一种辅助机械制冷的水侧蒸发冷却系统的制作方法

本发明属于空调设备技术领域，具体涉及一种辅助机械制冷的水侧蒸发冷却系统。

背景技术：

近年来，数据中心冷却系统能耗高成为暖通空调行业的热点问题。数据中心冷却系统经常使用不同的压缩式制冷机组，但是耗能的焦点部位在于压缩机，特别是针对需要全年运行的数据中心。为此，业内人士探索了很多节能的新方案，比如冬季开启氟泵循环、过渡季节开启冷却塔运行模式等自然冷却方案，这些大多受自然冷却时间的限制，其全年节能能力有限。

传统的数据中心冷却系统在设计初期，都把当地环境设计工况作为放在首要位置，设备选型、系统布置都以满足极端工况为目的来保证数据中心安全稳定运行。在数据中心节能的背景之下应该充分考虑制冷系统全年高能耗环节，开发出适用范围更广的自然冷却方式，在极端工况下用机械制冷辅助制冷，以保证数据组中心的安全运行。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种辅助机械制冷的水侧蒸发冷却系统，解决了现有数据中心冷却系统能耗较高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种辅助机械制冷的水侧蒸发冷却系统，包括间接蒸发冷却冷水机组，间接蒸发冷却冷水机组通过循环水管a连接板式换热器且形成闭合管回路；板式换热器通过循环水管b依次连接风冷冷水机组和空调末端且形成闭合管回路；循环水管b上还设置有循环水管c，循环水管c连接间接蒸发冷却冷水机组。

本发明的特征还在于，

间接蒸发冷却冷水机组包括壳体，壳体中心设置有填料塔，填料塔左右两侧的壳体内部结构对称且相同，按照空气流动方向依次设置有进风口，空气过滤器、表冷器和间接蒸发冷却单元；

间接蒸发冷却单元对应的壳体上设置有出风口a。

间接蒸发冷却单元包括间接蒸发冷却器，间接蒸发冷却器底部设置有循环水箱a，间接蒸发冷却器顶部从下到上依次设置有喷淋单元、挡水板a和风机a；

喷淋单元与循环水箱a通过喷淋管连接；

风机a位于出风口a内。

喷淋管上设置有循环水泵c。

填料塔包括循环水箱b，循环水箱b顶部从下到上依次设置有填料、挡水板b、风机b和出风口b。

循环水管a包括机组供水管和机组回水管；

机组供水管一端连接循环水箱b，机组供水管另一端连接板式换热器；

机组回水管一端连接板式换热器，机组回水管另一端伸入填料与挡水板b之间。

机组回水管上设置有循环水泵a。

循环水管c与表冷器连接，循环水管c上设置有阀门d和阀门e，阀门d调控流入表冷器的管路开合，阀门e调控流出表冷器的管路开合。

循环水管b上设置有阀门c和循环水泵b，用于调控流入板式换热器的管路开合；

循环水管b上还设置有阀门a和阀门b，用于调控流入风冷冷水机组的管路开合。

本发明的有益效果是：

(1)本发明水侧蒸发冷却系统，所述间接蒸发冷却冷水机组采用内外冷复合的间接蒸发冷却方式，其出水温度低、制冷能力强，能耗小；

(2)本发明水侧蒸发冷却系统，在使用时全年大部分时间都采用自然冷却方式、蒸发冷却或乙二醇自由冷却，实际运行费用低；

(3)本发明水侧蒸发冷却系统，其中循环水管b与循环水管c中的介质为乙二醇溶液，在寒冷地区冬季可以切换成乙二醇自由冷却模式，避免冬季水管结冰问题；

(4)本发明水侧蒸发冷却系统，在夏季工况，机械制冷冷水机组可进一步降低循环水管b中的冷却液，来弥补间接蒸发冷却冷水机组的不足；各个单元之间通过管路连接，连接方式简单，适用地区多。

附图说明

图1是本发明一种辅助机械制冷的水侧蒸发冷却系统的结构示意图；

图2是本发明水侧蒸发冷却系统中间接蒸发冷却冷水机组的结构示意图。

图中，1.阀门a，2.风冷冷水机组，3.阀门b，4.阀门e，5.阀门c，6.空调末端，7.循环水泵b，8.阀门d，9.循环水管c，10.间接蒸发冷却冷水机组，11.循环水管a，12.循环水泵a，13.板式换热器，14.循环水管b，15.空气过滤器，16.表冷器，17.间接蒸发冷却器，18.填料塔，19.机组回水管，20.机组供水管，21.壳体，22.循环水箱a，23.挡水板a，24.进风口，25.风机a，26.喷淋管，27.出风口a，28.循环水泵c，29.循环水箱b，30.填料，31.挡水板b，32.风机b，33.出风口b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种辅助机械制冷的水侧蒸发冷却系统，如图1所示，包括间接蒸发冷却冷水机组10，间接蒸发冷却冷水机组10通过循环水管a11连接板式换热器13且形成闭合管回路；板式换热器13通过循环水管b14依次连接风冷冷水机组2和空调末端6且形成闭合管回路；循环水管b14上还设置有循环水管c9，循环水管c9连接间接蒸发冷却冷水机组10。

