本發明涉及數據中心領域,具體涉及一種數據中心節能空調系統。
背景技術:
隨著電子信息行業的飛速發展,數據中心的發展也進入到一個新的階段。據統計,數據中心空調用電約占整個數據中心耗能的40%。空調的用量愈大,消耗電力也愈多,直接造成夏季限電危機及大量能源消耗的問題。在這種情況下,免費冷卻技術指全部或部分使用自然界的免費冷源進行制冷從而減少壓縮機或冷凍機消耗的能量。目前常用的免費冷源主要是冬季或春秋季的室外空氣。因此,如果可能的話,數據中心的選址應該在天氣比較寒冷或低溫時間比較長的地區。在中國,北方地區都是非常適合采用免費制冷技術。基于此設計了一種數據中心節能空調系統,對提高數據中心機房的冷卻效率,降低pue(powerusageeffectiveness,電源使用效率)具有重要意義。
技術實現要素:
為達到上述目的,為此,本發明提供一種數據中心節能空調系統及調節方法,它具有能針對季節變化切換多種不同制冷模式的優點。
為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案。
一種數據中心節能空調系統,包含離心式冷水機組、冷卻塔、板式換熱器、空調末端、冷水泵、冷卻水泵、閥門v1-v8;離心式冷水機組包含冷凝器、蒸發器;
冷凝器的出水口依次與冷卻塔、板式換熱器冷卻水端的進水口通過管路連接,并在連接管路上設有冷卻水泵;冷凝器的出水口還依次通過閥門v8、閥門v7與板式換熱器冷卻水端的進水口連接;板式換熱器冷卻水端的出水口依次通過閥門v5、閥門v6與冷凝器進水口連接;閥門v8、閥門v7中間通過管道與閥門v5、閥門v6中間連接;
蒸發器出水口依次與空調末端、板式換熱器冷水端的進水口通過管路連接,并在連接管路上設有冷水泵;蒸發器的出水口還通過閥門v2、閥門v1與板式換熱器冷水端的進水口連接;板式換熱器冷水端的出水口依次通過閥門v3、閥門v4與蒸發器的進水口連接;閥門v1、閥門v2中間通過管道與閥門v3、閥門v4中間連接。
優選的,冷卻塔并聯設有旁通閥。
優選的,空調末端并聯設有壓差旁通閥。
數據中心節能空調系統,冷卻塔冷卻水循環管路與空調末端冷水循環管路通過板式換熱器進行熱交換,在冬季及過渡季節利用自然冷源通過冷卻塔間接向空調末端提供冷量。在冬季采用冷卻塔免費供冷模式,過渡季采用冷卻塔預冷模式,夏季采用常規制冷模式。
數據中心節能空調系統調節方法,包含以下工作模式:
當冷卻塔出水溫度低于或等于溫度1時,關閉離心式冷水機組,閥門v2、v3、v5、v8打開,閥門v1、v4、v6、v7關閉,利用冷卻塔通過板式換熱器向空調末端提供冷量。
當冷卻塔出水溫度高于溫度1且低于或等于溫度2時,閥門v3、v4、v5、v6打開,閥門v1、v2、v7關閉,閥門v8用于旁通調節控制水溫。利用冷卻塔冷卻水供水通過板式換熱器對空調冷水回水進行預冷處理,充分利用自然冷源,提高制冷主機的制冷效率,降低制冷主機的能耗。
當冷卻塔出水溫度高于溫度2時,閥門v1、v4、v6、v7打開,閥門v2、v3、v5、v8關閉,利用離心式冷水機組向空調末端提供冷量。
優選的,溫度1為12℃,溫度2為18℃。
本發明的有益效果:本發明的數據中心節能空調系統具有多種工作模式,在冬季及過渡季節利用自然冷源通過冷卻塔間接向空調末端提供冷量。在冬季采用冷卻塔免費供冷模式,過渡季采用冷卻塔預冷模式,夏季采用常規制冷模式。提高數據中心機房的冷卻效率,降低pue。
附圖說明
圖1是實施例的連接示意圖。
圖中,v1-v8.閥門、10.離心式冷水機組、11.冷凝器、12.蒸發器、13.冷卻塔、14.冷卻水泵、15.板式換熱器、16.空調末端、17.冷水泵、18.旁通閥、19.壓差旁通閥。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
如圖1所示,一種數據中心節能空調系統,包含離心式冷水機組10、冷卻塔13、板式換熱器15、空調末端16、冷水泵17、冷卻水泵14、閥門v1-v8;離心式冷水機組10包含冷凝器11、蒸發器12;
冷凝器11的出水口依次與冷卻塔13、板式換熱器15冷卻水端的進水口通過管路連接,并在連接管路上設有冷卻水泵14;冷凝器11的出水口還依次通過閥門v8、閥門v7與板式換熱器15冷卻水端的進水口連接;板式換熱器15冷卻水端的出水口依次通過閥門v5、閥門v6與冷凝器11進水口連接;閥門v8、閥門v7中間通過管道與閥門v5、閥門v6中間連接;
蒸發器12出水口依次與空調末端16、板式換熱器15冷水端的進水口通過管路連接,并在連接管路上設有冷水泵17;蒸發器12的出水口還通過閥門v2、閥門v1與板式換熱器15冷水端的進水口連接;板式換熱器15冷水端的出水口依次通過閥門v3、閥門v4與蒸發器的進水口連接;閥門v1、閥門v2中間通過管道與閥門v3、閥門v4中間連接。
冷卻塔13并聯設有旁通閥18。空調末端16并聯設有壓差旁通閥19。
數據中心節能空調系統,冷卻塔13冷卻水循環管路與空調末端16冷水循環管路通過板式換熱器15進行熱交換,在冬季及過渡季節利用自然冷源通過冷卻塔13間接向空調末端16提供冷量。在冬季采用冷卻塔13免費供冷模式,過渡季采用冷卻塔13預冷模式,夏季采用常規制冷模式。冷卻塔間接供冷系統原理如圖所示,3種不同模式之間切換的條件如下。
1)冬季冷卻塔免費供冷模式:當冷卻塔出水溫度低于或等于12℃時,關閉離心式冷水機組10,利用冷卻塔13通過板式換熱器15向空調末端16提供冷量,此時閥門v2,v3,v5,v8打開,閥門v1,v4,v6,v7關閉。
2)過渡季節冷卻塔預冷模式:當冷卻塔13出水溫度高于12℃且低于或等于18℃時,利用冷卻塔13冷卻水供水通過板式換熱器15對空調冷水回水進行預冷處理,充分利用自然冷源,提高制冷主機的制冷效率,降低制冷主機的能耗,此時閥門v3,v4,v5,v6打開,閥門v1,v2,v7關閉,閥門v8用于旁通調節控制水溫。
3)夏季常規制冷模式:當冷卻塔13出水溫度高于18℃時,利用離心式冷水機組10向空調末端16提供冷量,此時閥門v1,v4,v6,v7打開,閥門v2,v3,v5,v8關閉。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述,但并非對本發明保護范圍的限制,所屬領域技術人員應該明白,在本發明的技術方案的基礎上,本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。