CN207113100U - 基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统 - Google Patents

基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统 Download PDF

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CN207113100U CN201720834147.XU CN201720834147U CN207113100U CN 207113100 U CN207113100 U CN 207113100U CN 201720834147 U CN201720834147 U CN 201720834147U CN 207113100 U CN207113100 U CN 207113100U
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肖剑仁
林涛
陈华
陈震宇
郭筱莹
林颖捷
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Fujian Architectural Design Research Institute Co Ltd
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Abstract

本实用新型为一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统。本实用新型所述系统包括控制室内湿度的湿度调节系统和控制室内温度的温度调节系统;所述的湿度调节系统为自带冷源的新风机组;温度调节系统采用高温制冷耦合蓄能冷源,所述高温制冷耦合蓄能冷源包括供冷冷水机组、蓄冷冷水机组、室外侧换热系统、免费供冷换热器、蓄冷设备、空调供冷循环泵、空调蓄冷循环泵、若干阀门和管道;本实用新型的优点在于:克服常规数据机房空调冷源系统的不足,提供一种经济、健康、舒适、绿环保、节能、稳定系统。

Description

基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统
技术领域
本实用新型涉及一种空调系统,尤其涉及一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统。
背景技术
随着我国经济社会的发展和人口密度的增加,金融行业的发展高速拓展,在计算机方面的需求量也越来越多,因而数据机房在社会中的应用也得到广泛关注,对数据机房全年供冷的技术要求随之提高。传统数据机房空调采用冷冻除湿+电加热的方式,存在冷热抵消的浪费现象,为了达到对除湿要求往往不得不采用较低的空调冷冻水温度,系统能效较低。
发明内容
本实用新型的目的在于克服常规数据机房空调冷源系统的不足,提供一种经济、健康、舒适、绿环保、节能、稳定的基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统。
本实用新型所采用的技术方案是:一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统,它包括控制室内湿度的湿度调节系统和控制室内温度的温度调节系统;
所述的湿度调节系统为自带冷源的新风机组;通过控制处理后送入房间的新风含湿量,达到控制室内湿度的目的;
温度调节系统采用高温制冷耦合蓄能冷源,所述高温制冷耦合蓄能冷源包括供冷冷水机组、蓄冷冷水机组、室外侧换热系统、免费供冷换热器、蓄冷设备、空调供冷循环泵、空调蓄冷循环泵、若干阀门和管道;
所述的供冷冷水机组、蓄冷冷水机组、免费供冷换热器分别与室外侧换热系统相连,
室外侧换热系统根据工程的条件差异采用以下方式中的其中一种:
(a)室外侧换热系统在地下水水量充足、水质水温适宜、允许直接取地下水的地区,其换热介质选用地下水;
(b)室外侧换热系统在地表水水量充足、水质水温适宜、允许直接取地表水的地区,其换热介质选用地表水;
(c)室外侧换热系统在水量不足、水质水温不适宜、水体不允许直接取用的地区,采取地埋式的连接管道与冷却塔结合的方式;
(d)在不采用上述三种换热介质或换热方式的情况下,与供冷冷水机组、蓄冷冷水机组相连的室外侧换热系统采取冷却塔或室外空气,与免费供冷换热器相连的室外侧换热系统采取冷却塔。
空调供冷循环泵连接空调区末端回水,空调区末端回水通过空调供冷循环泵加压后进入回水环路,在回水环路上分设三条支路,
第一支路通过第一回水管路连接供冷冷水机组,空调回水经供冷冷水机组换热后成为空调供水,空调供水经第一供水管路回流至空调区末端供水;
