CN117948651A - 间接蒸发冷却机组、空调系统及空调系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于制冷设备技术领域,尤其是涉及间接蒸发冷却机组、空调系统及空调系统的控制方法。间接蒸发冷却机组包括第一风机模块、蒸发冷却模块和压缩制冷模块,蒸发冷却模块包括换热芯体和喷淋组件,换热芯体包括第一流道和第二流道,第一流道和第二流道分别独立设置并能彼此导热,第一流道和第二流道分别用于通过进入的室内回风和室外新风;喷淋组件包括喷嘴,喷嘴用于对换热芯体内的流体进行喷淋,调节室内回风的温度,压缩制冷模块包括冷凝器,冷凝器为板式换热器,第一风机模块用于驱动室外新风流经第一流道,换热芯体和喷嘴设置在室外新风流经的室外风道中。在室外风道上减少了冷凝器,可以降低室外风道的风阻,提高了整个空调系统的能效。
Description
技术领域
本发明属于制冷设备技术领域,尤其是涉及一种间接蒸发冷却机组、空调系统及空调系统的控制方法。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息,其并不必然是现有技术。
目前,空调系统的冷却方式分为直接蒸发冷却和间接蒸发冷却。数据中心机房的冷却能耗很高,约占数据中心机房总能耗的30%,间接蒸发冷却技术是指通过非直接接触的方式将室外新风的冷量传递给室内回风,对室内回风进行等湿降温,通过利用空气能进行制冷,能够实现数据中心机房的高能效冷却,间接蒸发冷却技术在行业内得到了广泛应用。
对于空调系统所使用的间接蒸发冷却机组而言,其在换热芯体的上方或者下方通常设置有喷淋机构,通过喷淋机构可以将水喷淋到换热芯体上,使水在重力作用下自上而下地流动,或者使得水从下向上地流动,同时,室外新风从换热芯体的下部向上流动,吹过换热芯体表面的水,加快水的蒸发,与通过换热芯体的室内回风进行换热,实现对室内回风的等湿降温。
数据中心机房冷却空调的PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率)值要求越来越高,现有技术中的间接蒸发冷却机组的冷凝器采用翅片式换热器,需设置于排风扇和换热芯体之间,采用这种设置方式将增加室外风道的风阻,降低了整个空调系统的能效。
发明内容
本发明的目的是至少解决现有技术中的间接蒸发冷却机组的冷凝器由于翅片式换热器需设置于排风扇和换热芯体之间增加了室外风道的风阻,降低了整个空调系统的能效的问题。该目的是通过以下技术方案实现的:
本发明的第一方面提出了一种间接蒸发冷却机组,所述间接蒸发冷却机组包括:
第一风机模块;
蒸发冷却模块,所述蒸发冷却模块包括换热芯体和喷淋组件,所述换热芯体包括第一流道和第二流道,所述第一流道和所述第二流道分别独立设置,所述第一流道和所述第二流道分别用于通过进入的室内回风和室外新风;
所述喷淋组件包括喷嘴,所述喷嘴用于对所述换热芯体内的流体进行喷淋,调节所述室内回风的温度;以及
压缩制冷模块,所述压缩制冷模块包括冷凝器,所述冷凝器为板式换热器;
所述第一风机模块用于驱动室外新风流动,所述换热芯体和所述喷嘴设置在所述室外新风流经的室外风道中。
根据本发明的间接蒸发冷却机组,采用板式换热器代替了现有技术中的翅片式换热器作为冷凝器,由于翅片式换热器只能是靠近第一风机模块设置,而本发明采用板式换热器作为冷凝器,无需将冷凝器设置在室外风道上,室外风道上有换热芯体、喷嘴和第一风机模块,减少了冷凝器,从而可以降低室外风道的风阻,提高了整个空调系统的能效。
另外,根据本发明的间接蒸发冷却机组,还可具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述喷淋组件还包括储水单元、循环水泵以及第一管路,所述储水单元设置于所述换热芯体的下方,所述第一管路连通所述储水单元和所述喷嘴,所述循环水泵设置于所述第一管路上。
