形成冷却回水，形成的冷却回水通过所述第三回水管路12回流至所述冷水机组3。
本发明上述实施例中，在数据中心的冷量需求大于第一预设阈值，且不大于第二预设阈值时，说明仅需要通过双冷源新风空调器和辐射散热空调器进行制冷即可满足数据中心的散热需求，通过控制器将冷水机组输出的冷却水传输至双冷源新风空调器和辐射散热空调器即可，节约能耗；相应的，在数据中心的冷量需求大于第二预设阈值时，说明仅通过双冷源新风空调器和辐射散热空调器进行制冷不能满足数据中心的散热需求，可通过控制器将冷水机组输出的冷却水传输至双冷源新风空调器、辐射散热空调器和末端空调器，通过双冷源新风空调器、辐射散热空调器和末端空调器同时制冷来满足数据中心的散热需求。
具体地，末端空调器的风扇模组可在控制器的控制下运行，且控制器可以同时控制第三控制阀开启，使得冷水机组输出的冷却水通过第三送水管路输出至冷却盘管。运行的风扇模组可驱动外部环境的第二散热空气经过冷却盘管所在区域进入数据中心所在的机房内，第二散热空气在进入数据中心所在机房的过程中，可与冷却盘管接收的冷却水进行热交换以降低其温度，即进入数据中心所在机房内的第二散热空气具有较低的温度，具有较低温度的第二散热空气与数据中心所在机房内的空气发生对流并进行热交换，从而使得数据中心机房内的空气具有更低的温度，以满足数据中心的散热需求。
进一步的，本发明一个实施例中，所述空调系统进一步包括：循环水泵14和第四回水管路15；其中，
所述循环水泵14的进水端分别与所述第一回水管路6、所述第二回水管路9和所述第三回水管路12相连通，所述循环水泵14的回水端通过所述第四回水管路15与所述冷水机组3的回水端相连；
所述循环水泵14，用于驱动进入所述第一回水管路6、所述第二回水管路9及所述第三回水管路12的冷却回水通过所述第四回水管路15回流至所述冷水机组3，并驱动所述冷水机组3形成的冷却水通过所述冷水机组3的送水端输出；
所述冷水机组3，用于接收通过所述第四回水管路15回流的所述冷却回水，对接收的所述冷却回水进行降温处理以形成冷却水。
本发明上述实施例中，通过循坏水泵驱动第一回水管路、第二回水管路和第三回水管路内的冷却回水通过第四回水管路回流至冷水机组，并驱动冷水机组形成的冷却水输出，可确保在相应的控制阀开启时，双冷源新风空调器、辐射散热空调器或末端空调器能够得到足够的冷却水以进行制冷。
应当理解的是，还可以在辐射散热空调器的辐射顶板和换热器之间设置相应的循坏水泵，通过循坏水泵驱动冷却介质在辐射顶板的介质循环管路中流动，使得辐射顶板与数据中心所在机房内的空气具有持续、稳定且相对较大的热交换面积，提高辐射散热空调器的散热效果。
如图2所示，本发明一个实施例中，还包括：膨胀罐16；其中，所述膨胀罐16分别与所述第一回水管路6、第二回水管路9和第三回水管路13相连通。通过膨胀罐与第一回水管路、第二回水管路和第三回水管路相连通，当存在任意一个回水管路或送水管路发生漏水时，膨胀罐内气体压力大于水的压力，气体发生膨胀，将气囊内的水排出至相应的管路，可防止空气直接进入相应的管路以影响空调系统的正常运行。
本发明一个实施例中，所述控制器4，进一步用于在所述数据中心所在机房内空气的湿度大于第三预设阈值时，控制所述第二控制阀10关闭。在数据中心所在机房内空气的湿度大于第三阈值时，说明空调系统的除湿效率不足，通过将第三控制阀关闭以使辐射散热空调器停止制冷，可防止数据中心所在机房内的空气中携带的水分大量凝结于辐射散热顶板而对辐射散热顶板造成损坏。
如图3所示，本发明实施例提供了一种利用本发明任意一个实施例中提供的空调系统对数据中心进行散热的方法，包括：
S1：利用所述冷水机组输出冷却水；
S2：利用所述控制器控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述双冷源新风空调器；
S3：利用所述双冷源新风空调器在从外部环境获取第一散热空气，通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，并将处理后的所述第一散热空气输送至所述数据中心所在的机房内；
S4：利用所述控制器判断所述数据中心的冷量需求是否大于第一预设阈值；
S5：利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述常规空调装置；
