(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620818673.2
(22)申请日 2016.07.29
(73)专利权人 西安工程大学
地址 710048 陕西省西安市金花南路19号
(72)发明人 黄翔 刘凯磊 折建利 耿志超
李婷婷
(74)专利代理机构 西安弘理专利事务所 61214
代理人 杨璐
(51)Int.Cl.
F24F 5/00(2006.01)
F24F 11/00(2006.01)
F24F 12/00(2006.01)
F24F 13/28(2006.01)
F24F 13/30(2006.01)
(54)实用新型名称
封闭热通道-全回风干空气能结合的数据中
(57)摘要
本实用新型公开的封闭热通道-全回风干空
能中央空调机组，干空气能中央空调机组通过回
风管与数据中心连接，干空气能中央空调机组能
回收数据中心内的回风并对回风进行处理，
使其变成符合送风条件的空气；干空气能中央空调机
组还通过送风管与数据中心连接，符合送风条件
的空气能经送风管和机房送风口送入数据中心
内；机房送风口内设置有风量控制阀。本实用新
型的数据中心用空调系统，能有效保证数据中心
全年供冷需求，能避免数据中心内出现气流组织
混乱的现象，还能根据不同的气象条件实现三种
运行模式的合理调节。权利要求书2页 说明书7页 附图1页CN 205980106 U 2017.02.22
C N 205980106
U
1.封闭热通道-全回风干空气能结合的数据中心用空调系统，其特征在于，包括有干空气能中央空调机组(1)，所述干空气能中央空调机组(1)通过回风管(8)与数据中心连接，所述干空气能中央空调机组(1)能回收数据中心内的回风并对回风进行处理，使其变成符合送风条件的空气；所述干空气能中央空调机组(1)还通过送风管(2)与数据中心连接，符合送风条件的空气能经送风管(2)和机房送风口(3)送入数据中心内；
所述机房送风口(3)内设置有风量控制阀。
2.根据权利要求1所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述数据中心内的上层为吊顶层(6)，整个吊顶层(6)形成回风通道；
所述吊顶层(6)的一侧壁上设置有机房排风口(7)，所述干空气能中央空调机组(1)通过回风管(8)与该机房排风口(7)连接；
所述数据中心内设置有多个服务器机柜组，每个所述服务器机柜组由两个服务器机柜(4)构成，且两个服务器机柜(4)出风侧呈相对设置，在两个服务器机柜(4)的出风侧之间形成封闭热通道(5)，每条封闭热通道(5)均与回风通道连通，用于将服务器机柜(4)排出的热风经封闭热通道(5)送入回风通道中，每个服务器机柜(4)的进风侧形成冷风通道；
所述数据中心的侧墙下部设置有机房送风口(3)，所述干空气能中央空调机组(1)通过送风管(2)与该机房送风口(3)连接，所述机房送风口(3)能实现弥漫送风，从而将经干空气能中央空调 机组(1)处理后符合送风条件的空气送至每个服务器机柜(4)的冷风通道，用于冷却服务器机柜(4)内的服务器。
3.根据权利要求1或2所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述干空气能中央空调机组(1)，包括有机组壳体，所述机组壳体内分隔成上、下布置的两个风道；
所述上风道的结构为：机组壳体相对的两侧壁上分别设置有二次风进风口(20)、二次风排风口(29)，所述二次风进风口(20)与二次风排风口(29)之间依次设置有袋式初效过滤器b(21)、第一直接蒸发冷却单元、二次风室、涡旋式压缩机(25)、风冷式冷凝器(26)、节流阀(27)及二次排风机(28)； 所述下风道的结构为：机组壳体相对的两侧壁上分别设置有回风进风口(9)、送风口(19)，所述回风进风口(9)与回风管(8)连接，所述送风口(19)与送风管(2)连接；所述回风进风口(9)与送风口(19)之间依次设置有袋式初效过滤器a(10)、盘管间接蒸发冷却器(11)、回风室、第二直接蒸发冷却单元、直接膨胀式蒸发
器(17)及送风机(18)；
所述袋式初效过滤器b(21)与袋式初效过滤器a(10)联合构成空气过滤单元(A)；
所述第一直接蒸发冷却单元与盘管间接蒸发冷却器(11)经连接构成直接-盘管间接蒸发冷却单元(B)；
所述二次风室与回风室联合构成新/回风混合单元(C)，且在所述回风室内设置有预热器(12)，所述回风室对应的机组壳体侧壁上 设置有空调回风口(13)；
