CN110360687A - 一种节水防冻机房热管空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种节水防冻机房热管空调系统，包括室内空调单元、中间换热单元、室外冷却单元，室内空调单元中的每台吊顶热管空调均包含2套独立的制冷系统，中间换热单元的中间换热模块均包括4台中间换热器，室外冷却单元包括若干台风冷冷水机组和风冷模块，每个室内散热模块通过1组中间换热模块与室外冷却单元进行换热。室外多台风冷冷水机组冗余设置，优先利用风冷模块制冷，风冷冷水机组制冷作为补充，充分利用自然冷源，大大降低空调系统能耗且节约水资源；风冷模块采用热管冷凝器和氟利昂类制冷工质，保障风冷模块在寒冷的冬季也能正常运行；室外冷冻水管路敷设有电伴热带，可保障整个系统在北方寒冷的冬季仍可正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及机房排热领域，涉及一种机房热管空调系统，特别涉及一种节水防冻机房热管空调系统。
背景技术
机房内机柜服务器集成密度越来越高，服务器的发热量越来越大，为了保证高散热密度机房内服务器工作在最适宜的环境温度下，需要及时将不断产生的热量排出机房，同时从节能角度考虑，为保障系统在冬季也能最大限度地利用自然冷源且保障自然冷却表冷器换热管不产生冻裂现象，这就需要节能、可靠的室外冷源提供方式。
目前大中型数据中心排热室外利用自然冷源主要有以下几种方式：
其一是采用冷却塔、水泵、板式换热器，在冬季采用冷却塔通过板式换热器提供冷冻水，间接利用自然冷源。该方式比较适用于过渡季、冬季室外气温比较低的地区，但缺点是耗水量大，严寒地区存在很大的冬季冻结风险，而加入乙二醇溶液，又有对系统管路腐蚀的风险。
其二是采用风冷表冷器，将温度较高冷却水回水，直接引入风冷表冷器中，利用室外低温空气，实现表冷器内冷却水回水温度的降低，从而为系统提供低温供水，该方式因水是闭式系统，故适用于缺水地区，但在严寒地区，需解决好防冻问题，如表冷器冬季不使用，其内冷却水未排空干净，也会导致表冷器换热管冻裂问题。
发明内容
针对现有技术的上述缺点和不足，本发明旨在提供一种节水防冻机房热管空调系统，每台吊顶热管空调的2套独立的制冷系统均有独立的进、出口检修阀门，当吊顶热管空调、管路出现单点故障需要检修或更换时，不影响系统的正常运行；中间换热器及与其冷侧相连接的进、出水管路，冷冻水主管路均设置在与机房IT设备隔开的有防水地面的空调设备区内，避免水进入机房的隐患；冷冻水供水温度设置在保障室内吊顶热管空调氟系统管路温度在露点温度以上，避免在正常运行条件下冷凝水的产生；吊顶热管空调底部接有冷凝水排水管，预防一旦出现冷凝水时冷凝水的及时排出；冷冻水系统采用双回路闭环设计，整套系统无单点故障；从预防市电断电而保障系统安全方面考虑，吊顶热管空调、循环水泵等采用双电源供电，UPS作为后备补充；当一旦出现市电断电而引起风冷冷水机组停止运行时，系统中的蓄冷罐可实现一定后备时间内的冷源供给。室外3台风冷冷水机组2用1备，优先利用风冷模块制冷，风冷冷水机组制冷作为补充，充分利用自然冷源，大大降低空调系统能耗且节约水资源；风冷模块采用热管冷凝器和氟利昂类制冷工质，保障风冷模块在寒冷的冬季也能正常运行；室外冷冻水管路敷设有电伴热带，防止冬季运行时，管道、设备冻坏，可保障整个系统在北方寒冷的冬季仍可正常运行。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种节水防冻机房热管空调系统，包括室内空调单元、中间换热单元、室外冷却单元，其特征在于：
--所述室内空调单元，包括若干个室内散热模块，其中，每个所述室内散热模块，均包括一封闭通道，所述封闭通道的至少一侧设置有一列机柜，所述封闭通道的顶部沿其长度方向依次布置有若干台吊顶热管空调，
其中，
每台所述吊顶热管空调均包含独立的制冷系统Ⅰ和制冷系统Ⅱ，所述制冷系统Ⅰ朝向所述封闭通道的一侧，所述制冷系统Ⅱ朝向所述封闭通道的另一侧，每一所述制冷系统Ⅰ均包括一氟进口支管Ⅰ、一氟出口支管Ⅰ，每一所述制冷系统Ⅱ包括一氟进口支管Ⅱ、一氟出口支管Ⅱ，
所述若干台吊顶热管空调的制冷系统Ⅰ分为两组，第一组制冷系统Ⅰ的氟进口支管Ⅰ、氟出口支管Ⅰ分别与气管总管Ⅰ、液管总管Ⅰ连通，第二组制冷系统Ⅰ的氟进口支管Ⅰ、氟出口支管Ⅰ分别与气管总管Ⅱ、液管总管Ⅱ连通；
所述若干台吊顶热管空调的制冷系统Ⅱ分为两组，第一组制冷系统Ⅱ的氟进口支管Ⅱ、氟出口支管Ⅱ分别与气管总管Ⅲ、液管总管Ⅲ连通，第二组制冷系统Ⅱ的氟进口支管Ⅱ、氟出口支管Ⅱ分别与气管总管Ⅳ、液管总管Ⅳ连通；
--所述中间换热单元，包括若干组中间换热模块，每组所述中间换热模块均对应一所述室内散热模块，其中，每组所述中间换热模块均包括中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ，每一中间换热器均包括一冷侧进口、一冷侧出口、一热侧进口、一热侧出口，其中，
所述中间换热器Ⅰ的热侧进口与所述气管总管Ⅰ连通、热侧出口与所述液管总管Ⅰ连通，所述中间换热器Ⅱ的热侧进口与所述气管总管Ⅱ连通、热侧出口与所述液管总管Ⅱ连通，所述中间换热器Ⅲ的热侧进口与所述气管总管Ⅲ连通、热侧出口与所述液管总管Ⅲ连通，所述中间换热器Ⅳ的热侧进口与所述气管总管Ⅳ连通、热侧出口与所述液管总管Ⅳ连通；
--所述室外冷却单元，包括多个并联布置的风冷冷水机组、多个并联布置的风冷模块、供水总管Ⅰ、供水总管Ⅱ、回水总管Ⅰ、回水总管Ⅱ，所述供水总管Ⅰ、供水总管Ⅱ之间以及所述回水总管Ⅰ、回水总管Ⅱ之间均通过蝶阀连通，
其中，
每组所述中间换热模块的四个中间换热器中，其中两个中间换热器的冷侧进口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述供水总管Ⅰ连通、冷侧出口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述回水总管Ⅰ连通，其余两个中间换热器的冷侧进口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述供水总管Ⅱ连通、冷侧出口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述回水总管Ⅱ连通，利用设置在各中间换热器冷侧进口、冷侧出口管路上的蝶阀，可实现对每一中间换热器冷侧的隔离而不影响系统正常运行；
每一所述风冷模块均对应一所述风冷冷水机组，均包括至少一风冷换热器，且每一所述风冷模块的进口均通过一至少带有蝶阀的分支管路与所述回水总管Ⅰ或回水总管Ⅱ连通、出口均通过一至少带有蝶阀的连通管路与一所述风冷冷水机组的进口连通，且每一所述风冷模块的进口与出口之间均设置一带有蝶阀和流量开关的旁通水管，
每一所述风冷冷水机组的进口均通过一至少带有蝶阀的连通管路与一所述风冷模块的出口连通，每一所述风冷冷水机组的出口均通过一至少带有蝶阀的分支管路与所述供水总管Ⅰ或供水总管Ⅱ连通。
