CN207969273U - 一种蒸发冷却机组及冷却系统 - Google Patents

一种蒸发冷却机组及冷却系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种蒸发冷却机组及冷却系统,包括:壳体、换热器、间接蒸发冷却器、排风风机和送风风机;壳体包围形成新风风道、回风风道、送风风道和排风风道;壳体上设置有回风口、第一新风口、送风口和排风口;回风风道通过回风口接收数据中心输送的回风;新风风道通过第一新风口接收外部输送的新风;换热器利用新风风道中的新风对回风风道中的回风进行冷却,输出冷却后的回风及吸热后的新风;间接蒸发冷却器利用吸热后的新风对冷却后的回风进行冷却,将冷却得到的冷空气输出至送风风道,将吸热得到的热空气输出至排风风道;排风风机将排风风道中的热空气排出;送风风机将送风风道中的冷空气输送给数据中心。本实用新型提供的方案能够降低能耗。

Description

一种蒸发冷却机组及冷却系统
技术领域
本实用新型涉及空调设备技术领域,特别涉及一种蒸发冷却机组及冷却系统。
背景技术
随着数据中心中服务器数量的增加,其散热密度快速增长。为了维持恒定的温度,保证数据中心的稳定运行,需要持续为数据中心进行降温。
现有技术中,一般通过在数据中心的服务器间放置列间空调对数据中心进行降温。
但是,该方法的能耗较高。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种蒸发冷却机组及冷却系统,能够降低能耗。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种蒸发冷却机组,包括:壳体、换热器、间接蒸发冷却器、排风风机和送风风机;
所述壳体包围形成新风风道、回风风道、送风风道和排风风道;
所述壳体上设置有回风口、第一新风口、送风口和排风口;
所述回风风道通过所述回风口接收数据中心输送的回风;
所述新风风道通过所述第一新风口接收外部输送的新风;
所述换热器,用于利用所述新风风道中的新风对所述回风风道中的回风进行冷却,输出冷却后的回风及吸热后的新风;
所述间接蒸发冷却器,用于利用所述吸热后的新风对所述冷却后的回风进行冷却,将冷却得到的冷空气输出至所述送风风道,将吸热得到的热空气输出至所述排风风道;
所述排风风机,用于将所述排风风道中的热空气排出;
所述送风风机,用于将所述送风风道中的冷空气输送给所述数据中心。
优选地,
进一步包括:直接蒸发冷却器;
所述壳体上进一步设置有第二新风口;
所述直接蒸发冷却器,用于接收外部通过所述第二新风口输送的新风;并对所述第二新风口输送的新风进行冷却,将冷却得到的冷空气输出至所述送风风道。
优选地,
所述间接蒸发冷却器,包括:第一集水池、第一水泵、第一填料、第一水管、至少一根风管和至少一个第一喷头;
所述至少一根风管设置在所述第一集水池上方,排列成至少一层,每一层包括至少一根,并且,各根所述风管间填充有所述第一填料;
所述至少一个第一喷头设置于所述第一水管上,并位于最高层风管的上方;
所述第一水泵,用于将所述第一集水池中的水通过所述第一水管输送至各个所述第一喷头;
各个所述第一喷头,用于将水向下喷淋至所述第一填料及各根所述风管表面,以使水分别与所述吸热后的新风、各根所述风管中流通的所述冷却后的回风进行热交换。
优选地,
所述直接蒸发冷却器,包括:第二集水池、第二水泵、第二填料、第二水管、挡水板和至少一个第二喷头;
所述第二填料填充在所述第二集水池的上方;
所述至少一个第二喷头设置于所述第二水管上,并位于所述第二填料的上方;
所述第二水泵,用于将所述第二集水池中的水通过所述第二水管输送至各个所述第二喷头;
各个所述第二喷头,用于将水向下喷淋至所述第二填料表面,以使水与所述第二新风口输送的新风进行热交换;
所述挡水板,用于阻止水进入所述送风风道。
优选地,
所述第一填料,包括:聚氯乙烯或铝箔。
优选地,
所述第二填料,包括:聚氯乙烯或铝箔。
优选地,
所述间接蒸发冷却器,进一步包括:至少一个吸水性纤维层,其中,所述吸水性纤维层与所述风管一一对应;
所述风管被所述吸水性纤维层包裹。
优选地,
