CN211860931U - 一种封闭箱式制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种封闭箱式制冷系统，涉及数据中心设备技术领域。该封闭箱式制冷系统包括相互连接的第一箱体和第二箱体；第一箱体内设置有热通道和冷通道，第二箱体的内腔设置有换热装置；介质从热通道进入第二箱体内腔后，能够经过换热装置流向冷通道；换热装置包括铜管翅片式换热器和高分子换热芯体，铜管翅片式换热器和高分子换热芯体能够分别独立地对介质进行冷却降温。本实用新型的封闭箱式制冷系统，设置了多种可选的冷却结构，能够根据实际需要采用不同的模式对封闭箱体内的设备进行降温冷却。

Description

一种封闭箱式制冷系统

技术领域

本实用新型涉及数据中心设备技术领域，具体而言，涉及一种封闭箱式制冷系统。

背景技术

现有的数据中心设备通常集中设置在一个箱体中，而设备长时间工作将持续产生热量。为了保证设备在箱体内正常运营，一般在箱体内设置了冷却系统。

冷却系统通常采用一种冷却模式，虽然可以通过控制单元调整制冷参数，却仍然无法满足设备的全天候工作以及不同设备的冷却需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种封闭箱式制冷系统，其有助于根据运营实时情况选择使用不同的冷却模式，经济、有效地保证设备的冷却效果。

本实用新型是这样实现的：

一种封闭箱式制冷系统，其包括相互连接的第一箱体和第二箱体；所述第一箱体内设置有热通道和冷通道，所述第二箱体的内腔设置有换热装置；介质从所述热通道进入所述第二箱体内腔后，能够经过所述换热装置流向所述冷通道；所述换热装置包括铜管翅片式换热器和高分子换热芯体，所述铜管翅片式换热器和所述高分子换热芯体能够分别独立地对介质进行冷却降温。

上述封闭箱式制冷系统在使用时，能够根据冷却设备的类型、工况等情况选择采用不同的冷却模式：干模式和机械模式。

(1)干模式是指室外冷空气通过风机强制通风通过换热装置的室外侧流道，降低换热装置的表面温度；同时，室内循环气流通过室内侧风机强制通风通过换热装置的室内侧流道，将温度达到需求的气流以合适的流速送入机房。

(2)机械式是指系统启动变频压缩机，根据热负荷自动匹配压缩机转速。制冷需求持续增加，系统启动定速压缩系统。室外空气仍然通过风机强制通风通过换热装置的室外侧流道，利用铜管翅片式换热器降温散热。

进一步地，还包括喷淋装置，所述喷淋装置与所述高分子换热芯体连接，包括喷淋机构和喷雾机构。其技术效果在于：喷淋装置进一步增加了一种冷却模式——湿模式：打开设备进水总阀门，启动喷淋装置，水体均匀覆盖到高分子换热芯体的表面，室外空气通过风机强制通风通过高分子换热芯体的室外侧流道，使高分子换热芯体表面水雾蒸发，降低高分子换热芯体的表面温度；同时，室内循环气流通过室内侧风机强制通风通过换热装置的室内侧流道，将温度达到需求的气流以合适的流速送入机房。并且，根据设备情况和冷却要求，可以选择喷淋或喷雾方式。

进一步地，还包括风机和压缩机；所述风机设置在所述第二箱体内，所述换热装置通过所述风机与所述封闭箱式制冷系统的外界连通，所述压缩机与所述铜管翅片式换热器连接。其技术效果在于：风机实现了箱体内外的空气流通，将热量从换热装置导向外界，而压缩机与铜管翅片式换热器结合，利用制冷剂进行降温冷却。

进一步地，所述热通道和所述冷通道均沿所述第一箱体的长度方向延伸，且分别位于所述第一箱体的两侧。其技术效果在于：热通道和冷通道位于第一箱体的两侧，则待冷却的设备可设置在两个通道之间，其中检修门设置机柜最远一侧，可减少冷量的损失。且热通道和冷通道分别直接与第二箱体连通，取消了传统的冷通道门，提高了容积率，防止冷热通道间空气串流，避免降低了冷却效果。

进一步地，还包括第一测温器和第一控制器；所述第一测温器、所述第一控制器均设置在所述第二箱体中；所述第一测温器与所述第一控制器电连接，所述第一控制器与所述换热装置电连接。其技术效果在于：第一测温器检测设备的整体冷却效果，通过第一控制器来调整制冷系统的工作状况，以满足设备的冷却要求。

进一步地，还包括风量控制装置；所述风量控制装置设置在所述第一箱体中。其技术效果在于：风量控制装置用于分别设置在不同的待冷却设备上，以细化冷却过程，对UPS、配电柜等发热功率较高的机柜实行加大风量、集中风力的冷却。

