應(yīng)用于idc機(jī)房熱濕獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于IDC機(jī)房熱濕獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的空調(diào)系統(tǒng)包括閉式冷卻塔、水冷制冷機(jī)組、冷水罐、冷凍水泵、冷卻水泵、干盤管模塊、新風(fēng)除濕模塊、排風(fēng)設(shè)備、嵌入式控制系統(tǒng)、閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器、干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器、干盤管模塊出水溫度傳感器。本實(shí)用新型的制冷方法是當(dāng)室外空氣的干球溫度低于判據(jù)溫度1，閉式冷卻塔干工況運(yùn)行，水冷制冷機(jī)組停機(jī)，節(jié)水節(jié)能；當(dāng)室外空氣的干球溫度高于判據(jù)溫度1且濕球溫度低于判據(jù)溫度2，閉式冷卻塔濕工況運(yùn)行，水冷制冷機(jī)組停機(jī)，節(jié)能；當(dāng)室外空氣的濕球溫度高于判據(jù)溫度2，水冷制冷機(jī)組運(yùn)行且運(yùn)行時(shí)出水溫度為判據(jù)溫度2，節(jié)能。
【專利說明】應(yīng)用于IDC機(jī)房熱濕獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IDC機(jī)房的空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于IDC機(jī)房的熱濕獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)及其制冷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]IDC機(jī)房中由于設(shè)備運(yùn)行，散熱量大，為保證設(shè)備的正常運(yùn)行，機(jī)房溫度需要常年控制在22 °C ±2°C。
[0003]IDC機(jī)房的特殊性:(1)全年都是冷負(fù)荷，所以需要全年開啟制冷系統(tǒng)，并全天24小時(shí)不間斷運(yùn)行；(2)IDC機(jī)房冷負(fù)荷大，制冷系統(tǒng)能耗很高；(3)為保證IDC機(jī)房在停水情況下依然能正常運(yùn)行，采用水冷制冷機(jī)組時(shí)要求配備蓄水池。
[0004]現(xiàn)有IDC機(jī)房最傳統(tǒng)的制冷解決方案是采用風(fēng)冷精密空調(diào)，單機(jī)制冷能力較小，一個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)房一般都需安裝多臺(tái)才能滿足需要。
[0005]風(fēng)冷精密空調(diào)主要缺點(diǎn)如下:(1)制冷系統(tǒng)的能效比低:采用風(fēng)冷方式，能效比較水冷制冷系統(tǒng)低，全年運(yùn)行能耗大；(2)安裝困難:大量的室外冷凝器安裝需要非常大的場(chǎng)地，銅管過長，制冷效率低，成本高，安裝難度大，而且影響建筑物外觀。(3)室外冷凝器的安裝位置受空間限制，極可能出現(xiàn)熱島效應(yīng)，大大降低制冷效率。(4)在夏天室外溫度很高時(shí)，制冷能力嚴(yán)重下降甚至保護(hù)停機(jī)。(5)精密空調(diào)內(nèi)部風(fēng)機(jī)盤管的工作溫度大大低于露點(diǎn)溫度，產(chǎn)生大量冷凝水，為了維持?jǐn)?shù)據(jù)中心的濕度，需要啟動(dòng)加濕功能，除濕和加濕都要消耗大量的能源。
[0006]由于IDC機(jī)房規(guī)模的擴(kuò)大，采用水冷制冷機(jī)組配合IDC末端裝置的系統(tǒng)形式越來越多。
[0007]傳統(tǒng)的水冷制冷機(jī)組(采用的開式冷卻塔)配合IDC末端裝置(水冷精密空調(diào))的系統(tǒng)，主要缺點(diǎn)如下:(1)由于IDC機(jī)房全年冷負(fù)荷，水冷制冷機(jī)組全年開啟，運(yùn)行費(fèi)用高。