包围形成所述送风风道的所述壳体上设置有风阀;
当外部通过所述第二新风口输送的新风的温度小于30℃时,所述风阀开启,否则,所述风阀关闭。
第二方面,本实用新型实施例提供了一种冷却系统,包括:上述任一实施例中所述的蒸发冷却机组和数据中心。
本实用新型实施例提供了一种蒸发冷却机组及冷却系统,其中,该蒸发冷却机组通过换热器利用室外的新风对数据中心产生的回风进行第一次冷却,并通过间接蒸发冷却器利用加热后的新风对第一次冷却后的回风进行第二次冷却,并将冷却得到的冷空气提供给数据中心进行降温。该蒸发冷却机组利用室外的空气作为冷源,相比于耗电量较高的列间空调等设备能够降低能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一个实施例提供的一种蒸发冷却机组的结构示意图;
图2是本实用新型另一个实施例提供的一种蒸发冷却机组的结构示意图;
图3是本实用新型又一个实施例提供的一种蒸发冷却机组的结构示意图;
图4是本实用新型再一个实施例提供的一种蒸发冷却机组的结构示意图;
图5是本实用新型一个实施例提供的另一种蒸发冷却机组的结构示意图;
图6是本实用新型一个实施例提供的一种冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示,本实用新型实施例提供了一种蒸发冷却机组,包括:壳体101、换热器102、间接蒸发冷却器103、排风风机104和送风风机105;
所述壳体101包围形成新风风道S1、回风风道S2、送风风道S3和排风风道S4;
所述壳体101上设置有回风口1011、第一新风口1012、送风口1013和排风口1014;
所述回风风道S2通过所述回风口1011接收数据中心输送的回风;
所述新风风道S1通过所述第一新风口1012接收外部输送的新风;
所述换热器102,用于利用所述新风风道S1中的新风对所述回风风道S2中的回风进行冷却,输出冷却后的回风及吸热后的新风;
所述间接蒸发冷却器103,用于利用所述吸热后的新风对所述冷却后的回风进行冷却,将冷却得到的冷空气输出至所述送风风道S3,将吸热得到的热空气输出至所述排风风道S4;
所述排风风机104,用于将所述排风风道S4中的热空气排出;
所述送风风机105,用于将所述送风风道S3中的冷空气输送给所述数据中心。
该蒸发冷却机组通过换热器利用室外的新风对数据中心产生的回风进行第一次冷却,并通过间接蒸发冷却器利用加热后的新风对第一次冷却后的回风进行第二次冷却,并将冷却得到的冷空气提供给数据中心进行降温。该蒸发冷却机组利用室外的空气作为冷源,相比于耗电量较高的列间空调等设备能够降低能耗。
其中,换热器102为风风换热器,例如,新风全热交换器。如图1所示,换热器102设置于新风风道S1与回风风道S2中,分别从新风风道S1、回风风道S2的一侧吸入数据中心输送的回风、外部输送的新风,并将冷却后的回风及吸热后的新风分别排放至新风风道S1、回风风道S2的另一侧。
通过蒸发冷却机组产生的冷空气通过管道输送至数据中心,对数据中心进行降温,同时,数据中心产生的热量通过管道输送至回风口,实现循环冷却。
间接蒸发冷却器的冷却过程为等湿降温过程,其极限温度能达到空气的露点温度。
在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,该蒸发冷却机组,还包括:直接蒸发冷却器106;
所述壳体101上进一步设置有第二新风口1015;
所述直接蒸发冷却器106,用于接收外部通过所述第二新风口输送的新风;并对所述第二新风口1015输送的新风进行冷却,将冷却得到的冷空气输出至所述送风风道S3。
与间接蒸发冷却器103相同的是,直接蒸发冷却器106冷却得到的冷空气也排放至送风风道S3,并由送风风机输送至数据中心。
在本实用新型的一个实施例中,如图3所示,所述间接蒸发冷却器103,包括:第一集水池1031、第一水泵1032、第一填料1033、第一水管1034、至少一根风管1035和至少一个第一喷头1036;
所述至少一根风管1035设置在所述第一集水池1031上方,排列成至少一层,每一层包括至少一根,并且,各根所述风管1035间填充有所述第一填料1033;