优选地，所述室外冷却单元中，每一所述风冷冷水机组的进口管路还设置过滤器，用以实现对进入各所述风冷冷水机组内的回水进行过滤；每一所述风冷冷水机组的进口管路和出口管路上的蝶阀，用以实现各所述风冷冷水机组与系统的接入或切断。
优选地，所述室外冷却单元中，所述供水总管Ⅰ在与各所述风冷冷水机组的出口管路连通的连接点的上游侧和下游侧均安装有蝶阀，用以实现各所述风冷冷水机组的出口管路的择一切断，继而实现各所述风冷冷水机组的择一切断，从而实现至少一所述风冷冷水机组处于使用状态，而其余各所述风冷冷水机组则处于备用状态，保障系统冗余备份需求。
优选地，所述室外冷却单元中，所述供水总管Ⅰ的下游管段上还串接有至少一蓄冷罐，所述蓄冷罐的进口和出口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述供水总管Ⅰ连通，且所述蓄冷罐的进口和出口之间还设置一至少带有蝶阀的旁通管路，当需要利用所述蓄冷罐进行蓄冷时，关闭所述旁通管路上的蝶阀、打开所述蓄冷罐的进口和出口管路上的蝶阀，使得所述供水总管Ⅰ中的冷水流入所述蓄冷罐内，反之，当不需要蓄冷时，打开所述旁通管路上的蝶阀、关闭所述蓄冷罐的进口和出口管路上的蝶阀，使得所述供水总管Ⅰ中的冷水不经过所述蓄冷罐而直接通过其旁通管路而继续向下游行进。
优选地，所述中间换热模块中的各中间换热器的热侧与所述室内散热模块中的各吊顶热管空调之间形成的循环回路中，其制冷工质为氟利昂类制冷剂；所述中间换热模块中的各中间换热器的冷侧与所述室外冷却单元之间形成的循环回路中，其制冷工质为冷冻水。
优选地，每一中间换热器的冷侧进口管路上还设置有过滤器，用以实现进入各中间换热器冷侧的冷冻水的过滤。
优选地，每一所述风冷模块中至少设置一水泵，所述水泵用以为系统运行提供驱动力并用以调节水流量，所述水泵的两侧分别设有压力表，用以显示所述水泵进口侧、出口侧的压力值，所述水泵的进口侧设有蝶阀，以实现所述水泵的切断与更换；所述的进口侧设有单向阀，以保障水流依设计方向单向流动。
优选地，每一所述风冷模块的进口管路和出口管路上均安装有蝶阀，每一所述风冷模块均可以通过其前后安装的蝶阀实现与系统切断、隔离、维修、更换；每一所述风冷模块的旁通水管上均安装有蝶阀和流量开关，流量开关可实现水路的开关，蝶阀可实现流量开关的切断与更换。
优选地，所述室外冷却单元还包括定压补水系统，所述定压补水系统包括定压装置、水箱、软化水装置，所述定压补水系统通过补水管路Ⅰ、补水管路Ⅱ分别与所述回水总管Ⅰ、回水总管Ⅱ连通，实现对系统冷冻水的双路补充。
优选地，所述室内空调单元中，每一氟进口支管、氟出口支管上均安装有截止阀，当任一所述吊顶热管空调或管路出现单点故障需要检修或更换时，不影响系统的正常运行。
上述室内空调单元中，所述每个室内散热模块可对应有1列或2列机柜；所述若干台风冷模块可根据具体项目情况，分配在每条所述风冷模块连接水管Ⅰ上的具体数量及通过若干条所述风冷模块连接水管Ⅰ实现并联的数量。
上述室内空调单元中，每组所述中间换热模块中的所述中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ的热侧和冷侧接管方式，均考虑了系统冗余、备份需求，保障当所述中间换热模块中的所述中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ中的某台出现故障或与其连接的热侧或冷侧管路出现故障时，每个所述室内散热模块的冷量供给需求。
优选的，所述室内散热模块的封闭冷通道为封闭冷通道，每一所述吊顶热管空调的顶部垂直向下向通道内送风，冷风经过各机柜前门并对服务器冷却后，热风经机柜后门上升至顶部，再回到所述吊顶热管空调的进风侧；或，所述室内散热模块的封闭通道为封闭热通道，各所述吊顶热管空调底部下回风，热风经过所述吊顶热管空调冷却后由所述吊顶热管空调两侧的出风口排出，冷风经机柜的前门进入服务器内，经服务器加热后的热风再由所述吊顶热管空调底部回流至所述吊顶热管空调后进行冷却。
优选的，每一所述风冷模块均包括一风冷换热器、热管冷凝器、风机、控制器，所述风冷模块的进水侧和出水侧与所述风冷换热器的热侧进水口、热侧出水口连通，所述风冷换热器的冷侧进口、冷侧出口与所述热管冷凝器连通且所构成的封闭回路中采用氟利昂类制冷剂，保障风冷模块在寒冷的冬季也能正常运行。
优选的，各所述风冷冷水机组的冷凝侧均采用风冷，节约水资源；为充分利用自然冷源，优先采用风冷模块制冷，并选择至少一台所述风冷冷水机组作为制冷补充，从而在满足机房全年制冷需求同时大大降低空调系统能耗。
优选的，当室外温度低于5℃时，利用所述风冷模块制冷，各所述风冷冷水机组均处于待机状态；在过渡季节，优先利用所述风冷模块制冷，并选择至少一台所述风冷冷水机组补充制冷；在夏季，所述风冷模块停止运行，至少保留一台所述风冷冷水机组处于待机状态，打开其余各所述风冷冷水机组。
优选的，所述蓄冷罐通过其进口管路在其内蓄积满足设计供水温度和设计水位的冷冻水，当所述蓄冷罐内的水位达到设计水位高度时，停止进水；当所述蓄冷罐内上部的冷冻水温度升高时，继续供水，超出设计供水温度的冷冻水排出至所述供水供水总管Ⅰ内，直至所述蓄冷罐内的水满足设计供水温度和设计水位为止。
优选的，从预防市电断电而保障系统安全方面考虑，各所述吊顶热管空调、水泵均采用双电源供电，当市电出现断电时，UPS作为后备补充；一旦出现市电断电而引起风冷冷水机组停止运行时，系统中的蓄冷罐可实现一定后备时间内的冷源供给。
优选的，各所述吊顶热管空调内的氟利昂类制冷剂可依靠自身相变实现传热，系统运行时氟利昂液体的回流优先依靠重力；当系统需要驱动力时可选配制冷剂泵驱动，以实现保障系统正常运行时最大限度地节能，当选配所述制冷剂泵时还加设储液罐；所述吊顶热管空调设置有冷凝水排水管，预防一旦出现冷凝水时冷凝水的及时排出。
优选的，所述中间换热单元连通的各通水管路均设置在与机房IT设备隔开的有防水地面的空调设备区内，避免水进入机房的隐患。
优选的，所述室外冷却单元中，还设置一控制各所述风冷冷水机组启停和工作切换的控制器Ⅰ，控制各所述风冷模块的控制器Ⅱ，所述控制器Ⅰ用以控制各所述风冷冷水机组的启停和工作切换，所述控制器Ⅱ用以控制各所述风冷模块的启停和风机调速；所述控制器Ⅰ、控制器Ⅱ保障冷冻水供水温度均设置在保障室内吊顶热管空调氟系统管路温度在露点温度以上，避免在正常运行条件下冷凝水的产生。
优选的，所述蓄冷罐上设有控制器Ⅲ，控制所述蓄冷罐的蓄水、排水和启停工作；所述吊顶热管空调上设有控制器Ⅳ，控制其上风机的调速运行，以满足系统负荷需求；每套所述室内散热模块内安装有烟雾报警和消防喷头，当有烟雾告警时，消防喷头可直接喷射灭火气体对封闭通道进行灭火；室外冷冻水系统管路上均敷设有电伴热带，防止冬季运行时，管道、设备冻坏，可保障整个系统在北方寒冷的冬季仍可正常运行。
