用于数据中心制冷系统的磁悬浮冷水机房的制作方法

1.本实用新型涉及一种制冷技术，特别是用于数据中心制冷系统的磁悬浮冷水机房。


背景技术：

2.目前，数据中心的制冷系统还是以风冷模式为主，效率低、能耗大，部分新建数据中心也开始使用水冷模式，主要采用冷水机组 板式换热器的模式，但需要专用的制冷机房，系统设计复杂，效率提高有限。
3.中国专利cn 208567255 u公开了一种模块化节能冷站装置，集成了磁悬浮冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、定压补水等设备；冷却塔设在集装箱外，其余集成在集装箱内。所有设备通过管路结构和配电系统分别连接。但是该专利中配电设施和其他设备未隔离开，集装箱为封闭密封结构，无法通风换气和散热，存在事故隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种构造简单，操作方便，安全性能高的用于数据中心制冷系统的磁悬浮冷水机房。
5.为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
6.一种用于数据中心制冷系统的磁悬浮冷水机房，包括设置于箱式外围护结构内的磁悬浮冷水机组系统和设置于箱式外围护结构外部的冷却塔，磁悬浮冷水机组系统和冷却塔通过管路连接；所述箱式外围护结构内还设置有与磁悬浮冷水机组系统用隔板分隔开的配电室，配电室对磁悬浮冷水机组系统和冷却塔供电及控制；所述箱式外围护结构上还开设有用于内部通风换气和散热的百叶窗；所述箱式外围护结构内还设有用于保证内部温湿度的分体式空调或风机盘管。
7.所述磁悬浮冷水机组系统包括沿箱式外围护结构内长边方向一端至另一端布置的磁悬浮冷水机组、冷冻水泵和冷却水泵。
8.所述磁悬浮冷水机组由蒸发器和冷凝器组成，冷冻水泵的入口通过冷冻水回水管线与冷冻水环路管线相连接，出口与蒸发器的进口相进行连接；蒸发器的出口通过冷冻水供水管线与冷冻水环路管线连通；
9.冷却水泵入口通过冷却水回水管线与冷却塔回水管相连接，出口与冷凝器进口相连接；冷凝器出口通过冷却水供水管线与冷却塔供水管连通；冷却塔供、回水管分别连通于冷却塔内部。
10.冷冻水环路管线上连通有冷冻水末端供、回水主管线，冷冻水末端供、回水主管线在箱式外围护结构外预留法兰接口，待安装就位后与现场冷冻水供、回水管线连接。
11.在冷冻水末端供、回水主管线之间设置冷冻水末端供回水旁通控制阀组；
12.在冷却水供、回水管线之间设置有冷却水供回水旁通控制阀组。
13.冷却水供水管线与冷却塔供水管之间以及冷却水回水管线与冷却塔回水管之间
均通过设置在箱式外围护结构外的法兰管道连接。
14.所述配电室内设有配电柜和智能控制柜，负责整个机房内设备的配电和控制，配电柜通过强电桥架内的线缆与各用电设备连接，智能控制柜通过弱电桥架内的线缆与各控制设备连接。
15.所述箱式外围护结构左右两端的短边上分别设有一对双开门，分别方便磁悬浮冷水主机的维修和电气设备的操作。箱式外围护结构的前后长边上各设置一对双开门，便于对机房内水泵等其他设备的检修。
16.所述百叶窗分别设置箱式外围护结构的左右两端面的上下部。
17.所述分体式空调或风机盘管设置与箱式外围护结构靠近配电室的上部，并留有通风口。
18.本实用新型主要包括箱式外围护结构和冷却塔两部分，冷却塔可以根据使用情况选择放置于箱式外围护结构上或并排放置，冷却塔也可以根据系统要求使用开式冷却塔或闭式冷却塔。磁悬浮冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、智能控制系统等主要设备都放置于箱式外围护结构内，在工厂生产完成后，整体运输到现场吊装落位，真正实现工厂模块生产、模块运输、现场模块拼装的方式，替代传统机房现场设备就位、现场管道焊接的方式，使项目建设由“工程模式”向“工业化”转变、由“工程”向“产品”转变，可大幅缩短生产和现场安装的时间，并提高安装质量。