S6：利用所述常规空调装置在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，通过所述冷却水携带的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度。
本发明一个优选实施例中，所述步骤S2，包括：利用所述控制器控制所述第一控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第一送水管路输出至所述表冷器；
则，所述步骤S3中，所述通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，包括：
利用表冷器接收所述第一送水管道输出的所述冷却水，使得进入所述表冷器的冷却水与所述第一散热空气进行热交换以形成冷却回水；
利用蒸发器对与所述冷却水进行热交换后的所述第一散热空气进行降温处理和除湿处理，以调节所述第一散热空气的湿度和温度；
在所述步骤S3之后，还包括：利用所述第一回水管路将所述表冷器中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
本发明一个优选实施例中，所述步骤S5包括：利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述第二控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第二送水管路输出至所述换热器；
所述步骤S6包括：
利用所述换热器吸收接收的所述冷却水中携带的冷量以形成冷却回水，并将吸收的冷量传导至所述辐射顶板；
利用所述辐射顶板通过所述换热装置传导的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度；
在所述步骤S6之后，进一步包括：利用所述第二回水管路将所述换热器中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
本发明一个优选实施例中，在所述步骤S4之后，进一步包括：
利用所述控制器判断所述数据中心的冷量需求是否大于第二预设阈值；
利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第二预设阈值时，控制所述第三控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第三送水管路输出至所述冷却盘管，并控制所述风扇模组运行；
利用运行的所述风扇模组驱动第二散热空气经过所述冷却盘管所在区域进入所述数据中心所在的机房内；
利用所述冷却盘管通过接收的所述冷却水与经过所述换热盘管所在区域以进入所述数据中心所在机房内的第二散热空气进行热交换以降低所述第二散热空气的温度，并形成冷却回水；
利用所述第三回水管路将所述冷却盘管中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
为了更加清楚的说明本发明的技术方案及优点，下面结合本发明实施例提供的空调系统，以利用如图2所示的系统对数据中心进行散热为例，如图4所示，可以包括如下各个步骤：
步骤401，开启循环水泵14和冷水机组3，并通过控制器4控制第一控制阀开启。
请参考图2，开启循坏水泵和冷水机组之后，冷水机组则可对进入的冷却回水进行制冷以形成冷却水，循坏水泵在驱动第一回水管路、第二回水管路及第三回水管路中的冷却回水通过第一回水管路进入冷水机组的同时，驱动冷水机组中形成的冷却水输出。
同时，第一控制阀在控制器的控制下开启之后，冷水机组输出的冷却水可通过第一送水管路输出至双冷源新风空调器的表冷器。
本发明实施例中，冷水机组输出的冷却水的温度可以不小于14℃，进入冷水机组中的冷却回水的温度可以不小于19℃，且冷却水的温度和冷却回水的温度差值的趋势范围可以为4℃至6℃。冷却水的温度和冷却回水的温度相对较高，可降低冷水机组的能耗。
步骤402，双冷源新风空调器1获取第一散热空气，通过表冷器101和蒸发器102对获取的第一散热空气进行除湿处理和降温处理，并将处理后的第一散热空气输出至数据中心所在的机房内。
