一种组合式直接蒸发冷却空调机组

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体为一种组合式直接蒸发冷却空调机组。

背景技术

近年来，我国数据中心规模快速增长，功率密度越来越高，数据中心发热量越来越大、且需要全年不间断供冷，数据中心大量的空调设备消耗的电能也快速增加，数据中心的节能迫在眉睫，降低空调系统能耗是实现数据中心绿色可持续发展的重点所在；蒸发冷却空调技术是利用干空气能来获得空调所需制冷量的制冷方式，在我国气候比较干燥的西北和北部地区，夏季空调室外空气计算湿球温度较低、干球温度日较差较大，空气的冷却处理可以充分利用蒸发冷却技术自然冷却，降低电能消耗，具有显著的节能效果；目前云计算数据中心也越来越多，相对于互联网数据中心，云计算数据中心对机房内温湿度要求相对宽泛、温湿度兼容性较高，这也为蒸发冷却型空调机组的广泛利用提供了基础，使蒸发冷却技术在数据中心大有作为。

现有技术中存在以下问题：

现有技术下，间接蒸发冷却的换热效率一般为50％～80％，直接蒸发冷却的换热效率一般为70％～90％,可见直接蒸发冷却效率更高，另外其换热温差也较小，自然冷却时间更长，具有更好的节能效果，合理利用直接蒸发冷却空调机组，具有可观的经济效益和社会效益，也有利于节能减排，针对目前数据中心供冷需求越来越大、而社会节能减排要求却越来越高的问题，提出了一种针对云计算数据中心的的组合式直接蒸发冷却空调机组，充分利用干空气能，节能降耗的同时，保证数据中心用冷需求，为此，我们提出一种组合式直接蒸发冷却空调机组用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合式直接蒸发冷却空调机组，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种组合式直接蒸发冷却空调机组，包括混合段，所述混合段包括新风电动阀、回风电动阀和排风电动阀，所述回风电动阀和排风电动阀设置在新风电动阀顶部，所述混合段一侧设置有过滤段，所述过滤段包括初效过滤器，所述初效过滤器设置在新风电动阀靠近过滤段的一侧，所述初效过滤器与新风电动阀连通，所述初效过滤器远离新风电动阀的一侧设置有中效过滤器，所述过滤段远离混合段的一侧设置有直接蒸发冷却段，所述直接蒸发冷却段包括挡水板和水泵，所述直接蒸发冷却段远离过滤段的一侧设置有补冷段，所述补冷段包括蒸发器，所述新风电动阀穿过的空气通过初效过滤器和中效过滤器后，与蒸发器所生产的空气混合，所述补冷段远离直接蒸发冷却段的一侧设置有送风段，所述送风段包括送风机和回风机，所述回风机将回流空气通过回风电动阀和排风电动阀回流混合段。

优选的，所述初效过滤器包括用于外部空气进入数据中心的通风道，所述通风道顶部固定连接有用于固定多个组件的安装甬道，所述安装甬道内置有用于初步过滤外部空气的过滤组件，所述安装甬道内壁设置有用于稳定过滤组件的连接组件，所述过滤组件通过连接组件与安装甬道固定。

优选的，所述安装甬道顶部开设有用于过滤组件穿过的连通窗口，所述安装甬道两侧开设有用于与通风道连通的送风窗口，所述过滤组件设置在送风窗口内并将送风窗口完全封闭，所述连通窗口内壁两侧开设有便于过滤组件移动的导向槽，两侧所述导向槽沿安装甬道轴线对称分布，所述连通窗口内壁两侧开设有用于安装连接组件的安装槽，两侧所述安装槽沿安装甬道轴线对称分布。

优选的，所述过滤组件包括用于固定多个零件的固定框，所述固定框置于连通窗口内且与连通窗口内壁滑动连接，所述固定框内置于有多层用于过滤空气杂质的玻璃纤维纸，所述固定框内壁固定连接有多个用于堆积灰尘的承接板，所述承接板靠近固定框的一侧与玻璃纤维纸接触，多个所述承接板沿固定框高度方向均匀分布，所述固定框顶部一侧固定连接有用于接触其他过滤组件的支撑板，所述支撑板表面开设有便于使用者提携自身的连通孔。

优选的，所述固定框顶部固定连接有多个用于稳定其余过滤组件的固定辊，所述固定辊沿固定框宽度方向均匀分布，所述固定框底部开设有多个与固定辊相匹配的固定孔，所述固定辊和固定孔相互靠近的一端均开设有便于两者接触的触发斜面，所述固定辊与固定孔孔壁滑动连接。

