一種通信機房用節能水冷卻系統的製作方法

2023-10-10 03:01:39 2

專利名稱：一種通信機房用節能水冷卻系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水冷卻系統，具體涉及一種間接利用自然冷源為通信機房進行冷卻的節能水冷卻系統。
背景技術：
目前，中國乃至全世界都面臨著經濟快速發展帶來的能源短缺問題，建設能源節約型社會，利用科技推動發展將是今後經濟發展的方向。在日常生活中，為保障通信設備的正常運行，通信機房必須一直使用空調系統為為通信機房中的各個通信設備降溫，防止因通信機房溫度過高影響數據通信。在電信行業中，其運營成本主要是電耗成本，而通信機房中空調系統的電能消耗佔了總電耗的30%，如果能有效降低通信機房內空調系統的運行費用，即可有效的降低電信企業的運營成本。
·[0004]由於通信機房設備密度高、發熱量大，一年四季都需要通過空調系統進行製冷，降低室內環境溫度。在我國北方地區，冬季室外有豐富的自然冷源-冷空氣，若直接將室外空氣引進室內，會存在送風溫度低於通信機房露點溫度時影響通信機房的潔淨度，導致通信數據出錯。因此，需要採用一種合理的間接換熱技術將室外冷源引入通信機房空間來解決現有問題。

實用新型內容發明目的本實用新型的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種通過間接採用室外自然冷源為通信機房降溫的節能水冷卻系統。技術方案為了實現以上目的，本實用新型提供了一種通信機房用節能水冷卻系統，包括自然冷卻系統、水冷冷水機組系統和冷凍水型機房空調機組；所述自然冷卻系統包括閉式冷卻塔、冷卻水泵、第一三通閥、熱交換器；所述水冷冷水機組系統包括膨脹閥、蒸發器、壓縮機、冷凝器；所述冷凍水型機房空調機組包括第二三通閥、水冷冷水機組、冷水泵；所述閉式冷卻塔、冷卻水泵和冷凝器形成一個冷卻水循環；所述閉式冷卻塔、冷卻水泵、熱交換器形成另一個冷卻水循環；所述第一三通閥設置在冷卻泵熱交換器、和冷凝器之間的管路上；所述膨脹閥、蒸發器、壓縮機、冷凝器形成一個冷卻水循環；熱交換器、蒸發器、冷水泵形成一個冷卻水循環；所述蒸發器、冷水泵、水冷冷水機組、熱交換器形成一個冷卻水循環；所述第二三通閥設置在冷水泵、水冷冷水機組和熱交換器之間的管路上。本實用新型中所述熱交換器優選為板式換熱器，採用板式換熱器可以減少中間換熱損失，實現小溫差換熱。有益效果本實用新型的優點如下本實用新型所述通信機房用節能水冷卻系統投資成本低，收益大，有效避免因直接引入自然冷源帶來的送風溫度低於機房露點溫度及影響機房潔淨度的潛在危害。該通信機房用節能水冷卻系統過度季節提供的自然冷量可以部分甚至全部替代冷水機組中的冷量，大大降低了系統運行的功耗，充分利用室外自然冷源，節能環保，降低數據機房的能耗，適應綠色數據機房的發展要求。

圖I本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍，在閱讀本實用新型之後，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
