CN114646107A - 一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，涉及冷却塔节能补水领域，包括市政补水管、总出水管、补水箱、直供水管、调节段水管以及一端连接补水箱的水箱进管、水箱出管、旁路水管，所述市政补水管、市政补水管、直供水管、调节段水管、总出水管依次相连，所述水箱进管的进口端连接市政补水管，所述水箱出管的出水端连接调节段水管，所述旁路水管的出水端连接总出水管，所述水箱进管上设置有手阀一，所述直供水管上依次设置有手阀二、压力表一、电动阀一。该数据中心冷却塔智慧节能补水系统，本系统以市政水直供为主，补水箱的蓄水供水为辅的补水管路系统，利用了市政管网的水压，节约了日常补水泵的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及冷却塔节能补水技术领域，具体为一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统。
背景技术
中大型数据中心极为依赖集中型供冷系统，为保障水冷空调机组稳定运行，为数据中心机房提供不间断的制冷，不仅需要可靠冗余的系统设计，不间断的供电系统，还需要大量的水资源。冷却水在数据中心水冷系统中起到十分重要的作用，是冷量传递的媒介，数据中心机房热量的散发最终依靠冷却塔中水的蒸发来实现，因此冷却水蒸发量巨大。假如数据中心水冷系统如果发生缺水现象，会产生严重的后果，轻则导致空调送风温度升高，重则导致冷机停机，甚至导致服务器宕机。但是常规的补水系统需要补水水泵长时间运行，非常的不节能，因此我们设计了一种可靠、智能、节能的数据中心补水系统，使整个数据中心制冷系统的运行变得更加稳定可靠。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，包括市政补水管、总出水管、补水箱、直供水管、调节段水管以及一端连接补水箱的水箱进管、水箱出管、旁路水管，所述市政补水管、直供水管、调节段水管、总出水管依次相连，所述水箱进管的进口端连接市政补水管，所述水箱出管的出水端连接调节段水管，所述旁路水管的出水端连接总出水管；所述水箱进管上设置有手阀一，所述直供水管上依次设置有手阀二、压力表一、电动阀一，所述调节段水管上依次设置有电动阀二、压力表二、增压调节管路组、压力表三、电动阀四，所述增压调节管路组用于智能调节出水压力，所述水箱出管上依次设置有手阀三、补水泵、手阀五，所述旁路水管上依次设置有手阀四、补水泵二、手阀六、电动阀三，所述市政补水管通过灵活补水装置与补水箱相连，所述灵活补水装置能够根据补水箱的水位高低自动调节。
优选的，所述增压调节管路组包括三路并联的支管一、支管二、支管三，所述支管一上依次设置有手阀七、增压泵一、单向阀三、手阀十，所述支管二上依次设置有手阀八、单向阀四，所述支管三上依次设置有手阀九、增压泵二、单向阀五、手阀十一。
优选的，所述水箱进管伸入补水箱的一端并联有浮球阀一和浮球阀二。
优选的，所述水箱出管上位于补水泵、手阀五之间设置有单向阀一。
优选的，所述灵活补水装置包括补水管、备用管、支撑板、浮球、导向轨一、导向轨二、齿条、齿轮，所述补水管、备用管并联在市政补水管与补水箱之间，所述备用管上设置有电动阀五，所述补水管上依次设置有补水泵三、调节阀，所述导向轨一、导向轨二分别竖向设置在补水箱的内侧和外侧，所述导向轨一、导向轨二上分别滑动适配有滑块一、滑块二，所述支撑板与滑块一相连，所述浮球设置在支撑板上，所述齿条竖向设置在滑块二上，所述齿轮与调节阀的阀芯同轴相连，所述齿轮与齿条啮合，所述滑块一与滑块二之间通过连接绳相连，所述支撑板与浮球的重量大于齿条的重量。
优选的，所述补水箱的顶部设置有一对滑轮，所述连接绳经过一对滑轮。
优选的，所述补水箱的底部设置有底板，所述底板的顶部设置有开关，所述支撑板的底部与开关相对应，所述电动阀五与开关串联在同一电路上。
(三)有益效果
本发明提供了一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统。具备以下有益效果：
1、该数据中心冷却塔智慧节能补水系统，本系统以市政水直供为主，补水箱的蓄水供水为辅的补水管路系统，利用了市政管网的水压，节约了日常补水泵的能耗。
2、该数据中心冷却塔智慧节能补水系统，利用BA系统控制多种补水模式，面向不同状态下的系统补水，保障的补水系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明的管路结构示意图；
图2为本发明的补水箱内部轴测图；
图3为本发明的补水箱外部轴测图。
图中：1市政补水管、2总出水管、3补水箱、4直供水管、5调节段水管、6旁路水管、7手阀一、8浮球阀一、9浮球阀二、10手阀二、11压力表一、12电动阀一、13电动阀二、14压力表二、15压力表三、16电动阀四、17手阀七、18手阀八、19手阀九、20增压泵一、21增压泵二、22单向阀三、23单向阀四、24单向阀五、25手阀十、26手阀十一、27手阀三、28补水泵一、29单向阀一、30手阀五、31手阀四、32补水泵二、33手阀六、34电动阀三、35补水管、36备用管、37补水泵三、38电动阀五、39支撑板、40浮球、41导向轨一、42滑块一、43导向轨二、44滑块二、45连接绳、46滑轮、47齿条、48齿轮、49调节阀、50底板、51开关、52水箱进管、53水箱出管。
具体实施方式
本发明实施例提供一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，如图1-3所示，包括市政补水管1、总出水管2、补水箱3、直供水管4、调节段水管5以及一端连接补水箱3的水箱进管52、水箱出管53、旁路水管6。