所述至少一个第一喷头1036设置于所述第一水管1034上,并位于最高层风管的上方;
所述第一水泵1032,用于将所述第一集水池1031中的水通过所述第一水管1034输送至各个所述第一喷头1036;
各个所述第一喷头1036,用于将水向下喷淋至所述第一填料1033及各根所述风管1035表面,以使水分别与所述吸热后的新风、各根所述风管1035中流通的所述冷却后的回风进行热交换。
在实际应用场景中,根据换热需求的不同,风管及喷头的数量可以适当调整,风管自上而下设置有多层,每一层具有多跟风管,最高层风管上方的喷头喷淋面积能够覆盖最高层风管。
第一填料用于增加换热面积,可以采用聚氯乙烯等高分子材料或铝箔等。
在本实用新型的一个实施例中,所述间接蒸发冷却器103,还包括:至少一个吸水性纤维层,其中,所述吸水性纤维层与所述风管一一对应;
所述风管被所述吸水性纤维层包裹。
其中,吸水性纤维层为吸水性材料制成,能够使水在其表面形成均匀的水膜,增加吸热后的新风与水的接触面积。
在本实用新型的一个实施例中,如图4所示,所述直接蒸发冷却器106,包括:第二集水池1061、第二水泵1062、第二填料1063、第二水管1064、挡水板1065和至少一个第二喷头1066;
所述第二填料1063填充在所述第二集水池1061的上方;
所述至少一个第二喷头1066设置于所述第二水管1064上,并位于所述第二填料1063的上方;
所述第二水泵1062,用于将所述第二集水池1061中的水通过所述第二水管1064输送至各个所述第二喷头1066;
各个所述第二喷头1066,用于将水向下喷淋至所述第二填料1063表面,以使水与所述第二新风口1015输送的新风进行热交换;
所述挡水板1065,用于阻止水进入所述送风风道S3。
第二填料与第一填料的功能类似,即用于增加换热面积,可以采用聚氯乙烯等高分子材料或铝箔等。
在直接蒸发冷却器中,水泵将集水池中的水提升至填料的顶部,通过第二喷头均匀地将水喷淋在填料上,在送风风机的作用下,空气(新风)与水在第二填料中充分接触,空气被加湿冷却。同时,第二填料上多余的水最终回到位于第二填料底部的集水池中。
直接蒸发冷却器中进行的冷却过程为等焓加湿过程,在整个过程中,空气的含湿量增加,相对湿度增大,水在由小液滴变成水蒸气时,吸收了空气中的热量,空气温度降低。在加湿前后,空气的焓值保持不变。
如图5所示,包围形成所述送风风道S3的所述壳体101上设置有风阀1016;
当外部通过所述第二新风口1015输送的新风的温度小于30℃时,所述风阀1016开启,否则,所述风阀1016关闭。
参考图5,本实用新型提供的蒸发冷却机组能够提供两种运行模式,以下将对两种运行模式进行详细地说明。
运行模式1:利用换热器+间接蒸发冷却器进行冷却;
当室外温度≥30℃时,数据中心输送的回风首先经过换热器与外部输送的新风进行第一次换热、接着在间接蒸发冷却器中进行第二次换热,经蒸发冷却处理完成的冷空气通过送风风道进入数据中心内,对IT设备和配电设备进行降温冷却,冷空气通过IT设备后变为高温的热空气通过回风风道回到换热器,如此循环。在此过程中,风阀关闭。
运行模式2:利用直接蒸发冷却器进行冷却;
当室外温度<30℃时,采用直接蒸发冷却器制冷,室外空气由第二新风口进入直接蒸发冷却器,在直接蒸发冷却器内循环水直接喷淋未饱和湿空气,使其增湿、降温,此时风阀开启,在送风风机作用下,冷空气由送风口输出,通过IT设备后变为高温的热空气通过数据中心的排风口直接排到室外,如此循环。
如图6所示,本实用新型实施例提供了一种冷却系统,包括:上述任一实施例所述的蒸发冷却机组601和数据中心602。
综上,本实用新型各个实施例至少具有如下效果:
1、在本实用新型实施例中,该蒸发冷却机组通过换热器利用室外的新风对数据中心产生的回风进行第一次冷却,并通过间接蒸发冷却器利用加热后的新风对第一次冷却后的回风进行第二次冷却,并将冷却得到的冷空气提供给数据中心进行降温。该蒸发冷却机组利用室外的空气作为冷源,相比于耗电量较高的列间空调等设备能够降低能耗。
