CN109520050A - 一种空调系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调系统，进风口安装在机房天花板上，进风口吹出的风经抽风口吸入，使得对应的抽风口与进风口之间形成风幕空间，风幕空间内放置服务器固定架，风幕空间能阻隔外部空气接触服务器固定架，每个抽风口处均安装有火情探测器，室内换热系统还包括智能控制系统，智能控制系统包括智能控制器、报警器、安装在每一个进气通道和灭火管道上的开关电磁阀，智能控制器与冷却泵、制冷压缩机、进气气泵、出气气泵以及灭火气泵连接并控制各泵运作，智能控制器与开关电磁阀连接并控制开关电磁阀开关，智能控制器与报警器连接，并能向报警器发送信号，使其报警。

Description

一种空调系统及其使用方法

技术领域

本发明属于空调设备的技术领域，具体涉及一种空调系统及其使用方法。

背景技术

在大型的数据存储、云应用服务器保存机房中，会放置有大量的服务器，这些服务器在运行过程中会产生的热量，而处于安全及抗震上的考虑，机房一般设置为高抗震等级的封闭房间内，通风效果不好，导致服务器产生的热量难以散出，因此，机房需要专门的风冷却系统进行冷却和通风。此外，由于服务器集中放置，因某一个服务器过载或短路造成火灾是机房火灾的主要原因，为此，机房要配备大量的灭火器材，但是这种方式因人员到位也需要时间，导致服务器很可能抢救不及时，如果采用自动化灭火系统，则成本高昂，难以接受。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种附带有灭火功能、反应迅速、专用于服务器机房的空调系统及其使用方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种空调系统，包括室外换热系统、中央换热系统以及室内换热系统，室外换热系统包括冷却塔、换热区以及冷却泵，冷却塔、换热区以及冷却泵通过冷却管连成回路，中央换热系统包括制冷压缩机、冷凝器和蒸发器，制冷压缩机、冷凝器和若干个蒸发器通过换热管连成回路，冷凝器与换热区接触并能进行热交换，冷却塔能对室外换热系统内流动的冷却液冷却，冷却泵使冷却管内的冷却液循环流动，制冷压缩机使换热管内的冷却剂循环流动，其中：室内换热系统包括送风系统、抽风系统、灭火系统以及服务器固定架，送风系统包括进气通道、进气气泵以及若干个进风口，进气通道外端与外界连通，进气通道内端有若干个，每个内端与相应的进风口连接，进气气泵安装在进气通道上，进气气泵能将气体从进气通道外端压向进气通道内端，抽风系统包括出气通道、出气气泵以及若干个抽风口，出气通道外端与外界连通，出气通道内端有若干个，每个内端与相应的抽风口连接，出气气泵安装在出气通道上，出气气泵能将气体从出气通道内端压向出气通道外端，灭火系统包括阻燃气体储存箱、灭火管道以及灭火气泵，灭火管道的外端与阻燃气体储存箱连接，灭火管道内端具有若干个，每个内端与相应的进风口连接，灭火气泵能将阻燃气体储存箱内的阻燃气体经灭火管道和进风口泵出，进风口安装在机房天花板上，开口朝下，蒸发器位于相应的进风口下方，使得进风口吹出的风与蒸发器换热后，竖直向下地进入机房空间，抽风口安装在机房地面上，开口朝上，抽风口与进风口一一对应，进风口吹出的风经抽风口吸入，使得对应的抽风口与进风口之间形成风幕空间，风幕空间内放置服务器固定架，风幕空间能阻隔外部空气接触服务器固定架，服务器固定架为方形框架结构，服务器固定架顶部和底部均为开放结构，服务器固定架中设置有若干个上下布设的水平支撑隔板，各支撑隔板结构相同，支撑隔板上设置有若干个服务器固定区和若干个上下贯穿支撑隔板的通气槽，通气槽与服务器固定区间隔布设，且通气槽与服务器固定区长度相同，当支撑隔板上放满服务器时，服务器的上部贴近上一个支撑隔板的下表面，服务器之间因通气槽的存在而具有走风间隙，进风口吹出的风经该走风间隙向下流动，每个抽风口处均安装有火情探测器，室内换热系统还包括智能控制系统，智能控制系统包括智能控制器、报警器、安装在每一个进气通道和灭火管道上的开关电磁阀，智能控制器与冷却泵、制冷压缩机、进气气泵、出气气泵以及灭火气泵连接并控制各泵运作，智能控制器与开关电磁阀连接并控制开关电磁阀开关，智能控制器与报警器连接，并能向报警器发送信号，使其报警。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的服务器的侧壁和顶面贴附有火情指示膜，火情指示膜为多孔膜，火情指示膜具有密封的内夹层，内夹层中填充有指示气体，火情指示膜由低熔点材料制作。