市政补水管1、直供水管4、调节段水管5、总出水管2依次相连，市政补水管1的首部连接市政管网。总出水管2的出口端连接冷却塔，水箱进管52的进口端连接市政补水管1，水箱出管53的出水端连接调节段水管5，旁路水管6的出水端连接总出水管2。
水箱进管52上设置有手阀一7，直供水管4上依次设置有手阀二10、压力表一11、电动阀一12。调节段水管5上依次设置有电动阀二13、压力表二14、增压调节管路组、压力表三15、电动阀四16。增压调节管路组用于智能调节出水压力，水箱出管53上依次设置有手阀三27、补水泵28、单向阀一29、手阀五30，旁路水管6上依次设置有手阀四31、补水泵二32、手阀六33、电动阀三34，市政补水管1通过灵活补水装置与补水箱3相连，灵活补水装置能够根据补水箱3的水位高低自动调节。
增压调节管路组包括三路并联的支管一、支管二、支管三，支管一上依次设置有手阀七17、增压泵一20、单向阀三22、手阀十25，支管二上依次设置有手阀八18、单向阀四23，支管三上依次设置有手阀九19、增压泵二21、单向阀五24、手阀十一26。
手阀一7、手阀二10、手阀三27、手阀四31、手阀五30、手阀六33、手阀七17、手阀八18、手阀九19、手阀十25、手阀十一26为手动调节阀。电动阀一12、电动阀二13、电动阀三34、电动阀四16、电动阀五38为电动调节阀。手动调节阀、电动调节阀均为现有的市售产品。
水箱进管52伸入补水箱3的一端并联有浮球阀一8和浮球阀二9。
手阀一7可以关断市政供水，配合手阀三27和手阀四31可以维修补水箱3。
浮球阀一8和浮球阀二9为2路市政补水控制阀门，用来自动控制补水箱3液位。
手阀二10，用于关断市政直接补水回路，配合电动阀一12可以维修压力表一11。
压力表一11用于检测市政供水是否正常。
电动阀一12，用于关断或打开市政直接补水回路。
手阀三27、手阀四31配合手阀一7可以维修补水箱3和浮球阀一8、浮球阀二9。配合手阀五30和手阀六33，可以维修补水泵一28和补水泵二32。
补水泵一28：当市政停水时，利用补水泵一28抽取补水箱3的水进行补水。
补水泵二32：当市政停水时，且补水泵一28损坏时的备用回路。
电动阀二13为市政直接补水和补水泵一28的补水控制阀门。
电动阀三34为补水泵二32的备用补水控制阀门。
压力表二14用于检测增压调节管路组的入水压力，压力表三15用于检测增压调节管路组的出水压力。
手阀七17配合手阀十25，可以维修增压泵一20，手阀九19和手阀十一26，可以维修增压泵二21。手阀八18可以关闭直接供水回路。
增压泵一20和增压泵二21可以用来提升水压，弥补前端水压不足；
单向阀一29、单向阀三22、单向阀四23、单向阀五24可以防止水倒流。
电动阀四16为控制市政直接补水和补水泵一28的补水回路。
可通过浮球阀一8、浮球阀二9来控制补水箱3的水位。也可通过灵活补水装置来控制补水箱3的水位，两者可二选一，也可并存。
如图2-3所示，灵活补水装置包括补水管35、备用管36、支撑板39、浮球40、导向轨一41、导向轨二43、齿条47、齿轮48。补水管35、备用管36并联在市政补水管1与补水箱3之间，备用管36上设置有电动阀五38，补水管35上依次设置有补水泵三37、调节阀49，调节阀49固定在补水箱3的外壁上。导向轨一41、导向轨二43分别竖向设置在补水箱3的内侧和外侧，导向轨一41、导向轨二43上分别滑动适配有滑块一42、滑块二44，支撑板39与滑块一42相连，浮球40设置在支撑板39上，浮球40随着水位的升降而升降。
导向轨一41与导向轨二43里外相对应，齿条47竖向设置在滑块二44上，齿轮47与调节阀49的阀芯同轴相连，齿轮48与齿条47啮合，滑块一42与滑块二44之间通过连接绳45相连，补水箱3的顶部设置有一对滑轮46，连接绳45经过一对滑轮46。一对滑轮46上开设有与连接绳45相适配的半圆槽，连接绳45被限位在半圆槽内，能够防止连接绳45脱离滑轮46。支撑板39与浮球40的重量大于齿条47的重量。
当浮球40随着水位的下降而下降时，会通过连接绳45拉动齿条47上升，齿条47驱动齿轮48逆时针转动，从而将补水管35的调节阀49开大；当浮球40随着水位的上升而上升时，齿条47会在自身重力的作用下向下移动，齿条47驱动齿轮48顺时针转动，从而将补水管35的调节阀49关小；使得本装置的调节阀49开度能够随着水位的降低而开大、升高而关小，达到自动调节高效节能的效果。
补水箱3的底部设置有底板50，底板50的顶部设置有开关51，支撑板39的底部与开关51相对应，电动阀五38与开关51串联在同一电路上。
当补水泵三37的功率无法满足补水箱3的供水时，支撑板39随着水位下降至补水箱3的底部，当支撑板39压住底板50上的开关51时，触发打开电动阀五38，利用市政补水管1的水压为补水箱3快速补水。
补水系统的工作原理：
市政供水正常情况下的五种工作模式：
模式一：为市政水直接补水。系统无故障，BA系统通过压力表一11检测，市政进水一路正常，停补水泵一28、补水泵二32，开启电动阀一12，电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，进水压力在正常范围，出水压力达到目标设定值，增压泵一20和增压泵二21都不工作，系统通过市政水经手阀八18所在支管二直接补水，进入市政水直供模式。
