CN107975898A - 一种蒸发冷蒸发水量控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸发冷蒸发水量控制装置及其控制方法，控制装置包括储水箱、喷淋水泵、管路、绝热室和喷嘴，绝热室设置有进风口和出风口，管路的两端均位于储水箱内，喷淋水泵安装在管路上，喷嘴安装在位于绝热室内的管路上，所述管路上连接有水压传感器和调节阀，所述绝热室内安装有温湿度传感器，方法是根据管路内的水压和绝热室内的湿度来控制调节阀的开度，从而达到控制喷嘴喷出的水量的目的。本发明通过对喷水颗粒大小和多少来增加水与空气的接触面积，促使水滴与空气更好的融为一体，有效控制蒸发水量，同时还提高了水蒸发汽化效果，提高蒸发制冷效率。

Description

一种蒸发冷蒸发水量控制装置及其控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种蒸发冷蒸发水量控制装置及其控制方法。

背景技术

我国数据中心总量超过40万个，数据中心机房整体PUE居高不下，耗电量已超过全社会总电量的1.5%。为降低数据中心能耗，机房建设相关部门联合制定了《国家绿色数据中心试点工作方案》。要求2017年在重点领域创建百个绿色数据中心，绿色数据中心要求：1）全方位利用自然冷源；2）循环使用水资源；3）低PUE。蒸发冷是一种纯自然冷源的供冷方式，符合绿色数据中心的要求，得到各个机房空调企业的重视。

蒸发冷系统就是水与空气直接接触，在一定条件下，水蒸发形成水蒸气吸收热量，降低空气温度（实际结果是空气温度、水蒸气（含液态水）均降低）。目前蒸发冷系统均采用冷却塔式逆流式换热，原理是主要利用水的重力与逆流空气碰撞，以耗费大量水资源为代价来达到蒸发效果。

授权公告号为CN205939485U，授权公告日为2017年2月8日的中国发明专利公开了一种带喷雾系统的水蒸发冷却系统，包括实现水蒸发热交换组合件、喷淋系统、水箱，所述水箱设置在水蒸发冷却系统底部，喷淋系统的喷淋头设置在实现水蒸发热交换组合件的上方，所述水蒸发冷却系统还设有喷雾系统，所述喷雾系统包括雾化泵、喷雾头，雾化泵与喷雾头之间用水路管件连接。该实用新型的水蒸发冷却系统通过增加喷雾系统，采用喷淋、喷雾相结合的方式，使水蒸发系统始终处于蒸发状态，提高蒸发制冷效率。

该实用新型虽然通过喷雾系统将水进行雾化，提高了蒸发制冷效率，但是该实用新型仅仅是简单的将水雾化形成水雾，以提高蒸发制冷效率，形成的水雾的水滴较大，雾化率较低，水滴与空气的接触面积不是很大，大部分的水滴并没有形成水雾，而是直接被鼓风机吹走，水的利用率较低，蒸发制冷效率并没有得到显著提高，耗水量也较大。

发明内容

为了克服现有技术存在的耗水量较大，蒸发制冷效率较低的缺陷，本发明提供了一种蒸发冷蒸发水量控制装置，该装置对喷嘴喷出的水量进行调节，通过对喷水颗粒大小和多少来增加水与空气的接触面积，促使水滴与空气更好的融为一体，有效控制蒸发水量，同时还提高了水蒸发汽化效果，提高蒸发制冷效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种蒸发冷蒸发水量控制装置，包括储水箱、喷淋水泵、管路、绝热室和喷嘴，绝热室设置有进风口和出风口，管路的两端均位于储水箱内，喷淋水泵安装在管路上，喷嘴安装在位于绝热室内的管路上，其特征在于：所述管路上连接有水压传感器和调节阀，所述绝热室内安装有温湿度传感器，水压传感器用于检测管路中的水压，温湿度传感器用于检测绝热室内的空气湿度，所述调节阀用于调节进入喷嘴内的水量。

