CN114508807A - 一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，包括溶液除湿段、多级间接蒸发段、溶液再生段、送风段、制冷***和数据中心机房，溶液除湿段对来自于进风口的新风进行除湿，新风在多级间接蒸发段中作为工作气流，用于对数据中心机房内回风进行降温后，再次送入数据中心机房；溶液再生段用于将溶液除湿段产生的稀溶液进行再生，生产出浓溶液，再次用于溶液除湿段的再生；送风段内还包括了制冷***的翅片式蒸发器，制冷***用于作为多级间接蒸发的辅助制冷；本发明在不同室外气象条件下均可使用，即使在我国东南潮湿区域，也解决了数据中心应用多级间接蒸发应用时间短的问题。

Description

一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组
技术领域
本发明涉及新型节能型的冷风机组，具体涉及一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组。
背景技术
在我国，由于幅员辽阔，不同的区域气候具有一定的差异，相对于沿海夏季炎热潮湿的气候，西北夏季炎热干燥地区可以充分利用多级间接蒸发技术，为数据中心机房提供冷风。然而沿海夏季炎热潮湿的气候条件下，当进风的湿球温度高于送风的目标值时，采用多级间接蒸发技术则毫无用途。
在现有技术中，多级间接蒸发技术具有三种工作模式，分别是干模式、湿模式和混合模式，在干模式下，无需喷水即可实现送风温度，从而满足机房要求；在湿模式下，通过循环喷水即可实现送风温度，从而满足机房要求；在混合模式下，可以通过循环喷水带走部分热量，不足部分由制冷***进行补充，采用多级间接蒸发技术后，使得机房的回风降温后的出风温度接近进风工作气流的湿球温度，这样在西北炎热干燥区域可以完全采用干模式、湿模式，上述两种模式能满足大部分时间的降温需求，在炎热的夏季则会开启混合模式。而在我国东部沿海地区，在夏季炎热潮湿的气候条件下，则需要采用溶液除湿，对工作气流进行除湿，创造低湿的工作气流，再采用多级间接蒸发制取冷风。
目前间接蒸发制取冷风的空调技术在西北低湿环境中已经得到广泛的应用。在我国东南沿海地区，因为空气相对湿度较大，受到室外气象条件限制，单纯利用间接蒸发制冷不容易实现工况稳定，只能将空气温度降至其湿球温度。
发明内容
针对上述现有技术的问题，本发明目的在于提供一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，可以适用于不同湿度地区，并能灵活供冷的基于溶液除湿的数据中心用多级间接蒸发复合冷风机组。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，包括制冷***和数据中心机房，其技术要点是：
所述多级间接蒸发复合冷风机组还包括有溶液再生段、溶液除湿段、多级间接蒸发段和送风段，所述溶液再生段与所述溶液除湿段连接，所述溶液除湿段对来自于进风口的新风进行除湿，新风在多级间接蒸发段中作为工作气流，用于对数据中心机房内回风进行降温后，再次送入数据中心机房内；
所述溶液再生段用于将溶液除湿段产生的稀溶液进行再生，生产出浓溶液，再次用于溶液除湿段的再生；
所述溶液除湿段与所述多级间接蒸发段的工作气流进风口相连通，用以将除湿后的新风送入到所述多级间接蒸发段内，并对除湿后的新风进行降温；
所述多级间接蒸发段与送风段相连通，用于将数据中心机房降温后的回风送至数据中心机房内的送风管内。
优选地，所述溶液再生段包括有机组壳体，所述机组壳体的一侧设置有新风进风口；所述溶液再生段还包括有再生芯体，所述再生芯体上方设置有溶液再生喷淋排，所述溶液再生喷淋排的上方依次安装有溶液再生风机和再生出风口；所述再生芯体下方设置有浓溶液箱，所述浓溶液箱内设置有钛管换热器和溶液再生泵；所述新风进风口与再生芯体之间还设置有翅片式冷凝器。
