一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：冷凍水接口、冷媒循環(huán)機(jī)組、自然冷卻換熱器、冷卻塔以及冷卻水切換裝置。冷媒循環(huán)機(jī)組利用冷媒對冷凍水進(jìn)行制冷。自然冷卻換熱器利用冷卻水對冷凍水進(jìn)行制冷。冷卻水切換裝置連接于冷卻塔與冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器之間，配置成將冷卻水供向冷媒循環(huán)機(jī)組或者自然冷卻換熱器中的一個。本實(shí)用新型的冷凍站系統(tǒng)增設(shè)自然冷卻換熱器，既可以利用冷媒循環(huán)機(jī)組對冷凍水進(jìn)行冷卻，也可以利用自然冷卻換熱器對冷凍水進(jìn)行自然冷卻。并且冷卻方式可以通過冷卻水切換裝置進(jìn)行選擇切換，使得冷凍站系統(tǒng)在特定的情況下，可以選擇對冷凍水進(jìn)行自然冷卻，降低了制冷能耗。
【專利說明】
一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及制冷領(lǐng)域，特別涉及一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的迅速增長、服務(wù)器數(shù)量的增加，機(jī)房的面積及規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)中心的能耗成本也迅速增加。在數(shù)據(jù)機(jī)房運(yùn)行的過程中，需要持續(xù)對機(jī)房的設(shè)備進(jìn)行降溫，以大幅度降低運(yùn)行能耗。因此，如何持續(xù)制取數(shù)據(jù)機(jī)房空調(diào)所需的低溫冷卻介質(zhì)一一冷凍水，成為現(xiàn)階段面臨的一個重要問題。
[0003 ]現(xiàn)有的冷凍水制取裝置大多為水冷模式的集成冷凍站，主要應(yīng)用冷媒循環(huán)機(jī)組對冷凍水進(jìn)行持續(xù)循環(huán)冷卻。然而，不間斷地使用冷媒循環(huán)機(jī)組對冷凍水進(jìn)行冷卻會產(chǎn)生大量的能耗，浪費(fèi)能源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于上述問題，提出了本實(shí)用新型以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型一個進(jìn)一步的目的是要降低制備冷凍水所需能耗。
[0006]本實(shí)用新型的另一個進(jìn)一步目的是為了便于冷凍站的使用。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，本實(shí)用新型提供了一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，包括:冷凍水接口，連接外部水冷設(shè)備，配置成向外供應(yīng)冷凍水;冷媒循環(huán)機(jī)組，配置成利用在其內(nèi)部循環(huán)的冷媒對冷凍水進(jìn)行制冷；自然冷卻換熱器，配置成利用冷卻水對冷凍水進(jìn)行制冷;冷卻塔，與冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器分別連接，并配置成向冷媒循環(huán)機(jī)組或自然冷卻換熱器供應(yīng)冷卻水，以冷卻冷媒循環(huán)機(jī)組中的冷媒或者直接對冷凍水進(jìn)行冷卻;冷卻水切換裝置，連接于冷卻塔與冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器之間，配置成將冷卻水供向冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器中的一個，以使冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器中的一個啟動。
[0008]可選地，冷卻水切換裝置包括:第一冷卻管道，連接冷卻塔與冷媒循環(huán)機(jī)組;第二冷卻管道，連接冷卻塔與自然冷卻換熱器；以及冷卻管道閥門組件，包括多個閥門，分別設(shè)置于第一冷卻管道以及第二冷卻管道中，以調(diào)整第一冷卻管道以及第二冷卻管道的通斷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對冷媒循環(huán)機(jī)組或者自然冷卻換熱器切換。
