CN214429907U - 一种间接蒸发冷却空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种间接蒸发冷却空调机组，包括上下两个相对独立的第一腔体、第二腔体和位于腔体内的间接蒸发冷却模块、机械制冷模块、一次风模块和二次风模块。本实用新型通过间接蒸发冷却模块和机械制冷模块的有机结合，针对不同工况下合理切换运行，从而达到满足数据中心温度的要求；同时充分利用了室外的自然冷源与数据中心的热风进行换热，减少采用机械制冷进行空气冷却，从而降低数据中心的空调制冷能耗。

Description

一种间接蒸发冷却空调机组

技术领域

本实用新型涉及空调设备技术领域，特别涉及一种间接蒸发冷却空调机组。

背景技术

随着数据中心建设力度大大增加，数据中心巨大的耗电量以及能源浪费问题日益凸显。因此，提供一套高效智能冷却方案成为数据中心行业内关注的焦点。目前数据中心行业内使用的传统空调普遍存在能耗高、成本高的缺点，为了降低数据中心的高能耗，近年来“间接蒸发冷却技术”在业界内广受关注。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种间接蒸发冷却空调机组，解决现有数据中心空调设备耗电量大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种间接蒸发冷却空调机组，包括壳体、一次风模块、二次风模块、湿膜加湿器、间接蒸发冷却模块和机械制冷模块；

所述壳体包括上下两个相对独立的第一腔体和第二腔体；

所述一次风模块包括一次进风口、一次送风口和一次送风机，所述一次进风口设置在所述第一腔体的一侧，所述一次送风口设置在所述第二腔体上与所述一次进风口相同的一侧，所述一次送风机设置在所述第二腔体内远离所述一次送风口的顶部且送风方向为所述第一腔体朝向所述第二腔体；

所述二次风模块包括二次进风口和二次排风机，所述二次进风口设置在第一腔体上靠近所述一次进风口的位置，所述二次排风机设置在所述第一腔体的顶部上靠近所述一次进风口的位置且排风方向为所述第一腔体朝向室外；