上述的火情指示膜由乙烯-醋酸乙烯共聚物制作，内夹层填充的指示气体为惰性气体，火情探测器为相应的惰性气体检测器。

上述的进气通道和出气通道上均安装有温度传感器，智能控制器与温度传感器连接并能接收温度传感器的温度信号，出气通道上并联有一回收管路，一电磁三通阀连接在出气通道与回收管路交叉处，智能控制器与电磁三通阀连接，并通过电磁三通阀控制通断出气通道或回收管路，回收管路与进气通道相互交缠，以便换热。

上述的阻燃气体储存箱内存储的阻燃气体为二氧化碳。

上述的智能控制器为电脑或PLC。

空调系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤a、在服务器固定架上固定服务器，各服务器之间具有走风间隙，智能控制器启动冷却泵、制冷压缩机、进气气泵和出气气泵，使得室外换热系统、中央换热系统、送风系统和抽风系统运作，冷凝器与室外换热系统换热，进风口吹出的风经蒸发器降温后，向下吹出，抽风口持续吸气，使得进风口吹出的风经抽风口吸入，使得对应的抽风口与进风口之间形成风幕空间，服务器固定架完全处于风幕空间中，该风幕为服务器固定架上的服务器降温；

步骤b、当某个服务器温度异常升高，贴附于该服务器外壳上的火情指示膜受热熔融，火情指示膜内的指示气体外逸，跟随风幕进入抽风口，火情探测器检测到该指示气体后，向智能控制器发出信号，智能控制器通过控制相应的开关电磁阀，使得异常升温的服务器所对应的进气通道支路关闭，其余各进气通道支路不受影响，正常运作，智能控制器启动灭火气泵，使得灭火系统运作，与异常升温的服务器所对应的灭火管道支路打开，其余灭火管道支路均关闭，阻燃气体从进风口吹出，经蒸发器降温后，向下吹出，抽风口与进风口之间形成了由阻燃气体构成的风幕空间，使得整个服务器固定架处于阻燃气体的包围中，防止服务器起燃，同时，智能控制器控制报警器报警；

步骤c、当进气通道和出气通道上的温度传感器检测到出气通道温度低于进气通道温度5℃以上时，控制电磁三通阀接通回收管路，使气体从回收管路经过，回收管路与进气通道换热，对进气通道中的气体降温。

