一种流量兼容器以及采用该兼容器的制冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种流量兼容器，包括罐体，所述罐体上设有位于下部的冷冻水入口和位于上部的冷冻水出口，所述罐体内设有用于对冷冻水进行限流的隔板，且所述隔板位于所述冷冻水入口和所述冷冻水出口之间。一种采用该流量兼容器的制冷系统，包括通过管道依次连接成循环回路的冷水主机组、冷却水分流器、水冷末端和冷却水集流器；流量兼容器的冷冻水入口通过流量兼容器进水管与冷却水分流器连接，流量兼容器的冷冻水出口通过流量兼容器出水管与冷却水集流器连接。本实用新型专利技术结构简单、无需控制、可靠性高、自适应平衡、体积小，且能有效解决系统中出现双循环问题，可与水侧自然冷却装置/系统集成，实现充分利用自然冷量、降低制冷能耗的愿景。

【技术实现步骤摘要】
一种流量兼容器以及采用该兼容器的制冷系统
本技术涉及数据中心冷却散热领域，具体涉及一种流量兼容器以及采用该兼容器的制冷系统。
技术介绍
目前，大数据产业带动了数据中心的建设和发展，然而，数据中心高能耗、难散热等问题也逐渐浮现。从原理层面讲，数据中心冷却方式与常规冷却方式并无不同，然而数据中心的设施、设备及其运行特点、可靠性要求等使得数据中心冷却显示出不同以往的技术特征。目前，国内大多已建、在建的数据中心仍采用冷冻水+风扇散热的方式。不同的是，水冷末端越来越靠近散热设备，从早期的房间级精密空调到列间空调，再到水冷背板/侧板，这种传统的冷却方式已经可以处理35kW/机柜（架）的发热量。然而，越来越多的工程实际问题开始在冷水主机侧出现：不少业主抱怨，虽然设计者采用了冗余备份（包括冷水主机、水泵、风扇等设备，大幅增加了初投资），却难以达不到冷却目标。造成该问题的原因通常是系统流量的兼容性不好，各个回路之间的流量相互干扰。
技术实现思路
为克服现有的技术缺陷，本技术提供了避免冷冻水系统之间流量相互干扰的流量兼容器以及采用该兼容器的制冷系统。为实现本技术的目的，采用以下技术方案予以实现：一种流量兼容器，包括罐体，所述罐体上设有位于下部的冷冻水入口和位于上部的冷冻水出口，所述罐体内设有用于对冷冻水进行限流的隔板，且所述隔板位于所述冷冻水入口和所述冷冻水出口之间。现有的数据中心为增大散热量，多采用多台相同容量的冷水机组并联的冗余配置，容易导致冷水主机与冷水循环回路之间流量严重不匹配、形成双循环，进而导致冷水主机的冷量无法成功传递至末端、主机循环的冷水温度越来越低、末端水流量越调越大而循环水温越来越高等问题出现。本技术提供了一种流量兼容器，在实际使用中接入制冷系统的冷却水分流器和冷却水集流器之间，在正常工作状态下，循环冷媒由冷却水分流器经由冷冻水入口进入流量兼容器，再由冷冻水出口流出进入冷却水集流器。当出现冷水主机的冷量无法成功传递至末端的情况时，冷却水分流器内的冷冻水可直接通过流量兼容器进入冷却水集流器中，使得能够平衡冷水主机与冷水循环回路之间的流量，很好地避免出现冷水主机的冷水温度越来越低、末端水流量越调越大而循环水温越来越高等问题。同时，本技术所提供的流量兼容器结构简单，无需控制、可靠性高、自适应平衡，能够有效的避免不会出现双循环。进一步地，为使得流量兼容器的兼容效果，流量兼容器进水管、流量兼容器出水管按照冷水主机的旁通流量设计，管内设计流速在0.5~0.9m/s之间，流量兼容器罐体内最大流速为0.1m/s。具体的，所述罐体的直径为冷冻水入口直径或冷冻水出口直径的2~5倍；所述冷冻水入口和所述冷冻水出口之间的垂直距离为冷冻水入口直径或冷冻水出口直径的5~7倍；所述冷冻水入口距罐体底部的距离为冷冻水入口直径的2~4倍，所述冷冻水出口距罐体顶部的距离为冷冻水出口直径的2~4倍。优选地，所述罐体的直径为冷冻水入口直径或冷冻水出口直径的3倍；所述冷冻水入口和所述冷冻水出口之间的垂直距离为冷冻水入口直径或冷冻水出口直径的6倍；所述冷冻水入口距罐体底部的距离为冷冻水入口直径的3倍，所述冷冻水出口距罐体顶部的距离为冷冻水出口直径的3倍。作为其中一种优选方案，所述隔板与罐体内之间设有缺口，且缺口面积之和小于等于隔板。其中，缺口可以是一个，也可以是多个，还可以是除缺口外还另外设有通孔。优选地，所述隔板呈圆缺状，且圆缺的高大于圆缺半径。隔板的作用主要是用于限制流量兼容器中冷媒（冷冻水）的流量。进一步地，所述隔板的高为罐体直径的1/2~5/6，且位于罐体垂直高度的1/3~2/3处。作为另一种替换方案，所述隔板还可以是设于流量兼容器中部，将流量兼容器分隔呈上下两部分，且隔板设有通孔将两部分连通。其中通孔的大小根据实际需要选择，但其总面积最好不超过整个面积的一半。进一步地，所述流量兼容器的顶部设有排气阀，底部加设排污阀。