一种数据中心用节能型空调机组的制作方法

1.本实用新型属于空调设备技术领域，涉及一种数据中心用节能型空调机组，具体涉及一种结合机械制冷与蒸发冷却技术的空调机组。


背景技术：

2.随着互联网 、大数据、云计算、人工智能技术的快速发展以及5g建设的推进和疫情防控期，远程办公、线上视频会议等应用的推动，流量呈爆发式增长，数据中心机柜需求逐步释放。而能耗指标和供电容量仍然是数据中心发展的主要限制因素，而数据中心冷却系统的能耗又是整个能耗体系中主要的构成部分，因此，如何提高制冷系统效率，延长自然冷源的利用时长，降低冷却系统的电耗、水耗、地耗一直以来都是专家学者们热切关注的话题。蒸发冷却技术利用室外干空气能，依靠水的蒸发吸热原理带走机房热量，不仅适用于数据中心高显热的负荷特点，而且对环境没有危害，目前在数据中心有广泛的应用空间。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种用于数据中心的空调机组，利用机械制冷和蒸发冷却技术，实现数据中心回风的降温，全年充分的利用室外自然冷源和干空气能，控制机房温湿度，节约制冷系统能耗。
4.本实用新型所采用的技术方案是，一种数据中心用节能型空调机组，包括壳体相对的两侧壁上分别设置的机组进风口和机组送风口，壳体内、机组进风口和机组送风口之间，沿空气流动方向依次设置有亚高效空气过滤器、间接蒸发冷却器、挡水板b和一次风机，机组进风口、亚高效空气过滤器、间接蒸发冷却器、挡水板b、一次风机和机组送风口组成一次空气循环通道。
5.本实用新型的特点还在于，
6.一次风机下方设置有水盘和风机支架，水盘上靠近挡水板b的一侧设置有溢水口。
7.一次风机为轴流风机。
8.间接蒸发冷却器上方从下往上依次设置有布水装置、冷凝器、挡水板a和二次风机，二次风机上方壳体上开有二次空气出口，间接蒸发冷却器下方设置有水箱。
9.布水装置通过布水管道连接至水箱，布水管道上设置有循环水泵。
10.二次风机为轴流风机。
11.壳体上机组进风口下部设置有二次空气入口，壳体内、靠近二次空气入口处依次设置有粗效过滤器和蒸发器，蒸发器设置于间接蒸发冷却器进风前端，二次空气入口、粗效过滤器、蒸发器、间接蒸发冷却器、布水装置、冷凝器、挡水板a、二次风机和二次空气出口组成二次空气循环通道。
12.蒸发器和冷凝器均通过管路连接至压缩机，蒸发器、冷凝器和压缩机通过管路连接成闭合回路，蒸发器和冷凝器的连接管路上设置有热力膨胀阀。
13.本实用新型的有益效果在于：
14.(1)本实用新型采用间接蒸发冷却器实现机房回风的降温。
15.(2)本实用新型采用机械制冷为间接蒸发冷却器二次空气进行降温除湿，再利用处理后的二次空气在间接蒸发冷却器二次通道通过换热器壁面与一次空气进行热量交换。
16.(3)本实用新型机械制冷系统的蒸发器与间接蒸发冷却器共用一个水箱，可回收蒸发器的冷凝水。
17.(4)本实用新型机械制冷系统的冷凝器设于间接蒸发冷却器布水装置上方，利用二次通道排风为冷凝器进行散热。
18.(5)本实用新型一次通道间接蒸发冷却器下方设一水盘，用于回收凝结水，水盘设有溢水口，通过溢水口可让水盘中的水落回下方水箱。
附图说明
19.图1是本实用新型空调机组的结构示意图；
20.图2是本实用新型空调机组运行流程示意图。
21.图中，1.冷凝器，2.热力膨胀阀，3.压缩机，4.粗效过滤器，5.蒸发器，6.间接蒸发冷却器，7.亚高效过滤器，8.二次空气出口，9.二次风机，10.挡水板a，11.箱体，12.机组进风口，13.二次空气入口，14.水箱，15.循环水泵，16.闸阀，17.风机支架，18.机组送风口，19.一次风机，20.水盘，21.溢水口，22.挡水板b，23.布水管道，24.布水装置。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
23.本实用新型的一种用于数据中心的空调机组，其结构如图1所示，包括壳体相对的两侧壁上分别设置的机组进风口12和机组送风口18，壳体内、机组进风口12和机组送风口18之间，沿空气流动方向依次设置有亚高效空气过滤器7、间接蒸发冷却器6、挡水板b22和一次风机19，机组进风口12、亚高效空气过滤器7、间接蒸发冷却器6、挡水板b22、一次风机19和机组送风口18组成一次空气循环通道。
24.一次风机19下方设置有水盘20和风机支架17，水盘20上靠近挡水板b22的一侧设置有溢水口21。
25.一次风机19为轴流风机。