所述间接蒸发冷却模块包括间接蒸发冷却芯体，所述间接蒸发冷却芯体位于所述第一腔体内且靠近所述一次进风口；

所述机械制冷模块包括蒸发器，所述蒸发器和所述湿膜加湿器依次设置在所述第二腔体内所述一次送风机与所述一次送风口之间的位置。

进一步地，所述二次进风口采用三面百叶窗结构且设置在所述第一腔体上所述一次进风口下方及其相邻两侧。

进一步地，所述间接蒸发冷却模块还包括第一布水器、第一挡水板、第一水箱和间接蒸发淋水循环水泵；

所述间接蒸发冷却芯体垂直设置于所述二次进风口的第一腔体内；

所述第一布水器设置在所述二次排风机下方；

所述第一挡水板设置在所述间接蒸发冷却芯体和所述第一布水器之间；

所述第一水箱设置在所述第二腔体的顶部下靠近所述一次送风口的位置，所述第一水箱的顶部与所述第一腔体相通且位于所述间接蒸发冷却芯体底部；

所述间接蒸发淋水循环水泵设置在所述第二腔体内。

进一步地，所述第一布水器和所述第一挡水板的平面尺寸相同且与所述间接蒸发冷却芯体的俯视平面尺寸相适应。

进一步地，所述机械制冷模块还包括冷凝排风机、冷凝风道和冷凝进风口；

所述冷凝排风机位于所述第一腔体的顶部上远离所述二次排风机的位置且排风方向为所述第一腔体朝向室外；

所述冷凝进风口设置在所述第二腔体上与所述一次送风口相对的一侧；

所述冷凝风道位于所述第一腔体内所述冷凝排风机下方且与所述第二腔体相通。

进一步地，所述冷凝进风口采用单面百叶窗结构。

进一步地，所述机械制冷模块还包括第二布水器、第二挡水板、蒸发式冷凝器、填料、第二水箱和冷凝淋水循环水泵；

所述冷凝进风口与所述冷凝排风机之间按照空气流动方向依次设置填料、蒸发式冷凝器、第二挡水板第二布水器；

所述第二水箱位于所述第二腔体内所述冷凝进风口下方；

所述冷凝淋水循环水泵设置在所述第二腔体内。

进一步地，所述第二布水器和所述第二挡水板的平面尺寸相同且与所述蒸发式冷凝器的俯视平面尺寸相适应。

进一步地，所述机械制冷模块还包括压缩机和节流阀；

所述蒸发器通过管路依次连接所述节流阀、所述压缩机和所述蒸发式冷凝器并形成闭合管路。

进一步地，还包括检修梯和检修门；

所述检修梯设置于所述第一腔体内中间顶部下方；

所述检修门位于第二腔体上正反两侧壳体的任意一侧中部。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种间接蒸发冷却空调机组，通过间接蒸发冷却模块和机械制冷模块的有机结合，针对不同工况下合理切换运行，从而达到满足数据中心温度的要求；同时充分利用了室外的自然冷源与数据中心的热风进行换热，减少采用机械制冷进行空气冷却，从而降低数据中心的空调制冷能耗。

附图说明

图1为一种间接蒸发冷却空调机组的主视图；

图2为一种间接蒸发冷却空调机组的侧视图；

图3为一种间接蒸发冷却空调机组的俯视图。

标号说明：

1、第一腔体；2、二次排风机；3、第一布水器；4、第一挡水板；5、检修梯；6、冷凝排风机；7、冷凝风道；8、一次送风机；9、第二布水器；10、第二挡水板；11、蒸发式冷凝器；12、填料；13、冷凝进风口；14、第二水箱；15、压缩机；16、检修门；17、冷凝淋水循环水泵；18、间接蒸发淋水循环水泵；19、蒸发器；20、湿膜加湿器；21、一次送风口；22、第二腔体；23、第一水箱；24、二次进风口；25、间接蒸发冷却芯体；26、一次进风口。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种间接蒸发冷却空调机组，包括壳体、一次风模块、二次风模块、湿膜加湿器、间接蒸发冷却模块和机械制冷模块；

所述壳体包括上下两个相对独立的第一腔体和第二腔体；

所述一次风模块包括一次进风口、一次送风口和一次送风机，所述一次进风口设置在所述第一腔体的一侧，所述一次送风口设置在所述第二腔体上与所述一次进风口相同的一侧，所述一次送风机设置在所述第二腔体内远离所述一次送风口的顶部且送风方向为所述第一腔体朝向所述第二腔体；

所述二次风模块包括二次进风口和二次排风机，所述二次进风口设置在第一腔体上靠近所述一次进风口的位置，所述二次排风机设置在所述第一腔体的顶部上靠近所述一次进风口的位置且排风方向为所述第一腔体朝向室外；

所述间接蒸发冷却模块包括间接蒸发冷却芯体，所述间接蒸发冷却芯体位于所述第一腔体内且靠近所述一次进风口；

所述机械制冷模块包括蒸发器，所述蒸发器和所述湿膜加湿器依次设置在所述第二腔体内所述一次送风机与所述一次送风口之间的位置。

由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过间接蒸发冷却模块和机械制冷模块的有机结合，针对不同工况下合理切换运行，从而达到满足数据中心温度的要求；同时充分利用了室外的自然冷源与数据中心的热风进行换热，减少采用机械制冷进行空气冷却，从而降低数据中心的空调制冷能耗。

