CN210602022U - 一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，属于空调系统技术领域，包括：机房，内置有若干个机柜，且相邻两个机柜之间构成机柜单元；空调机组，与机房之间设置有至少一条送风通道和一条送水通道，其中，送风通道包括热风通道与冷风通道，且热风通道的两端分别与机柜单元的外部和空调机组相连通，冷风通道的两端分别与机柜单元的内部和空调机组相连通，送水通道的两端分别与机柜单元的内部和空调机组相连通。本实用新型提供的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，通过送风通道与送水通道的双重冷却，且送风通道与送水通道相连通，提高送水通道内冷却水的利用率，从而降低空调系统的运行成本。

Description

一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统

技术领域

本实用新型属于空调系统技术领域，涉及一种空调系统，特别是一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统。

背景技术

随着移动互联网、物联网、云计算的大力发展，作为信息的重要载体，数据中心迎来前所未有的建设浪潮。近年来，数据中心数量和规模迅速增长，其能源消耗和运营成本问题日益突出。

面对日益增长的能源消耗，绿色数据中心越来越受到人们的关注，各种常见的节能减排和能效提升的技术手段也得到了日益普遍的应用。然而由于能效监控管理的不完善，设备的不够智能化及缺乏联动协同等原因，绿色数据中心尚处在比较初级的阶段。

蒸发冷却技术因其能充分利用室外干空气制冷的特点，适用于数据中心全年运行的大部分时间，特别是在我国北方较干燥的地区。然而系统中形成的冷却水所携带的冷量并未得到有效利用，若能将此部分冷量收集起来形成辐射供冷末端，则既能保证数据中心安全运行的要求，又能有效利用蒸发冷却系统中浪费的冷量，节省大部分运行费用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够提高冷量利用率，降低运行成本的空调系统。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，包括：机房，内置有若干个机柜，且相邻两个机柜之间构成机柜单元；空调机组，与机房之间设置有至少一条送风通道和一条送水通道，其中，送风通道包括热风通道与冷风通道，且热风通道的两端分别与机柜单元的外部和空调机组相连通，冷风通道的两端分别与机柜单元的内部和空调机组相连通，送水通道的两端分别与机柜单元的内部和空调机组相连通。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，送风通道为第一送风通道，且第一送风通道的两端分别为开设于空调机组上的第一进风口与第一出风口，其中，第一进风口通过热风通道与机柜单元的外部空间相连通，第一出风口通过冷风通道与机柜单元的内部空间相连通。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，送风通道与送水通道均为循环通道。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，相邻两个机柜单元中，相互靠近的两个机柜的出风口为相对设置。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，空调机组包括间接蒸发冷却换热器，其中，间接蒸发冷却换热器的两端分别与送风通道的两端相连通。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，在送风通道上设置有一个第一风机。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，在冷风通道的一端设置有导风结构。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，空调机组还包括：蓄水箱，通过冷却水管与导风结构相连通；回水管，一端通过水泵与导风结构相连，回水管的另一端设置有若干个喷嘴，其中，所述间接蒸发冷却换热器位于喷嘴的下方。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，空调机组还包括一个辅助制冷模块，其中，该辅助制冷模块包括与间接蒸发冷却换热器相连的直膨式蒸发器，和通过压缩机与直膨式蒸发器相连的直膨式冷凝器，以及和直膨式冷凝器相连的节流阀。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，在空调机组上还设置有第二送风通道，且第二送风通道的两端分为开设在空调机组上第二进风口和第二出风口，其中，第二进风口与间接蒸发冷却换热器相连通，第二出风口与直膨式冷凝器相连通。

在上述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统中，在第二送风通道内设置有第二风机。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，通过送风通道与送水通道的双重冷却，且送风通道与送水通道相连通，提高送水通道内冷却水的利用率，从而降低空调系统的运行成本。

附图说明

图1是本实用新型一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统的结构示意图。

图2是本实用新型一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统的局部示意图。

图中，100、机房；110、热风通道；111、热风支通道；112、热风主通道；120、冷风通道；130、第一进风口；140、第一出风口；150、辐射导流板；160、第二进风口；170、第二出风口；180、第二风机；200、机柜单元；210、机柜；300、空调机组；310、间接蒸发冷却换热器；320、第一风机；400、送水通道；410、蓄水箱；420、冷却水管；430、回水管；440、水泵；450、喷嘴；500、辅助制冷模块；510、直膨式蒸发器；520、压缩机；530、直膨式冷凝器；540、节流阀。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，包括：机房100，内置有若干个机柜210，且相邻两个机柜210之间构成机柜单元200；空调机组300，与机房100之间设置有至少一条送风通道和一条送水通道400，其中，送风通道包括热风通道110与冷风通道120，且热风通道110的两端分别与机柜单元200的外部和空调机组300相连通，冷风通道120的两端分别与机柜单元200的内部和空调机组300相连通，送水通道400的两端分别与机柜单元200的内部和空调机组300相连通。