请参考图2，双冷源新风空调器1的表冷器101在接收到第一送水管道7输出的冷却水之后，进入表冷器101的冷却水则可与第一散热空气进行热交换以形成冷却回水。
表冷器作为双冷源新风空调器中的一个冷源，其利用冷却水作为制冷介质，由于冷却水的温度相对较低，当双冷源新风空调器获取的温度较高的第一散热空气经过表冷器所在区域时，一方面，较高温度的第一散热空气与表冷器中较低温度的冷却水发生热交换，使得第一散热空气的温度发生一定程度的降低；另一方面，第一散热空气的温度发生降低时，第一散热空气中携带的一部分水蒸气在表冷器所在区域发生液化，液化后形成的液态水停留在表冷器上，从而实现在一定程度上降低第一散热空气的湿度。
由于冷却水的温度通常可以是7℃至14℃，其携带的冷量相对较少，仅能实现在一定程度上滤除第一散热空气中携带的水蒸气，以及在一定程度上降低第一散热空气的温度；因此，通过表冷器来实现对第一散热空气进行降温处理和除湿处理的过程可以称为预处理。
蒸发器作为双冷源新风空调器中的另一个冷源，其可以使用效能极高的冷却介质，比如氟利昂。蒸发器中的冷却介质可进一步吸收预处理后的第一散热空气中携带的热量，从而进一步降低第一散热空气的温度，使得进入数据中心所在机房的第一散热空气能够携带更多的冷量。同时，预处理后的第一散热空气通过冷冻的蒸发器并发生温度下降时，第一散热空气的湿度处于一种过饱和状态，第一散热空气中更多的水蒸气以“凝露”的形式凝结与蒸发器上。从而实现通过蒸发器对预处理后的第一散热空气进行进一步制冷和除湿。通过蒸发器来实现对预处理后的第一散热空气进行降温处理和除湿处理的过程可以称为深度处理。
通过表冷器和蒸发器分别对第一散热空气进行预处理和深度处理，第一散热空气的温度值会发生大幅度降低，同时，第一散热空气中携带的大量水蒸气被滤除，使得第一散热空气的湿度发生大幅度降低。从而防止数据中心所在机房内空气的湿度过高，避免因机房内空气的湿度过高而对数据中心的电子设备造成损坏。
步骤403，控制器4判断数据中心的冷量需求是否大于第一预设阈值，如果是，则执行步骤404；否则，结束当前流程。
步骤404，控制器4控制第二控制阀10开启。
这里，第二控制阀开启之后，冷水机组输出的冷却水中，一部分冷却水则可通过第二送水管路输出到辐射散热空调器的换热器。
步骤405，辐射散热空调器201换热器2011吸收接收的冷却水中携带的冷量以形成冷却回水，并将吸收的冷量传导至辐射顶板2012。
这里，形成的冷却回水可进入到第二回水管路中。
步骤406，辐射顶板2012通过换热装置2011传导的冷量降低数据中心所在的机房内的室内空气的温度。
本发明实施例中，辐射散热空调器的辐射顶板可以设置在数据中心所在机房内，辐射顶板内可设置密集的且导热性能极好的介质循环管路，介质循环管路的输入端和输出端可连接到换热装置，当第二控制阀在控制器的控制下开启时，冷水机组的输出的冷却水输出到换热器，介质循环管路内的冷却介质(比如，温度较低的液态水)通过介质循环管路的输出端；流动到换热装置内时，温度较高的冷却介质与输出到换热器的冷却水进行热交换，使得较高温度的冷却介质温度降低，发生温度降低的冷却介质吸收了换热装置中冷却水的冷量，吸收了冷量的冷却介质由循环管路的输入端回流到循环管路内部。介质循环管路内的冷却介质携带较多的冷量，这一部分冷量可传导至介质循环管路，使得介质循环管路与数据中心所在机房内的空气进行热交换以降低数据中心所在机房内的空气的温度。从而实现对数据中心所在机房内的空气进一步制冷，以满足数据中心的散热需求。
步骤407，控制器4判断数据中心的冷量需求是否大于第二预设阈值，如果是，则执行步骤408；否则，执行结束当前流程。
步骤408，控制器4控制第三控制阀13开启，并控制末端空调器202的风扇模组2022运行。
这里，在第三控制阀开启时，冷水机组输出的冷却水则可通过第三送水管路输出至末端空调器的冷却盘管。
步骤409，运行的风扇模组2022驱动外部环境的第二散热空气经过冷却盘管2021所在区域进入数据中心所在的机房内。
本发明上述实施例中，第二散热空气在进入数据中心所在机房的过程中，可与冷却盘管接收的冷却水进行热交换以降低其温度，即进入数据中心所在机房内的第二散热空气具有较低的温度，具有较低温度的第二散热空气与数据中心所在机房内的空气发生对流并进行热交换，从而使得数据中心机房内的空气具有更低的温度，数据中心所在机房内具有更低温度的空气能够与数据中心的各个电子设备进行热交换，以实现对数据中心进行有效散热。