在本发明的一些实施例中,所述间接蒸发冷却机组还包括第二管路,所述循环水泵通过第二管路与所述冷凝器连通。
在本发明的一些实施例中,所述喷淋组件还包括通断部件,所述通断部件设置于所述第一管路上。
在本发明的一些实施例中,所述储水单元具有接水部,所述换热芯体朝向所述接水部的投影落入所述接水部内。
在本发明的一些实施例中,所述压缩制冷模块还包括压缩机和蒸发器,所述冷凝器包括第一接口和第二接口,所述第一接口、所述压缩机、所述蒸发器和所述第二接口依次连通设置。
在本发明的一些实施例中,所所述压缩制冷模块还包括第二风机,第二风机用于驱动室内的空气流动,所述蒸发器设置在所述室内回风的流动路径上。
在本发明的一些实施例中,所述喷嘴的数量至少为两个,至少两个所述喷嘴朝向所述换热芯体的顶部和/或者底部设置。
在本发明的一些实施例中,多个所述喷嘴呈单排、单列或者多排多列设置。
本发明的第二方面,提供了一种空调系统,包括上面实施例中所述的间接蒸发冷却机组置。
根据本发明的空调系统,通过将间接蒸发冷却机组的冷凝器从翅片式换热器变更为板式换热器,由于板式换热器的冷凝器无需设置在室外风道上,室外风道上有换热芯体、喷嘴和第一风机模块,减少了冷凝器,从而可以降低室外风道的风阻,提高了整个空调系统的能效。
本发明的第三方面,提供了一种空调系统的控制方法,所述空调系统的控制方法包括:
获取室外温度;
根据所述室外温度所处的预设区间,运行与所述预设区间对应的控制模式;
根据所述控制模式为混合模式,关闭第一风机模块,运行压缩制冷模块和蒸发冷却模块。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的间接蒸发冷却机组的结构示意图;
图2示意性地示出了根据本发明实施方式的空调系统的控制方法的流程图。
附图标记如下:
100为间接蒸发冷却机组;
10为第一风机模块;
20为蒸发冷却模块;21为换热芯体;22为喷淋组件;221为喷嘴;222为储水单元;223为循环水泵;224为第一管路;225为通断部件;
30为压缩制冷模块;31为冷凝器;32为压缩机;33为蒸发器;34为第一节流部件;35为冷媒管路;36为第二风机;
40为第二管路。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是,文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的,而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出,否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的,并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行,除非明确指出执行顺序。还应当理解,可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段,但是,这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出,否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述,可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系,这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如,如果在图中的装置翻转,那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此,示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