同现有技术相比，本发明具有显著的技术效果：本发明提供的节水防冻机房热管空调系统，每台吊顶热管空调的2套独立的制冷系统均有独立的进、出口检修阀门，当吊顶热管空调、管路出现单点故障需要检修或更换时，不影响系统的正常运行；中间换热器及与其冷侧相连接的进、出水管路，冷冻水主管路均设置在与机房IT设备隔开的有防水地面的空调设备区内，避免水进入机房的隐患；冷冻水供水温度设置在保障室内吊顶热管空调氟系统管路温度在露点温度以上，避免在正常运行条件下冷凝水的产生；吊顶热管空调底部接有冷凝水排水管，预防一旦出现冷凝水时冷凝水的及时排出；冷冻水系统采用双回路闭环设计，整套系统无单点故障；从预防市电断电而保障系统安全方面考虑，吊顶热管空调、循环水泵等采用双电源供电，UPS作为后备补充；当一旦出现市电断电而引起风冷冷水机组停止运行时，系统中的蓄冷罐可实现一定后备时间内的冷源供给。室外多台风冷冷水机组进行冗余设置，优先利用风冷模块制冷，风冷冷水机组制冷作为补充，充分利用自然冷源，大大降低空调系统能耗且节约水资源；风冷模块采用热管冷凝器和氟利昂类制冷工质，保障风冷模块在寒冷的冬季也能正常运行；室外冷冻水管路敷设有电伴热带，防止冬季运行时，管道、设备冻坏，可保障整个系统在北方寒冷的冬季仍可正常运行。
附图说明
图1为本发明的节水防冻机房热管空调系统的结构示意图；
图2为本发明的节水防冻机房热管空调系统中，中间换热模块中中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅲ工作，室外冷却单元中仅风冷模块工作的结构示意图；
图3为本发明的节水防冻机房热管空调系统中，中间换热模块中中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ均工作，室外冷却单元中仅风冷冷水机组Ⅰ、风冷冷水机组Ⅱ同时工作的结构示意图；
图4为本发明的节水防冻机房热管空调系统中，中间换热模块中中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ均工作，室外冷却单元中风冷模块和风冷冷水机组Ⅰ、风冷冷水机组Ⅱ同时工作的结构示意图；
图5为本发明的节水防冻机房热管空调系统中，风冷模块的结构示意图及工质流动示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明的节水防冻机房热管空调系统的结构示意图。本发明的节水防冻机房热管空调系统，包括室内空调单元1、中间换热单元2、室外冷却单元3，其中，室内空调单元1包括若干个室内散热模块4；每个室内散热模块4包括1套封闭通道5、6台吊顶热管空调6分别为吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6、若干台机柜7、气管总管Ⅰ8、液管总管Ⅰ9、气管总管Ⅱ10、液管总管Ⅱ11、气管总管Ⅲ12、液管总管Ⅲ13、气管总管Ⅳ14、液管总管Ⅳ15；每台吊顶热管空调6均包含2套独立的制冷系统，每套独立的制冷系统分别对应氟进口支管Ⅰ16、氟出口支管Ⅰ17、氟进口支管Ⅱ18、氟出口支管Ⅱ19；氟进口支管Ⅰ16、氟出口支管Ⅰ17、氟进口支管Ⅱ18、氟出口支管Ⅱ19上均安装有截止阀Ⅰ20，可实现当某一/些吊顶热管空调6或管路出现单点故障时，通过关闭对应吊顶热管空调6或管路上的截止阀Ⅰ20而实现独立地检修或更换，不影响系统中其他吊顶热管空调6或管路的正常运行；中间换热单元2包括若干组中间换热模块21，每组中间换热模块21均包括4台中间换热器，分别为中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅱ23、中间换热器Ⅲ24、中间换热器Ⅳ25；中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅱ23、中间换热器Ⅲ24、中间换热器Ⅳ25均包括冷侧进口、冷侧出口、热侧进口、热侧出口；室外冷却单元3包括风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28、若干台风冷模块29、1台蓄冷罐30、供水总管Ⅰ31、供水总管Ⅱ32、回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34、风冷冷水机组供水支管Ⅰ35、风冷冷水机组回水支管Ⅰ36、风冷冷水机组供水支管Ⅱ37、风冷冷水机组回水支管Ⅱ38、风冷冷水机组供水支管Ⅲ39、风冷冷水机组回水支管Ⅲ40、若干条风冷模块分水支管Ⅰ41、风冷模块进水管Ⅰ42、若干条风冷模块连接水管Ⅰ43、若干条风冷模块旁通水管Ⅰ44、风冷模块出水管Ⅰ45；风冷冷水机组供水支管Ⅰ35、风冷冷水机组供水支管Ⅱ37、风冷冷水机组供水支管Ⅲ39上均安装有蝶阀Ⅰ46；风冷冷水机组回水支管Ⅰ36、风冷冷水机组回水支管Ⅱ38、风冷冷水机组回水支管Ⅲ40在靠近风冷模块出水管Ⅰ45端开始依次安装有蝶阀Ⅱ47和过滤器Ⅰ48，过滤器Ⅰ48可实现对分别进入风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28的回水进行过滤；风冷冷水机组供水支管Ⅰ35、风冷冷水机组供水支管Ⅱ37、风冷冷水机组供水支管Ⅲ39上的蝶阀Ⅰ46和风冷冷水机组回水支管Ⅰ36、风冷冷水机组回水支管Ⅱ38、风冷冷水机组回水支管Ⅲ40上的蝶阀Ⅱ47，可分别实现风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28与系统的切断；风冷冷水机组Ⅰ26的进口通过风冷冷水机组回水支管Ⅰ36与风冷模块出水管Ⅰ45连通，风冷冷水机组Ⅰ26的出口通过风冷冷水机组供水支管Ⅰ35与供水总管Ⅰ31连通；风冷冷水机组Ⅱ27的进口通过风冷冷水机组回水支管Ⅱ38与风冷模块出水管Ⅰ45连通，风冷冷水机组Ⅱ27的出口通过风冷冷水机组供水支管Ⅱ37与供水总管Ⅰ31连通；风冷冷水机组Ⅲ28的进口通过风冷冷水机组回水支管Ⅲ40与风冷模块出水管Ⅰ45连通，风冷冷水机组Ⅲ28的出口通过风冷冷水机组供水支管Ⅲ39与供水总管Ⅰ31连通；供水总管Ⅰ31、供水总管Ⅱ32之间通过蝶阀Ⅲ49连通；供水总管Ⅰ31在与风冷冷水机组供水支管Ⅰ35、风冷冷水机组供水支管Ⅱ37、风冷冷水机组供水支管Ⅲ39连通的连接点左、右两侧，均安装有蝶阀Ⅲ49，蝶阀Ⅲ49可实现风冷冷水机组供水支管Ⅰ35、风冷冷水机组供水支管Ⅱ37、风冷冷水机组供水支管Ⅲ39的择一切断，从而实现风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28的择一切断，实现风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28两备一用，保障系统冗余备份需求；蓄冷罐30通过蓄冷罐旁通进管50和蓄冷罐旁通出管51与供水总管Ⅰ31连通；蓄冷罐旁通进管50上从远离蓄冷罐30的进口侧依次安装有蝶阀Ⅴ52、流量开关Ⅰ53、蝶阀Ⅵ54；蓄冷罐旁通出管51上安装有蝶阀Ⅶ55；蝶阀Ⅴ52、蝶阀Ⅵ54可实现流量开关Ⅰ53的通断；蝶阀Ⅵ54、蝶阀Ⅶ55可实现蓄冷罐30的切断；每个室内散热模块4中的若干台吊顶热管空调6通过1组中间换热模块21与室外