CN211792610U - 一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，包括有机组壳体，机组壳体相对两侧壁上分别设置有一次空气进风口及一次空气送风口，机组壳体内根据空气进入后的流动方向依次设置有空气过滤器a、间接蒸发冷却段、冷却盘管组合单元、加湿段、挡水板b及一次送风机；间接蒸发冷却段顶部所对应的机组壳体上设置有二次空气排风口，间接蒸发冷却段一侧面所对应的机组壳体侧壁上设置有二次空气进风口；还包括有太阳能吸收式制冷模块；一次送风机下方还设置有控制单元。本实用新型的空调机组能够极大程度地提高了空调机组的能效。

Description

一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组

技术领域

本实用新型属于空调系统设备技术领域，具体涉及一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组。

背景技术

如今，随着互联网的快速发展及5G时代的到来，作为承载大数据、云计算存储与处理的数据中心，正在全国各地拔地而起，并呈指数级爆炸式增长。且单机架功率快速提升，5G通信和物联网将带动单机架用电规模从标准单机架功率4kw朝着20—30kw甚至更高规模发展。因此造成数据中心的耗电量快速增加，而数据中心空调系统的耗电量占总耗电量的40％左右。针对数据中心如此高的能耗，工业和信息化部、国家机关事务管理局和国家能源局出台相应的高压PUE政策，这给数据中心的空调系统节能提出了高要求，而目前间接蒸发冷却技术在数据中心的应用，已成为降低PUE值的“节能利器”。同时为加快绿色数据中心先进适用技术产品推广应用，推动数据中心节能与绿色发展水平持续提升，急需提升能源、资源利用效率和可再生能源的利用，而太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色清洁可再生能源，因此，如何在保证数据中心服务器设备正常使用的条件下，将间接蒸发冷却技术与太阳能可再生能源更好的结合在一起，发挥出最大的节能潜力，最大限度的降低数据中心内空调系统的能耗，这已成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，采用太阳能吸收式制冷作为辅助冷源，能够在无需电压缩制冷装置的情况下充分利用太阳能制取冷冻水，极大程度地提高了空调机组的能效。

本实用新型所采用的技术方案是，一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，包括有机组壳体，机组壳体相对两侧壁上分别设置有一次空气进风口及一次空气送风口，机组壳体内根据一次空气进入后的流动方向依次设置有空气过滤器a、间接蒸发冷却段、冷却盘管组合单元、加湿段、挡水板b及一次送风机；间接蒸发冷却段顶部所对应的机组壳体上设置有二次空气排风口，间接蒸发冷却段两相对侧面所对应的机组壳体两侧壁上均设置有二次空气进风口；还包括有太阳能吸收式制冷模块，太阳能吸收式制冷模块通过冷冻水管与冷却盘管组合单元连接形成循环回路，冷冻水管上还设置有冷冻水泵；一次送风机下方还设置有控制单元，控制单元分别与太阳能吸收式制冷模块、一次送风机、加湿段、冷冻水泵、冷却盘管组合单元及间接蒸发冷却段连接。

本实用新型的特征还在于，

二次空气排风口处设置有二次空气排风机，二次空气排风机与控制单元连接。

间接蒸发冷却段包括由上至下依次设置的挡水板a、布水器、间接蒸发冷却换热芯体及集水箱a，布水器通过水管a与集水箱a连接；二次空气进风口位于间接蒸发冷却换热芯体与集水箱a之间所对应的机组壳体侧壁上，水管a上设置有水泵a，水泵a与控制单元连接。

二次空气排风口处设置有空气过滤器b。

冷却盘管组合单元包括两个呈“V”型设置且并联的冷却盘管，两个冷却盘管之间设置有电动风阀，电动风阀与控制单元连接，两个冷却盘管通过冷冻水管与太阳能吸收式制冷模块形成循环回路。

