[发明专利]风冷自然冷却与冷水机组相结合的冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据中心制冷系统。

背景技术

随着互联网的不断发展，数据中心建设速度惊人，由此产生的巨额耗电量已然成为数据中心发展不可回避的问题，亟待解决。作为数据中心主要能耗包括四个部分：IT设备能源消耗、UPS转化能源消耗、制冷设备能源消耗及照明和新风系统能源消耗。其中，制冷设备能耗占到数据中心总能耗的30％。

为了降低数据中心能耗，一部分专家学者便提出了免费冷却(FreeColling)的概念。目前，业内人士普遍看好换热效率高、系统简单、投资少且节能效果好的水冷空调系统。但是由于IDC建成初期，长期处于低负载工况，离心式水冷空调系统一般先要安装一台小型螺杆式水冷机组或风冷机组作为过渡，以解决离心式冷冻机组在小负荷时容易发生的喘振问题。再是水冷空调系统的离心机无论是大型、小型还是螺杆机，电力负荷都很大，一般还需要与其配套独立的配电室，该配电室和螺杆式水冷机组一是会增加项目投资，二是水冷机组设备复杂，维修、保养费用较高。更为重要的是，水冷系统的冷却塔在寒冷的冬季存在结冻的高风险，同时由于其需要一定量水源，在缺水地区同样存在局限性。例如，申请号为CN201210205485.9利用自然冷却方式将离心机组与冷却塔结合在不同季节采用不同的制冷方式，该方式适合于气候温和且不缺水的地区。然而，在北方地区由于冬季夜间最低温度为-20～-30℃，出现极端天气时甚至更低温度时，采用水冷方式冷却塔必须考虑防冻措施，且防冻效果一般并不理想，为此业主需向冷却塔循环水及管路内均加入高浓度的防冻液，其不仅增加业主方的投资而且对管路和设备也有腐蚀。另外，在西北等缺水地区，由于IDC空调系统需要一年四季运行，因此冷却塔喷淋会耗费大量淡水资源，在目前国家水资源短缺，提倡节约用水的大环境下，该方式在缺水地区推广仍有很多顾虑。因此，水冷系统的自然冷却方式在寒冷地区和缺水地区存在其先天性的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种业主投资少、对设备及管路无腐蚀且节能、节水的风冷自然冷却与冷水机组相结合的冷却系统。该系统主要是将单独设置的自然冷却机组与风冷冷水机组串联在整个空调水系统中，在不同的室外温度下，采用不同的运行模式为末端空调装置提供满足设计参数要求的冷水。

本发明主要包括：自然冷却机组，风冷冷水机组，末端空调装置，水泵，水箱，蓄冷装置，换热器以及连接各个装置设备的管路和阀门。其中，并列的若干自然冷却机组(现有的自然冷却机组或干冷器即可)，其各出水口均通过管路与风冷冷水机组(现有的风冷冷水机组即可)进水口相连，该风冷冷水机组的出水口通过管路与供水环管进水侧相连。该供水环管的出水侧通过管路与末端空调装置进水口相连，该末端空调装置的出水口与回水环管进水侧通过管路相连，回水环管出水侧均通过设有循环泵的管路与上述各自然冷却机组的进水口相连，构成完整的循环回路。最好，在回水环管和进水环管出水侧各设一根支管，这两支管的另一端分别与蓄冷装置进、出水口连接，即蓄冷装置进水口与回水环管连接，蓄冷装置出水口与供水环管连接。又在上述自然冷却机组进、出口管之间设有旁通管，旁通管上设置有阀门V2，在自然冷却机组进口管上设置阀门V1；在风冷冷水机组进、出口管之间也设有旁通管，旁通管上设有阀门V3，在风冷冷水机组出口管上设置阀门V4，在蓄冷装置进出口管之间设置旁通管，在旁通管和进、出口管上均设置阀门，进口管阀门为V5，出口管阀门为V6，旁通管阀门为V7，以上设置的阀门可以是电动阀门，也可以是手动阀门。上述每个循环泵入口处各通过一根支管与同一干管相连，该干管与定压补水装置(现有的定压补水装置即可)连接，该定压补水装置与补水箱等连接。另在供水环管上设温度传感器，用于监测系统供水温度。