本發(fā)明涉及空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)、方法及空調(diào)。

背景技術(shù)：

隨著科技進步，數(shù)據(jù)中心發(fā)展趨勢越來越明顯，環(huán)境溫度、相對濕度穩(wěn)定性等與數(shù)據(jù)中心的服務器正常運作更加緊密相關(guān)。另一方面，對于熱密度越來越高的服務器IT設(shè)備而言，意味著空調(diào)制冷方面的功耗會逐漸加大，如何兼顧環(huán)境溫濕度滿足服務器運行要求的同時保證節(jié)能環(huán)保，是目前數(shù)據(jù)中心空調(diào)廠家面臨的一大挑戰(zhàn)。

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心機房，壓縮機系統(tǒng)集成氟泵系統(tǒng)是應用的比較多的制冷節(jié)能方式，另外，分離式熱管系統(tǒng)在小型的數(shù)據(jù)中心上也有好幾年的應用。但二者均存在一定的缺點，集成氟泵系統(tǒng)的制冷量大，無法兼顧小冷量段的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品應用需求，且應用場合受限，分離式熱管系統(tǒng)的換熱量小，體積大，對于越來越高熱密度的數(shù)據(jù)中心場合，這類產(chǎn)品充當補充性的產(chǎn)品，不會成為數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷方法的主流。同時目前常用的低載除濕系統(tǒng)是采用兩片蒸發(fā)器，內(nèi)部設(shè)置雙膨脹閥，在需要除濕時，開啟一片盤管給室內(nèi)冷凝加熱，另外一片盤管進行制冷。缺點是設(shè)計安裝復雜，占用U位空間大；制冷量不可調(diào)，無法采用自然冷，節(jié)能欠佳。

因而現(xiàn)有技術(shù)還有待改進和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)、方法及空調(diào)，通過集成壓縮機制冷系統(tǒng)和自然冷卻裝置，適應不同熱負載的數(shù)據(jù)中心，同時還配合設(shè)置有冷凝盤管在濕度過高時進行恒溫除濕，結(jié)合壓縮機系統(tǒng)或自然冷卻裝置，在節(jié)能同時可保證溫濕度穩(wěn)定，保證數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品正常運行。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)，包括用于檢測室內(nèi)外溫濕度值的溫濕度感應器、壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和儲液罐，所述壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和儲液罐通過管道連接，所述管道上設(shè)置有控制各路管道通斷的電磁閥組件，其中，所述數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)還包括自然冷卻裝置、用于除濕的冷凝盤管和控制模塊，所述控制模塊用于根據(jù)溫濕度值控制壓縮機、自然冷卻裝置、冷凝盤管工作狀態(tài)；當室外溫度高于回風溫度時，控制壓縮機開啟；當室外溫度低于室內(nèi)溫度，且溫差大于預設(shè)值時，控制自然冷卻裝置開啟；當室內(nèi)濕度大于預設(shè)除濕濕度時，控制冷凝盤管開啟；

所述溫濕度感應器、壓縮機、自然冷卻裝置、冷凝盤管和電磁閥組件均連接控制模塊；所述自然冷卻裝置與蒸發(fā)器和儲液罐通過管道連接；所述冷凝盤管與冷凝器和儲液罐通過管道連接。

所述的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)中，所述自然冷卻裝置包括制冷劑泵，所述制冷劑泵設(shè)置于蒸發(fā)器與儲液罐之間。

所述的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)中，所述儲液罐和蒸發(fā)器之間還設(shè)置有節(jié)流元件，所述節(jié)流元件與制冷劑泵并聯(lián)設(shè)置。

所述的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)中，所述冷凝盤管和儲液罐之間還設(shè)置有用于控制流向的單向閥門。

所述的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)中，所述電磁閥組件包括第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥和第七電磁閥，所述第一電磁閥串聯(lián)設(shè)置于壓縮機和蒸發(fā)器之間；所述第二電磁閥與第一電磁閥、壓縮機和第三電磁閥并聯(lián)，所述第三電磁閥還串聯(lián)設(shè)置于壓縮機和冷凝器之間；所述第四電磁閥與第三電磁閥和冷凝器并聯(lián)；所述第五電磁閥串聯(lián)設(shè)置于冷凝器和儲液罐之間；所述第六電磁閥與制冷劑泵串聯(lián)；所述第七電磁閥與冷凝盤管串聯(lián)。

所述的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)中，還包括加熱模塊，用于在室內(nèi)溫度低于預設(shè)加熱溫度時升高室內(nèi)溫度。

