CN111031753A - 新风机组以及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷与空调领域，特别涉及新风机组以及空调系统。新风机组包括除湿单元、直接蒸发单元、溶液冷却单元、溶液浓缩单元；除湿单元通过溶液对第一室外新风进行除湿，除湿后的第一室外新风进入直接蒸发单元，吸收水分后的溶液进入溶液浓缩单元；直接蒸发单元对除湿后的第一室外新风进行加湿降温，加湿降温后的第一室外新风从直接蒸发单元排出以进行送风；溶液浓缩单元通过室内回风对吸收水分后的溶液进行加热以除去水分，除去水分后的溶液进入除湿单元；溶液冷却单元通过第二室外新风对除湿单元中的溶液进行冷却。本发明可以对室外空气进行温度和湿度的调节处理，提高了制冷效果和对室外新风的利用时长，扩大了新风机组的应用范围。

Description

新风机组以及空调系统

技术领域

本发明涉及制冷与空调领域，特别涉及新风机组以及空调系统。

背景技术

数据中心的IT设备产生大量热量，因此，数据中心的制冷系统十分关键。数据中心常见的制冷系统类型有风冷直膨式精密空调、冷冻水系统、间接蒸发冷却系统、新风直接冷却系统等。其中，新风直接冷却系统将室外低温空气经过过滤、加湿后直接引入数据机房，没有中间换热环节和能量损失，是对自然冷源利用率最高的系统形式。

新风直接冷却系统的基本原理是把室外空气作为数据中心的冷却介质，经过过滤、加湿和补充制冷后引入数据机房，消除IT机柜产生的热量。当室外空气温度较低时，新风直接冷却系统可以部分或全部取代常规机械制冷系统，从而降低系统的能源消耗。当室外空气的温度或者湿度高于设定值时，新风直接冷却系统就无法工作。

常规的新风直接冷却系统中没有除湿环节，限制了其在湿润地区的适用性。湿润地区通常空气湿度较高，室外空气即使温度较低，也会因为湿度过大而无法被引入数据机房进行利用。因此，在湿润地区，新风直接冷却系统的运行时间短，无法充分利用室外自然冷源。

发明内容

本发明的目的在于提供新风机组以及空调系统，可以对室外空气进行温度和湿度的调节处理，然后送入数据中心带走热量，提高了制冷效果和对室外新风的利用时长，扩大了新风机组的应用范围。

本发明公开了一种新风机组，包括除湿单元、直接蒸发单元、溶液冷却单元、溶液浓缩单元；

所述除湿单元通过溶液对第一室外新风进行除湿，除湿后的所述第一室外新风进入所述直接蒸发单元，吸收水分后的所述溶液进入所述溶液浓缩单元；

所述直接蒸发单元对除湿后的所述第一室外新风进行加湿降温，加湿降温后的所述第一室外新风从所述直接蒸发单元排出以进行送风；

所述溶液浓缩单元通过室内回风对吸收水分后的所述溶液进行加热以除去水分，除去水分后的所述溶液进入所述除湿单元；

所述溶液冷却单元通过第二室外新风对所述除湿单元中的所述溶液进行冷却。

可选地，所述除湿单元包括第一集液箱、第一溶液泵、第一填料、第一喷淋装置；在所述第一溶液泵的驱动下，所述第一集液箱中的所述溶液通过所述第一喷淋装置喷淋于所述第一填料，并且流回所述第一集液箱；所述第一填料与所述第一室外新风接触，对所述第一室外新风进行除湿。

可选地，所述直接蒸发单元包括第一集水箱、第一水泵、第二填料、第二喷淋装置；在所述第一水泵的驱动下，所述第一集水箱中的水通过所述第二喷淋装置喷淋于所述第二填料，并且流回所述第一集水箱；所述第二填料与除湿后的所述第一室外新风接触，对除湿后的所述第一室外新风进行加湿降温。

