CN213094712U - 基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及暖通空调供冷技术领域，公开了一种基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源，包括开式冷却塔和冷水机组，还包括自然冷源供冷板式换热器和蓄能装置，通过水管、阀门、温度传感器、双向流量计和循环泵将开式冷却塔、冷水机组、自然冷源供冷板式换热器和蓄能装置连接起来。本实用新型基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源，实现自然冷源的有效利用，且系统简单，大大减少了工况切换阀门，取消了蓄能水泵及混水电动调节阀，提高运行可靠性并降低了系统运行费用。

Description

基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源

技术领域

本实用新型涉及暖通空调供冷技术领域，具体涉及一种基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源。

背景技术

数据中心的冷却系统为数据中心运行过程产生的热量进行冷却，自然冷源的利用能够大大降低数据中心冷却系统的运行费用，故部分自然冷源的利用显得尤为重要。目前数据中心冷却系统利用部分自然冷源主要有两种方式：第一种是冷却塔+板换预冷空调冷水，电制冷冷水机组补充不足冷量；第二种是采用水蓄冷装置，通过蓄能装置释冷对冷却塔+板换预冷后的空调冷水进行二次冷却。从自然冷源利用率和运行经济性上来说，第二种方式是优于第一种方式的，但目前行业中使用的第二种部分自然冷源利用方式存在一定的不足。

中国实用新型专利申请(公开日：2019年01月15日、公开号： CN208382436U)公开了一种IDC机房自然冷源与电制冷耦合供冷系统，包括数据中心机房的末端空调设备、冷水机组、冷却水循环水泵、开式冷却塔、板式换热器、蓄冷水罐、蓄冷泵、冷冻水循环水泵和控制系统，冷水机组的蒸发器侧进出口连接末端空调设备的出进口，冷水机组的冷凝器侧进出口连接开式冷却塔的出进口；开式冷却塔的进出口连接板式换热器释冷侧进出口，板式换热器吸冷侧进出口连接末端空调设备的出进口。该实用新型利用蓄冷水罐代替电制冷冷机补冷，自然冷源利用率大幅提高，其自然冷源利用率达到90％左右。但该装置系统过于复杂，工况切换时电动阀门设置较多，设置蓄冷水泵，增加设备投资，混水时采用电动调节阀，增加了控制难度，也造成了水泵的扬程增大，增加电耗，同时由于电动调节阀具有一定的调节范围，对于偏离设计负荷较大的运行工况，存在调节阀匹配问题。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源，实现自然冷源的有效利用，且系统简单，大大减少了工况切换阀门，取消了蓄能水泵及混水电动调节阀，提高运行可靠性并降低了系统运行费用。

为实现上述目的，本实用新型所设计的基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源，包括开式冷却塔和冷水机组，还包括自然冷源供冷板式换热器，所述开式冷却塔设有第一进水管和第一出水管，所述冷水机组的冷源端设有第二进水管和第二出水管，所述冷水机组的用户端设有第三进水管和第三出水管，所述自然冷源供冷板式换热器的冷源端设有第四进水管和第四出水管，所述自然冷源供冷板式换热器的用户端设有第五进水管和第五出水管，所述第二出水管和第四出水管均与所述第一进水管连通，所述第二进水管和第四进水管均与所述第一出水管连通，所述第一出水管上设有冷却水循环泵，所述第二进水管上设有第一阀门，所述第四出水管上设有第二阀门，所述第三进水管和第三出水管上并联有若干个终端用户，所述第三进水管上设有空调水一次循环泵，所述第三出水管上朝所述终端用户方向依次设有第三阀门、第一温度传感器、第二温度传感器和空调水二次循环泵，所述空调水一次循环泵、第三阀门、第一温度传感器、第二温度传感器和空调水二次循环泵均位于所述冷水机组与终端用户之间，所述第三进水管和第三出水管上还并联有蓄冷装置，所述蓄冷装置上设有连通的第一水管和第二水管，所述第一水管连在所述第一温度传感器和第二温度传感器之间的第三出水管上，所述第二水管连在所述终端用户与空调水一次循环泵之间的第三进水管上，所述第一水管上设有双向流量计和第三温度传感器，所述第三进水管和第三出水管还通过第三水管连通，所述第三水管上设有第四阀门，所述第三水管一端连在所述第三阀门和第一温度传感器之间的第三出水管上，所述第三水管另一端连在所述冷水机组与空调水一次循环泵之间的第三进水管上，所述第五进水管连在所述第三阀门与第三水管之间的第三出水管上，所述第五进水管上设有第五阀门，所述第五出水管连在所述冷水机组与第三水管之间的第三进水管上。

