CN110631149B - 高效节能蒸发制冷机房空调装置 - Google Patents

高效节能蒸发制冷机房空调装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效节能蒸发制冷机房空调装置,由蒸发制冷供冷水机组和多处理表面串并联出风机房专用机组组成,蒸发制冷供冷水机组的结构为在机箱的上部设置着具有排风口的排风腔,排风口上设置着排风机,排风腔设置着第二进风口,排风腔下方设置着喷淋装置、填料和水箱;多处理表面串并联出风机房专用机组的结构为机箱内设置着回风室和送风室,回风进口连接着回风室,送风室的送风口处设置着送风机,回风室内设置着第二盘管和第一盘管或直接蒸发制冷装置。本发明结构合理,利用室外的自然冷源和干空气能,最大化的降低冷源和末端的运行能耗,降低整个数据中心机房的运行能耗,提高数据中心机房的空调安全性。

Description

高效节能蒸发制冷机房空调装置
技术领域
本发明属于暖通空调领域的空气处理设备,特别是一种高效节能蒸发制冷机房空调装置。
背景技术
近年来,随着IT 信息产业的发展,越来越多的不同规模的数据中心在全国各地兴建起来。由于机房的发热密度非常高,单位面积机房的发热量已增加到500-2000W/m2,为机房降温的空调系统电耗占到了机房内机柜自身电耗的30%~40%。而为了降低机房的电耗,服务于全国的大型数据机房在北方大批的兴建,其中,一个大型机房的供电功率可达60万kW,相当于一个中等规模的火电发电厂,耗电量接近百万人口城市。据统计,我国数据中心的能耗已经占到全国电力消耗的1%,降低大型数据中心的电耗成为节能的迫切需求。
在干燥和寒冷区域北方地区有非常丰富的“干空气能”和免费的室外冷源,因此在夏季或过渡季节可以利用室外的干空气能制取机房末端所需要的冷水;在冬季或过渡季节可以采用室外免费的冷源(冷空气)制取冷水,当室外的空气比较干净时,可以直接引入到机房内带走机房的热量,也可以先通过直接蒸发冷却降温后送入到数据机房带走机房的热量,因此最大化的利用干空气能和室外免费的冷源是数据中心节能的关键。
干空气能蒸发制冷在数据中心也有过应用,但是由于受到其处理空气装置体积较大,机房受限,安装维护困难;另外数据中心对空调系统的安全运行有非常高的要求;干空能蒸发制冷由于受外界空气环境影响较大,制取冷风或冷水时温度不能完全控制,在有些时间段不能满足机房送风要求,而数据机房的安全运行时数据中心的第一考虑因素;因此基于以上两点的考虑,通常的干空气能蒸发制冷不能满足数据中心的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效节能蒸发制冷机房空调装置,其结构合理,可以利用室外的自然冷源和干空气能,最大化的降低冷源和末端的运行能耗,可以降低整个数据中心机房的运行能耗,提高数据中心机房的空调安全性。
本发明的目的是这样实现的:一种高效节能蒸发制冷机房空调装置, 由蒸发制冷供冷水机组和多处理表面串并联出风机房专用机组组成,蒸发制冷供冷水机组的结构为在机箱的上部设置着具有排风口的排风腔,在排风口上设置着排风机,在排风腔的侧壁上设置着具有启闭装置的第二进风口,在排风腔的下方依次设置着喷淋装置、填料和水箱,在填料和水箱之间的机箱侧壁上设置着进风端口,在机箱侧壁设置着连接第二进风口和进风端口的风箱,在风箱的下侧设置着具有启闭装置的第三进风口和第一进风口,在第一进风口处设置着第一表冷器;多处理表面串并联出风机房专用机组的结构为具有回风进口和送风口的机箱内设置着回风室和送风室,回风进口连接着回风室,在送风室的送风口处设置着送风机,在回风室内沿进风方向依次设置着第二盘管和第一盘管或直接蒸发制冷装置,第一盘管或直接蒸发制冷装置的出风侧与送风室连通,在第二盘管和第一盘管或直接蒸发制冷装置之间的回风室壁上设置着与送风室连通的调节装置,在第二盘管的进风侧设置着空气过滤器或者在送风室内设置着横隔送风室的空气过滤器,水箱的出口管通过第一循环泵连接着第一板式换热器一次侧进口,其一次侧出口管连接着喷淋装置,第一表冷器出口管通过第二循环泵连接着第一板式换热器二次侧进口,其二次侧出口管连接着第一盘管的进口,其出口管连接着第二盘管的进口,其出口管连接着第一表冷器的进口。