所述的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)中，還包括加濕模塊，用于在室內(nèi)濕度低于預設(shè)加濕溫度時提高室內(nèi)濕度。

一種數(shù)據(jù)中心用制冷除濕方法，其包括如下步驟：

A、由溫濕度感應器實時檢測室內(nèi)外溫濕度值；

B、當室外溫度高于回風溫度時，控制壓縮機開啟；當室外溫度低于室內(nèi)溫度，且溫差大于預設(shè)值時，控制自然冷卻裝置開啟；當室內(nèi)濕度大于預設(shè)除濕濕度時，控制冷凝盤管開啟。

一種數(shù)據(jù)中心用制冷除濕空調(diào)，其包括如上所述的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)、方法及空調(diào)中，所述數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)包括用于檢測室內(nèi)外溫濕度值的溫濕度感應器、壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和儲液罐，所述壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和儲液罐通過管道連接，所述管道上設(shè)置有控制各路管道通斷的電磁閥組件，其中，所述數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)還包括自然冷卻裝置、用于除濕的冷凝盤管和用于根據(jù)溫濕度值控制壓縮機、自然冷卻裝置、冷凝盤管工作狀態(tài)的控制模塊；所述溫濕度感應器、壓縮機、自然冷卻裝置、冷凝盤管和電磁閥組件均連接控制模塊；所述自然冷卻裝置與蒸發(fā)器和儲液罐通過管道連接；所述冷凝盤管與冷凝器和儲液罐通過管道連接，通過集成壓縮機制冷系統(tǒng)和自然冷卻裝置，適應不同熱負載的數(shù)據(jù)中心，同時還配合設(shè)置有冷凝盤管在濕度過高時進行恒溫除濕，結(jié)合壓縮機系統(tǒng)或自然冷卻裝置，在節(jié)能同時可保證溫濕度穩(wěn)定，保證數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品正常運行。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)的原理圖。

圖2 為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕方法的流程圖。

具體實施方式

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中無法同時滿足節(jié)能和兼顧環(huán)境溫濕度要求等缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)、方法及空調(diào)，通過集成壓縮機制冷系統(tǒng)和自然冷卻裝置，適應不同熱負載的數(shù)據(jù)中心，還配合設(shè)置有冷凝盤管在濕度過高時進行恒溫除濕，結(jié)合壓縮機系統(tǒng)或自然冷卻裝置，在節(jié)能同時可保證溫濕度穩(wěn)定，保證數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品正常運行。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖1，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)包括用于檢測室內(nèi)外溫濕度值的溫濕度感應器（圖中未示出）、壓縮機10、冷凝器20、蒸發(fā)器30和儲液罐40，所述壓縮機10、冷凝器20、蒸發(fā)器30和儲液罐40通過管道連接，所述管道上設(shè)置有控制各路管道通斷的電磁閥組件（圖中未標號），另外，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)還包括自然冷卻裝置50和用于除濕的冷凝盤管60，以及用于根據(jù)溫濕度值控制壓縮機10、自然冷卻裝置50、冷凝盤管60工作狀態(tài)的控制模塊（圖中未示出）。所述溫濕度感應器、壓縮機10、自然冷卻裝置50、冷凝盤管60和電磁閥組件均連接控制模塊；所述自然冷卻裝置50與蒸發(fā)器30和儲液罐40通過管道連接；所述冷凝盤管60與冷凝器20和儲液罐40通過管道連接。

即本發(fā)明的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)中，不僅設(shè)置有傳統(tǒng)的壓縮機10制冷系統(tǒng)，還設(shè)置有自然冷卻裝置50，在室外溫度較低時充分利用外界空氣冷能，以節(jié)約系統(tǒng)能耗，同時設(shè)置有冷凝盤管60在濕度過高時進行恒溫除濕，結(jié)合壓縮機10系統(tǒng)或自然冷卻裝置50，在節(jié)能同時可保證溫濕度穩(wěn)定，保證數(shù)據(jù)中心在各種溫濕度條件下產(chǎn)品都能正常工作運轉(zhuǎn)。

其中，所述自然冷卻裝置50包括制冷劑泵501，所述制冷劑泵501設(shè)置于蒸發(fā)器30與儲液罐40之間，在室外溫度較低時通過制冷劑泵501提供制冷循環(huán)動力，而無需開啟壓縮機10，盡可能的節(jié)約能耗。進一步地，所述儲液罐40和蒸發(fā)器30之間還設(shè)置有節(jié)流元件70，所述節(jié)流元件70與制冷劑泵501并聯(lián)設(shè)置，即儲液罐40中的液態(tài)制冷劑先經(jīng)過節(jié)流元件70節(jié)流降壓，節(jié)流之后的低溫低壓液態(tài)制冷劑進入蒸發(fā)器30中進行吸熱蒸發(fā)，實現(xiàn)制冷。

