利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置的制作方法

1.本实用新型属于环保装置技术领域，具体涉及一种利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置。


背景技术：

2.目前数据中心冷却采用带自然冷却的机械制冷，只能靠自然外环境的低温度来实现自然冷却，基本属于“靠天吃饭”。数据中心冷却运行模式如下：冷冻单元分机械制冷、预冷、节约三种模式运行。机械制冷模式：当室外空气湿球温度高于t1(一般设定值为15℃)，系统在机械制冷模式下运行，冷却塔出水温度在19-38℃之间，保证冷机正常运行。预冷模式：当室外空气湿球温度低于t1而高于t2(一般设定值为4℃)，此状况持续运行20分钟，则控制系统自动进入预冷模式。冷却塔出水温度在13.5-19℃之间。节约模式：当室外空气湿球温度低于t2(可调)，此状况持续运行20分钟(可调)，则控制系统自动进入节约模式。冷却塔出水温度控制在13.5℃。节约模式退出：当室外空气湿球温度又逐渐高于t2(可调)而低于t1(可调)，且冷却塔风扇全速运行，此状况持续运行20分钟(可调)，则控制系统自动进入预冷模式。预冷模式退出：当室外空气湿球温度又逐渐高于t1(可调)，此状况持续运行20分钟(可调)，则控制系统自动进入机械制冷模式。
3.而长江以南大部分地区室外空气湿球温度低于15℃时间不足1/3,低于4℃时间更是寥寥无几；自然冷却的利用时间较少；即使在机械制冷模式的情况下，由于外界环境温度较高，较高温度的冷却水温度导致机械制冷的冷凝压力处于高位，制冷系数处于较低水平，使得机械制冷的能耗较高。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置。该装置在不影响供水的质量的前提下，利用地下原水或供水管道冷源对数据中心制冷后升温的冷冻水和冷却水进行选择性或共同降温，从而降低机械制冷的能耗，降低碳排放。
5.本实用新型提供了一种利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置，其特征在于，包括：
6.热交换罐体，所述热交换罐体的两端面上分别设置一个地下原水或供水管道的进水口和出水口，所述热交换罐体的侧面上设置有冷却水进水口、冷却水出水口、冷冻水进水口和冷冻水出水口，所述热交换罐体内设置有将所述热交换罐体内部在长度方向上分隔为两个空间的隔板，所述隔板上设置有一个通孔，所述冷却水进水口和所述冷却水出水口与所述热交换罐体的一个空间连通，所述冷冻水进水口和所述冷冻水出水口与所述热交换罐体的另一个空间连通，所述冷却水进口和所述冷却水出水口分别位于所述热交换罐体侧面的相对的两侧，所述冷冻水进水口和所述冷冻水出水口分别位于所述热交换罐体侧面的相对的两侧，
7.市政水换热管，设置在所述热交换罐体内，所述市政水换热管通过所述通孔穿过所述隔板，所述市政水换热管的两端分别与所述进水口和所述出水口连接，所述市政水换热管为螺旋结构。
8.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：所述热交换罐体内部的两个空间内均设置有多个扰流板，所述扰流板间隔的设置在所述热交换罐体内部相对的两侧面。
9.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：所述扰流板为所述热交换罐体横截面的一半，相邻两个所述扰流板的投影组成所述热交换罐体横截面。
10.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：每个所述扰流板位于所述市政水换热管的螺旋结构的峰顶所在的横截面上，且所述扰流板均设置在所述热交换罐体上距离所述市政水换热管的螺旋结构的峰顶最远的侧壁上。
11.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：所述市政水换热管为等螺距的螺旋结构，且螺纹半径均相同，
12.所述市政水换热管的螺旋结构的中轴线与所述热交换罐体的长度方向的中轴线重合，
13.所述市政水换热管的螺旋结构中的螺纹半径为所述热交换罐体半径的0.6-0.7倍。
14.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：所述冷冻水进水口和所述冷冻水出水口位于与其连通的空间的长度方向的两端，所述冷却水进水口和所述冷却水出水口位于与其连通空间的长度方向的两端。
15.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：所述冷冻水进水口和所述冷却水进水口位于所述热交换罐体的同一侧，所述冷冻水出水口和所述冷却水出水口位于所述热交换罐体的同一侧。
16.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：所述热交换罐体的侧面且位于所述冷冻水进水口和所述冷却水进水口的一侧设置有支撑架。
17.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：所述冷冻水出水口、所述冷冻水进水口、所述冷却水进水口和所述冷却水出水口的位置处均设置有温度传感器。
18.进一步，在本实用新型提供的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置中，还可以具有这样的特征：所述热交换罐体的两端面上均设置有观察检修口。
19.本实用新型具有如下优点：
20.本实用新型所涉及的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置，在不影响供水的质量的前提下，充分利用城市地下原水或供水管道水温特性(城市地下原水或供水管道水温常年不超过20℃)，根据外环境和实际使用冷源的水温差值，对制冷后升温的冷却水和/ 或冷冻水进行降温,从而节约机械制冷的能耗。
附图说明
