[发明专利]一种应用于IDC机房热湿独立控制空调系统及制冷方法

说明书

技术领域

本发明涉及IDC机房的空气调节领域，具体涉及一种应用于IDC机房的热湿独立控制的空调系统及其制冷方法。

背景技术

IDC机房中由于设备运行，散热量大，为保证设备的正常运行，机房温度需要常年控制在22℃±2℃。

IDC机房的特殊性：（1）全年都是冷负荷，所以需要全年开启制冷系统，并全天24小时不间断运行；（2）IDC机房冷负荷大，制冷系统能耗很高；（3）为保证IDC机房在停水情况下依然能正常运行，采用水冷制冷机组时要求配备蓄水池。

现有IDC机房最传统的制冷解决方案是采用风冷精密空调，单机制冷能力较小，一个数据机房一般都需安装多台才能满足需要。

风冷精密空调主要缺点如下：（1）制冷系统的能效比低：采用风冷方式，能效比较水冷制冷系统低，全年运行能耗大；（2）安装困难：大量的室外冷凝器安装需要非常大的场地，铜管过长，制冷效率低，成本高，安装难度大，而且影响建筑物外观。（3）室外冷凝器的安装位置受空间限制，极可能出现热岛效应，大大降低制冷效率。（4）在夏天室外温度很高时，制冷能力严重下降甚至保护停机。（5）精密空调内部风机盘管的工作温度大大低于露点温度，产生大量冷凝水，为了维持数据中心的湿度，需要启动加湿功能，除湿和加湿都要消耗大量的能源。

由于IDC机房规模的扩大，采用水冷制冷机组配合IDC末端装置的系统形式越来越多。

传统的水冷制冷机组（采用的开式冷却塔）配合IDC末端装置（水冷精密空调）的系统，主要缺点如下：（1）由于IDC机房全年冷负荷，水冷制冷机组全年开启，运行费用高。（2）水冷精密空调工作时产生大量冷凝水，为保证IDC机房内设备的正常运行，需要设置处理冷凝水的相关设备，如需要做拦水坝、地面做防水处理、设置排水管道、安装漏水报警设备。（3）采用开式冷却塔，需要配备的蓄水池容积要求大，占地面积大，耗水量大。

发明内容

针对现有IDC机房空调系统技术的上述缺陷，申请人经过研究改进，提供一种应用于IDC机房的热湿独立控制空调系统及其制冷方法，通过干盘管模块和新风除湿模块构成空调系统，闭式冷却塔和水冷制冷机组构成制冷系统，通过联合运行，解决目前技术中存在的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种应用于IDC机房的热湿独立控制空调系统，包括由管道连接的闭式冷却塔、水冷制冷机组、冷水罐、冷冻水泵、冷却水泵和干盘管模块，独立的新风除湿模块，独立的排风设备，以及电连接的嵌入式控制系统、闭式冷却塔进风干湿球温度传感器、干盘管模块进水温度传感器、干盘管模块出水温度传感器、闭式冷却塔风机变频器、闭式冷却塔循环水泵变频器以及各电动阀门；

自来水管、冷水罐的第一出水口由管道分别经第一电动阀门、第二电动阀门与闭式冷却塔的补水口连接，闭式冷却塔的出水口由管道经第三电动阀门与冷水罐的进水口连接，闭式冷却塔的出水口又由管道经顺序连接的第四电动阀门和第五电动阀门与冷却水泵的进水口连接，闭式冷却塔的出水口还由管道经顺序连接的第四电动阀门和第六电动阀门与冷冻水泵的进水口连接，水冷制冷机组的第一出水口由管道经第七电动阀门与冷冻水泵的进水口连接，冷冻水泵的出水口由管道直接与干盘管模块的进水口连接，干盘管模块的出水口由管道分别经第八电动阀门、第九电动阀门与水冷制冷机组的第一进水口、闭式冷却塔的进水口连接，冷却水泵的出水口由管道直接与水冷制冷机组的第二进水口连接，水冷制冷机组的第二出水口由管道直接与闭式冷却塔的进水口连接；冷水罐的第二出水口由管道分别经第五电动阀门、第六电动阀门冷却水泵的进水口、冷冻水泵的进水口连接；新风除湿模块、排风设备独立安装在IDC机房内；

闭式冷却塔进风干湿球温度传感器安装在闭式冷却塔的进风口处；干盘管模块进水温度传感器安装在干盘管模块供水管道上；干盘管模块出水温度传感器安装在干盘管模块回水管道上。闭式冷却塔进风干湿球温度传感器、干盘管模块进水温度传感器和干盘管模块出水温度传感器采集的信号输入嵌入式控制系统，嵌入式控制系统输出的信号控制各电动阀门和闭式冷却塔风机变频器、闭式冷却塔循环水泵变频器。

2.一种应用于IDC机房的热湿独立控制制冷方法，具体为：

1）当室外空气的干球温度低于判据温度1，水冷制冷机组停机，闭式冷却塔干工况运行，提供冷冻水，冷却干盘管模块的同时保证干盘管模块干工况运行；

2）当室外空气的干球温度高于判据温度1且湿球温度低于判据温度2，水冷制冷机组停机，闭式冷却塔湿工况运行，提供冷冻水，冷却干盘管模块的同时保证干盘管模块干工况运行；