一种数据中心空调系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数据中心空调系统，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统。本系统有三种运行模式，分别是热管模式、机械制冷模式、机械制冷与热管同时运行模式，根据不同的室外温度条件选择最佳的运行模式，保证系统高效节能的运行。在系统中增加蓄冷罐，系统正常工作时对蓄冷罐蓄冷，当市电发生故障时蓄冷罐的冷量再提供给数据中心，保证系统安全运行，同时，系统采用模块化的分散系统，进一步提高了系统的安全性。另外，系统采用两套冷却水系统分别对热管系统和机械制冷系统提供冷却水，使冷却水温度同时满足两种工作模式，确保本系统可以最大化的利用自然冷源。

A data center air conditioning system

The invention discloses a data center air conditioning system, which comprises a heat pipe system, a mechanical refrigeration system and a backup system. There are three operation modes of the system, namely, heat pipe mode, mechanical refrigeration mode, mechanical refrigeration and heat pipe operation mode at the same time, according to different outdoor temperature conditions to choose the best operation mode, to ensure the efficient and energy-saving operation of the system. The cold storage tank is added in the system, and the cold storage tank is stored when the system works normally. The cold storage tank is supplied to the data center when the power fails to ensure the safe operation of the system. In addition, the system uses two sets of cooling water systems to provide cooling water for the heat pipe system and the mechanical refrigeration system respectively, so that the cooling water temperature can meet the two working modes at the same time, to ensure that the system can maximize the use of natural cold sources.

