一种数据中心空调系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数据中心空调系统，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统。本系统有三种运行模式，分别是热管模式、机械制冷模式、机械制冷与热管同时运行模式，根据不同的室外温度条件选择最佳的运行模式，保证系统高效节能的运行。在系统中增加蓄冷罐，系统正常工作时对蓄冷罐蓄冷，当市电发生故障时蓄冷罐的冷量再提供给数据中心，保证系统安全运行，同时，系统采用模块化的分散系统，进一步提高了系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心空调系统
本技术属于数据中心制冷
，尤其涉及一种数据中心空调系统。
技术介绍
随着互联网、移动互联网、云计算以及大数据等应用的快速发展，全球数据中心的建设步伐正在加快。与此同时，数据中心的节能降耗问题也进一步凸显。据统计，数据中心空调用电约占整个数据中心耗能的40%。空调的用量愈大，消耗电力也愈多，直接造成夏季限电危机及大量能源消耗的问题。针对机房空调全天候运行的特点，在室外湿球温度较低的时候，尤其是在北方或者冬天，充分利用自然冷源散热来代替压缩机运行，是降低机房空调能耗的重要方向。此外，数据中心内制冷量越来越大，一旦电源发生故障，此时服务器虽然能依靠UPS系统继续运行，但由于制冷设备停止运行，致使机房温度迅速上升，仍会导致服务器过热而停止运行。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术存在的问题，而提供一种同时有自然冷源装置和备份装置的高效、安全、低能耗的数据中心空调系统。本技术解决技术问题采用如下技术方案：一种数据中心空调系统，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统。所述热管系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔、第一液泵、第一阀门、第一热管换热器、第二阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第一循环回路，由冷却塔、第一液泵、第五阀门、第二热管换热器、第六阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第二循环回路，由冷却塔、第一液泵、第九阀门、第三热管换热器、第十阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第一循环回路，由第二热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第二循环回路，由第三热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第三循环回路。所述机械制冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔、第一液泵、第三阀门、第一冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第一循环回路，由冷却塔、第一液泵、第七阀门、第二冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第二循环回路，由冷却塔、第一液泵、第十一阀门、第三冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第一循环回路，由第二冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第二循环回路，由第三冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第三循环回路；所述第二阀门的输入端与第三阀门的输出端之间串联有第四阀门；所述第六阀门的输入端与第七阀门的输出端之间串联有第八阀门；所述第十阀门的输入端与第十一阀门的输出端之间串联有第十二阀门。所述备份系统包括蓄冷系统和放冷系统；所述蓄冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔、第一液泵、备份冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水备份循环回路；冷媒侧由备份冷水机组、第十九阀门、蓄冷罐、第二十阀门、第三液泵通过管路依次相连形成冷媒备份循环回路；所述放冷系统由蓄冷罐、第二十阀门、第四液泵、第十三阀门、第一热管换热器、第十四阀门、第十九阀门通过管路依次相连形成第一放冷循环回路，由蓄冷罐、第二十阀门、第四液泵、第十五阀门、第二热管换热器、第十六阀门、第十九阀门通过管路依次相连形成第二放冷循环回路，由蓄冷罐、第二十阀门、第四液泵、第十七阀门、第三热管换热器、第十八阀门、第十九阀门通过管路依次相连形成第三放冷循环回路。本系统有三种运行模式，分别为热管模式、机械制冷模式、机械制冷与热管同时运行模式；当系统单独运行机械制冷模式时，第三阀门、第七阀门、第十一阀门、第一液泵、第二液泵、第一冷水机组、第二冷水机组、第三冷水机组开启，第一阀门、第二阀门、第四~第六阀门、第八~第二十阀门、第三液泵、第四液泵、备份冷水机组关闭；当系统单独运行热管模式时，第一阀门、第二阀门、第五阀门、第六阀门、第九阀门、第十阀门、第一液泵、第二液泵开启，第三阀门、第四阀门、第七阀门、第八阀门、第十一~第二十阀门、第三液泵、第四液泵、第一冷水机组、第二冷水机组、第三冷水机组、备份冷水机组关闭；当系统同时运行机械制冷与热管时，第一阀门、第四阀门、第五阀门、第八阀门、第九阀门、第十二阀门、第一液泵、第二液泵、第一冷水机组、第二冷水机组、第三冷水机组开启，第三阀门、第四阀门、第六阀门、第七阀门、第十~第二十阀门、第三液泵、第四液泵、备份冷水机组关闭。备份系统在市电正常工作时，通过冷却塔和备份机组对蓄冷罐进行蓄冷，此时开启第三液泵、备份冷水机组、第十九阀门、第二十阀门；当市电出现故障时，开启备份系统，蓄冷罐中的冷水释放冷量，带走热管换热器中释放的热量，液泵耗电由机房UPS提供，此时第十三~第二十阀门、第二液泵、第四液泵开启，第一~第十二阀门、第一液泵、第三液泵、第一~第三冷水机组、备份冷水机组关闭。进一步的，冷却塔可根据冷量需求设置为一台、两台或者多台。进一步的，热管换热器和冷水机组均可根据冷量需求设置为一台、两台或者多台。进一步的，室内机可根据冷量需求设置为一台、两台或者多台。进一步的，第一~第二十阀门均为电动阀。进一步的，第一液泵和第四液泵为水泵，第二液泵和第三液泵为冷媒泵。与现有技术相比，本技术的有益效果体现在：1.采用热管系统和机械制冷系统耦合的形式，可根据不同的室外温度条件选择最佳的运行模式，保证系统高效节能的运行；2.在系统中增加蓄冷罐，确保在电力系统出现故障时及时供冷，提高了整个系统的安全性；3.系统采用模块化的分散系统，进一步提高了系统的安全性。附图说明图1为数据中心空调系统的实施例。