优选的，所述固定框两侧固定连接有多个用于安装导轮的连接座，多个所述连接座沿固定框高度方向均匀分布，所述连接座远离固定框的一端开设有用于安装转动杆的连接槽，所述转动杆贯穿连接槽槽壁延伸至外部。

优选的，所述转动杆与连接座转动连接，所述转动杆表面套接有用于接触导向槽内壁的导轮，所述导轮与转动杆固定连接，所述导轮置于安装槽内且与安装槽槽壁滑动连接，所述导轮远离固定框的一侧与导向槽槽壁接触。

优选的，所述固定框两侧固定连接有用于配合连接组件的安装座，两侧所述安装座沿固定框轴线对称分布，所述安装座远离固定框的一端固定连接有用于稳定整体过滤组件的挂板，所述连接组件包括用于安装多个零件的固定槽。

优选的，所述固定槽开设于安装槽槽壁两侧，两侧所述安装槽沿挂板轴线对称分布，所述安装槽内腔底部转动连接有用于连接固定座的安装辊，所述安装辊表面两端套接有用于驱使固定座运动的卷簧，所述卷簧置于固定槽内。

优选的，且所述卷簧一端与固定槽槽壁固定连接，所述卷簧另一端与安装辊表面固定连接，所述固定座套接在安装辊表面且与之固定连接，所述固定座远离安装甬道的一侧固定连接有用于支撑过滤组件的顶座，所述顶座上端面与挂板下端面接触且与之滑动连接。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明利用自然冷源，减少对传统制冷剂的依赖，有利于节能减排，同时，直接蒸发冷却技术相较于间接蒸发冷却，能效更高，新风、回风及排风电动阀可以根据室外温度和空气湿度进行调节，实现多种运行模式，满足不同季节的需求，过滤组件采用多层玻璃纤维纸和承接板，提高空气过滤效果，使空气在进入数据中心前经过更多层次的过滤，提高密闭性，当过滤组件附着的灰尘达到一定程度时，其固定框会自动下落，方便更换过滤件，无需人工干预，节省人力成本，预设灰尘量完成过滤件的更换，避免工作人员忘记对通风道的检修，确保空调系统的正常运行，涉及的技术成熟可靠，具有广泛的应用基础，适用于各种场景。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的直接蒸发冷却空调机组原理图；

图2是本发明的初效过滤器结构示意图；

图3是本发明的初效过滤器内部结构示意图；

图4是本发明的安装甬道结构示意图；

图5是本发明的连接组件结构示意图；

图6是本发明的图2中A处放大结构示意图；

图7是本发明的过滤组件结构示意图；

图8是本发明的固定辊与固定框装配结构示意图；

图9是本发明的图7中B处放大结构示意图。

图中：

1、通风道；101、安装甬道；102、连通窗口；104、送风窗口；105、导向槽；106、安装槽；2、过滤组件；201、固定框；202、玻璃纤维纸；203、承接板；204、支撑板；205、连通孔；206、固定辊；207、固定孔；208、安装座；209、转动杆；210、导轮；211、连接座；212、挂板；213、连接槽；214、触发斜面；3、连接组件；301、固定槽；302、安装辊；303、卷簧；304、固定座；305、顶座；4、混合段；5、过滤段；6、直接蒸发冷却段；7、补冷段；8、送风段；9、新风电动阀；10、初效过滤器；11、回风电动阀；13、排风电动阀；14、挡水板；15、水泵；16、蒸发器；17、回风机；18、送风机；19、中效过滤器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参阅图1-图9，本发明提供了一种组合式直接蒸发冷却空调机组，包括混合段4，混合段4包括新风电动阀9、回风电动阀11和排风电动阀13，回风电动阀11和排风电动阀13设置在新风电动阀9顶部，混合段4一侧设置有过滤段5，过滤段5包括初效过滤器10，初效过滤器10设置在新风电动阀9靠近过滤段5的一侧，初效过滤器10与新风电动阀9连通，初效过滤器10远离新风电动阀9的一侧设置有中效过滤器19，过滤段5远离混合段4的一侧设置有直接蒸发冷却段6，直接蒸发冷却段6包括挡水板14和水泵15，直接蒸发冷却段6远离过滤段5的一侧设置有补冷段7，补冷段7包括蒸发器16，新风电动阀9穿过的空气通过初效过滤器10和中效过滤器19后，与蒸发器16所生产的空气混合，补冷段7远离直接蒸发冷却段6的一侧设置有送风段8，送风段8包括送风机18和回风机17，回风机17将回流空气通过回风电动阀11和排风电动阀13回流混合段4，当室外温度较低时，新风、回风及排风电动阀3调节运行，利用室外新风与回风混合，利用自然冷源供冷，室外空气湿度满足室内空气湿度要求时，直接利用室外新风与回风混合后送风，室外空气湿度低于室内空气湿度要求时，同时开启直接蒸发段喷淋加湿，室外空气湿度高于室内空气湿度要求时，同时开启DX直膨系统除湿，当室外温度较高时，新风、排风电动阀3开启，回风电动阀11关闭，机组转换为全新风模式，室外空气湿度低于室内空气湿度要求时，利用室外新风加直接蒸发冷却进行供冷。直接蒸发冷却后仍不能满足送风温度要求时，开启DX直膨制冷系统补冷，对于室外湿球温度较低区域，则无需开启DX制冷系统。室外空气湿度高于室内空气湿度要求时，开启DX直膨系统冷却除湿，当室外出现严重环境污染时，新风、排风电动阀3关闭，回风电动阀11开启，机组采用回风模式，利用DX直膨系统制冷。

为了减小人力成本，设置有可以自动更换的空气过滤件，在初效过滤器10中设有用于外部空气进入数据中心的通风道1，通风道1顶部固定连接有用于固定多个组件的安装甬道101，安装甬道101内置有用于初步过滤外部空气的过滤组件2，安装甬道101内壁设置有用于稳定过滤组件2的连接组件3，过滤组件2通过连接组件3与安装甬道101固定，安装甬道101顶部开设有用于过滤组件2穿过的连通窗口102，安装甬道101两侧开设有用于与通风道1连通的送风窗口104，过滤组件2设置在送风窗口104内并将送风窗口104完全封闭，连通窗口102内壁两侧开设有便于过滤组件2移动的导向槽105，两侧导向槽105沿安装甬道101轴线对称分布，连通窗口102内壁两侧开设有用于安装连接组件3的安装槽106，两侧安装槽106沿安装甬道101轴线对称分布，过滤组件2包括用于固定多个零件的固定框201，固定框201置于连通窗口102内且与连通窗口102内壁滑动连接，固定框201内置于有多层用于过滤空气杂质的玻璃纤维纸202，固定框201内壁固定连接有多个用于堆积灰尘的承接板203，承接板203靠近固定框201的一侧与玻璃纤维纸202接触，多个承接板203沿固定框201高度方向均匀分布，固定框201顶部一侧固定连接有用于接触其他过滤组件2的支撑板204，支撑板204表面开设有便于使用者提携自身的连通孔205，固定框201顶部固定连接有多个用于稳定其余过滤组件2的固定辊206，固定辊206沿固定框201宽度方向均匀分布，固定框201底部开设有多个与固定辊206相匹配的固定孔207，固定辊206和固定孔207相互靠近的一端均开设有便于两者接触的触发斜面214，固定辊206与固定孔207孔壁滑动连接，固定框201两侧固定连接有用于配合连接组件3的安装座211，两侧安装座211沿固定框201轴线对称分布，安装座211远离固定框201的一端固定连接有用于稳定整体过滤组件2的挂板212，在连接组件3中设置有用于安装多个零件的固定槽301，固定槽301开设于安装槽106槽壁两侧，两侧安装槽106沿挂板212轴线对称分布，安装槽106内腔底部转动连接有用于连接固定座304的安装辊302，安装辊302表面两端套接有用于驱使固定座304运动的卷簧303，卷簧303置于固定槽301内，且卷簧303一端与固定槽301槽壁固定连接，卷簧303另一端与安装辊302表面固定连接，固定座304套接在安装辊302表面且与之固定连接，固定座304远离安装甬道101的一侧固定连接有用于支撑过滤组件2的顶座305，顶座305上端面与挂板212下端面接触且与之滑动连接，通风道1的安装甬道101内放置多个过滤组件2，多个安装有玻璃纤维纸202的固框层层叠叠，上层的固定框201底部的固定孔207与下层的固定框201顶部的固定孔207接触固定，其固定框201两侧的挂板212在安装槽106内移动且不与接触，当挂板212遇到安装甬道101内壁上的多个顶座305时，其顶座305会在两端的卷簧303弹力驱动与过滤组件2两侧的挂板212接触进行支撑固定，当新风通过初效过滤器进行过滤时，在经过通风道1内设置的多层玻璃纤维纸202的作用下对空气进行初步过滤，其大量杂质以及灰尘置于玻璃纤维纸202以及多个承接板203表面，使得整体过滤组件2的重量增加，在承接板203顶部以及玻璃纤维纸202内含的灰尘越来越多后，过滤组件2会驱动顶座305绕安装辊302轴线转动，使得固定框201越来越靠下，固定框201下移过程中，顶部的支撑板204会将连通窗口102继续封闭，使得空气还是需要通过多层过滤后才能到达数据中心，具有更高密闭性，当过滤组件2整体重量到达临界点后，其固定框201会完全下落，从连通窗口102内掉落，其顶部的其他过滤组件2会自然填补送风窗口104内的空缺，整体装置在过滤件附着有大量灰尘需要更换时，无需人力即可自行完成过滤件的更换，只需要人员偶尔回收和添加过滤组件2，更为省时省力，且预设有灰尘量完成过滤件的更换，可以防止在日常使用中防止灰尘过度堆积。