太阳能吸收式制冷模块包括有通过第一水管连接并形成循环回路的吸收式制冷机及太阳能热源装置，吸收式制冷机通过冷冻水管与两个冷却盘管形成循环回路，吸收式制冷机及太阳能热源装置分别与控制单元连接。

吸收式制冷机包括有按顺序依次连接的发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器及吸收器，冷凝器与蒸发器通过制冷剂管连接，节流阀设置在制冷剂管上，发生器与吸收器之间设置有溶液热交换器，发生器、溶液热交换器及吸收器通过溶液管连接形成吸收剂循环回路；液体从吸收器流向溶液热交换器的方向上的溶液管上设置有溶液泵，蒸发器通过冷冻水管与两个冷却盘管连接形成循环回路，液体从蒸发器流向两个冷却盘管的方向上的冷冻水管上设置有冷冻水泵；发生器通过第一水管与太阳能热源装置连接形成循环回路，溶液泵与控制单元连接。

太阳能热源装置包括有太阳能集热器及蓄热水箱，太阳能集热器通过第二水管与蓄热水箱连接形成循环回路；液体从蓄热水箱流向太阳能集热器的方向上的第二水管上还设置有第二水泵；蓄热水箱通过第一水管与发生器连接形成循环回路；液体从发生器流向蓄热水箱的方向上的第一水管上还设置有第一水泵；蓄热水箱内设有辅助加热装置以及供暖接口；第一水泵与第二水泵分别与控制单元连接。

加湿段包括竖直设置在机组壳体内的高压喷雾布水器，高压喷雾布水器的喷嘴方向朝向挡水板b，高压喷雾布水器下方设置有集水箱b，高压喷雾布水器通过水管b与集水箱b连接，水管b上还设置有水泵b，水泵b与控制单元连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，将间接蒸发冷却技术与太阳能吸收式制冷技术结合在一起，以间接蒸发冷却为主，太阳能吸收式制冷为辅，在过渡季节和寒冷的冬季可充分利用自然冷源进行“免费制冷”，在炎热的夏季充分利用可再生能源太阳能作为吸收式制冷机的热源，为冷却盘管提供冷冻水，降低数据中心PUE值与耗电量，实现数据中心全年的节能运行。

(2)本实用新型一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，利用太阳能热源装置吸收太阳能，向吸收式制冷机提供热源的同时也能为数据中心配套的周边办公、运维和宿舍等辅助建筑提供清洁无污染的能源用以供暖，极大地降低了数据中心的能耗，节约能源。

(3)本实用新型一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，采用蓄热水箱装置，将太阳能集热器收集到的热量可以先储存在蓄热水箱中，避免热量溢出，造成浪费，再将蓄热水箱中的热量输送到吸收式制冷机中作为热源，因为只有白天才存在利用太阳能的可能，所以热源装置没有直接利用太阳能集热器中的热量，而是通过蓄热水箱先将热量储存，同时也采用辅助加热装置作为冗余，保证了数据中心运行的可靠性及安全性。

