模塊化制冷設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種模塊化制冷設(shè)備，應(yīng)用于機(jī)房或數(shù)據(jù)中心等環(huán)境對電子設(shè)備進(jìn)行制冷。所述模塊化制冷設(shè)備包括室內(nèi)循環(huán)箱和室外循環(huán)箱，通過集成相關(guān)構(gòu)件至室內(nèi)循環(huán)箱和室外循環(huán)箱內(nèi)，并通過標(biāo)準(zhǔn)的模塊化結(jié)構(gòu)，便于不同規(guī)模的機(jī)房或數(shù)據(jù)中心進(jìn)行快速制冷量擴(kuò)容以及拼接，且將傳統(tǒng)土建實(shí)現(xiàn)的風(fēng)道結(jié)構(gòu)全部集成到一個(gè)模塊化的箱體內(nèi)，集成度高，降低了施工周期以及工程量。
【專利說明】
模塊化制冷設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電子、電信機(jī)房或數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，尤其是一種適用于大、中、小各種規(guī)模需求、可以快速部署的模塊化制冷設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)機(jī)房、數(shù)據(jù)中心在構(gòu)建制冷設(shè)備時(shí)，普遍存在以下缺陷:(I)制冷設(shè)備安裝與土建工程等界面交互比較多，施工量大，復(fù)雜度高，土建施工建設(shè)周期長，難以滿足客戶應(yīng)用需求;(2)不能充分利用自然冷源，節(jié)能效果差、冷卻效率低；(3)擴(kuò)容性能差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]基于此，有必要針對上述問題，提供一種可以同時(shí)滿足模塊化建設(shè)、快速部署和高效節(jié)能、彈性擴(kuò)容的制冷設(shè)備。
[0004]—種模塊化制冷設(shè)備，包括室內(nèi)循環(huán)箱和室外循環(huán)箱；
[0005]所述室內(nèi)循環(huán)箱開設(shè)有內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口和內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口，并設(shè)置熱交換器和混風(fēng)閥，所述熱交換器位于內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口和內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口之間并將所述室內(nèi)循環(huán)箱分隔成室內(nèi)送風(fēng)段和室內(nèi)回風(fēng)段，所述熱交換器設(shè)有冷空氣入風(fēng)口、熱空氣出風(fēng)口、冷空氣送風(fēng)口、熱空氣回風(fēng)口，其中所述冷空氣送風(fēng)口連通所述室內(nèi)送風(fēng)段，所述熱空氣回風(fēng)口連通所述室內(nèi)回風(fēng)段，所述混風(fēng)閥設(shè)置在所述室內(nèi)送風(fēng)段；
[0006]所述室外循環(huán)箱開設(shè)有外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口和外循環(huán)排風(fēng)口，并設(shè)置隔離墻、新風(fēng)啟停閥、外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥、外循環(huán)排風(fēng)閥，其中隔離墻將所述室外循環(huán)箱分隔成室外進(jìn)風(fēng)段和室外排風(fēng)段，所述外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥設(shè)置在外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口處，所述外循環(huán)排風(fēng)閥設(shè)置在外循環(huán)排風(fēng)口處，所述新風(fēng)啟停閥設(shè)置在室外進(jìn)風(fēng)段，所述冷空氣入風(fēng)口與所述室外進(jìn)風(fēng)段連通，所述熱空氣出風(fēng)口與所述室外排風(fēng)段連通；
[0007]所述室外排風(fēng)段和室內(nèi)回風(fēng)段之間還連接設(shè)置新風(fēng)排風(fēng)閥；所述室外進(jìn)風(fēng)段和室內(nèi)送風(fēng)段之間還連接設(shè)置新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥，所述新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥的一端位于新風(fēng)啟停閥和外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥之間，所述新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥的另一端位于混風(fēng)閥與內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口之間。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述室內(nèi)送風(fēng)段內(nèi)設(shè)置送風(fēng)墻，和/或所述室外排風(fēng)段內(nèi)設(shè)置排風(fēng)墻。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)置有送風(fēng)墻時(shí)，所述送風(fēng)墻設(shè)置在混風(fēng)閥和內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口之間。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述室外進(jìn)風(fēng)段內(nèi)還設(shè)置噴霧蒸發(fā)冷卻器，所述噴霧蒸發(fā)冷卻器設(shè)置在新風(fēng)啟停閥和隔離墻之間。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述噴霧蒸發(fā)冷卻器設(shè)有儲水機(jī)構(gòu)。