一种蒸发冷却系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种蒸发冷却系统及控制方法，包括间接冷却模块、蒸发模块、换热器、室内送风模块、室外送风模块、第一检测模块和控制模块，室内送风模块用于室内空气的输送，室外送风模块用于室外空气的输送；间接冷却模块用于室外空气与其冷却水间接接触以进行热交换，蒸发模块用于室外空气与其冷却水直接接触以进行热交换，换热器用于室内空气分别与室外空气、蒸发模块的冷却水间接接触进行热交换后输送至室内；第一检测模块用于检测室外温度，控制模块分别与间接冷却模块、蒸发模块和第一检测模块通信连接，控制模块根据第一检测模块检测的温度值以控制间接冷却模块和蒸发模块的启闭。选择不同的冷却运行模式，充分利用自然冷源，节约能源。

An evaporative cooling system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种蒸发冷却系统及控制方法
本专利技术涉及空调
，尤其是涉及一种蒸发冷却系统及控制方法。
技术介绍
世界范围内愈演愈烈的节能减排和绿色环保诉求，对作为IT行业能耗最大的数据中心建设和运营提出了更高的要求。数据中心PUE值的降低已成为业主和设计建设者的首要诉求。对于传统的压缩机制冷的模式来说，由于压缩机的功耗一般比较大，所以整体机房空调的能耗会非常高，导致机房维护成本大幅升高。而通过自然冷源来机房散热，那么机房能耗会降低，整体PUE和CLF都比较低。而间接蒸发冷通过利用水的相态变化，可以更好的带走机房的热量，而且对环境没有影响，属于环保工质，一般机房的CLF能做到0.1左右。因此，高效节能的数据中心是未来数据中心行业发展的一大必然趋势，持续且有效地降低数据中心的运营成本已经成为当务之急。所以，对于蒸发冷却技术在机房空调设备中的应用，以及提供不同的运行模式、提高蒸发冷却的效率对IT机房系统的整个的能耗会显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种蒸发冷却系统，根据室外温度的大小，提供多种冷却运行模式，满足不同的使用环境。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种蒸发冷却系统，包括间接冷却模块、蒸发模块、换热器、室内送风模块、室外送风模块、第一检测模块和控制模块，所述室内送风模块用于室内空气的输送使其经过所述换热器，所述室外送风模块用于室外空气的输送使其依次经过所述间接冷却模块、所述蒸发模块和所述换热器；所述间接冷却模块用于室外空气与其冷却水间接接触以进行热交换，所述蒸发模块用于室外空气与其冷却水直接接触以进行热交换，所述换热器用于室内空气分别与室外空气、所述蒸发模块的冷却水间接接触进行热交换后输送至室内；所述第一检测模块用于检测室外温度，所述控制模块分别与所述间接冷却模块、所述蒸发模块和所述第一检测模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第一检测模块检测的温度值以控制所述间接冷却模块和所述蒸发模块的启闭。通过采用上述技术方案，间接冷却模块和蒸发模块对室外空气进行间接冷却和直接蒸发冷却，可以让室外空气获得更多的冷量，从而在换热器中能更好的降低室内温度；同时蒸发模块的冷却水也可与室内空气间接接触，进一步降低室内温度。根据第一检测模块检测的室外温度大小，控制模块选择不同的冷却运行模式，包括关闭间接冷却模块和蒸发模块，启动间接冷却模块，启动间接冷却模块和蒸发模块；这样可满足不同的使用环境，节约能源，可以充分利用自然冷源，做到节水、节电的目的。本专利技术进一步设置为：当所述间接冷却模块和所述蒸发模块均关闭时，所述控制模块与所述室外送风模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第一检测模块检测的温度值以控制所述室外送风模块的风量。通过采用上述技术方案，当室内空气的流量保持一定的范围不变时，根据室外温度来调节室外空气的流量，使得室外空气与室内空气的热交换效果更好。