优选地，所述空调水一次循环泵及空调水二次循环泵均为变频水泵。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、系统简单，大大减少了工况切换阀门，取消了混水电动调节阀，提高运行可靠性并降低了系统运行费用；

2、将一次泵系统改为二次泵系统，通过空调水一次循环泵和空调水二次循环泵的频率控制，来实现供冷模式的切换，高效节能。

附图说明

图1为本实用新型基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源的结构示意图。

图中各部件标号如下：

开式冷却塔1、冷水机组2、自然冷源供冷板式换热器3、第一进水管4、第一出水管5、第二进水管6、第二出水管7、第三进水管8、第三出水管9、第四进水管10、第四出水管11、第四出水管 11、第五出水管13、冷却水循环泵14、第一阀门15、第二阀门16、终端用户17、空调水一次循环泵18、第三阀门19、第一温度传感器 20、第二温度传感器21、空调水二次循环泵22、蓄冷装置23、第一水管24、第二水管25、双向流量计26、第三温度传感器27、第三水管28、第四阀门29、第五阀门30。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源，包括开式冷却塔1和冷水机组2，还包括自然冷源供冷板式换热器3，开式冷却塔1设有第一进水管4和第一出水管5，冷水机组2的冷源端设有第二进水管6和第二出水管7，冷水机组2的用户端设有第三进水管8和第三出水管9，自然冷源供冷板式换热器3的冷源端设有第四进水管10和第四出水管11，自然冷源供冷板式换热器3的用户端设有第五进水管12和第五出水管13，第二出水管7和第四出水管11均与第一进水管4连通，第二进水管6和第四进水管 10均与第一出水管5连通，第一出水管5上设有冷却水循环泵14，第二进水管6上设有第一阀门15，第四出水管11上设有第二阀门 16，第三进水管8和第三出水管9上并联有若干个终端用户17，第三进水管8上设有空调水一次循环泵18，第三出水管9上朝终端用户17方向依次设有第三阀门19、第一温度传感器20、第二温度传感器21和空调水二次循环泵22，空调水一次循环泵18、第三阀门 19、第一温度传感器20、第二温度传感器21和空调水二次循环泵 22均位于冷水机组2与终端用户17之间，第三进水管8和第三出水管9上还并联有蓄冷装置23，蓄冷装置23上设有连通的第一水管 24和第二水管25，第一水管24连在第一温度传感器20和第二温度传感器21之间的第三出水管9上，第二水管25连在终端用户17与空调水一次循环泵18之间的第三进水管8上，第一水管24上设有双向流量计26和第三温度传感器27，第三进水管8和第三出水管9 还通过第三水管28连通，第三水管28上设有第四阀门29，第三水管28一端连在第三阀门19和第一温度传感器20之间的第三出水管 9上，第三水管28另一端连在冷水机组2与空调水一次循环泵18之间的第三进水管8上，第五进水管12连在第三阀门19与第三水管 28之间的第三出水管9上，第五进水管12上设有第五阀门30，第五出水管13连在冷水机组2与第三水管28之间的第三进水管8上。

其中，空调水一次循环泵18及空调水二次循环泵22均为变频水泵。

本实施例使用时，共有如下6种运行模式：

1、冷水机组2供冷：开式冷却塔1、冷却水循环泵14、冷水机组2、空调水一次循环泵18、空调水二次循环泵22运行，第一阀门 15和第三阀门19开启，其余阀门关闭，冷水机组2出水温度设定为终端用户17末端用冷参数，空调水一次循环泵18根据双向流量计 26信号进行频率及台数控制，使双向流量计26显示数据为0，即空调水一次循环泵18流量与空调水二次循环泵22流量相同；

2、开式冷却塔1供冷：开式冷却塔1、冷却水循环泵14、自然冷源供冷板式换热器3、空调水一次循环泵18、空调水二次循环泵 22运行，第二阀门16和第五阀门30开启，其余阀门关闭，利用自然冷源供冷，空调水一次循环泵18根据双向流量计26信号进行频率及台数控制，使双向流量计26显示数据为0，即空调水一次循环泵18流量与空调水二次循环泵22流量相同；

3、冷水机组2蓄冷：开式冷却塔1、冷却水循环泵14、冷水机组2、空调水一次循环泵18、蓄能装置23运行，第一阀门15和第三阀门19开启开启，其余阀门关闭，利用夜间谷价电时段蓄冷；