所述涡旋式压缩机(25)、风冷式冷凝器(26)、节流阀(27)及直接膨胀式蒸发器(17)经铜管依次连接构成闭合回路形成机械制冷蒸发器/冷凝器单元(D)；
所述二次排风机(28)和送风机(18)联合构成风机单元(E)。
4.根据权利要求3所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述第一直接蒸发冷却单元，包括有直接蒸发冷却填料b(23)，所述直接蒸发冷却填料b(23)的上方设置有布水单元；
所述直接蒸发冷却填料b(23)的出风侧设置有填料式挡水板b(24)，所述直接蒸发冷却
填料b(23)和填料式挡水板b(24)的下方设置有集水箱，所述集水箱通过蓄水管(30)与盘管间接蒸发冷却器
(11)连接，所述蓄水管(30)上设置有循环水泵b(22)，所述盘管间接蒸发冷却器(11)还通过供水管a(31)与布水单元连接。
5.根据权利要求4所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述布水单元由布水管和多个均匀设置于布水管上且面向直接蒸发冷却填料b(23)喷淋的喷嘴构成；
所述布水管与供水管a(31)连接。
6.根据权利要求3所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述第二直接蒸发冷却单元，包括有直接蒸发冷却填料a(14)，所述直接蒸发冷却填料a(14)的上方设置有喷淋单元；
所述直接蒸发冷却填料a(14)的出风侧设置有填料式挡水板a(16)，所述直接蒸发冷却填料a(14)和填料式挡水板a(16)的 下方设置有蓄水槽，所述蓄水槽通过第二供水管b(32)与喷淋单元连接，所述第二供水管b(32)上设置有循环水泵a(15)。
7.根据权利要求6所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述喷淋单元由喷淋供水管和多个均匀设置于喷淋供水管上且面向直接蒸发冷却填料a(14)喷淋的喷头组成，所述喷淋供水管与第二供水管b(32)连接。
8.根据权利要求1或2所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述送风管(2)和回风管(8)均为铝制风管，
且所述送风管(2)和回风管(8)外壁均敷设有保温层。
9.根据权利要求2所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述封闭热通道(5)配设有钢化玻璃防火门。
10.根据权利要求3所述的数据中心用空调系统，其特征在于，所述二次排风机(28)和送风机(18)均为离心式变频风机。
封闭热通道-全回风干空气能结合的数据中心用空调系统
技术领域
[0001]本实用新型属于空调系统技术领域，具体涉及一种封闭热通道-全回风干空气能结合的数据中心用空调系统。
背景技术
[0002]在国家大力倡导节能减排的大环境下，节约数据中心空调系统能耗尤为重要。现有的部分数据中心空调采用架高地板下送风的方式，完全依靠精密空调独揽数据中心内的全部负荷，能量消耗巨大。也有些数据中心内采用新风与蒸发冷却降温联合的技术，这种技术的优势在于能大大降低暖通系统的费用，
降低PUE值，但是由于蒸发冷却易受到季节性和地域性影响，在夏季极端天气情况下难以保证其降温效果。
[0003]数据中心内的环境具有回风温度高及干湿球温差大的特点，特别适合利用蒸发冷却技术处理回风，以达到对数据中心降温、加湿和净化的要求，但考虑到数据中心后期需要不断增容，单靠蒸发冷却无法满足后期的供冷需求，因此必须适当增加机械制冷装置来满足供冷需求，但是机械制冷装置的大量使用容易导致数据中心内气流组织混乱，冷热掺混现象严重，导致冷却效果不佳。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种封闭热通道-全回风干空气能结合的数据中心用空调系统，能有效保证数据中心全年供冷需求，能避免数据中心内出现气流组织混乱的现象，还能根据不同的气象条件实现三种运行模式的合理调节。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是，封闭热通道-全回风干空气能结合的数据中心用空调系统，包括有干空气能中央空调机组，干空气能中央空调机组通过回风管与数据中心连接，干空气能中央空调机组能回收数据中心内的回风并对回风进行处理，使其变成符合送风条件的空气；干空气能中央空调机组还通过送风管与数据中心连接，符合送风条件的空气能经送风管和机房送风口送入数据中心内；机房送风口内设置有风量控制阀。[0006]本实用新型的特点还在于：
