一种数据中心用微通道热管间接蒸发冷却空调机组

1.本发明涉及一种空调机组，具体说是一种数据中心用微通道热管间接蒸发冷却空调机组。


背景技术：

2.5g移动通信、边缘计算、物联网、人工智能等产业的迅速发展使得数据中心规模呈爆发式的增长，相应能耗问题一直备受大家关注，为了响应国家双碳目标，相比传统的简单结构的制冷空调，需探索更多节能技术，以切实降低数据中心能耗。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种结构紧凑，全年充分利用室外自然冷源和干空气能对数据中心回风降温，节能降耗的数据中心用微通道热管间接蒸发冷却空调机组。
4.本发明采用的技术方案是：一种数据中心用微通道热管间接蒸发冷却空调机组，包括相背设置内、外箱体，内箱体上朝向室内上、下设置一次空气入口和一次空气送风口，外箱体上朝向室外上、下设置二次空气排风口和二次空气进风口，其特征在于：所述内箱体内设有内过滤器、热管蒸发器、蒸发器、一次风机，内过滤器设置于一次空气入口后，热管蒸发器、蒸发器、一次风机依次设置在内箱体下部且朝外对应一次空气送风口，热管蒸发器由下至上朝外倾斜隔离内箱体上、下部内腔；所述外箱体内设有外过滤器、喷淋装置、填料段、热管冷凝器、冷凝器、二次风机，外过滤器设置于二次空气进风口后，喷淋装置和填料段依次由二次空气进风口朝内方向设置在外箱体下部，喷淋装置喷淋方向朝向填料段，热管冷凝器由上至下朝外倾斜隔离外箱体上、下部内腔，热管冷凝器后经冷凝器、二次风机接二次空气排风口，冷凝器接外箱体外置或内置的压缩机。
5.进一步地，所述热管蒸发器上端经气管接热管冷凝器上端，热管冷凝器下端经液管接热管蒸发器下端。
6.进一步地，所述蒸发器平行于热管蒸发器设置于热管蒸发器和一次风机之间。
7.进一步地，所述冷凝器平行于热管冷凝器设置于热管冷凝和二次风机之间。
8.进一步地，所述热管蒸发器与热管蒸发器平行。
9.进一步地，所述冷凝器经热力膨胀阀接蒸发器。
10.进一步地，所述喷淋装置和填料段在外箱体下部由下至上朝外倾斜且相互平行设置。
11.进一步地，所述二次空气排风口设置于外箱体上端，二次风机设置在二次空气排风口内。
12.进一步地，所述外箱体下部内设水槽，水槽经内置水泵接喷淋装置，水槽在外箱体侧壁上外接进、排水口。
13.进一步地，所述冷凝器后设平行于冷凝器的挡水板。
14.进一步地，所述热管蒸发器、热管冷凝器为微通道结构。
15.本发明有益效果在于：（1）采用热管换热器为数据中心回风进行降温，在室外温度较低时可实现自然冷却，仅消耗一、二次风机的能耗，便可以将一次空气处理至送风状态点，且热管换热器采用微通道换热器，增加了换热效率。
16.（2）热管冷凝器前设填料段，利用直接蒸发冷却技术降低新风的温度，可增加全年利用热管进行制冷的时间。
17.（3）热管蒸发器、蒸发器、热管冷凝器、冷凝器、喷淋装置、填料段采用倾斜布置，可减小设备尺寸，增大换热面积，确保换热效率。
18.（4）压缩机候补机械制冷、喷淋装置候补喷淋水进行补冷，使制冷量全年满足要求。
19.本发明热管蒸发器和热管冷凝器利用高换热效率的微通道热管，热管技术具有传热系数高、传递热量大、等温性能好等优点，且重力热管自身运行并不消耗能量；配以压缩机机械制冷和喷淋装置喷淋填料段蒸发冷却，实现数据中心回风的降温，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，全年充分利用室外自然冷源和干空气能，控制机房温、湿度，节约数据中心制冷系统能耗，可在满足全年制冷需求的同时达到节能目的。
附图说明
20.图1为本发明结构示意图。
21.图中：二次空气进风口1、外过滤器2、喷淋装置3、压缩机4、填料段5、二次空气排风口6、二次排风机7、挡水板8、冷凝器9、热管冷凝器10、气管11、内过滤器12、一次空气进口13、一次空气出口14、一次风机15、蒸发器16、热管蒸发器17、循环水泵18、水槽19、液管20、热力膨胀阀21。
