CN219797563U - 数据中心用空调*** - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种数据中心用空调***，属于空调技术领域。该***包括：压缩机组、第一冷凝器、第二冷凝器、换热装置、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、泵驱***和室内***；压缩机组、第一冷凝器、第六阀门与换热装置的一次侧依次首尾串联；压缩机组、第五阀门、第二冷凝器、第四阀门、第六阀门与换热装置的一次侧依次首尾串联；泵驱***、室内***、换热装置的二次侧与第一阀门依次首尾串联；泵驱***、室内***、换热装置的二次侧、第三阀门、第二冷凝器、第二阀门依次首尾串联。本发明创造能够实现自然冷与机械冷的无极调节，并且节约了***的电能及水资源消耗。

Description

数据中心用空调***

技术领域

本发明创造涉及空调技术领域，特别涉及一种数据中心用空调***。

背景技术

近年来，数据中心朝着高功率密度方向发展，机房内计算机设备的产热量不断增长。数据中心机房通常采用机械制冷来解决散热问题。机械制冷消耗了大量电能，占据了数据中心总用电量的较大比例。

目前，大型数据中心可以采用包含冷冻水机组的空调***来散热。有些情况下，由于受现场场地和高能效的限制，无法使用冷冻水机组。并且，冷凝侧采用水蒸发冷却会消耗大量水资源。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的部分或全部问题，本发明创造实施例提供了一种数据中心用空调***。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种数据中心用空调***，包括：压缩机组、第一冷凝器、第二冷凝器、换热装置、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、泵驱***和室内***；

所述压缩机组、所述第一冷凝器、所述第六阀门与所述换热装置的一次侧依次首尾串联，形成第一回路；

所述压缩机组、所述第五阀门、所述第二冷凝器、所述第四阀门、所述第六阀门与所述换热装置的一次侧依次首尾串联，形成第二回路；

所述泵驱***、所述室内***、所述换热装置的二次侧与所述第一阀门依次首尾串联，形成第三回路；

所述泵驱***、所述室内***、所述换热装置的二次侧、所述第三阀门、所述第二冷凝器、所述第二阀门依次首尾串联，形成第四回路。

进一步地，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器外侧还设置有冷凝风机。

进一步地，所述压缩机组的出液管路上还连接有油过滤器。

进一步地，所述换热装置为板式换热器。

进一步地，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门及所述第五阀门为电磁阀。

进一步地，所述第六阀门为电子膨胀阀。

进一步地，所述泵驱***包括：至少一个制冷剂泵和至少一个储液罐；

若所述制冷剂泵为多个，多个所述制冷剂泵并联；

若所述储液罐为多个，多个所述储液罐并联或串联。

进一步地，各个所述制冷剂泵通过管路串联有止回阀。

进一步地，所述室内***包括至少一组室内末端。

本申请通过对空调***中各零部件的合理配置，并通过控制压缩机与多个阀门的工作状态，实现空调***制冷模式的灵活切换。相较于采用冷冻水机组的数据中心空调***，本申请能够充分利用自然冷源，节约***的电能消耗。此外，风冷方式可以不用水蒸发冷凝，减少了压缩机传真风险并节约了水资源消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明创造实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明创造的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种数据中心用空调***的整体结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种数据中心用空调***的泵驱***的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种数据中心用空调***的室内***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明创造的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明创造实施方式作进一步地详细描述。本申请使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“第一端”、“第二端”、“一端”、“另一端”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、“套接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连接。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明创造实施例提供了一种数据中心用空调***，包括：压缩机组、第一冷凝器、第二冷凝器、换热装置、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、泵驱***和室内***；所述压缩机组、所述第一冷凝器、所述第六阀门与所述换热装置的一次侧依次首尾串联，形成第一回路；所述压缩机组、所述第五阀门、所述第二冷凝器、所述第四阀门、所述第六阀门与所述换热装置的一次侧依次首尾串联，形成第二回路；所述泵驱***、所述室内***、所述换热装置的二次侧与所述第一阀门依次首尾串联，形成第三回路；所述泵驱***、所述室内***、所述换热装置的二次侧、所述第三阀门、所述第二冷凝器、所述第二阀门依次首尾串联，形成第四回路。