优选地，所述溶液除湿段的一侧设置有进风口，进风口的一端连接有过滤器；所述溶液除湿段还设置有除湿芯体，所述除湿芯体上方设置有溶液喷淋排，所述除湿芯体下方设置有稀溶液箱；所述稀溶液箱内安装有溶液输送泵、溶液除湿泵和补水电磁阀，所述溶液输送泵、溶液除湿泵分别位于稀溶液箱的左右两侧，所述溶液输送泵一端还连接有余热换热器。
优选地，所述多级间接蒸发段包括有多级蒸发芯体，所述多级蒸发芯体上方设置有冷水喷淋排，所述冷水喷淋排的上方依次设置有间接蒸发风机和间接蒸发排风口，所述多级蒸发芯体的下方设置有水箱，所述水箱内设置有换热器；所述多级间接蒸发段的下方底部还安装有进水电磁阀。
优选地，所述制冷***包括有压缩机、翅片式蒸发器、翅片式冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、钛管换热器，所述压缩机出气口与翅片式蒸发器输入端相连通，所述翅片式蒸发器输出端通过膨胀阀和干燥过滤器连接翅片式冷凝器输入端，所述翅片式冷凝器输出端与压缩机进气口相连，组成一个完整的制冷循环回路；所述制冷***作为多级间接蒸发的辅助制冷***。
优选地，所述送风段包括有送风机及送风口，在所述送风机的作用下，经过降湿降温后的进风经过翅片式蒸发器后通过送风管路送到数据中心机房内。
优选地，所述数据中心机房包括有地送风口、冷池、机柜和回风管，所述地送风口位于冷池下方，所述机柜位于冷池一侧，所述回风管位于冷池上方。
优选地，所述再生芯体和除湿芯体是通过PVC板片或高强度防腐阻燃瓦楞纸板片交替叠成而形成。
本发明的优点与有益效果是：本发明利用溶液除湿段对来自于进风口的新风进行除湿，新风在多级间接蒸发段中作为工作气流，用于对数据中心机房内回风进行降温后，再次送入机房。溶液再生段用于将溶液除湿段产生的稀溶液进行再生，生产出浓溶液，再次用于溶液除湿段的再生。送风段内还包括了制冷***的翅片式蒸发器，制冷***用于作为多级间接蒸发的辅助制冷。本发明在不同室外气象条件下均可使用，即使在我国东南潮湿区域，也解决了数据中心应用多级间接蒸发应用时间短的问题，本发明可以提供一种可以常年使用的数据中心降温***，只需要少量电能即可制冷，节能显著，具有很强的实用性。
附图说明
图1是一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组的结构示意图；
附图标记如下：1、翅片式冷凝器 2、机组壳体 3、新风进风口 4、溶液再生泵 5、布液管 6、过滤器 7、进风口 8、余热换热器 9、溶液输送泵 10、浓溶液溢流管 11、稀溶液箱12、补水电磁阀 13、溶液除湿泵 14、除湿芯体 15、溶液喷淋排 16、制冷阀II 17、制冷阀I18、钛管换热器 19、浓溶液箱 20、回风进风口 21、再生芯体 22、溶液再生喷淋排 23、溶液再生风机 24、再生出风口 25、间接蒸发排风口 27、间接蒸发风机 28、冷水喷淋排 29、多级蒸发芯体 30、翅片式蒸发器 31、送风机 32、送风口 33、压缩机 34、膨胀阀 35、干燥过滤器 36、水箱 37、换热器 38、进水电磁阀 39、送风管路 40、地送风口 41、机柜 42、冷池43、回风管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明涉及一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，包括制冷***和数据中心机房，所述多级间接蒸发复合冷风机组还包括有溶液再生段、溶液除湿段、多级间接蒸发段和送风段，所述溶液再生段与所述溶液除湿段连接，所述溶液除湿段对来自于进风口的新风进行除湿，新风在多级间接蒸发段中作为工作气流，用于对数据中心机房内回风进行降温后，再次送入数据中心机房内；