具体实施方式
22.以下结合附图和实施例作进一步说明。
23.图1所示：一种数据中心用微通道热管间接蒸发冷却空调机组包括相背设置内、外箱体，内箱体上朝向室内上、下设置一次空气入口13和一次空气送风口14，外箱体上朝向室外上、下设置二次空气排风口6和二次空气进风口1，内箱体内设有内过滤器12、热管蒸发器17、蒸发器16、一次风机15，内过滤器12设置于一次空气入口13后，热管蒸发器17、蒸发器16、一次风机15依次设置在内箱体下部且朝外对应一次空气送风口，热管蒸发器17由下至上朝外倾斜隔离内箱体上、下部内腔，蒸发器16平行于热管蒸发器17设置于热管蒸发器和一次风机15之间；外箱体内设有外过滤器2、喷淋装置3、填料段5、热管冷凝器10、冷凝器9、挡水板8、二次风机7，外过滤器2设置于二次空气进风口后，喷淋装置3和填料段5依次由二次空气进风口朝内方向设置在外箱体下部，喷淋装置和填料段在外箱体下部由下至上朝外倾斜且相互平行设置，喷淋装置喷淋方向朝向填料段，热管冷凝器10由上至下朝外倾斜隔离外箱体上、下部内腔，热管冷凝器1后经冷凝器9、挡水板8、二次风机7接二次空气排风口6，冷凝器平行于热管冷凝器设置于热管冷凝和二次风机之间，冷凝器接外箱体内置的压缩机4；热管蒸发器17与热管蒸发器10平行，热管蒸发器、热管冷凝器为微通道结构，热管蒸发
器上端经气管11接热管冷凝器上端，热管冷凝器下端经液管20接热管蒸发器下端；冷凝器9经热力膨胀阀接蒸发器16；外箱体下部内设水槽19，水槽经内置循环水泵18接喷淋装置3，水槽在外箱体侧壁上外接进、排水口。
24.在本实施例中，将二次空气排风口设置于外箱体上端，二次风机设置在二次空气排风口内。
25.本空调机组的工况有：1、一次空气工作过程：本机组一次空气为机房回风，一次空气在一次风机15抽吸作用下，从一次空气进口13进入，经过内过滤器12过滤后，到达热管蒸发器17，预冷后再经蒸发器16补冷，最后从一次空气出口14送出。
26.2、二次空气工作过程：本机组二次空气为室外新风，二次空气在二次风机7的作用下，从二次空气进风口1进入，先经外过滤器2处理后到达填料段5，喷淋装置3喷淋的循环水蒸发，吸收二次空气热量，降温后的二次空气到达热管冷凝器10，带走热管冷凝器传递的热量，到达冷凝器9一并带走冷凝器的热量，再经过挡水板8，从二次排风口6排入大气中。
27.3、填料段水系统工作过程：水槽19中的水在循环水泵18的作用下，通过循环水泵3喷淋至填料5表面，与二次空气发生热质交换后落回水槽19内。
28.4、微通道热管系统工作过程：热管蒸发器17内的工质吸收机房回风热量蒸发，经过气管11到达微通道热管冷凝器10，被二次空气冷却液化后从液管20又流回微通道热管蒸发器，如此往复循环。
29.本空调机组的运行模式：1、热管模式：在室外温度较低时，机械制冷压缩机4和喷淋装置3均不开启，仅运行一次风机15、二次风机7，室外温度较低的新风在二次风机的作用下经外过滤器2过滤后，再经过热管冷凝器10，对其进行降温，热管换热器再依靠管内工质的气液相变将冷量转移至热管蒸发器17，进而对一次空气进行冷却，一次空气经热管蒸发器17进行一次冷却后便送入数据中心。
30.2、蒸发冷却 热管模式：过渡季节，机械制冷系统仍关闭，循环水泵18开启，室外空气从二次空气进风口1进入，经填料5，与喷淋在填料上的循环水发生直接蒸发冷却过程，然后至热管冷凝器10，降温后的冷风带走热管冷凝器10的热量，再掠过冷凝器9、挡水板8，在二次风机7的作用下经二次空气排风口6排至室外，一次空气经热管蒸发器17冷却至出风温度，在一次风机15的作用下送入数据中心。
31.3、机械制冷补冷模式：在高温高湿季节，开启压缩机4，运行机械制冷系统，室外高温高湿空气经过滤后先经填料5焓降温后，然后到达热管冷凝器10，带走其热量后到达冷凝器9，带走冷凝器热量，再掠过挡水板8，从二次空气排风口6排至大气，一次空气则经热管蒸发器17、蒸发器16两级冷却后送入数据中心。