冷却单元3进行换热；每个室内散热模块4中的若干台吊顶热管空调6与1组中间换热模块21构成的系统中制冷工质为氟利昂类制冷剂；1组中间换热模块21与室外冷却单元3构成的系统中制冷工质为冷冻水；中间换热器Ⅰ22的热侧进口通过气管总管Ⅰ8、氟出口支管Ⅰ16与吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的其中1套制冷系统连通；中间换热器Ⅰ22的热侧出口通过液管总管Ⅰ9、氟进口支管Ⅰ17与吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的其中1套制冷系统连通；中间换热器Ⅱ23的热侧进口通过气管总管Ⅱ10、氟出口支管Ⅰ16与吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的其中1套制冷系统连通；中间换热器Ⅱ23的热侧出口通过液管总管Ⅱ11、氟进口支管Ⅰ17与吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的其中1套制冷系统连通连通；中间换热器Ⅲ24的热侧进口通过气管总管Ⅲ12、氟出口支管Ⅱ18与吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的另外1套制冷系统连通；中间换热器Ⅲ24的热侧出口通过液管总管Ⅲ13、氟进口支管Ⅱ19与吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的另外1套制冷系统连通连通；中间换热器Ⅳ25的热侧进口通过气管总管Ⅳ14、氟出口支管Ⅱ18与吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的另外1套制冷系统连通；中间换热器Ⅳ25的热侧出口通过液管总管Ⅳ15、氟进口支管Ⅱ19与吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的另外1套制冷系统连通连通；中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24的冷侧进口均通过中间换热进水支管Ⅰ56与供水总管Ⅰ31连通，且供水总管Ⅰ31在连通接口处的左、右两侧均安装有蝶阀Ⅷ57，蝶阀Ⅷ57可实现中间换热进水支管Ⅰ56与供水总管Ⅰ31的隔离而不影响系统正常运行；中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24的冷侧出口均通过中间换热出水支管Ⅰ58与回水总管Ⅰ33连通，且回水总管Ⅰ33在连通接口处的左、右两侧均安装有蝶阀Ⅷ57，蝶阀Ⅷ57可实现中间换热出水支管Ⅰ58与回水总管Ⅰ33的隔离而不影响系统正常运行；中间换热器Ⅱ23、中间换热器Ⅳ25的冷侧进口均通过中间换热进水支管Ⅱ59与供水总管Ⅱ32连通，且供水总管Ⅱ32在连通接口处的左、右两侧均安装有蝶阀Ⅸ60，蝶阀Ⅸ60可实现中间换热进水支管Ⅱ59与供水总管Ⅱ32的隔离而不影响系统正常运行；中间换热器Ⅱ23、中间换热器Ⅳ25的冷侧出口均通过中间换热出水支管Ⅱ61与回水总管Ⅱ34连通，且回水总管Ⅱ34在连通接口处的左、右两侧均安装有蝶阀Ⅸ60，蝶阀Ⅸ60可实现中间换热出水支管Ⅱ61与回水总管Ⅱ34的隔离而不影响系统正常运行；中间换热进水支管Ⅰ56、中间换热进水支管Ⅱ59上分别远离中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅱ23、中间换热器Ⅲ24、中间换热器Ⅳ25的进口端管路上均依次安装有截止阀Ⅱ62、过滤器Ⅱ63；中间换热出水支管Ⅰ58、中间换热出水支管Ⅱ61上均安装有截止阀Ⅲ64，过滤器Ⅱ63可分别实现进入中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅱ23、中间换热器Ⅲ24、中间换热器Ⅳ25的冷冻水的过滤；截止阀Ⅱ62、截止阀Ⅲ64可分别实现中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅱ23、中间换热器Ⅲ24、中间换热器Ⅳ25与系统管路的切断；回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34之间通过蝶阀Ⅹ65连通；每条风冷模块分水支管Ⅰ41进口端均分别与回水总管Ⅱ34连通，出口端分别与风冷模块进水管Ⅰ42连通；每条风冷模块分水支管Ⅰ41上从进口侧到出口侧依次安装有蝶阀Ⅺ66、压力表Ⅰ67、水泵68、压力表Ⅱ69、单向阀70、蝶阀蝶阀Ⅺ66；水泵68可实现系统运行驱动力和调节水流量；压力表Ⅰ67、压力表Ⅱ69可显示所述水泵进口侧、出口侧压力值，蝶阀Ⅺ66有助于实现水泵68的切断与更换；单向阀70可保障水流依设计方向单向流动；回水总管Ⅱ34与每条风冷模块分水支管Ⅰ41进口端连接接口的两端，均安装有蝶阀Ⅹ65，可保障每条风冷模块分水支管Ⅰ41与回水总管Ⅱ34的通断；风冷模块进水管Ⅰ42分别与若干条风冷模块连接水管Ⅰ43、若干条风冷模块旁通水管Ⅰ44的进口侧连通；每条风冷模块连接水管Ⅰ43上均连接有若干台风冷模块29，在每条风冷模块连接水管Ⅰ43的入口侧与第1台风冷模块29入口侧之间的管路上，依次安装有蝶阀Ⅻ71、流量开关Ⅱ72、蝶阀Ⅻ71，流量开关Ⅱ72可实现水路的开关；蝶阀Ⅻ71可实现流量开关Ⅱ72的切断与更换；每两台风冷模块29之间的管路上，均安装有蝶阀Ⅻ71，最后一台风冷模块29的出口管路上，安装有蝶阀Ⅻ71，每台风冷模块29均可以通过其前后安装的蝶阀Ⅻ71实现与系统切断、隔离、维修、更换；每条风冷模块旁通水管Ⅰ44上均依次安装有蝶阀Ⅻ71、流量开关Ⅲ73、蝶阀Ⅻ71，流量开关Ⅲ73可实现水路的开关；蝶阀Ⅻ71可实现流量开关Ⅲ73的切断与更换；风冷模块出水管Ⅰ45分别与若干条风冷模块连接水管Ⅰ43、若干条风冷模块旁通水管Ⅰ44的出口侧连通；冷冻水系统采用双回路闭环设计，整套系统无单点故障；室外冷却单元3还包括定压补水系统74，定压补水系统74包括定压装置75、水箱76、软化水装置77，定压补水系统74通过补水管路Ⅰ78、补水管路Ⅱ79分别与可实现回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34连通，从而实现对系统冷冻水的双路补充；室内散热模块4可以为封闭冷通道，此时吊顶热管空调6顶部垂直向下送风，冷风经过机柜7前门并对服务器冷却后，热风经机柜7后门上升至顶部，再回到吊顶热管空调6进风侧；或室内散热模块4可以为封闭冷通道，此时吊顶热管空调6底部下回风，热风经过吊顶热管空调6冷却后由吊顶热管空调6两侧的出风口排出，冷风经机柜7的前门进入服务器内，经服务器加热后的热风再由吊顶热管空调6底部回流至吊顶热管空调6后进行冷却；吊顶热管空调6设置有冷凝水排水管80，预防一旦出现冷凝水时冷凝水的及时排出。