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括輔助機(jī)械制冷器，所述輔助機(jī)械制冷器包括壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器，所述壓縮機(jī)、冷凝器設(shè)置在室外排風(fēng)段，所述蒸發(fā)器設(shè)置在室內(nèi)送風(fēng)段。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述室外循環(huán)箱上還設(shè)置能夠連通室外排風(fēng)段和室外環(huán)境的輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述室外進(jìn)風(fēng)段內(nèi)還設(shè)置外循環(huán)過濾器，所述外循環(huán)過濾器位于新風(fēng)啟停閥和外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥之間；和/或所述室內(nèi)回風(fēng)段內(nèi)還設(shè)置內(nèi)循環(huán)過濾器。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括控制器用于控制混風(fēng)閥、新風(fēng)啟停閥、外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥、外循環(huán)排風(fēng)閥、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥、新風(fēng)排風(fēng)閥。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述室內(nèi)循環(huán)箱和/或室外循環(huán)箱構(gòu)造為標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。
[0017]本實(shí)用新型提供的模塊化制冷設(shè)備，通過標(biāo)準(zhǔn)的模塊化結(jié)構(gòu)，便于不同規(guī)模的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行快速制冷量擴(kuò)容以及拼接，且將傳統(tǒng)土建實(shí)現(xiàn)的風(fēng)道結(jié)構(gòu)全部集成到一個(gè)模塊化的箱體內(nèi)，集成度高，降低了施工周期以及工程量。
[0018]進(jìn)一步地，采用了送風(fēng)墻106和排風(fēng)墻208，可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的送風(fēng)距離并降低送風(fēng)風(fēng)機(jī)的能耗損失，可提升數(shù)據(jù)中心的機(jī)柜密度及高密度機(jī)柜的制冷能力;通過控制器對各閥門以及噴霧蒸發(fā)冷卻器209和輔助機(jī)械制冷器等的控制，可實(shí)現(xiàn)多種制冷模式的靈活選擇。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備的結(jié)構(gòu)布局示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備的新風(fēng)制冷模式的工作原理圖。
[0021 ]圖3是本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備的混風(fēng)制冷模式的工作原理圖。
[0022]圖4是本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備的空氣-空氣熱交換制冷模式的工作原理圖。
[0023]圖5是本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備的噴霧蒸發(fā)制冷模式的工作原理圖。
[0024]圖6是本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備的輔助機(jī)械制冷模式的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種模塊化制冷設(shè)備用于對機(jī)房或數(shù)據(jù)中心等環(huán)境中的電子設(shè)備進(jìn)行冷卻，包括室內(nèi)循環(huán)箱10和室外循環(huán)箱20。該模塊化制冷設(shè)備還包括控制器(圖未示)，控制器用于控制室內(nèi)循環(huán)箱10和室外循環(huán)箱20的各種器件的運(yùn)作，控制器可以整合設(shè)置在室內(nèi)循環(huán)箱10或室外循環(huán)箱20內(nèi)，或者設(shè)置在外部環(huán)境。
[0026]室內(nèi)循環(huán)箱10與室外循環(huán)箱20在外形結(jié)構(gòu)上采用標(biāo)準(zhǔn)國際集裝箱的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足海運(yùn)、陸運(yùn)等運(yùn)輸、安裝要求。可以理解在一些實(shí)施例中，也可采用非標(biāo)集裝箱設(shè)
i+o
[0027]室內(nèi)循環(huán)箱10開設(shè)有內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101和內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口 102，內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101和內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口 102分別位于室內(nèi)循環(huán)箱10的兩端。
[0028]室內(nèi)循環(huán)箱10內(nèi)設(shè)置熱交換器104和混風(fēng)閥105，所述熱交換器104位于內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101和內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口 102之間，并將所述室內(nèi)循環(huán)箱10分隔成室內(nèi)送風(fēng)段11和室內(nèi)回風(fēng)段12。
