一种数据中心应用自然冷却制冷的系统的制作方法

文档序号:9161167阅读:455来源:国知局
一种数据中心应用自然冷却制冷的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷技术领域,是一种在数据中心项目中应用自然冷却技术制冷的系统。
【背景技术】
[0002]数据中心:随着数据中心功率密度的增加,其散热量越来越大,对应能源的消耗量也随之增大。在现有的数据中心中,绝大多数的能量消耗在制冷系统中。因此,制冷系统的节能在整个数据中心的节能中占有极其重要的地位。
[0003]自然冷却系统:自然冷却系统在国外叫做FREEC00LING,直译过来就是免费制冷,因取消了冷水机组的运转,节省了能量,从而达到节能的效果。北京地区大型的商场、办公楼、数据中心等都有内区需要在冬季进行空调制冷,也有不少采用冷却塔进行冬季空调制冷的方式。
[0004]自然冷却是利用密度随温度变化而产生的流体循环过程来带走热量的冷却方式。自然冷却空调系统从上世纪70年代后期开始,最早出现在高度重视节能的西欧运营商机房中;该系统广泛用于大型数据机房,交换机房,IDC等一切需要全年365天,全天24小时供冷,而室外温度在过渡季节和冬季又比较低的地区。自然冷却技术即使在中国也已经不是一个刚刚出现的崭新的技术。2000年建造的中国网通大连数据中心就采用了这个系统。事实上,对于全年有供冷要求的IDC机房或通讯机房都可以采用这种免费的能源。该系统给使用用户节约了大量的电费,同时站在中国能源战略和低碳经济的角度上讲,也是必须推广的全球领先的节能技术。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型目的在于提供一种数据中心应用自然冷却制冷的系统,它在冬季或过渡季通过室外自然冷源为其供冷。
[0006]为了实现上述目的本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种数据中心应用自然冷却制冷的系统,它包括有冷却塔(E-1),制冷机(E-4),其特征在于:
[0008]冷却塔(E-1)的输出冷却水管道与冷却水栗(E-2)连接,该冷却水栗(E-2)的输出管道与第一电动三通阀门(E-3)的第一输入端连接,该第一电动三通阀门(E-3)的第二输出端通过管道(E-10)与板式换热器(E-5)的冷却水输入端连接,该板式换热器(E-5)的冷却水输出端通过管道与第二电动三通阀门(E-9)的第一输入端连接,该第二电动三通阀门(E-9)的第二输出端通过管道(E-12)与冷却塔(E-1)的输入端连接;
[0009]冷负荷的输出冷冻水管道(E-13)与冷冻水栗(E-6)连接,该冷冻水栗(E_6)的输出管道与第三电动三通阀门(E-8)的第一输入端连接,该第三电动三通阀门(E-8)的第二输出端通过管道与板式换热器(E-5)的冷冻水输入端连接,该板式换热器(E-5)的冷冻水输出端通过管道(E-14)与第四电动三通阀门(E-7)的第一输入端连接,该第四电动三通阀门(E-7)的第二输出端通过管道(E-71)与冷负荷的输入端连接。
[0010]其中,第一电动三通阀门(E-3)的第三输出端与制冷机(E-4)的冷却水输入端连接,该制冷机(E-4)的冷却水输出端通过管道与第二电动三通阀门(E-9)的第三输入端连接。