在本实施例中，上述所述的送风通道为第一送风通道，且第一送风通道的两端分为第一进风口130与第一出风口140，均开设于空调机组300上，其中，第一进风口130通过热风通道110与机柜单元200的外部空间相连通，第一出风口140通过冷风通道120与机柜单元200的内部空间相连通。

本实用新型提供的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，通过送风通道与送水通道400的双重冷却，且送风通道与送水通道400相连通，提高送水通道400内冷却水的利用率，从而降低空调系统的运行成本。

为了进一步降低空调系统的运行成本以及提高资源的利用率，上述所述的送风通道与送水通道400均为循环通道。

为了更进一步提高机房100内的冷却效果，每一个机柜单元200中的两个机柜210的出风口相反设置，即相邻两个机柜单元200中，相互靠近的两个机柜210的出风口为相对设置，其中，相邻两个机柜单元200之间的空间为热风支通道111，每一个机柜单元200的顶部与机房100顶部之间的空间为热风主通道112，且热风支通道111与热风主通道112相连通，将每一个机柜单元200产生的热风，经过进热风支通道111、热风主通道112、第一进风口130，进入空调机组300内冷却处理，并在第一出风口140处得到冷风，而冷风经过冷风通道120进入机柜单元200内部，实现机柜单元200内部的降温，进一步实现机房100内部的降温。

在本实施例中，热风支通道111、热风主通道112以及冷风通道120构成了送风通道，其中，热风支通道111与热风主通道112构成了热风通道110。

优选地，如图1和图2所示，空调机组300包括间接蒸发冷却换热器310，其中，间接蒸发冷却换热器310的两端分别与送风通道的两端相连通。在本实施例中，将热风通道110中的热量通入间接蒸发冷却换热器310中，经间接蒸发冷却换热器310将热风置换成冷风，送入冷风通道120内，进而进入机柜单元200的内部。

由于间接蒸发冷却换热器310将热风置换成冷风(工作)过程中，会产生热量，如果对该部分热量不进行处理，则会导致该部分热量进入机房100内，从而升高机房100内的温度，导致机房100的冷却效果下降，进而影响间接蒸发冷却换热器310的使用寿命，因此，送水通道400也经过间接蒸发冷却换热器310，将间接蒸发冷却换热器310产生的热量带走，使得间接蒸发冷却换热器310始终处于一个较为稳定、合适的温度范围内工作，延长间接蒸发冷却换热器310的使用寿命。

进一步优选地，为了加快将热风通道110中的热风进入间接蒸发冷却换热器310，在送风通道上设置有一个第一风机320，优选地，该第一风机320靠近于冷风通道120的一端。

进一步优选地，为了保证机房100的工作温度维持在合适的温度，并且避免发生机房100内局部温度过高或者过低，而影响机柜210的正常运行，因此，在冷风通道120的一端(位于机柜单元200内部的一端)设置有导风结构，使得进入机柜单元200的冷风更为均匀。进一步优选地，导风结构包括若干块辐射导流板150，且若干块辐射导流板150呈阵列排布。

优选地，如图1和图2所示，空调机组300还包括：蓄水箱410，通过冷却水管420与导风结构相连通；回水管430，一端通过水泵440与导风结构相连，回水管430的另一端设置有若干个喷嘴450，其中，所述间接蒸发冷却换热器310位于喷嘴450的下方。

在本实施例中，将蓄水箱410中的水经过冷却水管420、回水管430进入喷嘴450中，而后由喷嘴450喷射冷却水，覆盖在间接蒸发冷却换热器310的外围，使得间接蒸发冷却换热器310的表面形成水膜，从而吸走间接蒸发冷却换热器310工作产生的热量，带有热量的水流再次回到蓄水箱410中，实现冷却水的循环使用，从而构成了送水通道400。另外，在本实施例中，从冷却水管420中流出的冷却之所以要经过辐射导流板150，是因为辐射导流板150作为冷风进入机柜单元200的通道，在辐射导流板150的表面会形成水滴，因此，当冷却水经过辐射导流板150时，会将水滴带走，并在水泵440的作用下，经过回水管430进入喷嘴450中，并向间接蒸发冷却换热器310喷射冷却水。