附图说明

图1是本实用新型一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组的系统结构示意图；

图2是本实用新型一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组的太阳能吸收式制冷模块结构示意图。

图中，1.一次空气进风口，2.空气过滤器a，3.间接蒸发冷却换热芯体， 4.布水器，5.挡水板a，6.二次空气排风机，7.二次空气排风口，8.冷却盘管， 9.电动风阀，10.高压喷雾布水器，11.挡水板b，12.一次空气送风机，13.一次空气送风口，14.控制单元，15.集水箱b，16.水管b，17.水泵b，18.水泵a， 19.水管a，20.集水箱a，21.空气过滤器b，22.二次空气进风口，23.冷冻水管，24.冷冻水泵，000.太阳能吸收式制冷模块，100.吸收式制冷机，200.太阳能热源装置，101.蒸发器，102.节流阀，103.冷凝器，104.发生器，105.溶液热交换器，106.溶液泵，107.吸收器，108.制冷剂管，109.溶液管，201.太阳能集热器，202.蓄热水箱，203.供暖接口，204.辅助加热装置，205.第一水管，206.第一水泵，207.第二水管，208.第二水泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，如图1-2所示，包括有机组壳体，机组壳体相对两侧壁上分别设置有一次空气进风口1及一次空气送风口13，机组壳体内根据一次空气进入后的流动方向依次设置有空气过滤器a2、间接蒸发冷却段、冷却盘管组合单元、加湿段、挡水板b11及一次送风机12；间接蒸发冷却段顶部所对应的机组壳体上设置有二次空气排风口7，间接蒸发冷却段两相对侧面所对应的机组壳体两侧壁上均设置有二次空气进风口22；还包括有太阳能吸收式制冷模块000，太阳能吸收式制冷模块通过冷冻水管23与冷却盘管组合单元连接形成循环回路，冷冻水管23上还设置有冷冻水泵24；一次送风机12下方还设置有控制单元 14，控制单元14分别与太阳能吸收式制冷模块000、一次送风机12、加湿段、冷冻水泵24、冷却盘管组合单元及间接蒸发冷却段连接。

二次空气排风口7处设置有二次空气排风机6，二次空气排风机6与控制单元14连接。

间接蒸发冷却段包括由上至下依次设置的挡水板a5、布水器4、间接蒸发冷却换热芯体3及集水箱a20，布水器4通过水管a19与集水箱a20连接；二次空气进风口22位于间接蒸发冷却换热芯体321与集水箱a20之间所对应的机组壳体侧壁上，水管a19上设置有水泵a18，水泵a18与控制单元14 连接。

间接蒸发冷却换热芯体3可以是板翅式、卧式圆管和立式圆管，其室内一次空气走干通道，室外二次空气走湿通道，通过间接蒸发冷却换热芯体3 进行热交换；

二次空气排风口7处设置有空气过滤器b21冷却盘管组合单元包括两个呈“V”型设置且并联的冷却盘管8，两个冷却盘管8之间设置有电动风阀9，电动风阀9用来控制通过冷却盘管8的一次空气，电动风阀9与控制单元14 连接，两个冷却盘管8通过冷冻水管23与太阳能吸收式制冷模块000形成循环回路。

太阳能吸收式制冷模块000包括有通过第一水管205连接并形成循环回路的吸收式制冷机100及太阳能热源装置200，吸收式制冷机100通过冷冻水管23与两个冷却盘管8形成循环回路，吸收式制冷机100及太阳能热源装置200分别与控制单元14连接。

吸收式制冷机100包括有按顺序依次连接的发生器104、冷凝器103、节流阀102、蒸发器101及吸收器107，冷凝器103与蒸发器101通过制冷剂管108连接，节流阀102设置在制冷剂管108上，发生器104与吸收器107 之间设置有溶液热交换器105，发生器104、溶液热交换器105及吸收器107 通过溶液管109连接形成吸收剂循环回路，液体从吸收器107流向溶液热交换器 105的方向上的溶液管109上设置有溶液泵106，蒸发器101通过冷冻水管 23与两个冷却盘管8连接形成循环回路，液体从蒸发器101流向两个冷却盘管8的方向上的冷冻水管23上设置有冷冻水泵24；发生器104通过第一水管205与太阳能热源装置200连接形成循环回路，溶液泵106与控制单元14 连接。

太阳能热源装置200包括有太阳能集热器201及蓄热水箱202，太阳能集热器201通过第二水管207与蓄热水箱202连接形成循环回路；液体从蓄热水箱202流向太阳能集热器201的方向上的第二水管207上还设置有第二水泵208；蓄热水箱202通过第一水管205与发生器104连接形成循环回路；液体从发生器104流向蓄热水箱202的方向上的第一水管205上还设置有第一水泵206；蓄热水箱202内设有辅助加热装置204以及供暖接口203；第一水泵206与第二水泵208分别与控制单元14连接。