(2)水冷精密空調(diào)工作時(shí)產(chǎn)生大量冷凝水，為保證IDC機(jī)房內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行，需要設(shè)置處理冷凝水的相關(guān)設(shè)備，如需要做攔水壩、地面做防水處理、設(shè)置排水管道、安裝漏水報(bào)警設(shè)備。(3)采用開式冷卻塔，需要配備的蓄水池容積要求大，占地面積大，耗水量大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有IDC機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的上述缺陷， 申請(qǐng)人:經(jīng)過研究改進(jìn)，提供一種應(yīng)用于IDC機(jī)房的熱濕獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)及其制冷方法，通過干盤管模塊和新風(fēng)除濕模塊構(gòu)成空調(diào)系統(tǒng)，閉式冷卻塔和水冷制冷機(jī)組構(gòu)成制冷系統(tǒng)，通過聯(lián)合運(yùn)行，解決目前技術(shù)中存在的上述缺陷。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]本發(fā)明提供一種應(yīng)用于IDC機(jī)房的熱濕獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，包括由管道連接的閉式冷卻塔、水冷制冷機(jī)組、冷水罐、冷凍水泵、冷卻水泵和干盤管模塊，獨(dú)立的新風(fēng)除濕模塊，獨(dú)立的排風(fēng)設(shè)備，以及電連接的嵌入式控制系統(tǒng)、閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器、干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器、干盤管模塊出水溫度傳感器、閉式冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器、閉式冷卻塔循環(huán)水泵變頻器以及各電動(dòng)閥門；
[0011]自來水管、冷水罐的第一出水口由管道分別經(jīng)第一電動(dòng)閥門、第二電動(dòng)閥門與閉式冷卻塔的補(bǔ)水口連接，閉式冷卻塔的出水口由管道經(jīng)第三電動(dòng)閥門與冷水罐的進(jìn)水口連接，閉式冷卻塔的出水口又由管道經(jīng)順序連接的第四電動(dòng)閥門和第五電動(dòng)閥門與冷卻水泵的進(jìn)水口連接，閉式冷卻塔的出水口還由管道經(jīng)順序連接的第四電動(dòng)閥門和第六電動(dòng)閥門與冷凍水泵的進(jìn)水口連接，水冷制冷機(jī)組的第一出水口由管道經(jīng)第七電動(dòng)閥門與冷凍水泵的進(jìn)水口連接，冷凍水泵的出水口由管道直接與干盤管模塊的進(jìn)水口連接，干盤管模塊的出水口由管道分別經(jīng)第八電動(dòng)閥門、第九電動(dòng)閥門與水冷制冷機(jī)組的第一進(jìn)水口、閉式冷卻塔的進(jìn)水口連接，冷卻水泵的出水口由管道直接與水冷制冷機(jī)組的第二進(jìn)水口連接，水冷制冷機(jī)組的第二出水口由管道直接與閉式冷卻塔的進(jìn)水口連接；冷水罐的第二出水口由管道分別經(jīng)第五電動(dòng)閥門、第六電動(dòng)閥門冷卻水泵的進(jìn)水口、冷凍水泵的進(jìn)水口連接；新風(fēng)除濕模塊、排風(fēng)設(shè)備獨(dú)立安裝在IDC機(jī)房內(nèi)；
[0012]閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器安裝在閉式冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口處；干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器安裝在干盤管模塊供水管道上；干盤管模塊出水溫度傳感器安裝在干盤管模塊回水管道上。閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器、干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器和干盤管模塊出水溫度傳感器采集的信號(hào)輸入嵌入式控制系統(tǒng)，嵌入式控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)控制各電動(dòng)閥門和閉式冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器、閉式冷卻塔循環(huán)水泵變頻器。
