用于间接蒸发冷却器的水管理系统及方法技术方案

技术编号:20909718 阅读:21 留言:0更新日期:2019-04-20 08:28
本申请涉及用于间接蒸发冷却器的水管理系统及方法。间接蒸发冷却系统包括框架、热交换器芯、用于使室内回流空气在热交换器芯内移动的送风机、用于使空气在垂直于室内回流空气的方向上移动经过热交换器芯的排风机、布置在框架内在热交换器芯下方以收集喷洒到热交换器芯上的水的水收集及管理系统、以及定位在热交换器芯上方以将均匀分布的水供应到热交换器芯的顶表面的水喷洒系统。水喷洒系统包括至少一个水喷洒组件和至少两个喷洒喷嘴,该至少一个水喷洒组件具有带有表面的外壳,该至少两个喷洒喷嘴配置成将水喷洒到热交换器芯的顶表面的一部分上。每个喷洒喷嘴配置成产生扁平的扇形喷洒图案。

Water management system and method for indirect evaporative cooler

This application relates to a water management system and method for an indirect evaporative cooler. The indirect evaporative cooling system includes a frame, a heat exchanger core, a blower for moving indoor return air in the heat exchanger core, an exhaust fan for moving air through the heat exchanger core in a direction perpendicular to the indoor return air, a water collection and management system arranged under the framework to collect water sprayed on the heat exchanger core, and a fixing system. A water spraying system positioned above the heat exchanger core to supply uniformly distributed water to the top surface of the heat exchanger core. The water spraying system comprises at least one water spraying component and at least two spraying nozzles, the at least one water spraying component having a surface shell, and the at least two spraying nozzles are configured to spray water onto a part of the top surface of the heat exchanger core. Each spray nozzle is configured to produce a flat fan-shaped spray pattern.