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心空调系统
本专利技术属于数据中心制冷
，尤其涉及一种数据中心空调系统。
技术介绍
随着互联网、移动互联网、云计算以及大数据等应用的快速发展，全球数据中心的建设步伐正在加快。与此同时，数据中心的节能降耗问题也进一步凸显。据统计，数据中心空调用电约占整个数据中心耗能的40%。空调的用量愈大，消耗电力也愈多，直接造成夏季限电危机及大量能源消耗的问题。针对机房空调全天候运行的特点，在室外湿球温度较低的时候，尤其是在北方或者冬天，充分利用自然冷源散热来代替压缩机运行，是降低机房空调能耗的重要方向。此外，数据中心内制冷量越来越大，一旦电源发生故障，此时服务器虽然能依靠UPS系统继续运行，但由于制冷设备停止运行，致使机房温度迅速上升，仍会导致服务器过热而停止运行。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的问题，而提供一种同时有自然冷源装置和备份装置的高效、安全、低能耗的数据中心空调系统。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种数据中心空调系统，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统。所述热管系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第二组冷却塔、第三阀门、第一液泵、第一热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第一循环回路，由第二组冷却塔、第三阀门、第三液泵、第二热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第二循环回路，由第二组冷却塔、第三阀门、第五液泵、第三热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第一循环回路，由第二热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第二循环回路，由第三热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第三循环回路。所述机械制冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第一组冷却塔、第一阀门、第二液泵、第一冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第一循环回路，由第一组冷却塔、第一阀门、第四液泵、第二冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第二循环回路，由第一组冷却塔、第一阀门、第六液泵、第三冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第一循环回路，由第二冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第二循环回路，由第三冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第三循环回路。所述备份系统包括蓄冷系统和放冷系统；所述蓄冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第一组冷却塔、第一阀门、第八液泵、备份冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水备份循环回路；冷媒侧由备份冷水机组、第七阀门、蓄冷罐、第八阀门、第九液泵通过管路依次相连形成冷媒备份循环回路；所述放冷系统由蓄冷罐、第八阀门、第九阀门、第一液泵、第一热管换热器、第十阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第一放冷循环回路，由蓄冷罐、第八阀门、第十一阀门、第三液泵、第二热管换热器、第十二阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第二放冷循环回路，由蓄冷罐、第八阀门、第十三阀门、第五液泵、第三热管换热器、第十四阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第三放冷循环回路。所述第一组冷却塔包括第一冷却塔、第二冷却塔和第三冷却塔，且三台冷却塔的送水口和回水口分别并联连接；所述第二组冷却塔包括第四冷却塔、第五冷却塔和第六冷却塔，且三台冷却塔的送水口和回水口分别并联连接。所述第二阀门的输入端与第四阀门的输出端之间通过管路相连，管路上串联有第五阀门；所述第三阀门的输入端与第一阀门的输出端之间通过管路相连，管路上串联有第六阀门。本系统有三种运行模式，分别为热管模式、机械制冷模式、机械制冷与热管同时运行模式；当系统单独运行机械制冷模式时，第一阀门、第二阀门、第二液泵、第四液泵、第六液泵、第七液泵、第一冷水机组、第二冷水机组、第三冷水机组开启，第三~第十四阀门、第一液泵、第三液泵、第五液泵、第八液泵、第九液泵、备份冷水机组关闭；当系统单独运行热管模式时，第三阀门、第四阀门、第一液泵、第三液泵、第五液泵、第七液泵开启，第一阀门、第二阀门、第五~第十四阀门、第二液泵、第四液泵、第六液泵、第八液泵、第九液泵、第一冷水机组、第二冷水机组、第三冷水机、备份冷水机组关闭；当系统同时运行机械制冷与热管时，第一~第四阀门、第一~第七液泵、第一冷水机组、第二冷水机组、第三冷水机开启，第五~第十四阀门、第八液泵、第九液泵、备份冷水机组关闭。备份系统在市电正常工作时，通过第一组冷却塔和备份机组对蓄冷罐进行蓄冷，此时开启第八液泵、备份冷水机组、第一阀门、第二阀门、第七阀门、第八阀门、第九液泵；当市电出现故障时，开启备份系统，蓄冷罐中的冷水释放冷量，带走热管换热器中释放的热量，液泵耗电由机房UPS提供，此时第七~第十四阀门、第一液泵、第三液泵、第五液泵、第七液泵、第九液泵开启，第一~第六阀门、第二液泵、第四液泵、第六液泵、第八液泵、第一~第三冷水机组、备份冷水机组关闭。进一步的，热管换热器和冷水机组均可根据冷量需求设置为一台、两台或者多台。进一步的，室内机可根据冷量需求设置为一台、两台或者多台。进一步的，第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀门、第十三阀门和第十四阀门均为电动阀。进一步的，第一液泵、第二液泵、第三液泵、第四液泵、第五液泵、第六液泵、和第八液泵为水泵，第七液泵和第九液泵为冷媒泵。进一步的，第一组冷却塔与第二组冷却塔的数量相同，且可以是一个冷却塔，也可以是多个冷却塔并联连接。进一步的，第一组冷却塔和第二组冷却塔为多个冷却塔并联时，可采用冷却塔一对一备份切换，也可采用整组冷却塔同时备份切换。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1.采用热管系统和机械制冷系统耦合的形式，可根据不同的室外温度条件选择最佳的运行模式，保证系统高效节能的运行；2.采用两套冷却水系统分别对热管系统和机械制冷系统提供冷却水，使冷却水温度同时满足两种工作模式，确保本系统可以最大化的利用自然冷源；3.在系统中增加蓄冷罐，确保在电力系统出现故障时及时供冷，提高了整个系统的安全性；4.系统采用模块化的分散系统，进一步提高了系统的安全性。附图说明图1为数据中心空调系统的第一实施例。图2为数据中心空调系统的第二实施例。图中：（1）第一组冷却塔；（2）第二组冷却塔（101）第一冷却塔；（102）第二冷却塔；（103）第三冷却塔；（104）第四冷却塔；（105）第五冷却塔；（106）第六冷却塔；（201）第一热管换热器；（202）第二热管换热器；（203）第三热管换热器；（301）第一冷水机组；（302）第二冷水机组；（303）第三冷水机组；（304）备份冷水机组；（401）第一液泵；（402）第二液泵；（403）第三液泵；（404）第四液泵；（405）第五液泵；（406）第六液泵；（407）第七液泵；（408）第八液泵；（409）第九液泵；（5）蓄冷罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据中心空调系统，其特征在于，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统；所述热管系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第二组冷却塔、第三阀门、第一液泵、第一热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第一循环回路，由第二组冷却塔、第三阀门、第三液泵、第二热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第二循环回路，由第二组冷却塔、第三阀门、第五液泵、第三热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第一循环回路，由第二热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第二循环回路，由第三热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第三循环回路；所述机械制冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第一组冷却塔、第一阀门、第二液泵、第一冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第一循环回路，由第一组冷却塔、第一阀门、第四液泵、第二冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第二循环回路，由第一组冷却塔、第一阀门、第六液泵、第三冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第一循环回路，由第二冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第二循环回路，由第三冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第三循环回路；所述备份系统包括蓄冷系统和放冷系统；所述蓄冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第一组冷却塔、第一阀门、第八液泵、备份冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水备份循环回路；冷媒侧由备份冷水机组、第七阀门、蓄冷罐、第八阀门、第九液泵通过管路依次相连形成冷媒备份循环回路；所述放冷系统由蓄冷罐、第八阀门、第九阀门、第一液泵、第一热管换热器、第十阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第一放冷循环回路，由蓄冷罐、第八阀门、第十一阀门、第三液泵、第二热管换热器、第十二阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第二放冷循环回路，由蓄冷罐、第八阀门、第十三阀门、第五液泵、第三热管换热器、第十四阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第三放冷循环回路；所述第一组冷却塔包括第一冷却塔、第二冷却塔和第三冷却塔，且三台冷却塔的送水口和回水口分别并联连接；所述第二组冷却塔包括第四冷却塔、第五冷却塔和第六冷却塔，且三台冷却塔的送水口和回水口分别并联连接；所述第二阀门的输入端与第四阀门的输出端之间通过管路相连，管路上串联有第五阀门；所述第三阀门的输入端与第一阀门的输出端之间通过管路相连，管路上串联有第六阀门。...