本发明从机组结构设计,克服了机组占地大的问题,通过冷源的蒸发制冷供冷水机组和末端的多处理表面串并联出风机房专用机组运行模式的切换,充分利用室外的自然冷源和干空气能,最大化的降低了冷源和末端的运行能耗,并且在该系统中,蒸发制冷供冷水机组与多处理表面串并联出风机房专用机组都是模块化的设计,在前期安装时,可以根据服务器的数量,安装设备的台数,节省前期一次性的投资,另外在运行过程中,可以根据服务器的运行数量,调节蒸发制冷供冷水机组和多处理表面串并联机房专用机组的运行数量,最大化的降低运行能耗,并且通过间接蒸发冷水机组模块数量的开启控制整个空调系统的运行,该方式更加的简单和可靠;另外水系统中设置大水池,当循环水泵出现故障时,可以保证蒸发制冷供冷水机组中的水全部回到集水池中,防止蒸发制冷供冷水机组在冬天使用时,水泵或水系统出现故障时,机组冻坏。
优点:
1、采用干空气能作为冷源的驱动能源,相对传统电制冷机组,更加的节能;
2、通过设置冷源和末端不同的运行模式,充分利用干空气能和室外免费冷源,降低整个数据中心机房的运行能耗;
3、机组模块化的设计,可以灵活的安装设备,根据服务器的数量确定蒸发制冷供冷水机组和多处理表面串并联机房专用机组的安装数量,可以最大化的节省前期没必要的投资;
4、根据数据机房服务器的运行数量,决定蒸发制冷供冷水机组和多处理表面串并联机房专用机组的运行数量,可以达到空调系统的运行节能,并且该种方式可靠简单;
5、通过设置集中水池调节机组运行最大化的适应数据中心机房的空调安全性。
本发明结构合理,利用室外的自然冷源和干空气能,最大化的降低冷源和末端的运行能耗,降低了整个数据中心机房的运行能耗,提高了数据中心机房的空调安全性。
附图说明
下面将结合附图对本发明做进一步的描述,图1为本发明实施例1结构示意图,图2为本发明实施例2结构示意图,图3为本发明实施例3结构示意图,图4为本发明实施例4结构示意图,图5为本发明实施例5结构示意图,图6为本发明实施例6结构示意图,图7为本发明实施例7结构示意图,图8为本发明实施例8结构示意图,图9为本发明实施例9结构示意图,图10为本发明实施例10结构示意图,图11为本发明实施例11结构示意图,图12为本发明实施例12结构示意图,图13为本发明实施例13结构示意图,图14为本发明实施例14结构示意图,图15为本发明实施例15结构示意图,图16为本发明实施例16结构示意图,图17为本发明实施例17结构示意图,图18为本发明实施例18结构示意图,图19为本发明实施例19结构示意图,图20为本发明实施例20结构示意图,图21为本发明实施例21结构示意图。
具体实施方式
一种高效节能蒸发制冷机房空调装置,如图1、图2所示,由蒸发制冷供冷水机组和多处理表面串并联出风机房专用机组组成,蒸发制冷供冷水机组的结构为在机箱的上部设置着具有排风口的排风腔,在排风口上设置着排风机1,在排风腔的侧壁上设置着具有启闭装置的第二进风口2,在排风腔的下方依次设置着喷淋装置3、填料4和水箱5,在填料4和水箱5之间的机箱侧壁上设置着进风端口,在机箱侧壁设置着连接第二进风口2和进风端口的风箱,在风箱的下侧设置着具有启闭装置的第三进风口8和第一进风口6,在第一进风口6处设置着第一表冷器7;多处理表面串并联出风机房专用机组的结构为具有回风进口9和送风口10的机箱内设置着回风室和送风室,回风进口9连接着回风室,在送风室的送风口10处设置着送风机11,在回风室内沿进风方向依次设置着第二盘管12和第一盘管13或直接蒸发制冷装置21,第一盘管13或直接蒸发制冷装置21的出风侧与送风室连通,在第二盘管12和第一盘管13或直接蒸发制冷装置21之间的回风室壁上设置着与送风室连通的调节装置14,在第二盘管12的进风侧设置着空气过滤器15或者在送风室内设置着横隔送风室的空气过滤器15,水箱5的出口管通过第一循环泵16连接着第一板式换热器17一次侧进口,其一次侧出口管连接着喷淋装置3,第一表冷器7出口管通过第二循环泵18连接着第一板式换热器17二次侧进口,其二次侧出口管连接着第一盘管13的进口,其出口管连接着第二盘管12的进口,其出口管连接着第一表冷器7的进口。蒸发制冷供冷水机组包括表冷器、直接蒸发制冷装置21、排风机1及水箱5,多处理表面串并联出风机房专用机组包括空气过滤器15、第一盘管13、第二盘管12和送风机11及回风进口9和检修门,蒸发制冷供冷水机组制取冷水,冷水进入第一板式换热器17一次侧换热,第一板式换热器17一次侧的回水回到填料4喷淋降温,第一板式换热器17二次侧的冷水出水先供给第一盘管13,第一盘管13的出水进一步进入第二盘管12,冷却回风,第二盘管12的出水进入第一表冷器7预冷新风,第一表冷器7的出水回到第一板式换热器17二次侧循环降温,多处理表面串并联出风机房专用机组通过设置调节装置14,实现不同的运行模式,降低了送风机11的能耗,尽最大化的节能,蒸发制冷供冷水机组的第二进风口2和第三进风口8上设置风口启闭装置,实现不同的运行模式,降低了排风机1的能耗,尽最大化的节能。