数据中心空调系统的制作方法

文档序号:14066431阅读:395来源:国知局

本实用新型涉及制冷设备技术领域,更具体地说,特别涉及一种数据中心空调系统。



背景技术:

数据中心的用电负荷非常巨大,其中空调制冷系统占数据中心总电量的近三分之一,是影响机房能耗的关键指标。

曾经有人做过对北京数据中心机房PUE的统计,结果如下:80%以上的机房PUE>2.0,24%以上为PUE>3.0的高能耗机房。虽然规范要求新建IDC的PUE要低于1.5,但实际上能做到的非常少,而很多国外数据中心的PUE普遍在1.5以下,许多国内外节能领先的IDC案例表明IDC的节能的必要性。

需要提供一种节能的数据中心空调系统。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种数据中心空调系统,根据数据中心常年需要供冷的特点,本实用新型介绍一种充分利用天然冷源的空调系统。

为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种数据中心空调系统,包括精密空调、冷水机组和冷却水塔,所述冷水机组与所述精密空调通过冷冻水进水管和冷冻水出水管连通,所述冷水机组与所述冷却水塔通过冷却水进水管和冷却水出水管连通。

基于上述结构设计,本发明还包括板式换热器和经过所述板式换热器的第三管路和第四管路,所述精密空调、所述冷冻水进水管、所述第三管路和所述冷冻水出水管之间能够依次连通并组成一个循环,所述冷却水塔、所述冷却水进水管、所述第四管路和所述冷却水出水管之间能够依次连通并组成一个循环,所述第三管路和所述第四管路内的水流在所述板式换热器中实现热交换。

优选地,所述冷水机组包括蒸发器、压缩机、水冷冷凝器、膨胀阀、第一管路和第二管路,所述第一管路和所述第二管路均将所述蒸发器和所述水冷冷凝器连通,在所述第一管路上设置有所述压缩机,在所述第二管路上设置有所述膨胀阀。

优选地,所述精密空调通过所述冷冻水进水管和所述冷冻水出水管与所述蒸发器连通。

优选地,在所述冷冻水进水管和所述冷冻水出水管上均设置有阀门。

优选地,所述冷却水塔通过所述冷却水进水管和所述冷却水出水管与所述水冷冷凝器连通。

优选地,在所述冷却水进水管和所述冷却水出水管上均设置有阀门。

优选地,在所述第三管路的两端处均设置有阀门,在所述第四管路的两端处均设置有阀门。

优选地,在所述冷冻水进水管上设置有冷冻水泵。

优选地,在所述冷却水进水管上设置有冷却水泵。

分析可知,本实用新型公开一种数据中心空调系统,在冬季及过渡季时,关闭冷水机组,通过板式换热器的作用,两股水流在板式换热器中实现热交换,充分利用室外的低温为数据中心降温。避免了冬季及过渡季节开启冷水机组,节约大量电能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。其中:

图1本实用新型一实施例的结构示意图。

附图标记说明:1精密空调;2冷水机组;21蒸发器;22压缩机;23水冷冷凝器;24膨胀阀;25冷冻水进水管;26冷冻水出水管;27冷却水出水管;28冷却水进水管;3冷却水塔;4板式换热器;41、42、43、44阀门;5、6、7、8阀门;9冷冻水泵;10冷却水泵;11第一管路;12第二管路;13第三管路;14第四管路。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下,可在本实用新型中进行修改和变型。例如,示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是,本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本发明的相似或类似的部分。如本文所用的那样,用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”可互换地使用,以将一个构件与另一个区分开,且不旨在表示单独构件的位置或重要性。

如图1所示,根据本实用新型的实施例,提供了一种数据中心空调系统,包括精密空调1、冷水机组2和冷却水塔3,冷水机组2与精密空调1通过冷冻水进水管25和冷冻水出水管26连通,冷水机组2与冷却水塔3通过冷却水进水管28和冷却水出水管27连通。

还包括板式换热器4和经过板式换热器4的第三管路13和第四管路14,精密空调1、冷冻水进水管25、第三管路13和冷冻水出水管26之间能够依次连通并组成一个循环,冷却水塔3、冷却水进水管28、第四管路14和冷却水出水管27之间能够依次连通并组成一个循环,第三管路13和第四管路14内的水流在板式换热器4中实现热交换。