图2为本发明的节水防冻机房热管空调系统中，中间换热模块中中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅲ工作，室外冷却单元中仅风冷模块工作的结构示意图。
当系统中仅启动中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24工作时，吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的其中1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅰ16进入气管总管Ⅰ8后再进入中间换热器Ⅰ22的热侧进口，经过中间换热器Ⅰ22冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅰ22的热侧出口通过液管总管Ⅰ9、氟进口支管Ⅰ17回流至吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的其中1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅰ16、气管总管Ⅰ8后再进入中间换热器Ⅰ22中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头A所示；吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的另外1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅱ18进入气管总管Ⅲ12后再进入中间换热器Ⅲ24的热侧进口，经过中间换热器Ⅲ24冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅲ24的热侧出口通过液管总管Ⅲ13、氟进口支管Ⅱ19回流至吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的另外1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅱ18、气管总管Ⅲ12后再进入中间换热器Ⅲ24中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头B所示；当为封闭冷通道时，每个室内散热模块中的吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的温度较低的送风吹入封闭通道5内，温度较低的空气由机柜前门吸入后，温度较高的空气由机柜后门排出并回流至吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的顶部侧面回风口处，再由顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6进行冷却，其空气流动方向如图中箭头C所示；供水总管Ⅰ31、供水总管Ⅱ32之间通过蝶阀Ⅲ49连通；回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34之间通过蝶阀Ⅹ65连通；当室外温度低于5℃时，室外冷却单元中仅风冷模块29工作，风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28不工作时，中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24的冷侧出口的温度较高的冷冻水回水，由中间换热出水支管Ⅰ58回流至回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34，再经过每条风冷模块分水支管Ⅰ41汇流至风冷模块进水管Ⅰ42，风冷模块进水管Ⅰ42分别与若干条风冷模块连接水管Ⅰ43连通，若干条风冷模块旁通水管Ⅰ44上的蝶阀Ⅻ71关闭；来自风冷模块进水管Ⅰ42内的冷冻水回水，经过若干条风冷模块连接水管Ⅰ43上的若干台风冷模块29冷却后，汇流至风冷模块出水管Ⅰ45后再通过风冷冷水机组回水支管Ⅰ36、风冷冷水机组回水支管Ⅱ38、风冷冷水机组回水支管Ⅲ40分别经过风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28后再分别通过风冷冷水机组供水支管Ⅰ35、风冷冷水机组供水支管Ⅱ37、风冷冷水机组供水支管Ⅲ39进入供水总管Ⅰ31、供水总管Ⅱ32，在冷冻水经过供水总管Ⅰ31时，同时通过蓄冷罐旁通进管50分流至蓄冷罐30蓄冷，并通过蓄冷罐旁通出管51将超出供水温度的冷供水再回流至供水总管Ⅰ31的管路中，然后再通过中间换热进水支管Ⅰ56分别将冷供水供给中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24，中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24中的经过加热后的冷冻水回水，再通过中间换热出水支管Ⅰ58再回流至回水总管Ⅰ33，再继续由若干台风冷模块29冷却，系统中冷冻水流动方向如图中箭头D方向所示；补水系统74中水流动方向如图中箭头E所示。
图3为本发明的节水防冻机房热管空调系统中，中间换热模块中中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ均工作，室外冷却单元中仅风冷冷水机组Ⅰ、风冷冷水机组Ⅱ同时工作的结构示意图。当系统中中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ均工作，吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的其中1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅰ16进入气管总管Ⅰ8后再进入中间换热器Ⅰ22的热侧进口，经过中间换热器Ⅰ22冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅰ22的热侧出口通过液管总管Ⅰ9、氟进口支管Ⅰ17回流至吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的其中1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅰ16、气管总管Ⅰ8后再进入中间换热器Ⅰ22中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头A所示；吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的另外1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅱ18进入气管总管Ⅲ12后再进入中间换热器Ⅲ24的热侧进口，经过中间换