辅助加热装置204为电加热器或者其他利用工业余热、废热的加热装置；蓄热水箱202利用太阳能集热器201接收到的太阳能，通过供暖接口203可对数据中心周边配套设施提供生活热水，清洁无污染，能耗较低。

加湿段包括竖直设置在机组壳体内的高压喷雾布水器10，高压喷雾布水器10的喷嘴方向朝向挡水板b11，高压喷雾布水器10下方设置有集水箱b15，高压喷雾布水器10通过水管b16与集水箱b15连接，水管b16上还设置有水泵b17，水泵b17与控制单元14连接。

本实用新型一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，工作过程具体如下：

间接蒸发冷却模块的工作过程：

按照数据处理机房室内一次空气的工作过程：室内回风从一次空气进风口1经过空气过滤器a2净化过滤后，流经间接蒸发冷却换热芯体3的干通道，室内回风将热量传递给湿通道侧的二次空气，室内回风一次空气被冷却降温，后经过冷却盘管8进行二次冷却降温，最后在加湿段进行加湿，再通过一次空气送风机12提供的动力，最终将冷却加湿的一次空气从一次空气送风口13送入数据处理机房，一次空气如此形成循环，从而达到对数据处理机房的降温效果。

按照布水系统的工作过程：通过水泵a18提供的动力，集水箱a20的水经水管a19输送到布水器4进行布水；加湿段布水系统通过水泵b17提供动力将集水箱b15中的水输送给高压喷雾布水器10，对数据处理机房的回风一次空气进行加湿，此加湿段根据湿度要求进行开启。

太阳能吸收式制冷模块000的工作过程：

太阳能热源装置200中的太阳能集热器201通过第二水泵208将吸收到的太阳能传递到蓄热水箱202中，接着蓄热水箱202将热量传递到发生器104 中，当太阳能充足时，蓄热水箱202可以将传递后剩余的热量不断储存起来，节约能源；当夜晚太阳能辐射严重不足时，可启动辅助加热装置204，保证蓄热水箱202中有足够的热量通过第一水泵206传递到发生器104中，增加系统稳定性。

蓄热水箱202中的热量通过第一水泵206传递到发生器104中，因为原来的浓溶液沸点较高，使得制冷剂先蒸发，并流到冷凝器103中；浓溶液通过循环回路再返回吸收器107吸收蒸发的制冷剂，而溶液热交换器105使循环回路中从发生器104流回吸收器107的高温浓溶液，与从吸收器107流到发生器104的低温稀溶液进行换热，有效利用能量，提高工作效率；在冷凝器103中，制冷剂冷凝释放热量，并流入节流阀102中；节流阀102制造低压环境，而制冷剂在低压下沸点降低，意味着制冷剂能够在低温下蒸发，接着处于低压的制冷剂流入蒸发器101中，制冷剂在蒸发器101中蒸发，从而制取低温冷冻水供到冷却盘管8中，来冷却数据处理机房的回风一次空气。

Claims (9)

1.一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，包括有机组壳体，机组壳体相对两侧壁上分别设置有一次空气进风口(1)及一次空气送风口(13)，机组壳体内根据一次空气进入后的流动方向依次设置有空气过滤器a(2)、间接蒸发冷却段、冷却盘管组合单元、加湿段、挡水板b(11)及一次送风机(12)；所述间接蒸发冷却段顶部所对应的机组壳体上设置有二次空气排风口(7)，间接蒸发冷却段两相对侧面所对应的机组壳体两侧壁上均设置有二次空气进风口(22)；还包括有太阳能吸收式制冷模块(000)，太阳能吸收式制冷模块通过冷冻水管(23)与冷却盘管组合单元连接形成循环回路，所述冷冻水管(23)上还设置有冷冻水泵(24)；所述一次送风机(12)下方还设置有控制单元(14)，控制单元(14)分别与太阳能吸收式制冷模块(000)、一次送风机(12)、加湿段、冷冻水泵(24)、冷却盘管组合单元及间接蒸发冷却段连接。