[0029]所述熱交換器104有內(nèi)循環(huán)與外循環(huán)兩個(gè)交叉流道，其中內(nèi)循環(huán)流道設(shè)有冷空氣送風(fēng)口 1041和熱空氣回風(fēng)口 1042。所述冷空氣送風(fēng)口 1041連通所述室內(nèi)送風(fēng)段11，所述熱空氣回風(fēng)口 1042連通所述室內(nèi)回風(fēng)段12。外循環(huán)流道設(shè)有冷空氣入風(fēng)口 1043和熱空氣出風(fēng)口 1044。冷空氣入風(fēng)口 1043和熱空氣出風(fēng)口 1044分別與室外循環(huán)箱10連通。
[0030]所述混風(fēng)閥105設(shè)置在所述室內(nèi)送風(fēng)段11內(nèi)。
[0031 ]所述室外循環(huán)箱20開設(shè)有外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口 201和外循環(huán)排風(fēng)口 202，并設(shè)置隔離墻203、新風(fēng)啟停閥204、外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205、外循環(huán)排風(fēng)閥206，其中隔離墻203將所述室外循環(huán)箱20分隔成室外進(jìn)風(fēng)段21和室外排風(fēng)段22。所述外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205設(shè)置在外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口 201處，所述外循環(huán)排風(fēng)閥206設(shè)置在外循環(huán)排風(fēng)口 202處，所述新風(fēng)啟停閥204設(shè)置在室外進(jìn)風(fēng)段21。
[0032]所述熱交換器104的冷空氣入風(fēng)口1043與所述室外進(jìn)風(fēng)段21連通，所述熱交換器104的熱空氣出風(fēng)口 1044與所述室外排風(fēng)段22連通。具體地，可采用風(fēng)管連接冷空氣入風(fēng)口1043與所述室外進(jìn)風(fēng)段21，以及連接熱空氣出風(fēng)口 1044與所述室外排風(fēng)段22。
[0033]所述室外排風(fēng)段22和室內(nèi)回風(fēng)段12之間還連接設(shè)置新風(fēng)排風(fēng)閥31;所述室外進(jìn)風(fēng)段21和室內(nèi)送風(fēng)段11之間還連接設(shè)置新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32，所述新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32的一端位于新風(fēng)啟停閥204和外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205之間，所述新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32的另一端位于混風(fēng)閥105與內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101之間。
[0034]在一些實(shí)施例中，所述室內(nèi)送風(fēng)段11內(nèi)設(shè)置送風(fēng)墻106。所述送風(fēng)墻106設(shè)置在混風(fēng)閥和內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101之間。
[0035]進(jìn)一步地，所述室外排風(fēng)段22內(nèi)設(shè)置排風(fēng)墻208。
[0036]送風(fēng)墻106和排風(fēng)墻208分別提供室內(nèi)和室外循環(huán)氣流流動的動力?？梢岳斫?，氣流流動的動力也可由該模塊化制冷設(shè)備之外的動力機(jī)構(gòu)提供，不限定在該模塊化制冷設(shè)備內(nèi)提供。
[0037]送風(fēng)墻106和排風(fēng)墻208可采用多風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，在滿足風(fēng)量與風(fēng)壓要求的條件下，可采用性價(jià)比高的合理尺寸的小風(fēng)機(jī)組合來代替大型、超大風(fēng)機(jī)，以提升風(fēng)墻的冗余可靠性，并降低噪音和能耗，同時(shí)減少送風(fēng)時(shí)的氣流死區(qū)，提供更均勻穩(wěn)定的送風(fēng)氣流。送風(fēng)墻106和排風(fēng)墻208的風(fēng)機(jī)與控制器通信連接，可以根據(jù)控制器的命令進(jìn)行風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的智能調(diào)節(jié)。
[0038]在一些實(shí)施例中，所述室外進(jìn)風(fēng)段21內(nèi)還設(shè)置噴霧蒸發(fā)冷卻器209，所述噴霧蒸發(fā)冷卻器209設(shè)置在新風(fēng)啟停閥204和隔離墻203之間。噴霧蒸發(fā)冷卻器209用來對室外循環(huán)的空氣進(jìn)行蒸發(fā)冷卻降溫，從而提供足夠的制冷量。
[0039]進(jìn)一步地，所述噴霧蒸發(fā)冷卻器209設(shè)有儲水機(jī)構(gòu)207。
[0040]該控制器可以對噴霧蒸發(fā)冷卻器209進(jìn)行流量控制，提供合適的噴霧量保證蒸發(fā)冷卻的制冷降溫效果。此外，控制器可以對噴霧蒸發(fā)冷卻器209進(jìn)行水質(zhì)的監(jiān)視以及控制，當(dāng)儲水機(jī)構(gòu)207內(nèi)部的水質(zhì)超過規(guī)定的臨界值時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自動排水并引入新的符合使用要求的水源;控制器還可以對噴霧蒸發(fā)冷卻器209進(jìn)行保護(hù)控制，當(dāng)室外環(huán)境溫度低于一定溫度時(shí)(推薦為5°C )、或者噴霧蒸發(fā)冷卻器209在一定周期內(nèi)沒有運(yùn)行時(shí)(推薦為一周)，將自動排放儲水機(jī)構(gòu)207內(nèi)的存水，避免結(jié)冰凍壞設(shè)備或者過久的沉積水導(dǎo)致形成水垢損壞設(shè)備。
