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用于向热负荷提供冷却的混合运行模式

文献发布时间:2023-06-19 09:29:07


用于向热负荷提供冷却的混合运行模式

本专利申请要求于2017年11月17日递交的序列号62/588,153的美国临时专利申请的权益,由此要求其优先权的权益,该专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

背景技术

本申请涉及用于向热负荷提供冷却的调节系统和方法。在一个示例中,热负荷可以来自封闭空间(例如数据中心),并且可以通过用液体或空气冷却来冷却封闭空间中的空气或发热部件来提供冷却。在一个示例中,热负荷可以来自一个或多个装置或其他设备,其可以布置或可以不布置在封闭空间以内。

在许多应用中冷却是至关重要的,例如数据中心。数据中心通常由连续工作(每天24小时,每周7天)的计算机和相关部件组成。数据中心中的电气部件能够产生大量热量,然后需要将其从空间中移除。数据中心中的空气调节系统通常能够消耗总能量的大于40%。

借助当前数据中心的空气调节系统和技术以及IT部件运行条件和处理能力的显著改善,服务器可以大致以其能力的50%运行。该能力限制是部分地由于冷却系统无法高效冷却服务器,并且服务器在达到其最大处理能力之前已达到其高温极限。高密度数据中心冷却要求更有效地冷却服务器并增加数据中心的密度。因此,这将导致节省数据中心的运行成本,并增加数据中心的整体能力。

高密度数据中心冷却能够通过使用液体冷却技术以在服务器处排出热量实现。数据中心液体冷却以两种方式影响数据中心能量消耗:(1)利用最大的服务器处理能力和数据中心处理密度,这将导致数据中心中每kW处理功率的冷却能量消耗更低;以及(2)通常,液体冷却系统比数据中心空气冷却系统更节能。液体冷却技术可以在服务器处捕获多达100%的热量,这可以消除对数据中心空气冷却系统的需求。数据中心液体冷却可以节省多达90%的数据中心冷却成本,并节省多达50%的数据中心运行成本。此外,数据中心的液体冷却可以使服务器的处理密度提高多达100%,从而可以显著节省成本。

发明内容

用于向热负荷提供冷却的调节系统可包括与下游回收盘管组合的蒸发冷却器。热负荷可以来自封闭空间或者来自一个或多个装置。在一个示例中,调节系统可以产生冷水(或其他类型的冷却流体),以向封闭空间提供液体冷却或空气冷却。在一个示例中,调节系统可以产生冷水(或其他类型的冷却流体),以向未布置在封闭空间以内的装置或其他设备提供液体冷却。

蒸发冷却器和回收盘管可以布置在清扫空气集气室的内部,该清扫空气集气室构造成接收室外或清扫空气流,并将空气流引导通过该集气室。蒸发冷却器可以调节室外空气,以使得被调节的空气可以穿过回收盘管和循环通过回收盘管的冷却水。离开回收盘管的降低温度的水可用于热负荷的液体冷却或空气冷却。在一些设计中,预冷却器可以包括在调节系统中,并且可以位于蒸发冷却器的上游。预冷却器可以构造成根据室外空气条件,选择性地预调节清扫空气。

蒸发冷却器可以是构造成通过将一部分流体蒸发到空气中在空气流和冷却流体之间交换能量的任何类型的蒸发冷却器。蒸发冷却器可以包括直接接触式蒸发装置,在该装置中,工作空气流和被蒸发到空气中以驱动热传递的液态水(或其他流体)流彼此直接接触。在有时被称为“开放式”直接接触式蒸发装置的装置中,液态水可以被直接喷洒或雾化到空气流中,或者,可替代地,水被喷洒到空气流流动跨越的填充材料或湿润的介质上。由于不饱和空气直接暴露于液态水,水蒸发到空气中,在某些情况下,水被冷却。

蒸发冷却器可包括液体-空气膜能量交换器。与直接接触式蒸发装置不同,液体-空气膜能量交换器(LAMEE)通过可渗透膜将空气流和液态水流分离,这允许水在膜的液态水流侧上蒸发,并且允许水蒸气分子通过膜渗透到空气流中。渗透通过膜的水蒸气分子使空气流饱和,并且由蒸发引起的相关能量通过膜在液态水流和空气流之间转移。

包括和布置蒸发冷却器和下游回收盘管允许调节系统部分地取决于室外空气条件和热负荷所需的冷却量以多种模式运行。在节能模式下,可以绕过蒸发冷却器,因为室外空气条件使得在回收盘管之前,无需调节或冷却清扫空气。在绝热模式下,蒸发冷却器可以利用局限于蒸发冷却器的闭合流体回路中的蒸发流体(水)运行,并且水的温度可以大致保持恒定或具有最小的温度波动。绝热模式下的室外空气条件可以是,使得清扫空气流的充分调节可以由贮槽中的水通过水在闭合流体回路中的再循环提供。在正常模式或蒸发模式下,蒸发冷却器可以用于在回收盘管之前调节清扫空气。蒸发冷却器在蒸发模式下不是绝热地运行,并且蒸发冷却器的流体回路可以与通过回收盘管的流体回路流体连接。