一种采用上述的流量兼容器的制冷系统，包括通过管道依次连接成循环回路的冷水主机组、冷却水分流器、水冷末端和冷却水集流器；流量兼容器的冷冻水入口通过流量兼容器进水管与冷却水分流器连接，流量兼容器的冷冻水出口通过流量兼容器出水管与冷却水集流器连接。本技术提出的流量兼容性设计，一则避免了在能量产出装置、冷冻水循环回路分别设置旁通管的麻烦，简化了管路系统、节省了布局空间；二则解决了高冷负荷时系统冷冻水供水温度偏高、低冷负荷时系统冷冻水回水温度偏低、冷冻水循环回路流量大制冷能力不足、不同容量冷水机组间流量相互干扰、不同水冷末端之间流量相互干扰等问题。进一步地，多组所述冷量产出装置通过并联的方式与冷却水分流器、水冷末端和冷却水集流器连接形成循环回路。优选地，各所述冷水主机的容量不完全相同。进一步地，所述冷量产出装置包括依次通过管路连接的平衡阀、冷媒循环泵、冷水机组和电动开关控制阀，且电动开关控制阀与冷却水分流器通过管路连接，平衡阀与冷却水集流器通过管路连接。现有的数据中心多采用多台相同容量的冷水机组并联冗余配置，一则造成过度冗余、冷水主机利用率低、系统长期处于低负荷、低能效、高能耗的状态工作；二则冷媒循环泵选择过大、不同冷水主机回路之间流量相互影响、通过能量产出装置的冷水流量过高、冷却回路压降偏高；三则能量产出装置与冷水循环回路之间流量不匹配严重、形成双循环，导致冷水主机的冷量无法成功传递至末端、主机循环的冷水温度越来越低、末端水流量越调越大而循环水温越来越高。本技术采用若干台冷水机组非对称组合，以适应数据中心内部分负荷（50%~75%）运行为主、一期设备负载低（往往只占到规划负载的20%）等特点。该方案一则避免了数据中心冷却设备的过度冗余，提高了设备利用率；二则保障了轻载状态下小容量冷水主机在高效/亚高效工作区间运行，部分负荷状态下大容量冷水主机在高效/亚高效工作区间运行，高负荷状态下大容量冷水主机在高效工作区间内运行、小容量冷水主机在高效/亚高效工作区间内运行。进一步地，一台冷媒循环泵对应一台冷水主机，冷媒循环泵的流量冗余不得超过所对应的冷水主机设计流量的20%，其扬程按所对应冷水主机在设计流量下的压降确定，考虑设备前后阀门阻力，其扬程冗余不得超过设计值的10%。该方案从设备层面避免了不同冷水主机之间的流量干扰，也防止了系统负载发生变化（增加）时冷水循环回路流量过大、压降升高的危险。进一步地，所述流量兼容器进水管和流量兼容器出水管均不设有止回阀以免形成“断路”；所述流量兼容器进水管和流量兼容器出水管均不设有二次水泵，以免旁通流量超出设计范围；为避免回路间流量相互干扰，冷冻水分水器进水管、冷冻水集水器出水管上均不得设置二次泵。进一步地，所述冷却水分流器和所述冷却水集流器的直径为所述冷冻水入口直径或所述冷冻水出口直径的1~3倍。与现有技术比较，本技术的有益效果在于：（1）本技术提出的流量兼容器结构简单、无需控制、可靠性高、自适应平衡、体积小、占用空间少，且能非常有效的解决系统中出现双循环问题。（2）本技术提出的非对称组合冷水机组的方式，一则在保证系统可靠性的前提下减少了冷水机组、冷冻水泵的冗余备份容量；二则使制冷容量分区单元化，搭配更灵活、耗电量更低、冷却能效更高。（3）本技术可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流量兼容器，其特征在于，包括罐体，所述罐体上设有位于下部的冷冻水入口和位于上部的冷冻水出口，所述罐体内设有用于对冷冻水进行限流的隔板，且所述隔板位于所述冷冻水入口和所述冷冻水出口之间。

【技术特征摘要】
1.一种流量兼容器，其特征在于，包括罐体，所述罐体上设有位于下部的冷冻水入口和位于上部的冷冻水出口，所述罐体内设有用于对冷冻水进行限流的隔板，且所述隔板位于所述冷冻水入口和所述冷冻水出口之间。2.根据权利要求1所示的流量兼容器，其特征在于，所述罐体的直径为冷冻水入口直径或冷冻水出口直径的2~5倍；所述冷冻水入口和所述冷冻水出口之间的垂直距离为冷冻水入口直径或冷冻水出口直径的5~7倍；所述冷冻水入口距罐体底部的距离为冷冻水入口直径的2~4倍，所述冷冻水出口距罐体顶部的距离为冷冻水出口直径的2~4倍。3.根据权利要求1或2所示的流量兼容器，其特征在于，所述隔板与罐体内之间设有缺口，且缺口面积之和小于等于隔板。4.根据权利要求1或2所示的流量兼容器，其特征在于，所述隔板将罐体分隔成上下两部分，且隔板上设有通孔。5.一种采用如权利要求1~4所述的流量兼容器的制冷系统，其特征在于，包括通过管道依次连接成循环回路的冷量产出装置、冷却水分流器、水冷末端和冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁洁平，曲德虎，邓泳德，张晓艳，张学伟，
申请(专利权)人：广东申菱环境系统股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44