图中：（1）冷却塔；（201）第一热管换热器；（202）第二热管换热器；（203）第三热管换热器；（301）第一冷水机组；（302）第二冷水机组；（303）第三冷水机组；（304）备份冷水机组；（401）第一液泵；（402）第二液泵；（403）第三液泵；（404）第四液泵；（5）蓄冷罐；（6）储液罐；（701）第一室内机；（702）第二室内机；（703）第三室内机；（704）第四室内机；（705）第五室内机；（706）第六室内机；（801）第一膨胀阀；（802）第二膨胀阀；（803）第三膨胀阀；（804）第四膨胀阀；（805）第五膨胀阀；（806）第六膨胀阀；（901）第一阀门；（902）第二阀门；（903）第三阀门；（904）第四阀门；（905）第五阀门；（906）第六阀门；（907）第七阀门；（908）第八阀门；（909）第九阀门；（9010）第十阀门；（9011）第十一阀门；（9012）第十二阀门；（9013）第十三阀门；（9014）第十四阀门；（9015）第十五阀门；（9016）第十六阀门；（9017）第十七阀门；（9018）第十八阀门；（9019）第十九阀门；（9020）第二十阀门。具体实施方式图1所示是一种数据中心空调系统的实施例，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统。所述热管系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔1、第一液泵401、第一阀门901、第一热管换热器201、第二阀门902通过管路依次相连形成热管冷却水第一循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据中心空调系统，其特征在于，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统；所述热管系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔、第一液泵、第一阀门、第一热管换热器、第二阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第一循环回路，由冷却塔、第一液泵、第五阀门、第二热管换热器、第六阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第二循环回路，由冷却塔、第一液泵、第九阀门、第三热管换热器、第十阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第一循环回路，由第二热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第二循环回路，由第三热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第三循环回路；所述机械制冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔、第一液泵、第三阀门、第一冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第一循环回路，由冷却塔、第一液泵、第七阀门、第二冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第二循环回路，由冷却塔、第一液泵、第十一阀门、第三冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第一循环回路，由第二冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第二循环回路，由第三冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第三循环回路；所述第二阀门的输入端与第三阀门的输出端之间串联有第四阀门；所述第六阀门的输入端与第七阀门的输出端之间串联有第八阀门；所述第十阀门的输入端与第十一阀门的输出端之间串联有第十二阀门；所述备份系统包括蓄冷系统和放冷系统；所述蓄冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔、第一液泵、备份冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水备份循环回路；冷媒侧由备份冷水机组、第十九阀门、蓄冷罐、第二十阀门、第三液泵通过管路依次相连形成冷媒备份循环回路；所述放冷系统由蓄冷罐、第二十阀门、第四液泵、第十三阀门、第一热管换热器、第十四阀门、第十九阀门通过管路依次相连形成第一放冷循环回路，由蓄冷罐、第二十阀门、第四液泵、第十五阀门、第二热管换热器、第十六阀门、第十九阀门通过管路依次相连形成第二放冷循环回路，由蓄冷罐、第二十阀门、第四液泵、第十七阀门、第三热管换热器、第十八阀门、第十九阀门通过管路依次相连形成第三放冷循环回路。...

【技术特征摘要】
1.一种数据中心空调系统，其特征在于，包括热管系统、机械制冷系统和备份系统；所述热管系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔、第一液泵、第一阀门、第一热管换热器、第二阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第一循环回路，由冷却塔、第一液泵、第五阀门、第二热管换热器、第六阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第二循环回路，由冷却塔、第一液泵、第九阀门、第三热管换热器、第十阀门通过管路依次相连形成热管冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第一循环回路，由第二热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第二循环回路，由第三热管换热器、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成热管冷媒第三循环回路；所述机械制冷系统包括水侧和冷媒侧，其中水侧由冷却塔、第一液泵、第三阀门、第一冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第一循环回路，由冷却塔、第一液泵、第七阀门、第二冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第二循环回路，由冷却塔、第一液泵、第十一阀门、第三冷水机组通过管路依次相连形成机械制冷冷却水第三循环回路；冷媒侧由第一冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第一循环回路，由第二冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第二循环回路，由第三冷水机组、储液罐、第二液泵、膨胀阀、室内机通过管路依次相连形成机械制冷冷媒第三循环回路；所述第二阀门的输入端与第三阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝长宇，任宇宙，杨兴明，
申请(专利权)人：北京丰联奥睿科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11