【技术实现步骤摘要】
用于间接蒸发冷却器的水管理系统及方法本公开的背景1.公开的领域本公开总体上涉及间接蒸发冷却器系统,并且更具体地,涉及用于间接蒸发冷却器的水管理系统,该水管理系统配置成在蒸发冷却器的热交换器上喷洒水并从蒸发冷却器收集水。2.相关技术的讨论当外部温度低于IT入口空气的温度设定点时,间接空气蒸发冷却系统通常使用室外空气来间接冷却数据中心空气,这可以导致显著的能源节省。这种系统使用风机将冷的外部空气吹过空气-空气热交换器,空气-空气热交换器进而冷却热交换器内部的热的数据中心空气,从而将数据中心空气与外部空气完全隔离。这种除热方法通常使用蒸发辅助设备,在该蒸发辅助设备中,空气-空气热交换器的外部被喷洒水,这允许热交换器针对更高的环境温度继续其冷却操作,或者提供对热的数据中心空气的更经济的冷却操作。间接空气蒸发冷却系统可提供高达约1000千瓦(kW)的冷却能力。一些单元约相当于海运集装箱的尺寸或更大。这些系统安装在建筑物屋顶上或者沿建筑物的周边安装。直接使用新鲜空气来冷却数据中心通常被视为最有效的冷却方法。对于经历大范围的温度和湿度条件的数据中心,该冷却方法通常是最有效的。然而,大多数数据中心管理人员对这些较高的操作温度和温度及湿度的快速变化不愿意承担风险。他们也不希望让数据中心暴露于直接空气冷却过程中可能存在的污染或其它污染物。在升高的密度和采用遏制实践的情况下,不希望IT装备在更高的温度下运行,尤其是在故障事件发生时。当温度阈值和湿度阈值保持在行业推荐的限度内时,间接空气节能器实际上提供比直接的新鲜空气更高的效率。冷却大的空间(如数据中心)的一种方法是利用安装到一个或更多个外部建筑物表面或安装到屋顶的超大的空气-空气热交换器单元(AHUs)。现代AHU包含超大的热交换器,例如10英尺长、7英尺宽和7英尺高,包含几乎2000根热交换器管。在现代间接蒸发冷却系统中,热的IT空气被引入到AHU中,并且两种节能器操作模式中的一种被用来排出热量。基于负载、IT设定点和室外环境条件,系统自动选择最有效的操作模式。间接空气-空气节约模式使用空气-空气热交换器将热能从较热的数据中心空气传递到较冷的室外空气。当使用蒸发冷却时,通常用水喷洒系统在热交换器的热交换表面上施加薄的水膜。通过在热交换器上喷洒水,水可以吸收热交换器内的热量并将热量蒸发到室外空气中,从而将水分添加到空气流。这种操作模式允许数据中心持续受益于节能器模式操作,即使当空气-空气热交换过程单独无法排除数据中心热负载时。正在探索用于提高数据中心或其它热产生过程内的间接蒸发冷却系统的冷却效率的方法和系统。本公开的概述本公开的一个方面涉及间接蒸发冷却系统。在一个实施方案中,该系统包括框架、布置在该框架内的热交换器芯、由框架支撑以使室内回流空气在热交换器芯内移动的送风机、由框架支撑以使空气在垂直于室内回流空气的方向上移动经过热交换器芯的排风机、布置在框架内在热交换器芯下方以收集喷洒到热交换器芯上的水的水收集及管理系统、以及定位在热交换器芯上方以将均匀分布的水供应到热交换器芯的顶表面的水喷洒系统。水喷洒系统包括至少一个水喷洒组件和至少两个喷洒喷嘴,该至少一个水喷洒组件具有带表面的外壳,该至少两个喷洒喷嘴联接到外壳并配置成将水喷洒到热交换器芯的顶表面的一部分上。每个喷洒喷嘴联接到水源,并配置成产生扁平的扇形喷洒图案。该系统的实施方案可以包括将外壳配置成具有两个端部壁、两个侧壁和界定外壳的上端的至少一个漂浮物消除器。该至少一个漂浮物消除器可以配置成捕获水滴并配置成防止水从外壳逸出。表面可以被分成多个象限。对于每个象限,该至少两个喷洒喷嘴可以包括两个喷洒喷嘴,以在象限上提供几乎全部的覆盖。对于每个象限,该两个喷洒喷嘴可以定位在象限的相对的角部上,以在喷洒图案的相邻边缘处相交。对于每个象限,第一喷洒喷嘴的放置可以位于第一三角形区域的一个点附近,并定向成向第一三角形区域喷洒水,并且第二喷洒喷嘴可以位于与第一三角形区域相邻的第二三角形区域的相对点处并定向成向第二三角形区域喷洒水。每个喷洒喷嘴可以通过管道区段流体地联接到供水装置,以将水输送到外壳内部并将水运输到外壳内部的四周。每个喷洒喷嘴可以产生V形喷洒图案。每个喷洒喷嘴可以配置成在低压下产生具有成30°至60°的喷洒角度的喷洒图案。本公开的另一个方面涉及用间接蒸发冷却系统冷却IT空气的方法。在一个实施方案中,该方法包括:将室内回流空气供应到热交换器芯;使空气在垂直于室内回流空气的方向上移动经过热交换器芯;在热交换器芯上方喷洒水;以及收集喷洒到热交换器芯上的水。在热交换器芯上方喷洒水包括用至少两个喷洒喷嘴将水喷洒在热交换器芯的顶表面上,该至少两个喷洒喷嘴配置成将水喷洒在热交换器芯的顶表面的一部分上。每个喷洒喷嘴联接到水源,并配置成产生扁平的扇形喷洒图案。该方法的实施方案还可以包括将外壳配置成以具有两个端部壁、两个侧壁和界定外壳的上端的至少一个漂浮物消除器。该至少一个漂浮物消除器可以配置成捕获水滴并配置成防止水从外壳逸出。表面可以被分成多个象限。对于每个象限,至少两个喷洒喷嘴可以包括两个喷洒喷嘴,以在象限上提供几乎全部的覆盖。对于每个象限,该两个喷洒喷嘴可以定位在象限的相对的角部上,以在喷洒图案的相邻边缘处相交。对于每个象限,第一喷洒喷嘴的放置可以位于第一三角形区域的一个点附近,并定向成向第一三角形区域喷洒水,并且第二喷洒喷嘴可以位于与第一三角形区域相邻的第二三角形区域的相对点处并定向成向第二三角形区域喷洒水。每个喷洒喷嘴可以通过管道区段流体地联接到供水装置。该方法还可以包括用控制器控制该至少两个喷洒喷嘴。每个喷洒喷嘴可以配置成在低压下产生具有成30°至60°的喷洒角度的喷洒图案。附图简要说明附图不旨在按比例绘制。附图中,在各个图中示出的每个相同的或者接近相同的部件用相似的编号表示。出于清楚的目的,并非每个部件都可能在每个图中被标记。在附图中:图1是在操作环境中使用蒸发过程的空气-空气热交换器的分解透视图;图2是本公开的实施方案的间接蒸发冷却单元的透视图;图3是间接蒸发冷却单元的透视图,其外壳被移除以显示出体现热交换器芯的模块化热交换器元件;图4是水喷洒系统的透视图;图5是水喷洒组件的透视图,示出了水喷洒组件的喷洒喷嘴;图6是水喷洒组件的俯视图,示出了喷洒图案;图7是水喷洒组件的横截面图;图8是水喷洒组件的俯视图;图9是间接蒸发冷却单元的冷却系统的示意图;以及图10是水池和水池的操作区的侧视图。详细描述本公开在其应用方面不限于在下面描述中阐述的或者在附图中示出的部件的构造以及布置的细节。在本公开中阐述的原理能够在其它实施方案中被提供并且能够被以各种方式实践或执行。另外,本文所用的措辞和术语是出于描述的目的,而不应视为是限制性的。“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“包含”、“涉及”及其变型在本文中的使用意指包括其后列出的项及其等效形式以及额外的项。当提供特定的尺寸、数量或量值时,应参考所引用的特定实施方案来考虑这些尺寸、数量或量值,因为它们可以被缩放以适合其它实施方案。本公开的实施方案涉及以均匀且有效的方式将蒸发的冷却水输送和回收到热交换器的系统和方法。在过去几年中,已经开发并采用了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种间接蒸发冷却系统,包括:框架;热交换器芯,其布置在所述框架内;送风机,其由所述框架支撑以使室内回流空气在所述热交换器芯内移动;排风机,其由所述框架支撑,以使空气在垂直于所述室内回流空气的方向上移动经过所述热交换器芯;水收集及管理系统,其布置在所述框架内,在所述热交换器芯的下方,以收集喷洒到所述热交换器芯上的水;和水喷洒系统,其定位在所述热交换器芯的上方,以将均匀分布的水供应到所述热交换器芯的顶表面,所述水喷洒系统包括至少一个水喷洒组件,所述至少一个水喷洒组件包括:外壳,其具有表面,以及至少两个喷洒喷嘴,所述至少两个喷洒喷嘴联接到所述外壳,并配置成将水喷洒到所述热交换器芯的所述顶表面的一部分上,每个喷洒喷嘴联接到水源,并配置成产生扁平的扇形喷洒图案。