[0041]在一些實(shí)施例中，所述模塊化制冷設(shè)備還包括輔助機(jī)械制冷器，用來為極高溫的氣候條件下補(bǔ)充提供制冷量。所述輔助機(jī)械制冷器包括壓縮機(jī)40、冷凝器41和蒸發(fā)器42，所述壓縮機(jī)40、冷凝器41設(shè)置在室外排風(fēng)段22，所述蒸發(fā)器42設(shè)置在室內(nèi)送風(fēng)段11。所述輔助機(jī)械制冷器采用的冷媒可以是冷凍水也可以是R22、R410A等制冷劑。
[0042]進(jìn)一步地，所述室外循環(huán)箱20上還設(shè)置能夠連通室外排風(fēng)段22和室外環(huán)境的輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210，用來為輔助機(jī)械制冷器的冷凝器41進(jìn)行強(qiáng)迫風(fēng)冷。
[0043]在一些實(shí)施例中，所述室外進(jìn)風(fēng)段21內(nèi)還設(shè)置外循環(huán)過濾器211，所述外循環(huán)過濾器211位于新風(fēng)啟停閥204和外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205之間。外循環(huán)過濾器211可以是多級空氣過濾裝置，例如包括初效、中高效過濾裝置以及化學(xué)過濾裝置等不同類型的過濾器，可以將室外循環(huán)的空氣進(jìn)行過濾處理，提升吸入室內(nèi)的空氣的潔凈度以滿足設(shè)備工作要求。
[0044]在一些實(shí)施例中，所述室內(nèi)回風(fēng)段12內(nèi)還設(shè)置內(nèi)循環(huán)過濾器107，內(nèi)循環(huán)過濾器107也可以是多級空氣過濾裝置，例如包括初效、中高效過濾裝置以及化學(xué)過濾裝置等不同類型的過濾器，可以將室內(nèi)內(nèi)循環(huán)的空氣進(jìn)行過濾處理，提升室內(nèi)的空氣的潔凈度以滿足設(shè)備工作要求。
[0045]該模塊化制冷設(shè)備根據(jù)外部環(huán)境溫度、濕度等條件，通過控制器控制外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205、外循環(huán)排風(fēng)閥206、新風(fēng)啟停閥204、新風(fēng)排風(fēng)閥31、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32、混風(fēng)閥105、輔助機(jī)械制冷器等進(jìn)行開啟、關(guān)閉、開度調(diào)節(jié)等操作，可以靈活實(shí)現(xiàn)不同制冷模式對電子設(shè)備進(jìn)行冷卻。
[0046]控制器還可設(shè)計(jì)兼具有大氣腐蝕性檢測設(shè)備，對室外進(jìn)風(fēng)段21的化學(xué)過濾器前后的空氣的化學(xué)腐蝕性進(jìn)行檢測，當(dāng)室外空氣的腐蝕性超過機(jī)房的要求時(shí)，應(yīng)關(guān)閉相應(yīng)閥門對制冷模式進(jìn)行相應(yīng)切換，并提示更換化學(xué)過濾器。
[0047]該模塊化制冷設(shè)備內(nèi)部應(yīng)采用隔熱保溫設(shè)計(jì)，避免運(yùn)行過程中氣流的冷量發(fā)生損失，并且避免保溫能力不足發(fā)生內(nèi)壁凝露的現(xiàn)象;室內(nèi)循環(huán)與室外循環(huán)的所有結(jié)構(gòu)件充分密封，避免氣流泄露導(dǎo)致冷量流失;外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口 201和外循環(huán)排風(fēng)口 202設(shè)有防風(fēng)沙、防雨雪結(jié)構(gòu)件，以便在惡劣的氣候與地理?xiàng)l件下對室外循環(huán)箱20進(jìn)行防護(hù)。
[0048]以下結(jié)合其他附圖對本實(shí)用新型提供的模塊化制冷設(shè)備應(yīng)用在機(jī)房的環(huán)境中對機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備進(jìn)行冷卻時(shí)，所采用的不同制冷模式的工作原理分別進(jìn)行說明。
[0049]如圖2所示，為本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備在新風(fēng)制冷模式下的工作原理示意圖。當(dāng)室外環(huán)境溫度低于某個(gè)設(shè)定值(推薦為25°C)的時(shí)候，可以直接利用室外冷空氣對機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備進(jìn)行冷卻，該制冷設(shè)備可以開啟新風(fēng)制冷模式，此時(shí)新風(fēng)啟停閥204、混風(fēng)閥105、輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210關(guān)閉，外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32、新風(fēng)排風(fēng)閥31、外循環(huán)排風(fēng)閥206開啟，排風(fēng)墻208、送風(fēng)墻106開啟，噴霧蒸發(fā)冷卻器209、熱交換器104、輔助機(jī)械制冷器均不工作。
[0050]整個(gè)工作流程如下:室外冷空氣從外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口201中經(jīng)過外循環(huán)過濾器211以后形成潔凈空氣流入到室外進(jìn)風(fēng)段21中，因新風(fēng)啟停閥204、混風(fēng)閥105關(guān)閉，新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32開啟，室外的冷空氣不能進(jìn)入熱交換器104，只能通過新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)段11，并借助送風(fēng)墻106的動力送入到內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 1I，最終送入到機(jī)房中對發(fā)熱電子設(shè)備進(jìn)行制冷。混風(fēng)閥105被關(guān)閉可避免室內(nèi)循環(huán)的回風(fēng)熱空氣與送風(fēng)冷空氣混合。此模式下，輔助機(jī)械制冷器不工作，冷空氣對機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備散熱后升溫，最后通過內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口 102進(jìn)入到室內(nèi)回風(fēng)段12中，并通過新風(fēng)排風(fēng)閥31進(jìn)入室外循環(huán)箱20的室外排風(fēng)段22，借助排風(fēng)墻208將熱空氣排放到室外空氣中。
