数据中心空调供冷节能系统及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据中心空调供冷技术领域，尤其涉及一种数据中心空调供冷节能系统及其实现方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，大量的企业飞速发展，对于数据处理业务的需求也快速提升，相继建设了很多数据中心。依据美国《数据中心电信基础设施标准》(Telecommunicat1nsInfrastructure Standard for DataCenters.ANSI/17A一942一2005)的定义，数据中心是容纳计算机房及其支持区域的一幢建筑物或建筑物中的某个部分，主要设置进行数据处理和数据交换的计算机、网络设备、电子设备。
[0003]数据中心的机房密度的提高使得数据中心空调系统成为一个越来越重要的课题。数据中心空调系统的主要任务是为数据处理设备提供合适的工作环境(温度、湿度、含尘度等)，保证数据通信设备运行的可靠性和有效性。
[0004]绿色节能是数据中心空调系统的一个发展趋势，尤其是电信、移动、金融及国家级大型数据中心的能耗规模及节能的需求迫在眉睫，包括申请人在内的很多机构对其研宄很多，并且也取得了一定的研宄成果。
[0005]申请人提出了一种能安全智能型组合式精确恒温恒湿机柜(申请号:201110026991.7)，如图1所示，作为专业设备机柜放置在机房的地板I上，其主要组成包括:机柜本体2 ;空调主送风管3，连接空调4与机柜本体2 ;—个以上的空调支流风管5，设置在空调主送风管3和机柜本体2之间；消防气瓶6，设置在每个机柜本体2上方，贮存有惰性灭火气体；进气管，设置在消防气瓶6和机柜本体2之间；送风风机8，设置在每个机柜本体2的下方；回风风机9，设置在每个机柜本体2的上方；排烟阀10，设置在每个回风风机9的上方；智能控制系统，用于精确控制机柜内温度和消防灭火，实现精确送冷，这将使大型数据中心的空调设备功率能耗大大降低，可以节约能源。
[0006]在制冷温度一定的前提下，由机柜本体2通过空调主送风管3送回空调4的回风温度越低，那么空调4的耗能量就越少，有鉴于此，如何降低回风管道送回精密供冷空调的回风温度，成为目前亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0007]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种数据中心空调供冷节能系统及其实现方法，旨在解决现有技术中回风管道中热风温度较高，精密供冷空调耗能较大的问题。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]一种数据中心空调供冷节能系统，设置在回风管道上，所述回风管道用于将热风从机柜送回精密供冷空调，其中，所述数据中心空调供冷节能系统包括:
[0010]设置在机房空间内的第一冷却水换热系统，用于和回风管道的热风进行热交换；
[0011]设置在室外环境中的第二冷却水换热系统，用于和室外环境中的空气进行热交换；
[0012]蓄水装置；
[0013]第一出水管道，用于连通第一冷却水换热系统和第二冷却水换热系统；
[0014]第二出水管道，用于连通第二冷却水换热系统和蓄水装置；
[0015]进水管道，用于连通蓄水装置和第一冷却水换热系统；
[0016]所述第一出水管道与第一冷却水换热系统连通的位置位于第一冷却水换热系统的顶部；所述第二出水管道与蓄水装置连通的位置位于蓄水装置的顶部，所述进水管道与蓄水装置连通的位置位于蓄水装置的底部，所述进水管道与第一冷却水换热系统连通的位置位于第一冷却水换热系统的底部；
[0017]冷却水从第一冷却水换热系统流出后，通过第一出水管道进入第二冷却水换热系统，然后通过第二出水管道进入蓄水装置，再然后通过进水管道进入第一冷却水换热系统；
[0018]其中，所述第一冷却水换热系统的水位、第二冷却水换热系统的水位和蓄水装置的水位相等，且第一冷却水换热系统的水温高于蓄水装置的水温，利用虹吸原理，冷却水自然从蓄水装置中引入到第一冷却水换热系统中；