本专利技术进一步设置为：当所述间接冷却模块启动时，还包括检测室外空气进入所述换热器时干球温度的第二检测模块，所述控制模块分别与所述室外送风模块和所述第二检测模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第二检测模块检测的温度值以控制所述室外送风模块的风量，所述控制模块根据接收到所述第一检测模块与所述第二检测模块检测的温差以控制所述间接冷却模块的冷却水流量。通过采用上述技术方案，根据换热器入口处温度与室外温度的温差来调节间接冷却模块的冷却水流量，从而实现初步降低室内空气的目的。本专利技术进一步设置为：当所述蒸发模块均启动时，还包括检测室外空气进入所述换热器时湿球温度的第三检测模块，所述控制模块与所述第三检测模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第二检测模块与所述第三检测模块检测的温差以控制所述蒸发模块的冷却水流量。通过采用上述技术方案，根据换热器入口处干球温度与湿球温度的温差来调节蒸发模块的冷却水流量，从而实现再次降低室内空气的目的。本专利技术进一步设置为：所述间接冷却模块包括水箱和换热盘管，所述水箱与所述换热盘管之间连通有第一进水管和回水管，所述第一进水管上设置有用于将所述水箱的水输送至所述换热盘管的第一水泵，所述第一水泵与所述控制模块通信连接。通过采用上述技术方案，第一水泵将水箱中的水抽入到换热盘管中，室外空气与换热盘管的换热盘管接触，从而对室外空气进行换热，降低室外空气的温度；经过换热盘管的冷却水通过回水管回流至水箱中，从而对水资源回收利用，降低了WUE（空调的耗水量/机房的能耗）值；控制模块通过控制第一水泵的转速，达到对换热盘管内水流量的控制。本专利技术进一步设置为：所述蒸发模块包括位于所述换热器下方的水箱和多个位于所述换热器上方的喷淋头，所述水箱与所述喷淋头之间连通有第二进水管，所述第二进水管上设置有用于将所述水箱的水输送至所述喷淋头的第二水泵，所述第二水泵与所述控制模块通信连接。通过采用上述技术方案，第二水泵将水箱中的冷却水抽入到喷淋头处，并经喷淋头给换热器进行喷淋，部分冷却水与室外空气直接接触，并与室外空气发生直接蒸发被室外空气带走，达到降低室外空气的温度；部分冷却水沿着换热器的管道流回至水箱中，并与室内空气发生间接蒸发以对室内空气降温，从而对水资源回收利用，降低了WUE（空调的耗水量/机房的能耗）值；控制模块通过控制第二水泵的转速，达到对喷淋头内喷淋水流量的控制。本专利技术进一步设置为：所述室外送风模块包括室外风机，所述室外风机与所述控制模块通信连接。通过采用上述技术方案，室外风机对进入换热器内的室外空气进行输送，控制模块通过控制室外风机的转速，达到对室外风量大小的控制。本专利技术的第二目的是提供一种蒸发冷却系统控制方法，根据室外温度的大小，提供多种冷却运行模式，满足不同的使用环境。本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种蒸发冷却系统控制方法，包括以下步骤：S1、设定第一温度阈值T1、第二温度阈值T2和第三温度阈值T3，且T1＜T2＜T3；S2、检测室外空气的干球温度T；S3、根据干球温度T控制冷却系统的工作模式：当T＜T1时，关闭间接冷却模块和蒸发模块；当T1＜T＜T2时，启动间接冷却模块，关闭蒸发模块；当T2＜T＜T3时，启动间接冷却模块和蒸发模块；当T＞T3时，启动间接冷却模块和蒸发模块，并通过其他冷源来补偿制冷。通过采用上述技术方案，根据室外温度的大小，选择不同的工作模式：当室外温度较低时，关闭间接冷却模块和蒸发模块，只通过室外低温空气和室内空气在换热器内进行热交换以给室内提供冷量，这种工况称为干工况；当室外温度处于中温时，可以启动间接冷却模块，通过换热盘管给室外空气做间接冷却和间接蒸发，降低室外空气的温度，此过程中，换热盘管的水循环利用，可以节约水资源；当室外温度较高时，可以同时启动间接冷却模块和蒸发模块，通过换热盘管给室外空气做间接冷却和间接蒸发，降低室外空气的温度，然后通过喷淋头给室外空气直接蒸发降低室外空气温度，整个过程中室外空气经过了两次热交换，换热量较大，室外空气的温度降低的较大，然后室内空气再与室外空气进行间接换热，室内空气与喷淋水进行间接换热和间接蒸发，来降低室内空气温度；当室外温度过高时，不仅同时启动间接冷却模块和蒸发模块，还会通过其他冷源来补偿制冷，比如压缩机制冷。