一种模块化数据中心的制作方法

1.本实用新型涉及数据中心制冷等应用场合，具体涉及到一种模块化数据中心。


背景技术：

2.随着我国经济信息化建设的全面的发展，模块化数据中心机房因经济性、方便快速部署等特点，在实际应用中越来越多，针对模块化数据中心的散热节能降耗也越来越重要。目前常规模块化数据中心空调系统多采用风冷空调，没有充分利用自然冷源。然后利用自然冷过程存在新风湿度过大，有影响机房服务器的性能故障的可能，还存在实用间接蒸发冷却时，在特殊地区水源不易就地取源的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型中的模块化数据中心采用吸附转轮对新风进行吸附，降低新风湿度，使得进入机房的新风湿度大大地降低，同时通过机房温度高的出风对吸附区进行脱附使得机房出风成为高湿空气经蒸发器冷凝成水，输送到表冷器中对自然进行预冷，从表冷器出来后输送到喷雾加湿模组中对自然风进行加湿降温，这样即可降低新风进入机房的湿度又无需接驳水管，在无水源的地方也可以迅速建立模块化数据中心。
4.本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
5.一种模块化数据中心，所述模块化数据中心包括空调模块、机房模块、吸附转轮导风通道，所述空调模块包括模块外壳、冷却单元、外循环进风口、内循环进风口、间壁式空气-空气显热交换器、外循环出风口、内循环出风口、内循环风机、外循环风机以及控制器，所述内循环进风口、所述间壁式空气-空气显热交换器、所述内循环风机、所述内循环出风口顺序连接在一起形成内循环通道，所述外循环进风口、所述间壁式空气-空气显热交换器、所述外循环风机、所述外循环出风口顺序连接在一起形成外循环通道；
6.所述机房模块包括模块外壳、机架、ups模块及电源分配模块，所述机架和所述ups模块、所述电源分配模块连接排列在所述机房模块的中间部位，将所述机房模块分隔成两部分，形成冷通道和热通道；
7.所述吸附转轮导风通道包括吸附转轮、热导风连接通道、冷导风连接通道及新风导风连接通道，所述吸附转轮一端位于所述热导风连接通道内，所述吸附转轮另一端位于所述冷导风连接通道内，所述新风导风连接通道与所述冷导风连接通道连通且位于所述内循环出风口与所述吸附转轮之间；
8.所述内循环进风口通过热导风连接通道连通所述热通道，所述内循环出风口通过冷导风连接通道连通所述冷通道；
9.所述冷却单元包括压缩机、蒸发器、冷凝器、集水盘及蓄水箱，所述蒸发器位于所述间壁式空气-空气显热交换器与所述内循环出风口之间，所述集水盘位于所述蒸发器下方，所述蓄水箱位于所述集水盘的下方且与所述集水盘连通；
10.所述内循环风机、所述外循环风机、所述压缩机与所述控制器电性连接。
11.优选地，所述冷却单元还包括表冷器、循环水泵、喷雾加湿模组，所述表冷器位于外循环进风口处，所述循环水泵入水口通过管道连接所述蓄水箱，所述循环水泵出水口通过管道连接所述表冷器的入口，所述表冷器出口连接所述喷雾加湿模组，所述循环水泵与所述控制器电性连接。
12.优选地，所述空调模块还包括空气过滤模组，所述空气过滤模组位于所述外循环进风口处。
13.优选地，所述冷却单元还包括喷雾模组以及温度传感器，所述喷雾模组通过管道与所述表冷器的出水口连通，所述温度传感器安装在所述冷凝器上，所述喷雾模组位于所述冷凝器的前方，所述温度传感器、所述压缩机、所述喷雾模组与所述控制器电性连接。
14.优选地，所述空调模块还包括混风装置，所述混风装置位于所述外循环进风口和所述外循环风机之间，所述混风装置包括导风道、风阀以及温湿度传感器，所述风阀位于所述导风道中，所述温湿度传感器安装在所述导风道的接近所述外循环进风口的一侧，所述风阀、所述温湿度传感器与所述控制器电性连接。