優(yōu)選地，所述電磁閥組件包括第一電磁閥101、第二電磁閥102、第三電磁閥103、第四電磁閥104、第五電磁閥105、第六電磁閥106和第七電磁閥107，所述第一電磁閥101串聯(lián)設(shè)置于壓縮機10和蒸發(fā)器30之間；所述第二電磁閥102與第一電磁閥101、壓縮機10和第三電磁閥103并聯(lián)，所述第三電磁閥103還串聯(lián)設(shè)置于壓縮機10和冷凝器20之間；所述第四電磁閥104與第三電磁閥103和冷凝器20并聯(lián)；所述第五電磁閥105串聯(lián)設(shè)置于冷凝器20和儲液罐40之間；所述第六電磁閥106與制冷劑泵501串聯(lián)；所述第七電磁閥107與冷凝盤管60串聯(lián)。所述冷凝盤管60和儲液罐40之間還設(shè)置有用于控制流向的單向閥門80。各個電磁閥和單向閥門80根據(jù)控制模塊的控制指令實現(xiàn)開啟和斷開，使得系統(tǒng)中能實現(xiàn)壓縮機10系統(tǒng)與自然冷卻裝置50的切換，以及根據(jù)環(huán)境濕度來切換冷凝盤管60的工作狀態(tài)。其中所述第一電磁閥101、第二電磁閥102、第三電磁閥103、第四電磁閥104、第五電磁閥105、第六電磁閥106和第七電磁閥107均為現(xiàn)有技術(shù)中空調(diào)設(shè)備采用的電磁閥，而單向閥門80同樣為空調(diào)領(lǐng)域常用的單向閥，用戶可根據(jù)實際需要進行選擇使用，本發(fā)明對此不做限定。

具體地，所述控制模塊具體用于當室外溫度高于回風溫度時，控制壓縮機10開啟；當室外溫度低于室內(nèi)溫度，且溫差大于預設(shè)值時，控制自然冷卻裝置50開啟；當室內(nèi)濕度大于預設(shè)除濕濕度時，控制冷凝盤管60開啟。

當室外溫度高于回風溫度時，控制壓縮機10開啟，而制冷劑泵501關(guān)閉，此時第一電磁閥101、第三電磁閥103和第五電磁閥105保持開啟，而第二電磁閥102、第四電磁閥104、第六電磁閥106和第七電磁閥107保持關(guān)閉，由壓縮機10提供循環(huán)動力，壓縮機10壓縮制冷劑為高溫高壓蒸汽制冷劑，該制冷劑進入冷凝器20后經(jīng)過冷凝風機散熱冷卻，進入儲液罐40，從儲液罐40出來的液態(tài)制冷劑先經(jīng)過節(jié)流元件70節(jié)流降壓，節(jié)流后的低溫低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器30中進行吸熱蒸發(fā)，之后低溫低壓氣態(tài)制冷劑再次回到壓縮機10回氣端，完成壓縮機10系統(tǒng)的循環(huán)，實現(xiàn)制冷。壓縮機10系統(tǒng)可選配高效直流變轉(zhuǎn)速壓縮機10，進一步適應壓縮機10系統(tǒng)運行時的制冷能力與數(shù)據(jù)中心熱負載的匹配，減少壓縮機10耗功。同時壓縮機10位于室外側(cè)，很大程度上減少室內(nèi)側(cè)空調(diào)振動及噪音的產(chǎn)生，且增大了室內(nèi)側(cè)的器件安裝空間。

當檢測到室外溫度低于室內(nèi)溫度，且溫差大于預設(shè)值時，例如當室內(nèi)外溫差大于10℃時，控制自然冷卻裝置50即制冷劑泵501開啟，而壓縮機10關(guān)閉，此時第二電磁閥102、第四電磁閥104、第六電磁閥106和第七電磁閥107保持開啟，而第一電磁閥101、第三電磁閥103和第五電磁閥105保持關(guān)閉，由制冷劑泵501提供循環(huán)動力， 使儲液罐40中的液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流元件70節(jié)流降壓后變?yōu)榈蜏氐蛪阂簯B(tài)的制冷劑，該制冷劑在蒸發(fā)器30中進行吸熱蒸發(fā)，然后轉(zhuǎn)入冷凝器20，通過冷凝風機利用室外的自然冷能進行冷卻散熱，散熱后的制冷劑重新轉(zhuǎn)為液態(tài)制冷劑進入儲液罐40中，完成自然冷卻裝置50的循環(huán)，實現(xiàn)制冷。通過集成自然冷系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)中心低熱負載的應用場合，且室外溫度較低時開啟自然冷卻系統(tǒng)可最大程度降低制冷運行能耗，使用范圍廣，且控制模塊可根據(jù)溫濕度傳感器檢測的溫度值智能判斷制冷需求，控制壓縮機10系統(tǒng)與自然冷卻裝置50的切換。