【技术特征摘要】
2017.10.11 US 15/729,9841.一种间接蒸发冷却系统,包括:框架;热交换器芯,其布置在所述框架内;送风机,其由所述框架支撑以使室内回流空气在所述热交换器芯内移动;排风机,其由所述框架支撑,以使空气在垂直于所述室内回流空气的方向上移动经过所述热交换器芯;水收集及管理系统,其布置在所述框架内,在所述热交换器芯的下方,以收集喷洒到所述热交换器芯上的水;和水喷洒系统,其定位在所述热交换器芯的上方,以将均匀分布的水供应到所述热交换器芯的顶表面,所述水喷洒系统包括至少一个水喷洒组件,所述至少一个水喷洒组件包括:外壳,其具有表面,以及至少两个喷洒喷嘴,所述至少两个喷洒喷嘴联接到所述外壳,并配置成将水喷洒到所述热交换器芯的所述顶表面的一部分上,每个喷洒喷嘴联接到水源,并配置成产生扁平的扇形喷洒图案。2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述外壳包括两个端部壁、两个侧壁和界定所述外壳的上端的至少一个漂浮物消除器。3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述至少一个漂浮物消除器配置成捕获水滴并配置成防止水从所述外壳逸出。4.根据权利要求2所述的系统,其中,所述表面被划分成多个象限。5.根据权利要求4所述的系统,其中,对于每个象限,所述至少两个喷洒喷嘴包括两个喷洒喷嘴,以在所述象限上提供几乎全部的覆盖。6.根据权利要求5所述的系统,其中,对于每个象限,所述两个喷洒喷嘴定位在所述象限的相对的角部上,以在喷洒图案的相邻边缘处相交。7.根据权利要求6所述的系统,其中,对于每个象限,第一喷洒喷嘴的放置位于第一三角形区域的一个点附近并定向成向所述第一三角形区域喷洒水,并且第二喷洒喷嘴位于与所述第一三角形区域相邻的第二三角形区域的相对点处并定向成向所述第二三角形区域喷洒水。8.根据权利要求5所述的系统,其中,每个喷洒喷嘴通过管道区段流体地联接到供水装置,以将水输送到所述外壳的内部并将水运输到所述外壳的内部的四周。9...

【专利技术属性】
技术研发人员:雅各布·约瑟夫·里德小约翰·H·比恩
申请(专利权)人:施耐德电气IT公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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