[0007]数据中心内的上层为吊顶层，整个吊顶层形成回风通道；吊顶层的一侧壁上设置有机房排风口，干空气能中央空调机组通过回风管与该机房排风口连接；数据中心内设置有多个服务器机柜组，每个服务器机柜组由两个服务器机柜构成，且两个服务器机柜出风侧呈相对设置，在两个服务器机柜的出风侧之间形成封闭热通道，每条封闭热通道均与回风通道连通，用于将服务器机柜排出的热风经封闭热通道送入回风通道中，每个服务器机柜的进风侧形成冷风通道；数据中心的侧墙下部设置有机房送风口，干空气能中央空调机组通过送风管与该机房送风口连接，，机房送风口能实现弥漫送风，从而将经干空气能中央空调机组处理后符合送风条件的空气送至每个服务器机柜的冷风通道，用于冷却服务器机柜内的服务器。
[0008]干空气能中央空调机组，包括有机组壳体，机组壳体内分隔成上、下布置的两个风
道；上风道的结构为：机组壳体相对的两侧壁上分别设置有二次风进风口、二次风排风口，二次风进风口与二次风排风口之间依次设置有袋式初效过滤器b、第一直接蒸发冷却单元、二次风室、涡旋式压缩机、风冷式冷凝器、节流阀及二次排风机；下风道的结构为：机组壳体相对的两侧壁上分别设置有回风进风口、送风口，回风进风口与回风管连接，送风口与送风管连接；回风进风口与送风口之间依次设置有袋式初效过滤器a、盘管间接蒸发冷却器、回风室、第二直接蒸发冷却单元、直接膨胀式蒸发器及送风机；袋式初效过滤器b与袋式初效过滤器a联合构成空气过滤单元；第一直接蒸发冷却单元与盘管间接蒸发冷却器经连接构成直接-盘管间接蒸发冷却单元；二次风室与回风室联合构成新/回风混合单元，且
在回风室内设置有预热器，回风室对应的机组壳体侧壁上设置有空调回风口；涡旋式压缩机、风冷式冷凝器、节流阀及直接膨胀式蒸发器经铜管依次连接构成闭合回路形成机械制冷蒸发器/冷凝器单元；二次排风机和送风机联合构成风机单元。
[0009]第一直接蒸发冷却单元，包括有直接蒸发冷却填料b，直接蒸发冷却填料b的上方设置有布水单元；直接蒸发冷却填料b的出风侧设置有填料式挡水板b，直接蒸发冷却填料b 和填料式挡水板b的下方设置有集水箱，集水箱通过蓄水管与盘管间接蒸发冷却器连接，蓄水管上设置有循环水泵b，盘管间接蒸发冷却器还通过供水管a与布水单元连接。
[0010]布水单元由布水管和多个均匀设置于布水管上且面向直接蒸发冷却填料b喷淋的喷嘴构成；布水管与供水管a连接。
[0011]第二直接蒸发冷却单元，包括有直接蒸发冷却填料a，直接蒸发冷却填料a的上方设置有喷淋单元；直接蒸发冷却填料a的出风侧设置有填料式挡水板a，直接蒸发冷却填料a 和填料式挡水板a的下方设置有蓄水槽，蓄水槽通过第二供水管b与喷淋单元连接，第二供水管b上设置有循环水泵a。
[0012]喷淋单元由喷淋供水管和多个均匀设置于喷淋供水管上且面向直接蒸发冷却填料a喷淋的喷头组成，喷淋供水管与第二供水管b连接。
[0013]送风管和回风管均为铝制风管，且送风管和回风管外壁均敷设有保温层。[0014]封闭热通道配设有钢化玻璃防火门。
[0015]二次排风机和送风机均为离心式变频风机。
[0016]本实用新型的有益效果在于：
[0017](1)本实用新型的数据中心用空调系统具有结构简单的优点，与现有水冷冷冻水型空调系统相比，省去了冷却塔、板式换热器等设备以及复杂的管网系统，运行维护较方便；除此之外，将本实用新型封闭热通道-全回风干空气能结合的数据中心用空调系统应用于数据中心内时，数据中心中无需架设防静电地板，降低了工程造价。
[0018](2)本实用新型的数据中心用空调系统是将蒸发冷却技术与机械制冷技术结合起来，能根据数据中心内的温、湿度波动情况，灵活开启机组不同功能段，实现三种不同的运行模式。
[0019](3)本实用新型的数据中心用空调系统内采用了填料式直接蒸发冷却器，能为机械制冷系统内的冷凝器提供低于室外空气温度的冷风，进而能在一定程度上降低冷凝温度，使输入功率减小，制冷量增加，同时又由于填料式直接蒸发冷却器消耗的电能较少，最终使得系统的COP有较大提高。
[0020](4)本实用新型的数据中心用空调系统能处理全回风，不直接引入新风，能使数据
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