本发明的一种空调系统，在空调系统中集成了灭火系统，这个灭火系统整体结构简单，依托于可以形成风幕的空调进风出风系统，实现非常好的灭火效果。空调进出风口和服务器固定架一一对应，每个服务器固定架都有独自的进出风空调，而且空调风力较大，在服务器固定架四周形成风幕，换气快，热量能及时带走。为了适应这种风幕型空调，本发明的服务器固定架对服务器的固定方式有所改变，传统服务器均是水平放置在服务器固定架上，每层固定架底板都是不通透的平板，而本发明的服务器竖着放，每层固定架底板都有很多的通透孔，让服务器之间的空间上下通透，风从上向下吹时，会从服务器之间吹过，竖着放的服务器散热面增加很多，配合风力较大的空调系统，可以实现高效率的降温。本发明的灭火系统在灭火时，为了能及早的发现火情，降低损失，服务器壳上都贴附了火情指示膜，这是一种采用低熔点材料制作的薄膜，膜内封有指示气体，薄膜做成了多孔状，这样贴在服务器壳上不影响服务器正常散热，而服务器外壳一旦过热，火情指示膜就会熔融，将指示气体放出，从而被检测到该服务器固定架上有温度过高的服务器，这个服务器极有可能是着火或者短路闷火的情况。灭火时，将进风通道切换为灭火通道，吹出的风是二氧化碳，在这种情况下，风幕本身会阻止外界的气体进入服务器固定架，而风幕又是由二氧化碳构成的，因此，在风幕内，无法形成明火，从而达成了灭火的功能。值得一提的是，本发明在灭火时，风幕外的空气组成变化不大，工作人员甚至可以站在风幕边上观察空调的灭火情况，而不用担心被灭火气体波及。通过风幕进行灭火，整体结构非常简单，成本低廉，而且可以系统地布设管路，以一个灭火管路实现对所有的服务器定点灭火。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是服务器固定架固定在送风系统和抽风系统之间的示意图；

图3是图2的A部结构放大图；

图4是火情指示膜的示意图；

图5是火情指示膜的剖面图。

其中的附图标记为：反应罐1、上部开口11、输入管12、输出管13、出气管14、横隔板2、上部加热空间2a、回收反应空间2b、终末反应空间2c、通气孔21、竖隔板3、磷酸喷雾喷头4、泵41、磷酸液储存罐42、回收管43、氨浓度检测探头44、电磁开关45、电动伸缩推杆5、封盖51、控制器6、电阻加热板7。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明的一种空调系统，包括室外换热系统1、中央换热系统2以及室内换热系统，室外换热系统1包括冷却塔11、换热区12以及冷却泵13，冷却塔11、换热区12以及冷却泵13通过冷却管14连成回路，中央换热系统2包括制冷压缩机21、冷凝器22和蒸发器23，制冷压缩机21、冷凝器22和若干个蒸发器23通过换热管24连成回路，冷凝器22与换热区12接触并能进行热交换，冷却塔11能对室外换热系统1内流动的冷却液冷却，冷却泵13使冷却管14内的冷却液循环流动，制冷压缩机21使换热管24内的冷却剂循环流动，其中：室内换热系统包括送风系统3、抽风系统4、灭火系统5以及服务器固定架6，送风系统3包括进气通道31、进气气泵32以及若干个进风口33，进气通道31外端与外界连通，进气通道31内端有若干个，每个内端与相应的进风口33连接，进气气泵32安装在进气通道31上，进气气泵32能将气体从进气通道31外端压向进气通道31内端，抽风系统4包括出气通道41、出气气泵42以及若干个抽风口43，出气通道41外端与外界连通，出气通道41内端有若干个，每个内端与相应的抽风口43连接，出气气泵42安装在出气通道41上，出气气泵42能将气体从出气通道41内端压向出气通道41外端，灭火系统5包括阻燃气体储存箱51、灭火管道52以及灭火气泵53，灭火管道52的外端与阻燃气体储存箱51连接，灭火管道52内端具有若干个，每个内端与相应的进风口33连接，灭火气泵53能将阻燃气体储存箱51内的阻燃气体经灭火管道52和进风口33泵出，进风口33安装在机房天花板上，开口朝下，蒸发器23位于相应的进风口33下方，使得进风口33吹出的风与蒸发器23换热后，竖直向下地进入机房空间，抽风口43安装在机房地面上，开口朝上，抽风口43与进风口33一一对应，进风口33吹出的风经抽风口43吸入，使得对应的抽风口43与进风口33之间形成风幕空间，风幕空间内放置服务器固定架6，风幕空间能阻隔外部空气接触服务器固定架6，服务器固定架6为方形框架结构，服务器固定架6顶部和底部均为开放结构，服务器固定架6中设置有若干个上下布设的水平支撑隔板61，各支撑隔板61结构相同，支撑隔板61上设置有若干个服务器固定区61a和若干个上下贯穿支撑隔板61的通气槽61b，通气槽61b与服务器固定区61a间隔布设，且通气槽61b与服务器固定区61a长度相同，当支撑隔板61上放满服务器7时，服务器7的上部贴近上一个支撑隔板61的下表面，服务器7之间因通气槽61b的存在而具有走风间隙，进风口33吹出的风经该走风间隙向下流动，每个抽风口43处均安装有火情探测器44，室内换热系统还包括智能控制系统8，智能控制系统8包括智能控制器81、报警器82、安装在每一个进气通道31和灭火管道52上的开关电磁阀83，智能控制器81与冷却泵13、制冷压缩机21、进气气泵32、出气气泵42以及灭火气泵53连接并控制各泵运作，智能控制器81与开关电磁阀83连接并控制开关电磁阀83开关，智能控制器81与报警器82连接，并能向报警器82发送信号，使其报警。