[0009]可選地，上述集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)還包括:冷凍水切換裝置，連接于冷凍水接口與冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器之間，配置成使用冷媒循環(huán)機(jī)組與自然冷卻換熱器中啟動的一個向冷凍水接口供應(yīng)冷凍水。
[0010]可選地，冷凍水切換裝置包括:第一冷凍管道，連接冷凍水接口與冷媒循環(huán)機(jī)組；第二冷凍管道，連接冷凍水接口與自然冷卻換熱器；以及冷凍管道閥門組件，包括多個閥門，分別設(shè)置于第一冷凍管道以及第二冷凍管道中，以調(diào)整第一冷凍管道以及第二冷凍管道的通斷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)使用自然冷卻換熱器與冷媒循環(huán)機(jī)組中啟動的一個向冷凍水接口供應(yīng)冷凍水。
[0011 ]可選地，上述集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)還包括:溫度傳感器，設(shè)置于冷卻塔的表面，配置成檢測冷卻塔所在環(huán)境溫度;并且冷卻管道閥門組件與溫度傳感器電相連，并配置成，在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，開啟第一冷卻管道，關(guān)閉第二冷卻管道，以使得冷卻塔供應(yīng)向冷媒循環(huán)機(jī)組供應(yīng)冷卻水;在環(huán)境溫度低于或等于預(yù)設(shè)溫度時，關(guān)閉第一冷卻管道，開啟第二冷卻管道，以使得冷卻塔向自然冷卻換熱器供應(yīng)冷卻水;冷凍管道閥門組件與溫度傳感器電相連，并配置成，在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，開啟第一冷凍管道，關(guān)閉第二冷凍管道，以使得冷媒循環(huán)機(jī)組啟動，向冷凍水接口供應(yīng)冷凍水;在環(huán)境溫度低于或等于預(yù)設(shè)溫度時，關(guān)閉第一冷凍管道，開啟第二冷凍管道，以使得自然冷卻換熱器啟動，向冷凍水接口供應(yīng)冷凍水。
[0012]可選地，上述集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)還包括:水處理裝置，設(shè)置于冷卻塔內(nèi)，配置成對流進(jìn)冷卻塔內(nèi)的冷卻水進(jìn)行水質(zhì)處理；以及加熱器，設(shè)置于冷卻塔內(nèi)并與溫度傳感器電相連，配置成在環(huán)境溫度低于冰點(diǎn)時啟動，以防止冷卻水凍結(jié)。
[0013]可選地，冷媒循環(huán)機(jī)組包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器以及冷凝器，并且
[0014]壓縮機(jī)為磁懸浮壓縮機(jī)，與溫度傳感器電相連，并配置成，在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時開啟，在環(huán)境溫度低于或等于預(yù)設(shè)溫度時關(guān)閉。
[0015]可選地，自然冷卻換熱器為板式換熱器。
[0016]可選地，上述集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)還包括:冷凍水栗，設(shè)置于第一冷凍管道以及第二冷凍管道的公共段上，配置成控制冷凍水循環(huán)流動，冷凍水栗包括冷凍水栗本體、冷凍水栗變頻器以及冷凍水栗底座，冷凍水栗本體通過螺栓與冷凍水栗底座連接，冷凍水栗變頻器配置成控制冷凍水循環(huán)流動的流速；以及冷卻水栗，設(shè)置于第一冷卻管道以及第二冷卻管道的公共段上，配置成控制冷卻水循環(huán)流動，冷卻水栗包括冷卻水栗本體、冷卻水栗變頻器以及冷卻水栗底座，冷卻水栗本體通過螺栓與冷卻水栗底座連接，冷卻水栗變頻器配置成控制冷卻水循環(huán)流動的流速。
[0017]可選地，上述集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)還包括:箱體，用于容納冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器，冷凍水接口設(shè)置在箱體上，并且底部的箱體還設(shè)置有兩個彈簧減震部件，兩個彈簧減震部件通過螺栓分別與冷凍水栗底座以及冷卻水栗底座相連。