26.间接蒸发冷却器6上方从下往上依次设置有布水装置24、冷凝器1、挡水板a10和二次风机9，二次风机9上方壳体上开有二次空气出口8，间接蒸发冷却器6下方设置有水箱14。
27.布水装置24通过布水管道23连接至水箱14，布水管道23上设置有循环水泵15。
28.二次风机9为轴流风机。
29.壳体上机组进风口12下部设置有二次空气入口13，壳体内、靠近二次空气入口13处依次设置有粗效过滤器4和蒸发器5，蒸发器5设置于间接蒸发冷却器6进风前端，二次空气入口13、粗效过滤器4、蒸发器5、间接蒸发冷却器6、布水装置24、冷凝器1、挡水板a10、二次风机9和二次空气出口8组成二次空气循环通道。
30.蒸发器5和冷凝器1均通过管路连接至压缩机3，蒸发器5、冷凝器1和压缩机3通过管路连接成闭合回路，蒸发器5和冷凝器1的连接管路上设置有热力膨胀阀2。
31.本实用新型的一种数据中心用节能型空调机组的工作过程如下：
32.一次空气工作过程：
33.本机组一次空气为机房回风，一次空气在一次风机19的作用下，从机组进风口12进入，先经过亚高效空气过滤器7处理后，经过间接蒸发冷却器6，通过间接蒸发冷却器6的换热管壁将热量传到二次通道，降了温的一次空气经过挡水板b22，再从机组送风口18送出，通过连接的管道送入机房。
34.二次空气工作过程：
35.本机组二次空气为室外新风，二次空气在二次风机9的作用下，从二次空气入口13进入，先经粗效过滤器4处理后到达蒸发器5，经蒸发器5降温除湿后到达间接蒸发冷却器6，带走一次通道热量，之后经过布水装置24，再经过冷凝器1，带走冷凝热，再经过挡水板10a，然后经过二次风机9后从二次空气出口8排入大气环境中。
36.水系统工作过程：
37.水箱14中的水在循环水泵15的作用下，经过闸阀16，通过布水管道23输送到布水装置24处，喷淋至间接蒸发冷却器6的二次通道内，与二次空气发生热质交换后落回水箱14内；二次空气经蒸发器5除湿，除湿的凝结水也落回水箱14内；一次空气经间接蒸发冷却器处理，若除湿，其凝结水落入下方水盘中，通过溢水口落回水箱14中，可回收冷凝水。
38.运行模式：
39.干模式：
40.运行条件：室外新风干球温度低于16℃时。
41.此时，间接蒸发冷却器6的布水装置24不开启，即循环水泵15、闸阀16均关闭，机械制冷系统也关闭，室外温度较低的新风从二次空气入口13进入，经粗效过滤器4过滤后经过未开启的机械制冷系统的蒸发器5，到达间接蒸发冷却器6的二次通道内，机房回风从机组进风口12进入，经亚高效过滤器7处理到达间接蒸发冷却器6，一次空气与二次空气通过管壁进行显热交换，温度降低。由于机房回风温度一般在35℃，机房送风相对湿度要求低于60％，假定回风相对湿度在30％，则机房回风的露点温度为14.87℃，当二次通道空气温度过低时，会在间接蒸发冷却器6的一次通道侧产生结露现象，该情况应配合末端精密空调进行升温加湿处理，使送风达到要求的状态点。间接蒸发冷却器6凝结的水落至水盘20内，通过溢水口再落回下方水箱14内。
42.湿模式：
43.运行条件：室外新风干球温度高于16℃，湿球温度低于19℃时。
44.此时，间接蒸发冷却器6的布水装置24开启，即循环水泵15、闸阀16均开启，机械制冷系统关闭，室外新风从二次空气入口13进入，经粗效过滤器4过滤后经过未开启的机械制冷系统的蒸发器5，到达间接蒸发冷却器6的二次通道内，与布水装置24喷淋的循环水发生热质交换；机房回风从机组进风口12进入，经亚高效过滤器7处理到达间接蒸发冷却器6，一次空气被等湿冷却，然后经挡水板b22，在一次风机19的作用下从机组送风口18送出，若二次空气湿球温度仍低于一次空气的露点温度，仍会存在结露现象，还应配合末端进一步处理，而带走一次空气热量的二次空气在二次风机9的作用下，经过布水装置24、冷凝器1、挡水板a10从二次空气出口8排入大气中。
45.机械制冷模式：
46.运行条件：室外新风湿球温度高于19℃时。
47.此时仅开启间接蒸发冷却不足以将温度降至送风状态点，开启机械制冷系统，但间接蒸发冷却器6的布水装置24关闭，因为经机械制冷蒸发器5处理后的二次空气接近饱和状态，再开启布水装置24，蒸发效果不明显，还浪费循环水泵15的能耗，并且循环水布满二次通道管道内壁，还增加了一层水膜热阻，也不利于换热。此时，一次空气与降温除湿后的二次空气仍是进行显热交换，经蒸发器5降温除湿后的二次空气温度若低于一次空气的露点温度，也会产生结露现象，仍需升温加湿，避免机房环境太过干燥。带走一次空气热量的二次空气此时仍处于较低的温度，让其经过机械制冷系统的冷凝器1，带走冷凝热再排至大气中，可降低冷凝温度，起到节能的效果。