一種自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)，包括有冷卻塔、連接冷卻塔的換熱器、連接換熱器的冷卻盤管、以及冷水機(jī)組；其中，所述冷水機(jī)組連接于冷卻塔與換熱器之間形成有冷卻水回路；而所述冷水機(jī)組連接于換熱器與冷卻盤管之間形成有冷凍水回路；所述冷卻水回路上設(shè)置有冷卻水泵，所述冷凍水回路上設(shè)置有冷凍水泵。本發(fā)明全部或部分使用自然界的免費(fèi)冷源進(jìn)行制冷，從而減少壓縮機(jī)或冷凍機(jī)消耗的能量，達(dá)到數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的節(jié)能的目的。
【專利說(shuō)明】一種自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大型數(shù)據(jù)中心的制冷【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)冷精密空調(diào)是數(shù)據(jù)中心最傳統(tǒng)的制冷解決方案，單機(jī)制冷能力一般都在50到200KW之間，一個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)房一般都是安裝多臺(tái)才能滿足需要。風(fēng)冷精密空調(diào)一般采用渦旋壓縮機(jī)制冷(一般安裝在精密空調(diào)內(nèi))，能效比相對(duì)比較低，且風(fēng)冷精密空調(diào)在大型數(shù)據(jù)中心中使用存在以下不足:
1、安裝困難。大量的室外冷凝器安裝需要非常大的場(chǎng)地，銅管過(guò)長(zhǎng)不僅影響制冷效率，成本高，安裝難度大，而且影響建筑物外觀。室外冷凝器的安裝位置受空間限制，極可能出現(xiàn)熱島效應(yīng)，大大降低制冷效率；
2、在夏天室外溫度很高時(shí)，制冷能力嚴(yán)重下降甚至保護(hù)停機(jī)。目前國(guó)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心一般采用對(duì)室外冷凝器噴水霧或增加涼棚來(lái)改善其在夏天的制冷效果。因此數(shù)據(jù)中心在設(shè)計(jì)時(shí)不能按其額定的制冷量計(jì)算，需要留有足夠的冗余；
3、對(duì)于傳統(tǒng)多層電信機(jī)房，一般把室外冷凝器安裝在每層的四周，下層冷凝器的熱量將不斷向上散發(fā)，上層的冷凝器效率將大大降低，熱量散不出去，形成嚴(yán)重的熱島效應(yīng)。據(jù)了解，北方某聯(lián)通數(shù)據(jù)中心因?yàn)闊釐u效應(yīng)夏天機(jī)房的溫度高達(dá)35°C以上，大約10%的服務(wù)器停機(jī)，用戶只好運(yùn)來(lái)冰塊降溫；
4、精密空調(diào)內(nèi)部風(fēng)機(jī)盤管的工作溫度大大低于露點(diǎn)溫度，大量產(chǎn)生冷凝水，為了維持?jǐn)?shù)據(jù)中心的濕度，需要啟動(dòng)加濕功能，除濕和加濕都要消耗大量的能源。
[0003]目前，離心式水冷空調(diào)系統(tǒng)或者水冷空調(diào)系統(tǒng)為新一代大型數(shù)據(jù)中心的首選方案，然而該兩者方案均存在不足，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，成本也比較高，維護(hù)也有難度，不節(jié)能不環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)，其成本低，且節(jié)能環(huán)保。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)，包括有冷卻塔、連接冷卻塔的換熱器、連接換熱器的冷卻盤管、以及冷水機(jī)組；其中，所述冷水機(jī)組連接于冷卻塔與換熱器之間形成有冷卻水回路；而所述冷水機(jī)組連接于換熱器與冷卻盤管之間形成有冷凍水回路；所述冷卻水回路上設(shè)置有冷卻水泵，所述冷凍水回路上設(shè)置有冷凍水泵。
[0006]進(jìn)一步地，所述換熱器包括有按一定的間隔，通過(guò)橡膠墊片壓緊而成的波紋形傳熱板片。
[0007]進(jìn)一步地,所述冷水機(jī)組以及冷卻塔采用變頻電機(jī)設(shè)計(jì)。
[0008]進(jìn)一步地，所述水泵采用變頻水泵。[0009]進(jìn)一步地，該自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)有三種工作模式:夏天通過(guò)閥門控制使得板式換熱器不工作，完全靠冷凍機(jī)制冷；冬天關(guān)閉冷凍機(jī)，通過(guò)閥門控制冷凍水和冷卻水只通過(guò)板式換熱，完全自然冷卻；春秋季節(jié)冷卻水和冷凍水首先經(jīng)過(guò)板式換熱器，然后再經(jīng)過(guò)冷凍機(jī)組進(jìn)行部分自然冷卻。
[0010]本發(fā)明全部或部分使用自然界的免費(fèi)冷源進(jìn)行制冷，從而減少壓縮機(jī)或冷凍機(jī)消耗的能量，達(dá)到數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的節(jié)能的目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明的模塊結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”、“內(nèi)”、“外”等指示
的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0014]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0015]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)包括有冷卻塔、連接冷卻塔的換熱器、連接換熱器的冷卻盤管、以及冷水機(jī)組；其中，所述冷水機(jī)組連接于冷卻塔與換熱器之間形成有冷卻水回路；而所述冷水機(jī)組連接于換熱器與冷卻盤管之間形成有冷凍水回路；所述冷卻水回路上設(shè)置有冷卻水泵，而所述冷凍水回路上設(shè)置有冷凍水泵。