[0018]本實(shí)用新型提供了一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，該集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)包括:冷凍水接口、冷媒循環(huán)機(jī)組、自然冷卻換熱器、冷卻塔以及冷卻水切換裝置。冷凍水接口連接外部水冷設(shè)備，配置成向外供應(yīng)冷凍水。冷媒循環(huán)機(jī)組配置成利用在其內(nèi)部循環(huán)的冷媒對冷凍水進(jìn)行制冷。自然冷卻換熱器配置成利用冷卻水對冷凍水進(jìn)行制冷。冷卻水切換裝置連接于冷卻塔與冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器之間，配置成將冷卻水供向冷媒循環(huán)機(jī)組或者自然冷卻換熱器中的一個，以使冷媒循環(huán)機(jī)組以及自然冷卻換熱器中的一個啟動。本實(shí)用新型的冷凍站系統(tǒng)增設(shè)自然冷卻換熱器，既可以利用冷媒循環(huán)機(jī)組對冷凍水進(jìn)行冷卻，也可以利用自然冷卻換熱器對冷凍水進(jìn)行自然冷卻。并且冷卻方式可以通過冷卻水切換裝置進(jìn)行選擇切換，使得冷凍站系統(tǒng)在特定的情況下，可以選擇對冷凍水進(jìn)行自然冷卻，無需開啟冷媒循環(huán)機(jī)組，降低了能耗。
[0019]進(jìn)一步地，冷卻水切換裝置包括:第一冷卻管道、第二冷卻管道以及冷卻管道閥門組件。第一冷卻管道連接冷卻塔與冷媒循環(huán)機(jī)組。第二冷卻管道連接冷卻塔與自然冷卻換熱器。冷卻管道閥門組件包括多個閥門，分別設(shè)置于第一冷卻管道以及第二冷卻管道中。將設(shè)置于第一冷卻管道的閥門打開，設(shè)置于第二冷卻管道的閥門關(guān)閉，冷卻水即會在冷卻塔和冷媒循環(huán)機(jī)組間循環(huán)，冷凍水使用冷媒循環(huán)機(jī)組進(jìn)行冷卻;反之，將設(shè)置于第一冷卻管道的閥門關(guān)閉，設(shè)置于第二冷卻管道的閥門打開，冷卻水會在冷卻塔和自然冷卻換熱器間循環(huán)，冷凍水直接和冷卻水熱交換，以實(shí)現(xiàn)自然冷卻。冷卻切換過程只需開啟或關(guān)閉相應(yīng)閥門組件，無需改變冷凍站系統(tǒng)內(nèi)部管道，操作簡單方便。
[0020]根據(jù)下文結(jié)合附圖對本實(shí)用新型具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本實(shí)用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。
【附圖說明】
[0021]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)的示意圖；
[0023]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)施例首先提供了一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)的示意圖，該集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)包括:冷凍水接口 10、冷媒循環(huán)機(jī)組20、自然冷卻換熱器30、冷卻塔40以及冷卻水切換裝置50。該冷凍站系統(tǒng)可以持續(xù)將使用后的高溫冷凍水引入并進(jìn)行冷卻，然后再排出以供外部水冷設(shè)備使用，冷卻介質(zhì)為在冷凍站系統(tǒng)內(nèi)部持續(xù)循環(huán)的冷卻水。
[0025]冷凍水接口10連接外部水冷設(shè)備，配置成向外供應(yīng)冷凍水。冷媒循環(huán)機(jī)組20配置成利用在其內(nèi)部循環(huán)的冷媒對冷凍水進(jìn)行制冷。自然冷卻換熱器30，配置成利用冷卻水對冷凍水進(jìn)行制冷。冷卻塔40與冷媒循環(huán)機(jī)組20以及自然冷卻換熱器30分別連接，并配置成向冷媒循環(huán)機(jī)組20或自然冷卻換熱器30供應(yīng)冷卻水，以冷卻冷媒循環(huán)機(jī)組20中的冷媒或者直接對冷凍水進(jìn)行冷卻。冷卻水切換裝置50連接于冷卻塔40與冷媒循環(huán)機(jī)組20以及自然冷卻換熱器30之間，配置成將冷卻水供向冷媒循環(huán)機(jī)組20以及自然冷卻換熱器30中的一個，以使冷媒循環(huán)機(jī)組20以及自然冷卻換熱器30中的一個啟動。
