本发明属于水冷技术领域,具体涉及一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置。
背景技术:
随着信息的海量化,数据中心成为企业承载信息的主要应用系统。数据中心耗能巨大,尤其是制冷部分,因此,为了降低制冷部分的能耗,人们开始关注并研发适用于数据中心机房的最优制冷(冷却)装置。然而,现有的数据中心机房用制冷(冷却)装置,通常存在装置结构繁杂、成本高、能耗高等不足。
技术实现要素:
本发明提供一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置,其结构简单、成本低、能耗低,适用于数据中心机房的制冷工作。
本发明采用以下技术方案:一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置,包括末端、冷水机组、闭式冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵以及阀门v1、阀门v2、阀门v3、阀门v4,其中冷水机组内具有蒸发器和冷凝器,由闭式冷却塔、冷却水泵、阀门v1、冷凝器串联连接构成的回路作为第一管路,由末端、冷冻水泵、阀门v2、蒸发器串联连接构成的回路作为第二管路,在冷冻水泵的出口端与冷凝器的入口端之间连接设有第三管路,阀门v3安装在第三管路上,在冷却水泵的出口端与蒸发器的入口端之间连接设有第四管路,阀门v4安装在第四管路上。
优选地,在冷凝器的入口端与出口端之间并联接有第五管路,在第五管路上安装有阀门v5;在蒸发器的入口端与出口端之间并联接有第六管路,在第六管路上安装有阀门v6。
本发明的技术效果:本发明采用闭式冷却塔与冷水机组联合,实现机械制冷、部分自然冷却和完全自然冷却三种模式自由切换运行,在过渡季节,闭式冷却塔与冷水机组联合,实现部分自然冷却;在寒冷季节,由闭式冷却塔通过自然冷却,提供全部制冷量,具体特点如下:
(1)节省能耗:通过部分自然冷却分担冷机负荷和完全自然冷却降低冷机运行时间,实现节省能耗。部分自然冷却和完全自然冷却的实现无需额外换热器,相比需要额外换热器的系统而言,可降低冷却水回路、冷冻水回路总阻力,从而节省能耗;
(2)节省水耗:采用闭式冷却塔,相比开式冷却塔的系统而言,避免直接蒸发带走大量水量;
(3)节省投资:无需额外的换热器,相比需要额外换热器的系统而言,节省换热器部分的投资;
(4)灵活且容易操控:可实现机械制冷、部分自然冷却和完全自然冷却三种模式自由切换。
附图说明
图1是实施例一冷却装置的原理框图。
图2是实施例一冷却装置在机械制冷模式下的原理框图。
图3是实施例一冷却装置在部分自然冷却模式下的原理框图。
图4是实施例一冷却装置在完全自然冷却模式下的原理框图。
图5是实施例二冷却装置的原理框图。
图6是实施例二冷却装置在完全自然冷却模式下的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明:
实施例一
如图1所示的一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置,包括末端1、冷水机组2、闭式冷却塔3、冷冻水泵4、冷却水泵5以及阀门v1、阀门v2、阀门v3、阀门v4、阀门v5、阀门v6,其中冷水机组2内具有蒸发器和冷凝器,由闭式冷却塔3、冷却水泵5、阀门v1、冷凝器串联连接构成的回路作为第一管路,由末端1、冷冻水泵4、阀门v2、蒸发器串联连接构成的回路作为第二管路,在冷冻水泵4的出口端与冷凝器的入口端之间连接设有第三管路,阀门v3安装在第三管路上,在冷却水泵5的出口端与蒸发器的入口端之间连接设有第四管路,阀门v4安装在第四管路上,在冷凝器的入口端与出口端之间并联接有第五管路,阀门v5安装在第五管路上;在蒸发器的入口端与出口端之间并联接有第六管路,阀门v6安装在第六管路上。
如图2所示,机械制冷模式,v1、v2打开,v3、v4、v5、v6关闭。经闭式冷却塔冷却后流出的冷却水,由冷却水泵提供动力,流过阀门v1,到冷凝器,在冷凝器内通过热交换带走冷媒热量而温度升高,出冷凝器后回到闭式冷却塔,再由闭式冷却塔冷却,如此循环。经末端热交换变热后回流的冷冻水,有冷冻水泵提供动力,流过阀门v2,到蒸发器,在蒸发器内通过热交换被冷媒蒸发带走热量而温度降低,出蒸发器后供给到末端,再在末端与用冷设备进行热交换,如此循环。机械模式下,冷水机组承担全部制冷负荷。