参见图1，板式换热器的二次侧的出口管路上设置有电磁阀S1，第二冷凝器的出口管路和泵驱***的入口管路之间设置有电磁阀S2,空调室内***的出口管路与第二冷凝器的入口管路之间设置有电磁阀S3，第二冷凝器的出口管路与换热器第一入口管路之间设置有电磁阀S4，压缩机的出口管路和第二冷凝器的入口管路之间设置有电磁阀S5。在实施中，可以通过控制电磁阀S1、S2、S3、S4和S5，来切换制冷模式。制冷模式可以包括机械制冷模式、自然制冷模式和混合制冷模式。

在一个实施例中，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器外侧还可以设置有冷凝风机。风机可以为冷凝器周围的空气提供流动动力，通过空气流动把冷凝器处的热吸收并排放到大气中。

在实施中，压缩机可采用无油离心压缩机或有油涡旋压缩机。

值得一提的是，无油离心压缩机的制冷量相较于有油涡旋压缩机较小；在室外较热时，因冷凝压力升高会有喘振停机风险，可能会影响连续制冷从而导致业务中断，无油离心压缩机寿命和可靠性较低；离心压缩机常用R134a(四氟乙烷)低压力制冷剂，其在室内外机距离较远的长联管情况，会导致较大效率损失，影响能效。因此，在一个优选的实施例中，可以采用有油涡旋压缩机。

在实施中，若采用有油涡旋压缩机，为了保证二次侧无油，压缩机组的出口管路上还可以连接有油过滤器。油过滤器可以将一次侧的润滑油隔离，并将截流的润滑油返回压缩机吸气侧(图1未画出)。

此外，各个压缩机或者整个压缩机组的出口管路上还可以连接有止回阀，止回阀可以阻断管路中的制冷剂倒流，避免损坏压缩机，保证压缩机正常运行。

在一个实施例中，空调室外***的冷凝器可以设置双层盘管来隔离氟泵***(包含制冷剂泵的循环回路，例如第三回路和第四回路)和压缩机***(包含压缩机的制冷剂循环回路，例如第一回路和第二回路)。此时，冷凝风机需要承受的空气阻力较大，导致能耗较高。并且，双层盘管成本较高，导致冷凝器设备造价偏高。因此，在一个优选的实施例中，冷凝器可以采用单层盘管，相较于双层盘管可以降低空气阻力以及设备造价。

在一个实施例中，所述换热装置可以为板式换热器。可以将换热装置连接压缩机组的一侧称作换热装置的一次侧，将换热装置连接室内***的一侧称作二次侧。

在一个实施例中，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门及所述第五阀门可以为电磁阀。

在一个实施例中，所述第六阀门可以为电子膨胀阀。电子膨胀阀可以用于调节供液量。通过调节该电子膨胀阀的打开程度，可以调节一次侧环路供液量，相当于调节机械制冷量和自然制冷量的比例，可以实现混合制冷模式下自然冷与机械冷的无极调节。

在一个实施例中，各组室内末端也可以通过管道串联有电子膨胀阀。通过调节各个电子膨胀阀，可以调节二次侧环路中流经各个室内末端的供液量。若空调室内***包括多组室内末端，不同室内末端对应的电子膨胀阀的调节参数可以相同也可以不同。这样，可以根据所处环境的差异，灵活为不同室内末端调节供冷量。

参见图2，在一个实施例中，所述泵驱***可以包括：至少一个制冷剂泵和至少一个储液罐；若所述制冷剂泵为多个，多个所述制冷剂泵并联；若所述储液罐为多个，多个所述储液罐并联或串联。

在一个实施例中，各个所述制冷剂泵可以通过管路与止回阀串联。止回阀可以阻止制冷剂的回流，避免损坏制冷剂泵，保证制冷剂泵正常运行。

参见图3，在一个实施例中，空调室内***可以包括一组或多组室内末端。室内末端型式可以是房间空调、列间空调、风墙、背板空调、背板风墙等各种末端型式，多组室内末端(或称多联末端)也可以采用多种末端型式组合使用。

值得一提的是，图1-3中的箭头可以表示管路中制冷剂(气态或液态)的流动方向。

基于以上各实施例提供的结构，可以对数据中心机房进行合理有效的降温。具体的，通过压缩机以及多个阀门的相互配合，能够对空调***的制冷模式进行切换。不同制冷模式下，压缩机以及各个阀门的开关状态可以参见表1。