第一种运行模式:第二、第三进风口2、8的风口启闭装置关闭,室外空气通过第一进风口6进入第一表冷器7,空气经过等湿冷却之后,进入填料4制取冷水,温湿度升高的空气通过排风机1排出,实现了冷水机组运行;第二种运行模式:当第二盘管12的出水温度较高,在第一表冷器7中已经不能对室外新风进行有效预冷时,第二进风口2的风口启闭装置关闭,第三进风口8的风口启闭装置开启,室外空气大部分通过第三进风口8直接进入填料4制取冷水,实现了冷却塔运行模式,降低了排风机1的运行能耗;在以上两种运行模式下,第一板式换热器17二次侧的冷水先进入第一盘管13处理低温空气,第一盘管13的出水进入第二盘管12处理高温空气,回风温度降低之后通过送风机11送出,第一盘管13和第二盘管12的水流程相串联,实现了冷水大温差运行,冷水的冷量充分释放;第三种运行模式:第三进风口8的风口启闭装置关闭,第二进风口2的风口启闭装置开启,室外空气通过第一进风口6进入第一表冷器7,空气通过第二进风口2由排风机1排出,填料4的喷淋水关闭,第二盘管12的出水通过第一表冷器7被室外低温空气冷却降温,实现了干式冷却,根据需要,当蒸发制冷供冷水机组的出水温度比较低,回风仅通过第二盘管12冷却就可以达到空调送风温度时,开启调节装置14,空气仅通过第二盘管12冷却,降低了送风机11的功耗,仅在部分时间段,当蒸发制冷供冷水机组的出水温度较高时,关闭调节装置14,空气经过第二盘管12和第一盘管13逐级冷却,达到送风要求,同时在部分时间段,通过调节装置14调节进入第一盘管13的风量,来达到送风要求。多处理表面串并联出风机房专用机组的第一盘管13和第二盘管12上下设置,在第一盘管13的出风侧设置有空气过滤器15,在第一盘管13和第二盘管12之间设置有调节装置,这种机组结构更能适应机房的布置,适用范围更加广泛。
如图3所示,在进风端口上设置着具有启闭装置的第四进风口19。在填料4进风口设置第四进风口19,第四进风口19上设置风口启闭装置,设置第四进风口19的目的是在冬季运行时,开启第二进风口2的风口启闭装置,关闭第四进风口19的风口启闭装置,避免了小部分空气可能进入填料4,因水箱5内的水不能完全排空而造成结冰的安全隐患。
如图4所示,与多处理表面串并联出风机房专用机组送风口10相对应的送风室另一侧的机箱壁上设置着具有启闭装置的新风进口20,在新风进口20处的送风室内依次设置着直接蒸发制冷装置21和新风过滤器22。在多处理表面串并联出风机房专用机组增加新风进口20,在部分时间段,新风空气质量较高,关闭回风进口9和调节装置14,新风可以经过直接蒸发制冷降温之后送入室内,利用新风直接蒸发制冷降温,可以关闭蒸发制冷供冷水机组及循环水系统,降低了运行能耗。
如图5所示,在进风端口与第一表冷器7下端之间的风箱内设置着横隔风箱的第二表冷器23,在水箱5出口连接第一循环泵16的管道上设置着旁路,旁路通过第三循环泵24连接着第二表冷器23的进口,其出口连接着喷淋装置3。在第一表冷器7的出风侧设置有倾斜的第二表冷器23,水箱5的一部分冷水通过第一循环泵16进入第二表冷器23,对空气进行第二步预冷,作为间接蒸发冷水机组运行时,第二、第三进风口2、8上的风口启闭装置关闭,空气通过第二表冷器23和第一表冷器7的两级冷却,蒸发制冷供冷水机组的出水温度更低,当第二盘管12的出水温度较高,在第一表冷器7中已经不能对室外新风进行有效预冷时,第二进风口2的风口启闭装置关闭,第三进风口8的风口启闭装置开启,室外空气大部分通过第三进风口8进入第二表冷器23预冷,进一步进入填料4制取冷水,降低出水温度的同时,降低了排风机1的运行能耗。
如图6所示,在进风端口上设置着具有启闭装置的第四进风口19。在倾斜的第二表冷器23的出风侧与填料4的进风侧之间设置有第四进风口19,第四进风口19上设置有风口启闭装置,设置第四进风口19的目的是在冬季运行时,开启第二进风口2的风口启闭装置,关闭第四进风口19的风口启闭装置,避免了小部分空气可能进入填料4,因水箱5内的水不能完全排空而造成结冰的安全隐患。
如图7所示,在进风端口与第二表冷器23之间的风箱底面上设置着具有启闭装置的第五进风口25。设置第五进风口25,第五进风口25上设置有风口启闭装置,在部分时间段内,室外空气通过第五进风口25进入填料4制取冷水,空气不经过第一表冷器7和第二表冷器23,降低了排风机1的运行能耗。