[0016]冷卻塔利用水和空氣的接觸，通過(guò)蒸發(fā)作用來(lái)散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱。換熱器由許多波紋形的傳熱板片，按一定的間隔，通過(guò)橡膠墊片壓緊組成。板片組裝時(shí)，兩組交替排列，板與板之間用粘結(jié)劑把橡膠密封板條固定好，其作用是防止流體泄漏并使兩板之間形成狹窄的網(wǎng)形流道，換熱板片壓成各種波紋形，以增加換熱板片面積和剛性，并能使流體在低流速成下形成湍流，以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的效果。板上的四個(gè)角孔，形成了流體的分配管和泄集管，兩種換熱介質(zhì)分別流入各自流道，形成逆流或并流通過(guò)每個(gè)板片進(jìn)行。
[0017]所述冷水機(jī)組采用變頻電機(jī)設(shè)計(jì)，變頻冷水機(jī)組不僅能大大降低喘震，而且重啟時(shí)間從一般的3到5分鐘減少到25至50秒之間。其次，即使數(shù)據(jù)中心處于滿負(fù)荷狀態(tài)，但由于數(shù)據(jù)中心的冷水機(jī)組需要常年運(yùn)行，而室外的氣溫不斷變化，對(duì)應(yīng)冷卻塔的供水溫度也在不斷變化，壓縮機(jī)的工作壓頭也隨之變化，在這種情況下，采用變頻驅(qū)動(dòng)的離心機(jī)組能夠不斷的根據(jù)壓頭的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能效果。
[0018]所述冷卻塔采用變頻電機(jī)設(shè)計(jì)，其可以在部分負(fù)荷和滿負(fù)荷的不同氣象條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。一般冷卻塔的變頻電機(jī)根據(jù)冷卻水的溫差進(jìn)行控制，溫差一般為5度，若高于5度，將降低頻率減少冷量來(lái)降低溫差，若低于5度，將增加頻率加大風(fēng)量來(lái)提高溫差。另夕卜，冷卻水的溫度越低，冷水機(jī)組的效率就越高。
[0019]所述水泵采用變頻水泵，變頻水泵可以在部分負(fù)荷時(shí)降低水的流速來(lái)節(jié)能。一般變頻水泵的變頻電機(jī)根據(jù)冷卻水或冷凍水的溫差進(jìn)行控制，溫差一般為5度，若高于5度，將降低頻率減少流量來(lái)降低溫差，若低于5度，將增加頻率加大流量來(lái)提高溫差。
[0020]本發(fā)明自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)有三種工作模式:夏天完全靠冷凍機(jī)制冷，通過(guò)閥門控制使得板式換熱器不工作。冬天完全自然冷卻，冷凍機(jī)關(guān)閉，通過(guò)閥門控制冷凍水和冷卻水只通過(guò)板式換熱器。冬天室外溫度較低，冷卻塔或者干式冷卻器內(nèi)部的冷卻水和冷凍水通過(guò)板式換熱器就可以將其降到適宜的溫度，冷水機(jī)組不用工作，節(jié)省能源。春秋季節(jié)部分自然冷卻。這時(shí)冷卻水和冷凍水要首先經(jīng)過(guò)板式換熱器，然后再經(jīng)過(guò)冷凍機(jī)組，阻力要大一些，水泵的揚(yáng)程在設(shè)計(jì)時(shí)相應(yīng)要大一些。春秋季節(jié)室外溫度變化較大，冷卻塔或者干式冷卻器內(nèi)部的冷卻水和冷凍水通過(guò)板式換熱器不足以將其降到適宜的溫度，同時(shí)要部分開(kāi)啟冷水機(jī)組，節(jié)省一部分能源。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例中，所有閥門建議采用電動(dòng)閥，在空調(diào)系統(tǒng)管道若干位置加裝可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的溫度計(jì)、流量計(jì)和壓力表等，通過(guò)一套自動(dòng)化控制系統(tǒng)全年按最佳參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:包括有冷卻塔、連接冷卻塔的換熱器、連接換熱器的冷卻盤管、以及冷水機(jī)組；其中，所述冷水機(jī)組連接于冷卻塔與換熱器之間形成有冷卻水回路；而所述冷水機(jī)組連接于換熱器與冷卻盤管之間形成有冷凍水回路；所述冷卻水回路上設(shè)置有冷卻水泵，所述冷凍水回路上設(shè)置有冷凍水泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱器包括有按一定的間隔，通過(guò)橡膠墊片壓緊而成的波紋形傳熱板片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述冷水機(jī)組以及冷卻塔采用變頻電機(jī)設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述水泵采用變頻水栗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:該自然冷卻水冷空調(diào)系統(tǒng)有三種工作模式:夏天通過(guò)閥門控制使得板式換熱器不工作，完全靠冷凍機(jī)制冷；冬天關(guān)閉冷凍機(jī)，通過(guò)閥門控制冷凍水和冷卻水只通過(guò)板式換熱，完全自然冷卻；春秋季節(jié)冷卻水和冷凍水首先經(jīng)過(guò)板式換熱器，然后再經(jīng)過(guò)冷凍機(jī)組進(jìn)行部分自然冷卻。
【文檔編號(hào)】F24F5/00GK103912945SQ201410147309
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】王克寧, 滕學(xué)軍, 谷俊杰, 肖波, 李金
申請(qǐng)人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司