[0051]如圖3所示，為本實(shí)用新型制冷設(shè)備的混合制冷模式的工作原理圖。當(dāng)室外環(huán)境溫度低于某個(gè)設(shè)定值(推薦為10°C)的時(shí)候，由于室外冷空氣溫度過低，不能滿足機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備的運(yùn)行要求，該制冷設(shè)備可以開啟新風(fēng)與回風(fēng)混合制冷模式。此時(shí)輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210、新風(fēng)啟停閥204關(guān)閉，混風(fēng)閥105、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32、新風(fēng)排風(fēng)閥31部分開啟，外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205、外循環(huán)排風(fēng)閥206、排風(fēng)墻208、送風(fēng)墻106開啟，噴霧蒸發(fā)冷卻器209、熱交換器104、輔助機(jī)械制冷器均不工作，為完全的自然冷卻。
[0052]整個(gè)工作流程如下:室外冷空氣從外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口201經(jīng)過外循環(huán)過濾器211以后形成潔凈空氣流入到室外進(jìn)風(fēng)段21中，因新風(fēng)啟停閥204關(guān)閉，新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32開啟，室外的冷空氣不能經(jīng)冷空氣入風(fēng)口 1043進(jìn)入熱交換器104，只能通過新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32進(jìn)入室內(nèi)送風(fēng)段11，并借助送風(fēng)墻106的動力送入到內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101，最終送入到機(jī)房中對發(fā)熱電子設(shè)備進(jìn)行制冷。
[0053]此模式下，輔助機(jī)械制冷器不工作，冷空氣對機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備散熱后升溫，最后通過內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口 102進(jìn)入到室內(nèi)回風(fēng)段12中。由于新風(fēng)排風(fēng)閥31、混風(fēng)閥105部分打開，回風(fēng)熱空氣中的一部分通過新風(fēng)排風(fēng)閥31進(jìn)入室外循環(huán)箱20的室外排風(fēng)段22，借助排風(fēng)墻208將熱空氣排放到室外空氣中，另一部分則通過送風(fēng)墻106提供的動力，經(jīng)過熱交換器104和混風(fēng)閥105被輸送到室內(nèi)送風(fēng)段11中，與新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32部分開啟后引入進(jìn)來的一定量的室外冷空氣進(jìn)行混合，以達(dá)到機(jī)房環(huán)境溫度的要求，再對機(jī)房中的電子設(shè)備進(jìn)行冷卻。
[0054]整個(gè)制冷過程通過制冷設(shè)備的控制器對送風(fēng)墻106、排風(fēng)墻208的風(fēng)機(jī)調(diào)速控制、對混風(fēng)閥105、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32、新風(fēng)排風(fēng)閥31進(jìn)行不同比例的開度控制，從而保證室外冷空氣與機(jī)房回風(fēng)熱空氣進(jìn)行合理的比例均勻混合。
[0055]如圖4所示，為本實(shí)用新型制冷設(shè)備的空氣-空氣熱交換制冷模式的工作原理圖。當(dāng)室外環(huán)境溫度低于某個(gè)設(shè)定值(推薦為-20°C)不適合直接引入室外冷空氣到機(jī)房中，或者室外空氣的污染物濃度過高不適合直接引入室外空氣到機(jī)房中，或者室外空氣濕度過高不適宜電子設(shè)備運(yùn)行等情況下，該制冷設(shè)備可以開啟空氣-空氣熱交換制冷模式。此時(shí)輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32、新風(fēng)排風(fēng)閥31關(guān)閉，外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205、外循環(huán)排風(fēng)閥206、新風(fēng)啟停閥204、混風(fēng)閥105、排風(fēng)墻208、送風(fēng)墻106開啟，噴霧蒸發(fā)冷卻器209、輔助機(jī)械制冷器均不工作，熱交換器104正常工作，為完全的自然冷卻。
[0056]整個(gè)工作流程如下:室外循環(huán)側(cè)，室外冷空氣從外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口201經(jīng)過外循環(huán)過濾器211以后形成潔凈空氣流入到室外進(jìn)風(fēng)段21中，因新風(fēng)啟停閥204開啟，新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32關(guān)閉，室外冷空氣自熱交換器104的冷空氣入風(fēng)口 1043進(jìn)入熱交換器104在熱交換器104中與室內(nèi)循環(huán)空氣進(jìn)行空氣-空氣熱交換，然后自熱交換器104的熱空氣出風(fēng)口 1044流出，進(jìn)入到室外排風(fēng)段22，通過排風(fēng)墻208將熱空氣排放到室外環(huán)境中；室內(nèi)循環(huán)側(cè)中，機(jī)房內(nèi)空氣經(jīng)過吸收電子設(shè)備散發(fā)的熱量形成室內(nèi)熱空氣，并通過內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口 