热器Ⅲ24冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅲ24的热侧出口通过液管总管Ⅲ13、氟进口支管Ⅱ19回流至吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的另外1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅱ18、气管总管Ⅲ12后再进入中间换热器Ⅲ24中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头B所示；吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的其中1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅰ16进入气管总管Ⅱ10后再进入中间换热器Ⅱ23的热侧进口，经过中间换热器Ⅱ23冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅱ23的热侧出口通过液管总管Ⅱ11、氟进口支管Ⅰ17回流至吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的其中1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅰ16、气管总管Ⅱ10后再进入中间换热器Ⅱ23中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头F所示；吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的另外1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅱ18进入气管总管Ⅳ14后再进入中间换热器Ⅳ25的热侧进口，经过中间换热器Ⅳ25冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅳ25的热侧出口通过液管总管Ⅳ15、氟进口支管Ⅱ19回流至吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的另外1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅱ18、气管总管Ⅳ14后再进入中间换热器Ⅳ25中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头G所示；当为封闭冷通道时，每个室内散热模块中的吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的温度较低的送风吹入封闭通道5内，温度较低的空气由机柜前门吸入后，温度较高的空气由机柜后门排出并回流至吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的顶部侧面回风口处，再由顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6进行冷却，其空气流动方向如图中箭头C所示；供水总管Ⅰ31、供水总管Ⅱ32之间通过蝶阀Ⅲ49连通；回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34之间通过蝶阀Ⅹ65连通；室外冷却单元中风冷模块29、风冷冷水机组Ⅲ28不工作，仅风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27工作时，中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24的冷侧出口的温度较高的冷冻水回水，由中间换热出水支管Ⅰ58回流至回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34，再经过每条风冷模块分水支管Ⅰ41汇流至风冷模块进水管Ⅰ42，风冷模块进水管Ⅰ42分别与若干条风冷模块旁通水管Ⅰ44连通，若干条风冷模块连接水管Ⅰ43上的蝶阀Ⅻ71关闭；来自风冷模块进水管Ⅰ42内的冷冻水回水，经由若干条若干条风冷模块旁通水管Ⅰ44汇流至风冷模块出水管Ⅰ45后再通过风冷冷水机组回水支管Ⅰ36、风冷冷水机组回水支管Ⅱ38、风冷冷水机组回水支管Ⅲ40分别经过风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28后再分别通过风冷冷水机组供水支管Ⅰ35、风冷冷水机组供水支管Ⅱ37、风冷冷水机组供水支管Ⅲ39进入供水总管Ⅰ31、供水总管Ⅱ32，在冷冻水经过供水总管Ⅰ31时，同时通过蓄冷罐旁通进管50分流至蓄冷罐30蓄冷，并通过蓄冷罐旁通出管51将超出供水温度的冷供水再回流至供水总管Ⅰ31的管路中，然后再通过中间换热进水支管Ⅰ56分别将冷供水供给中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24，中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24中的经过加热后的冷冻水回水，再通过中间换热出水支管Ⅰ58再回流至回水总管Ⅰ33，再继续由风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27冷却，系统中冷冻水流动方向如图中箭头H方向所示；补水系统74中水流动方向如图中箭头E所示。
图4为本发明的节水防冻机房热管空调系统中，中间换热模块中中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ均工作，室外冷却单元中风冷模块和风冷冷水机组Ⅰ、风冷冷水机组Ⅱ同时工作的结构示意图。当系统中中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ均工作，吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的其中1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅰ16进入气管总管Ⅰ8后再进入中间换热器Ⅰ22的热侧进口，经过中间换热器Ⅰ22冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅰ22的热侧出口通过液管总管Ⅰ9、氟进口支管Ⅰ17回流至吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的其中1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅰ16、气管总管Ⅰ8后再进入中间换热器Ⅰ22中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