[0026]冷凍水接口 10連接外部水冷設(shè)備，包括冷凍水進(jìn)口和冷凍水出口，冷凍水進(jìn)口將與水冷設(shè)備換熱后的高溫冷凍水導(dǎo)入冷凍站系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，冷凍水出口將冷卻后的低溫冷凍水導(dǎo)出，以供外部水冷設(shè)備使用。
[0027]冷媒循環(huán)機(jī)組20內(nèi)部設(shè)置有兩根獨(dú)立的管道，分別供冷凍水和冷卻水流入并分別與冷媒進(jìn)行熱交換，高溫冷凍水與冷媒熱交換后，將熱量傳遞給冷媒，冷媒再將熱量傳遞給冷卻水，以完成整個冷媒循環(huán)過程。自然冷卻換熱器30內(nèi)部設(shè)置有兩根獨(dú)立的管道，以供冷凍水和冷卻水直接進(jìn)行熱交換，高溫的冷凍水將熱量傳遞給低溫冷卻水。
[0028]冷卻塔40用于將熱傳遞后的冷卻水再次冷卻，具體地，將冷卻水與外界空氣接觸，以將熱量傳遞給外界空氣。在本實(shí)施例中，冷卻塔40為開式冷卻塔40，通過將冷卻水以噴霧的方式，噴淋到玻璃纖維的填料上，通過水與空氣的接觸，達(dá)到換熱，再由風(fēng)機(jī)帶動塔內(nèi)氣流循環(huán)，將與水換熱后的熱氣流帶出，從而達(dá)到冷卻。
[0029]冷卻水在冷卻塔40冷卻后，可以選擇導(dǎo)入冷媒循環(huán)機(jī)組20或者自然冷卻換熱器30中的其中一個，并通過冷卻水切換裝置50進(jìn)行選擇切換。
[0030]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)的示意圖。本實(shí)施例的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)的冷卻水切換裝置50包括:第一冷卻管道51、第二冷卻管道52以及冷卻管道閥門組件。
[0031]第一冷卻管道51連接冷卻塔40與冷媒循環(huán)機(jī)組20。第二冷卻管道52連接冷卻塔40與自然冷卻換熱器30。冷卻管道閥門組件包括多個閥門，分別設(shè)置于第一冷卻管道51以及第二冷卻管道52中，以調(diào)整第一冷卻管道51以及第二冷卻管道52的通斷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對冷媒循環(huán)機(jī)組20或者自然冷卻換熱器30切換。
[0032]在本實(shí)施例中，第一冷卻管道51包括冷卻水由冷卻塔40流向冷媒循環(huán)機(jī)組20的進(jìn)水管道以及由冷媒循環(huán)機(jī)組20流向冷卻塔40的回水管道，兩根管道共同組成了冷卻水在冷媒循環(huán)機(jī)組20和冷卻塔40之間循環(huán)流動的第一冷卻管道51。第二冷卻管道52包括冷卻水由冷卻塔40流向自然冷卻換熱器30的進(jìn)水管道以及由自然冷卻換熱器30流向冷卻塔40的回水管道，兩根管道共同組成了冷卻水在自然冷卻換熱器30和冷卻塔40之間循環(huán)流動的第二冷卻管道52。冷卻管道閥門組件包括允許第一冷卻管道51開閉的第一冷卻閥門531以及允許第二冷卻管道52開閉的第二冷卻閥門532 ο第一冷卻閥門531以及第二冷卻閥門532均配置為兩個，分別設(shè)置在第一冷卻管道51和第二冷卻管道52各自的進(jìn)水管道和回水管道上。在第一冷卻閥門531打開而第二冷卻閥門532關(guān)閉時，冷卻水只能在冷卻塔40和冷媒循環(huán)機(jī)組20之間循環(huán)流動；在第二冷卻閥門532打開而第一冷卻閥門531關(guān)閉時，冷卻水只能在冷卻塔40和自然冷卻換熱器30之間循環(huán)流動。
[0033]在一些可替代的實(shí)施例中，上述第一冷卻閥門531和第二冷卻閥門532可以分別配置為一個，第一冷卻閥門531安裝在第一冷卻管道51的進(jìn)水管道或回水管道上，以對第一冷卻管道51進(jìn)行開閉控制。第二冷卻閥門532安裝在第二冷卻管道52的進(jìn)水管道或回水管道上，以對第二冷卻管道52進(jìn)行開閉控制。
[0034]上述集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)還包括冷凍水切換裝置60，連接于冷凍水接口 10與冷媒循環(huán)機(jī)組20以及自然冷卻換熱器30之間，配置成使用冷媒循環(huán)機(jī)組20與自然冷卻換熱器30中啟動的一個向冷凍水接口 1供應(yīng)冷凍水。
[0035]上述冷凍水切換裝置60包括:第一冷凍管道61、第二冷凍管道62以及冷凍管道閥門組件。