4、蓄能装置23供冷：蓄能装置23、空调水一次循环泵18、空调水二次循环泵22运行，第四阀门29开启，其余阀门关闭，根据第一温度传感器20、第二温度传感器21和第三温度传感器27信号对空调水一次循环泵18和空调水二次循环泵22进行频率及台数控制，使第二温度传感器21信号显示数据为终端用户17末端供能设计温度；

5、冷水机组2+蓄能装置23联合供冷：开式冷却塔1、冷却水循环泵14、冷水机组2、蓄能装置23、空调水一次循环泵18、空调水二次循环泵22运行，第一阀门15和第三阀门19开启，其余阀门关闭，终端用户17回水经冷水机组2预冷后，再与蓄能装置23释冷水混合，根据第一温度传感器20、第二温度传感器21和第三温度传感器27信号对空调水一次循环泵18和空调水二次循环泵22进行频率及台数控制，使第二温度传感器21信号显示数据为终端用户17 末端供能设计温度；

6、开式冷却塔1+蓄冷装置23联合供冷：开式冷却塔1、冷却水循环泵14、自然冷源供冷板式换热器3、蓄冷装置23、空调水一次循环泵18、空调水二次循环泵22运行，第二阀门16和第五阀门 30开启，其余阀门关闭，终端用户17末端回水经自然冷源供冷板式换热器3预冷后，再与蓄能装置23释冷水混合，根据第一温度传感器20、第二温度传感器21和第三温度传感器27信号对空调水一次循环泵18和空调水二次循环泵22进行频率及台数控制，使第二温度传感器21信号显示数据为终端用户17末端供能设计温度。

本实用新型基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源，系统简单，大大减少了工况切换阀门，取消了混水电动调节阀，提高运行可靠性并降低了系统运行费用；将一次泵系统改为二次泵系统，通过空调水一次循环泵18和空调水二次循环泵22的频率控制，来实现供冷模式的切换，高效节能。

Claims (2)

1.一种基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源，包括开式冷却塔(1)和冷水机组(2)，其特征在于：还包括自然冷源供冷板式换热器(3)，所述开式冷却塔(1)设有第一进水管(4)和第一出水管(5)，所述冷水机组(2)的冷源端设有第二进水管(6)和第二出水管(7)，所述冷水机组(2)的用户端设有第三进水管(8)和第三出水管(9)，所述自然冷源供冷板式换热器(3)的冷源端设有第四进水管(10)和第四出水管(11)，所述自然冷源供冷板式换热器(3)的用户端设有第五进水管(12)和第五出水管(13)，所述第二出水管(7)和第四出水管(11)均与所述第一进水管(4)连通，所述第二进水管(6)和第四进水管(10)均与所述第一出水管(5)连通，所述第一出水管(5)上设有冷却水循环泵(14)，所述第二进水管(6)上设有第一阀门(15)，所述第四出水管(11)上设有第二阀门(16)，所述第三进水管(8)和第三出水管(9)上并联有若干个终端用户(17)，所述第三进水管(8)上设有空调水一次循环泵(18)，所述第三出水管(9)上朝所述终端用户(17)方向依次设有第三阀门(19)、第一温度传感器(20)、第二温度传感器(21)和空调水二次循环泵(22)，所述空调水一次循环泵(18)、第三阀门(19)、第一温度传感器(20)、第二温度传感器(21)和空调水二次循环泵(22)均位于所述冷水机组(2)与终端用户(17)之间，所述第三进水管(8)和第三出水管(9)上还并联有蓄冷装置(23)，所述蓄冷装置(23)上设有连通的第一水管(24)和第二水管(25)，所述第一水管(24)连在所述第一温度传感器(20)和第二温度传感器(21)之间的第三出水管(9)上，所述第二水管(25)连在所述终端用户(17)与空调水一次循环泵(18)之间的第三进水管(8)上，所述第一水管(24)上设有双向流量计(26)和第三温度传感器(27)，所述第三进水管(8)和第三出水管(9)还通过第三水管(28)连通，所述第三水管(28)上设有第四阀门(29)，所述第三水管(28)一端连在所述第三阀门(19)和第一温度传感器(20)之间的第三出水管(9)上，所述第三水管(28)另一端连在所述冷水机组(2)与空调水一次循环泵(18)之间的第三进水管(8)上，所述第五进水管(12)连在所述第三阀门(19)与第三水管(28)之间的第三出水管(9)上，所述第五进水管(12)上设有第五阀门(30)，所述第五出水管(13)连在所述冷水机组(2)与第三水管(28)之间的第三进水管(8)上。

2.根据权利要求1所述基于二次泵变流量系统的数据中心自然冷源，其特征在于：所述空调水一次循环泵(18)及空调水二次循环泵(22)均为变频水泵。

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