专利名称：数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空调制冷设备技术领域，涉及一种数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，具体涉及一种由表冷器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、冷却塔与冷水机组复合组成的数据机房用空调系统。
背景技术：
干空气在由干变潮的过程中能为空调提供所需要的能量，这种干燥空气所具有的能量就是“干空气能”，在我国的西北干旱地区就拥有着非常丰富的干空气能，干空气能属于可再生能源具有取之不尽、用之不竭及清洁无污染的优点。结合这种有利的气候特征，将干空气能充分利用以缓解我国的夏季能源制冷消耗。蒸发冷却空调技术就是充分利用干空气能达到降温节能的效果，将表冷器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、冷却塔与冷水机组结合起来复合而构成的空调系统，能发挥出良好的制冷效果，其中的开式冷却塔是利用空气和水热湿交换产生冷却水的设备，但是在过渡季节冷却塔中的水温较低，可以利用这种天然的冷源为数据机房供冷，避免开启冷水机组，起到节能的目的。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，不仅实现了充分利用自然冷源并根据季节情况灵活开启冷水机组或冷却塔达到降温的作用，而且有效的降低了能源消耗达到了节能的目的。本实用新型所采用的技术方案是，数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，包括有设置于室外的冷却塔、冷水机组及设置于室内的空气处理机组，冷却塔、冷水机组及空气处理机组之间通过管网连接。本实用新型的特点还在于，冷却塔包括有冷却塔壳体，冷却塔壳体内设置有填料b，填料b上部依次设置有布水装置、挡水板c及排风机b，排风机b对应的冷却塔壳体顶部设有排风口，填料b下部设置有集水箱。空气处理机组包括有机组壳体，机组壳体相对的两个侧壁上分别设置有进风口和送风口，机组壳体内按进风方向依次设置有初效过滤器、表冷器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、挡水板b及送风机，表冷器下部设置有冷凝水盘。间接蒸发冷却器包括有换热装置，换热装置包括有多根平行排列的换热管，换热装置的上部依次设置有布水器a、挡水板a及排风机a，换热装置的下部设置有蓄水池a，蓄水池a通过供水管与布水器a连接，供水管上设置有水泵a。直接蒸发冷却器包括有填料a，填料a的上部设置有布水器b，填料a的下部设置有蓄水池b，蓄水池b通过水管与布水器b连接，水管上还设置有水泵b。冷却塔、冷水机组及空气处理机组之间的管网结构为:冷却塔内的集水箱通过出水管G1与空气处理机组内的表冷器连接，表冷器通过进水管G2与冷却塔内的布水装置连接，冷水机组的一端分别设置有出水管G3和进水管G4，冷水机组的另一端分别设置有进水管G5和出水管G6,冷水机组通过出水管G3与出水管G1连接,冷水机组通过进水管G4与进水管G2连接,冷水机组通过进水管G5与进水管G2连接,冷水机组通过出水管G6与出水管G1连接，出水管G1和进水管G2上都设置有循环泵和阀门，出水管G3和进水管G5上都设置有阀门。冷却塔与空气处理机组内表冷器之间的出水管G1上设置有显热换热器。本实用新型的有益效果在于:I)本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统充分利用外界自然冷源，在过渡季节及冬季冷却塔出水温度较低时，可以关闭冷水机组，使用冷却塔为机房供冷，可达到节能目的；2)本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统内的空气处理机组中的各单元可以单独开启，适合全年运行，不仅可实现夏季和过渡季节的通风降温，还可实现冬季的加湿和热回收等作用；3)本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统在过渡季节及冬季室外温度较低时，充分利用冷却塔供冷，处理机房内部回风，可以在空气含尘量较大的地区使用； 4)本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统中，当使用间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器可以满足空气处理要求时，可同时关闭冷却塔和冷水机组，只使用空气处理机组中的这两个功能段为空调区域降温。