第二支路通过第二回水管路连接免费供冷换热器,空调回水经免费供冷换热器换热后成为空调供水,空调供水经第二供水管路回流至空调区末端供水;
第三支路通过第三回水管路连接蓄冷设备,空调回水经蓄冷设备换热后成为空调供水,空调供水经第三供水管路回流至空调区末端供水;
第二回水管路、第三回水管路、第一供水管路、第二供水管路、第三供水管路上分别设有第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门;
第三回水管路上分支有第四回水管路、第四回水管路位于蓄冷设备进水口与第三阀门之间,第四回水管连接蓄冷冷水机组且在第四回水管上设有空调蓄冷循环泵;
第三供水管路上分支有第四供水管路,第四供水管路位于蓄冷设备出水口与第六阀门之间,第四供水管路连接蓄冷冷水机组且在第四回水管上设有第一阀门。
具有如下优点:
1.针对数据机房全年供冷,显热负荷比例高的特点,采用温湿度独立控制的方式,与常规冷水机组构建的传统空调系统相比,湿度通过自带冷源的新风机组来控制,温度控制所需要的冷冻水温度大幅提高,机组采用高温冷水机组,提高了系统能效;
2.系统中采用蓄冷装置作为应急冷源,保证数据机房在发生断电事故时能持续供冷,提高机房运行的可靠性;
3.与常规冷水机组构建的传统空调系统相比,冷冻水温度大幅提高,可利用室外低温换热介质进行免费供冷的时间大幅增加,节省运行费用;
4.与常规冷水机组构建的传统空调系统相比,系统的供回水均采用环路连接,使空调系统在局部管路发生故障时不影响对空调区域进行供冷,保证空调系统运行的可靠性。
附图说明
图1一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统原理图;
图2一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统平时供冷与蓄冷工况原理图;
图3一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统过渡季节供冷与蓄冷工况原理图;
图4一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统应急冷源释冷工况原理图;
标号说明
1-供冷冷水机组、11-第一冷凝器、12-第一蒸发器、2-蓄冷冷水机组、21- 第二冷凝器、22-第二蒸发器、3-室外侧换热系统、4-免费供冷换热器、5-蓄冷设备、6-空调供冷循环泵、61-回水环路、7-空调蓄冷循环泵、81-第一回水管路、 82-第二回水管路、83-第三回水管路、84-第四回水管路、85-第一供水管路、86- 第二供水管路、87-第三供水管路、88-第四供水管路、91-第一阀门、92-第二阀门、93-第三阀门、94-第四阀门、95-第五阀门、96-第六阀门。
具体实施方式
为了使本实用新型的结构更加清楚完整,下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
本实用新型的整体设计理念为:针对数据机房全年供冷、显热负荷比例高的特点,采用湿度与温度独立控制的方式,湿度控制系统采用自带冷源的新风机组处理室外新风,通过控制处理后的新风含湿量达到控制室内湿度的目的;温度调节系统采用供冷冷水机组+蓄冷设备+蓄冷冷水机组+免费供冷换热器的组合形式,通过切换阀门实现系统在平时供冷与蓄冷、过渡季节供冷与蓄冷、应急冷源释冷三种工况的切换方式,构建一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统,
它包括控制室内湿度的湿度调节系统和控制室内温度的温度调节系统;
所述的湿度调节系统为自带冷源的新风机组;新风机组处理室外新风,通过控制处理后的新风含湿量达到控制室内湿度的目的;
如图1所示:温度调节系统采用高温制冷耦合蓄能冷源,所述高温制冷耦合蓄能冷源包括供冷冷水机组1、蓄冷冷水机组2、室外侧换热系统3、免费供冷换热器4、蓄冷设备5、空调供冷循环泵6、空调蓄冷循环泵7、若干阀门和管道;
所述的供冷冷水机组1、蓄冷冷水机组2、免费供冷换热器4分别与室外侧换热系统3相连,
空调供冷循环泵6连接空调区末端回水,空调区末端回水通过空调供冷循环泵6加压后进入回水环路61,在回水环路61上分设三条支路,
第一支路通过第一回水管路81连接供冷冷水机组1,空调回水经供冷冷水机组1换热后成为空调供水,空调供水经第一供水管路85回流至空调区末端供水;
第二支路通过第二回水管路82连接免费供冷换热器4,空调回水经免费供冷换热器4换热后成为空调供水,空调供水经第二供水管路86回流至空调区末端供水;
第三支路通过第三回水管路83连接蓄冷设备5,空调回水经蓄冷设备5换热后成为空调供水,空调供水经第三供水管路87回流至空调区末端供水;
