TWI640732B - Modular external air cooling air conditioner - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種模組式外氣冷卻空調裝置，是由一箱體組成，提供數據中心冷卻風來源，其中包含外氣進氣風門、初級、中級濾網、回風風門、混合室、輔助冷卻盤管、風車組、蒸發冷卻設備、旁通風門、供冷風風門、回熱風風門、熱氣室、排風風車、排氣風門等組成。模組式外氣冷卻空調裝置具有開放式全外氣冷卻、密閉式間接外氣冷卻以及混合式冷卻功能，係以外氣自然冷卻為主，冰水機提供冷水供輔助冷卻盤管冷卻為輔，降低冰水機運轉機會以達成節能之目的。

Description

模組式外氣冷卻空調裝置

本發明屬於一種模組式外氣冷卻空調裝置，尤指一種綠色機房建置技術應用，可結合機房監控系統進行能源管理服務，可以運用於雲端與IDC機房使用，為綠色機房發展技術。

目前現有的模組式空調裝置，僅能於在施工現場進行空調裝置的組裝，無法直接由工廠組裝好再載運至現場，無法有效利用時間。而這些空調裝置具有複數個散熱模組，會各自安裝於機櫃內、熱回風通道或室外側，當有需要維修或保養時，必須來回進出機房，無法有效利用單一機貴進行維修或保養，且這些散熱模組需具有各自獨立的系統，無法有效統一運行，無法有效節能。

本案發明人鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本模組式外氣冷卻空調裝置。

為達上述目的，本發明提出提供一種模組式外氣冷卻空調裝置，主要提供數據中心冷卻風來源，且其中具有開 放式全外氣冷卻、密閉式間接外氣冷卻以及混合式冷卻功能，係以外氣自然冷卻為主，冰水機提供冷水供輔助冷卻盤管冷卻為輔，降低冰水機運轉機會以達成節能之目的。

另外採用模組式箱體設計，可於工廠組裝完成，縮短機房外氣空調冷卻系統建置時程，且所有需維護保養元件皆設置於箱體內，維護與保養容易。

一種模組式外氣冷卻空調裝置，主要係由一箱體組成，其中包括第一濾網，係於開放全外氣冷卻中作為過濾室外空氣；第二濾網，係亦於開放全外氣冷卻中作為過濾室外空氣；第三濾網，係亦於密閉式間接外氣冷卻中作為過濾資料中心內循環空氣；外氣間接冷卻水盤管，係於密閉式間接外氣冷卻，並藉由密閉式冷卻水塔散熱，以間接進行外氣冷卻；風車組，係為空氣流動之動力來源，且於開放全外氣冷卻時引外氣進入資料中心，並於密閉式間接外氣冷卻中作為資料中心內循環空氣動力；外氣蒸發冷卻裝置，係為開放全外氣冷卻中，當外氣溫度高於資料中心供冷風溫度時，已進行外氣輔助散熱；外氣進氣風門，係控制外氣進氣量；蒸發冷卻風門，係為控制通過外氣蒸發冷卻裝置空氣量；蒸發冷卻旁通風門，係亦為控制通過外氣蒸發冷卻裝置空氣量；供冷風風門，係為供給資料中心供冷風時開啟；回熱風風門，係亦為供給資料中心供冷風時開啟；熱氣室回風風門，係於密閉式間接外氣冷卻時開啟，並另於開放全外氣冷卻時，當外氣溫度過低時作為熱氣室旁通風量，於進氣室使過低溫度的外氣與熱氣室旁通風量混合，以提高供冷風溫度；排氣風機，係於開放全外氣冷卻時，做為控制排氣風量。

其外氣間接冷卻水盤管，另於開放全外氣冷卻時 作為外氣預冷，並當外氣經由外氣蒸發冷卻裝置後之溫度高於供冷風溫度時使用。

本發明所提供一種模組式外氣冷卻空調裝置，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.模組式外氣冷卻空調裝置由一箱體組成，提供數據中心冷卻風來源，其中包含外氣進氣風門、初級、中級濾網、回風風門、混合室、輔助冷卻盤管、風車組、蒸發冷卻設備、旁通風門、供冷風風門、回熱風風門、熱氣室、排氣風機、排氣風門等組成。