PUE是评价数据中心能源效率的指标,是数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源的比值;例如,PUE=数据中心总能耗/IT设备能耗,其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗,其值大于1,越接近1表明非IT设备耗能越少,即能效水平越好。
如图1和图2所示,根据本发明的实施方式的第一方面,提供了一种间接蒸发冷却机组100,图1示意性地示出了根据本发明实施方式的间接蒸发冷却机组100的结构示意图,间接蒸发冷却机组100包括第一风机模块10、蒸发冷却模块20和压缩制冷模块30,其中,蒸发冷却模块20包括换热芯体21和喷淋组件22,换热芯体21包括第一流道和第二流道,第一流道和第二流道分别独立设置并能彼此导热,第一流道和第二流道分别用于通过进入的室内回风和室外新风;喷淋组件22包括喷嘴221,喷嘴221用于对换热芯体21内的流体进行喷淋,调节室内回风的温度,压缩制冷模块30包括冷凝器31,冷凝器31为板式换热器,换热芯体21和喷嘴221设置在室外新风的流经的室外风道中,第一风机模块10为室外风道的出风端,这里的换热芯体21和喷嘴221相互之间的位置可以互换,也就是说沿着室外风道的新风方向依次设置喷嘴221、换热芯体21和第一风机模块10或者沿着室外风道的新风方向依次设置换热芯体21、喷嘴221和第一风机模块10。
第一流道和第二流道互相隔离,通过换热芯体21的材质进行交换热量,本发明中的间接蒸发冷却机组100利用巧妙的结构设计和布置,有效降低机组的运行功耗,提高机组能效,实现降低PUE的技术效果。
根据本发明的间接蒸发冷却机组100的冷凝器31,相对于采用翅片式换热器而言,采用板式换热器可以使得冷凝器31无需设置在室外风道上,室外风道上有换热芯体21、喷嘴221和第一风机模块10,减少了冷凝器31,从而可以降低室外风道的风阻,提高了整个空调系统的能效。
需要说明的是,换热芯体21还可以包括第三流道,第三流道与第一流道以及第二流道之间均是独立设置,在本发明中,由于只有两个风道,因此,换热芯体21中设置了第一流道和第二流道,当风道为三个时,可以设置第三流道。依此类推,换热芯体21中也可以设置更多数量的流道,如四个流道或者五个流道等。
可选地,这里的第一流道、第二流道和第三流道可以是直线型的通道,也可以是曲线形的通道,曲线形可以是正弦曲线、连续Z形或者连续S形等形状,可以增加空气和水的流动路径,提高了换热效率。
这里的换热芯体21具有室内送风口和室外出风口(未图示),这样,被热源加热的室内空气可以在换热芯体21中与温度较低的室外冷空气进行换热,使得室内空气的温度降低。降温后的室内空气可以通过室内送风口重新回到室内,从而为室内热源提供一个相对温度更低的环境,以便于热源能够实时降温散热。而升温后的室外空气则通过室外出风口重新回到室外,从而将热源的热量带到外部环境中。这样,在室外温度较低时,可以直接通过室外空气和室内空气的换热,实现热源的降温散热,而不需要使用空调系统的压缩制冷模块30,有利于节能降耗。
在一些可选的实施例中,换热芯体21包括多个子换热模块,多个子换热模块采用间隔设置的方式形成换热芯体21,可使水更充分地覆盖整个换热芯体21,充分发挥换热芯体21的换热能力,进一步提高换热芯体21的换热效率。
另外,第一风机模块10用于驱动室外新风流经第一流道,第一风机模块10包括第一风机,第一风机为室外侧排风机,实现向室外出风。