如图8所示,在进风端口上设置着具有启闭装置的第四进风口19。同时设置第二、第三、第四、第五进风口2、8、19、25,实现了蒸发制冷供冷水机组的全年不同运行模式,蒸发制冷供冷水机组最大化的节能运行。运行模式一:第二、第三、第五进风口2、8、25的风口启闭装置关闭,第四进风口19的风口启闭装置开启,室外空气通过第一表冷器7和第二表冷器23两级预冷,进一步进入填料4制取冷水;运行模式二:第二、第五进风口2、25的风口启闭装置关闭,第三进风口8的风口启闭装置开启,室外大部分空气通过第二表冷器23预冷,进一步进入填料4制取冷水;运行模式三:第二、第三进风口2、8的风口启闭装置关闭,第四、第五进风口19、25的风口启闭装置开启,室外空气直接进入填料4制取冷水,以上三种运行模式下,蒸发制冷供冷水机组均湿式运行制取冷水,需要消耗水量来制取冷水;运行模式四:第三、第四、第五进风口8、19、25的风口启闭装置关闭,第二进风口2的风口启闭装置开启,室外低温空气通过第一表冷器7冷却冷水,填料4的喷淋水系统关闭,实现了蒸发制冷供冷水机组干式冷却。
如图9所示,第一表冷器7的出口管通过第四循环泵29连接着第二板式换热器30一次侧进口,其出口管连接着第一表冷器7的进口,第二板式换热器30二次侧的出口管通过第二循环泵18连接着第一板式换热器17二次侧进口,其二次侧出口管连接着第一盘管13的进口。增加第二板式换热器30及第四循环泵29,第一板式换热器17二次侧的出水依次串联进入第一盘管13和第二盘管12,第二盘管12的出水连接着第二板式换热器30的二次侧进口,第二板式换热器30的二次侧出口连接第一板式换热器17的二次侧进口,第二板式换热器30一次侧连接着第一表冷器7的进出水口,设置第二板式换热器30的目的是,在冬季运行时,喷淋水系统关闭,利用室外低温空气通过第一表冷器7来冷却载冷介质,为了防冻,在第二板式换热器30一次侧与第一表冷器7之间循环防冻液,而第二板式换热器30二次侧与第一板式换热器17二次侧及第一盘管13和第二盘管12之间循环的载冷介质为冷水,在确保机组防冻安全的同时,以水作为载冷介质,提高了第一盘管13和第二盘管12的换热效率。
如图10所示,在蒸发制冷供冷水机组风箱内的上部设置着第一板式换热器17。第一板式换热器17设置在蒸发制冷供冷水机组机壳内部,机组模块化设计,节省了水箱5与第一板式换热器17一次侧的之间的连接管路,第一板式换热器17的一次侧和二次侧的管路连接实现逆流换热,换热效率高,水箱5的冷水一部分进入第二表冷器23预冷空气,另一部分进入第一板式换热器17一次侧,第一板式换热器17的一次侧出水和第二表冷器23的出水均回到填料4喷淋降温,第一板式换热器17二次侧的出水串联进入第一盘管13和第二盘管12制冷,第二盘管12的出水进一步进入第一表冷器7预冷空气,第一表冷器7出水回到第一板式换热器17二次侧循环降温,机组设置有第一板式换热器17的检修门,方便第一板式换热器17的安装及维护检修。
如图11所示,水箱5出口管连接着水池26,水池26的出口管通过第一循环泵16连接着第一板式换热器17一次侧进口,其出口管连接着喷淋装置3,水箱5通过第三循环泵24的出口管连接着第二表冷器23的进口,其出口管连接着喷淋装置3。设置水池26,室外的蒸发制冷供冷水机组模块化设计,蒸发制冷供冷水机组制取的冷水通过供水管路汇集到大水池26中,大水池26中的冷水通过第一循环泵16及输送管路送到第一板式换热器17一次侧;前期可以根据多处理表面串并联出风机房专用机组的设置数量,配置相应数量的蒸发制冷供冷水机组模块,可以节省一次性投资;在后期运行过程中,也可以根据机房专用机组开启的台数,对应的开启蒸发制冷供冷水机组模块。该种设计的好处是,可以根据数据中心的上机数量,配置蒸发制冷供冷水机组模块,降低前期没必要的投资,在后期运行过程中,可以通过开启蒸发制冷供冷水机组的数量控制运行水量,因此控制水量的方法简单、可靠,在保证整个系统安全运行的前提下,最大化的节能运行;另外该系统设置有集中水池26,当系统出现故障时,冷水机组中的冷水可以通过供水管路全部回到大水池中,可以保证当室外温度较低,使用冷水机组出现故障或系统出现故障时,蒸发制冷供冷水机组中的水可以全部流到大水池中,防止冷水机组冻坏。
如图12所示,水池26的形状为竖直设置的长方体或者圆柱体。水池26的高度较高,降低了蒸发制冷供冷水机组的水箱5与水池26液面之间的高度差,减少了第一循环泵16的能耗。