【技术特征摘要】
1.一种数据中心空调系统，其特征在于，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统；所述热管系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第二组冷却塔、第三阀门、第一液泵、第一热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第一循环回路，由第二组冷却塔、第三阀门、第三液泵、第二热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第二循环回路，由第二组冷却塔、第三阀门、第五液泵、第三热管换热器、第四阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第一循环回路，由第二热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第二循环回路，由第三热管换热器、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第三循环回路；所述机械制冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第一组冷却塔、第一阀门、第二液泵、第一冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第一循环回路，由第一组冷却塔、第一阀门、第四液泵、第二冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第二循环回路，由第一组冷却塔、第一阀门、第六液泵、第三冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第一循环回路，由第二冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第二循环回路，由第三冷水机组、储液罐、第七液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第三循环回路；所述备份系统包括蓄冷系统和放冷系统；所述蓄冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由第一组冷却塔、第一阀门、第八液泵、备份冷水机组、第二阀门通过管路依次相连形成机械制冷冷却水备份循环回路；冷媒侧由备份冷水机组、第七阀门、蓄冷罐、第八阀门、第九液泵通过管路依次相连形成冷媒备份循环回路；所述放冷系统由蓄冷罐、第八阀门、第九阀门、第一液泵、第一热管换热器、第十阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第一放冷循环回路，由蓄冷罐、第八阀门、第十一阀门、第三液泵、第二热管换热器、第十二阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第二放冷循环回路，由蓄冷罐、第八阀门、第十三阀门、第五液泵、第三热管换热器、第十四阀门、第七阀门通过管路依次相连形成第三放冷循环回路；所述第一组冷却塔包括第一冷却塔、第二冷却塔和第三冷却塔，且三台冷却塔的送水口和回水口分别并联连接；所述第二组冷却塔包括第四冷却塔、第五冷却塔和第六冷却塔，且三台冷却塔的送水口和回水口分别并联连接；所述第二阀门的输入端与第四阀门的输出端之间通...

【专利技术属性】
技术研发人员：任宇宙，祝长宇，杨兴明，
申请(专利权)人：北京丰联奥睿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11