CN112460705A - 机房加湿装置及机房空调 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种机房加湿装置及机房空调，机房加湿装置包括：主循环回路；热管加湿系统，热管加湿系统与主循环回路连接，热管加湿系统被配置为能够吸收主循环回路的废热加热热管加湿系统内的水。本公开的机房加湿装置，采用热管预热的加湿模式，利用主循环回路的废热提高热管加湿系统内的水的温度，使水温保持在较高温度，再采用电加热将水加热到汽化温度，减小了水加热到汽化温度的温升跨度，电加热消耗的电能降低，从而减小了机房空调加湿时消耗的能量，而在外机冷凝器超负荷运转或无法工作时，可以通过分离式热管传热，降低压缩机出口处制冷剂蒸气的温度，暂时起到冷凝器的作用，增加机房空调的稳定性。

Description

机房加湿装置及机房空调
技术领域
本公开属于机房空调技术领域，具体涉及一种机房加湿装置及机房空调。
背景技术
近年来，随着信息产业的快速发展，尤其是信息产业的快速发展，尤其是随着4G的普及与5G的开发，数据中心的数量和性能均在飞速增长，但同时能耗也大幅增加。在国内，2014年数据中心耗电量约为876.8亿千瓦时，约占全社会电力消费总量的1.8％，而在2016年数据中心的耗电量约为1108亿千瓦时，约占全社会电力消费总量的1.9％，而传统冷却系统的能耗一般占数据中心的总能耗的30％-45％。
数据中心机房内的IT设备不但发热量巨大，而且由于IT设备的高性能、高可靠性工作特点，还要求数据中心的环境温度、湿度均要控制在特定的范围内，这就要求机房空调机组不仅具有良好的制冷性能，还要具备加热加湿功能，以确保数据中心机房内的温度、湿度满足电子设备的工作环境要求。
目前市场上的机房空调产品大多具有加湿功能，但基本都是配置的电极加湿部件，即采用电加热来加热水以产生水蒸气，提高室内含湿量。这样虽然可以满足工作要求，但无疑会增加空调的能耗。消耗电能产生热能无疑是能量的浪费，何况可能随主机一起长久工作，消耗大量电能，这种情况严重影响机房空调机组的节能运行。
发明内容
因此，本公开要解决的技术问题是机房空调采用电极加湿消耗额外电能，增加机房空调耗电量，从而提供一种机房加湿装置及机房空调。
为了解决上述问题，本公开提供一种机房加湿装置，包括：
主循环回路；
热管加湿系统，热管加湿系统与主循环回路连接，热管加湿系统被配置为能够吸收主循环回路的废热，加热热管加湿系统内的水。
在一些实施例中，热管加湿系统包括分离式热管，主循环回路包括压缩机，分离式热管连接在压缩机的出口处。
在一些实施例中，热管加湿系统还包括加湿器，加湿器被配置为将热管加湿系统内的被加热的水汽化。
在一些实施例中，热管加湿系统还包括储水罐，分离式热管包括热管蒸发端、热管冷凝端，热管蒸发端设置在压缩机的出口处，热管冷凝端设置在储水罐内，分离式热管被配置为将压缩机的出口处的废热传递至储水罐内。
在一些实施例中，热管蒸发端与热管冷凝端之间设有气管、液管，液管上设有第二电磁阀。
在一些实施例中，加湿器与储水罐连接，加湿器与储水罐之间设有第一电磁阀，第一电磁阀控制加湿器与储水罐的通断。
在一些实施例中，储水罐还设有进水管、溢流管，进水管上设有第三电磁阀。
在一些实施例中，储水罐内灌注有软化水。
在一些实施例中，主循环回路包括冷凝器、蒸发器、节流部件，热管加湿系统连接在冷凝器与压缩机之间。
一种机房空调，采用上述的机房加湿装置。
本公开提供的机房加湿装置及机房空调至少具有下列有益效果：
本公开的机房加湿装置，采用热管预热的加湿模式，利用主循环回路的废热提高热管加湿系统内的水的温度，使水温保持在较高温度，再采用电加热将水加热到汽化温度，减小了水加热到汽化温度的温升跨度，电加热消耗的电能降低，从而减小了机房空调加湿时消耗的能量。