19.箱式外围护结构左侧面底部和上部设有百叶窗，便于机房内通风换气和散热。箱式外围护结构右侧面配电室底部和上部设有百叶窗，便于配电室的通风换气和散热。箱式外围护结构靠近配电室上部设有分体式空调或风机盘管，便于机房内控制温湿度。
20.箱式外围护结构具有必要的配电、消防、照明、隔音、保温等功能，并包含进行门、孔口、通风窗等配置，箱体内配电区域和制冷区域做到物理分割，保证系统运行的安全性。并具有扩展性，便于分期建设的数据中心项目。还能作为临时冷源使用，可以二次搬迁，只要接通电源或管道就能使用，非常方便快捷。
21.磁悬浮冷水机房自带箱式外围护结构，可以放置于屋顶或绿化带，无需专用制冷机房。
22.多个箱式外围护结构拼装可以前后或左右并列放置，也可以箱体内部是连通的，箱体之间没有门道或隔板。
23.水泵、冷却塔与磁悬浮冷水机组可以一对一串联连接，形成独立的整体，可以整体扩展，作为备用或者分期建设增加；水泵、冷却塔与磁悬浮冷水机组也可以并联连接，即水泵泵组、磁悬浮冷水机组、冷却塔组作为独立组件，在不增加设备的前提下，各设备能够互为备用，减少初投资，也能够同时运行，让各设备都在高效区运行，提高系统运行效率，节省运行费用。
24.通过配置自由冷却功能的磁悬浮冷水机组，取消了板式换热器及其环路，简化了系统运行模式，提高了系统运行稳定性，降低运行维护成本。
25.通过配置智能控制系统，通过远程控制技术和信息传输系统实现远程监控和无人值守，实现系统的高效运行及低成本运维管理。
26.通过配置磁悬浮冷水机组、高效水泵、高效冷却塔和智能控制系统，使系统整体运行达到超高效，比传统机房效率提高50%以上。
27.通过配置独立的壁挂式分体空调或者风机盘管，调节磁悬浮冷水机房的室内热环境，控制温湿度，保证系统全年稳定运行。
28.根据系统需要可以增加水质管理系统，不限于加药装置、全程水处理装置、胶球在线清洗装置、定压补水装置、软水箱、软水器、真空脱气机、螺旋除污器、膨胀水箱等。
29.本实用新型的构造替代了冷水机组 板式换热器的模式，配置箱式外围护结构，取消专用的制冷机房，可以大幅提升系统效率，并简化系统运行模式，提升系统运行稳定性，也降低运行维护成本。
附图说明
30.图1是本实用新型设备布置示意图；
31.图2是本实用新型主视图；
32.图3是磁悬浮冷水机组自由冷却示意图；
33.图4是本实用新型系统原理图；
34.其中，1. 磁悬浮冷水机组，2.冷冻水泵，3.冷却水泵，4.冷却塔，6.配电室，7.智能控制柜，8.箱式外围护结构，9.冷却水供水管线，10.冷冻水供水管线，11.冷却水回水管线，12.冷冻水回水管线，13. 冷却水供回水旁通控制阀组，14.冷冻水末端供回水旁通控制阀组，15.强电桥架，16.弱电桥架，17.冷冻水末端供回水主管线，18.冷冻水环路管线，19.分体式空调或风机盘管，a.蒸发器，b.冷凝器，c.电磁截断阀，d.电磁截断阀。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
36.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
37.如图1
‑
图4所示，用于数据中心制冷系统的磁悬浮冷水机房，由磁悬浮冷水机组1、冷冻水泵2、冷却水泵3、冷却塔4、配电室、配电柜6智能控制柜7、箱式外围护结构8、冷却水供水管线9、冷冻水供水管线10、冷却水回水管线11、冷冻水回水管线12、冷却水供回水旁通控制阀组13、冷冻水末端供回水旁通控制阀组14、强电桥架15、弱电桥架16、冷冻水末端供回水主管线17、冷冻水环路管线18及其他管路和附件组成。