當室內(nèi)濕度大于預設(shè)除濕濕度時，控制冷凝盤管60開啟，系統(tǒng)進入除濕模式，進行高效恒溫除濕，確保數(shù)據(jù)中心內(nèi)溫濕度滿足運行要求，持續(xù)循環(huán)的氣流組織可確保服務器不會產(chǎn)生局部熱點，此時壓縮機10開啟，制冷劑泵501關(guān)閉，第一電磁閥101、第四電磁閥104和第七電磁閥107保持開啟，而第二電磁閥102、第三電磁閥103、第五電磁閥105和第六電磁閥106保持關(guān)閉，通過蒸發(fā)器30低溫低壓的液態(tài)制冷劑吸熱蒸發(fā)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的水汽冷凝，環(huán)境的相對濕度下降，而低溫空氣進而經(jīng)過冷凝盤管60，將冷凝盤管60內(nèi)的高溫高壓氣態(tài)制冷劑冷凝成液態(tài)，再次進入儲液罐40中，繼續(xù)進行循環(huán)除濕，而經(jīng)過冷凝盤管60后的空氣溫度提升，相對濕度下降，達到恒溫除濕的目的，確保數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品運行在正常的溫濕度范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述冷凝盤管60與蒸發(fā)器30并排放置，同步將先經(jīng)過蒸發(fā)器30的低溫氣流，后經(jīng)過冷凝盤管60吸熱，達到吹出的空氣恒溫，相對濕度下降的目的，確保柜內(nèi)氣流溫濕度穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。

進一步地，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)還可根據(jù)實際需要增設(shè)加熱模塊和加濕模塊，所述加熱模塊用于在室內(nèi)溫度低于預設(shè)加熱溫度時升高室內(nèi)溫度，所述加濕模塊用于在室內(nèi)濕度低于預設(shè)加濕溫度時提高室內(nèi)濕度，保證數(shù)據(jù)中心內(nèi)溫度濕度穩(wěn)定，在各種溫濕度條件下都能達到恒溫恒濕的效果。

本發(fā)明相應還提供一種數(shù)據(jù)中心用制冷除濕方法，請參閱圖2，所述數(shù)據(jù)中心用制冷除濕方法包括如下步驟：

S100、由溫濕度感應器實時檢測室內(nèi)外溫濕度值；

S200、當室外溫度高于回風溫度時，控制壓縮機開啟；當室外溫度低于室內(nèi)溫度，且溫差大于預設(shè)值時，控制自然冷卻裝置開啟；當室內(nèi)濕度大于預設(shè)除濕濕度時，控制冷凝盤管開啟。

本發(fā)明還相應提供一種數(shù)據(jù)中心用制冷除濕空調(diào)，其包括如上所述的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)。

綜上所述，本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)、方法及空調(diào)中，所述數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)包括用于檢測室內(nèi)外溫濕度值的溫濕度感應器、壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和儲液罐，所述壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和儲液罐通過管道連接，所述管道上設(shè)置有控制各路管道通斷的電磁閥組件，其中，所述數(shù)據(jù)中心用制冷除濕系統(tǒng)還包括自然冷卻裝置、用于除濕的冷凝盤管和用于根據(jù)溫濕度值控制壓縮機、自然冷卻裝置、冷凝盤管工作狀態(tài)的控制模塊；所述溫濕度感應器、壓縮機、自然冷卻裝置、冷凝盤管和電磁閥組件均連接控制模塊；所述自然冷卻裝置與蒸發(fā)器和儲液罐通過管道連接；所述冷凝盤管與冷凝器和儲液罐通過管道連接，通過集成壓縮機制冷系統(tǒng)和自然冷卻裝置，適應不同熱負載的數(shù)據(jù)中心，同時還配合設(shè)置有冷凝盤管在濕度過高時進行恒溫除濕，結(jié)合壓縮機系統(tǒng)或自然冷卻裝置，在節(jié)能同時可保證溫濕度穩(wěn)定，保證數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品正常運行。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。