[0011]其中,第三电动三通阀门(E-8)的第三输出端与制冷机(E-4)的冷冻水输入端连接,该制冷机(E-4)的冷冻水输出端通过管道与第四电动三通阀门(E-9)的第三输入端连接。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]本实用新型利用冷却塔直接为末端设备提供冷源;该系统作为常规空调系统的补充,在过渡季节及冬季提供冷量;这种方式冬季或过渡机利用夏季电制冷机组的冷却系统完成自然冷却,没有设备投资的增加经济性较高;这种方式可用于全年具有冷负荷需求的建筑,如数据中心、酒店、医院等;可大大降低电耗,延长制冷机组寿命,提高项目整体的经济性,同时运行稳定可靠、安全性较高。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的系统示意图。
【具体实施方式】
[0015]参见图1所示:一种数据中心应用自然冷却制冷的系统,它包括有冷却塔E-UJ冷机E-4 ;
[0016]冷却塔E-1的输出冷却水管道与冷却水栗E-2连接,该冷却水栗E-2的输出管道与第一电动三通阀门E-3的第一输入端连接,该第一电动三通阀门E-3的第二输出端通过管道E-1O与板式换热器E-5的冷却水输入端连接,该板式换热器E-5的冷却水输出端通过管道与第二电动三通阀门E-9的第一输入端连接,该第二电动三通阀门E-9的第二输出端通过管道E-12与冷却塔E-1的输入端连接;
[0017]冷负荷的输出冷冻水管道E-13与冷冻水栗E-6连接,该冷冻水栗E_6的输出管道与第三电动三通阀门E-8的第一输入端连接,该第三电动三通阀门E-8的第二输出端通过管道与板式换热器E-5的冷冻水输入端连接,该板式换热器E-5的冷冻水输出端通过管道E-14与第四电动三通阀门E-7的第一输入端连接,该第四电动三通阀门E-7的第二输出端通过管道E-71与冷负荷的输入端连接。
[0018]其中,第一电动三通阀门E-3的第三输出端与制冷机E-4的冷却水输入端连接,该制冷机E-4的冷却水输出端通过管道与第二电动三通阀门E-9的第三输入端连接。
[0019]其中,第三电动三通阀门E-8的第三输出端与制冷机E-4的冷冻水输入端连接,该制冷机E-4的冷冻水输出端通过管道与第四电动三通阀门E-9的第三输入端连接。
[0020]本实用新型为在冬季或过渡季保证提供稳定的冷负荷,【具体实施方式】如下:
[0021]本实用新型在室外湿球温度高于5度制冷工况下的工作方式:
[0022]切换电动三通阀门E-3/7/8/9,使冷冻水和冷却水不经过板式换热器E_5,其中冷冻水通过空调末端吸收热量后,通过管道E-13进入制冷机E-4的蒸发器,经过制冷机E-4的冷凝器与冷却水进行热交换,换热后通过管道E-15为末端继续供冷。冷却水换热后经过管道E-12回到冷却塔E-1中将热量放给外界空气,完成循环。
[0023]本实用新型在室外湿球温度低于5度制冷工况下的工作方式::
[0024]切换电动三通阀门E-3/7/8/9,使冷冻水和冷却水直接进入板式换热器E_5进行换热。其中冷却水出水通过管道E-1O进入板式换热器E-5,与冷冻水换热后经过管道E-12回到冷却塔E-1。冷冻水吸收末端热量后经过管道E-13进入板式换热器E-5,与冷却水换热后通过管道E-14继续为末端提供冷负荷,完成循环。
[0025]增加板式换热器E-5及电动三通阀门用以隔离开冷却水环路和冷冻水环路。
[0026]在室外湿球温度大于5度的供冷工况下切换管道上的电动三通阀门,使冷却塔出水通过管道E-1l直接进入制冷机,通过压缩机做功完成制冷循环。
[0027]在室外湿球温度低于5度的供冷工况下切换管道上的电动三通阀门,使冷却塔出水通过管道E-1O进入板式换热器与冷冻水换热,换热后直接通过管道E-12回到冷却塔,为末端提供冷负荷。
[0028]冷却水系统过渡机、冬季采用防冻液为运行工质防止冻管或在冷却水加装电伴热提高冷却水温度防止冻管。
[0029]本实用新型的还具有以下优点:
[0030]1、数据中心机房发热量大,为了保障机房环境,空调设备需全年运行,耗电量大。当室外湿球温度达到5度以下时,可充分利用室外空气作为自然冷源来满足机房降温的需要,节电率可达到30 %,大大提高了项目经济性,是实现节能减排的重要技术手段,符合我国可持续发展的战略要求。利用室外自然冷源,能够有效降低机房空调运行能耗,具有良好的经济和社会效益。
[0031]2、当室外湿球温度达到5度以下时,可以停开冷水机组、冷冻水栗、冷却水栗、冷却塔等耗能设备,降低能耗的同时也降低了设备的冬季运行时间,延长了这些设备的使用年限;减少了冬季对冷水机组、冷冻水栗、冷却水栗、冷却塔等设备的运行维护保养工作量。数据中心应用自然冷却技术是一项节能量大,投资费用低,投资回收期短的先进技术,可应用范围广,可复制性强,值得大力推广。
【主权项】
1.一种数据中心应用自然冷却制冷的系统,它包括有冷却塔(E-1),制冷机(E-4),其特征在于: 冷却塔(E-1)的输出冷却水管道与冷却水栗(E-2)连接,该冷却水栗(E-2)的输出管道与第一电动三通阀门(E-3)的第一输入端连接,该第一电动三通阀门(E-3)的第二输出端通过管道(E-1O)与板式换热器(E-5)的冷却水输入端连接,该板式换热器(E-5)的冷却水输出端通过管道与第二电动三通阀门(E-9)的第一输入端连接,该第二电动三通阀门(E-9)的第二输出端通过管道(E-12)与冷却塔(E-1)的输入端连接; 冷负荷的输出冷冻水管道(E-13)与冷冻水栗(E-6)连接,该冷冻水栗(E-6)的输出管道与第三电动三通阀门(E-8)的第一输入端连接,该第三电动三通阀门(E-8)的第二输出端通过管道与板式换热器(E-5)的冷冻水输入端连接,该板式换热器(E-5)的冷冻水输出端通过管道(E-14)与第四电动三通阀门(E-7)的第一输入端连接,该第四电动三通阀门(E-7)的第二输出端通过管道(E-71)与冷负荷的输入端连接。2.如权利要求1所述的数据中心应用自然冷却制冷的系统,其特征在于:第一电动三通阀门(E-3)的第三输出端与制冷机(E-4)的冷却水输入端连接,该制冷机(E-4)的冷却水输出端通过管道与第二电动三通阀门(E-9)的第三输入端连接。3.如权利要求1或2所述的数据中心应用自然冷却制冷的系统,其特征在于:第三电动三通阀门(E-8)的第三输出端与制冷机(E-4)的冷冻水输入端连接,该制冷机(E-4)的冷冻水输出端通过管道与第四电动三通阀门(E-9)的第三输入端连接。
【专利摘要】一种数据中心应用自然冷却制冷的系统,它包括有冷却塔(E-1),制冷机(E-4),其中:当室外湿球温度连续24小时小于5度时,直接利用冷却塔,不运行制冷机为数据中心过程,这个过程中冷却水和冷冻水循环泵以及冷却塔风机等设备仍须运行。数据中心用能特点是设备散热量大,去年需求冷负荷,同时对供冷保障度要求高。自然冷却系统是利用过渡季节或冬季较低的室外气温,将室内冷冻水冷却至15度,以较低的电能源消耗供应数据中心冷需求。本实用新型由于使用了自然冷却系统,减少了开启制冷机的时间,利用的是室外自然冷源,所以能节省大量能源消耗,尤其在过渡季节和冬季仍需要供冷的建筑物内。
【IPC分类】F24F5/00
【公开号】CN204830276
【申请号】CN201520490392
【发明人】王超辉, 武建, 赵建伟, 陈斌, 白一, 乔丽洁, 王雪飞, 叶彩花, 李阁琳, 马亚, 潘然
【申请人】北京燃气能源发展有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月8日
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