在外机冷凝器超负荷运转或无法工作时，可以通过分离式热管传热，降低压缩机出口处制冷剂蒸气的温度，暂时起到冷凝器的作用，增加机房空调的稳定性。
附图说明
图1为本公开实施例的机房空调的结构示意图。
附图标记表示为：
1、蒸发器；2、冷凝器；3、节流部件；4、压缩机；5、进水管；6、溢流管；7、加湿器；9、第一电磁阀；10、第二电磁阀；11、第三电磁阀；12、储水罐；8、分离式热管；81、热管蒸发端；82、热管冷凝端；83、气管；84、液管。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开具体实施例及相应的附图对本公开技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
结合图1所示，本实施例提供的一种机房加湿装置，包括：主循环回路；热管加湿系统，热管加湿系统与主循环回路连接，热管加湿系统被配置为能够吸收主循环回路的废热，加热热管加湿系统内的水。
本实施例的机房加湿装置，采用热管预热的加湿模式，利用主循环回路的热量提高热管加湿系统内的水的温度，使水温保持在较高温度，再采用电加热将水加热到汽化温度，减小了水加热到汽化温度的温升跨度，电加热消耗的电能降低，从而减小了机房空调加湿时消耗的能量。同时，在外机冷凝器超负荷运转或无法工作时，可以通过热管加湿系统的吸热，降低压缩机出口处制冷剂蒸气的温度，暂时起到冷凝器的作用，增加机房空调的稳定性。
在一些实施例中，热管加湿系统包括分离式热管8，主循环回路包括压缩机4，分离式热管8连接在压缩机4的出口处，热管加湿系统中的第二制冷剂吸收主循环回路中的第一制冷剂的热量。压缩机4出口的第一制冷剂的温度基本在75℃以上，第二制冷剂可供吸收的热量较多，可较长时间保持储水罐内水温在70℃以上，减少使之蒸发时所需的耗能。对于采用电极加湿的机房空调，相较而言由30℃加热到100℃，改为由70℃加热到100℃，在气化很少主要是蒸发的情况下，30℃的温差相较于70℃温差，耗能明显减少。
在一些实施例中，主循环回路包括冷凝器2、蒸发器1、节流部件3，热管加湿系统连接在冷凝器2与压缩机4之间。
压缩机4出口与冷凝器2的进口连通，机组运行过程中，通过吸收压缩机4出口处第一制冷剂的热量，降低冷凝器2进口处第一制冷剂的温度，对外机冷凝器2有着辅助冷凝作用，可以分担一部分外机冷凝器2的换热量，以此减少外机冷凝器2换热所需要消耗的电能。
在一些实施例中，热管加湿系统还包括加湿器7，加湿器7被配置为将热管加湿系统内的被加热的水汽化。在需要开启加湿功能时，通过第一电磁阀9的开启使70℃的高温水进入加湿器7，在加湿器7内进一步加热产生水蒸汽进入风道，改变机房内空气湿度。
在一些实施例中，热管加湿系统还包括储水罐12，分离式热管8包括热管蒸发端81、热管冷凝端82，热管蒸发端81连接在压缩机4的出口处，热管冷凝端82设置在储水罐12内，分离式热管8被配置为将压缩机4的出口处的热量传递至储水罐12内。热管蒸发端81与热管冷凝端82之间设有气管83、液管84，液管84上设有第二电磁阀10。
当外机冷凝器2超负荷运转或无法工作时，可以通过分离式热管8的热管蒸发端81内第二制冷剂蒸发，吸收主循环回路中第一制冷剂蒸气的热量，降低其温度，第二制冷剂蒸气沿分离式热管8的气管83到分离式热管8的热管冷凝端82，第二制冷剂在其内冷凝放热变为液态，再沿液管84返回热管蒸发端81。此时储水罐12暂时起到冷凝器的作用。
在一些实施例中，加湿器7与储水罐12连接，加湿器7与储水罐12之间设有第一电磁阀9，第一电磁阀9控制加湿器7与储水罐12的通断。加湿器7直接获取储水罐12中高达70℃的水，加热到100℃进行气化蒸发，耗能明显减少。