表1：不同制冷模式下的开关状态

参见图1，第一阀门可以是用于机械冷的电磁阀S1，第二阀门和第三阀门可以是用于自然冷的电磁阀S2和S3，第四阀门和第五阀门可以是DX(直接膨胀式)电磁阀S4和S5。

关闭所述第一阀门S1、所述第四阀门S4、所述第五阀门S5和所述压缩机组，开启所述第二阀门S2和所述第三阀门S3，可以启用自然制冷模式。

值得一提的是，关闭压缩机组可以指关闭压缩机组的制冷功能，其中的管路可以不截断，制冷剂仍可在压缩机组中流动。此时，第一回路和第四回路中的制冷剂可以流动换热。

关闭所述第一阀门S1、所述第四阀门S4和所述第五阀门S5，开启所述第二阀门S2、所述第三阀门S3和所述压缩机组，可以启用混合制冷模式。此时，第一回路和第四回路中的制冷剂可以流动换热。

关闭所述第二阀门S2和所述第三阀门S3，开启所述第一阀门S1、所述第四阀门S4、所述第五阀门S5和所述压缩机组，可以启用机械制冷模式。此时，第二回路和第三回路中的制冷剂可以流动换热。

在一个实施例中，当采用机械制冷模式或混合制冷模式时，可以以板式换热器的蒸发压力或者其他条件为控制目标对压缩机组进行能量调节，本申请对此不作限制。

基于相同的技术构思，本发明创造实施例还提供了一种数据中心机房的空调调节方法，应用于第一方面所述的数据中心用空调***；所述方法包括：

关闭所述第一阀门、所述第四阀门、所述第五阀门和所述压缩机组，开启所述第二阀门和所述第三阀门，来启用自然制冷模式；

关闭所述第一阀门、所述第四阀门和所述第五阀门，开启所述第二阀门、所述第三阀门和所述压缩机组，来启用混合制冷模式；

关闭所述第二阀门和所述第三阀门，开启所述第一阀门、所述第四阀门、所述第五阀门和所述压缩机组，来启用机械制冷模式。

在一个实施例中，所述方法还包括：通过调节所述第六阀门的打开程度来调节机械制冷量和自然制冷量的比例。

采用上述的各实施方式，本申请通过对空调***中各零部件的合理配置，并通过控制压缩机与多个阀门的工作状态，实现空调***制冷模式的灵活切换。相较于采用冷冻水机组的数据中心空调***，本申请能够充分利用自然冷源，节约***的电能消耗。此外，风冷方式可以不用水蒸发冷凝，减少了压缩机传真风险并节约了水资源消耗。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数据中心用空调***，其特征在于，包括：压缩机组、第一冷凝器、第二冷凝器、换热装置、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、泵驱***和室内***；

所述压缩机组、所述第一冷凝器、所述第六阀门与所述换热装置的一次侧依次首尾串联，形成第一回路；

所述压缩机组、所述第五阀门、所述第二冷凝器、所述第四阀门、所述第六阀门与所述换热装置的一次侧依次首尾串联，形成第二回路；

所述泵驱***、所述室内***、所述换热装置的二次侧与所述第一阀门依次首尾串联，形成第三回路；

所述泵驱***、所述室内***、所述换热装置的二次侧、所述第三阀门、所述第二冷凝器、所述第二阀门依次首尾串联，形成第四回路。

2.如权利要求1所述的数据中心用空调***，其特征在于，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器外侧还设置有冷凝风机。

3.如权利要求1所述的数据中心用空调***，其特征在于，所述压缩机组的出液管路上还连接有油过滤器。

4.如权利要求1所述的数据中心用空调***，其特征在于，所述换热装置为板式换热器。

5.如权利要求1所述的数据中心用空调***，其特征在于，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门及所述第五阀门为电磁阀。

6.如权利要求1所述的数据中心用空调***，其特征在于，所述第六阀门为电子膨胀阀。

7.如权利要求1所述的数据中心用空调***，其特征在于，所述泵驱***包括：至少一个制冷剂泵和至少一个储液罐；

若所述制冷剂泵为多个，多个所述制冷剂泵并联；

若所述储液罐为多个，多个所述储液罐并联或串联。

8.如权利要求7所述的数据中心用空调***，其特征在于，各个所述制冷剂泵通过管路串联有止回阀。

9.如权利要求1所述的数据中心用空调***，其特征在于，所述室内***包括至少一组室内末端。