实施例中，服务器7的侧壁和顶面贴附有火情指示膜9，火情指示膜9为多孔膜，火情指示膜9具有密封的内夹层，内夹层中填充有指示气体91，火情指示膜9由低熔点材料制作。

实施例中，火情指示膜9由乙烯-醋酸乙烯共聚物制作，内夹层填充的指示气体91为惰性气体，火情探测器44为相应的惰性气体检测器。

实施例中，进气通道31和出气通道41上均安装有温度传感器45，智能控制器81与温度传感器45连接并能接收温度传感器45的温度信号，出气通道41上并联有一回收管路46，一电磁三通阀47连接在出气通道41与回收管路46交叉处，智能控制器81与电磁三通阀47连接，并通过电磁三通阀47控制通断出气通道41或回收管路46，回收管路46与进气通道31相互交缠，以便换热。

实施例中，阻燃气体储存箱51内存储的阻燃气体为二氧化碳。

实施例中，智能控制器81为电脑或PLC。

空调系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤a、在服务器固定架6上固定服务器7，各服务器7之间具有走风间隙，智能控制器81启动冷却泵13、制冷压缩机21、进气气泵32和出气气泵42，使得室外换热系统1、中央换热系统2、送风系统3和抽风系统4运作，冷凝器22与室外换热系统1换热，进风口33吹出的风经蒸发器23降温后，向下吹出，抽风口43持续吸气，使得进风口33吹出的风经抽风口43吸入，使得对应的抽风口43与进风口33之间形成风幕空间，服务器固定架6完全处于风幕空间中，该风幕为服务器固定架6上的服务器7降温；

步骤b、当某个服务器7温度异常升高，贴附于该服务器7外壳上的火情指示膜9受热熔融，火情指示膜9内的指示气体外逸，跟随风幕进入抽风口43，火情探测器44检测到该指示气体后，向智能控制器81发出信号，智能控制器81通过控制相应的开关电磁阀83，使得异常升温的服务器7所对应的进气通道31支路关闭，其余各进气通道31支路不受影响，正常运作，智能控制器81启动灭火气泵53，使得灭火系统5运作，与异常升温的服务器7所对应的灭火管道52支路打开，其余灭火管道52支路均关闭，阻燃气体从进风口33吹出，经蒸发器23降温后，向下吹出，抽风口43与进风口33之间形成了由阻燃气体构成的风幕空间，使得整个服务器固定架6处于阻燃气体的包围中，防止服务器7起燃，同时，智能控制器81控制报警器82报警；