模式二：为增压泵一20变频工作模式。系统无故障，BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路正常，停补水泵一28、补水泵二32，开启电动阀一12，电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，进水压力在正常范围，但未达到出水压力目标设定值，增压泵一20开启，根据出水压力情况变频工作。
模式三：为增压泵二21变频工作模式。BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路正常，停补水泵一28、补水泵二32，开启电动阀一12，电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，进水压力在正常范围，但未达到出水压力目标设定值，增压泵一20回路发生故障，增压泵二21开启，根据出水压力情况变频工作。
模式四：为双泵变频工作模式。系统无故障，BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路正常，停补水泵一28、补水泵二32，开启电动阀一12，电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，进水压力在正常范围，但未达到出水压力目标设定值，增压泵一20开启，仍然不能满足出水压力目标设定值时，增压泵二21开启，根据出水压力情况，增压泵一20和增压泵二21同时变频工作。
模式五：为增压泵一20工频工作。BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路正常，停补水泵一28、补水泵二32，开启电动阀一12，电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，在压力表三15故障或变频器故障情况下，增压泵一20主动开启并从持续工频工作。
市政供水异常情况下的六种工作模式：
模式一：为补水箱3直接补水。系统无故障，BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路停水，关闭电动阀一12，开启补水泵一28、电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，进水压力在正常范围，出水压力达到目标设定值，增压泵一20和增压泵二21都不工作，系统通过补水箱3经手阀八18所在支管二直接补水，进入补水箱3直供模式。
模式二：为增压泵一20变频工作模式。系统无故障，BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路停水，关闭电动阀一12，开启补水泵一28、电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，进水压力在正常范围，但未达到出水压力目标设定值，增压泵一20开启，根据出水压力情况变频工作。
模式三：为增压泵二21变频工作模式。BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路停水，关闭电动阀一12，开启补水泵一28、电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，进水压力在正常范围，但未达到出水压力目标设定值，增压泵一20回路发生故障，增压泵二21开启，根据出水压力情况变频工作。
模式四：为双泵变频工作模式。系统无故障，BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路停水，关闭电动阀一12，开启补水泵一28、电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，进水压力在正常范围，但未达到出水压力目标设定值，增压泵一20开启，仍然不能满足出水压力目标设定值时，增压泵二21开启，根据出水压力情况，增压泵一20和增压泵二21同时变频工作。
模式五：增压泵一20工频工作模式。BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路停水，关闭电动阀一12，开启补水泵一28、电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，在压力表三15故障或变频器故障情况下，增压泵一20主动开启并从持续工频工作。
模式六：为旁路水管6工作模式。BA系统通过压力表一11检测市政压力，市政进水一路停水，关闭电动阀一12，开启补水泵一28、电动阀二13，同时进行压力表二14、压力表三15的进水压力和出水压力检测，但出水压力长时未达到目标设定值，关闭补水泵一28、电动阀二13，开启补水泵二32，电动阀三34，进入旁路水管6工作模式。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，其特征在于：包括市政补水管(1)、总出水管(2)、补水箱(3)、直供水管(4)、调节段水管(5)以及一端连接补水箱(3)的水箱进管(52)、水箱出管(53)、旁路水管(6)，所述市政补水管(1)、直供水管(4)、调节段水管(5)、总出水管(2)依次相连，所述水箱进管(52)的进口端连接市政补水管(1)，所述水箱出管(53)的出水端连接调节段水管(5)，所述旁路水管(6)的出水端连接总出水管(2)；所述水箱进管(52)上设置有手阀一(7)，所述直供水管(4)上依次设置有手阀二(10)、压力表一(11)、电动阀一(12)，所述调节段水管(5)上依次设置有电动阀二(13)、压力表二(14)、增压调节管路组、压力表三(15)、电动阀四(16)，所述增压调节管路组用于智能调节出水压力，所述水箱出管(53)上依次设置有手阀三(27)、补水泵(28)、手阀五(30)，所述旁路水管(6)上依次设置有手阀四(31)、补水泵二(32)、手阀六(33)、电动阀三(34)，所述市政补水管(1)通过灵活补水装置与补水箱(3)相连，所述灵活补水装置能够根据补水箱(3)的水位高低自动调节。
