水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)和水側(cè)自然冷卻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)和水側(cè)自然冷卻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心的整體設(shè)計愈來愈重視服務(wù)器在更高的環(huán)境溫度下工作所獲得的效率和成本的優(yōu)勢，信息技術(shù)(Informat1n Technology，IT)設(shè)備供應(yīng)商也致力于提升服務(wù)器所允許的進(jìn)風(fēng)溫度限制，通過不斷的優(yōu)化IT設(shè)備內(nèi)部布局和選用耐溫電子元器件，月艮務(wù)器已經(jīng)能夠在35°C甚至更高的進(jìn)風(fēng)溫度環(huán)境下正常運(yùn)行。
[0003]針對高溫服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心常用的空調(diào)系統(tǒng)解決方案一般有以下兩種:一種是利用水進(jìn)行冷卻的水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)，另一種是利用風(fēng)進(jìn)行冷卻的風(fēng)側(cè)自然冷卻系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)由冷卻塔、板式換熱器、冷機(jī)、循環(huán)泵、空調(diào)末端等設(shè)備組成，冬季及春秋季時利用冷卻塔和板式換熱器制取冷凍水，無需開啟冷機(jī)；夏季時開啟冷機(jī)制取冷凍水。
[0004]但是，現(xiàn)有的水側(cè)自然冷卻的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在:冷機(jī)全年多數(shù)時間不運(yùn)行，僅在夏季極端工況運(yùn)行。但為了保證數(shù)據(jù)中心全年可用而不得不配置冷機(jī)，初投資及運(yùn)行費(fèi)用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0006]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以不需要配置冷機(jī)，降低成本以及節(jié)能減排。
[0007]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種水側(cè)自然冷卻方法。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)，包括:空調(diào)末端，用于根據(jù)冷凍水產(chǎn)生冷風(fēng)；冷卻塔和板式換熱器，用于在室外環(huán)境溫度小于預(yù)設(shè)溫度時，為輸送到所述空調(diào)末端的冷凍水進(jìn)行降溫；供水機(jī)組，用于在室外環(huán)境溫度大于預(yù)設(shè)溫度時，將自來水作為冷凍水輸送到所述空調(diào)末端；降溫裝置，用于在自來水不能滿足冷凍水溫要求時，對自來水進(jìn)行降溫，并根據(jù)降溫后的自來水得到輸送到所述空調(diào)末端的冷凍水。
[0009]本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)，不需要設(shè)置冷機(jī)，可以降低成本以及節(jié)能減排。
[0010]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻方法，包括:采用自然冷卻設(shè)備或者自來水，對輸送到空調(diào)末端的冷凍水進(jìn)行降溫，或者，為空調(diào)末端輸送冷凍水；根據(jù)冷凍水廣生冷風(fēng)。
[0011]本發(fā)明第二方面實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻方法，不需要設(shè)置冷機(jī)，可以降低成本以及節(jié)能減排。
[0012]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0013]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0014]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)的第一運(yùn)行模式的示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)的第二運(yùn)行模式的示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)的第三運(yùn)行模式的示意圖；
[0017]圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的模塊或具有相同或類似功能的模塊。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0019]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括:空調(diào)末端11，冷卻塔12，板式換熱器13，供水機(jī)組14，降溫裝置。
[0020]可選的，降溫裝置可以是蓄冰池，或者，降溫裝置是相變蓄冷裝置。
[0021]如圖1所示，以降溫裝置是蓄冰池15為例。
[0022]可選的，該系統(tǒng)還可以包括變頻泵，如圖1所示，變頻泵可以分別設(shè)置在冷卻塔回路，空調(diào)末端回路，自來水供應(yīng)支路上，以分別對冷卻水，冷凍水和自來水的循環(huán)提供動力。
[0023]應(yīng)用本實(shí)施例的系統(tǒng)，可以對應(yīng)三種運(yùn)行模式，分別稱為第一運(yùn)行模式，第二運(yùn)行模式和第三運(yùn)行模式。
[0024]三種運(yùn)行模式可以分別應(yīng)用于不同的室外環(huán)境溫度下，在不同的運(yùn)行模式下，輸送到空調(diào)末端的冷凍水采用不同的方式進(jìn)行降溫。分別參見圖1-3，分別用粗黑線示出了相應(yīng)運(yùn)行模式下水輸送的路徑。
[0025]參見圖1，第一運(yùn)行模式下，水循環(huán)的回路存在兩條，分別是冷卻水回路和冷凍水回路，其中，冷卻水回路中循環(huán)的水是冷卻水，冷卻水回路經(jīng)過的設(shè)備包括冷卻塔和板式換熱器，另外，為了增強(qiáng)水循環(huán)的動力，可以在冷卻水回路上設(shè)置變頻泵。冷凍水回路中循環(huán)的水是冷凍水，冷凍水回路經(jīng)過的設(shè)備包括板式換熱器和空調(diào)末端，類似的，為了增強(qiáng)水循環(huán)的動力，可以在冷凍水回路上設(shè)置變頻泵。
[0026]可以理解的是，冷卻水和冷凍水可以采用不同的輸送路徑(圖1中未示出)分別輸送到冷卻水回路和冷凍水回路中。
[0027]冷卻塔可以具體是開式冷卻塔，可以通過蒸發(fā)冷卻將數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量散發(fā)到大氣中。
[0028]空調(diào)末端是水冷型的，具體可以是精密空調(diào)，列間空調(diào)，組合式空調(diào)機(jī)組，水冷背板等形式。
[0029]當(dāng)室外環(huán)境溫度(具體可以是室外環(huán)境濕球溫度)小于預(yù)設(shè)溫度時，冷卻塔可以對冷卻水進(jìn)行降溫，降溫后的冷卻水輸送到板式換熱器后，可以對另一回路中的冷凍水進(jìn)行降溫，降溫后的冷凍水可以輸送到空調(diào)末端，空調(diào)末端采用降溫后的冷凍水產(chǎn)生冷風(fēng)，冷風(fēng)可以對數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備進(jìn)行降溫。
[0030]參見圖2，第二運(yùn)行模式下，由自來水作為空調(diào)末端的冷凍水。自來水可以具體是市政自來水，如圖2所示，供水機(jī)組可以具體是無負(fù)壓供水機(jī)組。
[0031]在室外環(huán)境溫度大于預(yù)設(shè)溫度時，自來水可以由供水機(jī)組輸送給空調(diào)末端，由自來水作為空調(diào)末端的冷凍水，空調(diào)末端接收到自來水后，可以利用自來水的冷量產(chǎn)生冷風(fēng)，對數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備進(jìn)行降溫。另外，為了增強(qiáng)水循環(huán)的動力，在輸送自來水到空調(diào)末端的支路上可以設(shè)置變頻泵。
[0032]另外，作為冷凍水的自來水經(jīng)過空調(diào)末端后，溫度上升，空調(diào)末端輸出的自來水可以經(jīng)過變頻泵被輸送到蓄水池16，蓄水池16中的水可以作為冷卻塔的補(bǔ)水池，從而在第一運(yùn)行模式下，冷卻水回路的水可以來自蓄水池16。
[0033]在夏季，白天濕球溫度較高，可以啟動第二運(yùn)行模式，夜間濕球溫度較低，可以啟動第一運(yùn)行模式。
[0034]可以理解的是，上述的預(yù)設(shè)溫度可以根據(jù)實(shí)際工況，天氣等情況預(yù)先設(shè)置。
[0035]參見圖3，第三運(yùn)行模式下，當(dāng)自來水的溫度大于冷卻水溫要求時，如圖3所示，自來水經(jīng)過供水機(jī)組后可以分為兩個支路，一個支路是經(jīng)過蓄冰池，另一個支路是未經(jīng)過蓄冰池，經(jīng)過蓄冰池的自來水與未經(jīng)過蓄冰池的自來水混合，以便混合后的水溫滿足冷卻水溫的工況要求，在得到滿足工況要求的混合水后，將混合水作為冷卻水輸送給空調(diào)末端。
[0036]蓄冰池內(nèi)存儲有冰，自來水進(jìn)入蓄冰池后，由冰對自來水進(jìn)行降溫。其中，冰可以由制冰機(jī)(圖中未示出)制得。
[0037]另外，制冰機(jī)可以在峰谷電價階段進(jìn)行制冰，例如，在夜晚完成制冰，從而可以充分利用峰谷電價，節(jié)省運(yùn)營成本。
[0038]可以理解的是，對自來水進(jìn)行降溫不限于蓄冰池，還可以采用其他方式進(jìn)行降溫，例如，采用相變蓄冷裝置對自來水進(jìn)行降溫，相應(yīng)的，在采用相變蓄冷裝置時，作為冷凍水的是經(jīng)過相變蓄冷裝置降溫后的自來水。
[0039]為了降低成本，相變蓄冷裝置也可以在峰谷電價階段，如夜晚對自來水進(jìn)行降溫，在白天可以使用已經(jīng)制得的冰對自來水進(jìn)行降溫。
[0040]本實(shí)施例中，不需要設(shè)置冷機(jī)，可以降低成本以及節(jié)能減排。本實(shí)施例最大限度的減少了機(jī)械制冷，充分利用室外自然冷量和自來水的冷量，大大節(jié)省制冷系統(tǒng)運(yùn)行能耗，實(shí)現(xiàn)簡單，可靠。本實(shí)施例充分利用峰谷電價政策，節(jié)約數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本。
[0041]圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例提出的水側(cè)自然冷卻方法的流程示意圖，該方法包括:
[0042]S41:采用自然冷卻設(shè)備或者自來水，對輸送到空調(diào)末端的冷凍水進(jìn)行降溫，或者，為空調(diào)末端輸送冷凍水。
[0043]具體可以包括: