数据中心制冷空调系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种数据中心制冷空调系统，包括中水蓄水池、冷水机组、板式换热器和空调末端，所述冷水机组中至少包括冷凝器和蒸发器；其中，所述中水蓄水池下游设置第一水泵，所述第一水泵的出口分别通过第一管路和第二管路与所述冷凝器的入口以及所述板式换热器的第一入口连接；所述冷凝器的出口通过第三管路与所述中水蓄水池的入口连接；所述板式换热器的第一出口通过第四管路与所述冷凝器的入口连接；所述数据中心制冷空调系统还包括控制设备，用于根据中水蓄水池中的水温控制各条管路和冷水机组的开启或关闭。本发明专利技术实施例实现夏季电制冷、过渡季部分自然制冷和冬季完全自然制冷三种运行模式的自动转换。然制冷三种运行模式的自动转换。然制冷三种运行模式的自动转换。

【技术实现步骤摘要】
数据中心制冷空调系统


[0001]本专利技术涉及制冷空调
，更具体地，涉及数据中心制冷空调系统。

技术介绍

[0002]随着5G和人工智能技术的发展，人类已逐步进入信息化、智能化社会，数据中心成为目前炙手可热的新基建工程，而数据中心高能耗的问题越来越突出，因此建造高能效的数据中心，对节能降耗具有重大意义。
[0003]数据中心制冷空调系统的能耗仅次于信息设备能耗，约占数据中心总能耗的40％，而冷源的能耗及使用成本占整个数据中心数据中心制冷空调系统的60～70％，所以冷源是决定数据中心数据中心制冷空调系统能耗的主要因素，选择合适的数据中心制冷空调系统冷源方案对数据中心节能降耗极为重要。
[0004]数据中心制冷空调系统应最大限度的利用自然冷源，常见的方案是冷水机组加冷却塔和板式换热器，冬季及过渡季冷却塔的冷却水直接通过板换冷却空调末端冷冻水，该方案存在两个显著缺点：
[0005](1)夏季冷却塔运转带来较大能耗；
[0006](2)冬季冷却塔供冷时，低温环境将导致冷却水管、冷却塔结冻，如对冷却水管和冷却塔接水盘采取加热和加强保温等防冻措施，既增加了投资，又提高了运行费用。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的数据中心制冷空调系统。
[0008]第一个方面，本专利技术实施例提供一种数据中心制冷空调系统，包括：
[0009]中水蓄水池、冷水机组、板式换热器和空调末端，所述冷水机组中至少包括冷凝器和蒸发器；
[0010]其中，所述中水蓄水池下游设置第一水泵，所述第一水泵的出口分别通过第一管路和第二管路与所述冷凝器的入口以及所述板式换热器的第一入口连接；
[0011]所述冷凝器的出口通过第三管路与所述中水蓄水池的入口连接；所述板式换热器的第一出口通过第四管路与所述冷凝器的入口连接；
[0012]所述空调末端的回水口下游设置第二水泵，所述第二水泵的出口分别通过第五管路和第六管路与所述蒸发器的入口以及所述板式换热器的第二入口连接；
[0013]所述蒸发器的出口通过第七管路与所述空调末端的供水口连接；所述板式换热器的第二出口通过第八管路与所述蒸发器的入口连接；
[0014]所述板式换热器的第一入口与第一出口连接，第二入口与第二出口连接；所述板式换热器的第一出口还通过第九管路与所述第三管路连通；所述板式换热器的第二出口还通过第十管路与所述第七管路连通；
[0015]所述数据中心制冷空调系统还包括控制设备，用于根据中水蓄水池中的水温控制
各条管路和冷水机组的开启或关闭。
[0016]进一步地，所述控制设备具体用于：
[0017]当所述中水蓄水池中的水温高于第一预设温度时，开启冷水机组，控制第一管路、第三管路、第五管路和第七管路开启，第二管路、第四管路、第六管路、第八管路、第九管路和第十管路关闭；
[0018]当所述中水蓄水池中的水温低于第二预设温度时，关闭冷水机组，控制第一管路、第四管路、第五管路和第八管路关闭，第二管路、第三管路、第六管路、第七管路、第九管路和第十管路开启；
[0019]当所述中水蓄水池中的水温处于所述第一预设温度和第二预设温度之间时，开启冷水机组，控制第一管路、第五管路、第九管路和第十管路关闭，第二管路、第三管路、第四管路、第六管路、第七管路和第八管路开启；
[0020]所述第一预设温度高于所述第二预设温度。
[0021]进一步地，所述第一预设温度的取值范围为18至20摄氏度之间；所述第二预设温度的取值范围为12至15摄氏度之间。
[0022]进一步地，所述第一管路和所述第四管路之间存在共用的第一管线；所述第四管路和所述第九管路之间存在共用的第二管线，所述第一管路和所述第九管路之间存在共用的第三管线；所述第一管线和第二管线构成所述第四管路；
[0023]所述第一管线上设置第一电控阀；所述第二管线上设置第二电控阀；所述第一管路中除所述第一管线和第三管线之外的管线上设置第三电控阀；所述第九管路中除所述第二管线和第三管线之外的管线上设置第四电控阀；所述第一电控阀至第四电控阀与所述控制设备连接。
[0024]进一步地，所述第五管路和所述第八管路之间存在共用的第四管线；所述第八管路和所述第十管路之间存在共用的第五管线，所述第五管路和所述第十管路之间存在共用的第六管线；所述第四管线和第五管线构成所述第八管路；
[0025]所述第四管线上设置第五电控阀；所述第五管线上设置第六电控阀；所述第五管路中除所述第四管线和第五管线之外的管线上设置第七电控阀；所述第十管路中除所述第五管线和第六管线之外的管线上设置第八电控阀；所述第五电控阀至第八电控阀与所述控制设备连接。
[0026]进一步地，数据中心制冷空调系统还包括：
[0027]补水定压设备，设置在所述第二水泵和空调末端的回水口之间，用于对回水进行补水和定压；
[0028]软水器，用于向补水定压设备提供软化水。
[0029]进一步地，数据中心制冷空调系统还包括：压差旁通阀，所述压差旁通阀的进水口位于所述补水定压设备的进水口和回水口之间，所述压差旁通阀的出水口位于所述补水定压设备的出水口和第二水泵的入口之间；
[0030]所述控制设备还用于：根据空调末端最不利管路压差，控制第二水泵的工作频率以及压差旁通阀的开度，维持供回水压差恒定。
[0031]进一步地，所述控制第二水泵的工作频率以及压差旁通阀的开度，维持供回水压差恒定，具体为：
[0032]当最不利环路的实际压差低于设定值时，提高第二水泵的运行频率使得末端的压差达到设定值；
[0033]当最不利环路的实际压差高于设定值时，降低第二水泵的运行频率使得末端压差达到设定值；
[0034]当调整第二水泵的运行频率无法使末端压差达到设定值时，调整压差旁通阀的阀门开度。
[0035]进一步地，所述控制设备还用于根据中水蓄水池中的水温所处的区间，调整所述第一水泵的工作频率；
[0036]第一区间、第二区间、第三区间分别指高于第一预设温度、低于第二预设温度以及所述第一预设温度和第二预设温度之间。
[0037]进一步地，所述第一水泵的上游设置过滤网。
[0038]本专利技术实施例提供的数据中心制冷空调系统，具有以下优势：
[0039]①
中水的水质较好，制冷系统可以采用开式系统，即中水可以直接进入冷水机组与制冷工质进行热量交换，能够大幅度提高冷水机组制冷效率和中水冷量利用率。
[0040]②
中水温度适宜、稳定，且随季节变化幅度较小，冬暖夏凉，冬季稳定在12-15℃，在严寒地区也有10℃以上，可有效避免冷却塔结冻问题，节省了防冻措施的投资和运行费用。夏季中水温度稳定在20℃左右，作为水冷冷水机组冷凝器的天然冷却水，大大降低冷凝温度，提高冷水机组的制冷效率，强化了节能效果。
[0041]③
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据中心制冷空调系统，其特征在于，包括：中水蓄水池、冷水机组、板式换热器和空调末端，所述冷水机组中至少包括冷凝器和蒸发器；其中，所述中水蓄水池下游设置第一水泵，所述第一水泵的出口分别通过第一管路和第二管路与所述冷凝器的入口以及所述板式换热器的第一入口连接；所述冷凝器的出口通过第三管路与所述中水蓄水池的入口连接；所述板式换热器的第一出口通过第四管路与所述冷凝器的入口连接；空调末端的回水口下游设置第二水泵，所述第二水泵的出口分别通过第五管路和第六管路与所述蒸发器的入口以及所述板式换热器的第二入口连接；所述蒸发器的出口通过第七管路与所述空调末端的供水口连接；所述板式换热器的第二出口通过第八管路与所述蒸发器的入口连接；所述板式换热器的第一入口与第一出口连接，第二入口与第二出口连接；所述板式换热器的第一出口还通过第九管路与所述第三管路连通；所述板式换热器的第二出口还通过第十管路与所述第七管路连通；所述数据中心制冷空调系统还包括控制设备，用于根据中水蓄水池中的水温控制各条管路和冷水机组的开启或关闭。2.根据权利要求1所述的数据中心制冷空调系统，其特征在于，所述控制设备具体用于：当所述中水蓄水池中的水温高于第一预设温度时，开启冷水机组，控制第一管路、第三管路、第五管路和第七管路开启，第二管路、第四管路、第六管路、第八管路、第九管路和第十管路关闭；当所述中水蓄水池中的水温低于第二预设温度时，关闭冷水机组，控制第一管路、第四管路、第五管路和第八管路关闭，第二管路、第三管路、第六管路、第七管路、第九管路和第十管路开启；当所述中水蓄水池中的水温处于所述第一预设温度和第二预设温度之间时，开启冷水机组，控制第一管路、第五管路、第九管路和第十管路关闭，第二管路、第三管路、第四管路、第六管路、第七管路和第八管路开启；所述第一预设温度高于所述第二预设温度。3.根据权利要求2所述的数据中心制冷空调系统，其特征在于，所述第一预设温度的取值范围为18至20摄氏度之间；所述第二预设温度的取值范围为12至15摄氏度之间。4.根据权利要求1或2所述的数据中心制冷空调系统，其特征在于，所述第一管路和所述第四管路之间存在共用的第一管线；所述第四管路和所述第九管路之间存在共用的第二管线，所述第一管路和所述第九管路之间存在共用的第三管线；所述第一管线和第二管线构成所述第四管路；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维刚，李井鹏，杨兴芳，王栋，
申请(专利权)人：北京市天元网络技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：