[0013]2.一種應(yīng)用于IDC機(jī)房的熱濕獨(dú)立控制制冷方法，具體為:
[0014]I)當(dāng)室外空氣的干球溫度低于判據(jù)溫度1，水冷制冷機(jī)組停機(jī)，閉式冷卻塔干工況運(yùn)行，提供冷凍水，冷卻干盤管模塊的同時(shí)保證干盤管模塊干工況運(yùn)行；
[0015]2)當(dāng)室外空氣的干球溫度高于判據(jù)溫度I且濕球溫度低于判據(jù)溫度2，水冷制冷機(jī)組停機(jī)，閉式冷卻塔濕工況運(yùn)行，提供冷凍水，冷卻干盤管模塊的同時(shí)保證干盤管模塊干工況運(yùn)行；
[0016]3)當(dāng)室外空氣的濕球溫度高于判據(jù)溫度2，水冷制冷機(jī)組運(yùn)行，提供冷凍水，冷卻干盤管模塊的同時(shí)保證干盤管模塊干工況運(yùn)行；
[0017]4)水冷制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)，出水溫度控制在判據(jù)溫度2，保證干盤管模塊干工況運(yùn)行的同時(shí)最大限度地提高水冷制冷機(jī)組的能效比。
[0018]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0019]本發(fā)明采用熱濕獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，由干盤管模塊負(fù)擔(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷，由新風(fēng)除濕模塊負(fù)擔(dān)新風(fēng)和全部濕負(fù)荷。干盤管模塊的工作溫度運(yùn)行于露點(diǎn)溫度以上，不需要負(fù)擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷。
[0020]本發(fā)明采用干盤管模塊內(nèi)的盤管干工況運(yùn)行，無冷凝水產(chǎn)生，因此，不必設(shè)置處理冷凝水的相關(guān)設(shè)備，保證機(jī)房的安全運(yùn)行。
[0021]本發(fā)明采用干盤管模塊中的盤管干工況運(yùn)行，盤管的面積以及安放位置更加靈活，可以大大增加換熱面積及換熱效果。
[0022]本發(fā)明采用干盤管模塊中的盤管干工況運(yùn)行，盤管運(yùn)行溫度高，所需冷凍水溫度高。一年內(nèi)的大部分時(shí)間都可采用閉式冷卻塔提供冷卻水，大大減小制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，節(jié)能；在適當(dāng)?shù)臍夂驐l件下采用閉式冷卻塔干工況運(yùn)行提供冷凍水，節(jié)能、節(jié)水、防凍。采用水冷制冷機(jī)組提供冷凍水時(shí)，由于制冷系統(tǒng)出水溫度提高，制冷機(jī)組COP提高，節(jié)能。
[0023]本發(fā)明采用的干盤管模塊不產(chǎn)生除濕效果，不會(huì)因冷凝水析出、降低室內(nèi)濕度而需要加濕，減少這部分引起的能耗。
[0024]本發(fā)明采用新風(fēng)除濕模塊獨(dú)立運(yùn)行，受限制少。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0026]圖2是本發(fā)明制冷系統(tǒng)的運(yùn)行方式總圖。
[0027]圖3是正常情況下，閉式冷卻塔冷卻運(yùn)行方式的環(huán)路圖。[0028]圖4是正常情況下，水冷制冷機(jī)組制冷運(yùn)行方式下的冷凍水循環(huán)、冷卻水循環(huán)環(huán)路圖。
[0029]圖5是正常情況下，本發(fā)明制冷系統(tǒng)的供水圖。
[0030]圖6是緊急停水情況下，本發(fā)明制冷系統(tǒng)的供水圖。
[0031]【附圖符號(hào)說明】1.閉式冷卻塔；2.水冷制冷機(jī)組；3.冷水罐；4.冷凍水泵；5.冷卻水泵；6.干盤管模塊；7.新風(fēng)除濕模塊；8.排風(fēng)設(shè)備；9.嵌入式控制系統(tǒng)；10.閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器；11.干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器；12.干盤管模塊出水溫度傳感器；13.電動(dòng)閥門；14.電動(dòng)閥門；15.電動(dòng)閥門；16.電動(dòng)閥門；17.