步骤c、当进气通道31和出气通道41上的温度传感器45检测到出气通道41温度低于进气通道31温度5℃以上时，控制电磁三通阀47接通回收管路46，使气体从回收管路46经过，回收管路46与进气通道31换热，对进气通道31中的气体降温。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种空调系统，包括室外换热系统(1)、中央换热系统(2)以及室内换热系统，所述的室外换热系统(1)包括冷却塔(11)、换热区(12)以及冷却泵(13)，所述的冷却塔(11)、换热区(12)以及冷却泵(13)通过冷却管(14)连成回路，所述的中央换热系统(2)包括制冷压缩机(21)、冷凝器(22)和蒸发器(23)，所述的制冷压缩机(21)、冷凝器(22)和若干个蒸发器(23)通过换热管(24)连成回路，所述的冷凝器(22)与换热区(12)接触并能进行热交换，所述的冷却塔(11)能对室外换热系统(1)内流动的冷却液冷却，所述的冷却泵(13)使冷却管(14)内的冷却液循环流动，所述的制冷压缩机(21)使换热管(24)内的冷却剂循环流动，其特征是：所述的室内换热系统包括送风系统(3)、抽风系统(4)、灭火系统(5)以及服务器固定架(6)，所述的送风系统(3)包括进气通道(31)、进气气泵(32)以及若干个进风口(33)，所述的进气通道(31)外端与外界连通，进气通道(31)内端有若干个，每个内端与相应的进风口(33)连接，所述的进气气泵(32)安装在进气通道(31)上，进气气泵(32)能将气体从进气通道(31)外端压向进气通道(31)内端，所述的抽风系统(4)包括出气通道(41)、出气气泵(42)以及若干个抽风口(43)，所述的出气通道(41)外端与外界连通，出气通道(41)内端有若干个，每个内端与相应的抽风口(43)连接，所述的出气气泵(42)安装在出气通道(41)上，出气气泵(42)能将气体从出气通道(41)内端压向出气通道(41)外端，所述的灭火系统(5)包括阻燃气体储存箱(51)、灭火管道(52)以及灭火气泵(53)，所述的灭火管道(52)的外端与阻燃气体储存箱(51)连接，灭火管道(52)内端具有若干个，每个内端与相应的进风口(33)连接，所述的灭火气泵(53)能将阻燃气体储存箱(51)内的阻燃气体经灭火管道(52)和进风口(33)泵出，所述的进风口(33)安装在机房天花板上，开口朝下，所述的蒸发器(23)位于相应的进风口(33)下方，使得进风口(33)吹出的风与蒸发器(23)换热后，竖直向下地进入机房空间，所述的抽风口(43)安装在机房地面上，开口朝上，抽风口(43)与进风口(33)一一对应，进风口(33)吹出的风经抽风口(43)吸入，使得对应的抽风口(43)与进风口(33)之间形成风幕空间，所述的风幕空间内放置服务器固定架(6)，所述的风幕空间能阻隔外部空气接触服务器固定架(6)，所述的服务器固定架(6)为方形框架结构，服务器固定架(6)顶部和底部均为开放结构，服务器固定架(6)中设置有若干个上下布设的水平支撑隔板(61)，各支撑隔板(61)结构相同，所述的支撑隔板(61)上设置有若干个服务器固定区(61a)和若干个上下贯穿支撑隔板(61)的通气槽(61b)，所述的通气槽(61b)与服务器固定区(61a)间隔布设，且通气槽(61b)与服务器固定区(61a)长度相同，当支撑隔板(61)上放满服务器(7)时，服务器(7)的上部贴近上一个支撑隔板(61)的下表面，所述的服务器(7)之间因通气槽(61b)的存在而具有走风间隙，进风口(33)吹出的风经该走风间隙向下流动，每个抽风口(43)处均安装有火情探测器(44)，室内换热系统还包括智能控制系统(8)，所述的智能控制系统(8)包括智能控制器(81)、报警器(82)、安装在每一个进气通道(31)和灭火管道(52)上的开关电磁阀(83)，所述的智能控制器(81)与冷却泵(13)、制冷压缩机(21)、进气气泵(32)、出气气泵(42)以及灭火气泵(53)连接并控制各泵运作，所述的智能控制器(81)与开关电磁阀(83)连接并控制开关电磁阀(83)开关，所述的智能控制器(81)与报警器(82)连接，并能向报警器(82)发送信号，使其报警。