2.根据权利要求1所述的一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，其特征在于：所述增压调节管路组包括三路并联的支管一、支管二、支管三，所述支管一上依次设置有手阀七(17)、增压泵一(20)、单向阀三(22)、手阀十(25)，所述支管二上依次设置有手阀八(18)、单向阀四(23)，所述支管三上依次设置有手阀九(19)、增压泵二(21)、单向阀五(24)、手阀十一(26)。
3.根据权利要求1所述的一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，其特征在于：所述水箱进管(52)伸入补水箱(3)的一端并联有浮球阀一(8)和浮球阀二(9)。
4.根据权利要求1所述的一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，其特征在于：所述水箱出管(53)上位于补水泵(28)、手阀五(30)之间设置有单向阀一(29)。
5.根据权利要求1所述的一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，其特征在于：所述灵活补水装置包括补水管(35)、备用管(36)、支撑板(39)、浮球(40)、导向轨一(41)、导向轨二(43)、齿条(47)、齿轮(48)，所述补水管(35)、备用管(36)并联在市政补水管(1)与补水箱(3)之间，所述备用管(36)上设置有电动阀五(38)，所述补水管(35)上依次设置有补水泵三(37)、调节阀(49)，所述导向轨一(41)、导向轨二(43)分别竖向设置在补水箱(3)的内侧和外侧，所述导向轨一(41)、导向轨二(43)上分别滑动适配有滑块一(42)、滑块二(44)，所述支撑板(39)与滑块一(42)相连，所述浮球(40)设置在支撑板(39)上，所述齿条(47)竖向设置在滑块二(44)上，所述齿轮(47)与调节阀(49)的阀芯同轴相连，所述齿轮(48)与齿条(47)啮合，所述滑块一(42)与滑块二(44)之间通过连接绳(45)相连，所述支撑板(39)与浮球(40)的重量大于齿条(47)的重量。
6.根据权利要求5所述的一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，其特征在于：所述补水箱(3)的顶部设置有一对滑轮(46)，所述连接绳(45)经过一对滑轮(46)。
7.根据权利要求5所述的一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统，其特征在于：所述补水箱(3)的底部设置有底板(50)，所述底板(50)的顶部设置有开关(51)，所述支撑板(39)的底部与开关(51)相对应，所述电动阀五(38)与开关(51)串联在同一电路上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210240185.8A CN114646107A (zh) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | 一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210240185.8A CN114646107A (zh) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | 一种数据中心冷却塔智慧节能补水系统 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114646107A true CN114646107A (zh) | 2022-06-21 |
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ID=81994302
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|---|---|
| CN (1) | CN114646107A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116585791A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-08-15 | 马钢(合肥)工业供水有限责任公司 | 一种水处理定压补水装置 |
-
2022
- 2022-03-10 CN CN202210240185.8A patent/CN114646107A/zh not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116585791A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-08-15 | 马钢(合肥)工业供水有限责任公司 | 一种水处理定压补水装置 |
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