[0036]第一冷凍管道61連接冷凍水接口 10與冷媒循環(huán)機(jī)組20。第二冷凍管道62，連接冷凍水接口 10與自然冷卻換熱器30。冷凍管道閥門組件包括多個閥門，分別設(shè)置于第一冷凍管道61以及第二冷凍管道62中，以調(diào)整第一冷凍管道61以及第二冷凍管道62的通斷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)使用自然冷卻換熱器30與冷媒循環(huán)機(jī)組20中啟動的一個向冷凍水接口 1供應(yīng)冷凍水。
[0037]在本實(shí)施例中，第一冷凍管道61包括冷凍水由冷凍水接口 10流向冷媒循環(huán)機(jī)組20的進(jìn)水管道以及由冷媒循環(huán)機(jī)組20流向冷凍水接口 10的回水管道，兩根管道共同組成了冷凍水在冷媒循環(huán)機(jī)組20和冷凍水接口 10之間往復(fù)流動的第一冷凍管道61。第二冷凍管道62包括冷凍水由冷凍水接口 10流向自然冷卻換熱器30的進(jìn)水管道以及由自然冷卻換熱器30流向冷凍水接口 10的回水管道，兩根管道共同組成了冷凍水在自然冷卻換熱器30和冷凍水接口 10之間往復(fù)流動的第二冷凍管道62。冷凍管道閥門組件包括允許第一冷凍管道61開閉的第一冷凍閥門631以及允許第二冷凍管道62開閉的第二冷凍閥門632。第一冷凍閥門631以及第二冷凍閥門632均配置為兩個，分別設(shè)置在第一冷凍管道61和第二冷凍管道62各自的進(jìn)水管道和回水管道上。在第一冷凍閥門631打開而第二冷凍閥門632關(guān)閉時，冷凍水只能在冷凍水接口 10和冷媒循環(huán)機(jī)組20之間往復(fù)流動；在第二冷凍閥門632打開而第一冷凍閥門631關(guān)閉時，冷凍水只能在冷凍水接口 1和自然冷卻換熱器30之間往復(fù)流動。
[0038]在一些可替代的實(shí)施例中，上述第一冷凍閥門631和第二冷凍閥門632可以分別配置為一個，第一冷凍閥門631安裝在第一冷凍管道61的進(jìn)水管道或回水管道上，以對第一冷凍管道61進(jìn)行開閉控制。第二冷凍閥門632安裝在第二冷凍管道62的進(jìn)水管道或回水管道上，以對第二冷凍管道62進(jìn)行開閉控制。
[0039]上述集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)還包括溫度傳感器70，設(shè)置于冷卻塔40的表面，配置成檢測冷卻塔所在環(huán)境溫度;并且冷卻管道閥門組件與溫度傳感器70電相連，并配置成，在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，開啟第一冷卻管道51，關(guān)閉第二冷卻管道52，以使得冷卻塔40向冷媒循環(huán)機(jī)組20供應(yīng)冷卻水;在環(huán)境溫度低于或等于預(yù)設(shè)溫度時，關(guān)閉第一冷卻管道51，開啟第二冷卻管道52，以使得冷卻塔40向自然冷卻換熱器30供應(yīng)冷卻水;冷凍管道閥門組件與溫度傳感器70電相連，并配置成，在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，開啟第一冷凍管道61，關(guān)閉第二冷凍管道62，以使得冷媒循環(huán)機(jī)組20啟動，向冷凍水接口 1供應(yīng)冷凍水；在環(huán)境溫度低于或等于預(yù)設(shè)溫度時，關(guān)閉第一冷凍管道61，開啟第二冷凍管道62，以使得自然冷卻換熱器30啟動，向冷凍水接口 10供應(yīng)冷凍水。
[0040]上述預(yù)設(shè)溫度低于冷凍站系統(tǒng)設(shè)定的冷凍水出水溫度，在本實(shí)施例中優(yōu)選為低于設(shè)定的冷凍水出水溫度10°C，例如，若設(shè)定冷凍水的出水溫度為10°C，則預(yù)設(shè)溫度優(yōu)選為O°C。在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，第一冷卻閥門531和第一冷凍閥門631開啟，第二冷卻閥門532和第二冷凍閥門632關(guān)閉，冷卻水在冷卻塔40和冷媒循環(huán)機(jī)組20之間流動，冷凍水在冷凍水接口 10和冷媒循環(huán)機(jī)組20之間流動，并且冷卻水和冷凍水在冷媒循環(huán)機(jī)組20中通過冷媒進(jìn)行熱交換。在環(huán)境溫度低于或等于預(yù)設(shè)溫度時，第一冷卻閥門531和第一冷凍閥門631關(guān)閉，第二冷卻閥門532和第二冷凍閥門632開啟，冷卻水在冷卻塔40和自然冷卻換熱器30之間流動，冷凍水在冷凍水接口 10和自然冷卻換熱器30之間流動，并且冷卻水和冷凍水在自然冷卻換熱器30中直接進(jìn)行熱交換。