在一些可选的实施例中,喷淋组件22还可以包括循环水泵223以及储水单元222,其中,循环水泵223是水循环的动力组件,储水单元222是存储水的容器,储水单元222可以设置于换热芯体21的下方,承接换热芯体21热交换后流下的水,实现水的循环利用。循环水泵223可以设置在第一管路224上,第一管路224的一端与储水单元222连接,另一端与喷嘴221连通,喷嘴221是喷淋组件22的喷淋口,通过喷嘴221向换热芯体21喷出水。
需要说明的是,这里的第一管路224可以是整体的一段管路,也可以是多段管路形成的分段式管路,第一管路224上设置循环水泵223等动力组件或者其他部件。
在一些可选的实施例中,储水单元222具有接水部,接水部可以是接水盘或者储水箱中的至少一个,且接水盘或者储水箱的接收面积大于换热芯体21朝向接水盘或者储水箱的面积,从而方便对换热芯体21流下的水进行收集,防止水进入间接蒸发冷却机组100的其他位置。
需要说明的是,这里的换热芯体21朝向接水部的投影落入接水部内,从而实现通过接水部对换热芯体21中流下的水进行收集。
在一些可选的实施例中,接水盘或者储水箱的顶部具有可以打开的开口,方便对水进行收集,如采用可翻转的盖板覆盖开口,需要的时候将盖板盖上开口,实现对开口的封闭,在接水盘或者储水箱处于工作状态时,开口是处于打开状态的,以方便实现水的循环。
这里需要特殊解释的是,这里的储水单元222与外界水源是连通的,当循环水不够时,可以通过外界水源进行补水操作。另外,储水单元222的接收面积略大于换热芯体21的朝向储水单元222的面积即可,无需过大,以免储水单元222占用较大的空间。
可以理解的是,这里的储水单元222的形状和换热芯体21的底面形状是一致的,如换热芯体21的底面为矩形时,储水单元222采用矩形体的形状,以更好地接收换热芯体21流下的水,当然,当换热芯体21的底面为圆形时,储水单元222也相应地采用圆筒形的形状,这里不再进行过多的举例。
在一些可选的实施例中,间接蒸发冷却机组100还包括第二管路40,循环水泵223通过第二管路40与冷凝器31连通,其中第一管路224和第二管路40之间需要连通的位置采用接头进行连通。通过这种设置方式,可以使得冷凝器31和喷淋组件22共用一个循环水泵223,通过一个循环水泵223实现对第一管路224和第二管路40的控制,可以节省空调系统所占用的空间,并降低整个空调系统的成本。
在一些可选的实施例中,喷淋组件22还包括用于控制第一管路224的通断部件225,通断部件225安装在第一管路224上,这里的通断部件225可以是电磁阀或者蝶阀等产品,通过通断部件225在两个状态之间的切换实现喷嘴221的喷水动作或者喷水暂停等操作。当通断部件225处于连通状态时,即通断部件225处于闭合状态时,水在循环水泵223的作用下,从储水单元222通过第一管路224后从喷嘴221向换热芯体21喷出,实现蒸发冷却。
需要说明的是,第一管路224、第二管路40和通断部件225之间可以采用三通阀进行连接,实现第一管路224、第二管路40和通断部件225之间的连通。
循环水泵223、喷嘴221和储水单元222组成循环水路,喷嘴221用于向换热芯体21喷水,水在重力的作用下最终流入位于换热芯体21下方的储水单元222中。这样,喷嘴221可以使换热芯体21的表面与水充分接触,提高换热芯体21的换热效率,使间接蒸发冷却机组100同时利用了室外的冷空气和水的潜热对待冷却空间内的室内空气进行制冷,提高了制冷效率,降低能耗。在其它实施例中,喷嘴221也可以设置在换热芯体21的下方,只要能够使喷出的水与换热芯体21充分接触即可。
可选地,压缩制冷模块30还包括压缩机32、蒸发器33和第一节流部件34,冷凝器31包括第一接口和第二接口,第一接口、压缩机32、蒸发器33和第二接口依次连通设置,压缩机32、蒸发器33和第一节流部件34都是现有技术中的常见部件,第一节流部件34可以是电子膨胀阀等产品,蒸发器33继续采用现有技术中的翅片式换热器,压缩机32、蒸发器33、和冷凝器31之间采用冷媒管路35实现连通,实现冷媒的传递,第一节流部件34的两端分别与冷凝器31和蒸发器33连接,实现对冷媒流量的调节。