第二回水管路82、第三回水管路83、第一供水管路85、第二供水管路86、第三供水管路87上分别设有对应第二阀门92、第三阀门93、第四阀门94、第五阀门95、第六阀门96;
第三回水管路83上分支有第四回水管路84、第四回水管路84位于蓄冷设备5进水口与第三阀门93之间,第四回水管连接蓄冷冷水机组2且在第四回水管上设有空调蓄冷循环泵7;
第三供水管路87上分支有第四供水管路88,第四供水管路88位于蓄冷设备5出水口与第六阀门96之间,第四供水管路88连接蓄冷冷水机组2且在第四回水管上设有第一阀门91。
通过阀门的启闭,可实现平时供冷与蓄冷、过渡季节供冷与蓄冷、应急冷源释冷工况的转换,提高数据机房全年供冷的可靠性、稳定性及经济性。
室外侧换热系统3根据工程的条件差异采用以下方式中的其中一种:
(a)室外侧换热系统3在地下水水量充足、水质水温适宜、允许直接取地下水的地区,其换热介质选用地下水;
(b)室外侧换热系统3在地表水水量充足、水质水温适宜、允许直接取地表水的地区,其换热介质选用地表水;
(c)室外侧换热系统3在水量不足、水质水温不适宜、水体不允许直接取用的地区,采取地埋式的连接管道与冷却塔结合的方式;
(d)在不采用上述三种换热介质或换热方式的情况下,与供冷冷水机组 (1)、蓄冷冷水机组2相连的室外侧换热系统3采取冷却塔或室外空气,与免费供冷换热器4相连的室外侧换热系统3采取冷却塔。
所述供冷冷水机组1包括第一冷凝器11和第一蒸发器12,第一冷凝器11 连接室外侧换热系统3;第一蒸发器12连接第一回水管路81和第一供水管路 85。
所述蓄冷冷水机组2包括第二冷凝器21和第二蒸发器22,第二冷凝器21 连接室外侧换热系统3;第二蒸发器22连接第四回水管路84和第四供水管路88。
基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统的控制方法,通过控制供冷冷水机组1、蓄冷冷水机组2、室外侧换热系统3、免费供冷换热器4、蓄冷设备5、空调供冷循环泵6、空调蓄冷循环泵7的启停以及切换不同阀门启闭实现平时供冷与蓄冷、过渡季节供冷与蓄冷、应急冷源释冷三种工况的切换。
具体控制方式如下:
1平时供冷与蓄冷
如图2所示:供冷冷水机组1供冷、蓄冷冷水机组2供冷、蓄冷设备5蓄冷、室外侧换热系统3运行、空调供冷循环泵6运行、空调蓄冷循环泵7运行,并将第一阀门91、第四阀门94打开;第二阀门92、第三阀门93、第五阀门95、第六阀门96关闭;其中,供冷冷水机组1为空调末端供冷,蓄冷冷水机组2维持蓄冷设备5的水温;
2过渡季节供冷与蓄冷
如图3所示:蓄冷冷水机组2供冷、免费供冷换热器4供冷、蓄冷设备5 蓄冷、室外侧换热系统3运行、空调供冷循环泵6运行、空调蓄冷循环泵7运行,并将第一阀门91、第二阀门92、第五阀门95打开;将第三阀门93、第四阀门94、第六阀门96关闭;其中,免费供冷换热器4为空调末端供冷,蓄冷冷水机组2维持蓄冷设备5的水温;
3应急冷源释冷
如图4所示:蓄冷设备5供冷、空调供冷循环泵6运行,并将第三阀门93、第六阀门96打开;将第一阀门91、第二阀门92、第四阀门94、第五阀门95 关闭;其中,蓄冷设备5为空调末端供冷。
以下为一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统的具体应用:
该应用为东南地区某市的数据中心机房,总建筑面积约18378m2。数据中心设计等级按A类、TⅢ标准。空调总冷负荷为2.6万kw。
数据机房区域空调系统采用一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统,满足数据机房全年持续供冷的要求,保证系统稳定性,主机采用高温高压供冷冷水机组+风冷型蓄冷冷水机组+蓄冷罐+免费供冷换热器的组合形式,高温高压供冷冷水机组设置在一层冷冻机房,风冷型蓄冷冷水机组设置在通风良好的屋面,蓄冷罐和免费供冷换热器设置在地下一层。
该项目的主要配置如下:
1供冷冷水机组:
高温高压离心式冷水机组,单台额定制冷量7032lW,共5台,4用1备;
2蓄冷冷水机组:
风冷冷水机组,单台额定制冷量550kW,共2台;
3室外侧换热系统:
供冷冷水机组及免费供冷换热器室外侧换热系统采用冷却塔,单台冷却塔额定流350m3/h,共16台;
蓄冷冷水机组室外侧换热系统采用风冷系统,由风冷冷水机组选配;
4免费供冷换热器:
额定换热量7500kW,共4台;
5蓄冷设备:
蓄冷罐,容积720m3,蓄冷温度10~11℃,释冷终温19℃;
6空调供冷循环泵:
单台流量1000m3/h,扬程29m,共5台,4用1备;
7空调蓄冷循环泵:
单台流量100m3/h,扬程27m,共4台,2用2备。

