[发明专利]一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组及控制方法

权利要求书

1.一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述空调机组分为室内侧和室外侧，所述室内侧送风通道上依次布置过滤段、混风段、间接换热段、机械冷却段、直接蒸发段、送风机段，各段依次串联连接；所述室外侧排风通道上依次布置直接蒸发段、机械冷却段、间接换热段、冷凝风机段，各段依次串联连接；所述送风机段出口与数据中心机房内送风通道相通，混风段回风口与数据中心机房内回风通道相通。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述过滤段由新风进风口（10）、新风电动调节阀（11）、空气过滤器（12）组成，上述部件在送风通道上依次布置。

3.根据权利要求1所述的一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述混风段由室外新风和数据中心机房的回风进行混合。

4.根据权利要求1所述的一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述机械冷却段包括直接膨胀（DX）风冷空调系统，由DX压缩机（15）、膨胀阀、DX蒸发器（13）和DX冷凝器（14）和冷凝风机（3）组成，所述DX蒸发器位于室内侧通道，DX冷凝器位于室外侧通道；所述机械冷却段与所述间接换热段共用一组冷凝风机。

5.根据权利要求1所述的一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述间接换热段采用热管换热器进行自然冷却，该热管换热器由热管蒸发器（1）和热管冷凝器（2）组成，其热管蒸发器（1）位于室内侧送风通道，热管冷凝器位于室外侧排风通道。

6.根据权利要求1所述的一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述送风机段布置送风机（6），将经过处理的低温空气送入数据中心机房内。

7.根据权利要求1所述的一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述直接蒸发段包含室内侧和室外侧，室外侧直接蒸发段包括湿膜（4）和喷淋装置，所述喷淋装置包括水泵（5）、接水盘和喷嘴，所述喷淋头布置在湿膜（4）的上方；室内侧直接蒸发段包括湿膜（4’）和喷淋装置，所述喷淋装置包括水泵（5’）、接水盘和喷嘴，所述喷淋头布置在湿膜（4’）的上方。

8.根据权利要求1所述的一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述冷凝机段设置有冷凝风机（3），其布置在排风通道上的机械冷却段部分。

9.根据权利要求1所述的一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组，其特征在于：所述各个功能段所涉及的设备规格与参数可以根据实际需要进行调整，各个功能段可以根据实际需要进行自由组合与灵活搭配，室外新风进风与排风和数据中心机房送风与回风的风口位置与方向可根据实际需要调整位置，以满足不同的安装位置与条件和不同的技术要求。

10.一种数据中心用蒸发冷却模块化风冷空调机组的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：根据室外空气温湿度、空气质量、数据中心机房内的IT负荷，将控制方法分为完全自然冷却模式、联合完全自然冷却模式、自然冷却与机械冷却的混合模式、完全机械冷却模式；具体如下：

（1）完全自然冷却模式：该模式属于空气-空气间接换热的完全自然冷却，适用于冬季寒冷季节，室外空气温度较低且室外空气质量情况达标，根据数据中心机房内的IT负荷与机房环境要求因素条件，经计算分析后，该模式优先采用间接换热段进行完全自然冷却，同时开启混风段、冷凝风机、送风机段，将满足机房环境要求的空气送入室内；如室外空气质量情况不达标，则关闭室外新风与机房回风混合的自然冷却，数据中心机房空气进行内循环；

（2）联合完全自然冷却模式：该模式属于空气-空气间接自然冷却与水-空气直接蒸发自然冷却的联合完全自然冷却，适用于春秋过度季节；随着过渡季节室外空气温度提升和（或）数据中心机房内的IT负荷加大出现且室外空气质量情况达标，而完全自然冷却的模式无法满足机房环境要求时，同时补充开启室外新风与机房回风混合的自然冷却和（或）直接蒸发段，对间接换热段中的热管冷凝器进行空气预冷，仍然采用完全自然冷却的模式，将经过处理的低温空气送入机房室内；可选择补充开启室外新风与机房回风混合的自然冷却和直接蒸发段的自然冷却其中的任一模式，也可同时补充开启两种模式，选择条件视室外空气温湿度与空气质量情况、数据中心机房内的IT负荷与机房环境要求因素综合确定，并由自动控制系统执行；如室外空气质量情况不达标，则关闭室外新风与机房回风混合的自然冷却，单独补充开启直接蒸发段的自然冷却，数据中心机房空气进行内循环；如受水质和（或）水处理成本以及运维成本限制，则关闭直接蒸发段的自然冷却，单独补充开启室外新风与机房回风混合的自然冷却；其中直接蒸发段分为室内侧和室外侧两套，可灵活选择开启其中之一或同时开启；

（3）自然冷却与机械冷却的混合模式：该模式属于空气-空气间接自然冷却与水-空气直接蒸发自然冷却及机械冷却的混合冷却，适用于夏季炎热季节；室外空气温度进一步提升和（或）数据中心机房内的IT负荷进一步加大因素出现，而联合完全自然冷却模式无法满足机房环境要求时，再补充开启机械冷却模式，室内侧空气由机械冷却段中的DX蒸发器进行冷却，热量由DX冷凝器和冷凝风机带走；

（4）完全机械冷却模式：该模式适用于夏季炎热季节，室外空气温度进一步提升和（或）数据中心机房内的IT负荷进一步加大因素、室外空气质量情况、受水质和（或）水处理成本以及运维成本限制而关闭直接蒸发段的自然冷却几种因素同时或分别出现，导致自然冷却及机械冷却的混合冷却模式无法开启来满足机房环境要求时，则单独开启机械冷却模式，室内侧空气由机械冷却段中的DX蒸发器进行冷却，热量由DX冷凝器和冷凝风机带走；

S2：模式切换：根据室外空气温湿度、室外空气质量、数据中心机房内的IT负荷、机房环境各参数要求，采用自动控制结合手动控制进行切换。