[發明專利]一種應用于IDC機房熱濕獨立控制空調系統及制冷方法

在審

• 申請號: 201310419511.2
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104456774A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 李靜;陸明剛
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及IDC機房的空氣調節領域，具體涉及一種應用于IDC機房的熱濕獨立控制的空調系統及其制冷方法。

背景技術

IDC機房中由于設備運行，散熱量大，為保證設備的正常運行，機房溫度需要常年控制在22℃±2℃。

IDC機房的特殊性：（1）全年都是冷負荷，所以需要全年開啟制冷系統，并全天24小時不間斷運行；（2）IDC機房冷負荷大，制冷系統能耗很高；（3）為保證IDC機房在停水情況下依然能正常運行，采用水冷制冷機組時要求配備蓄水池。

現有IDC機房最傳統的制冷解決方案是采用風冷精密空調，單機制冷能力較小，一個數據機房一般都需安裝多臺才能滿足需要。

風冷精密空調主要缺點如下：（1）制冷系統的能效比低：采用風冷方式，能效比較水冷制冷系統低，全年運行能耗大；（2）安裝困難：大量的室外冷凝器安裝需要非常大的場地，銅管過長，制冷效率低，成本高，安裝難度大，而且影響建筑物外觀。（3）室外冷凝器的安裝位置受空間限制，極可能出現熱島效應，大大降低制冷效率。（4）在夏天室外溫度很高時，制冷能力嚴重下降甚至保護停機。（5）精密空調內部風機盤管的工作溫度大大低于露點溫度，產生大量冷凝水，為了維持數據中心的濕度，需要啟動加濕功能，除濕和加濕都要消耗大量的能源。

由于IDC機房規模的擴大，采用水冷制冷機組配合IDC末端裝置的系統形式越來越多。

傳統的水冷制冷機組（采用的開式冷卻塔）配合IDC末端裝置（水冷精密空調）的系統，主要缺點如下：（1）由于IDC機房全年冷負荷，水冷制冷機組全年開啟，運行費用高。（2）水冷精密空調工作時產生大量冷凝水，為保證IDC機房內設備的正常運行，需要設置處理冷凝水的相關設備，如需要做攔水壩、地面做防水處理、設置排水管道、安裝漏水報警設備。（3）采用開式冷卻塔，需要配備的蓄水池容積要求大，占地面積大，耗水量大。

發明內容

針對現有IDC機房空調系統技術的上述缺陷，申請人經過研究改進，提供一種應用于IDC機房的熱濕獨立控制空調系統及其制冷方法，通過干盤管模塊和新風除濕模塊構成空調系統，閉式冷卻塔和水冷制冷機組構成制冷系統，通過聯合運行，解決目前技術中存在的上述缺陷。

本發明的技術方案如下：

本發明提供一種應用于IDC機房的熱濕獨立控制空調系統，包括由管道連接的閉式冷卻塔、水冷制冷機組、冷水罐、冷凍水泵、冷卻水泵和干盤管模塊，獨立的新風除濕模塊，獨立的排風設備，以及電連接的嵌入式控制系統、閉式冷卻塔進風干濕球溫度傳感器、干盤管模塊進水溫度傳感器、干盤管模塊出水溫度傳感器、閉式冷卻塔風機變頻器、閉式冷卻塔循環水泵變頻器以及各電動閥門；

自來水管、冷水罐的第一出水口由管道分別經第一電動閥門、第二電動閥門與閉式冷卻塔的補水口連接，閉式冷卻塔的出水口由管道經第三電動閥門與冷水罐的進水口連接，閉式冷卻塔的出水口又由管道經順序連接的第四電動閥門和第五電動閥門與冷卻水泵的進水口連接，閉式冷卻塔的出水口還由管道經順序連接的第四電動閥門和第六電動閥門與冷凍水泵的進水口連接，水冷制冷機組的第一出水口由管道經第七電動閥門與冷凍水泵的進水口連接，冷凍水泵的出水口由管道直接與干盤管模塊的進水口連接，干盤管模塊的出水口由管道分別經第八電動閥門、第九電動閥門與水冷制冷機組的第一進水口、閉式冷卻塔的進水口連接，冷卻水泵的出水口由管道直接與水冷制冷機組的第二進水口連接，水冷制冷機組的第二出水口由管道直接與閉式冷卻塔的進水口連接；冷水罐的第二出水口由管道分別經第五電動閥門、第六電動閥門冷卻水泵的進水口、冷凍水泵的進水口連接；新風除濕模塊、排風設備獨立安裝在IDC機房內；

閉式冷卻塔進風干濕球溫度傳感器安裝在閉式冷卻塔的進風口處；干盤管模塊進水溫度傳感器安裝在干盤管模塊供水管道上；干盤管模塊出水溫度傳感器安裝在干盤管模塊回水管道上。閉式冷卻塔進風干濕球溫度傳感器、干盤管模塊進水溫度傳感器和干盤管模塊出水溫度傳感器采集的信號輸入嵌入式控制系統，嵌入式控制系統輸出的信號控制各電動閥門和閉式冷卻塔風機變頻器、閉式冷卻塔循環水泵變頻器。

2.一種應用于IDC機房的熱濕獨立控制制冷方法，具體為：

1）當室外空氣的干球溫度低于判據溫度1，水冷制冷機組停機，閉式冷卻塔干工況運行，提供冷凍水，冷卻干盤管模塊的同時保證干盤管模塊干工況運行；

2）當室外空氣的干球溫度高于判據溫度1且濕球溫度低于判據溫度2，水冷制冷機組停機，閉式冷卻塔濕工況運行，提供冷凍水，冷卻干盤管模塊的同時保證干盤管模塊干工況運行；