2.外氣輔助空調冷卻裝置具有開放式全外氣冷卻、密閉式間接外氣冷卻功能，係以外氣自然冷卻為主，冷卻不足時再藉由冰水機輔助提供冷源。

3.開放式全外氣冷卻流程：外氣直接由外氣進氣風進入箱體，經過初級、中級濾網、輔助冷卻盤管、風車組、蒸發冷卻設備等，提供冷風進入資料中心；資料中心熱回風由回熱風風門進入箱體熱氣室，再藉由排氣風機將熱氣由排氣風門排放到大氣。

4.密閉式間接外氣冷卻流程：資料中心熱回風由回熱風風門進入箱體熱氣室，經由回熱風風門進入輔助冷卻盤管、風車組、旁通風門等，提供冷風進入資料中心，資料中心熱回風由回熱風風門進入箱體熱氣室。輔助冷卻盤管得冷水源由冷卻水塔冷卻為主，冷卻不足時再藉由冰水機輔助提供冷源。

5.當外氣空氣品質良好時可採用開放式全外氣冷卻流程；外氣空氣品質不良時，可採用密閉式間接外氣冷卻流程。避免如外氣粉塵濃度過高時，外氣直 接進入箱體與資料中心，進而造成濾網汙損、風車耗能以及增加資料中心潛在危害因素。

6.外氣輔助空調冷卻裝置可與模組式資料中心相連結，進行直接冷卻。

7.開放式全外氣冷卻與密閉式間接外氣冷卻運轉模式如下表。

100‧‧‧箱體

110‧‧‧熱氣室

120‧‧‧第一濾網

130‧‧‧第二濾網

140‧‧‧第三濾網

150‧‧‧外氣間接冷卻水盤管

160‧‧‧風車組

170‧‧‧外氣蒸發冷卻裝置

171‧‧‧集水盤

180‧‧‧排氣風機

190‧‧‧進氣室

200‧‧‧隔板

210‧‧‧外氣進氣風門

220‧‧‧蒸發冷卻風門

230‧‧‧蒸發冷卻旁通風門

240‧‧‧供冷風風門

250‧‧‧回熱風風門

260‧‧‧熱氣室回風風門

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：

圖1為本發明模組式外氣冷卻空調裝置之架構圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。

以下，結合附圖對本發明進一步說明：

請參閱圖1所示，為本發明模組式外氣冷卻空調裝置之架構圖，主要是由一箱體100組成，其中包括第一濾網120，是於開放全外氣冷卻中作為過濾室外空氣；第二濾網130，是亦於開放全外氣冷卻中作為過濾室外空氣；第三濾網140，是於密閉式間接外氣冷卻中作為過濾資料中心內循環空 氣；外氣間接冷卻水盤管150，是於密閉式間接外氣冷卻，並藉由密閉式冷卻水塔散熱，以間接進行外氣冷卻；風車組160，是為空氣流動之動力來源，且於開放全外氣冷卻時引外氣進入資料中心，並於密閉式間接外氣冷卻中作為資料中心內循環空氣動力；外氣蒸發冷卻裝置170，是為開放全外氣冷卻中，當外氣溫度高於資料中心供冷風溫度時，已進行外氣輔助散熱；外氣進氣風門210，是控制外氣進氣量；蒸發冷卻風門220，是為控制通過外氣蒸發冷卻裝置170空氣量；蒸發冷卻旁通風門230，是亦為控制通過外氣蒸發冷卻裝置170空氣量；供冷風風門240，是為供給資料中心供冷風時開啟；回熱風風門250，是亦為供給資料中心供冷風時開啟；熱氣室回風風門260，是於密閉式間接外氣冷卻時開啟，並另於開放全外氣冷卻時，當外氣溫度過低時作為熱氣室旁通風量，於進氣室190使過低溫度的外氣與熱氣室110旁通風量混合，以提高供冷風溫度；排氣風機180，是於開放全外氣冷卻時，做為控制排氣風量；熱氣室110，將資料中心熱回風經由回熱風風門250進入熱氣室110，再藉由排氣風機180將熱氣排放到大室外，其中熱氣室110下方具有一隔板200，以隔絕熱氣室110內的溫度。