这里，冷却水在冷却盘管中与第二散热空气进行热交换之后，会形成温度较高的冷却回水，冷却回水可进入第三回水管路。
步骤410，控制器4判断数据中心所在机房内空气的湿度是否大于第三预设阈值；如果是，则执步骤411；否则，结束当前业务流程。
步骤411，控制器4控制第三控制阀13关闭。
本发明实施例中，当数据中心所在机房内空气的湿度大于第三预设阈值时，即数据中心所在机房内空气的湿度过高时，说明空调系统的除湿效率不足，通过将第三控制阀关闭以使辐射散热空调器停止制冷，可防止数据中心所在机房内的空气中携带的水分大量凝结于辐射散热顶板而对辐射散热顶板造成损坏。
综上所述，本发明各个实施例至少具有如下有益效果：
1、本发明一实施例中，数据中心的冷量需求不大于第一预设阈值时，说明仅需要双冷源新风空调器进行制冷即可满足数据中心的散热需求，因此，通过控制器将冷水机组输出的冷却水传输至双冷源新风空调器，双冷源新风空调器则可通过接收的冷却水对进入数据中心所在机房的第一散热空气进行除湿处理和降温处理，降温处理后的第一散热空气携带较多的冷量，携带的能量用于对数据中心进行散热，同时，除湿处理可以极大程度的降低进入数据中心所在机房的第一散热空气的湿度，防止数据中心所在机房内的空气的湿度过高。相应的，数据中心的冷量需求大于第一预设阈值时，说明仅通过双冷源新风空调器进行制冷不能满足数据中心的散热需求，控制器则可控制冷水机组输出的冷却水分别输出至双冷源新风空调器和常规空调装置，使得常规空调装置也能够利用接收的冷却水对数据中心所在机房内的空气进一步制冷，以满足数据中心的散热需求。综上可见，本发明实施例提供的空调系统中，双冷源新风空调器作为基础散热设备，常规空调装置作为辅助散热设备，可实现在能够满足数据中心散热需求的前提下，防止数据中心所在机房内空气的湿度过高而对数据中心的电子设备造成损坏。
2、本发明一实施例中，空调系统包括有双冷源新风空调器、辐射散热空调器和末端空调器；由于辐射散热空调器的能耗远低于末端空调器的能耗，在数据中心冷量需求大于第一预设阈值，且不大于第二预设阈值时，说明仅需要通过双冷源新风空调器和辐射散热空调器进行制冷即可满足数据中心的散热需求，通过控制器将冷水机组输出的冷却水传输至双冷源新风空调器和辐射散热空调器即可，节约能耗。相应的，在数据中心的冷量需求大于第二预设阈值时，说明仅通过双冷源新风空调器和辐射散热空调器进行制冷不能满足数据中心的散热需求，可通过控制器将冷水机组输出的冷却水传输至双冷源新风空调器、辐射散热空调器和末端空调器，通过双冷源新风空调器、辐射散热空调器和末端空调器同时制冷来满足数据中心的散热需求。
3、本发明一个实施例中，通过膨胀罐与第一回水管路、第二回水管路和第三回水管路相连通，当存在任意一个回水管路或送水管路发生漏水时，膨胀罐内气体压力大于水的压力，气体发生膨胀，将气囊内的水排出至相应的管路，可防止空气直接进入相应的管路以影响空调系统的正常运行。
4、本发明一个实施例中，在数据中心所在机房内空气的湿度大于第三预设阈值时，说明空调系统的除湿效率不足，通过将第三控制阀关闭以使辐射散热空调器停止制冷，可防止数据中心所在机房内的空气中携带的水分大量凝结于辐射散热顶板而对辐射散热顶板造成损坏。
5、本发明一个实施例中，冷水机组输出的冷却水的温度可以不小于14℃，进入冷水机组中的冷却回水的温度可以不小于19℃，且冷却水的温度和冷却回水的温度差值的趋势范围可以为4℃至6℃。冷却水的温度和冷却回水的温度相对较高，可降低冷水机组的能耗。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个〃····〃”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种空调系统对数据中心进行散热的方法，其特征在于，空调系统包括：
双冷源新风空调器、常规空调装置、冷水机组和控制器；其中，
所述冷水机组，用于输出冷却水；
所述控制器，用于在数据中心的冷量需求不大于第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述双冷源新风空调器；在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水分别输出至所述双冷源新风空调器和所述常规空调装置；