15.优选地，所述外循环风机为离心风机，所述内循环风机为离心风机。
16.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：采用吸附转轮对新风进行吸附，降低新风湿度，使得进入机房的新风湿度大大地降低，同时通过机房温度高的出风对吸附区进行脱附使得机房出风成为高湿空气经蒸发器冷凝成水，输送到表冷器中对自然进行预冷，从表冷器出来后输送到喷雾加湿模组中对自然风进行加湿降温，这样即可降低新风进入机房的湿度又无需接驳水管，在无水源的地方也可以迅速建立模块化数据中心。
附图说明
17.图1为本实用新型中的模块化数据中心的结构示意图；
18.10、机房模块；11、机架；12、ups模块；13、电源分配模块； 14、热通道；15、冷通道；20、空调模块；21、内循环进风口；22、间壁式空气-空气显热交换器；23、内循环风机；24、内循环出风口； 25、外循环进风口；26、外循环风机；27、外循环出风口；28、喷雾加湿模组；301、空气过滤模组；302、新风导风连接通道；303、表冷器；304、吸附转轮；305、集水盘；306、蓄水箱；307、循环水泵； 308、转轮脱附区；309、转轮吸附区；310、热导风连接通道；311、冷导风连接通道；31、压缩机；32、蒸发器；331、冷凝器；332、温度传感器；333、喷雾模组；34、冷凝器风机；35、风阀；36、温湿度传感器。
具体实施方式
19.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
20.如图1所示，图1为本实用新型中的一种模块化数据中心结构示意图，一种模块化数据中心，包括空调模块20、机房模块10和吸附转轮导风通道，空调模块20通过吸附转轮导风通道与机房模块连通，空调模块20对机房模块10进行散热降温，为了方便就地搭建数据中心，机房模块都为模块化，当然作为机房模块的散热降温配套设备的空调模块，也为模块化，其外形框架尺寸都与机房模块一致，方便运输，拼装搭建，节省空间和时间，下面具体对
空调模块20和机房模块10结构构造进行具体介绍。
21.空调模块20包括模块外壳以及置于模块外壳内部或固定在模块外壳壳体上的冷却单元、外循环进风口25、内循环进风口21、间壁式空气-空气显热交换器22、外循环出风口27、内循环出风口24、内循环风机23、外循环风机26和控制器。为了使得空调模块20结构空间更加紧密，优选地，外循环风机26和内循环风机23为离心风机。在本实施例中，内循环进风口21、间壁式空气-空气显热交换器22、内循环风机23、内循环出风口24顺序连接在一起形成内循环通道，图1中的a-a箭头标识的方向即机房模块10内热空气在内循环通道循环流动的方向；外循环进风口25、间壁式空气-空气显热交换器22、外循环风机26、外循环出风口27顺序连接在一起形成外循环通道，图1中的b-b箭头标识的方向即空调模块20内自然冷风在外循环通道循环流动的方向。
22.通常，机房模块10包括模块外壳、机架11、pdu模块、ups 模块12、电源分配模块13、网络分配模块、弱电控制模块以及自动灭火消防装置，在本实施例中，机架和ups模块12、电源分配模块 13连接排列在机房模块的中间部位，将机房模块分隔成两部分，形成冷通道15和热通道14。
23.空调模块20与机房模块10作为独立单元，要实现热冷空气能量交换，需要物理连接，在本实施例中，具体的连接方式为：空调模块 20的内循环进风口21通过吸附转轮导风通道连通热通道14，空调模块20的内循环出风口24通过吸附转轮导风通道连通冷通道15，这样，机房模块10中的热通道14中的热空气经内循环进风口21进入空调模块20的内循环通道与自然冷风进行热量交换，交换完毕，经内循环出风口24回流至机房模块10中的冷通道15，如此循环。