如图13所示,蒸发制冷供冷水机组为不少于两个的蒸发制冷供冷水机组群27,每个蒸发制冷供冷水机组群27中包含不少于两台蒸发制冷供冷水机组,每个蒸发制冷供冷水机组群27对应各自的第一板式换热器17,全部水循环系统的冷水汇集到水池26中,再分别进入各自对应的第一板式换热器17一次侧中,相对应的第一板式换热器17二次侧水循环系统分别连接着相对应的蒸发制冷供冷水机组群27和相对应的多处理表面串并联出风机房专用机组群28,当系统投入运行时,根据机房投入的机柜数量开启不同数量的蒸发制冷供冷水机组群27。将蒸发制冷供冷水机组分为不少于两个的蒸发制冷供冷水机组群27,每个蒸发制冷供冷水机组群27中包含不少于两台的蒸发制冷供冷水机组,每个蒸发制冷供冷水机组群27对应各自的第一板式换热器17及一次水循环系统,全部的蒸发制冷供冷水机组群27的冷水汇集到水池26中,再分别进入各自对应的第一板式换热器17中,满足数据中心分期投入的要求,当系统投入运行时,可根据机房投入的机柜数量开启不同数量的蒸发制冷供冷水机组群27,例如:第一蒸发制冷供冷水机组群27的冷量占比是总冷量的10%,第二蒸发制冷供冷水机组群27的冷量占比是总冷量的30%,第三蒸发制冷供冷水机组群27的冷量占比是总冷量的60%,当机房投入的机柜数量占设计数量的10%时,开启第一蒸发制冷供冷水机组群27的冷水机制冷,当机房投入的机柜数量占设计数量的40%时,开启第一蒸发制冷供冷水机组群27和第二蒸发制冷供冷水机组群27的冷水机制冷,当投入的机柜数量为设计数量时,就需要开启全部的蒸发制冷供冷水机组群27,全部的蒸发制冷供冷水机组群27的冷量之和为100%的总冷量,在后期运行过程中,可以通过开启蒸发制冷供冷水机组群27的数量控制运行水量,因此控制水量的方法简单、可靠,在保证整个系统安全运行的前提下,最大化的节能运行。
如图14所示,在多处理表面串并联出风机房专用机组回风室的回风进口9上设置着启闭装置,在与回风进口9相对应的另一侧回风室室壁上设置着具有启闭装置的新风进口20,在回风室内倾斜设置着与新风进口20相对应的第二盘管12,在第二盘管12与直接蒸发制冷装置21之间的回风室底面上设置着具有启闭装置的调节装置14,调节装置14与送风室连通,在第二盘管12的进风侧设置着空气过滤器15。空气过滤器15设置在第二盘管12的进风侧,减少了回风过滤器的设置,降低了过滤器成本,减少了过滤器的维护检修。
如图15所示,在多处理表面串并联出风机房专用机组回风进口9上设置着启闭装置,在与回风进口9相对应的另一侧回风室壁上设置着具有启闭装置的新风进口20,在回风室内倾斜设置着与新风进口20相对应的第二盘管12,在第二盘管12与直接蒸发制冷装置21之间的回风室底面上设置着具有启闭装置的调节装置14,调节装置14与送风室连通,在调节装置14与送风机11之间的送风室内设置着横隔送风室的空气过滤器15,在直接蒸发制冷装置21的出风侧设置着新风过滤器22。其中多处理表面串并联出风机房专用机组,包括回风进口9和新风进口20、第二盘管12和直接蒸发制冷装置21、调节装置14、新风过滤器22和空气过滤器15及送风机11,回风工况时,回风进口9开启,调节装置14开启,新风进口20关闭,回风经过第二盘管12降温,再通过调节装置14,大部分的回风通过空气过滤器15处理之后由送风机11送出,新风工况时,新风进口20开启,回风进口9和调节装置14关闭,新风经过第二盘管12降温,再经过直接蒸发制冷装置21加湿降温,后经过新风过滤器22处理之后由送风机11送出,根据需要,可以通过调节装置14来调节新风量和回风量,来实现机房专用机组回风和新风同时运行。
在第一板式换热器17二次侧与第一表冷器7之间的循环管路上设置有膨胀定压装置。因第一板式换热器17二次侧与第一表冷器7之间的载冷介质(如防冻液)闭式运行,设置膨胀定压装置确保系统的安全运行。
如图16所示,第一板式换热器17一次侧出口管连接着机械制冷机组31冷却水进口,其出口管连接着喷淋装置3,第一板式换热器17二次侧出口管连接着第二盘管12的进口,其出口管连接着第一表冷器7的进口,第一盘管13的出口管通过第五循环泵32连接着机械制冷机组31冷冻水出口,其冷冻水出口管连接着第一盘管13的进口。间接蒸发冷水机组制取的的高温冷水通过第二盘管12,机械制冷机组31制取的低温冷水通过第一盘管13,在大部分时间段内,调节阀开启,空气通过高温盘管,被高温冷水冷却之后通过切换口,由送风机送出,在部分时间段内,蒸发制冷供冷水装置的出水温度比较高,仅第二盘管12不能满足送风要求时,开启机械制冷机组31,调节调节装置,第二盘管12冷却的回风部分或全部通过第一盘管13进一步冷却,通过送风机送到室内,制冷的冷却水为第一板式换热器17一次侧的回水,通过机械制冷冷凝器的冷水最后回到间接蒸发冷水机组。通过机械制冷机组及第一盘管13,进行补充制冷,确保空调安全性,最大化的利用蒸发制冷,最大化的节能。第一盘管13和第二盘管12也可分为连个盘管,两个盘管直接通过水管路连接,两个盘管之间设置调节装置,调节装置与送风室连通。