102進(jìn)入室內(nèi)回風(fēng)段12，由于新風(fēng)排風(fēng)閥31關(guān)閉、混風(fēng)閥105開啟，借助室內(nèi)送風(fēng)段11的送風(fēng)墻106提供的動力，室內(nèi)熱空氣自熱交換器104的熱空氣回風(fēng)口 1042進(jìn)入到熱交換器104內(nèi)循環(huán)，與室外循環(huán)側(cè)進(jìn)入熱交換器104中的冷空氣進(jìn)行空氣-空氣熱交換從而實(shí)現(xiàn)降溫，降溫后的冷空氣自冷空氣送風(fēng)口 1041進(jìn)入到室內(nèi)送風(fēng)段11，通過內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101重新進(jìn)入到機(jī)房中對電子設(shè)備冷卻，經(jīng)過吸收電子設(shè)備的熱量后形成的熱空氣又再次重新回到室內(nèi)回風(fēng)段12進(jìn)入下一次的制冷循環(huán)。
[0057]如圖5所示，為本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備的噴霧蒸發(fā)制冷模式的工作原理圖。當(dāng)室外環(huán)境溫度高于某個(gè)設(shè)定值(推薦為20°C )、低于某個(gè)設(shè)定值(推薦為35°C )，并且空氣濕度比較低的時(shí)候，該制冷設(shè)備可以開啟噴霧蒸發(fā)制冷模式。此時(shí)輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32、新風(fēng)排風(fēng)閥31關(guān)閉，外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205、外循環(huán)排風(fēng)閥206、新風(fēng)啟停閥204、混風(fēng)閥105、排風(fēng)墻208、送風(fēng)墻106開啟，輔助機(jī)械制冷器不工作，噴霧蒸發(fā)冷卻器209、熱交換器104正常工作。
[0058]整個(gè)工作流程如下:室外循環(huán)側(cè)，室外空氣從外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口201經(jīng)過外循環(huán)過濾器211以后形成潔凈空氣流入到室外進(jìn)風(fēng)段21中，因新風(fēng)啟停閥204開啟，噴霧蒸發(fā)冷卻器209、熱交換器104正常工作，新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32關(guān)閉，室外空氣經(jīng)室外進(jìn)風(fēng)段21后進(jìn)入噴霧蒸發(fā)冷卻器209中，噴霧蒸發(fā)冷卻器209根據(jù)制冷需求以及室外空氣的溫濕度情況，對室外空氣進(jìn)行合理的噴霧加濕處理以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻降溫，經(jīng)過蒸發(fā)冷卻降溫后的室外空氣自冷空氣入風(fēng)口 1043被送入到熱交換器104，通過熱交換器104對室內(nèi)循環(huán)側(cè)的熱空氣進(jìn)行空氣-空氣熱交換，溫度升高形成熱空氣后從熱交換器104的熱空氣出風(fēng)口 1044流出，進(jìn)入到室外排風(fēng)段22，通過排風(fēng)墻208將熱空氣排放到室外環(huán)境中；室內(nèi)循環(huán)中，機(jī)房內(nèi)空氣經(jīng)過吸收電子設(shè)備散發(fā)的熱量形成室內(nèi)熱空氣，并通過內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口 102進(jìn)入室內(nèi)回風(fēng)段12，由于新風(fēng)排風(fēng)閥31關(guān)閉、混風(fēng)閥105開啟，借助室內(nèi)送風(fēng)段11的送風(fēng)墻106提供的動力，室內(nèi)熱空氣自熱交換器104的熱空氣回風(fēng)口 1042進(jìn)入到熱交換器104內(nèi)循環(huán)，與室外循環(huán)側(cè)進(jìn)入熱交換器104中的冷空氣進(jìn)行空氣-空氣熱交換從而實(shí)現(xiàn)降溫，降溫后的冷空氣自冷空氣送風(fēng)口 1041進(jìn)入到室內(nèi)送風(fēng)段11，通過內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101重新進(jìn)入到機(jī)房中對電子設(shè)備冷卻，經(jīng)過吸收電子設(shè)備的熱量后形成的熱空氣又再次重新回到室內(nèi)回風(fēng)段12進(jìn)入下一次的制冷循環(huán)。
[0059]如圖6所示，為本實(shí)用新型模塊化制冷設(shè)備的輔助機(jī)械制冷模式的工作原理圖。當(dāng)室外環(huán)境溫度高于某個(gè)設(shè)定值(推薦為35 0C )的時(shí)候，室外空氣的溫度過高，噴霧蒸發(fā)冷卻器209也無法將空氣溫度降低到可用溫度，此時(shí)可以開啟輔助機(jī)械制冷模式。該種模式下，外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205、新風(fēng)啟停閥204、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32、新風(fēng)排風(fēng)閥31均關(guān)閉，外循環(huán)排風(fēng)閥206、輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210、混風(fēng)閥105開啟，噴霧蒸發(fā)冷卻器209、熱交換器104不工作，輔助機(jī)械制冷器正常工作。