进一步地，所述二次进风口采用三面百叶窗结构且设置在所述第一腔体上所述一次进风口下方及其相邻两侧。

由上述描述可知，三面百叶窗结构便于间接蒸发冷却模块从室外的自然环境中快速获取冷量，从而提高后续的换热处理效率。

进一步地，所述间接蒸发冷却模块还包括第一布水器、第一挡水板、第一水箱和间接蒸发淋水循环水泵；

所述间接蒸发冷却芯体垂直设置于所述二次进风口的第一腔体内；

所述第一布水器设置在所述二次排风机下方；

所述第一挡水板设置在所述间接蒸发冷却芯体和所述第一布水器之间；

所述第一水箱设置在所述第二腔体的顶部下靠近所述一次送风口的位置，所述第一水箱的顶部与所述第一腔体相通且位于所述间接蒸发冷却芯体底部；

所述间接蒸发淋水循环水泵设置在所述第二腔体内。

进一步地，所述第一布水器和所述第一挡水板的平面尺寸相同且与所述间接蒸发冷却芯体的俯视平面尺寸相适应。

由上述描述可知，间接蒸发冷却芯体采用垂直摆放形式，有利于均匀布水，提高芯体换热效率；第一挡水板的设置有利于防止下雨天外界的水通过二次排风机进入间接蒸发冷却芯体，从而影响换热效率；第一水箱设置在间接蒸发冷却芯体底部，可用于收集冷却空气后滴落的水滴，间接蒸发淋水循环水泵能将第一水箱里的水循环重复给布水器进行布水，节约又环保。

进一步地，所述机械制冷模块还包括冷凝排风机、冷凝风道和冷凝进风口；

所述冷凝排风机位于所述第一腔体的顶部上远离所述二次排风机的位置且排风方向为所述第一腔体朝向室外；

所述冷凝进风口设置在所述第二腔体上与所述一次送风口相对的一侧；

所述冷凝风道位于所述第一腔体内所述冷凝排风机下方且与所述第二腔体相通。

进一步地，所述冷凝进风口采用单面百叶窗结构。

由上述描述可知，当天气炎热且湿球温度高时，只靠间接蒸发冷却模块的工作不足以冷却数据中心内的空气，此时需要机械制冷模块一起工作，通过将室外炎热的空气蒸发冷凝成低温的液体，再进入蒸发器来冷却从数据中心输送的依次通过一次进风口、间接蒸发冷却芯体和一次送风机的空气，最后将冷却的空气再回流给数据中心，实现数据中心的制冷。

进一步地，所述机械制冷模块还包括第二布水器、第二挡水板、蒸发式冷凝器、填料、第二水箱和冷凝淋水循环水泵；

所述冷凝进风口与所述冷凝排风机之间按照空气流动方向依次设置填料、蒸发式冷凝器、第二挡水板和第二布水器；

所述第二水箱位于所述第二腔体内所述冷凝进风口下方；

所述冷凝淋水循环水泵设置在所述第二腔体内。

进一步地，所述第二布水器和所述第二挡水板的平面尺寸相同且与所述蒸发式冷凝器的俯视平面尺寸相适应。

由上述描述可知，机械制冷模块采用蒸发式冷凝器，占地面积小，安装方便，在蒸发式冷凝器底部增设填料，有效降低底部第二水箱中的循环水在冷凝过程中的水温，进一步提高换热效率；第二布水器、第二挡水板、第二水箱和冷凝淋水循环水泵的作用同间接蒸发冷却模块中的第一布水器、第一挡水板、第一水箱和间接蒸发淋水循环水泵相同。

进一步地，所述机械制冷模块还包括压缩机和节流阀；

所述蒸发器通过管路依次连接所述节流阀、所述压缩机和所述蒸发式冷凝器并形成闭合管路。

由上述描述可知，机械制冷模块工作时，室外空气依次经过冷凝进风口、填料、蒸发式冷凝器，进行热湿交换，通过水的蒸发带走冷凝热从冷凝排风机排走，此时蒸发式冷凝器中的制冷剂的热量被带走，经过压缩机和节流阀变为低压低温的制冷剂，再进入蒸发器，用于对数据中心的空气进一步吸热气化，达到制冷的目的。