如图17所示,在多处理表面串联出风机房专用机组的第一盘管13的出风侧设置着第三盘管33,第一板式换热器17二次侧出口管连接着第一盘管13的进口,其出口管连接着第二盘管12的进口,第二盘管12的出口管连接着第一表冷器7的进口,机械制冷机组31冷冻水出口管通过第五循环泵32连接着第三盘管33的进口,其出口管连接着机械制冷机组31冷冻水进口。在多处理表面串并联出风机房专用机组内增加了第三盘管33,其中第三盘管33的进出水口与传统机械制冷机组冷冻水进出水口通过水泵连通。再冷盘管可以和低温盘管紧贴在一起放置,也可以和低温盘管分开放置,并且在再冷盘管和低温盘管下端增加切换口。或者第三盘管33和第一盘管13之间设置工作间隙,并在第三盘管33和第一盘管13之间的回风室壁上设置与送风室连通的调节装置。
如图18所示,第一板式换热器17二次侧出口管连接着机械制冷机组31冷冻水进口,其冷冻水出口管连接着第一盘管13的进口,其出口管连接着第二盘管12的进口,第二盘管12的出口管连接着第一表冷器7的进口。第一板式换热器17一次侧的出水作为冷却水进入机械制冷机组31的冷凝器,其冷却水的出水回到间接蒸发冷水机组循环降温,第一板式换热器17二次侧的出水口与机械制冷机组31的冷冻水进水口相连通,机械制冷机组31的冷冻水出水口与多处理表面串并联出风机房专用机组的第一盘管13进口相连通,第一盘管13的出口与第二盘管12的进口连通,第二盘管12的出口与第一表冷器7的进口相连通,第一表冷器7的出口与第一板式换热器17的二次侧进口相连通。
如图19所示,第一板式换热器17二次侧出口管连接着第二盘管12的进口,其出口管连接着冷凝器34冷却水进口,冷凝器34冷却水出口连接着第一表冷器7,压缩机35冷媒管出口连接冷凝器34冷媒进口,冷凝器34冷媒出口通过节流装置36连接着第一盘管13的进口,其出口连接压缩机35冷媒进口。间接蒸发冷水机组制取的的高温冷水通过第二盘管12,第一盘管13为蒸发器,在机组内有压缩机35、节流装置36、冷凝器34;通过第二盘管12的防冻液在进入冷凝器34,带走热量;制冷剂在蒸发器内吸热,冷却回风;当第二盘管12冷却的冷风温度能满足要求时,第一盘管13关闭不运行,调节装置36开启,当第二盘管12冷却的冷风温度不能满足要求时,第一盘管13开始工作,相应的压缩制冷系统开启,调节调节装置36,使得通过第二盘管12的部分空气或全部空气通过第一盘管13进行再冷。通过第二盘管12的防冻液进入到机械制冷的冷凝器34,带走冷凝器34的热量,最后回到第一板式换热器17二次侧,与一次侧的冷水进行换热。
如图20所示,第一板式换热器17二次侧出口管连接着第二盘管12的进口,其出口管连接着第一表冷器7的进口,风冷冷水机组37的出口管通过第五循环泵32连接着第一盘管13的进口,其出口管连接着风冷冷水机组37的进口。间接蒸发冷水机组制取的的高温冷水通过第二盘管12,第二盘管12的冷水由风冷冷水机组37提供;在大部分时间段内,调节阀开启,空气通过高温盘管,被高温冷水冷却之后通过切换口,由送风机送出,在部分时间段内,蒸发制冷供冷水装置的出水温度比较高,仅第二盘管12不能满足送风要求时,开启机械制冷机组,调节调节装置,第二盘管12冷却的回风部分或全部通过第一盘管13进一步冷却。
如图21所示,第一板式换热器17二次侧出口管连接着第二盘管12的进口,其出口管连接着第一表冷器7的进口,风冷直膨机组38的出口管连接着第一盘管13的进口,其出口管连接着风冷直膨机组38的进口。间接蒸发冷水机组制取的的高温冷水通过第二盘管12,第二盘管12的制冷冷媒由风冷直膨机组38提供;在大部分时间段内,调节阀开启,空气通过高温盘管,被高温冷水冷却之后通过切换口,由送风机送出,在部分时间段内,蒸发制冷供冷水装置的出水温度比较高,仅第二盘管12不能满足送风要求时,开启风冷直膨机组,调节调节装置,第二盘管12冷却的回风部分或全部通过第一盘管13进一步冷却。

Claims (21)

1.一种高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:由蒸发制冷供冷水机组和多处理表面串并联出风机房专用机组组成,蒸发制冷供冷水机组的结构为在机箱的上部设置着具有排风口的排风腔,在排风口上设置着排风机(1),在排风腔的侧壁上设置着具有启闭装置的第二进风口(2),在排风腔的下方自上而下依次设置着喷淋装置(3)、填料(4)和水箱(5),在填料(4)和水箱(5)之间的机箱侧壁上设置着进风端口,在机箱侧壁设置着连接第二进风口(2)和进风端口的风箱,在风箱的下侧设置着具有启闭装置的第三进风口(8)和第一进风口(6),在第一进风口(6)处设置着第一表冷器