如图3所示,部分自然冷却模式,v3、v4打开,v5、v6关闭,v1关闭或调节。经闭式冷却塔冷却后流出的冷却水,由冷却水泵提供动力,流过阀门v4,到蒸发器,在蒸发器内降温后流出,供给到末端,在末端与用冷设备进行热交换后温度升高,由冷冻水泵提供动力,流过阀门v3,进入冷凝器,在冷凝器内升温后流出,回到闭式冷却塔,再由闭式冷却塔冷却,如此循环。部分自然冷却模式下,经闭式冷却塔自然冷却的冷却水分担部分制冷负荷,其余部分由冷水机组承担。
如图4所示,完全自然冷却模式,v3、v4、v5、v6打开,v1、v2关闭。经闭式冷却塔冷却后流出的冷却水,由冷却水泵提供动力,流过阀门v4,再流过阀门v6,直接供给到末端,在末端与用冷设备进行热交换后温度升高,由冷冻水泵提供动力,流过阀门v3,再流过阀门v5,直接回到闭式冷却塔,再由闭式冷却塔冷却,如此循环。完全自然冷却模式下,经闭式冷却塔自然冷却的冷却水承担全部制冷负荷,冷水机组不工作。
实施例二
如图5所示的一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置,包括末端1、冷水机组2、闭式冷却塔3、冷冻水泵4、冷却水泵5以及阀门v1、阀门v2、阀门v3、阀门v4,其中冷水机组2内具有蒸发器和冷凝器,由闭式冷却塔3、冷却水泵5、阀门v1、冷凝器串联连接构成的回路作为第一管路,由末端1、冷冻水泵4、阀门v2、蒸发器串联连接构成的回路作为第二管路,在冷冻水泵4的出口端与冷凝器的入口端之间连接设有第三管路,阀门v3安装在第三管路上,在冷却水泵5的出口端与蒸发器的入口端之间连接设有第四管路,阀门v4安装在第四管路上。
实施例二与实施例一对比,其区别是去除了实施例一中的阀门v5、阀门v6,阀门v1、阀门v2、阀门v3、阀门v4在三种模式下的开关或调节状态与实施例一相同。机械制冷模式和部分自然冷却模式下,冷却水和冷冻水的路径与实施例一相同,如图2和图3所示。
如图6所示,完全自然冷却模式下水流路径稍有不同,经闭式冷却塔冷却后流出的冷却水,由冷却水泵5提供动力,流过阀门v4,然后经过蒸发器,直接供给到末端,在末端与用冷设备进行热交换后温度升高,由冷冻水泵4提供动力,流过阀门v3,然后经过冷凝器直接回到闭式冷却塔,再由闭式冷却塔冷却,如此循环。与实施例一一样,完全自然冷却模式下,经闭式冷却塔自然冷却的冷却水承担全部制冷负荷,冷水机组不工作。
实施例二比实施例一结构上要简单,因为没有了阀门v5、阀门v6及其连接管道。实施例二在完全自然冷却模式下,冷却水需流经蒸发器,冷冻水需流经冷凝器,较实施例一会额外增加蒸发器、冷凝器部分阻力,会增加这部分阻力造成的能耗。
技术特征:
1.一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置,其特征在于:包括末端(1)、冷水机组(2)、闭式冷却塔(3)、冷冻水泵(4)、冷却水泵(5)以及阀门v1、阀门v2、阀门v3、阀门v4,其中冷水机组(2)内具有蒸发器和冷凝器,由闭式冷却塔(3)、冷却水泵(5)、阀门v1、冷凝器串联连接构成的回路作为第一管路,由末端(1)、冷冻水泵(4)、阀门v2、蒸发器串联连接构成的回路作为第二管路,在冷冻水泵(4)的出口端与冷凝器的入口端之间连接设有第三管路,阀门v3安装在第三管路上,在冷却水泵(5)的出口端与蒸发器的入口端之间连接设有第四管路,阀门v4安装在第四管路上。
2.如权利要求1所述的一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置,其特征在于:在冷凝器的入口端与出口端之间并联接有第五管路,在第五管路上安装有阀门v5;在蒸发器的入口端与出口端之间并联接有第六管路,在第六管路上安装有阀门v6。
技术总结
本发明涉及一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置,包括末端、冷水机组、闭式冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵以及阀门,冷水机组内具有蒸发器和冷凝器,由闭式冷却塔、冷却水泵、阀门V1、冷凝器串联连接构成第一管路,由末端、冷冻水泵、阀门V2、蒸发器串联连接构成第二管路,在冷冻水泵的出口端与冷凝器的入口端之间连接设有第三管路,在冷却水泵的出口端与蒸发器的入口端之间连接设有第四管路。本发明采用闭式冷却塔与冷水机组联合,实现机械制冷、部分自然冷却和完全自然冷却三种模式自由切换运行,在过渡季节,闭式冷却塔与冷水机组联合,实现部分自然冷却;在寒冷季节,由闭式冷却塔通过自然冷却,提供全部制冷量。
技术研发人员:肖峰;冉义兵;安册册
受保护的技术使用者:捷通智慧科技股份有限公司
技术研发日:.08.23
技术公布日:.11.29