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[0043]集水池20中的水通过喷泉水栗19打到蓄水管22中，蓄水管22中的水进入喷淋供水管24内，由喷淋供水管24上设置的多个喷嘴27将水喷射到空气中形成喷泉水28，同时喷泉池26中的水由主喷淋部件喷射到空气中也形成喷泉水28，利用形成的喷泉水28与周围空气进行换热，被喷射出的喷泉水28与空气的换热分为如下两种情况:
[0044]第一种情况为:若水的温度高于空气温度，则传热和蒸发都使热量由水传给空气；
[0045]第二种情况为:若水的温度低于空气温度，则对流换热量虽然由空气传热给水，但水分蒸发的汽化潜热又随蒸汽流向空气，总的结果仍然是热量由热水传给空气，使水温下降；
[0046]当喷泉水28与周围的空气换热完成后，被冷却的水落回到喷泉池26中，经过滤器25进行粗过滤后回到集水池20内，基于冷热分层的原理，被冷却的水层分布在集水池20的下部，而温度相对较高的水则分布在集水池20的上部，温度相对较高的水在喷泉水栗19的压力作用下被再次打入喷淋供水管24内，并利用喷淋供水管24上多个喷嘴27形成喷泉水28，形成的喷泉水28能继续与周围的空气进行换热，如此不断的循环。由于喷泉散热系统4形成的喷泉水28在与空气接触时有部分水分蒸发进入到空气中，所以集水池20中的水会不断减少，而减少的这部分水则由雨水回收装置17进行补偿(雨水回收装置17中回收的雨水经补水管18送入集水池20中)，集水池20中被冷却的水首先通过水质处理器21处理，之后经冷却水回水管b 13输出。
[0047]对于喷泉散热系统4而言，其输出的冷水分为以下两种情况:
[0048]情况一:在春、秋过渡季节，仅由喷泉散热系统4制取的高温冷水就能满足数据中心的供冷需求，所以在春、秋过渡季节，将机械制冷冷水机组7关闭，将喷泉散热系统4输出的冷水全部供给数据中心;其输出的冷水分为两部分进入数据中心:
[0049]—部分通过冷却水回水管bl3送至换热器bl6，另一部分通过切换三通阀a3进入到冷却水供水管c9，进而进入到冷媒水供水管10，再通过冷媒水供水管10进入到换热器al 5中；换热器a 15、换热器b 16与机柜封闭热通道2中的热空气(被风机14卷席上来的)换热后，其内部的水温都升高，升温后的水分别通过冷却水供水管bl2以及冷媒水回水管11回到喷泉散热系统4、机械制冷冷水机组7内。
[0050]情况二:在炎热的夏季，室外温度较高，仅喷泉散热系统4所制取的高温冷水的温度不能满足数据中心的供冷需求，需要机械制冷冷水机组7辅助供冷;此时由喷泉散热系统4制取的冷水一部分通过冷却水回水管bl3送至换热器bl6内，对空气进行预冷处理，待吸收空气中的热量后水温升高，通过冷却水供水管bl2回到喷泉散热系统4内进行散热；另一部分冷水通过冷却水供水管a5供给了机械制冷冷水机组7，用于为冷凝器散热，而机械制冷冷水机组7制取的冷媒水则通过冷媒水供水管10送至换热器al5，吸收空气热量水温升高，温度升高的水通过冷媒水回水管11回到机械制冷冷水机组7内进行冷却;如此不断的循环。
[0051]在数据中心内:冷空气首先进入机柜I吸收服务器散发出的热量后进入到机柜封闭热通道2中，热量(热空气)在风机14的作用下沿着机柜封闭热通道2向上流动依次流经换热器bl6和换热器al5，被换热器bl6和换热器al5冷却后又回到数据中心内，如此不断的循环。
[0052]本实用新型喷泉散热-机械制冷结合的数据中心用空调系统，在机柜封闭热通道2的上面设置有换热单元，换热单元内设置有换热器al5、换热器bl6，换热器al5、换热器bl6均为换热盘管，使换热器al5、换热器bl6中走不同环路的冷水。在炎热的夏季，换热器bl6内走的是由喷泉散热系统4制取的冷却水，用于对热空气进行预冷，减少机械制冷冷水机组7内压缩机的运行时间；换热器al5内走的是机械制冷冷水机组7制取的冷水。在冬季或是过渡季节，换热器al5和换热器bl6内走的都是喷泉散热系统4制取的高温冷水，充分利用了室外自然冷源，实现了数据中心绿色、节能及环保的要求。另外，在数据中心内每两排机柜呈面对面排放，中间形成机柜封闭热通道2，这样做避免了数据中心内冷热掺混所造成的能量浪费。
[0053]本实用新型喷泉散热-机械制冷结合的数据中心用空调系统内没有设置冷却塔，而是由喷泉散热系统4替代冷却塔，解决了冷却塔散热能耗大、噪音大、占地面积大及不利于整体景观美化的缺陷。
[0054]本实用新型喷泉散热-机械制冷结合的数据中心用空调系统，将喷泉散热与机械制冷联合用于为数据中心供冷，具有供冷过程中能耗低及冷却效果好的特点。
【主权项】