可选地，所述溶液冷却单元包括第二集水箱、第二水泵、第三喷淋装置、表冷器；在所述第一溶液泵的驱动下，所述第一集液箱中的所述溶液经过所述表冷器后，进入所述第一喷淋装置；在所述第二水泵的驱动下，所述第二集水箱中的水通过所述第三喷淋装置喷淋于所述表冷器，并且流回所述第二集水箱；第二室外新风经过所述表冷器，对所述表冷器内的所述溶液进行冷却。

可选地，所述除湿单元还包括第二溶液泵；所述溶液浓缩单元包括第二集液箱；在所述第二溶液泵的驱动下，吸收水分后的所述溶液从所述第一集液箱流入所述第二集液箱。

可选地，所述溶液浓缩单元还包括第三溶液泵、第三填料、第四喷淋装置；在所述第三溶液泵的驱动下，所述第二集液箱中的所述溶液通过所述第四喷淋装置喷淋于所述第三填料，并且流回所述第二集液箱；所述室内回风与所述第三填料接触，对吸收水分后的所述溶液进行加热以除去水分。

可选地，所述溶液浓缩单元还包括第四溶液泵；在所述第四溶液泵的驱动下，除去水分后的所述溶液从所述第二集液箱流入所述第一集液箱。

可选地，所述除湿单元还包括过滤器；所述过滤器对所述第一室外新风进行过滤。

可选地，所述除湿单元还包括第一新风口，所述直接蒸发单元还包括送风口，所述溶液冷却单元还包括第二新风口、第一排风口；所述溶液浓缩单元还包括回风口、第二排风口；所述第一室外新风经过所述第一新风口进入所述除湿单元，加湿降温后的所述第一室外新风经过所述送风口从所述直接蒸发单元排出；所述第二室外新风经过所述第二新风口进入所述溶液冷却单元，并且经过所述第一排风口从所述溶液冷却单元排出；所述室内回风经过所述回风口进入所述溶液浓缩单元，并且经过所述第二排风口从所述溶液浓缩单元排出。

可选地，所述第一排风口的一侧设置有第一排风机，所述第二排风口的一侧设置有第二排风机，所述送风口的一侧设置有送风机。

本发明公开了一种空调系统，包括新风机组。

本发明可以利用经处理的室外新风对数据机房进行冷却，充分利用了室外自然冷源，减少了对机械制冷的需求，降低了能耗；可以利用浓溶液除湿原理对室外新风进行除湿处理，提高了新风机组在湿润地区的适用性和自然冷源利用率；可以利用数据机房的室内回风的余热处理稀溶液，使其浓缩再生，保证了机组的持续除湿能力，同时充分回收利用了废热，降低了能耗；可以利用室外新风，通过间接蒸发对浓溶液进行降温，进一步保证了机组的持续除湿能力。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的新风机组的示意图；

图2是根据本发明的实施方式的新风机组的另一示意图；

除湿单元101、直接蒸发单元102、溶液冷却单元103、溶液浓缩单元104、箱体105；

第一集液箱1011、第一溶液泵1012、第一填料1013、第一喷淋装置1014、第二溶液泵1015、过滤器1016、第一新风口1017；

第一集水箱1021、第一水泵1022、第二填料1023、第二喷淋装置1024、送风口1025、送风机1026；

第二集水箱1031、第二水泵1032、第三喷淋装置1033、表冷器1034、第二新风口1035、第一排风口1036、第一排风机1037；

第二集液箱1041、第三溶液泵1042、第三填料1043、第四喷淋装置1044、第四溶液泵1045、回风口1046、第二排风口1047、第二排风机1048。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施方式涉及一种新风机组。