可选地,压缩制冷模块30还包括第二风机36,第二风机36用于驱动室内回风流动,蒸发器33设置在室内回风的流动路径上,具体地,第二风机36对应蒸发器33设置,也就是说,第二风机36设置于靠近蒸发器33的位置,使得热交换能够加速进行。
上面提到的压缩制冷模块30为压缩机32、蒸发器33、第一节流部件34和冷凝器31等组成的一套制冷系统,制冷系统工作时,在压缩机32的作用下,冷凝器31进行冷凝散热,蒸发器33进行蒸发吸热,从而降低室内送风的送风温度。
在一些可选的实施例中,喷嘴221的数量为至少两个,至少两个喷嘴221朝向换热芯体21的顶部和/或者朝向换热芯体21的底部设置,在图2中,喷嘴221朝向换热芯体21的顶部设置,也可以根据需要将喷嘴221设置在换热芯体21的底部,或者将部分喷嘴221朝向换热芯体21的顶部,其余喷嘴221朝向换热芯体21的底部设置,具体地,将多个喷嘴221中的一半朝向换热芯体21的顶部设置,将多个喷嘴221中的另一半朝向换热芯体21的底部设置等,从而可以实现从两个方向同时通过换热芯体21进行冷却,实现换热芯体21的错流换热功能,提高换热的效率。
当喷嘴221位于换热芯体21的底部时,喷嘴221朝向喷水,喷出很多细小的水雾,在风的带动下也能够进入换热芯体21的内部。
在一些可选的实施例中,各喷嘴221呈单排、单列或者多排多列设置,需要说明的是,喷嘴221的分布与换热芯体21的截面形状有关,采用多排多列的方式为优选的方式,如两排两列或者三排三列等,可以使得喷淋组件22从多个位置同时喷水,从而实现蒸发冷却的效果。
在一些可选的实施例中,室内回风和室内送风形成的风道上设置有过滤组件,通过过滤组件实现对风的过滤,实现过滤功能,过滤大颗粒粉尘和异物等。过滤组件可以包括初效滤网、高效滤网以及活性炭中的一种或多种。
需要说明的是,第一风机模块的第一风机,以及设置于蒸发器33附近的第二风机36的数量可以为一个或者多个,当第一风机和第二风机36的数量均为多个时,多个第一风机呈矩阵形式排布,每一行或每一列的第一风机沿直线间隔均匀布置,在其它实施例中,也可以交错布置,甚至是随机布置。实际中,可以根据制冷量需求的大小,设计机组的大小,从而确定第一风机的具体数量和排布形式。与此类似,多个第二风机36也可以呈矩阵形式排布,每一行或每一列的第二风机36沿直线间隔均匀布置,在其它实施例中,也可以交错布置,甚至是随机布置。实际中,可以根据制冷量需求的大小,设计机组的大小,从而确定第二风机36的具体数量和排布形式。
第一风机的数量和第二风机36的数量可以根据数据中心机房空间的大小进行选择,在一些空间较小的应用场景中,例如在一些制冷量需求较小的场所中,可以运用该间接蒸发冷却机组100,间接蒸发冷却机组100的整体尺寸较小,第一风机和第二风机36各设置一排,以减小机组的体积,同时也能保证制冷效果。在一些空间较大的应用场景中,例如在一些制冷量需求较大的场所中,可以运用该间接蒸发冷却机组100,间接蒸发冷却机组100的整体尺寸较大,第一风机和第二风机36可以均设置多排多列,保证制冷效果。
如图1所示,本发明中的间接蒸发冷却机组100具有室内回风和室内送风形成的室内送风风道,室内送风风道从室内回风和室内送风的方向,室内送风风道沿着风向依次设置有换热芯体21、蒸发器33和第二风机36,室内送风经过过滤组件过滤后进入室内,第二风机36位于室内送风风道上。间接蒸发冷却机组100还具有沿着室外进风和室外出风方向的室外风道,室外风道沿着风向依次设置有储水单元222、换热芯体21和第一风机模块10,这里的第一风机设置于室外风道上。
从图1中可以看出,室内送风风道和室外风道是交叉设置的,空气流通过程不存在拐点,减少了阻力,第一风机和第二风机36的运行效能高,提高了空气流通的效率。