进一步地，所述风量控制装置包括百叶和风扇；所述百叶和所述风扇依次设置在所述热通道和所述冷通道之间。其技术效果在于：风扇有助于提高风速，而百叶有利于改变风向和风量。

进一步地，所述百叶为竖直百叶，其叶片沿所述第一箱体的高度方向延伸。其技术效果在于：竖直百叶可改变风量和风向，配合风扇能够迅速减少局部热点。

进一步地，还包括第二测温器和第二控制器；所述第二测温器、所述第二控制器均设置在所述第一箱体中；所述第二测温器与所述第二控制器电连接，所述第二控制器与所述风扇电连接。其技术效果在于：第二测温器检测部分发功率较高的设备的冷却效果，通过第二控制器来调整风量控制装置的工作状况，以满足部分设备的冷却要求，减少局部热点，降低能耗。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的封闭箱式制冷系统，设置了不同的冷却模块结构，根据运营实时情况选择使用不同的冷却模式，经济、有效地保证设备的冷却效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型提供的封闭箱式制冷系统的总体结构示意图；

图2为本实用新型提供的封闭箱式制冷系统中第一箱体的结构示意图；

图3为本实用新型提供的封闭箱式制冷系统中第二箱体的结构示意图；

图4为本实用新型提供的封闭箱式制冷系统中换热装置的工作流程示意图。

图中：100-第一箱体；101-热通道；102-冷通道；200-第二箱体；201-换热装置；202-风机；203-喷淋装置；204-第一控制器。

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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

附图如下：

图1为本实用新型提供的封闭箱式制冷系统的总体结构示意图；图2为本实用新型提供的封闭箱式制冷系统中第一箱体100的结构示意图；图3为本实用新型提供的封闭箱式制冷系统中第二箱体200的结构示意图；图4为本实用新型提供的封闭箱式制冷系统中换热装置201的工作流程示意图。

第一实施例：

请参照图1～图4，本实施例提供一种封闭箱式制冷系统，其包括相互连接的第一箱体100和第二箱体200；所述第一箱体100内设置有热通道101和冷通道102，所述第二箱体200的内腔设置有换热装置201；介质从所述热通道101进入所述第二箱体200内腔后，能够经过所述换热装置201流向所述冷通道102；所述换热装置201包括铜管翅片式换热器和高分子换热芯体，所述铜管翅片式换热器和所述高分子换热芯体能够分别独立地对介质进行冷却降温。

进一步地，如图1、图2、图3所示，还包括喷淋装置203，所述喷淋装置203与所述高分子换热芯体连接，包括喷淋机构和喷雾机构。

进一步地，如图1、图2、图3所示，还包括风机202和压缩机；所述风机202设置在所述第二箱体200内，所述换热装置201通过所述风机202与所述封闭箱式制冷系统的外界连通，所述压缩机与所述铜管翅片式换热器连接。

进一步地，如图1、图2、图3所示，第一箱体100由集装箱制成。

其中，如图1、图2、图3所示，所述热通道101和所述冷通道102均沿所述第一箱体100的长度方向延伸，且分别位于所述第一箱体100的两侧。

与现有的箱式数据中心等设备相比，上述封闭箱式制冷系统在使用时，热通道101和冷通道102不仅作为热空气和冷空气的流通路径，也可作为检修、维护、更换、测试设备时的通道，从第二箱体200一侧进出，避免在第一箱体100的外围设置开口。大大提高了设备的冷却效率，提高了箱体容积率。

第二实施例：

请参照图1～图4，本实施例提供一种封闭箱式制冷系统，其与第一实施例的封闭箱式制冷系统大致相同，二者的区别在于本实施例的封闭箱式制冷系统还包括第一测温器和第一控制器204；所述第一测温器、所述第一控制器204均设置在所述第二箱体200中；所述第一测温器与所述第一控制器204电连接，所述第一控制器204与所述换热装置201电连接。

在该结构中，第一测温器检测设备的整体冷却效果，通过第一控制器204来调整制冷系统的工作状况，以满足设备的冷却要求。

第三实施例：

请参照图1～图4，本实施例提供一种封闭箱式制冷系统，其与第一实施例或者第二实施例的封闭箱式制冷系统大致相同，二者的区别在于本实施例的封闭箱式制冷系统还包括风量控制装置；所述风量控制装置设置在所述第一箱体100中。

进一步地，所述风量控制装置包括百叶和风扇；所述百叶和所述风扇依次设置在所述热通道101和所述冷通道102之间。

其中，所述百叶为竖直百叶，其叶片沿所述第一箱体100的高度方向延伸。且该百叶可以人工进行操作，也可以采用电控方式调整叶片的旋转角度。

第四实施例：

请参照图1～图4，本实施例提供一种封闭箱式制冷系统，其与第一实施例至第三实施例的封闭箱式制冷系统大致相同，二者的区别在于本实施例的封闭箱式制冷系统还包括第二测温器和第二控制器；所述第二测温器、所述第二控制器均设置在所述第一箱体100中；所述第二测温器与所述第二控制器电连接，所述第二控制器与所述风扇电连接。

