本實用新型屬于空調制冷技術領域，涉及一種蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，具體的說是涉及一種應用在數據中心無機械制冷的高效節(jié)能蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。

背景技術：

在我國西部地區(qū)，夏季室外空氣干燥，在通信機房和數據中心里，通信設備要求全年不間斷運行，故機房空調必須全年穩(wěn)定可靠運行。通常，機房中空調所占的能耗比高達35-45%以上，是機房中動力設備最大的能耗來源，而壓縮機的能耗占整個空調系統(tǒng)的70%～80%。目前數據機房大多采用機械制冷，即電制冷利用壓縮機壓縮冷媒的方式為數據中心提供冷量，隨著通信行業(yè)的高速發(fā)展，傳輸的數據量和運算次數迅速增長，設備的發(fā)熱量指數呈曲線上升，如何優(yōu)化氣流組織、提高空調效率、利用自然冷源降低機房PUE值成為關鍵。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了針對上述現有技術存在的缺陷和不足，提出一種應用在數據中心無機械制冷的高效節(jié)能蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，為解決數據中心及通信機房降溫，充分利用西部干空氣能，采用蒸發(fā)冷卻技術及自由冷換熱完成機房溫度控制要求，可替代傳統(tǒng)機械制冷系統(tǒng)，可提高機房制冷降溫的安全性能。

本實用新型的技術方案是：一種應用在數據中心無機械制冷的高效節(jié)能蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，包括機房專用末端空調、板式換熱器、風閥和排風機；其特征在于：所述蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)還由制冷水裝置、第三循環(huán)水泵、第四循環(huán)水泵和新風機組連接組成；

所述制冷水裝置由過濾凈化裝置、自由冷表冷器、第一級立管間接換熱器、布水器、循環(huán)水泵、循環(huán)水箱、第二級立管間接換熱器、濕式過濾器和制冷水填料構成；所述第一級立管間接換熱器的下方設有第一循環(huán)水箱，所述第一級立管間接換熱器的上方設有第一布水器和第一擋水板，所述第一擋水板的上方設有第一級排風機，所述第一布水器通過第一循環(huán)水泵與所述第一循環(huán)水箱相連；所述第二級立管間接換熱器與所述第一級立管間接換熱器緊鄰設置，所述第二級立管間接換熱器的下方設有第二循環(huán)水箱，所述第二級立管間接換熱器的上方設有第二布水器和第二擋水板，所述第二擋水板的上方設有第二級排風機，所述第二布水器通過第二循環(huán)水泵與所述第二循環(huán)水箱相連；所述濕式過濾器設置在第二級立管間接換熱器的右側，所述濕式過濾器的下方設有接水盤，所述接水盤通過水管與所述第二循環(huán)水箱相連，所述濕式過濾器的上方設有與所述第二級立管間接換熱器共用的第二布水器；制冷水專用填料設置在所述第二級立管間接換熱器的右側，所述制冷水專用填料下方設有第三循環(huán)水箱，所述制冷水專用填料的上方設有第三布水器和第三擋水板，所述主排風機設置在所述第三擋水板的上方；

所述新風機組依次由機組過濾裝置、機組自由冷表冷器、濕式過濾器、機組直接蒸發(fā)冷卻機芯和機組風閥組成；所述濕式過濾器的下方設有機組第一循環(huán)水箱，所述濕式過濾器的上方設有機組第一布水器，所述機組第一循環(huán)水箱通過機組第一循環(huán)水泵與所述機組第一布水器相連；所述機組直接蒸發(fā)冷卻機芯的下方設有機組第二循環(huán)水箱，所述機組直接蒸發(fā)冷卻機芯的上方設有機組第二布水器，所述機組第二循環(huán)水箱通過機組第二循環(huán)水泵與所述機組第二布水器相連；

所述機房專用末端空調、新風機組、第四循環(huán)水泵、板式換熱器、第三循環(huán)水泵、制冷水裝置、風閥以及排風機連接構成循環(huán)回路，所述板式換熱器前端設有換熱器前閥門，所述板式換熱器后端設有換熱器后閥門；所述第三循環(huán)水泵前端設有第三循環(huán)水泵前閥門，所述第三循環(huán)水泵后端設有第三循環(huán)水泵后閥門；所述第四循環(huán)水泵前端設有第四循環(huán)水泵前閥門，所述第四循環(huán)水泵后端設有第四循環(huán)水泵后閥門；所述制冷水裝置上的出水管與所述換熱器前閥門作用連接，所述制冷水裝置上的回水口與所述第三循環(huán)水泵前閥門作用連接，所述機房專用末端空調上的表冷器一端與所述第四循環(huán)水泵作用連接，所述機房專用末端空調上的表冷器另一端與所述制冷水裝置上的自由冷表冷器出水口作用連接；所述機房專用末端空調中的送風機直接作用于服務機柜。

