[發明專利]用于間接蒸發冷卻器的水管理系統及方法

在審

• 申請號: 201811181720.7
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109654709A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 雅各布·約瑟夫·里德;小約翰·H·比恩
• 申請（專利權）人: 施耐德電氣IT公司
• 主分類號: F24F12/00
• 分類號: F24F12/00;F24F13/30;F28C1/06;F28F25/06;F28F25/08
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張華卿;楊明釗

本申請涉及用于間接蒸發冷卻器的水管理系統及方法。間接蒸發冷卻系統包括框架、熱交換器芯、使室內回流空氣在熱交換器芯內移動的送風機、以及由框架支撐以在垂直于室內回流空氣的方向上將室外空氣抽吸經過熱交換器芯的室外排風機。該系統還包括定位在熱交換器芯上方以在熱交換器芯上噴灑水的水噴灑系統和定位熱交換器芯下方以收集噴灑到熱交換器芯上的水的水收集及管理系統。水收集及管理系統包括水池，水池配置成容納流體。該水池配置成包括操作水體積和水儲備體積，操作水體積和水儲備體積共同定義總可用水體積，并且該水池包括定義水儲備體積的水高度設定點。

本公開的背景

1.公開的領域

本公開總體上涉及間接蒸發冷卻器系統，并且更具體地，涉及用于間接蒸發冷卻器的水管理系統，該水管理系統配置成在蒸發冷卻器的熱交換器上噴灑水并從蒸發冷卻器收集水。

2.相關技術的討論

當外部溫度低于IT入口空氣的溫度設定點時，間接空氣蒸發冷卻系統通常使用室外空氣來間接冷卻數據中心空氣，這可以導致顯著的能源節省。這種系統使用風機將冷的外部空氣吹過空氣-空氣熱交換器，空氣-空氣熱交換器進而冷卻熱交換器內部的熱的數據中心空氣，從而將數據中心空氣與外部空氣完全隔離。這種除熱方法通常使用蒸發輔助設備，在該蒸發輔助設備中，空氣-空氣熱交換器的外部被噴灑水，這允許熱交換器針對更高的環境溫度繼續其冷卻操作，或者提供對熱的數據中心空氣的更經濟的冷卻操作。間接空氣蒸發冷卻系統可提供高達約1000千瓦(kW)的冷卻能力。一些單元約相當于海運集裝箱的尺寸或更大。這些系統安裝在建筑物屋頂上或者沿建筑物的周邊安裝。

直接使用新鮮空氣來冷卻數據中心通常被視為最有效的冷卻方法。對于經歷大范圍的溫度和濕度條件的數據中心，該冷卻方法通常是最有效的。然而，大多數數據中心管理人員對這些較高的操作溫度和溫度及濕度的快速變化不愿意承擔風險。他們也不希望讓數據中心暴露于直接空氣冷卻過程中可能存在的污染或其它污染物。在升高的密度和采用遏制實踐的情況下，不希望IT裝備在更高的溫度下運行，尤其是在故障事件發生時。當溫度閾值和濕度閾值保持在行業推薦的限度內時，間接空氣節能器實際上提供比直接的新鮮空氣更高的效率。

冷卻大的空間(如數據中心)的一種方法是利用安裝到一個或更多個外部建筑物表面或安裝到屋頂的超大的空氣-空氣熱交換器單元(AHUs)?，F代AHU包含超大的熱交換器，例如10英尺長、7英尺寬和7英尺高，包含幾乎2000根熱交換器管。在現代間接蒸發冷卻系統中，熱的IT空氣被引入到AHU中，并且兩種節能器操作模式中的一種被用來排出熱量?；谪撦d、IT設定點和室外環境條件，系統自動選擇最有效的操作模式。間接空氣-空氣節約模式使用空氣-空氣熱交換器將熱能從較熱的數據中心空氣傳遞到較冷的室外空氣。當使用蒸發冷卻時，通常用水噴灑系統在熱交換器的熱交換表面上施加薄的水膜。通過在熱交換器上噴灑水，水可以吸收熱交換器內的熱量并將熱量蒸發到室外空氣中，從而將水分添加到空氣流。這種操作模式允許數據中心持續受益于節能器模式操作，即使當空氣-空氣熱交換過程單獨無法排除數據中心熱負載時。正在探索用于提高數據中心或其它熱產生過程內的間接蒸發冷卻系統的冷卻效率的方法和系統。

本公開的概述

本公開的一個方面包括間接蒸發冷卻系統。在一個實施方案中，該系統包括框架、布置在框架內的熱交換器芯、由框架支撐以使室內回流空氣在熱交換器芯內移動的送風機、由框架支撐以在垂直于室內回流空氣的方向上使室外空氣抽吸經過熱交換器芯的室外排風機、定位在熱交換器芯上方以在熱交換器芯上方噴灑水的水噴灑系統、以及布置在框架內在熱交換器芯下方以收集噴灑到熱交換器芯上的水的水收集及管理系統。水收集及管理系統包括水池，水池配置成容納流體。水池配置成包括操作水體積和水儲備體積，操作水體積和水儲備體積共同定義總可用水體積。水池包括水高度設定點以定義水儲備體積。