综上，封闭箱式制冷系统能够在封闭环境中采用三种制冷模式实现对设备的冷却：

(1)干模式

干模式通过第一控制器204实时检测室内外干湿球温度，并实时运算制冷需求。在室内外温差达到制冷需求干模式设定点时，室外冷空气通过风机202强制通风通过高分子换热芯体的室外侧流道，降低高分子换热芯体的表面温度；同时，室内循环气流通过室内侧风机202强制通风通过高分子换热芯体的室内侧流道，将温度达到需求的气流以合适的流速送入机房。

(2)湿模式

湿模式控制系统通过第一控制器204实时检测室内外干湿球温度，并实时运算制冷需求。在室内外温差达到制冷需求湿模式设定点时，打开设备进水总阀门，并开启喷淋装置203，如喷淋机构效率不好，会自动开启喷雾机构(未标注)，将水体均匀覆盖到高分子换热芯体的表面，室外空气通过风机202强制通风通过高分子换热芯体的室外侧流道，使高分子换热芯体表面水雾蒸发，降低高分子换热芯体表面温度；同时，室内循环气流通过室内侧风机202强制通风通过高分子换热芯体的室内侧流道，将温度达到需求的气流以合适的流速送入机房。

(3)机械模式

机械模式通过第一控制器204实时检测室内外干湿球温度，并实时运算制冷需求。在室内外温差达到制冷需求机械模式设定点时，系统启动变频压缩机，根据热负荷自动匹配压缩机转速。制冷需求持续增加，系统启动定速压缩系统。室外空气仍然通过风机202强制通风通过高分子换热芯体的室外侧流道，经过湿模式初步降温后，进一步通过铜管翅片式换热器降温散热；同时，室内循环气流通过室内侧风机202强制通风通过铜管翅片式换热器的室内侧流道，经过湿模式初步降温后，进一步通过铜管翅片式降温将温度达到需求的气流以合适的流速送入机房。

本实用新型的封闭箱式制冷系统，采用绝热蒸发冷却技术，使用三种不同工况，根据室外环境，使能耗达到最优化，并依托箱体结构来封闭冷热气流，使制冷模块高效运行，提高节能效率。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封闭箱式制冷系统，其特征在于，包括相互连接的第一箱体(100)和第二箱体(200)；所述第一箱体(100)内设置有热通道(101)和冷通道(102)，所述第二箱体(200)的内腔设置有换热装置；介质从所述热通道(101)进入所述第二箱体(200)内腔后，能够经过所述换热装置(201)流向所述冷通道(102)；所述换热装置(201)包括铜管翅片式换热器和高分子换热芯体，所述铜管翅片式换热器和所述高分子换热芯体能够分别独立地对介质进行冷却降温。

2.根据权利要求1所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，还包括喷淋装置(203)，所述喷淋装置(203)与所述高分子换热芯体连接，包括喷淋机构和喷雾机构。

3.根据权利要求1所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，还包括风机(202)和压缩机；所述风机(202)设置在所述第二箱体(200)内，所述换热装置(201)通过所述风机(202)与所述封闭箱式制冷系统的外界连通，所述压缩机与所述铜管翅片式换热器连接。

4.根据权利要求1所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，所述第一箱体(100)由集装箱制成。

5.根据权利要求1所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，所述热通道(101)和所述冷通道(102)均沿所述第一箱体(100)的长度方向延伸，且分别位于所述第一箱体(100)的两侧。

6.根据权利要求1所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，还包括第一测温器和第一控制器(204)；所述第一测温器、所述第一控制器(204)均设置在所述第二箱体(200)中；所述第一测温器与所述第一控制器(204)电连接，所述第一控制器(204)与所述换热装置(201)电连接。

7.根据权利要求1所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，还包括风量控制装置；所述风量控制装置设置在所述第一箱体(100)中。

8.根据权利要求7所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，所述风量控制装置包括百叶和风扇；所述百叶和所述风扇依次设置在所述热通道(101)和所述冷通道(102)之间。

9.根据权利要求8所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，所述百叶为竖直百叶，其叶片沿所述第一箱体(100)的高度方向延伸。

10.根据权利要求8所述的封闭箱式制冷系统，其特征在于，还包括第二测温器和第二控制器；所述第二测温器、所述第二控制器均设置在所述第一箱体(100)中；所述第二测温器与所述第二控制器电连接，所述第二控制器与所述风扇电连接。

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