CN215453701U - 一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，包括设置在数据中心内的末端盘管以及与数据中心通过风管连接的间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组，还包括蒸发冷却冷水机组，蒸发冷却冷水机组通过管道连接有板式换热器并与板式换热器形成闭合回路，蒸发冷却冷水机组还通过管道连接有板式换热器a并与板式换热器a形成闭合回路，板式换热器和板式换热器a还通过管道和末端盘管形成闭合回路。本实用新型的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，解决了现有技术中存在的数据中心对于蒸发冷却技术的应用大多在风侧系统，且传统冷却塔降温幅度小，且冬季易结冰的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于空调设备技术领域，涉及一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统。
背景技术
近年来，随着5G的快速发展，更快、更密集的数据流意味着数据中心面临着更高的能量消耗。据不完全统计，数据中心中冷却系统的耗电量占数据中心总能耗的40％左右，是除IT设备外耗能占比最大的能耗要素，且与 IT设备能耗相差不大，甚至有些能效较差的数据中心，冷却系统的能耗会超过IT设备的能耗，因此说若想较有效的降低数据中心能耗，从降低冷却系统能耗的角度出发是行之有效的。现阶段，数据中心对于蒸发冷却技术的应用大多在风侧系统，且传统冷却塔降温幅度小，且冬季易结冰。虽然风侧系统在数据中心应用时间长，成熟度较高，但是风侧蒸发冷却系统应用中存在占地空间大，与建筑匹配度要求高，机房容柜率低等劣势。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，解决了现有技术中存在的数据中心对于蒸发冷却技术的应用大多在风侧系统，且传统冷却塔降温幅度小，且冬季易结冰的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，包括设置在数据中心内的末端盘管以及与数据中心通过风管连接的间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组，还包括蒸发冷却冷水机组，蒸发冷却冷水机组通过管道连接有板式换热器并与板式换热器形成闭合回路，蒸发冷却冷水机组还通过管道连接有板式换热器a并与板式换热器a形成闭合回路，板式换热器和板式换热器a还通过管道和末端盘管形成闭合回路。
本实用新型的特征还在于，
蒸发冷却冷水机组包括冷水机组壳体，冷水机组壳体相对应的两侧壁均设置有进风口，冷水机组壳体内两侧按照进风方向依次设置有盘管、立管式间接蒸发冷却段，两个立管式间接蒸发冷却段之间设置有直接蒸发冷却段，两个盘管通过管道G1和管道G2连接构成循环回路，板式换热器通过管道 G3和管道G4分别连接管道G1和管道G2上与两个盘管形成闭合循环回路；
直接蒸发冷却段包括填料a，填料a上方由下到上依次设置有喷淋装置、风机以及出风口，喷淋装置下方设置有蓄水箱，喷淋装置和蓄水箱分别通过管道G5和管道G6与板式换热器a连接并形成循环回路；
管道G5上设置有水泵b，管道G3上设置有水泵a。
进风口内还设置有过滤装置。
立管式间接蒸发冷却段包括与进风口对应设置的立管换热器，立管换热器上方由下到上依次设置有喷淋装置a、风机a、二次出风口，立管换热器下方设置有蓄水箱a，蓄水箱a和喷淋装置a通过管道连接，还包括设置在冷水机组壳体侧壁对应立管换热器下方位置处的二次进风口。
间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组包括新风机组壳体，新风机组壳体相对应的两侧壁分别设置有进风口a和出风口a，新风机组壳体内按照进风的流动方向依次设置有立管式间接蒸发冷却段a和直接蒸发冷却段a，出风口a通过管道接通数据中心内对应末端盘管的位置处。
立管式间接蒸发冷却段a包括与进风口a对应的立管换热器a，立管换热器a上方由下到上依次设置有喷淋装置b、二次出风口a，立管换热器a 下方设置有蓄水箱b，蓄水箱b和喷淋装置b通过供水管a连接，还包括设置在新风机组壳体侧壁对应立管换热器a下方位置处的二次进风口a。
供水管a上设置有循环水泵a，二次出风口a内设置有风机b。
直接蒸发冷却段a包括填料b，填料b上方设置有喷淋装置b，填料b 下方设置有蓄水箱c，蓄水箱c和喷淋装置c通过供水管b连接。
供水管b上设置有循环水泵b。
板式换热器分别通过管道G7和管道G8连接末端盘管并与末端盘管形成循环回路，板式换热器a4分别通过管道G9和管道G10连接在管道G7和管道G8上与末端盘管形成循环回路，管道G7和管道G8上和管道G9和管道G10连接点靠近板式换热器的一侧还分别设置有阀门和阀门a，管道G7 上设置有水泵c。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型的一种数据中心用内冷式蒸发冷却系统，可根据室外气象选择开启不同的运行模式，实现全年节能运行；
(2)本实用新型的一种数据中心用内冷式蒸发冷却系统，用于数据中心制冷，非寒冷季节采用间接蒸发冷却器用以预冷进入填料塔的工作空气，降低机组出水温度；
(3)本实用新型的一种数据中心用内冷式蒸发冷却系统，间接蒸发冷却器采用立管式，在沙尘天气下也能够具有良好的换热性能，同时具备优良的防结垢性能，减少机组维护量；