1.喷泉散热-机械制冷结合的数据中心用空调系统，其特征在于，包括有设置于数据中心内机柜封闭热通道(2)上部的换热单元，还包括有设置于数据中心外的喷泉散热系统(4)和机械制冷冷水机组(7);所述换热单元、喷泉散热系统(4)及机械制冷冷水机组(7)之间通过水管网连接;所述喷泉散热系统(4)连接雨水回收装置(17); 所述机柜封闭热通道(2)为由两排相对设置的机柜(I)围成的竖直热风流道； 所述换热单元，包括有换热单元壳体，所述换热单元壳体的顶壁上设置有送风口(30)，所述送风口(30)内设置有风机(14);所述换热单元壳体内设置有核心换热部件，所述核心换热部件分别与喷泉散热系统(4 )、机械制冷冷水机组(7)连接。2.根据权利要求1所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述核心换热部件由呈上、下设置的换热器a(15)和换热器b(16)组成； 所述换热器a(15)分别通过冷媒水供水管(10)、冷媒水回水管(11)与机械制冷冷水机组(7)连接； 所述换热器b(16)分别通过冷却水供水管b(12)、冷却水回水管b(13)与喷泉散热系统(4)连接； 所述冷却水供水管b (12)上设置有三通阀b (29)，所述三通阀b (29)通过冷却水回水管c(8)与冷媒水回水管(11)连接； 所述冷却水回水管b( 13)上设置有三通阀a(3)，所述三通阀a(3)通过冷却水供水管c(9)与冷媒水供水管(10)连接。3.根据权利要求1或2所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述喷泉散热系统(4)，包括有置于地面上的喷泉池(26)，喷泉池(26)的底部设置有过滤器(25); 所述喷泉池(26)内设置有主喷淋部件； 所述喷泉池(26)内还设置有喷淋供水管(24)，所述喷淋供水管(24)上设置有多个喷嘴(27)，所述喷淋供水管(24)通过蓄水管(22)与集水池(20)连接； 所述集水池(20)设置于喷泉池(26)的下方，所述集水池(20)分别与冷却水供水管b(12)、冷却水回水管b(13)、机械制冷冷水机组(7)连接;所述集水池(20)通过补水管(18)与雨水回收装置(17)连接。4.根据权利要求3所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述多个喷嘴(27)呈均匀设置。5.根据权利要求3所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述蓄水管(22)上设置有喷泉水栗(19)。6.根据权利要求3所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述冷却水供水管b(12)上设置有第一阀门(VI); 所述冷却水回水管b(13)上按水流方向依次设置有第四阀门(V4)、水质处理器(21)、第三阀门(V3)、水栗(23)及第二阀门(V2)。7.根据权利要求3所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述机械制冷冷水机组(7)，包括有机组壳体，所述机组壳体内设置有机械制冷部件;所述机械制冷部件由通过管道依次连接的蒸发器、压缩机、冷凝器及节流阀构成； 所述冷凝器分别通过冷却水供水管a(5)、冷却水回水管a(6)与集水池(20)连接。8.根据权利要求7所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述冷却水供水管a(5)上设置有第七阀门(V7); 所述冷却水回水管a(6)上设置有第八阀门(V8)。9.根据权利要求2所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述冷媒水供水管(10)上设置有第五阀门(V5); 所述冷媒水回水管(11)上设置有第六阀门(V6)。10.根据权利要求2述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述换热器a(15)和换热器b(16)均为换热盘管。
【专利摘要】本实用新型公开的喷泉散热-机械制冷结合的数据中心用空调系统，包括设置于数据中心内机柜封闭热通道上部的换热单元，还包括有设置于数据中心外的喷泉散热系统和机械制冷冷水机组；换热单元、喷泉散热系统及机械制冷冷水机组之间通过水管网连接；喷泉散热系统连接雨水回收装置；机柜封闭热通道为由两排相对设置的机柜围成的竖直热风流道；换热单元包括换热单元壳体，换热单元壳体的顶壁上设置有送风口，送风口内设有风机；换热单元壳体内设有核心换热部件，核心换热部件分别与喷泉散热系统、机械制冷冷水机组连接。本实用新型的数据中心用空调系统，将喷泉散热与机械制冷联合用于为数据中心供冷，具有供冷过程中能耗低及冷却效果好的特点。
【IPC分类】F24F13/30, F24F5/00
【公开号】CN205316553
【申请号】CN201521048847
【发明人】黄翔, 折建利, 刘凯磊, 杜冬阳
【申请人】西安工程大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月15日