在一些实施例中，储水罐12还设有进水管5、溢流管6，进水管5上设有第三电磁阀11。当储水罐12作为辅助冷却器作用时，为了增强换热，第三电磁阀11开启向储水罐12内注入冷水，而多余水量由溢流管6排出，以此增加机房空调的稳定性。
在一些实施例中，储水罐12内灌注有软化水，即除去水中的金属离子的水，用软化水是为了防止长期使用后结垢。
在一些实施例中，分离式热管8内灌注第二制冷剂，提高分离式热管8的换热能力。
本实施例采用分离式热管，在制冷系统正常工作时，利用分离式热管8回收主循环回路压缩制冷循环的部分冷凝热，以实现机组加湿功能时的部分加热功能，以此减少在需要加湿时的部分电热耗能，能有效降低机组的电能消耗；
热管蒸发端81吸热降低了制冷剂在冷凝器2进口的温度，对外机冷凝器2有着辅助冷凝作用，可以分担一部分外机冷凝器2的换热量，以此减少外机冷凝器2换热所需要消耗的电能，而且在外机冷凝器2超负荷运转或无法工作时，可以通过分离式热管8传热，降低压缩机4出口处制冷剂蒸气的温度，暂时起到冷凝器的作用，增加机房空调的稳定性。
一种机房空调，采用上述机房加湿装置。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。以上仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种机房加湿装置，其特征在于，包括：
主循环回路；
热管加湿系统，所述热管加湿系统与所述主循环回路连接，所述热管加湿系统被配置为能够吸收所述主循环回路的废热，加热所述热管加湿系统内的水。
2.根据权利要求1所述的机房加湿装置，其特征在于，所述热管加湿系统包括分离式热管(8)，所述主循环回路包括压缩机(4)，所述分离式热管(8)连接在所述压缩机(4)的出口处。
3.根据权利要求2所述的机房加湿装置，其特征在于，所述热管加湿系统还包括加湿器(7)，所述加湿器(7)被配置为将所述热管加湿系统内的被加热的水汽化。
4.根据权利要求2所述的机房加湿装置，其特征在于，所述热管加湿系统还包括储水罐(12)，所述分离式热管(8)包括热管蒸发端(81)、热管冷凝端(82)，所述热管蒸发端(81)设置在所述压缩机(4)的出口处，所述热管冷凝端(82)设置在所述储水罐(12)内，所述分离式热管(8)被配置为将所述压缩机(4)的出口处的废热传递至所述储水罐(12)内。
5.根据权利要求4所述的机房加湿装置，其特征在于，所述热管蒸发端(81)与所述热管冷凝端(82)之间设有气管(83)、液管(84)，所述液管(84)上设有第二电磁阀(10)。
6.根据权利要求4所述的机房加湿装置，其特征在于，所述加湿器(7)与所述储水罐(12)连接，所述加湿器(7)与所述储水罐(12)之间设有第一电磁阀(9)，所述第一电磁阀(9)控制所述加湿器(7)与所述储水罐(12)的通断。
7.根据权利要求4所述的机房加湿装置，其特征在于，所述储水罐(12)还设有进水管(5)、溢流管(6)，所述进水管(5)上设有第三电磁阀(11)。
8.根据权利要求4所述的机房加湿装置，其特征在于，所述储水罐(12)内灌注有软化水。
9.根据权利要求1-8任一项所述的机房加湿装置，其特征在于，所述主循环回路还包括冷凝器(2)、蒸发器(1)、节流部件(3)，所述热管加湿系统连接在所述冷凝器(2)与压缩机(4)之间。
10.一种机房空调，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的机房加湿装置。
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