[0041]本實(shí)施例中的冷凍站系統(tǒng)還包括:水處理裝置(圖中未示出)以及加熱器(圖中未示出)。水處理裝置設(shè)置于冷卻塔40內(nèi)，配置成對流進(jìn)冷卻塔40內(nèi)的冷卻水進(jìn)行水質(zhì)處理，以防止冷卻水中的雜質(zhì)影響冷卻水的冷卻效果。加熱器，設(shè)置于冷卻塔40內(nèi)并與溫度傳感器70電相連，配置成在環(huán)境溫度低于冰點(diǎn)時啟動，以防止冷卻水凍結(jié)。
[0042]上述冷媒循環(huán)機(jī)組20包括壓縮機(jī)22、蒸發(fā)器23以及冷凝器21，并且壓縮機(jī)22為磁懸浮壓縮機(jī)，與溫度傳感器70電相連，并配置成，在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時開啟，在環(huán)境溫度低于或等于預(yù)設(shè)溫度時關(guān)閉。
[0043]上述壓縮機(jī)22采用磁懸浮壓縮機(jī)，使用無油磁懸浮軸承，無機(jī)械摩擦且震動小。磁懸浮壓縮機(jī)22在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時開啟，以實(shí)現(xiàn)冷卻水和冷凍水在冷媒循環(huán)機(jī)組20中通過冷媒進(jìn)行熱交換;在環(huán)境溫度低于或等于預(yù)設(shè)溫度時關(guān)閉，以節(jié)省能耗。
[0044]自然冷卻換熱器30為板式換熱器。其內(nèi)部設(shè)置有相互獨(dú)立的兩根管道，其中一條供冷凍水流入，另外一條供冷卻水流入，冷凍水和冷卻水在自然冷卻換熱器30內(nèi)部進(jìn)行熱交換，冷凍水將熱量傳遞給冷卻水，以實(shí)現(xiàn)冷凍水的冷卻。板式熱交換器由一系列平行等間距設(shè)置的矩形波紋金屬板組成，相鄰兩片金屬板形成有容納流體的空間。每片金屬板的四個拐角處均設(shè)置有圓孔，供傳熱的兩種流體通過。波紋金屬板安裝在一個側(cè)面有固定板和活動壓緊板的框架內(nèi)，并用夾緊螺栓夾緊。金屬板片的圓孔周緣安裝有密封墊片，用于將流體通道密封以形成相互交錯的兩條流體通道。引導(dǎo)兩種流體分別流入兩條流體通道內(nèi)，通過之間間隔的金屬板進(jìn)行熱交換。
[0045]本實(shí)施例的冷凍站系統(tǒng)還包括冷凍水栗81和冷卻水栗82。
[0046]冷凍水栗81，設(shè)置于第一冷凍管道61以及第二冷凍管道62的公共段上，配置成控制冷凍水循環(huán)流動，冷凍水栗81包括冷凍水栗本體、冷凍水栗變頻器以及冷凍水栗底座，冷凍水栗本體通過螺栓與冷凍水栗底座連接，冷凍水栗變頻器配置成控制冷凍水循環(huán)流動的流速。冷卻水栗82設(shè)置于第一冷卻管道51以及第二冷卻管道52的公共段上，配置成控制冷卻水循環(huán)流動，冷卻水栗82包括冷卻水栗本體、冷卻水栗變頻器以及冷卻水栗底座，冷卻水栗本體通過螺栓與冷卻水栗底座連接，冷卻水栗變頻器配置成控制冷卻水循環(huán)流動的流速。
[0047]本實(shí)施例的冷凍站系統(tǒng)還包括箱體90，箱體90用于容納冷媒循環(huán)機(jī)組20以及自然冷卻換熱器30，冷凍水接口 10設(shè)置在箱體90上便于冷凍水的導(dǎo)入和導(dǎo)出，并且底部的箱體90還設(shè)置有兩個彈簧減震部件，兩個彈簧減震部件通過螺栓分別與冷凍水栗底座以及冷卻水栗底座相連，以減小水栗工作時的振動。箱體90上還設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口分別與冷卻塔40相連接，以允許冷卻水進(jìn)入冷卻塔40冷卻以及排出。