2.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，所述二次空气排风口(7)处设置有二次空气排风机(6)，二次空气排风机(6)与控制单元(14)连接。

3.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，所述间接蒸发冷却段包括由上至下依次设置的挡水板a(5)、布水器(4)、间接蒸发冷却换热芯体(3)及集水箱a(20)，布水器(4)通过水管a(19)与集水箱a(20)连接；二次空气进风口(22)位于间接蒸发冷却换热芯体(3)与集水箱a(20)之间所对应的机组壳体侧壁上，所述水管a(19)上设置有水泵a(18)，水泵a(18)与控制单元(14)连接。

4.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，所述二次空气排风口(7)处设置有空气过滤器b(21)。

5.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，所述冷却盘管组合单元包括两个呈“V”型设置且并联的冷却盘管(8)，两个所述冷却盘管(8)之间设置有电动风阀(9)，所述电动风阀(9)与控制单元(14)连接，两个所述冷却盘管(8)通过冷冻水管(23)与太阳能吸收式制冷模块(000)形成循环回路。

6.根据权利要求5所述的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，所述太阳能吸收式制冷模块(000)包括有通过第一水管(205)连接并形成循环回路的吸收式制冷机(100)及太阳能热源装置(200)，所述吸收式制冷机(100)通过冷冻水管(23)与两个所述冷却盘管(8)形成循环回路，吸收式制冷机(100)及太阳能热源装置(200)分别与控制单元(14)连接。

7.根据权利要求6所述的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，所述吸收式制冷机(100)包括有按顺序依次连接的发生器(104)、冷凝器(103)、节流阀(102)、蒸发器(101)及吸收器(107)，冷凝器(103)与蒸发器(101)通过制冷剂管(108)连接，节流阀(102)设置在制冷剂管(108)上，发生器(104)与吸收器(107)之间设置有溶液热交换器(105)，发生器(104)、溶液热交换器(105)及吸收器(107)通过溶液管(109)连接形成吸收剂循环回路；液体从吸收器(107)流向溶液热交换器(105)的方向上的溶液管(109)上设置有溶液泵(106)，蒸发器(101)通过冷冻水管(23)与两个冷却盘管(8)连接形成循环回路，液体从蒸发器(101)流向两个冷却盘管(8)的方向上的冷冻水管(23)上设置有冷冻水泵(24)；发生器(104)通过第一水管(205)与太阳能热源装置(200)连接形成循环回路，溶液泵(106)与控制单元(14)连接。

8.根据权利要求7所述的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，所述太阳能热源装置(200)包括有太阳能集热器(201)及蓄热水箱(202)，太阳能集热器(201)通过第二水管(207)与蓄热水箱(202)连接形成循环回路；液体从蓄热水箱(202)流向太阳能集热器(201)的方向上的第二水管(207)上还设置有第二水泵(208)；蓄热水箱(202)通过第一水管(205)与发生器(104)连接形成循环回路；液体从发生器(104)流向蓄热水箱(202)的方向上的第一水管(205)上还设置有第一水泵(206)；蓄热水箱(202)内设有辅助加热装置(204)以及供暖接口(203)；第一水泵(206)与第二水泵(208)分别与控制单元(14)连接。

9.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却与太阳能吸收式制冷联合的空调机组，其特征在于，所述加湿段包括竖直设置在机组壳体内的高压喷雾布水器(10)，高压喷雾布水器(10)的喷嘴方向朝向挡水板b(11)，高压喷雾布水器(10)下方设置有集水箱b(15)，高压喷雾布水器(10)通过水管b(16)与集水箱b(15)连接，所述水管b(16)上还设置有水泵b(17)，所述水泵b(17)与控制单元(14)连接。

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