如图2所示，间接蒸发冷却冷水机组10包括壳体21，壳体21中心设置有填料塔18，填料塔18左右两侧的壳体21内部结构对称且相同，按照空气流动方向依次设置有进风口24、空气过滤器15、表冷器16和间接蒸发冷却单元；间接蒸发冷却单元对应的壳体21上设置有出风口a27。

间接蒸发冷却单元包括间接蒸发冷却器17，间接蒸发冷却器17底部设置有循环水箱a22，间接蒸发冷却器17顶部从下到上依次设置有喷淋单元、挡水板a23和风机a25；喷淋单元包括喷淋管26，喷淋管26位于间接蒸发冷却器17顶板的部分上设置有若干喷嘴，喷嘴朝向间接蒸发冷却器17喷淋循环水。

喷淋单元与循环水箱a22通过喷淋管26连接；

风机a25位于出风口a27内。

喷淋管26上设置有循环水泵c28，循环水泵c28提供动力。

填料塔18包括循环水箱b29，循环水箱b29顶部从下到上依次设置有填料30、挡水板b31、风机b32和出风口b33。

循环水管a11包括机组供水管20和机组回水管19；

机组供水管20一端连接循环水箱b29，机组供水管20另一端连接板式换热器13；

机组回水管19一端连接板式换热器13，机组回水管19另一端伸入填料30与挡水板b31之间。

机组回水管19上设置有循环水泵a12。

循环水管c9与表冷器16连接，循环水管c9上设置有阀门d8和阀门e4，阀门d8调控流入表冷器16的管路开合，阀门e4调控流出表冷器16的管路开合。

循环水管b14上设置有阀门c5和循环水泵b7，用于调控流入板式换热器13的管路开合。

循环水管b14上还设置有阀门a1和阀门b3，用于调控流入风冷冷水机组2的管路开合。

本发明水侧蒸发冷却系统的工作过程可以分为三种，具体如下：

第一种、水侧蒸发冷却模式(适用季节：春季、夏季、秋季)

首先，开启阀门b3和阀门d8，关闭阀门a1、阀门c5和阀门e4。

启动循环水泵b7，此时从空调末端6流出的回水经过循环水管c9进入表冷器16中，进行热量交换之后，回水进入循环水管b14的回水管，最终经板式换热器13冷却后通入空调末端6。

启动间接蒸发冷却冷水机组，室外新风依次经过进风口24、空气过滤器15过滤杂质、表冷器16和间接蒸发冷却器17等湿冷却之后，冷风进入填料塔18中与机组回水管19中喷淋下来的回水热湿交换，最后间接蒸发冷却冷水机组制取的冷水通过机组供水管20送入板式换热器13。

第二种、辅助机械制冷模式(适用于夏季极端工况)

首先开启阀门a1、阀门c5，闭合阀门b3、阀门d8和阀门e4。

此时，启动循环水泵b7，从空调末端6流出的回水经过循环水管b14的回水管进入板式换热器13被冷却，之后由循环水管b14的供水管进入风冷冷水机组2中进一步冷却，最终通入空调末端6中。

关闭间接蒸发冷却冷水机组表冷器16，室外新风依次经过空气过滤器15过滤，间接蒸发冷却器17等湿冷却之后，冷风进入填料塔18与机组回水管19中喷淋下来的回水热湿交换，最后间接蒸发冷却冷水机组制取的冷水通过机组供水管20送入板式换热器13。

第三种、乙二醇自由冷模式(冬季)

首先，开启阀门d8、阀门e4，关闭阀门a1、阀门b3阀门c5。

启动循环水泵b7，此时从空调末端6中流出的回水经过循环水管c9的回水管进入表冷器16中，之后经循环水管c9的供水管回到空调末端6中。

间接蒸发冷却冷水机组只开启表冷器16和风机b32，室外冷空气经过表冷器16自然冷却内部的循环冷却液。

本发明水侧蒸发冷却系统，针对不同季节，采用不同的运行模式，充分利用水侧蒸发冷却技术及乙二醇自然冷却技术，降低数据中心全年运行费用，使用能耗低，保证整个制冷系统全年能稳定地为数据机房供冷，有很好的实用价值。