[0060]整個(gè)工作流程如下:室外循環(huán)側(cè)，由于外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥205、新風(fēng)啟停閥204均關(guān)閉，室外進(jìn)風(fēng)段21失效。室外排風(fēng)段22，輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210開啟，新風(fēng)排風(fēng)閥31關(guān)閉，輔助機(jī)械制冷器中的冷凝器41、壓縮機(jī)40正常工作，排風(fēng)墻208運(yùn)行，室外空氣從輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210弓丨入流經(jīng)冷凝器41，為冷凝器41降溫，并經(jīng)外循環(huán)排風(fēng)口 202排出；室內(nèi)循環(huán)側(cè)，機(jī)房內(nèi)空氣經(jīng)過吸收電子設(shè)備散發(fā)的熱量形成室內(nèi)熱空氣，并通過內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口 102進(jìn)入室內(nèi)回風(fēng)段12，由于混風(fēng)閥605開啟，新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥32、新風(fēng)排風(fēng)閥31均關(guān)閉，熱交換器104不工作，熱空氣借助送風(fēng)墻106提供的動力進(jìn)入到室內(nèi)送風(fēng)段11，在室內(nèi)送風(fēng)段11中流經(jīng)輔助機(jī)械制冷器的蒸發(fā)器42進(jìn)行降溫處理，形成適合機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備所需要的溫度條件的冷空氣，通過內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101送入到機(jī)房中對電子設(shè)備進(jìn)行冷卻，經(jīng)過吸收電子設(shè)備的熱量后形成的熱空氣又再次重新回到室內(nèi)回風(fēng)段12進(jìn)入下一次的制冷循環(huán)。
[0061]整個(gè)制冷過程靠輔助機(jī)械制冷器形成制冷效果，蒸發(fā)器42由控制器根據(jù)制冷負(fù)荷可進(jìn)行效率調(diào)節(jié)。
[0062]可以理解地，在其他制冷模式所提供的制冷量不充分的時(shí)候，輔助機(jī)械制冷器也可提供輔助制冷，補(bǔ)充不足的制冷量，此時(shí)為部分自然冷卻+部分輔助機(jī)械制冷的制冷模式。該種情況下，輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥210關(guān)閉，輔助機(jī)械制冷器的蒸發(fā)器42、冷凝器41和壓縮機(jī)40正常工作，其他閥以及相關(guān)構(gòu)件均按各自模式下進(jìn)行操作，并可根據(jù)輔助機(jī)械制冷器提供的制冷量，調(diào)節(jié)各自的制冷量，以形成部分自然冷卻+部分輔助機(jī)械制冷的制冷模式。具體地，由于自然冷卻模式的制冷能力不足，室內(nèi)送風(fēng)段11中由送風(fēng)墻106送出的降溫后的冷空氣溫度并未降低到機(jī)房所需要的溫度范圍，此時(shí)由控制器控制輔助機(jī)械制冷器的工作狀態(tài)，使蒸發(fā)器42提供部分制冷量，對室內(nèi)送風(fēng)段11的冷空氣進(jìn)行進(jìn)一步降溫處理，達(dá)到機(jī)房電子設(shè)備所需要的溫度，并通過內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口 101送入到機(jī)房內(nèi)進(jìn)行電子設(shè)備的冷卻;相應(yīng)地，室外排風(fēng)段22的冷凝器41、壓縮機(jī)40正常工作，借助排風(fēng)墻208提供的氣流對冷凝器41中的冷媒進(jìn)行降溫處理，保障輔助機(jī)械制冷器正常工作。
[0063]上述各種制冷模式中，新風(fēng)制冷模式利用機(jī)房室內(nèi)外溫差較大形成熱交換，依靠大量的透風(fēng)有效地將機(jī)房內(nèi)的熱量迅速向外迀移，從而達(dá)到有效降低機(jī)房內(nèi)部溫度的目的；空氣-空氣熱交換制冷模式是在環(huán)境空氣質(zhì)量比較差、室外溫度過于低等無法直接引入室外空氣至機(jī)房的情況下，采用熱交換器將室內(nèi)空氣中的熱量移除到室外空氣中，最終將熱量排放到室外環(huán)境，此制冷模式可以減少數(shù)據(jù)中心中的污染物，達(dá)到數(shù)據(jù)中心節(jié)能且保持空氣潔凈的目的；噴霧蒸發(fā)制冷模式主要是利用自然環(huán)境中濕空氣的干濕球溫度差而獲得冷卻效果，濕球溫度與干球溫度的差值是噴霧蒸發(fā)制冷模式的制冷潛力，差值越大，噴霧蒸發(fā)制冷模式的效應(yīng)就越大，此制冷模式可以在高溫條件下進(jìn)行補(bǔ)充制冷;輔助機(jī)械制冷模式則是通過壓縮機(jī)40做功的方式，通過冷凍水或者冷媒將室內(nèi)熱量移除到室外環(huán)境中，此制冷模式可以在極高溫的情況下補(bǔ)充制冷。
[0064]本實(shí)用新型提供的模塊化制冷設(shè)備，具有以下優(yōu)點(diǎn):采用了集裝箱式的標(biāo)準(zhǔn)外形結(jié)構(gòu)，可以工廠預(yù)裝，便于運(yùn)輸拼裝，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心、機(jī)房等應(yīng)用環(huán)境中的制冷系統(tǒng)的快速搭建;標(biāo)準(zhǔn)的模塊化結(jié)構(gòu)，便于不同規(guī)模的數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行快速制冷量擴(kuò)容以及拼接;采用全部配件高度集成的設(shè)計(jì)，使得全部氣流形成固定流道，降低了對建筑結(jié)構(gòu)的苛刻要求，降低了現(xiàn)場施工工程量，減少了土建復(fù)雜程度;采用風(fēng)墻送風(fēng)的方案，可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的送風(fēng)距離并降低送風(fēng)風(fēng)機(jī)的能耗損失，提升了高密度機(jī)柜的制冷能力，提升數(shù)據(jù)中心的機(jī)柜密度;集成多種制冷模式的設(shè)計(jì)方案，增加了數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用終端的全年自然冷卻的運(yùn)行時(shí)間，達(dá)到了節(jié)能冷卻的目標(biāo)的同時(shí)還能適用于各種復(fù)雜、惡劣的氣候條件跟地理環(huán)境。