图1是本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统的结构示意图；图2是采用本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统在过渡季节处理全新风时的焓湿图。图中，1.进风口；2初效过滤器；3.表冷器；4.冷凝水盘；5.蓄水池a ；6.换热装置;7.水泵a ；8.水泵b ；9.蓄水池b ；10.填料a ；11.挡水板b ；12.送风机；13.排风机a ；14.挡水板a;15.布水器a;16.布水器b;17.冷却塔，18.冷水机组，19.空气处理机组，20.填料b，21.布水装置，22.挡水板C，23.排风机b，24.集水箱。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，其结构如图1所示，包括有设置于室外的冷却塔17、冷水机组18及设置于室内的空气处理机组19，冷却塔17、冷水机组18及空气处理机组19之间通过管网连接。冷却塔17，包括有冷却塔壳体，冷却塔壳体内设置有填料b20，填料b20上部依次设置有布水装置21、挡水板c22及排风机b23，排风机b23对应的冷却塔壳体顶部设置有排风口，填料b20下部设置有集水箱24。[0024]空气处理机组19包括有机组壳体，机组壳体相对的两个侧壁上分别设置有进风口 I和送风口，机组壳体内按进风方向依次设置有初效过滤器2、表冷器3、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、挡水板bll及送风机12，表冷器3下部设置有冷凝水盘4。间接蒸发冷却器包括有换热装置6，换热装置6包括有多根平行排列的换热管，换热装置6的上部依次设置有布水器al5、挡水板al4及排风机al3，换热装置6的下部设置有蓄水池a5，蓄水池a5通过供水管与布水器al5连接，供水管上设置有水泵a7。直接蒸发冷却器包括有填料alO，填料alO的上部设置有布水器bl6，填料alO的下部设置有蓄水池b9，蓄水池b9通过水管与布水器bl6连接，水管上还设置有水泵b8。冷却塔17、冷水机组18及空气处理机组19之间的管网结构为:冷却塔17内的集水箱24通过出水管G1与所述空气处理机组19内的表冷器3连接，表冷器3通过进水管G2与冷却塔17内的布水装置21连接。冷水机组18的一端分别设置有出水管G3和进水管G4,冷水机组18的另一端分别设置有进水管G5和出水管G6,冷水机组18通过出水管G3与出水管G1连接，冷水机组18通过进水管G4与进水管G2连接，冷水机组18通过进水管G5与进水管G2连接,冷水机组18通过出水管G6与出水管G1连接，出水管G1和进水管G2上都设置有循环泵和阀门，出水管G3和进水管G5上都设置有阀门。本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统中，设置于室外的冷却塔17在过渡季节和冬季为设置在空调机房中的空气处理机组19中的表冷器3供应冷水；而冷水机组18在夏天为设置在空调机房中的空气处理机组19中的表冷器3供应冷水；在过渡季节，关闭冷水机组，设置于室外的冷却塔17利用与温度较低室外空气接触，产出冷却水至室内空气处理机组19的表冷器3中；夏季室外空气温度较高，冷却塔17的出水温度不能满足空气处理要求，所以冷却塔17为冷水机组18内的冷凝器提供冷却水，冷水机组18产出的低温冷水供给室内空 气处理机组19的表冷器3中，以满足空气处理要求。在室外空气比较干燥的地区，可以同时关闭冷却塔17和冷水机组18，只利用空气处理机组19内的间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器处理室外新风，为数据机房供冷。将冷却塔17产出的冷水供应至设置有间接蒸发冷却器和直接蒸发冷却器的空气处理机组19中，充分利用过渡季节及冬季室外空气温度较低的特点为机房供冷，减少使用冷水机组的时间，节省运行费用。冷却塔17的出水和空气处理机组19的表冷器3之间也可以设置显热换热器，在使用开式冷却塔时能够减少表冷器3管路堵塞的可能。本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统中的空气处理机组19风系统的工作过程:运行该空调系统时，开启冷却塔17，关闭冷水机组18，冷却塔17为空气处理机组19中的表冷器3提供高温冷水，室外新风经过进风口 1、初效过滤器2之后进入表冷器3，空调机房中的空气处理机组19在过渡季节处理全新风时焓湿图如图2所示，从图2中的W点等湿冷却至A点，然后被处理空气达到间接蒸发冷却器，在间接蒸发冷却器中被处理空气从A点等湿冷却至图2中的送风状态B点，然后通过直接蒸发冷却器，被处理空气在直接蒸发冷却器中被等焓冷却到状态点0点，然后经过挡水板blI，最后由送风机12送入室内，到达N点。本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统中的空气处理机组19水系统的工作过程:[0034]在过渡季节和冬季时，冷却塔17内集水箱24中的水通过循环泵送到位于空调机房中空气处理机组19内的表冷器3中，表冷器3对通过其外表面的被处理空气进行等湿冷却后，水温上升，通过管路和循环泵回到冷却塔17中，如此循环。在夏季时，冷水机组18中的低温冷水通过管路和循环泵送到位于空调机房中空气处理机组19内的表冷器3中，表冷器3对通过其外表面的被处理空气进行等湿冷却后，水温上升，然后通过管路和循环泵回到冷水机组18中，这时冷却塔17中产生的冷却水通到冷水机组中用来冷却冷凝器，最后通过冷却水回水管路回到冷却塔17中，如此循环。蓄水池a5中的水通过水泵a7的作用送到布水器al5中，最后在重力的作用下回到蓄水池a5中；蓄水池b9中的水通过水泵b8的作用，送到布水器bl6中，最后在重力的作用下回到蓄水池b9中。