電動(dòng)閥門；18.電動(dòng)閥門；19.電動(dòng)閥門；20.電動(dòng)閥；21.電動(dòng)閥；22.閉式冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器；23.閉式冷卻塔循環(huán)水泵變頻器。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明的制冷系統(tǒng)包括閉式冷卻塔1、水冷制冷機(jī)組2、冷水罐3、冷凍水泵4、冷卻水泵5、干盤管模塊6、新風(fēng)除濕模塊7、排風(fēng)設(shè)備8、嵌入式控制系統(tǒng)9、閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器10、干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器11、干盤管模塊出水溫度傳感器12、閉式冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器22、閉式冷卻塔循環(huán)水泵變頻器23以及多個(gè)電動(dòng)閥門13~21。
[0034]見圖1，自來水管、冷水罐(3)的第一出水口由管道分別經(jīng)第一電動(dòng)閥門(20)、第二電動(dòng)閥門(21)與閉式冷卻塔(I)的補(bǔ)水口連接，閉式冷卻塔(I)的出水口由管道經(jīng)第三電動(dòng)閥門(13)與冷水罐(3)的進(jìn)水口連接，閉式冷卻塔(I)的出水口又由管道經(jīng)順序連接的第四電動(dòng)閥門(14)和第五電動(dòng)閥門(15)與冷卻水泵(5)的進(jìn)水口連接，閉式冷卻塔(I)的出水口還由管道經(jīng)順序連接的第四電動(dòng)閥門(14)和第六電動(dòng)閥門(16)與冷凍水泵(4)的進(jìn)水口連接，水冷制冷機(jī)組(2)的第一出水口由管道經(jīng)第七電動(dòng)閥門(17)與冷凍水泵
(4)的進(jìn)水口連接，冷凍水泵(4)的出水口由管道直接與干盤管模塊(6)的進(jìn)水口連接，干盤管模塊(6)的出水口由管道分別經(jīng)第八電動(dòng)閥門(18)、第九電動(dòng)閥門(19)與水冷制冷機(jī)組(2)的第一進(jìn)水口、閉式冷卻塔(I)的進(jìn)水口連接，冷卻水泵(5)的出水口由管道直接與水冷制冷機(jī)組(2)的第二進(jìn)水口連接，水冷制冷機(jī)組(2)的第二出水口由管道直接與閉式冷卻塔(I)的進(jìn)水口連接；冷水罐(3)的第二出水口由管道分別經(jīng)第五電動(dòng)閥門(15)、第六電動(dòng)閥門(16)與冷卻水泵(5)的進(jìn)水口、冷凍水泵(4)的進(jìn)水口連接；新風(fēng)除濕模塊(7)、排風(fēng)設(shè)備(8 )獨(dú)立安裝在1DC機(jī)房內(nèi)；
[0035]見圖1，閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器(10)安裝在閉式冷卻塔(1)的進(jìn)風(fēng)口處；干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器(11)安裝在干盤管模塊(6)供水管道上；干盤管模塊出水溫度傳感器(12)安裝在干盤管模塊(6)回水管道上。閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器
(10)、干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器(11)、干盤管模塊出水溫度傳感器(12)采集的信號(hào)輸入嵌入式控制系統(tǒng)(9)，嵌入式控制系統(tǒng)(9)輸出的信號(hào)控制各電動(dòng)閥門(13~21)以及閉式冷卻塔(1)上的閉式冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器(22)、閉式冷卻塔循環(huán)水泵變頻器(23)，來滿足各工況下最優(yōu)控制，起到節(jié)能、節(jié)水的目的；其中，閉式冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器(22)控制閉式冷卻塔(1)的風(fēng)量；閉式冷卻塔循環(huán)水泵變頻器(23)控制閉式冷卻塔(1)的噴淋水量。
[0036]本發(fā)明制冷系統(tǒng)總的運(yùn)行方式如圖2所示，分為正常情況、緊急情況兩種。
[0037]見圖2，正常情況下，制冷系統(tǒng)又分為“閉式冷卻塔冷卻”和“水冷制冷機(jī)組制冷”兩種運(yùn)行方式。其控制方式分別如下:
[0038]1、閉式冷卻塔冷卻:閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器10溫度中濕球溫度低于判據(jù)溫度2時(shí)，嵌入式控制系統(tǒng)9輸出控制信號(hào)，控制各電動(dòng)閥門形成如下開閉組合:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于IDC機(jī)房的熱濕獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:包括由管道連接的閉式冷卻塔(I)、水冷制冷機(jī)組(2 )、冷水罐(3 )、冷凍水泵(4)、冷卻水泵(5 )和干盤管模塊(6)，獨(dú)立的新風(fēng)除濕模塊(7)，獨(dú)立的排風(fēng)設(shè)備(8)，以及電連接的嵌入式控制系統(tǒng)(9)、閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器(10 )、干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器(11)、干盤管模塊出水溫度傳感器(12)、閉式冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器(22)、閉式冷卻塔循環(huán)水泵變頻器(23)以及各電動(dòng)閥門(13?21)； 自來水管、冷水罐(3)的第一出水口由管道分別經(jīng)第一電動(dòng)閥門(20)、第二電動(dòng)閥門(21)與閉式冷卻塔(I)的補(bǔ)水口連接，閉式冷卻塔(I)的出水口由管道經(jīng)第三電動(dòng)閥門(13)與冷水罐(3)的進(jìn)水口連接，閉式冷卻塔(I)的出水口又由管道經(jīng)順序連接的第四電動(dòng)閥門(14)和第五電動(dòng)閥門(15)與冷卻水泵(5)的進(jìn)水口連接，閉式冷卻塔(I)的出水口還由管道經(jīng)順序連接的第四電動(dòng)閥門(14)和第六電動(dòng)閥門(16)與冷凍水泵(4)的進(jìn)水口連接，水冷制冷機(jī)組(2)的第一出水口由管道經(jīng)第七電動(dòng)閥門(17)與冷凍水泵(4)的進(jìn)水口連接，冷凍水泵(4)的出水口由管道直接與干盤管模塊(6)的進(jìn)水口連接，干盤管模塊(6)的出水口由管道分別經(jīng)第八電動(dòng)閥門(18)、第九電動(dòng)閥門(19)與水冷制冷機(jī)組(2)的第一進(jìn)水口、閉式冷卻塔(I)的進(jìn)水口連接，冷卻水泵(5)的出水口由管道直接與水冷制冷機(jī)組(2)的第二進(jìn)水口連接，水冷制冷機(jī)組(2)的第二出水口由管道直接與閉式冷卻塔(I)的進(jìn)水口連接；冷水罐(3)的第二出水口由管道分別經(jīng)第五電動(dòng)閥門(15)、第六電動(dòng)閥門(16)與冷卻水泵(5)的進(jìn)水口、冷凍水泵(4)的進(jìn)水口連接；新風(fēng)除濕模塊(7)、排風(fēng)設(shè)備(8)獨(dú)立安裝在IDC機(jī)房內(nèi)； 閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器(10)安裝在閉式冷卻塔(I)的進(jìn)風(fēng)口處；干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器(11)安裝在干盤管模塊(6)供水管道上；干盤管模塊出水溫度傳感器(12)安裝在干盤管模塊(6)回水管道上；閉式冷卻塔進(jìn)風(fēng)干濕球溫度傳感器(10)、干盤管模塊進(jìn)水溫度傳感器(11)和干盤管模塊出水溫度傳感器(12)采集的信號(hào)輸入嵌入式控制系統(tǒng)(9),嵌入式控制系統(tǒng)(9)輸出的信號(hào)控制各電動(dòng)閥門(13?21)和閉式冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器(22 )、閉式冷卻塔循環(huán)水泵變頻器(23 )。
【文檔編號(hào)】F24F11/02GK203464418SQ201320571043
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】李靜, 陸明剛 申請(qǐng)人:江南大學(xué)