2.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征是：所述的服务器(7)的侧壁和顶面贴附有火情指示膜(9)，所述的火情指示膜(9)为多孔膜，所述的火情指示膜(9)具有密封的内夹层，内夹层中填充有指示气体(91)，所述的火情指示膜(9)由低熔点材料制作。

3.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征是：所述的火情指示膜(9)由乙烯-醋酸乙烯共聚物制作，内夹层填充的指示气体(91)为惰性气体，所述的火情探测器(44)为相应的惰性气体检测器。

4.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征是：所述的进气通道(31)和出气通道(41)上均安装有温度传感器(45)，所述的智能控制器(81)与温度传感器(45)连接并能接收温度传感器(45)的温度信号，所述的出气通道(41)上并联有一回收管路(46)，一电磁三通阀(47)连接在所述的出气通道(41)与回收管路(46)交叉处，所述的智能控制器(81)与电磁三通阀(47)连接，并通过电磁三通阀(47)控制通断出气通道(41)或回收管路(46)，所述的回收管路(46)与进气通道(31)相互交缠，以便换热。

5.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征是：所述的阻燃气体储存箱(51)内存储的阻燃气体为二氧化碳。

6.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征是：所述的智能控制器(81)为电脑或PLC。

7.如权利要求4所述的空调系统的使用方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤a、在服务器固定架(6)上固定服务器(7)，各服务器(7)之间具有走风间隙，智能控制器(81)启动冷却泵(13)、制冷压缩机(21)、进气气泵(32)和出气气泵(42)，使得室外换热系统(1)、中央换热系统(2)、送风系统(3)和抽风系统(4)运作，冷凝器(22)与室外换热系统(1)换热，进风口(33)吹出的风经蒸发器(23)降温后，向下吹出，抽风口(43)持续吸气，使得进风口(33)吹出的风经抽风口(43)吸入，使得对应的抽风口(43)与进风口(33)之间形成风幕空间，服务器固定架(6)完全处于风幕空间中，该风幕为服务器固定架(6)上的服务器(7)降温；

步骤b、当某个服务器(7)温度异常升高，贴附于该服务器(7)外壳上的火情指示膜(9)受热熔融，火情指示膜(9)内的指示气体外逸，跟随风幕进入抽风口(43)，火情探测器(44)检测到该指示气体后，向智能控制器(81)发出信号，智能控制器(81)通过控制相应的开关电磁阀(83)，使得异常升温的服务器(7)所对应的进气通道(31)支路关闭，其余各进气通道(31)支路不受影响，正常运作，智能控制器(81)启动灭火气泵(53)，使得灭火系统(5)运作，与异常升温的服务器(7)所对应的灭火管道(52)支路打开，其余灭火管道(52)支路均关闭，阻燃气体从进风口(33)吹出，经蒸发器(23)降温后，向下吹出，抽风口(43)与进风口(33)之间形成了由阻燃气体构成的风幕空间，使得整个服务器固定架(6)处于阻燃气体的包围中，防止服务器(7)起燃，同时，智能控制器(81)控制报警器(82)报警；

步骤c、当进气通道(31)和出气通道(41)上的温度传感器(45)检测到出气通道(41)温度低于进气通道(31)温度5℃以上时，控制电磁三通阀(47)接通回收管路(46)，使气体从回收管路(46)经过，回收管路(46)与进气通道(31)换热，对进气通道(31)中的气体降温。