需要理解的是,这里的第二风机36在室内送风风道的位置是可以调节的,例如设置于换热芯体21的左侧或者设置于换热芯体21和蒸发器33之间的位置,均可以起到加强换热的作用。
但是,这里的第一风机优选设置在室外风道的出风端,若设置在其他位置,例如将第一风机设置在储水单元222的下方,将会导致液态水不易顺利进入储水单元222的内部,对收集水产生不利的影响。将第一风机设置在喷嘴221和换热芯体21之间,将会对喷嘴221进行喷淋的方向产生影响,不利于喷嘴221对换热芯体21进行均匀喷水。
另外,本发明中的间接蒸发冷却机组100,在进行布局时,也是充分考虑了循环水泵223和压缩机32的重量比较大的特点,将循环水泵223和压缩机32放置在间接蒸发冷却机组100的底部位置,一方面可以使得整个间接蒸发冷却机组100稳定放置,不易发生倾倒的情况,另一方面,也可以将循环水泵223靠近储水单元222设置,减少第一管路224的长度。
此外,还需要说明的是,本发明中的间接蒸发冷却机组100,在进行布局时,将蒸发冷却模块20的各部件集中放置,并将压缩制冷模块30的各部件集中放置,可以方便后续的维修和保养。还需要指出的是,压缩制冷模块30的冷凝器31靠近蒸发冷却模块20设置,从而可以方便地通过第二管路40实现喷淋组件22与冷凝器31之间的连通,使得喷淋组件22和冷凝器31能够共用一个循环水泵223,使得间接蒸发冷却机组100的内部布局合理,且降低成本。
根据本发明的实施方式的第二方面,提供了一种空调系统,包括上面实施例中提到的间接蒸发冷却机组100。
这里的空调系统通过对间接蒸发冷却机组100进行改进,将间接蒸发冷却机组100的冷凝器31从现有技术中的翅片式换热器变更为板式换热器,相对于采用翅片式换热器而言,采用板式换热器可以使得冷凝器31无需设置在室外风道上,室外风道上设置有换热芯体21、喷嘴221和第一风机模块10,相比较于现有技术中的结构,在室外风道上减少了冷凝器31,从而可以降低室外风道的风阻,提高了整个空调系统的能效。
这里的空调系统的控制模式通常为三种运行模式,分别为干模式、湿模式和混合模式,具体在干模式、湿模式和混合模式下具体的工作状态将在后续展开阐述。
根据本发明的实施方式的第三方面,提供了一种空调系统的控制方法,如图2所示,图2示意性地示出了根据本发明实施方式的空调系统的控制方法的流程图,控制方法包括:
获取室外温度;
这里的室外温度为室外的环境温度,可以采用温度传感器获取。
根据室外温度所处的预设区间,运行与预设区间对应的控制模式;
这里为了与现有技术中的划分模式一致,将预设区间分为三个,根据室外温度的数据,确定该室外温度所处的预设区间,并使得空调系统按照与预设区间对应的控制模式运行。
根据控制模式为混合模式,关闭第一风机模块10,运行喷淋组件22和蒸发冷却模块20。
在现有技术中的空调系统中,第一风机模块10是处于工作状态的,而在本发明中,由于在混合模式状态下,第一风机模块10所起的作用有限,可以将第一风机模块10关闭,从而达到节能、降低能耗的目的。
这里的控制模式通常为三种运行模式,分别为干模式、湿模式和混合模式,下面将分别进行展开描述。
第一种,空调系统处于干模式的状态。
当室外温度处于较低的预设区间时,此时室外温度处于较低的状态,空调系统的控制模式为干模式,通过换热芯体21的换热就满可以满足制冷需求。在干模式状态下,第一风机模块10的第一风机开启,进入工作状态,第二风机36也开启,进入工作状态,压缩制冷模块30和蒸发冷却模块20均处于暂停状态。
室外低温冷空气与室内回风高温空气通过换热芯体21进行热量交换,为室内提供冷量。在现有技术中,室外新风形成的室外风道中存在的阻力有新风过滤网的阻力、换热芯体21的阻力以及冷凝器31的阻力等,而采用本发明中的结构,如图1所示,将冷凝器31从室外风道中移出,减少了冷凝器31的阻力,在相同风量需求的前提条件下,即机组的冷量需求相同,第一风机的转速可以降低,从而可以提高空调系统的能效。