[0019]所述第二冷却水换热系统还包括一小型水泵，用于将第二冷却水换热系统的水通过出水管道抽入到蓄水装置中。
[0020]所述第一冷却水换热系统和第二冷却水换热系统分别包括一盘管；所述蓄水装置内设置有一用于检测蓄水装置内的水位的浮球，以及一补水结构，用于当蓄水装置内的水位下降到水位阀值后，对蓄水装置内进行补水。
[0021]所述的数据中心空调供冷节能系统，其中，还包括:
[0022]第一温度检测装置，用于检测第一冷却水换热系统两端的水温；
[0023]第二温度检测装置，用于检测第二冷却水换热系统两端的水温。
[0024]所述的数据中心空调供冷节能系统，其中，还包括:开关装置，用于当室外环境中的高于预定温度阀值时，关闭所述数据中心空调供冷节能系统。
[0025]所述的数据中心空调供冷节能系统，其中，所述第二冷却水换热系统还包括一第一调节装置，用于根据室外环境的风速和/或风向，来调节第二冷却水换热系统的位置，以实现第二冷却水换热系统的热交换效率最大。
[0026]还包括一用于调节蓄水装置相对于第一冷却水换热系统水位的第二调节装置，所述第二调节装置连接蓄水装置。
[0027]一种采用上述数据中心空调供冷节能系统实现数据中心节能的方法，其中，所述方法包括以下步骤:
[0028]S1、设置在机房空间内的第一冷却水换热系统中的冷却水与回风管道的热风进行热交换，吸热升温后，通过第一出水管道流入第二冷却水换热系统；因为进水管道设置在第一冷却水换热系统的底部，其输入的冷却水的水温低于第一冷却水换热系统的水温，第一冷却水换热系统中的冷却水吸热升温进行热交换时，受热膨胀，密度变小，就自然上升到第一冷却水换热系统的顶部，完成了整个热交换过程；
[0029]S2、设置在室外环境中的第二冷却水换热系统中的冷却水和室外环境中的空气进行热交换，放热降温后，再通过第二出水管道流入蓄水装置内；
[0030]S3、利用虹吸原理，冷却水自然从蓄水装置中引入到第一冷却水换热系统中，保证SI和S2重复进行。
[0031]所述的数据中心空调供冷节能系统的实现方法，其中，还包括步骤S4:
[0032]当浮球检测到蓄水装置内的水位水位下降到水位阀值后，通过补水结构对蓄水装置内进行补水。
[0033]所述的数据中心空调供冷节能系统的实现方法，其中，其特征在于，还包括步骤
S5:
[0034]当室外环境中的高于预定温度阀值时，开关装置关闭所述数据中心空调供冷节能系统。
[0035]所述的数据中心空调供冷节能系统的实现方法，其中，还包括步骤S6:根据室外环境的风速和/或风向，调节装置调节第二冷却水换热系统的位置，以实现第二冷却水换热系统的热交换效率最大。
[0036]有益效果:本发明提供了一种数据中心空调供冷节能系统及采用该系统实现数据中心节能的方法，其不但利用虹吸原理来保证在无需额外消耗能耗的前提下将冷却水从蓄水装置中引入到第一冷却水换热系统中，再确保冷却水从第一冷却水换热系统经过第二冷却水换热系统流回到蓄水装置中，实现了冷却水的循环。同时，还因地制宜地利用室外环境温度高于室内温度来作冷源，大大的降低数据中心空调系统的能耗，达到了节能环保的目的，具有较高的经济和社会效益。
【附图说明】
[0037]图1为现有技术的数据中心空调分区域供冷节能系统的示意图。
[0038]图2为本发明的数据中心空调供冷节能系统的结构框图。
[0039]图3为虹吸原理的示意图。
[0040]图4为本发明的数据中心空调供冷节能系统的较佳实施例的示意图。
[0041]图5为图4的剖面图。
[0042]图6a为本发明的数据中心空调供冷节能系统的实施例中第一冷却水换热系统吸收的热量Ql与冷却水的流速vl的函数关系的示意图。
[0043]图6b为本发明的数据中心空调供冷节能系统的实施例中第一冷却水换热系统吸收的热量Ql与第一冷却水换热系统的盘管的面积Si的函数关系的示意图。
[0044]图6c为本发明的数据中心空调供冷节能系统的实施例中第二冷却水换热系统散发的热量Q2与内外温差Λ T的函数关系的示意图。
[0045]图6d为本发明的数据中心空调供冷节能系统的实施例中第二冷却水换热系统散发的热量Q2与第二冷却水换热系统的盘管的面积s2的函数关系的示意图。
[0046]图7为本发