本实用新型的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统克服现有技术中存在的不足之处，使其能够更有效的应用到实际当中。该空调系统即可采用全新风直流式系统，也可以按照一定新风和回风比例处理空气。其中经过直接蒸发冷却器处理过的空气，是低温高湿的空气，满足数据机房空气加湿的需要，直接蒸发冷却器可采用植物纤维填料、高分子材料填料、铝箔填料和不锈钢填料等制备。在过渡季节和冬季，冷却塔17的冷水经过管路通入空调机房中空气处理机组19的表冷器3中，对空气进行冷却，然后经过间接蒸发冷却器对被处理空气进行等湿冷却，最后被处理空气经过直接蒸发冷却器等焓冷却后，通过送风机12被送入数据机房内部。这样的设计让冷却塔17在室外温度较低的时候可以代替冷水机组18为表冷器3提供冷水，减少了冷水机组18开启的时间，降低了整套数据机房空调系统的运行能耗 ，达到节能的目的。
权利要求1.数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，其特征在于，包括有设置于室外的冷却塔(17)、冷水机组(18)及设置于室内的空气处理机组(19)，所述冷却塔(17)、所述冷水机组(18)及所述空气处理机组(19)之间通过管网连接。
2.根据权利要求1所述的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，其特征在于，所述冷却塔(17)，包括有冷却塔壳体，所述冷却塔壳体内设置有填料b (20)，所述填料b(20)上部依次设置有布水装置(21)、挡水板c (22)及排风机b (23)，所述排风机b (23)对应的冷却塔壳体顶部设有排风口，所述填料b (20)下部设置有集水箱(24)。
3.根据权利要求1所述的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，其特征在于，所述空气处理机组(19)包括有机组壳体，所述机组壳体相对的两个侧壁上分别设置有进风口( I)和送风口，所述机组壳体内按进风方向依次设置有初效过滤器(2 )、表冷器(3 )、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、挡水板b (11)及送风机(12)，表冷器(3)下部设置有冷凝水盘(4)。
4.根据权利要求3所述的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，其特征在于，所述间接蒸发冷却器包括有换热装置(6)，所述换热装置(6)包括有多根平行排列的换热管，所述换热装置(6)的上部依次设置有布水器a (15)、挡水板a (14)及排风机a (13)，所述换热装置(6)的下部设置有蓄水池a (5)，所述蓄水池a (5)通过供水管与布水器a(15)连接，所述供水管上设置有水泵a(7)。
5.根据权利要求3所述的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，其特征在于，所述直接蒸发冷却器包括有填料a (10)，所述填料a (10)的上部设置有布水器b (16)，所述填料a (10)的下部设置有蓄水池b (9)，所述蓄水池b (9)通过水管与所述布水器b(16)连接，所述水管上还设置有水 泵b(S)0
6.根据权利要求1、2或3所述的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，其特征在于，所述冷却塔(17)、冷水机组(18)及空气处理机组(19)之间的管网结构为:所述冷却塔(17)内的集水箱(24)通过出水管G1与所述空气处理机组(19)内的表冷器(3)连接，所述表冷器(3)通过进水管G2与所述冷却塔(17)内的布水装置(21)连接，所述冷水机组(18)的一端分别设置有出水管G3和进水管匕，所述冷水机组(18)的另一端分别设置有进水管G5和出水管G6,所述冷水机组(18)通过出水管G3与所述出水管G1连接，冷水机组(18)通过进水管G4与所述进水管G2连接，所述冷水机组(18)通过进水管G5与所述进水管G2连接，所述冷水机组(18)通过出水管G6与所述出水管G1连接，所述出水管G1和进水管G2上都设置有循环泵和阀门，所述出水管G3和进水管G5上都设置有阀门。
7.根据权利要求6所述的数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，其特征在于，所述冷却塔(17)与所述空气处理机组(19)内表冷器(3)之间的出水管G1上设置有显热换热器。
专利摘要本实用新型公开了数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统，包括有设置于室外的冷却塔、冷水机组及设置于室内的空气处理机组，冷却塔、冷水机组及空气处理机组之间通过管网连接。本实用新型数据机房用蒸发冷却与机械制冷复合空调系统不仅实现了充分利用自然冷源并根据季节情况灵活开启冷水机组或冷却塔达到降温的作用，而且有效的降低了能源消耗达到了节能的目的。
文档编号F24F5/00GK203116210SQ20132012274
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者黄翔, 范坤, 宋姣姣 申请人:西安工程大学