(7);多处理表面串并联出风机房专用机组的结构为具有回风进口(9)和送风口(10)的机箱内设置着回风室和送风室,回风进口(9)连接着回风室,在送风室的送风口(10)处设置着送风机(11),在回风室内沿进风方向依次设置着第二盘管(12)和第一盘管(13)或直接蒸发制冷装置(21),第一盘管(13)或直接蒸发制冷装置(21)的出风侧与送风室连通,在第二盘管(12)和第一盘管(13)或直接蒸发制冷装置(21)之间的回风室壁上设置着与送风室连通的调节装置(14),在第二盘管(12)的进风侧设置着空气过滤器(15)或者在送风室内设置着横隔送风室的空气过滤器(15),水箱(5)的出口管通过第一循环泵(16)连接着第一板式换热器(17)一次侧进口,其一次侧出口管连接着喷淋装置(3),第一表冷器(7)出口管通过第二循环泵(18)连接着第一板式换热器(17)二次侧进口,其二次侧出口管连接着第一盘管(13)的进口,第一盘管(13)的出口管连接着第二盘管(12)的进口,第二盘管(12)的出口管连接着第一表冷器(7)的进口。
2.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在进风端口上设置着具有启闭装置的第四进风口(19)。
3.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:与多处理表面串并联出风机房专用机组送风口(10)相对应的送风室另一侧的机箱壁上设置着具有启闭装置的新风进口(20),在新风进口(20)处的送风室内依次设置着直接蒸发制冷装置(21)和新风过滤器(22)。
4.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在进风端口与第一表冷器(7)下端之间的风箱内设置着横隔风箱的第二表冷器(23),在水箱(5)出口连接第一循环泵(16)的管道上设置着旁路,旁路通过第三循环泵(24)连接着第二表冷器(23)的进口,其出口连接着喷淋装置(3)。
5.根据权利要求4所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在进风端口上设置着具有启闭装置的第四进风口(19)。
6.根据权利要求4所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在进风端口与第二表冷器(23)之间的风箱底面上设置着具有启闭装置的第五进风口(25)。
7.根据权利要求6所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在进风端口上设置着具有启闭装置的第四进风口(19)。
8.根据权利要求7所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:第一表冷器(7)的出口管通过第四循环泵(29)连接着第二板式换热器(30)一次侧进口,其出口管连接着第一表冷器(7)的进口,第二板式换热器(30)二次侧的出口管通过第二循环泵(18)连接着第一板式换热器(17)二次侧进口,其二次侧出口管连接着第一盘管(13)的进口。
9.根据权利要求7所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在蒸发制冷供冷水机组风箱内的上部设置着第一板式换热器(17)。
10.根据权利要求7所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:水箱(5)出口管连接着水池(26),水池(26)的出口管通过第一循环泵(16)连接着第一板式换热器(17)一次侧进口,其出口管连接着喷淋装置(3),水箱(5)通过第三循环泵(24)的出口管连接着第二表冷器(23)的进口,其出口管连接着喷淋装置(3)。
11.根据权利要求10所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:水池(26)的形状为竖直设置的长方体或者圆柱体。
12.根据权利要求10所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:蒸发制冷供冷水机组为不少于两个的蒸发制冷供冷水机组群(27),每个蒸发制冷供冷水机组群(27)中包含不少于两台蒸发制冷供冷水机组,每个蒸发制冷供冷水机组群(27)对应各自的第一板式换热器(17),全部水循环系统的冷水汇集到水池(26)中,再分别进入各自对应的第一板式换热器(17)一次侧中,相对应的第一板式换热器(17)二次侧水循环系统分别连接着相对应的蒸发制冷供冷水机组群(27)和相对应的多处理表面串并联出风机房专用机组群(28),当系统投入运行时,根据机房投入的机柜数量开启不同数量的蒸发制冷供冷水机组群(27)。