所述双冷源新风空调器，用于在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，获取第一散热空气，通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，将处理后的所述第一散热空气输送至所述数据中心所在的机房内；
所述常规空调装置，用于在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，通过接收的所述冷却水携带的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度；
所述双冷源新风空调器，包括：表冷器和蒸发器；
所述空调系统，进一步包括：第一送水管路、第一回水管路和第一控制阀；其中，
所述表冷器的进水端通过所述第一送水管路与所述冷水机组的送水端相连，所述表冷器的回水端通过所述第一回水管路与所述冷水机组的回水端相连；
所述第一控制阀设置在所述第一送水管路上；
所述控制器，用于在所述数据中心的冷量需求不大于所述第一预设阈值时，控制所述第一控制阀开启；
在所述第一控制阀开启时，所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第一送水管路输出至所述表冷器，所述表冷器接收的冷却水与所述第一散热空气进行热交换以形成冷却回水，形成的冷却回水通过所述第一回水管路回流至所述冷水机组；
所述蒸发器，用于对与所述冷却水进行热交换后的所述第一散热空气进行降温处理和除湿处理，并将处理后的所述第一散热空气输出；
所述常规空调装置，包括：辐射散热空调器，其中，所述辐射散热空调器包括：换热器和辐射顶板；所述空调系统，进一步包括：第二送水管路、第二回水管路和第二控制阀；
所述辐射顶板设置在所述数据中心所在的机房内，所述辐射顶板与所述换热器相连；
所述换热器的进水端通过所述第二送水管路与所述冷水机组的送水端相连，所述换热器的回水端通过所述第二回水管路与所述冷水机组的回水端相连；
所述第二控制阀设置在所述第二送水管路上；
所述控制器，用于在所述数据中心的冷量需求大于第一预设阈值时，控制所述第一控制阀和所述第二控制阀开启；
在所述第二控制阀开启时，所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第二送水管路输出至所述换热器，以使所述换热器吸收接收的所述冷却水中携带的冷量以形成冷却回水，并将吸收的冷量传导至所述辐射顶板，将形成的冷却回水通过所述第二回水管路回流至所述冷水机组；
所述辐射顶板，用于利用换热装置传导的冷量降低所述数据中心所在的机房内室内空气的温度；所述常规空调装置，进一步包括：末端空调器；其中，所述末端空调器包括：冷却盘管和风扇模组；所述空调系统，进一步包括：第三送水管路、第三回水管路和第三控制阀；
所述冷却盘管的进水端通过所述第三送水管路与所述冷水机组的送水端相连，所述冷却盘管的回水端通过所述第三回水管路与所述冷水机组的回水端相连；
所述第三控制阀设置在所述第三送水管路上；
所述控制器，用于在所述数据中心的冷量需求大于第二预设阈值时，控制所述第一控制阀开启、控制所述第二控制阀开启、控制所述第三控制阀开启，并控制所述风扇模组运行；其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
所述风扇模组在所述控制器的控制下运行时，驱动外部环境的第二散热空气经过所述冷却盘管所在区域进入所述数据中心所在的机房内；
所述第三控制阀开启时，所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第三送水管路输出至所述冷却盘管，所述冷却盘管接收的所述冷却水与经过所述冷却盘管所在区域的第二散热空气进行热交换以降低所述第二散热空气的温度，并形成冷却回水，形成的冷却回水通过所述第三回水管路回流至所述冷水机组；
所述空调系统进一步包括：循环水泵和第四回水管路；其中，
所述循环水泵的进水端分别与所述第一回水管路、所述第二回水管路和所述第三回水管路相连通，所述循环水泵的回水端通过所述第四回水管路与所述冷水机组的回水端相连；