所述溶液再生段用于将溶液除湿段产生的稀溶液进行再生，生产出浓溶液，再次用于溶液除湿段的再生；
所述溶液除湿段与所述多级间接蒸发段的工作气流进风口相连通，用以将除湿后的新风送入到所述多级间接蒸发段内，并对除湿后的新风进行降温；
所述多级间接蒸发段与送风段相连通，用于将数据中心机房降温后的回风送至数据中心机房内的送风管内。
优选地，所述溶液再生段包括有机组壳体2，所述机组壳体2的一侧设置有新风进风口4；所述溶液再生段4还包括有再生芯体21，所述再生芯体21上方设置有溶液再生喷淋排22，所述溶液再生喷淋排22的上方依次安装有溶液再生风机23和再生出风口24；所述再生芯体21下方设置有浓溶液箱19，所述浓溶液箱19内设置有钛管换热器18和溶液再生泵4；所述新风进风口3与再生芯体21之间还设置有翅片式冷凝器1。
优选地，所述溶液除湿段的一侧设置有进风口7，进风口7的一端连接有过滤器6；所述溶液除湿段还设置有除湿芯体14，所述除湿芯体14上方设置有溶液喷淋排15，所述除湿芯体14下方设置有稀溶液箱11；所述稀溶液箱11内安装有溶液输送泵9、溶液除湿泵13和补水电磁阀12，所述溶液输送泵9、溶液除湿泵13分别位于稀溶液箱11的左右两侧，所述溶液输送泵9一端还连接有余热换热器8。
优选地，所述多级间接蒸发段包括有多级蒸发芯体29，所述多级蒸发芯体29的上方设置有冷水喷淋排28，所述冷水喷淋排28的上方依次设置有间接蒸发风机27和间接蒸发排风口25，所述多级蒸发芯体的下方设置有水箱36，所述水箱内设置有换热器37；所述多级间接蒸发段的下方底部还安装有进水电磁阀38。
优选地，所述制冷***包括有压缩机33、翅片式蒸发器30、翅片式冷凝器1、干燥过滤器35、膨胀阀34、钛管换热器18，所述压缩机出气口与翅片式蒸发器输入端相连通，所述翅片式蒸发器输出端通过膨胀阀和干燥过滤器连接翅片式冷凝器输入端，所述翅片式冷凝器输出端与压缩机进气口相连，组成一个完整的制冷循环回路；所述制冷***作为多级间接蒸发的辅助制冷***。
优选地，所述送风段包括有送风机31及送风口32，在所述送风机的作用下，经过降湿降温后的进风经过翅片式蒸发器30后通过送风管路送到数据中心机房内。
优选地，所述数据中心机房包括有地送风口40、冷池42、机柜41和回风管43，所述地送风口40位于冷池42下方，所述机柜41位于冷池42一侧，所述回风管43位于冷池42上方。
优选地，所述再生芯体21和除湿芯体14是通过PVC板片或高强度防腐阻燃瓦楞纸板片交替叠成而形成。
实施例一：
本发明公开一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，包括溶液除湿段、多级间接蒸发段、溶液再生段、送风段、制冷***、数据中心机房，其中溶液除湿段对来自于进风口7的新风进行除湿；新风在多级间接蒸发段中作为工作气流，用于对数据中心机房内回风进行降温后，再次送入机房。溶液再生段用于将溶液除湿段产生的稀溶液进行再生，生产出浓溶液，再次用于溶液除湿段的再生。送风段内还包括了制冷***的翅片式蒸发器30，制冷***用于作为多级间接蒸发的辅助制冷。
所述溶液除湿段与所述多级间接蒸发段的工作气流进风口相连通，用以将除湿后的新风进入到所述多级间接蒸发段内，并对除湿后的进风进行降温，
所述溶液再生段，进风被制冷***的翅片式冷凝器1加热后，与稀溶液进行热湿交换，实现溶液再生。
所述多级间接蒸发段与送风段连通，用于将数据中心降温后的回风送至数据中心机房内的送风管。