13.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在多处理表面串并联出风机房专用机组回风室的回风进口(9)上设置着启闭装置,在与回风进口(9)相对应的另一侧回风室室壁上设置着具有启闭装置的新风进口(20),在回风室内倾斜设置着与新风进口(20)相对应的第二盘管(12),在第二盘管(12)与直接蒸发制冷装置(21)之间的回风室底面上设置着具有启闭装置的调节装置(14),调节装置(14)与送风室连通,在第二盘管(12)的进风侧设置着空气过滤器(15)。
14.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在多处理表面串并联出风机房专用机组回风进口(9)上设置着启闭装置,在与回风进口(9)相对应的另一侧回风室壁上设置着具有启闭装置的新风进口(20),在回风室内倾斜设置着与新风进口(20)相对应的第二盘管(12),在第二盘管(12)与直接蒸发制冷装置(21)之间的回风室底面上设置着具有启闭装置的调节装置(14),调节装置(14)与送风室连通,在调节装置(14)与送风机(11)之间的送风室内设置着横隔送风室的空气过滤器(15),在直接蒸发制冷装置(21)的出风侧设置着新风过滤器(22)。
15.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在第一板式换热器(17)二次侧与第一表冷器(7)之间的循环管路上设置有膨胀定压装置。
16.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:第一板式换热器(17)一次侧出口管连接着机械制冷机组(31)冷却水进口,其出口管连接着喷淋装置(3),第一板式换热器(17)二次侧出口管连接着第二盘管(12)的进口,其出口管连接着第一表冷器(7)的进口,第一盘管(13)的出口管通过第五循环泵(32)连接着机械制冷机组(31)冷冻水出口,其冷冻水出口管连接着第一盘管(13)的进口。
17.根据权利要求16所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:在多处理表面串联出风机房专用机组的第一盘管(13)的出风侧设置着第三盘管(33),第一板式换热器(17)二次侧出口管连接着第一盘管(13)的进口,其出口管连接着第二盘管(12)的进口,第二盘管(12)的出口管连接着第一表冷器(7)的进口,机械制冷机组(31)冷冻水出口管通过第五循环泵(32)连接着第三盘管(33)的进口,其出口管连接着机械制冷机组(31)冷冻水进口。
18.根据权利要求16所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:第一板式换热器(17)二次侧出口管连接着机械制冷机组(31)冷冻水进口,其冷冻水出口管连接着第一盘管(13)的进口,其出口管连接着第二盘管(12)的进口,第二盘管(12)的出口管连接着第一表冷器(7)的进口。
19.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:第一板式换热器(17)二次侧出口管连接着第二盘管(12)的进口,其出口管连接着冷凝器(34)冷却水进口,冷凝器(34)冷却水出口连接着第一表冷器(7),压缩机(35)冷媒管出口连接冷凝器(34)冷媒进口,冷凝器(34)冷媒出口通过节流装置(36)连接着第一盘管(13)的进口,其出口连接压缩机(35)冷媒进口。
20.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:第一板式换热器(17)二次侧出口管连接着第二盘管(12)的进口,其出口管连接着第一表冷器(7)的进口,风冷冷水机组(37)的出口管通过第五循环泵(32)连接着第一盘管(13)的进口,其出口管连接着风冷冷水机组(37)的进口。
21.根据权利要求1所述的高效节能蒸发制冷机房空调装置,其特征是:第一板式换热器(17)二次侧出口管连接着第二盘管(12)的进口,其出口管连接着第一表冷器(7)的进口,风冷直膨机组(38)的出口管连接着第一盘管(13)的进口,其出口管连接着风冷直膨机组(38)的进口。
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