所述制冷水裝置的數量為不少于3個。

所述第一級立管間接換熱器和第二級立管間接換熱器中的立管為圓形鋁管，立管管徑為16～25mm，立管呈梅花型布置，立管橫向間距為35mm，立管縱向間距為30mm。

所述濕式過濾器的數量為1～3級。

所述蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)中的第三循環(huán)水泵和板式換熱器為一用一備模式。

本實用新型的有益效果為：本實用新型提出的一種應用在數據中心無機械制冷的高效節(jié)能蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，裝置結構新穎，工作原理清晰，本裝置解決了數據中心及通信機房的降溫，充分利用西部干空氣能，采用蒸發(fā)冷卻技術及自由冷換熱完成機房溫度控制要求，替代了傳統(tǒng)機械制冷系統(tǒng)，提高了機房制冷降溫的安全性能。

具體優(yōu)點如下：

1)裝置采用兩級立管間接蒸發(fā)冷卻，制取的冷風溫度更低；

2)本系統(tǒng)無機械制冷無壓縮機在制冷量相同的情況下用電量少；

3)本系統(tǒng)蒸發(fā)冷卻冷水機側，采用開式循環(huán)系統(tǒng)，數據中心末端采用閉式循環(huán)系統(tǒng)，管路中的水質有保證，管路中的冷水換熱效率高，減小了末端堵塞的可能；

4)用新風機組作為極端天氣的冷量儲備，提高了系統(tǒng)的安全性能；

5)末端的閉式循環(huán)水系統(tǒng)內充注一定比例的乙二醇防止管路系統(tǒng)凍傷，提高了管路系統(tǒng)的安全性；

6)冬季或者過度季節(jié)，溫度在5℃以下完全實現自由冷來冷卻換熱，極大的提高了整個系統(tǒng)的節(jié)能率；

7)系統(tǒng)運行壓力小、安全穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本實用新型蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)結構示意圖。

圖2是本實用新型中制冷水裝置的結構示意圖。

圖3是本實用新型中新風機組的結構示意圖。

圖4是本實用新型中帶有兩個制冷水裝置的系統(tǒng)結構示意圖。

圖5是本實用新型裝置立管間接換熱器中立管分布結構示意圖。

圖6是本實用新型裝置中空氣流經立管間接換熱器內外通道示意圖。

圖中：制冷水裝置1、過濾凈化裝置1-1、自由冷表冷器1-2、第一循環(huán)水泵1-3、第一循環(huán)水箱1-4、第二循環(huán)水箱1-5、水管1-6、第二循環(huán)水泵1-7、第三循環(huán)水箱1-8、接水盤1-9、制冷水填料1-10、第三布水器1-11、第三擋水板1-12、主排風機1-13、濕式過濾器1-14、第二布水器1-15、第二擋水板1-16、第二級排風機1-17、第二級立管間接換熱器1-18、第一級排風機1-19、第一擋水板1-20、第一布水器1-21、第一級立管間接換熱器1-22、分隔板1-23、自由冷表冷器出水口1-a、自由冷表冷器回水口1-b、出水管1-c、出水管閥門1-c1、回水口1-d、回水口閥門1-d1、第三循環(huán)水泵2、第三循環(huán)水泵前閥門2-1、第三循環(huán)水泵后閥門2-2、板式換熱器3、換熱器前閥門3-1、換熱器后閥門3-2、第四循環(huán)水泵4、第四循環(huán)水泵前閥門4-1、第四循環(huán)水泵后閥門4-2、閥門5、閥門6、閥門7、閥門8、閥門9、閥門10、新風機組11、機組過濾裝置11-1、機組自由冷表冷器11-2、機組第一循環(huán)水泵11-3、機組第一循環(huán)水箱11-4、濕式過濾器11-5、機組第二循環(huán)水箱11-6、機組第二循環(huán)水泵11-7、直接蒸發(fā)冷卻機芯11-8、機組第二布水器11-9、機組第一布水器11-10、表冷器回水口11-a、表冷器進水口11-b、機組風閥11-c、機房專用末端空調12、送風機12-a、表冷器12-b、空調風扇12-c、服務機柜13、風閥14、排風機15。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1-6所示，一種應用在數據中心無機械制冷的高效節(jié)能蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，包括機房專用末端空調12、板式換熱器3、風閥14和排風機15；蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)還由制冷水裝置1、第三循環(huán)水泵2、第四循環(huán)水泵4和新風機組11連接組成；