21.图1是本实用新型的实施例中利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置的结构示意图。
具体实施方式
22.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置作具体阐述。
23.如图1所示，利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置 100包括：热交换罐体10、市政水换热管20。
24.热交换罐体10的两端面上分别设置一个地下原水或供水管道的进水口11和出水口12，进水口11与地下原水或供水管道的进水管连接，出水口12与地下原水或供水管道的出水管连接。进水口11和出水口12的位置可以调换。热交换罐体10内设置有隔板30，隔板 30将热交换罐体10的内部在长度方向上分隔为两个空间，如图1所示，左侧空间为冷冻水流动空间，右侧空间为冷却水流动空间。隔板 30上设置有一个通孔(图中未示出)。
25.热交换罐体10的侧面上设置有冷却水进水口13、冷却水出水口 14、冷冻水进水口15和冷冻水出水口16。冷却水进水口13和冷却水出水口14与热交换罐体10的一个空间连通，冷冻水进水口15和冷冻水出水口16与热交换罐体10的另一个空间连通。具体的，以图 1的方向看，冷却水进水口13和冷却水出水口14位于右侧空间部分，与热交换罐体10的右侧空间连通。冷冻水进水口15和冷冻水出水口 16位于左侧空间部分，与热交换罐体10的左侧空间连通。冷却水进口13和冷却水出水口14分别位于热交换罐体10侧面的相对的两侧，即冷却水进水口13和冷却水出水口14在横截面上投影的角度为180
°
。冷冻水进水口15和冷冻水出水口16分别位于热交换罐体10侧面的相对的两侧，即冷冻水进水口15和冷冻水出水口16在横截面上投影的角度为180
°
。冷冻水进口15与冷冻水进水管连接，冷冻水出口 16与冷冻水出水管连接。冷却水进水口13与冷却水进水管连接，冷却水出口14与冷却水出水管连接。在本实施例中，冷冻水和冷却水均为数据中心制冷后升温的冷冻水或冷却水。
26.市政水换热管20设置在热交换罐体10内，市政水换热管20通过隔板30上通孔穿过隔板30，市政水换热管20与隔板30上的通孔之间密封性良好，隔板30两侧空间的液体不会相互流通。市政水换热管20的两端分别与进水口11和出水口12连接，市政水换热管20 为螺旋结构。
27.在本实施例中，热交换罐体10内部的两个空间内均设置有多个扰流板40，扰流板40间隔的设置在热交换罐体10内部相对的两侧面，即如图1所示，扰流板40的设置规律为热交换罐体10的上侧
→
下侧
→
上侧
→
下侧
……
。
28.扰流板30为热交换罐体10横截面的一半，相邻两个扰流板30 的投影组成热交换罐体10横截面。具体地，热交换罐体10的横截面为圆形，扰流板30为半圆形。
29.每个扰流板30位于市政水换热管20的螺旋结构的峰顶所在的横截面上，且扰流板30均设置在热交换罐体10上距离市政水换热管 20的螺旋结构的峰顶最远的侧壁上。即如图1所示，市政水换热管 20的螺旋结构的峰顶靠近热交换罐体10的上侧壁时，扰流板30设置在热交换罐体10的下侧壁上；市政水换热管20的螺旋结构的峰顶靠近热交换罐体10的下
侧壁时，扰流板30设置在热交换罐体10的上侧壁上。
30.市政水换热管20为等螺距的螺旋结构，且螺纹半径均相同。市政水换热管20的螺旋结构的中轴线与热交换罐体的长度方向的中轴线重合，市政水换热管20的螺旋结构中的螺纹半径为热交换罐体半径的0.6-0.7倍，最优的，市政水换热管20的螺纹结构中的螺旋半径为热交换罐体半径的2/3。
31.在本实施例中，冷冻水进水口15和冷冻水出水口16位于与其连通的空间的长度方向的两端。即以图1的所示的方向看，冷冻水进水口15和冷冻水出水口16位于热交换罐体10左侧空间长度方向的两端。具体地，冷冻水进水口15位于热交换罐体10左侧空间的右端，冷冻水出水口16位于热交换罐体10左侧空间的左端。冷却水进水口 13和冷却水出水口14位于与其连通的空间的长度方向的两端。即以图1的所示的方向看，冷却水进水口13和冷却水出水口14位于热交换罐体10右侧空间长度方向的两端。具体地，冷却水进水口13位于热交换罐体10右侧空间的右端，冷却水出水口14位于热交换罐体 10右侧空间的左端。
32.冷冻水进水口15和冷却水进水口13位于热交换罐体10的同一侧，冷冻水出水口16和冷却水出水口14位于热交换罐体10的同一侧。即冷冻水进水口15和冷却水进水口13所在的直线与热交换罐体 10的长度方向的中轴线平行，冷冻水出水口16和冷却水出水口14 所在的直线与热交换罐体10的长度方向的中轴线平行。
33.热交换罐体10的侧面且位于冷冻水进水口15和冷却水进水口 13的一侧设置有支撑架50。方便利用地下原水或供水管道冷源的非接触式冷却装置100的放置，且使得冷冻水和冷却水均从热交换罐体 10的下部进入，上部流出，提高换热效率。
34.在本实施例中，冷冻水出水口16、冷冻水进水口15、冷却水进水口13和冷却水出水口14的位置处均设置有温度传感器(60a、60b、 60c、60d)，通过检测冷却水和冷冻水进水的温度，冷却水和冷冻水出水的温度，掌握对冷冻水和冷却水的降温情况。
35.在本实施例中，热交换罐体10的两端面上均设置有观察检修口 (17a和17b)，方便观察热交换罐体10左侧空间和右侧空间的内部情况，并在出问题时能够进行检修。
36.本装置可以同时为左侧空间通入冷冻水，右侧空间通入冷却水，为冷冻水和冷却水同时进行降温。也可以仅为左侧空间通入冷冻水，仅对冷冻水进行降温，或仅为右侧空间通入冷却水，仅对冷却水进行降温。
37.本实用新型的冷却装置，利用城市地下原水或供水管道水温常年低于正常气温的特性，对数据中心冷却所用的冷却水和/或冷冻水进行降温，从而有效地降低数据中心冷却的能耗。
38.上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。