CN107990444A - 制冷系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了制冷系统。该制冷系统的一具体实施方式包括：制冷机组和冷却塔；制冷机组与冷却塔通过第一供回水管路连通，用于向冷却塔提供冷却水；冷却塔利用冷却水对室外新风进行处理，并将处理后的室外新风由风扇散热口排出；风扇散热口设置有集风槽，集风槽与机房的冷通道相连，用于将处理后的室外新风输送至机房。该实施方式可以利用冷却塔对室外新风进行处理，从而有助于减少精密空调的使用，降低电能消耗。

Description

制冷系统

技术领域

本申请实施例涉及制冷技术领域，具体涉及数据中心的制冷技术，尤其涉及制冷系统。

背景技术

数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备(例如通信和存储系统)，还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。随着计算机技术的快速发展，数据中心正在向高密集甚至是超高密集方向部署，以满足高性能计算服务。

而在设备运行过程中会产生大量热量，为了保证这些设备的正常运行，现有的数据中心通常采用精密空调制冷方式，来将机房内的温湿度保持在一定范围。精密空调(Precision Air Conditioner)，也称恒温恒湿空调，一般是指能够充分满足机房环境条件要求的机房专用精密空调机。其具有风量大、热负荷变化等特点，被广泛应用于图书馆、档案馆、实验室等。

发明内容

本申请实施例提出了制冷系统。

本申请实施例提供了一种制冷系统，包括制冷机组和冷却塔；制冷机组与冷却塔通过第一供回水管路连通，用于向冷却塔提供冷却水；冷却塔利用冷却水对室外新风进行处理，并将处理后的室外新风由风扇散热口排出；风扇散热口设置有集风槽，集风槽与机房的冷通道相连，用于将处理后的室外新风输送至机房。

在一些实施例中，制冷系统还包括空气处理机组；空气处理机组的入风口与集风槽连通，以将集风槽中的风进一步处理后输送至空气处理机组的送风口；送风口与机房的冷通道相连。

在一些实施例中，机房内设置有回风口；回风口与机房的热通道相连，且与集风槽连通，用于将室内回风输送至集风槽。

在一些实施例中，回风口处设置有变频风机，用于调整室内回风的风量；回风口的风道中设置有温湿度传感器和风压测速计。

在一些实施例中，空气处理机组包括以下至少一项：过滤设备、制热除湿设备、制冷设备、加湿设备和送风机，其中，过滤设备包括以下至少一项：初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。

在一些实施例中，制冷机组与制冷设备通过第二供回水管路连通，用于向制冷设备提供冷冻水，其中，制冷设备包括表冷器。

在一些实施例中，第二供回水管路中设置有循环水泵，且第二供水管路中设置有温度和压力传感器。

在一些实施例中，制冷系统还包括风冷机组，用于对集风槽中的风进行处理。

在一些实施例中，送风口的风道中设置有温湿度传感器和风压测速计。

在一些实施例中，第一供回水管路中设置有循环水泵，且第一供水管路中设置有温度和压力传感器，第一回水管路中设置有补水支路。

本申请实施例提供的制冷系统，通过第一供回水管路将制冷机组与冷却塔连通，从而可以向冷却塔提供冷却水。此时，冷却塔可以利用冷却水对室外新风进行处理，并将处理后的室外新风由风扇散热口排出。同时，风扇散热口设置有集风槽，集风槽可以与机房的冷通道相连，从而可以将处理后的室外新风输送至机房。这样，通过冷却塔对室外新风进行处理，有助于减少新风机组的使用，从而可以降低电能消耗。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有的制冷系统的结构示意图；

图2是本申请提供的制冷系统的第一个实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的制冷系统的第二个实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的制冷系统的第三个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的原理和特征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相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参见图1所示，其示出了现有技术中的制冷系统的结构示意图。现有技术中的制冷系统通常是将室外新风直接送入新风机组，经新风机组处理以满足环境要求后送入机房(如数据中心的设备机房)，从而保证机房内的恒温恒湿环境。

如图1所示，新风机组1可以包括进风口11、出风口12和回风口13。其中，进风口11用于获取室外新风；出风口12与机房2的冷通道相连，用于向机房2输送经过处理后的室外新风；回风口13与机房的热通道相连，用于回收室内回风。这样，室内回风与室外新风可以在新风机组的风道内混合，从而形成混风(新风)。图1中箭头表示风的流向。

新风机组中通常可以包含进风段、过滤段、混风段、除湿段、加热段、降温端、加湿段和送风段。这样可以根据机房的环境要求和室外新风的实际检测参数，对室外新风进行相应的处理，从而达到机房的环境要求。

可以理解的是，由于机房内设备通常对环境有一定的要求，所以为了保证机房内设备的正常运行和存放，要始终保持其所处的环境满足要求。这就要求新风机组要全年运转，而新风机组的运转往往会消耗大量电能，增加了生产和运营成本。