还包括控制器，所述水压传感器和温湿度传感器连接在控制器的信号输入端上，调节阀连接在控制器的信号输出端上。

一种蒸发冷蒸发水量控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，检测储水箱的水位，确保储水箱的储水量不低于最低储水量；

步骤2，将调节阀的开度调节到100%，启动喷淋水泵，水流从储水箱中进入管路，然后从管路中进入到喷嘴中喷出；

步骤3，通过水压传感器检测管路的水压，同时调节调节阀的开度，使得管路内的水压P1满足如下条件：P0-1.0≤P1≤P0+1.0；

步骤4，管路的水压P1满足上述条件后，运行时间T0，通过温湿度传感器检测绝热室内的湿度RH1；

步骤5，调节调节阀的开度，使得绝热室内的湿度RH1满足如下条件：RH0≤RH1≤98%，其中P0为3.0bar，RH0为90%，T0为30分钟。

本发明具有以下有益效果：

本发明在现有的蒸发冷空调系统的管路上连接水压传感器和调节阀，在绝热室内安装有温湿度传感器。通过水压传感器采集到管路的水压，通过温湿度传感器检测绝热室内的湿度，根据采集到的两个参数，控制调节阀的开度来控制喷嘴喷出的水量，这样通过调节阀的控制，可以使得喷嘴喷出的水颗粒大小和多少可调，使得喷嘴喷出的水雾与空气接触的面积可调，经过多次调节后，可使得水的雾化效果最好，可使得水蒸发效率大大提高，蒸发气化效果更好，通过少量的水就可达到同样的蒸发制冷效果，减少了水的使用量。

本发明包括控制器，所述水压传感器和温湿度传感器连接在控制器的信号输入端上，二通电磁阀连接在空气器的信号输出端上。控制器通过水压和温湿度来控制调节阀的开度，控制更加简单且智能，自动化程度更高。

本发明要求循环水管内的水压P1满足如下条件：P0-1.0≤P1≤P0+1.0；绝热室内的湿度RH1满足如下条件：RH0≤RH1≤98%。在水压P1和绝热室内的湿度RH1满足上述条件后，喷嘴喷出的水形成的水雾的颗粒大小和数量能够与空气更好的融为一体，接触面积最大，蒸发效率最高，用最少量的水就能达到最佳的蒸发制冷效果，减少了耗水量，相对于现有技术，在相同的制冷效果前提下，降低耗水量。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图中标记 1、储水箱，2、喷淋水泵，3、管路，4、绝热室，5、喷嘴，6、进风口，7、出风口，8、水压传感器，9、调节阀，10、温湿度传感器，11、浮球阀，12、水位开关，13、排污球阀。

具体实施方式

本发明公开了一种蒸发冷蒸发水量控制装置，该装置包括储水箱1、喷淋水泵2、管路3、绝热室4和喷嘴5，绝热室4设置有进风口6和出风口7，管路3为循环管路，管路的两端连接在储水箱1内，储水箱1中储存有足够量的水。喷淋水泵2安装在管路上，喷淋水泵2将储水箱1中的水抽到管路3中，喷嘴5安装在位于绝热室4内的管路3上，管路3上还连接有水压传感器8和调节阀9，所述绝热室4内安装有温湿度传感器10，温湿度传感器10连接在管路上，按照水流方向，水压传感器8位于温湿度传感器10的前方，温湿度传感器10位于调节阀9的前方。管路3通过喷淋水泵2的作用让水在管路3内循环，调节阀9可控制水在管路内的流量，水在管路循环时，从喷嘴中将水喷出，形成水雾，喷出的水雾与空气接触，水雾在绝热室内蒸发，蒸发吸热，将从绝热室进风口进入到绝热室内的空气进行制冷，制冷后的空气从出风口排出，达到制冷的目的。本发明的关键点就在于通过温湿度传感器10对绝热室内的湿度进行检测，得出绝热室内的湿度值，通过设置在管路3上的水压传感器8测出管路内的水压值，用户根据温湿度值和水压值对调节阀进行调节，通过调节二通阀的开度，来调节喷嘴喷出水滴的数量和大小，从而在达到制冷效果的前提下，减少水的使用量。（现有技术直接将水喷出，形成的水雾颗粒大，部分水滴并没有蒸发而被风机吹走，增大了耗水量）。