所述循环水泵，用于驱动进入所述第一回水管路、所述第二回水管路及所述第三回水管路的冷却回水通过所述第四回水管路回流至所述冷水机组，并驱动所述冷水机组形成的冷却水通过所述冷水机组的送水端输出；
所述冷水机组，用于接收通过所述第四回水管路回流的所述冷却回水，对接收的所述冷却回水进行降温处理以形成冷却水；
和/或，
所述控制器，进一步用于在所述数据中心所在机房内空气的湿度大于第三预设阈值时，控制所述第二控制阀关闭；
方法包括：
利用所述冷水机组输出冷却水；
利用所述控制器控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述双冷源新风空调器；
利用所述双冷源新风空调器在从外部环境获取第一散热空气，通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，并将处理后的所述第一散热空气输送至所述数据中心所在的机房内；
利用所述控制器判断所述数据中心的冷量需求是否大于第一预设阈值；
利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述常规空调装置；
利用所述常规空调装置在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，通过所述冷却水携带的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述利用所述控制器控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述双冷源新风空调器，包括：利用所述控制器控制第一控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过所述第一送水管路输出至表冷器；
则，所述通过接收的所述冷却水对获取的所述第一散热空气进行除湿处理和降温处理以调节所述第一散热空气的湿度和温度，包括：
利用表冷器接收所述第一送水管道输出的所述冷却水，使得进入所述表冷器的冷却水与所述第一散热空气进行热交换以形成冷却回水；
利用蒸发器对与所述冷却水进行热交换后的所述第一散热空气进行降温处理和除湿处理，以调节所述第一散热空气的湿度和温度；
还包括：利用第一回水管路将所述表冷器中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制所述冷水机组输出的所述冷却水输出至所述常规空调装置，包括：利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第一预设阈值时，控制第二控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过第二送水管路输出至换热器；
所述利用所述常规空调装置在接收到所述冷水机组输出的所述冷却水时，通过所述冷却水携带的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度，包括：
利用所述换热器吸收接收的所述冷却水中携带的冷量以形成冷却回水，并将吸收的冷量传导至辐射顶板；
利用所述辐射顶板通过所述换热装置传导的冷量降低所述数据中心所在的机房内的室内空气的温度；还包括：利用第二回水管路将所述换热器中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
在所述利用所述控制器判断所述数据中心的冷量需求是否大于第一预设阈值之后，进一步包括：
利用所述控制器判断所述数据中心的冷量需求是否大于第二预设阈值；
利用所述控制器在所述数据中心的冷量需求大于所述第二预设阈值时，控制第三控制阀开启，使得所述冷水机组输出的所述冷却水通过第三送水管路输出至所述冷却盘管，并控制风扇模组运行；
利用运行的所述风扇模组驱动第二散热空气经过所述冷却盘管所在区域进入所述数据中心所在的机房内；
利用所述冷却盘管通过接收的所述冷却水与经过所述冷却盘管所在区域以进入所述数据中心所在机房内的第二散热空气进行热交换以降低所述第二散热空气的温度，并形成冷却回水；
利用第三回水管路将所述冷却盘管中形成的冷却回水回流至所述冷水机组。
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