Claims (4)

1.一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统,其特征在于:它包括控制室内湿度的湿度调节系统和控制室内温度的温度调节系统;
所述的湿度调节系统为自带冷源的新风机组;
温度调节系统采用高温制冷耦合蓄能冷源,所述高温制冷耦合蓄能冷源包括供冷冷水机组(1)、蓄冷冷水机组(2)、室外侧换热系统(3)、免费供冷换热器(4)、蓄冷设备(5)、空调供冷循环泵(6)、空调蓄冷循环泵(7)、若干阀门和管道;
所述的供冷冷水机组(1)、蓄冷冷水机组(2)、免费供冷换热器(4)分别与室外侧换热系统(3)相连,
空调供冷循环泵(6)连接空调区末端回水,空调区末端回水通过空调供冷循环泵(6)加压后进入回水环路(61),在回水环路(61)上分设三条支路,
第一支路通过第一回水管路(81)连接供冷冷水机组(1),空调回水经供冷冷水机组(1)换热后成为空调供水,空调供水经第一供水管路(85)回流至空调区末端供水;
第二支路通过第二回水管路(82)连接免费供冷换热器(4),空调回水经免费供冷换热器(4)换热后成为空调供水,空调供水经第二供水管路(86)回流至空调区末端供水;
第三支路通过第三回水管路(83)连接蓄冷设备(5),空调回水经蓄冷设备(5)换热后成为空调供水,空调供水经第三供水管路(87)回流至空调区末端供水;
第二回水管路(82)、第三回水管路(83)、第一供水管路(85)、第二供水管路(86)、第三供水管路(87)上分别对应设有第二阀门(92)、第三阀门(93)、第四阀门(94)、第五阀门(95)、第六阀门(96);
第三回水管路(83)上分支有第四回水管路(84)、第四回水管路(84)位于蓄冷设备(5)进水口与第三阀门(93)之间,第四回水管连接蓄冷冷水机组(2)且在第四回水管上设有空调蓄冷循环泵(7);
第三供水管路(87)上分支有第四供水管路(88),第四供水管路(88)位于蓄冷设备(5)出水口与第六阀门(96)之间,第四供水管路(88)连接蓄冷冷水机组(2)且在第四回水管上设有第一阀门(91)。
2.根据权利要求1所述的一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统,其特征在于:
室外侧换热系统(3)根据工程的条件差异采用以下方式中的其中一种:
(a)室外侧换热系统(3)在地下水水量充足、水质水温适宜、允许直接取地下水的地区,其换热介质选用地下水;
(b)室外侧换热系统(3)在地表水水量充足、水质水温适宜、允许直接取地表水的地区,其换热介质选用地表水;
(c)室外侧换热系统(3)在水量不足、水质水温不适宜、水体不允许直接取用的地区,采取地埋式的连接管道与冷却塔结合的方式;
(d)在不采用上述三种换热介质或换热方式的情况下,与供冷冷水机组(1)、蓄冷冷水机组(2)相连的室外侧换热系统(3)采取冷却塔或室外空气,与免费供冷换热器(4)相连的室外侧换热系统(3)采取冷却塔。
3.根据权利要求1所述的一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统,其特征在于:所述供冷冷水机组(1)包括第一冷凝器(11)和第一蒸发器(12),第一冷凝器(11)连接室外侧换热系统(3);第一蒸发器(12)连接第一回水管路(81)和第一供水管路(85)。
4.根据权利要求1所述的一种基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统,其特征在于:所述蓄冷冷水机组(2)包括第二冷凝器(21)和第二蒸发器(22),第二冷凝器(21)连接室外侧换热系统(3);第二蒸发器(22)连接第四回水管路(84)和第四供水管路(88)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107355926A (zh) * 2017-07-11 2017-11-17 福建省建筑设计研究院 基于温湿度独立控制的高温制冷耦合蓄能冷源空调系统及其控制方法
CN110274315A (zh) * 2018-12-27 2019-09-24 国家计算机网络与信息安全管理中心 一种数据中心冷源系统
CN111263562A (zh) * 2019-11-28 2020-06-09 中国电信股份有限公司浙江分公司 数据中心多元化综合冷却系统及控制方法

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