进一步地，还包括检修梯和检修门；

所述检修梯设置于所述第一腔体内中间顶部下方；

所述检修门位于第二腔体上正反两侧壳体的任意一侧中部。

由上述描述可知，检修梯和检修门用于维护间接蒸发冷却空调机组，保证其机组的安全性和稳定性。

请参照图1、图2及图3，本实用新型的实施例一为：

一种间接蒸发冷却空调机组，包括壳体、一次风模块、二次风模块、湿膜加湿器20和间接蒸发冷却模块。

如图1所示为采用上述结构制造的一种间接蒸发冷却空调机组，整个机组采用模块化设计，分为上下两个相对独立的第一腔体1和第二腔体22，便于运输安装。

其中，机组内的一次风模块包括设置在第一腔体1一侧的一次进风口26、设置在第二腔体22上与一次进风口26相同一侧的一次送风口21和设置在第二腔体22内远离一次送风口21的顶部且送风方向为第一腔体1朝向第二腔体22的一次送风机8。

其中，机组内的二次风模块包括设置在第一腔体1上靠近一次进风口26位置的二次进风口24和如图3所示的设置在第一腔体1的顶部上靠近一次进风口26的位置且排风方向为第一腔体1朝向室外的二次排风机2。

另外，机组内的间接蒸发冷却模块包括位于第一腔体1内且靠近一次进风口26并且垂直设置于二次进风口24的间接蒸发冷却芯体25，间接蒸发冷却芯体25能通过二次进风口24从室外的自然环境中获取冷量，与从一次进风口26进入的数据中心的空气进行换热，再将冷却后的空气由一次送风机8送到第二腔体22，再经过设置在第二腔体22内一次送风机8与一次送风口21之间的湿膜加湿器20加湿后形成低温低湿的空气由一次送风口21回流到数据中心，从而达到制冷的效果。

本实施例为冬季时该间接蒸发冷却空调机组的运行情况，由于冬天外界环境温度较低，空调机组运行在干模式。如图1所示，间接蒸发冷却模块上的布水装置处于关闭状态，此时室外的低温空气从位于第一腔体1上一次进风口26下方及其相邻两侧的二次进风口24进入间接蒸发冷却芯体25，与此同时，数据中心的高温空气通过一次进风口26进入第一腔体1，流经间接蒸发冷却芯体25被室外低温空气直接冷却，由一次送风机8进入第二腔体22，再由一次送风口21回流到数据中心，而经间接蒸发冷却芯体25换热后的室外空气由二次排风机2排回室外。由图1和图2所示，二次进风口24采用三面百叶窗结构，能快速获取室外空气的冷量，提高换热效率。

回流到数据中心的空气为冷却后的低温空气，实现了无需机械制冷也能对数据中心进行降温的目的，降低了数据中心的空调制冷能耗。

请参照图1，本实用新型的实施例二为：

一种间接蒸发冷却空调机组，在上述实施例一的基础上，如图1所示，间接蒸发冷却模块还包括设置在二次排风机2下方的第一布水器3、设置在间接蒸发冷却芯体25和第一布水器3之间的第一挡水板4和设置在第二腔体22的顶部下靠近一次送风口21位置的第一水箱23，第一水箱23的顶部与第一腔体1相通且位于间接蒸发冷却芯体25底部。由图1可知，第一布水器3和第一挡水板4的平面尺寸相同且与间接蒸发冷却芯体25的俯视平面尺寸相适应，能够充分对间接蒸发冷却芯体25进行布水。

本实施例为过渡季节时该间接蒸发冷却空调机组的运行情况，过渡季节时外界环境温度较为温和，空调机组运行在湿模式，需要开启布水装置。此时第一布水器3向间接蒸发冷却芯体25进行布水，数据中心与室外空气的换热过程参照上述实施例中的描述，同样实现无需机械制冷对数据中心进行降温的目的，同时由于过渡季节湿度较高，需要对数据中心的空气进行等湿降温，通过开启布水装置，可以对数据中心送进来的空气进行等湿换热，并且能提高间接蒸发冷却芯体25的换热效率，从而满足数据中心温湿度的要求，同时位于间接蒸发冷却芯体25下方的第一水箱23，不仅能收集冷却空气后滴落的水滴及布水后滴落的水滴，而且位于第二腔体22内的间接蒸发淋水循环水泵18还能将第一水箱23里的水循环重复给第一布水器3进行布水，节约又环保。