24.当然，内循环风机23、外循环风机26开启关闭均为智能控制，在本实施例中，内循环风机23、外循环风机26与控制器电性连接，由控制器对内循环风机23、外循环风机26进行智能控制开启关闭。
25.吸附转轮导风通道作为串接空调模块和机房模块的通道，进入机房模块的新风也是通过该通道进入机房模块地，同时吸附转轮导风通道还对新风进行除湿，对机房服务器进行性能保护，具体地，吸附转轮导风通道包括吸附转轮304、热导风连接通道310、冷导风连接通道311及新风导风连接通道302，吸附转轮一端位于热导风连接通道内，吸附转轮另一端位于冷导风连接通道内，新风导风连接通道与冷导风连接通道连通且位于内循环出风口与吸附转轮之间；外界自然风从新风导风连接通道进入到冷导风连接通道中与冷风一起经吸附转轮，吸附转轮对混合风进行除湿，电动机带动吸附转轮按设定转速转动，吸附转轮位于冷导风连接通道中为转轮吸附区309，位于热导风连接通道中的转轮脱附区308，除湿后的冷风进入机房中，带走服务器散发的热量进入到热导风连接通道中，将吸附转轮中的吸附的湿气升温脱附出来，一起进入内循环通道中，内循环进风口通过热导风连接通道连通热通道，内循环出风口通过冷导风连接通道连通冷通道。
26.为了使得机房的回风温度达到设定要求以及无需接驳外部水管，冷却单元包括压缩机31、蒸发器32、冷凝器331、集水盘305及蓄水箱306，蒸发器位于间壁式空气-空气显热交换器与内循环出风口之间，集水盘位于蒸发器下方，蓄水箱位于集水盘的下方且与集水盘连通，在内循环通道中使用蒸发器对脱附后的高温高湿空气进行降温冷凝，高温高湿空气再空-空间壁换热器中与外循环通道中冷源进行初次热交换后，再到蒸发器中进行二次
冷却，高温高温空气冷凝成冷水和冷空气，冷空气输送到机房冷通道中，冷水汇集到集水盘中，储存在蓄水箱中。
27.为了降低整个制冷系统的能耗，需减轻冷凝器的散热压力，加快冷凝器的散热降温速度，在本实施例中，采取对冷凝器进行喷雾蒸发降温方式，具体地，冷却单元还包括喷雾模组333以及温度传感器332，冷凝器331与压缩机31、蒸发器32、通过毛细管、膨胀阀连接形成制冷系统，温度传感器332安装在冷凝器331上，喷雾模组通过管道与表冷器的出水口连通，温度传感器332对冷凝器331所处的环境温度湿度进行检测，喷雾模组333位于冷凝器331的前方，喷雾模组333通过喷水雾到冷凝器331翅片管道上，通过水雾蒸发吸热对冷凝器331管道中的冷媒进行降温，温度传感器332、压缩机31、喷雾模组333、冷凝器风机34均与控制器电性连接，温度传感器332检测到温度数值传输控制器，控制器根据检测的温度结果对喷雾模组 333喷雾量和冷凝器风机34的抽风量进行匹配控制，使得冷凝器温度降到需求值。
28.内循环风机、外循环风机、压缩机与控制器电性连接，控制器对内循环风机、外循环风机、压缩机进行pid控制。
29.为了充分利用自然冷源，在本实施例中的冷却单元还起到对从