为此本申请实施例提供了一种制冷系统。具体可以参见图2，其示出了本申请提供的制冷系统的第一个实施例的结构示意图。

在本实施例中，制冷系统可以包括制冷机组1和冷却塔2；制冷机组1与冷却塔2通过第一供回水管路连通，用于向冷却塔2提供冷却水；冷却塔2利用冷却水对室外新风进行处理，并将处理后的室外新风由风扇散热口21排出；风扇散热口21设置有集风槽3，集风槽3与机房4的冷通道相连，用于将处理后的室外新风输送至机房4。

如图2所示，制冷机组1可以包括冷却水机组，通过第一供水管路向冷却塔2提供冷却水。冷却塔2可以利用循环的冷却水与吸入的室外新风进行热交换，以使其满足机房4的温度要求。热交换后的冷却水可以经第一回水管路回流至制冷机组1。经制冷机组1制冷处理后的冷却水，可以再次经第一供水管路流向冷却塔2。图2中箭头表示水流方向。

此外，在进行热交换的同时，还可以利用冷却水对室外新风进行除尘、脱硫等过滤处理，从而使其满足机房4的洁净度要求，并避免其中的腐蚀性气体侵蚀机房4内设备，延长设备的使用寿命。例如在冬季，室外新风的温度通常会低于机房4的温度要求。此时，冷却水的温度可以设置的高些。这样，进入冷却塔2的室外新风与冷却水热交换后，可以提升室外新风的温度，同时还可以对室外新风起到加湿除尘作用。

在本实施例中，在冷却塔2的风扇的作用下，可以将处理后的室外新风通过集风槽3输送至机房4的冷通道。其中，风扇散热口21处的箭头表示风流方向。也就是说，当冷却塔2处理后的室外新风满足机房4的环境要求时，可以不设置或不开启新风机组。也就是说，冷却塔可以代替新风机组，这样可以大大降低制冷系统的电能消耗。可以理解的是，本申请中的制冷系统不仅可以用于数据中心的设备机房，还可以用于其他有温湿度要求的厂房、实验室等建筑。

在本实施例的一些可选地实现方式中，冷通道中的室外新风在与机房4内设备进行热交换后，可以经排风口直接排放到室外。或者当冷却塔2处理后的室外新风的冷量有冗余时，可以将室内回风与室外新风混合形成新风，以输送至机房4。参见图3所示，机房4内设置有回风口C。回风口C与机房4的热通道相连，且与集风槽3连通。这样可以将室内回风(热交换后的室外新风)输送至集风槽3中。也就是说，风扇散热口21流出的室外新风与室内回风热交换混合后，形成的新风可以满足机房4的环境要求。

进一步参见图4所示，其示出了本申请提供的制冷系统的第三个实施例的结构示意图。与图2实施例相同的是，本实施例中的制冷系统同样包括制冷机组1、第一供回水管路、冷却塔2、集风槽3和机房4。各部分之间的具体连接关系可以参见图2中的相关描述，此处不再赘述。

与图2实施例不同的是，本实施例中的制冷系统还可以包括空气处理机组5。如图4所示，空气处理机组5的入风口A可以与集风槽3连通，以将集风槽中3的风进一步处理后输送至空气处理机组5的送风口B。同时，送风口B可以与机房4的冷通道相连。

在本实施例中，空气处理机组5可以包括以下至少一项：过滤设备、制热除湿设备、制冷设备、加湿设备和送风机。其中，过滤设备可以进一步包括以下至少一项：初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。

在这里，初效过滤器是空调系统的初级过滤，主要用于过滤5μm以上的尘埃粒子。初效过滤器一般有板式、折叠式、袋式三种样式。中级过滤器主要用于中央空调通风系统中级过滤，捕集1-5um的颗粒灰尘及各种悬浮物。中效过滤器在空气过滤器中属F系列过滤器。F系列中效空气过滤器分袋式和非袋式两种，其中袋式包括F5、F6、F7、F8、F9；非袋式包括FB(板式中效过滤器)、FS(隔板式中效过滤器)、FV(组合式中效过滤器)。中级过滤器还可作为高效过滤的前端过滤，以减少高效过虑的负荷，延长其使用寿命。高效过滤器主要用于捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物，作为各种过滤系统的末端过滤。通常采用超细玻璃纤维纸作滤料，胶板纸、铝箔板等材料折叠作分割板，新型聚氨酯密封胶密封，并以镀锌板、不锈钢板、铝合金型材为外框制成。

例如，当冷却塔2的风扇的排风量较小，或者集风槽3与机房4的冷通道之间的风道较长等原因，导致输送至机房4的室外新风的风量不满足要求时，可以开启空气处理机组5中的送风机，从而增加送风风量。再例如在夏季，室外空气的湿度往往较大，此时可以开启空气处理机组5中的制热除湿设备，从而对集风槽3中的风起到除湿作用，以使其满足湿度要求。