头A所示；吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的另外1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅱ18进入气管总管Ⅲ12后再进入中间换热器Ⅲ24的热侧进口，经过中间换热器Ⅲ24冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅲ24的热侧出口通过液管总管Ⅲ13、氟进口支管Ⅱ19回流至吊顶热管空调6中的吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的另外1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅱ18、气管总管Ⅲ12后再进入中间换热器Ⅲ24中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头B所示；吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的其中1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅰ16进入气管总管Ⅱ10后再进入中间换热器Ⅱ23的热侧进口，经过中间换热器Ⅱ23冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅱ23的热侧出口通过液管总管Ⅱ11、氟进口支管Ⅰ17回流至吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的其中1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅰ16、气管总管Ⅱ10后再进入中间换热器Ⅱ23中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头F所示；吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的另外1套制冷系统的制冷剂出口通过氟出口支管Ⅱ18进入气管总管Ⅳ14后再进入中间换热器Ⅳ25的热侧进口，经过中间换热器Ⅳ25冷却后的制冷剂由中间换热器Ⅳ25的热侧出口通过液管总管Ⅳ15、氟进口支管Ⅱ19回流至吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3的另外1套制冷系统中，其中的制冷剂再次吸收空气中的热量后蒸发，再通过氟出口支管Ⅱ18、气管总管Ⅳ14后再进入中间换热器Ⅳ25中进行冷却，所组成的系统中的工质流动方向如图中箭头G所示；当为封闭冷通道时，每个室内散热模块中的吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的温度较低的送风吹入封闭通道5内，温度较低的空气由机柜前门吸入后，温度较高的空气由机柜后门排出并回流至吊顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6的顶部侧面回风口处，再由顶热管空调6-1、吊顶热管空调6-2、吊顶热管空调6-3、吊顶热管空调6-4、吊顶热管空调6-5、吊顶热管空调6-6进行冷却，其空气流动方向如图中箭头C所示；供水总管Ⅰ31、供水总管Ⅱ32之间通过蝶阀Ⅲ49连通；回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34之间通过蝶阀Ⅹ65连通；室外冷却单元中风冷模块29和风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27同时工作，风冷冷水机组Ⅲ28不工作时，中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24的冷侧出口的温度较高的冷冻水回水，由中间换热出水支管Ⅰ58回流至回水总管Ⅰ33、回水总管Ⅱ34，再经过每条风冷模块分水支管Ⅰ41汇流至风冷模块进水管Ⅰ42，风冷模块进水管Ⅰ42分别与若干条风冷模块连接水管Ⅰ43连通，若干条风冷模块旁通水管Ⅰ44上的蝶阀Ⅻ71关闭；来自风冷模块进水管Ⅰ42内的冷冻水回水，经过若干条风冷模块连接水管Ⅰ43上的若干台风冷模块29冷却后，汇流至风冷模块出水管Ⅰ45后再通过风冷冷水机组回水支管Ⅰ36、风冷冷水机组回水支管Ⅱ38、风冷冷水机组回水支管Ⅲ40分别经过风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27、风冷冷水机组Ⅲ28后再分别通过风冷冷水机组供水支管Ⅰ35、风冷冷水机组供水支管Ⅱ37、风冷冷水机组供水支管Ⅲ39进入供水总管Ⅰ31、供水总管Ⅱ32，在冷冻水经过供水总管Ⅰ31时，同时通过蓄冷罐旁通进管50分流至蓄冷罐30蓄冷，并通过蓄冷罐旁通出管51将超出供水温度的冷供水再回流至供水总管Ⅰ31的管路中，然后再通过中间换热进水支管Ⅰ56分别将冷供水供给中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24，中间换热器Ⅰ22、中间换热器Ⅲ24中的经过加热后的冷冻水回水，再通过中间换热出水支管Ⅰ58再回流至回水总管Ⅰ33，再继续由若干台风冷模块29和风冷冷水机组Ⅰ26、风冷冷水机组Ⅱ27同时冷却，系统中冷冻水流动方向如图中箭头J方向所示；补水系统74中水流动方向如图中箭头E所示。
图5为风冷模块结构示意图及工质流动示意图。每台所述风冷模块29包括中间换热器Ⅴ81、热管冷凝器82、风机83、控制器84，风冷模块29的进水侧和出水侧与中间换热器Ⅴ81热侧进水口、热侧出水口连通，中间换热器Ⅴ81的冷侧进口、冷侧出口与热管冷凝器82连通且所构成的封闭回路中采用氟利昂类制冷剂，保障风冷模块在寒冷的冬季也能正常运行；中间换热器Ⅴ81热侧进水口、热侧出水口如图中箭头K所示；中间换热器Ⅴ81的冷侧进口、冷侧出口与热管冷凝器82连通且所构成的封闭回路中的工质流动方向如图中箭头L所示；经过热管冷凝器82空气进风侧和出风侧的空气流动方向如图中箭头M所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种节水防冻机房热管空调系统，包括室内空调单元、中间换热单元、室外冷却单元，其特征在于：
--所述室内空调单元，包括若干个室内散热模块，其中，每个所述室内散热模块，均包括一封闭通道，所述封闭通道的至少一侧设置有一列机柜，所述封闭通道的顶部沿其长度方向依次布置有若干台吊顶热管空调，
其中，
每台所述吊顶热管空调均包含独立的制冷系统Ⅰ和制冷系统Ⅱ，所述制冷系统Ⅰ朝向所述封闭通道的一侧，所述制冷系统Ⅱ朝向所述封闭通道的另一侧，每一所述制冷系统Ⅰ均包括一氟进口支管Ⅰ、一氟出口支管Ⅰ，每一所述制冷系统Ⅱ包括一氟进口支管Ⅱ、一氟出口支管Ⅱ，
