一种数据中心用节能控制系统的利记博彩app_2

文档序号:9885024阅读:来源:国知局
中心的应用场合,单个机柜热负载范围从几百瓦到几千瓦,现场应用环境既有高热密度的服务器机柜,亦有低负载的服务器机柜,取决于客户的服务器应用数量,且数据中心中,既有对温度的要求,也有对湿度的要求,因此温湿度的控制也是一大难题。数据中心投入使用前期阶段,服务器负载少,在低负载时,湿度控制问题难以解决;同时空调的耗电在整个数据中心功耗中占据着约40%的比例,而目前市场上针对节能这一块的制冷解决方案,又无法兼顾温湿度控制稳定的这一问题。针对上述制冷解决方案的不足及市场上数据中心用空调系统方案的紧缺,本专利提供的多种节能空调系统方案与多样化的室内机应用方式,能很好地解决这些问题。
[0023]如图1所示,为本发明所提供的一种数据中心用节能控制系统第一实施例的系统结构示意图,如图所示,其包括:
用于向室内送风降低室温的若干台室内机9;
用于实现制冷剂循环的制冷循环模块;
用于对室内温度与湿度进行控制的控制器;
所述室内机9、制冷循环模块与控制器依次连接; 所述制冷循环模块中设置在室内侧的设备包括:
与所述室内机9相连接的存储制冷剂的储液罐15和用于进行输入输出热交换的换热器I;所述室内机9、储液罐15和第一换热器I通过集流管(如图所示12为集流管的出水管,所示13为集流管的进水管)相连接;
设置在室外侧的设备包括:第一冷却水栗2、第一电动三通阀3和第一冷凝器5,所述第一冷却水栗2、第一电动三通阀3和第一冷凝器5依次连接后,接入换热器I。
[0024]所述制冷循环模块中设置在室内侧的设备还包括:第一冷水机组和第一单向阀16;所述第一冷水机组8和第一单向阀相连接,与所述第一冷凝器5并列相连后,与第一电动三通阀3、第一冷却水栗2串联后,接入所述第一换热器I。
[0025]可以想到的是,为了实现对储液罐中制冷剂的更智能控制,还可以设置将所述储液罐与制冷剂栗和电动二通阀相连接,对其中制冷剂的流量进行智能控制。
[0026]为本发明所述节能空调系统第一实施例进行更加详细的说明,结合如图,以下对其具体应用及控制方式进行解析。
[0027]在应用时,当数据中心机房规模较小或者负载较小时,机柜数量相对较少,室内机9可选用热管应用方式。室内侧换热介质为制冷剂,室外侧换热介质为冷却水,两者通过换热器I进行热量转换。室内侧换热循环为:储液罐15—集液管(进)11 —室内机9—集液管(出)12—第一换热器I—储液罐12,完成一个室内换热循环。储液罐12存储一定量的液态制冷剂,确保流进蒸发器为纯低温液态冷媒,提高换热效率。
[0028]当客户初期负载较小时,室内机制冷量需求较小,此时控制器智能判断制冷需求,通过控制室外侧第一冷却水栗2及变频冷凝风扇4来控制冷却水温度,使在第一换热器I进行热量交换的制冷剂与冷却水满足制冷量需求,且室内机的风机14可变频输出不同转速(由于热管背靠机柜散热,采用轴流风机更节能),进一步控制制冷量输出,满足实际负载冷量需求,确保服务器工作温度稳定。
[0029]当数据中心机房环境相对湿度高于湿度设定阀值时,需进行除湿,控制器输出除湿需求,室内机的风机14智能降低风量,第一冷却水栗2及冷凝风扇4提高转速,降低循环冷却水温度,使流经第一换热器I后的液态制冷剂温度下降,在室内机9中,设置在室内机9内部的蒸发器10有效进行除湿,除湿排出的冷凝水储存在接水盘17中,通过排水栗18排出,控制数据中心机房环境湿度。当数据中心机房相对湿度满足设定阀值时,此时控制器智能调节室内机9的输出风量及变频制冷剂栗的转速,确保空调工作在高显热比状态。
[0030]由于室内侧换热循环依靠重力做为动力源,因此在集液管(进水管)与集液管(出水管)的安装方面,需按照同程管布局的方式进行,即最先进入室内机的流路,确保最后出来,这样的布局方式可均衡各个室内机的管内阻力,确保制冷剂分配均匀,保证换热效果。[0031 ]室外换热侧循环包含自然冷源模式与冷水机组模式,如下:
自然冷源模式,室外侧换热循环为:第一冷却水栗2—第一电动三通阀3—冷凝盘管19—第一换热器I—第一冷却水栗2,完成自然冷源模式循环。在室外环境温度低于进入干冷器冷却水温度1 °C时,冷却水通过第一电动三通阀3,不经过第一冷水机组,通过第一冷却水栗2与变频冷凝风扇4的智能调节,输出合适温度的冷却水,在第一换热器I中与室内侧制冷剂进行换热,满足室内负载冷量需求。
[0032]冷水机组模式,室外侧换热循环为:第一冷却水栗2—第一电动三通阀3—第一冷水机组8—第一单向阀16—第一换热器I—第一冷却水栗2,完成冷水机组模式循环。当室外环境温度与冷却水栗出水温度小于10°C时,此时冷凝风扇3停止工作,控制器调整第一电动三通阀3工作模式,使冷却水进入第一冷水机组8,由第一冷水机组8提供合适温度的冷却水,满足室内负载冷量需求。
[0033]如图2所示为本发明所述节能空调系统的第二实施方式,其适用于大数据机房及高热密度的服务器机柜,满足长配管应用。其包括:
用于向室内送风降低室温的若干台室内机9;
用于实现制冷剂循环的制冷循环模块;
用于对室内温度与湿度进行控制的控制器;
所述室内机、制冷循环模块与控制器依次连接;
所述制冷循环模块中设置在室内侧的设备包括:
与所述室内机相连接的存储制冷剂的储液罐;
所述室内机和储液罐通过集流管相连接;
设置在室外侧的设备包括:用于进行输入输出热交换的第一换热器1、第二电动三通阀24、第一冷却水栗2和第一冷凝器5,所述第一冷却水栗2和第一冷凝器5连接后,接入第一换热器I。
[0034]为了防止第一冷却水栗和第一冷凝器出现故障,无法进行室内温度和湿度控制时,较佳的,在所述储液罐和室内机之间还设置有:冷却备份单元20;
所述冷却备份单元20包括:第二单向阀23和第二冷凝器31;
所述第二冷凝器31的一端通过第二电动三通阀24接入第一换热器I的入口,所述第二冷凝器30的另一端与第二单向阀23相连后,接入第一换热器I的出口。
[0035]同样的,为了提高对储液罐中制冷剂的更智能化控制,所述储液罐还连接有制冷剂栗和电动二通阀。
[0036]第二实施方式与第一实施方式的主要不同点为以下四点:
室内换热侧增加变频制冷剂栗21,在服务器机柜数量多的应用条件下,可进行可靠的制冷换热,克服重力循环提供动力有限的不足。
[0037]增加电动二通阀22,在大数据机房前期服务器负载相对较小时,冷量需求较小,变频制冷剂栗21以最小频率运转,此时若室内机9制冷量输出仍大于热负载需求,则控制器智能输出指令,开启电动二通阀22,旁通部分制冷剂至储液罐15,使流经室内机9的制冷剂流量减少,进一步降低冷量输出,使冷量输出与数据中心热负载相匹配,保证数据中心服务器工作在设定温度范围。
[0038]室内机9选用行级空调模式或底座式空调模式,室内风机14可采用离心风机,适用于模块化数据中心的冷热通道
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