(4)本实用新型的一种数据中心用内冷式蒸发冷却系统，间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组在低温季节作为备份冷源运行，实现数据中心完全利用蒸发冷却技术实现全年制冷；
(5)本实用新型为冷水系统，该系统应用在数据中心，只需将水管接入机房，占地空间小，有效提高机房容柜率，可利用蓄冷罐为系统保证供冷，相比于风冷系统需用UPS保电，投资相对较少，且安全性高。
附图说明
图1是本实用新型一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统的结构示意图；
图2是本实用新型一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统中蒸发冷却冷水机组的结构示意图；
图3是本实用新型一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统中间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组的结构示意图。
图中，1.板式换热器，2.水泵a，3.蒸发冷却冷水机组，4.板式换热器a， 5.阀门，6.直接蒸发冷却段，7.阀门a，8.水泵b，9.立管式间接蒸发冷却段， 10.间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组，11.末端盘管，12.盘管，13.水泵c，14.回风机，15.机柜，16.排风机；
3-1.冷水机组壳体，3-2.进风口；
6-1.填料a，6-2.喷淋装置，6-3.蓄水箱，6-4.风机，6-5.出风口；
9-1.立管换热器，9-2.喷淋装置a，9-3.风机a，9-4.蓄水箱a，9-5.二次出风口；
10-1.新风机组壳体，10-2.进风口a，10-3.出风口a，10-4.立管式间接蒸发冷却段a，10-5.直接蒸发冷却段a，10-6.立管换热器a，10-7.喷淋装置b， 10-8.二次出风口a，10-9.蓄水箱b，10-10.供水管a，10-11.循环水泵a，10-12. 风机b，10-13.填料b，10-14.喷淋装置c，10-15.蓄水箱c，10-16.供水管b， 10-17.循环水泵b。
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。
本实用新型一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其结构如图 1所示，包括设置在数据中心内的末端盘管11以及与数据中心通过风管连接的间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组10，还包括蒸发冷却冷水机组3，蒸发冷却冷水机组3通过管道连接有板式换热器1并与板式换热器1形成闭合回路，蒸发冷却冷水机组3还通过管道连接有板式换热器a4并与板式换热器a4形成闭合回路，板式换热器1和板式换热器a4还通过管道和末端盘管 11形成闭合回路。
如图2所示，蒸发冷却冷水机组3包括冷水机组壳体3-1，冷水机组壳体3-1相对应的两侧壁均设置有进风口3-2，冷水机组壳体3-1内两侧按照进风方向依次设置有盘管12、立管式间接蒸发冷却段9，两个立管式间接蒸发冷却段9之间设置有直接蒸发冷却段6，两个盘管12通过管道G1和管道 G2连接构成循环回路，板式换热器1通过管道G3和管道G4分别连接管道 G1和管道G2上与两个盘管12形成闭合循环回路；
直接蒸发冷却段6包括填料a6-1，填料a6-1上方由下到上依次设置有喷淋装置6-2、风机6-4以及出风口6-5，喷淋装置6-2下方设置有蓄水箱6-3，喷淋装置6-2和蓄水箱6-3分别通过管道G5和管道G6与板式换热器a4连接并形成循环回路；
管道G5上设置有水泵b8，管道G3上设置有水泵a2。
进风口3-2内还设置有过滤装置3-3。
立管式间接蒸发冷却段9包括与进风口3-2对应设置的立管换热器9-1，立管换热器9-1上方由下到上依次设置有喷淋装置a9-2、风机a9-3、二次出风口9-5，立管换热器9-1下方设置有蓄水箱a9-4，蓄水箱a9-4和喷淋装置 a9-2通过管道连接，还包括设置在冷水机组壳体3-1侧壁对应立管换热器9-1 下方位置处的二次进风口。
如图3所示，间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组10包括新风机组壳体10-1，新风机组壳体10-1相对应的两侧壁分别设置有进风口a10-2和出风口a10-3，新风机组壳体10-1内按照进风的流动方向依次设置有立管式间接蒸发冷却段a10-4和直接蒸发冷却段a10-5，出风口a10-3通过管道接通数据中心内对应末端盘管11的位置处。
立管式间接蒸发冷却段a10-4包括与进风口a10-2对应的立管换热器 a10-6，立管换热器a10-6上方由下到上依次设置有喷淋装置b10-7、二次出风口a10-8，立管换热器a10-6下方设置有蓄水箱b10-9，蓄水箱b10-9和喷淋装置b10-7通过供水管a10-10连接，还包括设置在新风机组壳体10-1侧壁对应立管换热器a10-6下方位置处的二次进风口a。
供水管a10-10上设置有循环水泵a10-11，二次出风口a10-8内设置有风机b10-12。