冷水机组2包括蒸发器21、压缩机22、水冷冷凝器23、膨胀阀24、第一管路11和第二管路12,第一管路11和第二管路12均将蒸发器21和水冷冷凝器23连通,在第一管路11上设置有压缩机22,在第二管路12上设置有膨胀阀24。

夏季时,走正常的冷水机组2+精密空调1模式为数据中心供冷。工作过程:首先,低压的气态制冷剂被吸入压缩机22,被压缩成高温高压的气体;而后,气态制冷剂流到水冷冷凝器23,在向冷却水散热过程中,逐渐冷凝成高压液体;接着,通过膨胀阀24(节流装置降压,同时也降温)又变成低温低压的液态制冷剂;此时,液态的制冷剂在蒸发器21中蒸发吸热制备冷冻水进入室内的精密空调1就可以发挥空调制冷的“威力”了,冷冻水通过吸收室内空气中的热量而升温,然后依靠水泵(冷冻水泵9)的作用回到蒸发器21降温,这样,房间的温度降低了,制冷剂又变成了低压气体,重新进入了压缩机22。在冷凝器23中吸收冷凝热的冷却水在水泵(冷却水泵10)的作用下,被泵送至冷却水塔3,在冷却水塔3中冷却降温再次回到冷凝器23中,如此循环。如此循环往复,空调就可以连续不断的运转工作了。

冬季及过渡季时,关闭冷水机组2,通过板式换热器4的作用,两股水流在板式换热器4中实现热交换,充分利用室外的低温为数据中心降温。避免了冬季及过渡季节开启冷水机组2,节约大量电能。

进一步地,精密空调1通过冷冻水进水管25和冷冻水出水管26与蒸发器21连通。在冷冻水进水管25和冷冻水出水管26上均设置有阀门(7、8),阀门(7、8)设置在靠近蒸发器21的位置处。冷却水塔3通过冷却水进水管28和冷却水出水管27与水冷冷凝器23连通。在冷却水进水管28和冷却水出水管27上均设置有阀门(5、6),阀门(5、6)设置在靠近水冷冷凝器23的位置处。冬季及过渡季时,关闭冷水机组2可以通过关闭阀门(5、6、7、8)来实现,操作简单,设备稳定。

进一步地,在第三管路13的两端处均设置有阀门(41、42),在第四管路14的两端处均设置有阀门(43、44)。在冷冻水进水管25上设置有冷冻水泵9。在冷却水进水管28上设置有冷却水泵10。

冬季及过渡季时,关闭冷水机组2及阀门(5、6、7、8),开启阀门(41、42、43、44),通过冷冻水泵9和冷却水泵10的作用,两股水流在板式换热器4中实现热交换,充分利用室外的低温为数据中心降温。避免了冬季及过渡季节开启冷水机组2,节约大量电能。

数据中心原来多采用风冷直膨式系统(分体空调)能效比COP(Coefficient Of Performance)较低,在北京地区COP约为2.5~3.0,空调设备耗电惊人,在数据中心整体耗电中占比很高。而且,随着装机需求的扩大,原来建设好的数据中心建筑中预留的风冷冷凝器安装位置严重不足,噪音扰民问题凸显,都制约了数据中心的扩容。此时,在办公建筑中大量采用的冷冻水系统开始逐渐应用到数据中心制冷系统中,由于冷水机组2的COP可以达到3.0~6.0,大型离心冷水机组2甚至更高,采用冷冻水系统可以大幅降低数据中心运行能耗。

在现有系统基础上增加一套板式换热器4、四个转换阀门(41、42、43、44)及相应的管路就可以在冬季和过渡季节充分利用室外天然冷源达到节能的目的,可有效的降低空调系统的耗电量,改善数据中心PUE值。

从以上的描述中,可以看出,本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:

夏季时,阀门41、42、43、44关闭,阀门5、6、7、8开启走冷水机组2+精密空调1模式为数据中心供冷。冬季及过渡季时,关闭冷水机组2及阀门5、6、7、8,开启阀门41、42、43、44,通过冷冻水泵9和冷却水泵10的作用,将两股水流在板式换热器4中实现热交换,充分利用室外的低温为数据中心降温。避免了冬季及过渡季节开启冷水机组2,节约大量电能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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