也就是说，当冷却塔2处理后的室外新风不满足机房4的环境要求时，可以开启空气处理机组中的对应的设备，以对集风槽3中的风作进一步地处理，从而满足环境要求。这样，既可以保证机房4内的环境，从而降低或避免环境对机房4内设备产生不良影响，又可以减少空气处理机组5中设备的运行数量，从而可以减少空气处理机组5的电耗，降低制冷系统的整体能耗。

可以理解的是，当冷却塔2出现故障或需要检修维护时，此时，还可以利用空气处理机组5代替冷却塔2来向机房4提供所需的新风。这样，不仅可以实现冷却塔2的维修维护，还可以保证机房4的环境，从而不影响设备的正常运行。

进一步地，为了进一步地保证机房4的环境，制冷系统还可以包括风冷机组6。风冷机组6同样可以用于对集风槽3中的风进行处理。即当空气处理机组5处理后的新风仍然不能满足机房4的环境要求时，此时可以利用风冷机组6对新风做进一步处理。

在本实施例中，空气处理机组5中的制冷设备可以包括表冷器。从图4中可以看出，制冷机组1可以通过第二供回水管路与制冷设备连通，从而向制冷设备提供冷冻水。也就是说，冷冻水经第二供水管路流入表冷器，并与流经表冷器的新风进行热交换。热交换后的冷冻水经第二回水管路回流至制冷机组1。

需要说明的是，为了实现管路中液体的循环流动，第一供回水管路和第二供回水管路中均可以设置有循环水泵。且第一供水管路和第二供水管路中均可以设置有温度传感器及压力传感器。这样，通过温度传感器可以监测冷却水和冷冻水的水温；通过压力传感器可以监测冷却水和冷冻水的水压，从而实现制冷系统的控制。此外，本实施例中的冷媒介质可以不限于冷却水和冷冻水，还可以是其他能够实现冷量传输的介质。

可以理解的是，冷却塔的工作原理主要是利用冷却剂(如水)与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热的效果。因此，为了保证可以持续地向冷却塔2提供冷却水，如图4所示，第一回水管路中可以设置有补水支路L。其中，补水支路L上设置有开关阀和补水泵。当开关阀和补水泵打开后，可以向第一回水管路中补充水。补充水与热交换后的冷却水经制冷机组1制冷后流入第一供水管路。

此外，在本实施例中，空气处理机组5的送风口B的风道中可以设置有温湿度传感器和风压测速计。这样，可以实时监测送入机房4的新风的温湿度和风速，从而进行制冷系统的控制。为了进一步提高制冷系统的控制效率，回风口C的风道中也可以设置有温湿度传感器和风压测速计。这样可以实时监测室内回风的温湿度和风速。同时，回风口C处还可以设置有变频风机。变频风机可以用于调整室内回风的风量，这样与空气处理机组5中的送风机相配合，可以保证机房4内处于正压状态。可以理解的是，通过各项监测数据，可以及时对制冷系统进行调整，以使制冷系统处于合理的运行状态，从而降低制冷系统能耗。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种制冷系统，包括制冷机组和冷却塔；

所述制冷机组与所述冷却塔通过第一供回水管路连通，用于向所述冷却塔提供冷却水；

所述冷却塔利用所述冷却水对室外新风进行处理，并将处理后的室外新风由风扇散热口排出；

所述风扇散热口设置有集风槽，所述集风槽与机房的冷通道相连，用于将处理后的室外新风输送至所述机房。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其中，所述制冷系统还包括空气处理机组；

所述空气处理机组的入风口与所述集风槽连通，以将所述集风槽中的风进一步处理后输送至所述空气处理机组的送风口；

所述送风口与所述机房的冷通道相连。

3.根据权利要求1或2所述的制冷系统，其中，所述机房内设置有回风口；

所述回风口与所述机房的热通道相连，且与所述集风槽连通，用于将室内回风输送至所述集风槽。

4.根据权利要求3所述的制冷系统，其中，所述回风口处设置有变频风机，用于调整所述室内回风的风量；

所述回风口的风道中设置有温湿度传感器和风压测速计。

5.根据权利要求2所述的制冷系统，其中，所述空气处理机组包括以下至少一项：过滤设备、制热除湿设备、制冷设备、加湿设备和送风机，其中，所述过滤设备包括以下至少一项：初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。

6.根据权利要求5所述的制冷系统，其中，所述制冷机组与所述制冷设备通过第二供回水管路连通，用于向所述制冷设备提供冷冻水，其中，所述制冷设备包括表冷器。

7.根据权利要求6所述的制冷系统，其中，所述第二供回水管路中设置有循环水泵，且所述第二供水管路中设置有温度和压力传感器。

8.根据权利要求2所述的制冷系统，其中，所述制冷系统还包括风冷机组，用于对所述集风槽中的风进行处理。

9.根据权利要求2所述的制冷系统，其中，所述送风口的风道中设置有温湿度传感器和风压测速计。

10.根据权利要求1所述的制冷系统，其中，所述第一供回水管路中设置有循环水泵，且所述第一供水管路中设置有温度和压力传感器，所述第一回水管路中设置有补水支路。