在干模式状态时,室外温度处于较低的水平,出于节约水资源或防止结冰的考虑,循环水泵223停止运行,室外空气在换热芯体21内以干模式与室内回风换热。
第二种,空调系统处于湿模式的状态。
当室外温度处于中间的预设区间时,室外温度处于稍高的状态,室外温度高于较低的预设区间,此时空调系统的控制模式为湿模式。空调系统的控制模式采用干模式已经无法满足空调系统的冷量需求,在湿模式状态下,开启喷淋组件22,循环水泵223开启且通断部件225处于连通的状态,循环水泵223从储水单元222的内部抽水并通过第一水管输送至喷嘴221。喷淋水被多个喷嘴221均匀喷洒到换热芯体21的内部,并在室外新风形成的室外风道中蒸发以提升对室内回风的降温效果,达到空调系统的制冷量需求,在湿模式状态下,第一风机和第二风机36均处于开启状态。
在湿模式状态下,室外风道中减少了冷凝器31的风阻,空调系统的机组能效也比现有技术中的空调系统提高。
第三种,空调系统处于混合模式的状态。
当室外温度处于较高的预设区间时,室外温度处于较高的状态,室外温度高于中间的预设区间,采用湿模式无法满足空调系统的冷量需求,此时,闭合通断部件225,压缩机32系统开启。喷淋水流在循环水泵223的作用下,从储水单元222中抽出,经过冷凝器31后从喷嘴221喷出,到达换热芯体21上,由于压缩机32排出的高温气态冷媒经过冷凝器31冷凝,低温水冷凝比高温空气的冷凝效果好,压缩机32能效较高。另外,由于室外风道的阻力也比现有技术中的空调系统降低,从而提高了空调系统的能效,降低了空调系统的能耗。
需要说明的是,在空调系统处于混合模式时,由于室外新风的温度处于较高的状态,换热芯体21的换热效果有限,可以将第一风机关闭,只运行压缩制冷模块30和蒸发制冷模块20,从而大大降低了整机能耗。现有技术中的调控系统,第一风机在混合模式下无法关闭,会导致空调系统的能耗增加。
现有技术中的间接蒸发冷却机组100具有喷淋组件22,将冷凝器31采用板式换热器,结构简单,只需要挪动冷凝器31的位置,将冷凝器31从室外风道中移出,并将冷凝器31与现有技术中的喷淋组件22连通即可,减少了现有技术中翅片式换热器的冷凝器31与换热芯体21之间的密封结构。
需要说明的是,这里的提到的三种模式,干模式、湿模式和混合模式在不同的工况下具有不同的预设区间,预设区间是可以进行地理位置和使用者的要求进行调整的,例如,在某一个具体工况下时,干模式对应的预设区间为小于3摄氏度,湿模式对应的预设区间为大于等于3摄氏度且小于20摄氏度,混合模式对应的预设区间为大于等于20摄氏度;在另一个具体工况下时,干模式对应的预设区间为小于-2摄氏度,湿模式对应的预设区间为大于等于-2摄氏度且小于25摄氏度,混合模式对应的预设区间为大于等于25摄氏度;在需要的时候,还可以对预设区间进行其他的划分方式。
下面将结合实际应用场景,对空调系统的控制方法进行具体描述。
在该工况下,干模式对应的预设区间为小于零下2摄氏度,湿模式对应的预设区间为大于等于零下2摄氏度且小于26摄氏度,混合模式对应的预设区间为大于等于26摄氏度。
当室外温度为零下5摄氏度时,处于较低的预设区间,此时空调系统在干模式状态下工作,第一风机开启,第二风机36也开启,压缩制冷模块30和蒸发冷却模块20均不工作,处于暂停状态,通过换热芯体21的换热实现热量交换,为室内提供冷量。
当室外温度为10摄氏度时,处于中间的预设区间,此时空调系统的控制模式为湿模式,喷淋组件22工作,第一风机和第二风机36均处于开启状态,压缩制冷模块不工作,处于暂停状态,通过换热芯体21的换热和间接蒸发冷却,为室内提供冷量。