还包括控制器，所述水压传感器和温湿度传感器连接在控制器的信号输入端上，二通电磁阀连接在空气器的信号输出端上。控制器接收到管路水压和绝热室内的温湿度参数值后，根据设定在控制器内的设定值，自动调节调节阀的开度，保证调节阀的开度能够保证喷嘴喷出的水滴大小和数量最合适，雾化效果最好，蒸发制冷效果最好。

喷淋水泵：可以是定频或者变频水泵，在本发明控制论述中采用定频。水泵是为喷淋水系统提供循环动力，根据使用冷量大小和水压选择水泵型号；

调节阀：根据检测到的管路水压和绝热室的温湿度值调节开度，改变水路压力，达到控制喷嘴喷水颗粒大小和数量的目的；

水压传感器：检测管路中的水压；

喷嘴：在压力作用下，喷出细微的水颗粒，水颗粒与绝热室的空气混合而蒸发，根据使用冷量大小确定喷嘴数量；

温湿度传感器：检测绝热室的温湿度数值，细调电动二通阀的开动，进一步控制喷水颗粒大小和管径，促进喷淋水进一步蒸发；

储水箱：储存整个系统所需要的水，并接收喷嘴喷出的未蒸发的水，以及未从喷嘴喷出而直接从管路中回流到水；储水箱中安装有浮球阀、水位开关和排污球阀。

浮球阀：用于控制储水箱的水位，低于要求时自动开启补水；

水位开关：检测储水箱的水位，当水位过低且补水阀也没有补水时发出报警信号；

排污球阀：用于清洗储水箱时排出污水；

绝热室：用于喷淋水与空气混合接触直接蒸发。

上述蒸发冷蒸发水量控制装置的控制过程如下：

（1）蒸发冷蒸发水量控制装置启动后，检测水位开关，无报警则进入下一步；

（2）将电动二通阀开到100%后，喷淋水泵启动，喷嘴自行开启喷淋工作；

（3）粗调调整调节阀开度，保证P0-1.0≤P1≤P0+1.0；

（4）粗调运行时间T0后，检测绝热室湿度RH1；

（5）细调调整调节阀的开度，保证RH0≤RH1≤98%。

其中P0为3.0bar，RH0为90%，T0为30分钟。

Claims (3)

1.一种蒸发冷蒸发水量控制装置，包括储水箱、喷淋水泵、管路、绝热室和喷嘴，绝热室设置有进风口和出风口，管路的两端均位于储水箱内，喷淋水泵安装在管路上，喷嘴安装在位于绝热室内的管路上，其特征在于：所述管路上连接有水压传感器和调节阀，所述绝热室内安装有温湿度传感器，水压传感器用于检测管路中的水压，温湿度传感器用于检测绝热室内的空气湿度，所述调节阀用于调节进入喷嘴内的水量。

2.根据权利要求1所述的一种蒸发冷蒸发水量控制装置，其特征在于：还包括控制器，所述水压传感器和温湿度传感器连接在控制器的信号输入端上，调节阀连接在控制器的信号输出端上。

3.一种蒸发冷蒸发水量控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，检测储水箱的水位，确保储水箱的储水量不低于最低储水量；

步骤2，将调节阀的开度调节到100%，启动喷淋水泵，水流从储水箱中进入管路，然后从管路中进入到喷嘴中喷出；

步骤3，通过水压传感器检测管路的水压，同时调节调节阀的开度，使得管路内的水压P1满足如下条件：P0-1.0≤P1≤P0+1.0；

步骤4，管路的水压P1满足上述条件后，运行时间T0，通过温湿度传感器检测绝热室内的湿度RH1；

步骤5，调节调节阀的开度，使得绝热室内的湿度RH1满足如下条件：RH0≤RH1≤98%，其中P0为3.0bar，RH0为90%，T0为30分钟。