2、在本实用新型实施例中,该蒸发冷却机组可以实现两种运行模式,当室外温度低于30℃时,开启风阀,利用直接蒸发冷却器对室外的空气进行降温,并将得到的冷空气输送给数据中心进行降温;当室外的温度不低于30℃时,关闭风阀,利用换热器与间接蒸发冷却器的组合对数据中心产生的回风进行降温,并将冷空气输送给数据中心,而吸热后的新风排出室外。在实际应用场景中,可以根据室外的温度切换运行模式,以降低能耗。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二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因素。
最后需要说明的是:以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,仅用于说明本实用新型的技术方案,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种蒸发冷却机组,其特征在于,包括:壳体、换热器、间接蒸发冷却器、排风风机和送风风机;
所述壳体包围形成新风风道、回风风道、送风风道和排风风道;
所述壳体上设置有回风口、第一新风口、送风口和排风口;
所述回风风道通过所述回风口接收数据中心输送的回风;
所述新风风道通过所述第一新风口接收外部输送的新风;
所述换热器,用于利用所述新风风道中的新风对所述回风风道中的回风进行冷却,输出冷却后的回风及吸热后的新风;
所述间接蒸发冷却器,用于利用所述吸热后的新风对所述冷却后的回风进行冷却,将冷却得到的冷空气输出至所述送风风道,将吸热得到的热空气输出至所述排风风道;
所述排风风机,用于将所述排风风道中的热空气排出;
所述送风风机,用于将所述送风风道中的冷空气输送给所述数据中心。
2.根据权利要求1所述的蒸发冷却机组,其特征在于,进一步包括:直接蒸发冷却器;
所述壳体上进一步设置有第二新风口;
所述直接蒸发冷却器,用于接收外部通过所述第二新风口输送的新风;并对所述第二新风口输送的新风进行冷却,将冷却得到的冷空气输出至所述送风风道。
3.根据权利要求1所述的蒸发冷却机组,其特征在于,
所述间接蒸发冷却器,包括:第一集水池、第一水泵、第一填料、第一水管、至少一根风管和至少一个第一喷头;
所述至少一根风管设置在所述第一集水池上方,排列成至少一层,每一层包括至少一根,并且,各根所述风管间填充有所述第一填料;
所述至少一个第一喷头设置于所述第一水管上,并位于最高层风管的上方;
所述第一水泵,用于将所述第一集水池中的水通过所述第一水管输送至各个所述第一喷头;
各个所述第一喷头,用于将水向下喷淋至所述第一填料及各根所述风管表面,以使水分别与所述吸热后的新风、各根所述风管中流通的所述冷却后的回风进行热交换。
4.根据权利要求2所述的蒸发冷却机组,其特征在于,
所述直接蒸发冷却器,包括:第二集水池、第二水泵、第二填料、第二水管、挡水板和至少一个第二喷头;
所述第二填料填充在所述第二集水池的上方;
所述至少一个第二喷头设置于所述第二水管上,并位于所述第二填料的上方;
所述第二水泵,用于将所述第二集水池中的水通过所述第二水管输送至各个所述第二喷头;
各个所述第二喷头,用于将水向下喷淋至所述第二填料表面,以使水与所述第二新风口输送的新风进行热交换;
所述挡水板,用于阻止水进入所述送风风道。
5.根据权利要求3所述的蒸发冷却机组,其特征在于,
所述第一填料,包括:聚氯乙烯或铝箔。
6.根据权利要求4所述的蒸发冷却机组,其特征在于,
所述第二填料,包括:聚氯乙烯或铝箔。
7.根据权利要求3所述的蒸发冷却机组,其特征在于,
所述间接蒸发冷却器,进一步包括:至少一个吸水性纤维层,其中,所述吸水性纤维层与所述风管一一对应;
所述风管被所述吸水性纤维层包裹。
8.根据权利要求2所述的蒸发冷却机组,其特征在于,
包围形成所述送风风道的所述壳体上设置有风阀;
当外部通过所述第二新风口输送的新风的温度小于30℃时,所述风阀开启,否则,所述风阀关闭。
9.一种冷却系统,其特征在于,包括:权利要求1-8中任一所述的蒸发冷却机组和数据中心。
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