当室外温度为33摄氏度时,处于较高的预设区间,此时空调系统的控制模式为混合模式,喷淋组件22工作,第二风机36处于开启状态,压缩制冷模块30工作,考虑到第一风机模块10的降温效果有限,第一风机模块处于关闭状态,通过换热芯体21的换热、间接蒸发冷却和压缩制冷,为室内提供冷量。
在现有技术中,空调系统处于混合模式时,通常是喷淋组件22工作,压缩制冷模块30工作,且第一风机模块10和第二风机36均处于工作状态,但是,此时第一风机模块10的作用有限,但是无法关闭第一风机,导致空调系统的能耗增加。而在本发明中,由于将冷凝器31从翅片式换热器更换为板式换热器,可以调整冷凝器31的位置,从而可以将第一风机关闭,降低空调系统的能耗。
本发明中提到的室内主要是指数据中心机房等空间中,可以将间接蒸发冷却机组100安装在数据中心机房,具体的装配形式包括三种装配方式,也就是说,间接蒸发冷却机组100可以装配在待冷却空间的顶部、间接蒸发冷却机组100也可以装配在待冷却空间的外侧面或者间接蒸发冷却机组100装配在待冷却空间的内部。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种间接蒸发冷却机组,其特征在于,所述间接蒸发冷却机组包括:
第一风机模块;
蒸发冷却模块,所述蒸发冷却模块包括换热芯体和喷淋组件,所述换热芯体包括第一流道和第二流道,所述第一流道和所述第二流道分别独立设置并能彼此导热,所述第一流道用于通入室内回风,所述第二流道用于通入室外新风,所述喷淋组件包括喷嘴,所述喷嘴用于向所述换热芯体喷淋流体,以调节所述第一流道内的室内回风的温度;以及
压缩制冷模块,所述压缩制冷模块包括冷凝器,所述冷凝器为板式换热器;
所述第一风机模块用于驱动室外新风流经所述第一流道,所述换热芯体和所述喷嘴设置在所述室外新风流经的室外风道中。
2.根据权利要求1所述的间接蒸发冷却机组,其特征在于,所述喷淋组件还包括储水单元、循环水泵以及第一管路,所述储水单元设置于所述换热芯体的下方,所述第一管路连通所述储水单元和所述喷嘴,所述循环水泵设置于所述第一管路上。
3.根据权利要求2所述的间接蒸发冷却机组,其特征在于,所述间接蒸发冷却机组还包括第二管路,所述循环水泵通过所述第二管路与所述冷凝器连通。
4.根据权利要求2所述的间接蒸发冷却机组,其特征在于,所述喷淋组件还包括通断部件,所述通断部件设置于所述第一管路上。
5.根据权利要求2所述的间接蒸发冷却机组,其特征在于,所述储水单元具有接水部,所述换热芯体朝向所述接水部的投影落入所述接水部内。
6.根据权利要求1所述的间接蒸发冷却机组置,其特征在于,所述压缩制冷模块还包括压缩机和蒸发器,所述冷凝器包括第一接口和第二接口,所述第一接口、所述压缩机、所述蒸发器和所述第二接口依次连通设置。
7.根据权利要求6所述的间接蒸发冷却机组,其特征在于,所述压缩制冷模块还包括第二风机,第二风机用于驱动室内的空气流动,所述蒸发器设置在所述室内回风的流动路径上。
8.根据权利要求1所述的间接蒸发冷却机组,其特征在于,所述喷嘴的数量至少为两个,至少两个所述喷嘴朝向所述换热芯体的顶部和/或底部设置。
9.根据权利要求8所述的间接蒸发冷却机组,其特征在于,多个所述喷嘴呈单排、单列或者多排多列设置。
10.一种空调系统,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的间接蒸发冷却机组。
11.一种空调系统的控制方法,用于控制根据权利要求10所述的空调系统,其特征在于,所述空调系统的控制方法包括:
获取室外温度;
根据所述室外温度所处的预设区间,运行与所述预设区间对应的控制模式;
根据所述控制模式为混合模式,关闭第一风机模块,运行压缩制冷模块和蒸发冷却模块。
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