图1是根据本发明的实施方式的新风机组的示意图。具体地，如图1所示，

新风机组包括除湿单元101、直接蒸发单元102、溶液冷却单元103、溶液浓缩单元104。

除湿单元101通过溶液对第一室外新风进行除湿，除湿后的第一室外新风进入直接蒸发单元102，吸收水分后的溶液进入溶液浓缩单元104。

本发明可以利用浓溶液除湿原理对室外新风进行除湿处理，提高了新风机组在湿润地区的适用性和自然冷源利用率。

直接蒸发单元102对除湿后的第一室外新风进行加湿降温，加湿降温后的第一室外新风从直接蒸发单元102排出以进行送风。

本发明可以利用经处理的室外新风对数据机房进行冷却，充分利用了室外自然冷源，减少了对机械制冷的需求，降低了能耗。

溶液浓缩单元104通过室内回风对吸收水分后的溶液进行加热以除去水分，除去水分后的溶液进入除湿单元101。

本发明可以利用数据机房的室内回风的余热处理稀溶液，使其浓缩再生，保证了机组的持续除湿能力，同时充分回收利用了废热，降低了能耗。

溶液冷却单元103通过第二室外新风对除湿单元101中的溶液进行冷却。

本发明可以利用室外新风，通过间接蒸发对浓溶液进行降温，进一步保证了机组的持续除湿能力。

新风机组还包括箱体105，除湿单元101、直接蒸发单元102、溶液冷却单元103、溶液浓缩单元104被包括在箱体105中。

图2是根据本发明的实施方式的新风机组的另一示意图。具体地，如图2所示，

除湿单元101包括第一集液箱1011、第一溶液泵1012、第一填料1013、第一喷淋装置1014；在第一溶液泵1012的驱动下，第一集液箱1011中的溶液通过第一喷淋装置1014喷淋于第一填料1013，并且流回第一集液箱1011；第一填料1013与第一室外新风接触，对第一室外新风进行除湿。

第一集液箱1011、第一溶液泵1012、下文中所述的表冷器1034、第一喷淋装置1014通过管道依次连接；第一集液箱1011中的溶液的浓度较高且吸湿性良好，包括但不限于溴化锂溶液、氯化钙溶液等；除湿单元101利用浓溶液的吸湿特性，通过浓溶液的循环喷淋，与第一室外新风充分接触，除去第一室外新风中的水分；第一填料1013用于增大浓溶液与第一室外新风的接触面积；浓溶液在吸收了第一室外新风中的水分之后，浓度降低，同时，水分凝结释放热量，浓溶液的温度上升。

直接蒸发单元102包括第一集水箱1021、第一水泵1022、第二填料1023、第二喷淋装置1024；在第一水泵1022的驱动下，第一集水箱1021中的水通过第二喷淋装置1024喷淋于第二填料1023，并且流回第一集水箱1021；第二填料1023与除湿后的第一室外新风接触，对除湿后的第一室外新风进行加湿降温。

第一集水箱1021、第一水泵1022、第二喷淋装置1024通过管道依次连接；直接蒸发单元102通过水的循环喷淋，与除湿后的第一室外新风进行接触，水分蒸发使得除湿后的第一室外新风的湿度增大、温度降低，从而实现等焓加湿处理；第二填料1023用于增大水与除湿后的第一室外新风的接触面积。

溶液冷却单元103包括第二集水箱1031、第二水泵1032、第三喷淋装置1033、表冷器1034；在第一溶液泵1012的驱动下，第一集液箱1011中的溶液经过表冷器1034后，进入第一喷淋装置1014；在第二水泵1032的驱动下，第二集水箱1031中的水通过第三喷淋装置1033喷淋于表冷器1034，并且流回第二集水箱1031；第二室外新风经过表冷器1034，对表冷器1034内的溶液进行冷却。

第二集水箱1031、第二水泵1032、第三喷淋装置1033通过管道依次连接；在溶液冷却单元103中，水分蒸发带走热量使得循环喷淋水的温度降低，循环喷淋水与溶液通过表冷器1034进行换热，从而冷却溶液；同时，溶液冷却单元103利用第二室外新风，在循环喷淋水的作用下冷却溶液，然后排出。