所述若干台吊顶热管空调的制冷系统Ⅰ分为两组，第一组制冷系统Ⅰ的氟进口支管Ⅰ、氟出口支管Ⅰ分别与气管总管Ⅰ、液管总管Ⅰ连通，第二组制冷系统Ⅰ的氟进口支管Ⅰ、氟出口支管Ⅰ分别与气管总管Ⅱ、液管总管Ⅱ连通；
所述若干台吊顶热管空调的制冷系统Ⅱ分为两组，第一组制冷系统Ⅱ的氟进口支管Ⅱ、氟出口支管Ⅱ分别与气管总管Ⅲ、液管总管Ⅲ连通，第二组制冷系统Ⅱ的氟进口支管Ⅱ、氟出口支管Ⅱ分别与气管总管Ⅳ、液管总管Ⅳ连通；
--所述中间换热单元，包括若干组中间换热模块，每组所述中间换热模块均对应一所述室内散热模块，其中，每组所述中间换热模块均包括中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ、中间换热器Ⅲ、中间换热器Ⅳ，每一中间换热器均包括一冷侧进口、一冷侧出口、一热侧进口、一热侧出口，其中，
所述中间换热器Ⅰ的热侧进口与所述气管总管Ⅰ连通、热侧出口与所述液管总管Ⅰ连通，所述中间换热器Ⅱ的热侧进口与所述气管总管Ⅱ连通、热侧出口与所述液管总管Ⅱ连通，所述中间换热器Ⅲ的热侧进口与所述气管总管Ⅲ连通、热侧出口与所述液管总管Ⅲ连通，所述中间换热器Ⅳ的热侧进口与所述气管总管Ⅳ连通、热侧出口与所述液管总管Ⅳ连通；
--所述室外冷却单元，包括多个并联布置的风冷冷水机组、多个并联布置的风冷模块、供水总管Ⅰ、供水总管Ⅱ、回水总管Ⅰ、回水总管Ⅱ，所述供水总管Ⅰ、供水总管Ⅱ之间以及所述回水总管Ⅰ、回水总管Ⅱ之间均通过蝶阀连通，
其中，
每组所述中间换热模块的四个中间换热器中，其中两个中间换热器的冷侧进口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述供水总管Ⅰ连通、冷侧出口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述回水总管Ⅰ连通，其余两个中间换热器的冷侧进口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述供水总管Ⅱ连通、冷侧出口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述回水总管Ⅱ连通，利用设置在各中间换热器冷侧进口、冷侧出口管路上的蝶阀，可实现对每一中间换热器冷侧的隔离而不影响系统正常运行；
每一所述风冷模块均对应一所述风冷冷水机组，均包括至少一风冷换热器，且每一所述风冷模块的进口均通过一至少带有蝶阀的分支管路与所述回水总管Ⅰ或回水总管Ⅱ连通、出口均通过一至少带有蝶阀的连通管路与一所述风冷冷水机组的进口连通，且每一所述风冷模块的进口与出口之间均设置一带有蝶阀和流量开关的旁通水管，
每一所述风冷冷水机组的进口均通过一至少带有蝶阀的连通管路与一所述风冷模块的出口连通，每一所述风冷冷水机组的出口均通过一至少带有蝶阀的分支管路与所述供水总管Ⅰ或供水总管Ⅱ连通。
2.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，所述室外冷却单元中，每一所述风冷冷水机组的进口管路还设置过滤器，用以实现对进入各所述风冷冷水机组内的回水进行过滤；每一所述风冷冷水机组的进口管路和出口管路上的蝶阀，用以实现各所述风冷冷水机组与系统的接入或切断。
3.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，所述室外冷却单元中，所述供水总管Ⅰ在与各所述风冷冷水机组的出口管路连通的连接点的上游侧和下游侧均安装有蝶阀，用以实现各所述风冷冷水机组的出口管路的择一切断，继而实现各所述风冷冷水机组的择一切断，从而实现至少一所述风冷冷水机组处于使用状态，而其余各所述风冷冷水机组则处于备用状态，保障系统冗余备份需求。
4.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，所述室外冷却单元中，所述供水总管Ⅰ的下游管段上还串接有至少一蓄冷罐，所述蓄冷罐的进口和出口分别通过一至少带有蝶阀的连通管路与所述供水总管Ⅰ连通，且所述蓄冷罐的进口和出口之间还设置一至少带有蝶阀的旁通管路，当需要利用所述蓄冷罐进行蓄冷时，关闭所述旁通管路上的蝶阀、打开所述蓄冷罐的进口和出口管路上的蝶阀，使得所述供水总管Ⅰ中的冷水流入所述蓄冷罐内，反之，当不需要蓄冷时，打开所述旁通管路上的蝶阀、关闭所述蓄冷罐的进口和出口管路上的蝶阀，使得所述供水总管Ⅰ中的冷水不经过所述蓄冷罐而直接通过其旁通管路而继续向下游行进。
5.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，所述中间换热模块中的各中间换热器的热侧与所述室内散热模块中的各吊顶热管空调之间形成的循环回路中，其制冷工质为氟利昂类制冷剂；所述中间换热模块中的各中间换热器的冷侧与所述室外冷却单元之间形成的循环回路中，其制冷工质为冷冻水。
6.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，每一中间换热器的冷侧进口管路上还设置有过滤器，用以实现进入各中间换热器冷侧的冷冻水的过滤。
7.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，每一所述风冷模块中至少设置一水泵，所述水泵用以为系统运行提供驱动力并用以调节水流量，所述水泵的两侧分别设有压力表，用以显示所述水泵进口侧、出口侧的压力值，所述水泵的进口侧设有蝶阀，以实现所述水泵的切断与更换；所述的进口侧设有单向阀，以保障水流依设计方向单向流动。
8.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，每一所述风冷模块的进口管路和出口管路上均安装有蝶阀，每一所述风冷模块均可以通过其前后安装的蝶阀实现与系统切断、隔离、维修、更换；每一所述风冷模块的旁通水管上均安装有蝶阀和流量开关，流量开关可实现水路的开关，蝶阀可实现流量开关的切断与更换。
9.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，所述室外冷却单元还包括定压补水系统，所述定压补水系统包括定压装置、水箱、软化水装置，所述定压补水系统通过补水管路Ⅰ、补水管路Ⅱ分别与所述回水总管Ⅰ、回水总管Ⅱ连通，实现对系统冷冻水的双路补充。
10.根据上述权利要求所述的节水防冻机房热管空调系统，其特征在于，所述室内空调单元中，每一氟进口支管、氟出口支管上均安装有截止阀，当任一所述吊顶热管空调或管路出现单点故障需要检修或更换时，不影响系统的正常运行。
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2019
- 2019-09-02 CN CN201910358505.8A patent/CN110360687B/zh active Active
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