38.冷水机房各设备位置布局合理，结构紧凑安全。沿箱式外围护结构8内长边方向一端至另一端布置磁悬浮冷水机组1、冷冻水泵2、冷却水泵3、配电室，箱式外围护结构8上部或侧面布置冷却塔。
39.磁悬浮冷水机组1由蒸发器a和冷凝器b组成，冷冻水泵2的入口通过冷冻水回水管线12与冷冻水环路管线18相连接，出口与蒸发器a进口相进行连接，蒸发器a的出口通过冷冻水供水管线10与冷冻水环路管线18连通；
40.冷却水泵3的入口通过冷却水回水管线11与冷却塔回水管相连接，出口与冷凝器b的进口相连接。冷凝器b的出口通过冷却水供水管线9与冷却塔供水管连通；冷却塔供、回水管分别连通于冷却塔4内部。冷却水供水管线9与冷却塔供水管之间以及冷却水回水管线11与冷却塔回水管之间均通过设置在箱式外围护结构外的法兰管道连接。
41.冷冻水环路管线18上连通有冷冻水末端供、回水主管线17，冷冻水末端供、回水主管线17在箱式外围护结构8外预留法兰接口，待安装就位后与现场冷冻水供、回水管线连接。
42.冷冻水末端供、回水管线17之间设置冷冻水末端供回水旁通控制阀组14。在冷却水供、回水管线之间设置冷却水供回水旁通控制阀组13。
43.配电室与箱式外围护结构8内其他空间用隔板隔开，单独分区布置，保证了冷冻站的安全性。配电室内设有配电柜6和智能控制柜7，负责整个机房内设备的配电和控制，配电柜6通过强电桥架15内的线缆与各用电设备连接，智能控制柜7通过弱电桥架16内的线缆与各控制设备连接。
44.箱式外围护结构8左右两端短边上分别设有一对双开门，分别方便磁悬浮冷水机组1的维修和电气设备的操作。在箱式外围护结构8前后两长边上分别设置一对双开门，便于对机房内水泵等其他设备的检修。
45.箱式外围护结构8左侧面底部和上部设有百叶窗，便于机房内通风换气和散热。箱式外围护结构箱体8右侧面配电室底部和上部设有百叶窗，便于配电室的通风换气和散热。箱式外围护结构箱体8靠近配电室上部设有分体式空调或风机盘管19，便于控制机房内的温湿度。
46.工作原理：如图4所示，当冷冻水回水温度低于冷却水回水温度时：磁悬浮冷水机组1的电磁截断阀c、d关闭，压缩机运行，低温低压制冷剂气体被压缩为高温高压气体进入冷凝器b，使冷凝器b内的冷却水升温，冷却水通过冷却水供水管线9进入冷却塔4将热量散发到大气中，降温后的冷却水通过冷却水回水管线11经由冷却水泵3送回到冷凝器b，冷凝后的制冷剂液体经过膨胀节流变为低温低压液体进入蒸发器a蒸发，吸收冷冻水的热量，使冷冻水温度降低，通过冷冻水环路管线18及末端主管向用户输送冷量，从末端返回的升温后的冷冻水通过冷冻水回水管线11及冷冻水环路管线18经由冷冻水泵2送回到蒸发器a，如此实现夏季系统运行。
47.当冷却水回水温度低于冷冻水回水温度时：磁悬浮冷水机组1的电磁截断阀c、d开启，压缩机停止运行，制冷剂气体通过冷凝器b变为液体，液体通过高底势差进入蒸发器a，在蒸发器内经吸热变为气体制冷剂，进入冷凝器进行冷却，从而完成“自由冷却”的循环。无需启动压缩机，磁悬浮冷水主机能耗接近0，cop趋近无穷大。如此实现在不启动压缩机不设置换热器的情况下实现冷水机房的制冷运行。
48.在过渡季及冬季通过智能控制柜7调节冷却水供回水旁通控制阀组13进行冷却水流量和温度的调节，通过智能控制柜7控制冷冻水末端供回水旁通控制阀组14调节冷冻水的流量和温度，确保系统正常运行。
49.磁悬浮冷水机房通过冷冻水环路管线18及各支路管线上设置截断阀门，确保各组成回路的检修切断。
50.如此磁悬浮冷水机房在不设换热器的情况下，利用磁悬浮冷水主机的正常压缩循
环和“自由冷却”循环、智能控制柜的控制，以及冷冻水环路管线和各支路截断阀门的设置，确保了系统的全年各种工况的超高效全天候无间断运行。
51.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。