进一步的，所述溶液再生段，包括新风进风口3、机组壳体2、溶液再生风机23、溶液再生喷淋排22、再生芯体21、浓溶液箱19、再生出风口24，在浓溶液箱19内还设有钛管换热器18和溶液再生泵4。经过钛管换热器18加热后的浓溶液在溶液再生泵作用下，通过所述溶液再生喷淋排22进行喷淋，落到所述再生芯体21上，与经过所述新风进风口3进入的新风进行热湿交换，将水分排给新风使溶液浓缩，吸湿后的新风通过所述溶液再生风机23通过再生出风口中24排出；浓缩后的溶液落入到所述浓溶液箱19中，溶液箱中设有钛管换热器18，用于对溶液进行加热，加热后的溶液经过所述溶液再生喷淋排进行喷淋。
所述溶液除湿段，包括进风口7、过滤器6、余热换热器8、溶液输送泵9、稀溶液箱11、补水电磁阀12、溶液除湿泵13、除湿芯体14、浓溶液溢流管10、稀溶液输送管路、除湿喷淋管路以及设在该除湿喷淋管路上的溶液喷淋排15，进风从所述进风口7进入，经过所述过滤器6进行过滤，然后比较进风的湿球温度与送风段所需要的送风干球温度之间的差值，若进风的湿球温度高于需要的送风干球温度，则启用所述溶液除湿段和所述溶液再生段，对进风进行除湿，除湿后的进风再进入所述多级间接蒸发作为工作气流；若进风的空气湿球温度低于或等于需要的送风干球温度，进风直接进入多级间接蒸发段。在所述溶液除湿段中，进风在所述除湿芯体14上与来自所述溶液喷淋排15喷淋的浓溶液进行热质交换，使浓溶液吸湿以对进风进行除湿，除湿后的进风进入所述多级间接蒸发段；浓溶液吸湿后成为稀溶液并进入所述稀溶液箱11中，通过所述溶液除湿泵进入多级间接蒸发段下方的水箱36中的换热器37，利用冷水给浓溶液进行降温，降温后的浓溶液通过所述除湿喷淋管路进入到所述溶液喷淋排15中进行喷淋。稀溶液箱11内的溶液，在溶液输送泵9的作用下，稀溶液箱11内的稀溶液经过稀溶液输送管路进入余热换热器8，与来自浓溶液箱19的浓溶液进行余热交换后，通过溶液再生段的布液管5进入溶液再生段的浓溶液箱19，浓溶液箱19中溢流出来的浓溶液与余热换热器8进行余热交换后通过浓溶液溢流管10流入到稀溶液箱11中。
所述的多级间接蒸发段，包括进水电磁阀38、多级蒸发芯体29、冷水喷淋排28、间接蒸发风机27，水箱36以及水箱内设置的换热器37。除湿后的进风作为工作气流，将所述进水电磁阀38间断开启后，来自所述冷水喷淋排的自来水蒸发吸收工作气流的温度，该工作气流降温通过所述间接蒸发流风机27从间接蒸发排风口25排出。
所述送风段，包括翅片式蒸发器30、送风机31及送风口32，在所述送风机31的作用下，经过降湿降温后的进风再经过翅片式蒸发器30后通过送风管路39送到数据中心机房内。
所述制冷***，包括压缩机33、翅片式蒸发器30、翅片式冷凝器1、干燥过滤器35、膨胀阀34、钛管换热器18，所述压缩机33出气口与翅片式蒸发器30输入端相连通，所述翅片式蒸发器30输出端通过膨胀阀34和干燥过滤器35连接翅片式冷凝器1输入端，所述翅片式冷凝器1输出端与压缩机33进气口相连，组成一个完整的制冷循环回路；所述制冷***作为多级间接蒸发的辅助制冷***。因为本制冷***具有两个冷凝器，分别是钛管换热器18和翅片式冷凝器1，因此分别在进气口上设有制冷阀I17和制冷阀II16，用于调节压缩机的排气进气量。
所述数据中心机房，包括有地送风口40、冷池42、机柜41和回风管43，所述数据中心机房由底部通过地送风口40送风，进入冷池42，对机柜41进行冷却后，通过回风管43再进入到回风进风口20。
所述再生芯体21和所述除湿芯体14均采用PVC板片或高强度防腐阻燃瓦楞纸板片交替叠加而成，板片间距设计为2.0mm、3.0mm、4.0mm或5.0mm，板片采用正方体或长方体。。
本发明具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，包括制冷***和数据中心机房，其特征在于：