请参照图1及图3，本实用新型的实施例三为：

一种间接蒸发冷却空调机组，在上述实施例一或二的基础上，如图1及图3所示，还包括机械制冷模块，机械制冷模块包括位于第一腔体1的顶部上远离二次排风机2的位置且排风方向为第一腔体1朝向室外的冷凝排风机6、位于第一腔体1内冷凝排风机6下方且与第二腔体22相通的冷凝风道7和设置在第二腔体22上与一次送风口21相对的一侧的冷凝进风口13；冷凝进风口13采用单面百叶窗结构，能够有效获取室外空气。

本实施例为夏季时该间接蒸发冷却空调机组的运行情况，夏季炎热，室外温度较高且湿球温度也较高，此时空调机组运行在混合模式，由于室外空气温度较高，数据中心的空气通过间接蒸发冷却模块换热后不足以达到低温效果，此时需要同时开启布水装置和机械制冷模块。数据中心的空气通过间接蒸发冷却模块与室外空气换热以及布水装置的启动如上述实施例一和实施例二描述的过程一样，这里不再赘述，不同的是，当数据中心的空气通过间接蒸发冷却模块进行冷却后还需通过蒸发器19进行进一步冷却后再由一次送风口21回流到数据中心。

如图1所示，蒸发器19为机械制冷模块的一部分，设置在第二腔体22内的湿膜加湿器20与一次送风机8之间；机械制冷模块还包括了压缩机15、未在图上标出的节流阀和蒸发式冷凝器11，蒸发器19通过管路依次连接压缩机15、节流阀和蒸发式冷凝器11并形成闭合管路。

机械制冷模块启动的时候，室外空气从冷凝进风口13进入冷凝风道7，冷凝风道7内根据冷凝进风口13与冷凝排风机6之间空气流动的方向依次设置有填料12、蒸发式冷凝器11、第二挡水板10和第二布水器9，第二布水器9和第二挡水板10的平面尺寸相同且与蒸发式冷凝器11的俯视平面尺寸相适应，在冷凝进风口13下方还设置有第二水箱14以及在第二腔体22内还设置有冷凝淋水循环水泵17，其作用与间接蒸发冷却模块中的第一水箱23、第一布水器3、第一挡水板4和间接蒸发淋水循环水泵18相同。室外空气依次通过填料12和蒸发式冷凝器11盘管表面，进行热湿交换，通过水的蒸发带走冷凝热从上方的冷凝排风机6排走，使得蒸发式冷凝器11中的制冷剂被冷却，再经过压缩机15和节流阀变为低压低温的制冷剂，最后进入蒸发器19，对数据中心的空气进一步吸热气化，如此循环，达到制冷的目的。

请参照图1，本实用新型的实施例四为：

一种间接蒸发冷却空调机组，在上述任一实施例的基础上，如图1所示，还包括设置于所述第一腔体1内中间顶部下方的检修梯5和位于第二腔体22上正反两侧壳体的任意一侧中部的检修门16，在上述实施例一至实施例三任意一个实施例的空调机组运行过程中，发生故障或是定期维护检修时，需要通过检修梯5和检修门16进行故障清除和机组维护，保障机组的安全性和性能稳定性。

综上所述，本实用新型提供的一种间接蒸发冷却空调机组，包括上下两个相对独立的第一腔体、第二腔体和位于腔体内的间接蒸发冷却模块、机械制冷模块、一次风模块和二次风模块。通过间接蒸发冷却模块和机械制冷模块的有机结合，针对不同的天气情况合理选择运行的模式，从而达到给数据中心降温的要求，同时充分利用室外的自然冷源与数据中心的热风进行换热，减少采用机械制冷，从而达到降低数据中心的空调能耗，并且布水装置的设置也进一步提高了换热效率；检修门与检修梯也进一步加强了空调机组的安全性和稳定性；同时模块化的设计将机组分成上下两个部分，便于运输安装。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，包括壳体、一次风模块、二次风模块、湿膜加湿器、间接蒸发冷却模块和机械制冷模块；

所述壳体包括上下两个相对独立的第一腔体和第二腔体；

所述一次风模块包括一次进风口、一次送风口和一次送风机，所述一次进风口设置在所述第一腔体的一侧，所述一次送风口设置在所述第二腔体上与所述一次进风口相同的一侧，所述一次送风机设置在所述第二腔体内远离所述一次送风口的顶部且送风方向为所述第一腔体朝向所述第二腔体；

所述二次风模块包括二次进风口和二次排风机，所述二次进风口设置在第一腔体上靠近所述一次进风口的位置，所述二次排风机设置在所述第一腔体的顶部上靠近所述一次进风口的位置且排风方向为所述第一腔体朝向室外；

所述间接蒸发冷却模块包括间接蒸发冷却芯体，所述间接蒸发冷却芯体位于所述第一腔体内且靠近所述一次进风口；

所述机械制冷模块包括蒸发器，所述蒸发器和所述湿膜加湿器依次设置在所述第二腔体内所述一次送风机与所述一次送风口之间的位置。

2.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述二次进风口采用三面百叶窗结构且设置在所述第一腔体上所述一次进风口下方及其相邻两侧。

3.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述间接蒸发冷却模块还包括第一布水器、第一挡水板、第一水箱和间接蒸发淋水循环水泵；

所述间接蒸发冷却芯体垂直设置于所述二次进风口的第一腔体内；

所述第一布水器设置在所述二次排风机下方；

所述第一挡水板设置在所述间接蒸发冷却芯体和所述第一布水器之间；

所述第一水箱设置在所述第二腔体的顶部下靠近所述一次送风口的位置，所述第一水箱的顶部与所述第一腔体相通且位于所述间接蒸发冷却芯体底部；

所述间接蒸发淋水循环水泵设置在所述第二腔体内。

4.根据权利要求3所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述第一布水器和所述第一挡水板的平面尺寸相同且与所述间接蒸发冷却芯体的俯视平面尺寸相适应。

5.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述机械制冷模块还包括冷凝排风机、冷凝风道和冷凝进风口；

所述冷凝排风机位于所述第一腔体的顶部上远离所述二次排风机的位置且排风方向为所述第一腔体朝向室外；

所述冷凝进风口设置在所述第二腔体上与所述一次送风口相对的一侧；

所述冷凝风道位于所述第一腔体内所述冷凝排风机下方且与所述第二腔体相通。

6.根据权利要求5所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述冷凝进风口采用单面百叶窗结构。

7.根据权利要求5所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述机械制冷模块还包括第二布水器、第二挡水板、蒸发式冷凝器、填料、第二水箱和冷凝淋水循环水泵；

所述冷凝进风口与所述冷凝排风机之间按照空气流动方向依次设置填料、蒸发式冷凝器、第二挡水板和第二布水器；

所述第二水箱位于所述第二腔体内所述冷凝进风口下方

所述冷凝淋水循环水泵设置在所述第二腔体内。

8.根据权利要求7所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述第二布水器和所述第二挡水板的平面尺寸相同且与所述蒸发式冷凝器的俯视平面尺寸相适应。

9.根据权利要求7所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，所述机械制冷模块还包括压缩机和节流阀；

所述蒸发器通过管路依次连接所述节流阀、所述压缩机和所述蒸发式冷凝器并形成闭合管路。

10.根据权利要求1所述的一种间接蒸发冷却空调机组，其特征在于，还包括检修梯和检修门；

所述检修梯设置于所述第一腔体内中间顶部下方；

所述检修门位于第二腔体上正反两侧壳体的任意一侧中部。

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