[0048]本實(shí)用新型提供了一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，該集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)包括:冷凍水接口 10、冷媒循環(huán)機(jī)組20、自然冷卻換熱器30、冷卻塔40以及冷卻水切換裝置50。冷凍水接口 10連接外部水冷設(shè)備，配置成向外供應(yīng)冷凍水。冷媒循環(huán)機(jī)組20配置成利用在其內(nèi)部循環(huán)的冷媒對冷凍水進(jìn)行制冷。自然冷卻換熱器30配置成利用冷卻水對冷凍水進(jìn)行制冷。冷卻水切換裝置50連接于冷卻塔40與冷媒循環(huán)機(jī)組20以及自然冷卻換熱器30之間，配置成將冷卻水供向冷媒循環(huán)機(jī)組20或者自然冷卻換熱器30中的一個，以使冷媒循環(huán)機(jī)組20或者自然冷卻換熱器30中的一個啟動。本實(shí)用新型的冷凍站系統(tǒng)增設(shè)自然冷卻換熱器30，既可以利用冷媒循環(huán)機(jī)組20對冷凍水進(jìn)行冷卻，也可以利用自然冷卻換熱器30對冷凍水進(jìn)行自然冷卻。并且冷卻方式可以通過冷卻水切換裝置50進(jìn)行選擇切換，使得冷凍站系統(tǒng)在特定的情況下，可以選擇對冷凍水進(jìn)行自然冷卻，無需開啟冷媒循環(huán)機(jī)組20，降低了能耗。
[0049]進(jìn)一步地，冷卻水切換裝置50包括:第一冷卻管道51、第二冷卻管道52以及冷卻管道閥門組件。第一冷卻管道51連接冷卻塔40與冷媒循環(huán)機(jī)組20。第二冷卻管道52連接冷卻塔40與自然冷卻換熱器30。冷卻管道閥門組件包括多個閥門，分別設(shè)置于第一冷卻管道51以及第二冷卻管道52中。將設(shè)置于第一冷卻管道51的閥門打開，設(shè)置于第二冷卻管道52的閥門關(guān)閉，冷卻水即會在冷卻塔40和冷媒循環(huán)機(jī)組20間循環(huán)，此時，冷凍水使用冷媒循環(huán)機(jī)組20進(jìn)行冷卻;反之，將設(shè)置于第一冷卻管道51的閥門關(guān)閉，設(shè)置于第二冷卻管道52的閥門打開，冷卻水會在冷卻塔40和自然冷卻換熱器30間循環(huán)，冷凍水直接和冷卻水熱交換，以實(shí)現(xiàn)自然冷卻。冷卻方式切換過程只需開啟或關(guān)閉相應(yīng)閥門組件，無需改變冷凍站系統(tǒng)內(nèi)部管道，操作簡單方便。
[0050]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實(shí)用新型的多個示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實(shí)用新型公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實(shí)用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于包括: 冷凍水接口，連接外部水冷設(shè)備，配置成向外供應(yīng)冷凍水； 冷媒循環(huán)機(jī)組，配置成利用在其內(nèi)部循環(huán)的冷媒對冷凍水進(jìn)行制冷； 自然冷卻換熱器，配置成利用冷卻水對所述冷凍水進(jìn)行制冷； 冷卻塔，與所述冷媒循環(huán)機(jī)組以及所述自然冷卻換熱器分別連接，并配置成向所述冷媒循環(huán)機(jī)組或所述自然冷卻換熱器供應(yīng)所述冷卻水，以冷卻所述冷媒循環(huán)機(jī)組中的冷媒或者直接對所述冷凍水進(jìn)行冷卻； 冷卻水切換裝置，連接于所述冷卻塔與所述冷媒循環(huán)機(jī)組以及所述自然冷卻換熱器之間，配置成將所述冷卻水供向所述冷媒循環(huán)機(jī)組以及所述自然冷卻換熱器中的一個，以使所述冷媒循環(huán)機(jī)組以及所述自然冷卻換熱器中的一個啟動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻水切換裝置包括: 第一冷卻管道，連接所述冷卻塔與所述冷媒循環(huán)機(jī)組； 第二冷卻管道，連接所述冷卻塔與所述自然冷卻換熱器；以及 冷卻管道閥門組件，包括多個閥門，分別設(shè)置于所述第一冷卻管道以及所述第二冷卻管道中，以調(diào)整第一冷卻管道以及第二冷卻管道的通斷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對所述冷媒循環(huán)機(jī)組或者所述自然冷卻換熱器切換。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于還包括: 冷凍水切換裝置，連接于所述冷凍水接口與所述冷媒循環(huán)機(jī)組以及所述自然冷卻換熱器之間，配置成使用所述冷媒循環(huán)機(jī)組與所述自然冷卻換熱器中啟動的一個向所述冷凍水接口供應(yīng)所述冷凍水。