實施例 如圖I所示的一種通信機房用節能水冷卻系統，包括自然冷卻系統I、水冷冷水機組系統2和冷凍水型機房空調機組3。所述自然冷卻系統I包括閉式冷卻塔11、冷卻水泵12、第一三通閥13、熱交換器14 ;所述水冷冷水機組系統2包括膨脹閥21、蒸發器22、壓縮機23、冷凝器24 ;所述冷凍水型機房空調機組3包括第二三通閥31、水冷冷水機組32、冷水泵33。本實施例中所述閉式冷卻塔11、冷卻水泵12和冷凝器24形成一個冷卻水循環；所述閉式冷卻塔11、冷卻水泵12、熱交換器14形成另一個冷卻水循環；所述第一三通閥13設置在冷卻泵12、熱交換器14、和冷凝器24之間的管路上；所述膨脹閥21、蒸發器22、壓縮機23、冷凝器24形成一個冷卻水循環；熱交換器14、蒸發器22、冷水泵33形成一個冷卻水循環；所述蒸發器22、冷水泵33、水冷冷水機組32、熱交換器14形成一個冷卻水循環；所述第二三通閥31設置在冷水泵33、水冷冷水機組32和熱交換器14之間的管路上。本實用新型中所述冷卻水泵12、第一三通閥13、熱交換器14、膨脹閥21、蒸發器22、壓縮機23、冷凝器24位於機房室內，所述閉式冷卻塔11、第二三通閥31、水冷冷水機組32、冷水泵33位於機房室外。本實用新型的工作原理如下當夏季運行時，通信機房室內室外溫度相近時，自然冷卻系統I和水冷冷水機組系統2聯合工作，第一三通閥13導通冷卻泵12和冷凝器24。通信機房用節能水冷卻系統中構成迴路閉式冷卻塔11-冷卻水泵12-冷凝器24-閉式冷卻塔11，以及迴路膨脹閥21-蒸發器22-壓縮機23-冷凝器24-膨脹閥21 ;在冷凝器24內完成兩個迴路之間的熱交換。通信機房內水冷冷水機組系統2管道中的製冷劑液體經壓縮機23壓縮製冷後排出高溫高壓的製冷劑，排出的高溫高壓的製冷劑進入冷凝器24進行熱交換冷卻，迴路閉式冷卻塔11-冷卻水泵12-冷凝器24-閉式冷卻塔11內的冷卻水與製冷劑進行熱交換，將壓縮機23排出的高溫高壓的製冷劑變成了低溫高壓的製冷劑；實現了通信機房室內的降溫。當春季或秋季時，通信機房室內比室外高5攝氏度左右，自然冷卻系統I和水冷冷水機組系統2配合使用；第一三通閥13導通冷卻泵12和冷凝器24。通信機房用節能水冷卻系統中構成迴路閉式冷卻塔11-冷卻水泵12-冷凝器24-閉式冷卻塔11 ;以及迴路膨脹閥21-蒸發器22-壓縮機23-冷凝器24-膨脹閥21 ;在冷凝器24內完成兩個迴路之間的熱交換。如果迴路閉式冷卻塔11-冷卻水泵12-冷凝器24-閉式冷卻塔11內的冷卻水能夠承擔機房室內的冷卻,水冷冷水機組系統2內的壓縮機就不啟動，如果迴路閉式冷卻塔11-冷卻水泵12-冷凝器24-閉式冷卻塔11這個迴路內的冷卻水不能實現通信機房的充分降溫，就需要啟動壓縮機製冷，降低通信機房室內的溫度。當處於初春或深秋 時，通信機房室內比室外高7-15攝氏度，自然冷卻系統I和冷凍水型機房空調機組3聯合工作；第一三通閥13導通冷卻泵12、熱交換器14和冷凝器24 ；第二三通閥31導通冷水泵33和水冷冷水機組32 ;通信機房室內和室外通過熱交換器14、蒸發器22和冷凝器24實現熱交換，從蒸發器22流出，經過冷水泵33，進入水冷冷水機組32進一步冷卻，冷卻後經由管道進入熱交換器14進行熱交換；閉式冷卻塔11內流出的冷卻水經過冷凝器24和熱交換器14實現通信機房室內和室外通過熱交換。當處於冬季時，通信機房室內溫度比室外高出15攝氏度以上時，水冷冷水機組系統2中壓縮機23完全停止工作，自然冷卻系統I和冷凍水型機房空調機組3配合工作；第一三通閥13導通冷卻泵12和熱交換器14 ;第二三通閥31導通冷水泵33和熱交換器14。通信機房用節能水冷卻系統中構成迴路閉式冷卻塔11-冷卻水泵12-熱交換器14-閉式冷卻塔11 ；以及迴路熱交換器14-蒸發器22-冷水泵33-熱交換器14 ;通信機房室內和室外通過熱交換器14和蒸發器22實現熱交換；如果迴路閉式冷卻塔11-冷卻水泵12-熱交換器14-閉式冷卻塔11內的冷卻水不能夠實現通信機房的充分降溫，第二三通閥31導通冷水泵33和水冷冷水機組32，水冷冷水機組32內的冷卻水進一步降低通信機房室內的溫度，實現通信機房的降溫。