当蓄水箱410中的冷却水量不足时，可通过外部水源(市政水路中的水流)补入蓄水箱410中，避免蓄水箱410中的水位过低，而影响制冷效果。

优选地，如图1和图2所示，当送风通道与送水通道400，“双管齐下”都无法降低机房100内温度时，说明空调机组300内部发生了故障，此时需要启动空调机组300中的辅助制冷模块500，即为电制冷模块。其中，该辅助制冷模块500包括与间接蒸发冷却换热器310相连的直膨式蒸发器510，和通过压缩机520与直膨式蒸发器510相连的直膨式冷凝器530，以及和直膨式冷凝器530相连的节流阀540。

在本实施例中，通过间接蒸发冷却换热器310产生的冷风，在进入机柜单元200之前，先经过辅助制冷模块500对冷风进行进一步制冷处理，而后在进入机柜单元200中，从而实现机房100温度的降低。

在本实施例中，送风通道与送水通道400构成了机房100降温的主要方式，辅助制冷模块500作为机房100降温的次要方式，前者作为常用方式，后者作为备用方式(只有在空调机组300出现故障时才使用)，从而进一步保证机房100的温度要求。

进一步优选地，由于直膨式冷凝器530在工作时，也会产生热量，所以需要将直膨式冷凝器530产生的热量排出空调机组300外，因此，在空调机组300上还设置有第二送风通道，且第二送风通道的两端分为开设在空调机组300上第二进风口160和第二出风口170，其中，第二进风口160与间接蒸发冷却换热器310相连通，第二出风口170与直膨式冷凝器530相连通。

在本实施例中，通过第二进风口160将外部环境中的干燥空气引入，空调机组300内，由于送水通道400的存在，使得间接蒸发冷却换热器310的表面形成水膜，当外部空气通过间接蒸发冷却换热器310表面的水膜时，实现热湿交换，一方面降低了间接蒸发冷却换热器310的外壁温度，进而降低间接蒸发冷却换热器310内热风的温度，另一方面，经过间接蒸发冷却换热器310表面水膜的风中含有水汽，能够有效地带走直膨式冷凝器530工作产生的温度，最后从第二出风口170中排出，从而使得直膨式冷凝器530处于合适的温度工作，并且避免空调机组300内的温度过高，进而提高了冷却水的利用率。

另外，本实施例中空调系统，对于机房100内的空气没有加湿过程中，均为干燥空气，可以保证机房100内的湿度要求。

为了加速直膨式冷凝器530工作时产生的热量的散发，在第二送风通道内设置有第二风机180，进一步该第二风机180设置在靠近于第二出风口170处。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，包括：机房，内置有若干个机柜，且相邻两个机柜之间构成机柜单元；空调机组，与机房之间设置有至少一条送风通道和一条送水通道，其中，送风通道包括热风通道与冷风通道，且热风通道的两端分别与机柜单元的外部和空调机组相连通，冷风通道的两端分别与机柜单元的内部和空调机组相连通，送水通道的两端分别与机柜单元的内部和空调机组相连通。

2.根据权利要求1所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，送风通道与送水通道均为循环通道。

3.根据权利要求1所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，在冷风通道的一端设置有导风结构。

4.根据权利要求1所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，送风通道为第一送风通道，且第一送风通道的两端分别为开设于空调机组上的第一进风口与第一出风口，其中，第一进风口通过热风通道与机柜单元的外部空间相连通，第一出风口通过冷风通道与机柜单元的内部空间相连通。

5.根据权利要求1所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，相邻两个机柜单元中，相互靠近的两个机柜的出风口为相对设置。

6.根据权利要求4所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，空调机组包括间接蒸发冷却换热器，其中，间接蒸发冷却换热器的两端分别与送风通道的两端相连通。

7.根据权利要求6所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，空调机组还包括：蓄水箱，通过冷却水管与导风结构相连通；回水管，一端通过水泵与导风结构相连，回水管的另一端设置有若干个喷嘴，其中，所述间接蒸发冷却换热器位于喷嘴的下方。

8.根据权利要求6所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，空调机组还包括一个辅助制冷模块，其中，该辅助制冷模块包括与间接蒸发冷却换热器相连的直膨式蒸发器，和通过压缩机与直膨式蒸发器相连的直膨式冷凝器，以及和直膨式冷凝器相连的节流阀。

9.根据权利要求8所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，在空调机组上还设置有第二送风通道，且第二送风通道的两端分为开设在空调机组上第二进风口和第二出风口，其中，第二进风口与间接蒸发冷却换热器相连通，第二出风口与直膨式冷凝器相连通。

10.根据权利要求9所述的一种数据机房蒸发冷却辐射对流耦合的空调系统，其特征在于，分别在第一送风通道上和第二送风通道上设置第一风机和第二风机。

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