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍水切換裝置包括: 第一冷凍管道，連接所述冷凍水接口與所述冷媒循環(huán)機(jī)組； 第二冷凍管道，連接所述冷凍水接口與所述自然冷卻換熱器；以及冷凍管道閥門組件，包括多個閥門，分別設(shè)置于所述第一冷凍管道以及所述第二冷凍管道中，以調(diào)整第一冷凍管道以及第二冷凍管道的通斷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)使用所述自然冷卻換熱器與所述冷媒循環(huán)機(jī)組中啟動的一個向所述冷凍水接口供應(yīng)所述冷凍水。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于還包括: 溫度傳感器，設(shè)置于所述冷卻塔的表面，配置成檢測所述冷卻塔所在環(huán)境溫度;并且 所述冷卻管道閥門組件與所述溫度傳感器電相連，并配置成，在所述環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，開啟所述第一冷卻管道，關(guān)閉所述第二冷卻管道，以使得所述冷卻塔供應(yīng)向所述冷媒循環(huán)機(jī)組供應(yīng)所述冷卻水;在所述環(huán)境溫度低于或等于所述預(yù)設(shè)溫度時，關(guān)閉所述第一冷卻管道，開啟所述第二冷卻管道，以使得所述冷卻塔向所述自然冷卻換熱器供應(yīng)所述冷卻水； 所述冷凍管道閥門組件與所述溫度傳感器電相連，并配置成，在所述環(huán)境溫度高于所述預(yù)設(shè)溫度時，開啟所述第一冷凍管道，關(guān)閉所述第二冷凍管道，以使得所述冷媒循環(huán)機(jī)組啟動，向所述冷凍水接口供應(yīng)所述冷凍水;在所述環(huán)境溫度低于或等于所述預(yù)設(shè)溫度時，關(guān)閉所述第一冷凍管道，開啟所述第二冷凍管道，以使得所述自然冷卻換熱器啟動，向所述冷凍水接口供應(yīng)所述冷凍水。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于還包括: 水處理裝置，設(shè)置于所述冷卻塔內(nèi)，配置成對流進(jìn)所述冷卻塔內(nèi)的所述冷卻水進(jìn)行水質(zhì)處理；以及 加熱器，設(shè)置于所述冷卻塔內(nèi)并與所述溫度傳感器電相連，配置成在所述環(huán)境溫度低于冰點(diǎn)時啟動，以防止所述冷卻水凍結(jié)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于， 所述冷媒循環(huán)機(jī)組包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器以及冷凝器，并且 所述壓縮機(jī)為磁懸浮壓縮機(jī)，與所述溫度傳感器電相連，并配置成，在所述環(huán)境溫度高于所述預(yù)設(shè)溫度時開啟，在所述環(huán)境溫度低于或等于所述預(yù)設(shè)溫度時關(guān)閉。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于， 所述自然冷卻換熱器為板式換熱器。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于還包括: 冷凍水栗，設(shè)置于所述第一冷凍管道以及第二冷凍管道的公共段上，配置成控制所述冷凍水循環(huán)流動，所述冷凍水栗包括冷凍水栗本體、冷凍水栗變頻器以及冷凍水栗底座，所述冷凍水栗本體通過螺栓與所述冷凍水栗底座連接，所述冷凍水栗變頻器配置成控制所述冷凍水循環(huán)流動的流速;以及 冷卻水栗，設(shè)置于所述第一冷卻管道以及第二冷卻管道的公共段上，配置成控制所述冷卻水循環(huán)流動，所述冷卻水栗包括冷卻水栗本體、冷卻水栗變頻器以及冷卻水栗底座，所述冷卻水栗本體通過螺栓與所述冷卻水栗底座連接，所述冷卻水栗變頻器配置成控制所述冷卻水循環(huán)流動的流速。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的集成自然冷卻的模塊化冷凍站系統(tǒng)，其特征在于還包括: 箱體，用于容納所述冷媒循環(huán)機(jī)組以及所述自然冷卻換熱器，所述冷凍水接口設(shè)置在所述箱體上，并且底部的所述箱體還設(shè)置有兩個彈簧減震部件，兩個所述彈簧減震部件通過螺栓分別與所述冷凍水栗底座以及所述冷卻水栗底座相連。
【文檔編號】F24F5/00GK205505256SQ201620153063
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】俞濤
【申請人】上海冰核時代科技中心（有限合伙）