其外氣間接冷卻水盤管，另於開放全外氣冷卻時作為外氣預冷，並當外氣經由外氣蒸發冷卻裝置170後之溫度高於供冷風溫度時使用。

其中外氣蒸發冷卻裝置150，是具有一灑水系統，並可藉由灑水系統，將由風車組傳送來之熱風或溫度高於室外溫度的風降溫，且並由一集水盤171收集灑水系統所噴灑出的水，於以並將所收集之水循環至灑水系統，重複循環使用。

綜上所述，其中開放全外氣冷卻，是為當外氣溫度低於供冷風溫度時，蒸發冷卻風門關閉、蒸發冷卻旁通風門開啟，而當外氣溫度高於供冷風溫度時，控制通過外氣蒸發冷卻裝置風量，而蒸發冷卻風門與蒸發冷卻旁通風門互相為反向動作。

另關於密閉式間接外氣冷卻時，資料中心循環冷卻空氣不經過外氣蒸發冷卻裝置，而蒸發冷卻風門關閉、蒸發冷卻旁通風門則為開啟。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

Claims (7)

1. 一種模組式外氣冷卻空調裝置，主要係由一箱體組成，其中包括：第一濾網，係於開放全外氣冷卻中作為過濾室外空氣；第二濾網，係亦於開放全外氣冷卻中作為過濾室外空氣；第三濾網，係於密閉式間接外氣冷卻中作為過濾資料中心內循環空氣；外氣間接冷卻水盤管，係於密閉式間接外氣冷卻，並藉由密閉式冷卻水塔散熱，以間接進行外氣冷卻；風車組，係為空氣流動之動力來源；外氣蒸發冷卻裝置，係為開放全外氣冷卻中，當外氣溫度高於資料中心供冷風溫度時，用以進行外氣輔助散熱；外氣進氣風門，係控制外氣進氣量；蒸發冷卻風門，係為控制通過該外氣蒸發冷卻裝置空氣量；蒸發冷卻旁通風門，係亦為控制通過該外氣蒸發冷卻裝置空氣量；供冷風風門，係為供給資料中心供冷風時開啟；回熱風風門，係亦為供給資料中心供冷風時開啟；熱氣室回風風門，係於密閉式間接外氣冷卻時開啟；排氣風機，係於開放全外氣冷卻時，做為控制排氣風量；熱氣室，係將資料中心熱回風經由該回熱風風門進入該熱氣室，再藉由該排氣風機將熱氣排放到室外。
2. 如申請專利範圍第1項所述之模組式外氣冷卻空調裝置，其中該外氣間接冷卻水盤管，係另於開放全外氣冷卻時作為外氣預冷，並當外氣經由該外氣蒸發冷卻裝置後之溫度高於供冷風溫度時使用。
3. 如申請專利範圍第1項所述之模組式外氣冷卻空調裝置，其中該風車組，係亦於開放全外氣冷卻時引外氣進入資料中心，並於密閉式間接外氣冷卻中作為資料中心內循環空氣動力。
4. 如申請專利範圍第1項所述之模組式外氣冷卻空調裝置，其中該熱氣室回風風門，係另於開放全外氣冷卻時，當外氣溫度過低時作為熱氣室旁通風量，於進氣室使過低溫度的外氣與熱氣室旁通風量混合，以提高供冷風溫度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之模組式外氣冷卻空調裝置，其中該外氣蒸發冷卻裝置，係具有一灑水系統，並得以藉由該灑水系統，將由該風車組傳送來之熱風或溫度高於室外溫度的風降溫，且並由一水盤收集該灑水系統所噴灑出的水，於以並將所收集之水循環至該灑水系統，重複循環使用。
6. 如申請專利範圍第1項所述之模組式外氣冷卻空調裝置，其中該開放全外氣冷卻，係為當外氣溫度低於供冷風溫度時，該蒸發冷卻風門關閉、該蒸發冷卻旁通風門開啟，而當外氣溫度高於供冷風溫度時，控制通過該外氣蒸發冷卻裝置風量，而該蒸發冷卻風門與該蒸發冷卻旁通風門互相為反向動作。
7. 如申請專利範圍第1項所述之模組式外氣冷卻空調裝置，其中該密閉式間接外氣冷卻，係為資料中心循環冷卻空氣不經過該外氣蒸發冷卻裝置，而該蒸發冷卻風門關閉、該蒸發冷卻旁通風門則為開啟。