为了减小整体装置的摩擦力，在固定框201两侧固定连接有多个用于安装导轮210的连接座208，多个连接座208沿固定框201高度方向均匀分布，连接座208远离固定框201的一端开设有用于安装转动杆209的连接槽213，转动杆209贯穿连接槽213槽壁延伸至外部，转动杆209与连接座208转动连接，转动杆209表面套接有用于接触导向槽105内壁的导轮210，导轮210与转动杆209固定连接，导轮210置于安装槽106内且与安装槽106槽壁滑动连接，导轮210远离固定框201的一侧与导向槽105槽壁接触，设置的多个导轮210减小的了过滤组件2与安装甬道101的摩擦力，使得连接组件3可以充分控制过滤组件2的下落。

工作原理

当室外温度较低时，新风电动阀9、回风电动阀11及排风电动阀13调节运行，利用室外新风与回风混合，利用自然冷源供冷，室外空气湿度满足室内空气湿度要求时，直接利用室外新风与回风混合后送风，室外空气湿度低于室内空气湿度要求时，同时开启直接蒸发段喷淋加湿，室外空气湿度高于室内空气湿度要求时，同时开启DX直膨系统除湿；

当室外温度较高时，新风电动阀9、排风电动阀13开启，回风电动阀11关闭，机组转换为全新风模式，室外空气湿度低于室内空气湿度要求时，利用室外新风加直接蒸发冷却进行供冷，直接蒸发冷却后仍不能满足送风温度要求时，开启DX直膨制冷系统补冷，对于室外湿球温度较低区域，则无需开启DX制冷系统。室外空气湿度高于室内空气湿度要求时，开启DX直膨系统冷却除湿；

当室外出现严重环境污染时，新风电动阀9、排风电动阀13关闭，回风电动阀11开启，机组采用回风模式，利用DX直膨系统制冷。

在日常使用中，可以在通风道1的安装甬道101内放置多个过滤组件2，多个安装有玻璃纤维纸202的固框层层叠叠，上层的固定框201底部的固定孔207与下层的固定框201顶部的固定孔207接触固定，其固定框201两侧的挂板212在安装槽106内移动且不与接触，当挂板212遇到安装甬道101内壁上的多个顶座305时，其顶座305会在两端的卷簧303弹力驱动与过滤组件2两侧的挂板212接触进行支撑固定，当新风通过初效过滤器10进行过滤时，在经过通风道1内设置的多层玻璃纤维纸202的作用下对空气进行初步过滤，其大量杂质以及灰尘置于玻璃纤维纸202以及多个承接板203表面，使得整体过滤组件2的重量增加，在承接板203顶部以及玻璃纤维纸202内含的灰尘越来越多后，过滤组件2会驱动顶座305绕安装辊302轴线转动，使得固定框201越来越靠下，固定框201下移过程中，顶部的支撑板204会将连通窗口102继续封闭，使得空气还是需要通过多层过滤后才能到达数据中心，具有更高密闭性，当过滤组件2整体重量到达临界点后，其固定框201会完全下落，从连通窗口102内掉落，其顶部的其他过滤组件2会自然填补送风窗口104内的空缺，且设置的多个导轮210减小的了过滤组件2与安装甬道101的摩擦力，使得连接组件3可以充分控制过滤组件2的下落，整体装置在过滤件附着有大量灰尘需要更换时，无需人力即可自行完成过滤件的更换，只需要人员偶尔回收和添加过滤组件2，更为省时省力，且预设有灰尘量完成过滤件的更换，可以防止在日常使用中，工作人员忘记对通风道1的检修，使得灰尘过度堆积，影响后续的空调效果。

蒸发冷却技术有广泛的应用基础，充分利用干空气能，利用自然冷源，有利于节能减排，相对于间接蒸发冷却，自然冷却时间更长，能效更高，空调机组利用直接蒸发冷却技术，具备新回风混合、全新风及全回风三种模式，充分利用自然冷源，同时利用蒸发冷却段及DX直膨制冷段对机组送风温湿度进行调节，满足不同季节的节能需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。