所述多级间接蒸发复合冷风机组还包括有溶液再生段、溶液除湿段、多级间接蒸发段和送风段，所述溶液再生段与所述溶液除湿段连接，所述溶液除湿段对来自于进风口的新风进行除湿，新风在多级间接蒸发段中作为工作气流，用于对数据中心机房内回风进行降温后，再次送入数据中心机房内；
所述溶液再生段用于将溶液除湿段产生的稀溶液进行再生，生产出浓溶液，再次用于溶液除湿段的再生；
所述溶液除湿段与所述多级间接蒸发段的工作气流进风口相连通，用以将除湿后的新风送入到所述多级间接蒸发段内，并对除湿后的新风进行降温；
所述多级间接蒸发段与送风段相连通，用于将数据中心机房降温后的回风送至数据中心机房内的送风管内。
2.根据权利要求1所述的一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，其特征在于：
所述溶液再生段包括有机组壳体，所述机组壳体的一侧设置有新风进风口；
所述溶液再生段还包括有再生芯体，所述再生芯体上方设置有溶液再生喷淋排，所述溶液再生喷淋排的上方依次安装有溶液再生风机和再生出风口；
所述再生芯体下方设置有浓溶液箱，所述浓溶液箱内设置有钛管换热器和溶液再生泵；
所述新风进风口与再生芯体之间还设置有翅片式冷凝器。
3.根据权利要求2所述的一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，其特征在于：
所述溶液除湿段的一侧设置有进风口，进风口的一端连接有过滤器；
所述溶液除湿段还设置有除湿芯体，所述除湿芯体上方设置有溶液喷淋排，所述除湿芯体下方设置有稀溶液箱；
所述稀溶液箱内安装有溶液输送泵、溶液除湿泵和补水电磁阀，所述溶液输送泵、溶液除湿泵分别位于稀溶液箱的左右两侧，所述溶液输送泵一端还连接有余热换热器。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，其特征在于：
所述多级间接蒸发段包括有多级蒸发芯体，所述多级蒸发芯体的上方设置有冷水喷淋排，所述冷水喷淋排的上方依次设置有间接蒸发风机和间接蒸发排风口，所述多级蒸发芯体的下方设置有水箱，所述水箱内设置有换热器；
所述多级间接蒸发段的下方底部还安装有进水电磁阀。
5.根据权利要求1所述的一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，其特征在于：
所述制冷***包括有压缩机、翅片式蒸发器、翅片式冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、钛管换热器，所述压缩机出气口与翅片式蒸发器输入端相连通，所述翅片式蒸发器输出端通过膨胀阀和干燥过滤器连接翅片式冷凝器输入端，所述翅片式冷凝器输出端与压缩机进气口相连，组成一个完整的制冷循环回路；
所述制冷***作为多级间接蒸发的辅助制冷***。
6.根据权利要求1所述的一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，其特征在于：
所述送风段包括有送风机及送风口，在所述送风机的作用下，经过降湿降温后的进风经过翅片式蒸发器后通过送风管路送到数据中心机房内。
7.根据权利要求1所述的一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，其特征在于：
所述数据中心机房包括有地送风口、冷池、机柜和回风管，所述地送风口位于冷池下方，所述机柜位于冷池一侧，所述回风管位于冷池上方。
8.根据权利要求2～3中任一项所述的一种基于新风除湿的多级间接蒸发复合冷风机组，其特征在于：
所述再生芯体和除湿芯体是通过PVC板片或高强度防腐阻燃瓦楞纸板片交替叠成而形成。
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