[0065]以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0066]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，包括室內(nèi)循環(huán)箱和室外循環(huán)箱； 所述室內(nèi)循環(huán)箱開設(shè)有內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口和內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口，并設(shè)置熱交換器和混風(fēng)閥，所述熱交換器位于內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口和內(nèi)循環(huán)回風(fēng)口之間并將所述室內(nèi)循環(huán)箱分隔成室內(nèi)送風(fēng)段和室內(nèi)回風(fēng)段，所述熱交換器設(shè)有冷空氣入風(fēng)口、熱空氣出風(fēng)口、冷空氣送風(fēng)口、熱空氣回風(fēng)口，其中所述冷空氣送風(fēng)口連通所述室內(nèi)送風(fēng)段，所述熱空氣回風(fēng)口連通所述室內(nèi)回風(fēng)段，所述混風(fēng)閥設(shè)置在所述室內(nèi)送風(fēng)段； 所述室外循環(huán)箱開設(shè)有外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口和外循環(huán)排風(fēng)口，并設(shè)置隔離墻、新風(fēng)啟停閥、夕卜循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥、外循環(huán)排風(fēng)閥，其中隔離墻將所述室外循環(huán)箱分隔成室外進(jìn)風(fēng)段和室外排風(fēng)段，所述外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥設(shè)置在外循環(huán)進(jìn)風(fēng)口處，所述外循環(huán)排風(fēng)閥設(shè)置在外循環(huán)排風(fēng)口處，所述新風(fēng)啟停閥設(shè)置在室外進(jìn)風(fēng)段，所述冷空氣入風(fēng)口與所述室外進(jìn)風(fēng)段連通，所述熱空氣出風(fēng)口與所述室外排風(fēng)段連通； 所述室外排風(fēng)段和室內(nèi)回風(fēng)段之間還連接設(shè)置新風(fēng)排風(fēng)閥；所述室外進(jìn)風(fēng)段和室內(nèi)送風(fēng)段之間還連接設(shè)置新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥，所述新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥的一端位于新風(fēng)啟停閥和外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥之間，所述新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥的另一端位于混風(fēng)閥與內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，所述室內(nèi)送風(fēng)段內(nèi)設(shè)置送風(fēng)墻，和/或所述室外排風(fēng)段內(nèi)設(shè)置排風(fēng)墻。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，當(dāng)設(shè)置有送風(fēng)墻時(shí)，所述送風(fēng)墻設(shè)置在混風(fēng)閥和內(nèi)循環(huán)出風(fēng)口之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，所述室外進(jìn)風(fēng)段內(nèi)還設(shè)置噴霧蒸發(fā)冷卻器，所述噴霧蒸發(fā)冷卻器設(shè)置在新風(fēng)啟停閥和隔離墻之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，所述噴霧蒸發(fā)冷卻器設(shè)有儲水機(jī)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，還包括輔助機(jī)械制冷器，所述輔助機(jī)械制冷器包括壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器，所述壓縮機(jī)、冷凝器設(shè)置在室外排風(fēng)段，所述蒸發(fā)器設(shè)置在室內(nèi)送風(fēng)段。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，所述室外循環(huán)箱上還設(shè)置能夠連通室外排風(fēng)段和室外環(huán)境的輔助制冷進(jìn)風(fēng)閥。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，所述室外進(jìn)風(fēng)段內(nèi)還設(shè)置外循環(huán)過濾器，所述外循環(huán)過濾器位于新風(fēng)啟停閥和外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥之間；和/或所述室內(nèi)回風(fēng)段內(nèi)還設(shè)置內(nèi)循環(huán)過濾器。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，還包括控制器用于控制混風(fēng)閥、新風(fēng)啟停閥、外循環(huán)進(jìn)風(fēng)閥、外循環(huán)排風(fēng)閥、新風(fēng)進(jìn)風(fēng)閥、新風(fēng)排風(fēng)閥。10.根據(jù)權(quán)利要求1-8項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的模塊化制冷設(shè)備，其特征在于，所述室內(nèi)循環(huán)箱和/或室外循環(huán)箱構(gòu)造為標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。
【文檔編號】F24F5/00GK205481475SQ201620009628
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月5日
【發(fā)明人】劉帆, 翁建剛, 萬鈞, 郭雨龍
【申請人】中興通訊股份有限公司