制冷水裝置1由過濾凈化裝置1-1、自由冷表冷器1-2、第一級立管間接換熱器1-22、布水器、循環(huán)水泵、循環(huán)水箱、第二級立管間接換熱器1-18和濕式過濾器1-14構成；第一級立管間接換熱器1-22的下方設有第一循環(huán)水箱1-4，第一級立管間接換熱器1-22的上方設有第一布水器1-21和第一擋水板1-20，第一擋水板1-20的上方設有第一級排風機1-19，第一布水器1-21通過第一循環(huán)水泵1-3與第一循環(huán)水箱1-4相連；第二級立管間接換熱器1-18與第一級立管間接換熱器1-22緊鄰設置，第二級立管間接換熱器1-18的下方設有第二循環(huán)水箱1-5，第二級立管間接換熱器1-18的上方設有第二布水器1-15和第二擋水板1-16，第二擋水板1-16的上方設有第二級排風機1-17，第二布水器1-15通過第二循環(huán)水泵1-7與第二循環(huán)水箱1-5相連；濕式過濾器1-14設置在第二級立管間接換熱器1-18的右側，濕式過濾器1-14的下方設有接水盤1-9，接水盤1-9通過水管1-6與第二循環(huán)水箱1-5相連，濕式過濾器1-14的上方設有與第二級立管間接換熱器1-18共用的第二布水器1-15；制冷水專用填料1-10設置在濕式過濾器1-14的右側，制冷水專用填料1-10下方設有第三循環(huán)水箱1-8，制冷水專用填料1-10的上方設有第三布水器1-11和第三擋水板1-12，主排風機1-13設置在第三擋水板1-12的上方；

新風機組11依次由機組過濾裝置11-1、機組自由冷表冷器11-2、濕式過濾器11-5、機組直接蒸發(fā)冷卻機芯11-8和機組風閥11-c組成；濕式過濾器11-5的下方設有機組第一循環(huán)水箱11-4，濕式過濾器11-5的上方設有機組第一布水器11-10，機組第一循環(huán)水箱11-4通過機組第一循環(huán)水泵11-3與機組第一布水器11-10相連；機組直接蒸發(fā)冷卻機芯11-8的下方設有機組第二循環(huán)水箱11-6，機組直接蒸發(fā)冷卻機芯11-8的上方設有機組第二布水器11-9，機組第二循環(huán)水箱11-6通過機組第二循環(huán)水泵11-7與機組第二布水器11-9相連；

機房專用末端空調12、新風機組11、第四循環(huán)水泵4、板式換熱器3、第三循環(huán)水泵2、制冷水裝置1、風閥14以及排風機15連接構成循環(huán)回路，板式換熱器3前端設有換熱器前閥門3-1，板式換熱器后端設有換熱器后閥門3-2；第三循環(huán)水泵2前端設有第三循環(huán)水泵前閥門2-1，第三循環(huán)水泵2后端設有第三循環(huán)水泵后閥門2-2；第四循環(huán)水泵4前端設有第四循環(huán)水泵前閥門4-1，第四循環(huán)水泵4后端設有第四循環(huán)水泵后閥門4-2；制冷水裝置1上的出水管1-c與換熱器前閥門3-1作用連接，制冷水裝置1上的回水口1-d與第三循環(huán)水泵前閥門2-1作用連接，機房專用末端空調12上的表冷器12-b一端與第四循環(huán)水泵4作用連接，機房專用末端空調12上的表冷器12-b另一端與制冷水裝置1上的自由冷表冷器出水口1-a作用連接；機房專用末端空調12中的送風機12-a直接作用于服務機柜13。

如圖1-6所示，一種應用在數據中心無機械制冷的高效節(jié)能蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，所述制冷水裝置1的數量不少于3個；第一級立管間接換熱器1-22和第二級立管間接換熱器1-18中的立管為圓形鋁管，立管管徑為16～25mm，立管呈梅花型布置，立管橫向間距為35mm，立管縱向間距為30mm；濕式過濾器11-5的數量為1～3級；蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)中的第三循環(huán)水泵2和板式換熱器3為一用一備模式。

如圖1-6所示，一種應用在數據中心無機械制冷的高效節(jié)能蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的工作原理如下：制冷水裝置1制取冷水通過回水口1-d進入第三循環(huán)水泵2；冷水通過管道進入板式換熱器3的一側進行熱交換；熱交換后的熱水再通過出水管1-c流回制冷水裝置1，實現循環(huán)往復運行；從機房專用末端空調12中表冷器12-b的回水口流回的熱水通過第四循環(huán)水泵4進入板式換熱器3的另一側實現換熱；換熱后產生的冷水通過表冷器12-b的進水口供給機房專用末端空調12中的表冷器12-b，實現循環(huán)往復運行；通過自由冷表冷器換熱后的冷水通過自由冷表冷器出水口1-a，進入表冷器12-b的進水口流入機房專用末端空調12進行換熱；換熱后的熱水通過表冷器12-b的回水口進入第四循環(huán)水泵4，通過自由冷表冷器回水口1-b流回制冷水裝置1中的自由冷表冷器1-2，實現循環(huán)往復運行；在機房專用末端空調12不能滿足機房冷量需求的情況下，開啟新風機組11中風閥11-c，并關閉機房專用末端空調12中的風閥12-c，同時開啟風閥14及排風機15，實現機房降溫；開啟新風機組11中風閥11-c的同時，關閉閥門7、9，開啟閥門8、10，使系統(tǒng)冷水進入新風機組11中的表冷器12-b進行循環(huán)，經過處理后室外空氣進入表冷器12-b進行預冷，再進入新風機組11的其他功能段進行處理，最后送入機房。