可满足不同的使用环境，节约能源，可以充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸发冷却系统，其特征在于，包括间接冷却模块、蒸发模块、换热器(1)、室内送风模块、室外送风模块、第一检测模块和控制模块，所述室内送风模块用于室内空气的输送使其经过所述换热器(1)，所述室外送风模块用于室外空气的输送使其依次经过所述间接冷却模块、所述蒸发模块和所述换热器(1)；所述间接冷却模块用于室外空气与其冷却水间接接触以进行热交换，所述蒸发模块用于室外空气与其冷却水直接接触以进行热交换，所述换热器(1)用于室内空气分别与室外空气、所述蒸发模块的冷却水间接接触进行热交换后输送至室内；所述第一检测模块用于检测室外温度，所述控制模块分别与所述间接冷却模块、所述蒸发模块和所述第一检测模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第一检测模块检测的温度值以控制所述间接冷却模块和所述蒸发模块的启闭。

【技术特征摘要】
1.一种蒸发冷却系统，其特征在于，包括间接冷却模块、蒸发模块、换热器(1)、室内送风模块、室外送风模块、第一检测模块和控制模块，所述室内送风模块用于室内空气的输送使其经过所述换热器(1)，所述室外送风模块用于室外空气的输送使其依次经过所述间接冷却模块、所述蒸发模块和所述换热器(1)；所述间接冷却模块用于室外空气与其冷却水间接接触以进行热交换，所述蒸发模块用于室外空气与其冷却水直接接触以进行热交换，所述换热器(1)用于室内空气分别与室外空气、所述蒸发模块的冷却水间接接触进行热交换后输送至室内；所述第一检测模块用于检测室外温度，所述控制模块分别与所述间接冷却模块、所述蒸发模块和所述第一检测模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第一检测模块检测的温度值以控制所述间接冷却模块和所述蒸发模块的启闭。2.根据权利要求1所述的一种蒸发冷却系统，其特征在于，当所述间接冷却模块和所述蒸发模块均关闭时，所述控制模块与所述室外送风模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第一检测模块检测的温度值以控制所述室外送风模块的风量。3.根据权利要求1所述的一种蒸发冷却系统，其特征在于，当所述间接冷却模块启动时，还包括检测室外空气进入所述换热器(1)时干球温度的第二检测模块，所述控制模块分别与所述室外送风模块和所述第二检测模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第二检测模块检测的温度值以控制所述室外送风模块的风量，所述控制模块根据接收到所述第一检测模块与所述第二检测模块检测的温差以控制所述间接冷却模块的冷却水流量。4.根据权利要求3所述的一种蒸发冷却系统，其特征在于，当所述蒸发模块均启动时，还包括检测室外空气进入所述换热器(1)时湿球温度的第三检测模块，所述控制模块与所述第三检测模块通信连接，所述控制模块根据接收到所述第二检测模块与所述第三检测模块检测的温差以控制所述蒸发模块的冷却水流量。5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种蒸发冷却系统，其特征在于，所述间接冷却模块包括水箱(2)和换热盘管(3)，所述水箱(2)与所述换热盘管(3)之间连通有第一进水管(4)和回水管(5)，所述第一进水管(4)上设置有用于将所述水箱(...

【专利技术属性】
技术研发人员：范玉斐，张菀，徐珊，刘磊，罗生超，
申请(专利权)人：依米康科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51