30.外部进来的自然冷风进行降温加湿作用，为了使得外部自然冷风通过自然冷却单元降温更大，在本实施例中，优选采取的是空气预冷、喷雾加湿组合方式对自然冷风进行降温加湿，具体地，冷却单元还包括表冷器303、循环水泵307、喷雾加湿模组28、集水盘305、蓄水箱306以及排污水阀(图中未示出)，表冷器位于外循环进风口处，循环水泵入水口通过管道连接蓄水箱，循环水泵出水口通过管道连接表冷器的入口，表冷器出口连接喷雾加湿模组，循环水泵与控制器电性连接。为了使得外部空气对整个系统污染降到最低，优选地，空调模块还包括空气过滤模组，空气过滤模组301位于外循环进风口27 处，外部自然冷风经过空气过滤模组301过滤进入到外循环通道内，空气过滤模组301可防止外部自然冷风夹杂一些小的物体残留在间壁式空气-空气显热交换器22内，造成堵塞。循环水泵307入水口通过管道连接蓄水箱306，循环水泵307出水口通过管道连接表冷器 302，表冷器302出水口通过管道连接喷雾加湿模组，循环水泵、排污水阀与控制器电性连接，这样，循环水泵启动，循环水泵抽取蓄水箱中的水到表冷器，从表冷器出来后输出到喷雾加湿模组，喷雾加湿模组对预冷后的空气进行均匀喷淋，自然冷风变为高湿冷空气，为了提高自然冷风与表冷器的换热预冷效率，当蓄水箱中的水源循环使用一段时间后，就需要对其进行排污，排污水阀开启，将蓄水箱中的污水排掉。
31.这样，机房模块10内热空气与空调模块20内预冷加湿后的自然冷风在间壁式空气-空气显热交换器22内进行热量交换，交换完毕后，热空气降温，自然冷风升温，热空气降温后返回到机房模块10内，自然冷风升温后经过外循环出风口27排出到空调模块20外部。通过外部自然冷风与机房模块10内换热后，达到对机房模块10散热降温的目的。
32.由于在冬季季节，外部自然冷风温度过低，出现在间壁式空气
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空气显热交换器处结霜结冰的现象，造成间壁式空气-空气显热交换器换热功能变差，为了防止此现象出现，在本实施例中，采用热风对外部自热冷风混风升温，具体地，空调模块还包括混风装置，混风装置位于外循环进风口25和外循环风机26之间，混风装置控制外循环通道换热后的热空气与外循环通道换热前的自然冷风之间的通风与隔离，具体地，混风装置包括导风道、风
阀35以及温湿度传感器36，导风道连通外循环出风口27与外循环进风口25，风阀35位于导风道中，风阀35开启，外循环通道换热后的热空气与外循环通道换热前的自然冷风之间通风串风，自然冷风温度升高，风阀35关闭，外循环通道换热后的热空气与外循环通道换热前的自然冷风隔离，温湿度传感器36安装在导风道的接近外循环进风口的一侧，风阀35、温湿度传感器36与控制器电性连接温湿度传感器对将进入外循环通道中的间壁式空气-空气显热交换器22的自然冷风进入温度湿度检测，并将检测的结果传输至控制器，控制器根据外循环进风口25的自然冷风温湿度对喷雾加湿模组28的喷雾量、风阀35开启进行智能控制。
33.对于空调模块的运行控制如下：当冷量需求在第一设定值以下，关闭压缩机、冷凝器风机，开启内循环风机、外循环风机，利用自然冷风对机房模块进行降温散热，同时，当外部温度低于第二设定值，风阀开启，当外部温度高于第二设定值，风阀关闭；当冷量需求在第一设定值以上，开启压缩机、冷凝器风机、内循环风机、外循环风机，利用自然风冷进行一次降温，利用制冷系统冷量进行二次降温。
34.本实用新型采用吸附转轮对新风进行吸附，降低新风湿度，使得进入机房的新风湿度大大地降低，同时通过机房温度高的出风对吸附区进行脱附使得机房出风成为高湿空气经蒸发器冷凝成水，输送到表冷器中对自然进行预冷，从表冷器出来后输送到喷雾加湿模组中对自然风进行加湿降温，这样即可降低新风进入机房的湿度又无需接驳水管，在无水源的地方也可以迅速建立模块化数据中心；通过设置混风装置，使得在冬季低温时候，外循环通道中的经过冷凝器的热风能对外循环进风温度进行中和升温，防止内循环通道出现结露和结冰现象。
35.对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。