本實施例中選取一小型通信機房用節能冷卻系統進行能耗分析，具體分析數據如下(I)閉式冷卻塔11中風機功率O. 55X2=1. I kff ；(2)閉式冷卻塔11中噴淋泵功率O. 75 kW，流量11 m3/h，揚程10 m ；(3)冷卻泵12功率4 kff,流量25 m3 /h,揚程32 m ；(4)水冷冷水機組32輸入功率26. 9 kff ；冷凍水型機房空調機組3供水溫度7 12°C，當通信機房室外溫度降至2 V即可開啟自然冷卻系統I。以我國北方某地(哈爾濱)為例，全年溼球溫度連續低於_5°C的時間為3240 h (為不失一般性，此處選取_5°C)，如在這些時間壓縮機全部停止工作，每年可節約電力77475 kWh ;全年溼球溫度2°C至_5°C的時間為1200h，此時自然冷卻承擔部分負荷，冷水機組承擔部分負荷，按30%的負荷由自然冷卻系統承擔計算，能節約能量9684 kWh ；因此按照全年工況，該系統的使用可以節省電力87160 kWh，具有很好的節能效果。 採用水冷冷水機組集中供冷，相比傳統的風冷冷水機組和風冷型機房空調機組能效比要提高很多，並且這種模式會減輕或者會消除傳統風冷型冷凝器帶來的熱島效應。
權利要求1.一種通信機房用節能水冷卻系統，其特徵在於包括自然冷卻系統(I)、水冷冷水機組系統(2)和冷凍水型機房空調機組(3);所述自然冷卻系統(I)包括閉式冷卻塔(11)、冷卻水泵(12)、第一三通閥(13)、熱交換器(14);所述水冷冷水機組系統(2)包括膨脹閥(21)、蒸發器(22)、壓縮機(23)、冷凝器(24);所述冷凍水型機房空調機組(3)包括第二三通閥(31)、水冷冷水機組(32 )、冷水泵(33 ); 所述閉式冷卻塔(11)、冷卻水泵(12)和冷凝器(24)形成一個冷卻水循環；所述閉式冷卻塔(11 )、冷卻水泵(12)、熱交換器(14)形成另一個冷卻水循環；所述第一三通閥(13)設置在冷卻泵(12)、熱交換器(14)、和冷凝器(24)之間的管路上； 所述膨脹閥(21)、蒸發器(22)、壓縮機(23)、冷凝器(24)形成一個冷卻水循環；熱交換器(14)、蒸發器(22)、冷水泵(33)形成一個冷卻水循環；所述蒸發器(22)、冷水泵(33)、水冷冷水機組(32)、熱交換器(14)形成一個冷卻水循環；所述第二三通閥(31)設置在冷水泵(33)、水冷冷水機組(32)和熱交換器(14)之間的管路上。
2.根據權利要求I所述的一種通信機房用節能水冷卻系統，其特徵在於所述熱交換器(14)為板式換熱器。
專利摘要本實用新型公開了一種通信機房用節能水冷卻系統，包括自然冷卻系統、水冷冷水機組系統和冷凍水型機房空調機組；通過第一三通閥和第二三通閥的設置，有效的利用了自然冷源為通信機房降溫；本實用新型所述通信機房用節能水冷卻系統有效避免因直接引入自然冷源帶來的送風溫度低於機房露點溫度及影響機房潔淨度的潛在危害；並大大降低了運行功耗，充分利用了室外的自然冷源，節能環保，有效降低數據機房的能耗，節約了運行成本。
文檔編號F24F5/00GK202581621SQ20122008030
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月6日 優先權日2012年3月6日
發明者孫明迪, 許海進, 李鵬飛 申請人:南京佳力圖空調機電有限公司