[发明专利]用于向热负荷提供冷却的混合运行模式

说明书

用于向热负荷提供冷却的调节系统和方法，可包括布置在清扫集气室中的蒸发冷却器，在蒸发冷却器的下游具有回收盘管。调节系统可以根据室外空气条件在各种模式下运行，包括绝热模式和蒸发模式。系统可通过改变来自回收盘管的返回水进入储存贮槽的至少部分地隔离的部分中的分配和选择性地将来自蒸发冷却器的冷水引导至到贮槽中而在绝热模式和蒸发模式之间的混合模式下运行。离开贮槽的温水和冷水的混合可以被改变以将冷水供应维持在针对热负荷的设定点温度处或设定点温度附近。在一个示例中，系统可以包括在集气室中在蒸发冷却器的上游的预冷却器，以用于预调节清扫空气。

优先权声明

本专利申请要求于2017年11月17日递交的序列号62/588,153的美国临时专利申请的权益，由此要求其优先权的权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

背景技术

本申请涉及用于向热负荷提供冷却的调节系统和方法。在一个示例中，热负荷可以来自封闭空间(例如数据中心)，并且可以通过用液体或空气冷却来冷却封闭空间中的空气或发热部件来提供冷却。在一个示例中，热负荷可以来自一个或多个装置或其他设备，其可以布置或可以不布置在封闭空间以内。

在许多应用中冷却是至关重要的，例如数据中心。数据中心通常由连续工作(每天24小时，每周7天)的计算机和相关部件组成。数据中心中的电气部件能够产生大量热量，然后需要将其从空间中移除。数据中心中的空气调节系统通常能够消耗总能量的大于40％。

借助当前数据中心的空气调节系统和技术以及IT部件运行条件和处理能力的显著改善，服务器可以大致以其能力的50％运行。该能力限制是部分地由于冷却系统无法高效冷却服务器，并且服务器在达到其最大处理能力之前已达到其高温极限。高密度数据中心冷却要求更有效地冷却服务器并增加数据中心的密度。因此，这将导致节省数据中心的运行成本，并增加数据中心的整体能力。

高密度数据中心冷却能够通过使用液体冷却技术以在服务器处排出热量实现。数据中心液体冷却以两种方式影响数据中心能量消耗：(1)利用最大的服务器处理能力和数据中心处理密度，这将导致数据中心中每kW处理功率的冷却能量消耗更低；以及(2)通常，液体冷却系统比数据中心空气冷却系统更节能。液体冷却技术可以在服务器处捕获多达100％的热量，这可以消除对数据中心空气冷却系统的需求。数据中心液体冷却可以节省多达90％的数据中心冷却成本，并节省多达50％的数据中心运行成本。此外，数据中心的液体冷却可以使服务器的处理密度提高多达100％，从而可以显著节省成本。

发明内容

用于向热负荷提供冷却的调节系统可包括与下游回收盘管组合的蒸发冷却器。热负荷可以来自封闭空间或者来自一个或多个装置。在一个示例中，调节系统可以产生冷水(或其他类型的冷却流体)，以向封闭空间提供液体冷却或空气冷却。在一个示例中，调节系统可以产生冷水(或其他类型的冷却流体)，以向未布置在封闭空间以内的装置或其他设备提供液体冷却。

蒸发冷却器和回收盘管可以布置在清扫空气集气室的内部，该清扫空气集气室构造成接收室外或清扫空气流，并将空气流引导通过该集气室。蒸发冷却器可以调节室外空气，以使得被调节的空气可以穿过回收盘管和循环通过回收盘管的冷却水。离开回收盘管的降低温度的水可用于热负荷的液体冷却或空气冷却。在一些设计中，预冷却器可以包括在调节系统中，并且可以位于蒸发冷却器的上游。预冷却器可以构造成根据室外空气条件，选择性地预调节清扫空气。

蒸发冷却器可以是构造成通过将一部分流体蒸发到空气中在空气流和冷却流体之间交换能量的任何类型的蒸发冷却器。蒸发冷却器可以包括直接接触式蒸发装置，在该装置中，工作空气流和被蒸发到空气中以驱动热传递的液态水(或其他流体)流彼此直接接触。在有时被称为“开放式”直接接触式蒸发装置的装置中，液态水可以被直接喷洒或雾化到空气流中，或者，可替代地，水被喷洒到空气流流动跨越的填充材料或湿润的介质上。由于不饱和空气直接暴露于液态水，水蒸发到空气中，在某些情况下，水被冷却。