直接蒸发冷却段a10-5包括填料b10-13，填料b10-13上方设置有喷淋装置b10-14，填料b10-13下方设置有蓄水箱c10-15，蓄水箱c10-15和喷淋装置b10-14通过供水管b10-16连接。
供水管b10-16上设置有循环水泵b10-17。
板式换热器1分别通过管道G7和管道G8连接末端盘管11并与末端盘管11形成循环回路，板式换热器a4分别通过管道G9和管道G10连接在管道G7和管道G8上与末端盘管11形成循环回路，管道G7和管道G8上和管道G9和管道G10连接点靠近板式换热器1的一侧还分别设置有阀门5和阀门a7，管道G7上设置有水泵c13。
数据中心内设置有吊顶层，吊顶层内设置有出风管道，出风管道内设置有排风机16，数据中心地下设置有送风通道，送风通道上设置有多个朝向机柜15的送风口，末端盘管11下方设置有风机b14，送风机将经末端盘管11 冷却的风送入送风通道内，给机柜15降温后，在排风机16的作用下排出数据中心。
管道G3和管道G4以及管道G7和管道G8中的水在板式换热器换1中进行换热；管道G9和管道G10以及管道G5和管道G6的水在板式换热器换b4中进行换热。
管道G8和管道G7上分别设置有阀门5和阀门a7，用来调节管道G9 和管道G10以及管道G7和管道G8的流量配比以及模式切换。
蒸发冷却冷水机组3为系统提供冷量时，末端回风机14作为回风机，使室内回风循环利用；当极端天气时，关闭蒸发冷却冷水机组3，由间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组10为系统提供冷量，此时末端回风机14作为室外新风送风机，系统开启全新风模式为数据中心降温。
盘管12内为循环水或乙二醇。
本实用新型的工作模式可以分为以下三种：
(1)在夏季及春秋过度季节：
该工况下，开启蒸发冷却冷水机组运行模式，阀门5、阀门a7关闭。
水系统工作过程：蒸发冷却冷水机组产出的高温冷水经过管道G5进入板式换热器a4，与末端盘管11中的回水经管道G10后在板式换热器a4中进行换热，管道G10中降温后的水经过管道G9和管道G7再送入末端盘管 11。
风系统工作过程：室内回风经过回风机14流经末端盘管11降温后再次被送入房间为机柜16降温，升温后再次经过回风机14送入末端盘管11降温，循环往复。
(3)在夏季极端高温工况：
该工况下，开启间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组运行模式，水泵2、水泵b8、水泵c13全部关闭。
水系统工作过程：立管式间接蒸发冷却段a10-4中的水为循环水，直接蒸发冷却段a10-5中的水也为循环水。
风系统工作过程：室外新风先经过立管式间接蒸发冷却段a10-4被等湿冷却，立管式间接蒸发冷却段a10-4为内冷式立管式间接蒸发冷却段，降温后的空气再经过直接蒸发冷却段a10-5被等焓降温加湿后送入室内，吸收机柜15热量后由排风机16排出室外。
(3)在冬季工况下：
该工况下，开启乙二醇自由冷模式，阀门5、阀门a7开启，水泵b8关闭。
水系统工作过程：与室外低温空气换热后的乙二醇溶液由管道G3送入板式换热器1，与末端盘管11经管道G8后送入的需要降温的回水进行换热。
风系统工作过程：室内回风经过回风机14流经末端盘管11降温后再次被送入房间为机柜15降温，升温后再次经过回风机14送入末端盘管11降温，循环往复。
本实用新型一种数据中心中内冷式蒸发冷却冷水系统，可根据不同室外工况，选择相对应的运行模式，全年利用自然冷为数据中心降温，降低数据中心全年运行能耗及运行费用，节能高效。
Claims (10)
1.一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，包括设置在数据中心内的末端盘管(11)以及与数据中心通过风管连接的间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组(10)，还包括蒸发冷却冷水机组(3)，所述蒸发冷却冷水机组(3)通过管道连接有板式换热器(1)并与板式换热器(1)形成闭合回路，所述蒸发冷却冷水机组(3)还通过管道连接有板式换热器a(4)并与所述板式换热器a(4)形成闭合回路，所述板式换热器(1)和板式换热器a(4)还通过管道和末端盘管(11)形成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述蒸发冷却冷水机组(3)包括冷水机组壳体(3-1)，所述冷水机组壳体(3-1)相对应的两侧壁均设置有进风口(3-2)，所述冷水机组壳体(3-1)内两侧按照进风方向依次设置有盘管(12)、立管式间接蒸发冷却段(9)，两个所述立管式间接蒸发冷却段(9)之间设置有直接蒸发冷却段(6)，两个所述盘管(12)通过管道G1和管道G2连接构成循环回路，所述板式换热器(1)通过管道G3和管道G4分别连接所述管道G1和管道G2上与两个所述盘管(12)形成闭合循环回路；
所述直接蒸发冷却段(6)包括填料a(6-1)，所述填料a(6-1)上方由下到上依次设置有喷淋装置(6-2)、风机(6-4)以及出风口(6-5)，所述喷淋装置(6-2)下方设置有蓄水箱(6-3)，所述喷淋装置(6-2)和蓄水箱(6-3)分别通过管道G5和管道G6与板式换热器a(4)连接并形成循环回路；
所述管道G5上设置有水泵b(8)，所述管道G3上设置有水泵a(2)。
3.根据权利要求2所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述进风口(3-2)内还设置有过滤装置(3-3)。
4.根据权利要求2所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述立管式间接蒸发冷却段(9)包括与进风口(3-2)对应设置的立管换热器(9-1)，所述立管换热器(9-1)上方由下到上依次设置有喷淋装置a(9-2)、风机a(9-3)、二次出风口(9-5)，所述立管换热器(9-1)下方设置有蓄水箱a(9-4)，所述蓄水箱a(9-4)和喷淋装置a(9-2)通过管道连接，还包括设置在冷水机组壳体(3-1)侧壁对应立管换热器(9-1)下方位置处的二次进风口。
5.根据权利要求2所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述间接蒸发复合直接蒸发冷却新风机组(10)包括新风机组壳体(10-1)，所述新风机组壳体(10-1)相对应的两侧壁分别设置有进风口a(10-2)和出风口a(10-3)，所述新风机组壳体(10-1)内按照进风的流动方向依次设置有立管式间接蒸发冷却段a(10-4)和直接蒸发冷却段a(10-5)，所述出风口a(10-3)通过管道接通所述数据中心内对应末端盘管(11)的位置处。
6.根据权利要求5所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述立管式间接蒸发冷却段a(10-4)包括与进风口a(10-2)对应的立管换热器a(10-6)，所述立管换热器a(10-6)上方由下到上依次设置有喷淋装置b(10-7)、二次出风口a(10-8)，所述立管换热器a(10-6)下方设置有蓄水箱b(10-9)，所述蓄水箱b(10-9)和喷淋装置b(10-7)通过供水管a(10-10)连接，还包括设置在新风机组壳体(10-1)侧壁对应立管换热器a(10-6)下方位置处的二次进风口a。
7.根据权利要求6所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述供水管a(10-10)上设置有循环水泵a(10-11)，所述二次出风口a(10-8)内设置有风机b(10-12)。
8.根据权利要求5所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述直接蒸发冷却段a(10-5)包括填料b(10-13)，所述填料b(10-13)上方设置有喷淋装置c(10-14)，所述填料b(10-13)下方设置有蓄水箱c(10-15)，所述蓄水箱c(10-15)和喷淋装置c(10-14)通过供水管b(10-16)连接。
9.根据权利要求8所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述供水管b(10-16)上设置有循环水泵b(10-17)。
10.根据权利要求1所述的一种用于数据中心的内冷式蒸发冷却冷水系统，其特征在于，所述板式换热器(1)分别通过管道G7和管道G8连接所述末端盘管(11)并与末端盘管(11)形成循环回路，所述板式换热器a(4)分别通过管道G9和管道G10连接在所述管道G7和管道G8上与末端盘管(11)形成循环回路，所述管道G7和管道G8上和管道G9和管道G10连接点靠近板式换热器(1)的一侧还分别设置有阀门(5)和阀门a(7)，所述管道G7上设置有水泵c(13)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113260233A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-13 | 新疆华奕新能源科技有限公司 | 一种数据中心用内冷式蒸发冷却冷水系统 |
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2021
- 2021-05-26 CN CN202121147275.XU patent/CN215453701U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN113260233A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-13 | 新疆华奕新能源科技有限公司 | 一种数据中心用内冷式蒸发冷却冷水系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 25/F, Aidi Building, No. 2, Swan Lake Road, Urumqi Economic and Technological Development Zone, 830000 Xinjiang Uygur Autonomous Region Patentee after: Xinjiang Huayi New Energy Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 830022 25th floor, Aidi building, No.2, Swan Lake Road, Urumqi Economic and Technological Development Zone, Xinjiang Uygur Autonomous Region Patentee before: Xinjiang Hua Yi Xin Energy Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |