[实用新型]一种用于数据中心排热的大温差空调系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种空调系统，特别是关于一种用于数据中心排热的大温差空调系统。

背景技术

随着信息产业的不断发展，数据中心的规模和数量都在飞速增长。数据中心具有发热密度高、需全年开启空调系统排除室内产热等特点，除IT设备的电耗外，用于空调系统的电耗是数据中心电耗的主要组成部分。通过各种手段提高空调系统的运行能效、降低空调系统的耗电，对降低整个数据中心电耗和推进节能减排工作具有重要意义。

目前新建的数据中心大多都设置了冷、热通道，冷、热通道通过装有服务器的机柜进行隔离。在空调系统运行过程中，经过降温处理的送风被送入冷通道，送风经由冷通道流经机柜中的各层服务器，与服务器中的芯片等换热，流经服务器后的送风温度上升并进入热通道成为排风，排风与送风的温差超过10℃。排风在热通道统一被送回到空调箱的表冷器中进行降温处理，处理后再作为送风送入冷通道进行排热。在空调箱表冷器中，尽管送风与排风实现了大温差（超过10℃）运行，但是目前供水、回水温差一般仍按照普通民用建筑中的5℃温差设计，因而整个空调系统的供水、回水温差也为5℃。与室内送排风超过10℃的温差相比，水运行的温差明显偏小。较小的水温差使得供水流量偏大，供水输配能耗较大；若通过合理设计实现水大温差运行，在相同供冷量需求的情况下就能够有效降低循环供水流量，有助于降低输配系统能耗。

另一方面，当室外温度较低如冬季时，目前新建的数据中心的空调系统大都采用冷却塔方式来降低空调系统的能耗。利用冷却塔供冷具有较优的能效水平，但目前在水的小温差（5℃左右）运行时的空调系统中，冷却塔运行时间有限：只有冷却塔产生的冷却水温度足够低时才可以利用冷却塔来实现供冷，当冷却塔产生的冷却水不能全部满足供冷需求时就无法利用冷却塔供冷。若能实现水的大温差（超过10℃）运行，通过合理设计可使与排风换热后的回水温度较高，就有可能在过渡季时利用冷却塔供冷来满足部分供冷需求，延长利用自然冷源供冷的时间，改善系统能效，进一步降低数据中心排热过程的空调能耗。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种循环供水量低、运行能效高、耗电量低的用于数据中心排热的大温差空调系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种用于数据中心排热的大温差空调系统，其特征在于：它包括一个空气-水表冷器、一个冷却塔单元、至少两级机械压缩式制冷单元和一第一循环泵；所述冷却塔单元包括一换热器、一第二循环泵和一冷却塔，所述换热器的换热管出水口连接所述第二循环泵的进口，所述第二循环泵的出口连接所述冷却塔进水口，所述冷却塔的出水口连接所述换热器的换热管进水口；每一级所述机械压缩式制冷单元包括一蒸发器、一压缩机、一冷凝器和一节流阀；制冷剂经所述压缩机进入所述冷凝器的换热管散热后，经所述节流阀进入所述蒸发器的换热管吸热；所述空气-水表冷器壳体的进风口连接数据中心的排风口，所述空气-水表冷器壳体的出风口连接数据中心的进风口；所述空气-水表冷器的换热管出水口连接所述冷却塔单元的换热器壳体的进水口，所述换热器壳体的出水口连接第一级所述机械压缩式制冷单元的蒸发器壳体的进水口，第一级所述机械压缩式制冷单元的蒸发器壳体的出水口连接下一级所述机械压缩式制冷单元的蒸发器壳体的进水口，最后一级所述机械压缩式制冷单元的蒸发器壳体的出水口经所述第一循环泵连接所述空气-水表冷器的换热管进水口。

所述空气-水表冷器包括一个壳体，所述壳体内设置有若干平行排列的翅片，所述翅片垂直穿设有若干列蛇形换热管，各列所述蛇形换热管的进口并联在同一根进水集管上，所述进水集管作为穿出所述空气-水表冷器壳体的换热管进水口；各列所述蛇形换热管的出口并联在同一根出水集管上，所述出水集管作为穿出所述空气-水表冷器壳体的换热管出水口。

每列所述蛇形换热管由从上到下、穿过各翅片的若干直管，以及连接两相邻直管的弯头组成，每一所述弯头在所述翅片上的投影均与垂直方向具有一倾斜角。

所述冷却塔采用带有预冷模块的冷却塔。

所述机械制冷压缩式单元设置为三级以上。