除湿单元101还包括第二溶液泵1015；溶液浓缩单元104包括第二集液箱1041；在第二溶液泵1015的驱动下，吸收水分后的溶液从第一集液箱1011流入第二集液箱1041。

第一集液箱1011、第二溶液泵1015、第二集液箱1041通过管道依次连接；第一集液箱1011中的溶液在吸收了第一室外新风中的水分之后，浓度降低，并且流入第二集液箱1041；因此，第二集液箱1041中的溶液与第一集液箱1011中的溶液的种类相同但是浓度较低。

溶液浓缩单元104还包括第三溶液泵1042、第三填料1043、第四喷淋装置1044；在第三溶液泵1042的驱动下，第二集液箱1041中的溶液通过第四喷淋装置1044喷淋于第三填料1043，并且流回第二集液箱1041；室内回风与第三填料1043接触，对吸收水分后的溶液进行加热以除去水分。

第二集液箱1041、第三溶液泵1042、第四喷淋装置1044通过管道依次连接；溶液浓缩单元104利用温度较高的室内回风对稀溶液进行加热，增加稀溶液的饱和水蒸气分压力，稀溶液中的水分蒸发从而被浓缩再生为浓溶液；第三填料1043用于增大溶液与室内回风的接触面积。

溶液浓缩单元104还包括第四溶液泵1045；在第四溶液泵1045的驱动下，除去水分后的溶液从第二集液箱1041流入第一集液箱1011。

第二集液箱1041、第四溶液泵1045、第一集液箱1011通过管道依次连接；第二集液箱1041中的溶液在被加热之后，浓度提高，并且流回第一集液箱1011。

除湿单元101还包括过滤器1016；过滤器1016对第一室外新风进行过滤。

除湿单元101通过过滤器1016，可以首先滤除第一室外新风中的杂质，再进行后续的除湿处理。

除湿单元101还包括第一新风口1017，直接蒸发单元102还包括送风口1025，溶液冷却单元103还包括第二新风口1035、第一排风口1036；溶液浓缩单元104还包括回风口1046、第二排风口1047；第一室外新风经过第一新风口1017进入除湿单元101，加湿降温后的第一室外新风经过送风口1025从直接蒸发单元102排出；第二室外新风经过第二新风口1035进入溶液冷却单元103，并且经过第一排风口1036从溶液冷却单元103排出；室内回风经过回风口1046进入溶液浓缩单元104，并且经过第二排风口1047从溶液浓缩单元104排出。

第一排风口1036的一侧设置有第一排风机1037，第二排风口1047的一侧设置有第二排风机1048，送风口1025的一侧设置有送风机1026。

第一室外新风经过第一新风口1017进入除湿单元101，被过滤除湿后，再进入直接蒸发单元102，被加湿降温后，在设置于送风口1025的一侧的送风机1026的驱动下，送入数据机房，消除数据机房内的热量；该第一室外新风在数据机房内吸收热量后变为高温度的室内回风，室内回风经过回风口1046进入溶液浓缩单元104，加热稀溶液并且带走水分，在设置于第二排风口1047的一侧的第二排风机1048的驱动下，从溶液浓缩单元104排出；第二室外新风经过第二新风口1035进入溶液冷却单元103，在循环喷淋水的作用下冷却表冷器1034中的溶液，在设置于第一排风口1036的一侧的第一排风机1037的驱动下，从溶液浓缩单元104排出。

本发明的实施例的各个单元及部件的运行状态独立，可以根据外界条件和需求参数确定各个单元及部件的状态为运行或停止。

本发明的实施方式涉及一种空调系统，包括新风机组。

空调系统可以用于数据中心的数据机房。新风机组中的第一新风口、第二新风口、第一排风口、第二排风口与室外相连，送风口、回风口与室内相连。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元/模块都是逻辑单元/模块，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种新风机组，其特征在于，包括除湿单元、直接蒸发单元、溶液冷却单元、溶液浓缩单元；

所述除湿单元通过溶液对第一室外新风进行除湿，除湿后的所述第一室外新风进入所述直接蒸发单元，吸收水分后的所述溶液进入所述溶液浓缩单元；

所述直接蒸发单元对除湿后的所述第一室外新风进行加湿降温，加湿降温后的所述第一室外新风从所述直接蒸发单元排出以进行送风；

所述溶液浓缩单元通过室内回风对吸收水分后的所述溶液进行加热以除去水分，除去水分后的所述溶液进入所述除湿单元；

所述溶液冷却单元通过第二室外新风对所述除湿单元中的所述溶液进行冷却。

2.根据权利要求1所述的新风机组，其特征在于，所述除湿单元包括第一集液箱、第一溶液泵、第一填料、第一喷淋装置；在所述第一溶液泵的驱动下，所述第一集液箱中的所述溶液通过所述第一喷淋装置喷淋于所述第一填料，并且流回所述第一集液箱；所述第一填料与所述第一室外新风接触，对所述第一室外新风进行除湿。

3.根据权利要求1所述的新风机组，其特征在于，所述直接蒸发单元包括第一集水箱、第一水泵、第二填料、第二喷淋装置；在所述第一水泵的驱动下，所述第一集水箱中的水通过所述第二喷淋装置喷淋于所述第二填料，并且流回所述第一集水箱；所述第二填料与除湿后的所述第一室外新风接触，对除湿后的所述第一室外新风进行加湿降温。

4.根据权利要求2所述的新风机组，其特征在于，所述溶液冷却单元包括第二集水箱、第二水泵、第三喷淋装置、表冷器；在所述第一溶液泵的驱动下，所述第一集液箱中的所述溶液经过所述表冷器后，进入所述第一喷淋装置；在所述第二水泵的驱动下，所述第二集水箱中的水通过所述第三喷淋装置喷淋于所述表冷器，并且流回所述第二集水箱；第二室外新风经过所述表冷器，对所述表冷器内的所述溶液进行冷却。

5.根据权利要求2所述的新风机组，其特征在于，所述除湿单元还包括第二溶液泵；所述溶液浓缩单元包括第二集液箱；在所述第二溶液泵的驱动下，吸收水分后的所述溶液从所述第一集液箱流入所述第二集液箱。

6.根据权利要求5所述的新风机组，其特征在于，所述溶液浓缩单元还包括第三溶液泵、第三填料、第四喷淋装置；在所述第三溶液泵的驱动下，所述第二集液箱中的所述溶液通过所述第四喷淋装置喷淋于所述第三填料，并且流回所述第二集液箱；所述室内回风与所述第三填料接触，对吸收水分后的所述溶液进行加热以除去水分。

7.根据权利要求6所述的新风机组，其特征在于，所述溶液浓缩单元还包括第四溶液泵；在所述第四溶液泵的驱动下，除去水分后的所述溶液从所述第二集液箱流入所述第一集液箱。

8.根据权利要求2所述的新风机组，其特征在于，所述除湿单元还包括过滤器；所述过滤器对所述第一室外新风进行过滤。

9.根据权利要求1所述的新风机组，其特征在于，所述除湿单元还包括第一新风口，所述直接蒸发单元还包括送风口，所述溶液冷却单元还包括第二新风口、第一排风口；所述溶液浓缩单元还包括回风口、第二排风口；所述第一室外新风经过所述第一新风口进入所述除湿单元，加湿降温后的所述第一室外新风经过所述送风口从所述直接蒸发单元排出；所述第二室外新风经过所述第二新风口进入所述溶液冷却单元，并且经过所述第一排风口从所述溶液冷却单元排出；所述室内回风经过所述回风口进入所述溶液浓缩单元，并且经过所述第二排风口从所述溶液浓缩单元排出。

10.根据权利要求9所述的新风机组，其特征在于，所述第一排风口的一侧设置有第一排风机，所述第二排风口的一侧设置有第二排风机，所述送风口的一侧设置有送风机。

11.一种空调系统，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的新风机组。

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