在蒸发冷却器的上游包括预冷却器可以允许其他运行模式。如果要在炎热或潮湿条件下使用调节系统,则预冷却器可以包括在调节系统中。预冷却器可以根据室外空气条件选择性地运行。在增强模式或超蒸发模式下,预冷却器可以用于在使清扫空气穿过蒸发冷却器之前预调节清扫空气。当蒸发冷却器绝热地运行时,预冷却器也可以用于预调节清扫空气。

每当在蒸发冷却器以内发生蒸发时,调节系统可以被称为以“湿模式”运行。因此,先前描述的绝热、蒸发和增强模式在本文中也可以被称为湿模式。调节系统可以被控制为在足以满足热负荷的冷却要求的最低的运行模式(就能源和用水而言)运行。

代替完全在绝热模式和蒸发模式的不同运行模式之间切换,调节单元可以包括混合模式运行。这样的混合模式运行可以包括以不同的比率将绝热模式和蒸发模式混合在一起,以控制模式转变并维持最佳水效率。模式之间的转变可能会涉及单元运行状态的显著变化,并且可能难以控制或避免供应水温度波动。从绝热模式到蒸发模式的转变可能涉及在蒸发冷却器开始接收较暖的水和蒸发速率显著增加时的水的突然混合或冷却功率的突然增加。这可以导致风扇速度从全速(绝热模式的极限)调制到蒸发模式下的低速,以防止过冷却。在调节单元上的冷却负荷增加时(当对于给定的设备热负荷更少的调节单元被选择时),调节单元可以在绝热模式下花费最小的时间,并切换到能够发挥足够的冷却能力的蒸发模式。相对于绝热模式,蒸发模式在用水方面的效率可以较低,并且水消耗可以增加。

以混合模式运行的能力能够改善调节系统的可控性,并且能够显著改善用水效率。调节单元的投资成本能够与用水平衡。

本申请涉及用于在绝热模式和蒸发模式之间的混合运行模式下运行调节单元的方法和系统。混合模式可以通过控制/改变来自回收盘管的水的分配部分地实现,以便控制对热负荷的供应水温度和蒸发冷却器中的蒸发速率。

根据本申请的示例可以包括用于向具有IT部件的数据中心提供液体或空气冷却的调节系统。

根据本申请的示例可以包括用于数据中心的液体冷却系统,该液体冷却系统具有作为蒸发冷却器的液体-空气膜能量交换器(LAMEE),其与传统的空气冷却数据中心技术相比能够降低数据中心的冷却能量消耗。与其他直接蒸发冷却器(DEC),包括空气冷却DEC相比,液体冷却系统能够显著地尺寸更小并且更轻。本文描述的液体冷却系统与其他蒸发冷却系统相比能够降低水消耗,并且能够降低数据中心的运行成本。数据中心的液体冷却之所以能够有效,是因为典型的液体,例如水,在与空气相同的体积流速具有比空气高几乎350倍的热容量。该系统可以包括连接到LAMEE和回收盘管的冷却流体流动路径并且从集气室延伸到数据中心中的冷却流体回路。冷却流体回路可以用于将来自LAMEE和回收盘管的降低温度的水(或降低温度的冷却剂)输送到数据中心以向数据中心提供冷却,而不将来自数据中心的空气通过冷却系统移动。

根据本申请的示例可以包括用于数据中心或其他封闭空间的空气冷却系统,该空气冷却系统具有作为蒸发冷却器的LAMEE。LAMEE和回收盘管可以共同产生可以用于冷却过程空气流的冷水。过程空气集气室可以接收来自封闭空间的热过程空气。来自LAMEE和回收盘管的冷水可以被输送到过程空气集气室中以对热过程空气提供空气冷却。在一个示例中,冷水可以循环通过液体-空气热交换器,该液体-空气热交换器构造成用冷水冷却热过程空气。

根据本申请的示例可以包括一种控制调节系统的运行的方法,该调节系统构造成用于向热负荷提供冷却,该调节系统具有布置在清扫集气室内部的蒸发冷却器和下游回收盘管,该清扫集气室构造成将清扫空气从空气入口引导到空气出口。该方法可以包括:根据室外空气条件,将清扫空气选择性地引导通过蒸发冷却器,其中,在蒸发冷却器的运行期间,蒸发冷却器使水循环通过蒸发冷却器;引导清扫空气通过回收盘管,其中回收盘管使水循环通过回收盘管;将离开蒸发冷却器的排放水选择性地引导至储存贮槽的排放区域,来自贮槽的水用于向热负荷提供冷却;将离开回收盘管的返回水引导至贮槽的第一池和第二池中的至少一个,其中第一泵流体地连接至在第一池附近的贮槽的第一出口,第二泵流体地连接到在第二池附近的贮槽的第二出口,将水选择性地引导出贮槽中并经由第二泵回到蒸发冷却器;将供应水引导出贮槽并经由第一泵引导至热负荷;以及将离开热负荷的热水引导回到回收盘管。第一池和第二池至少部分地彼此分开,并且贮槽的排放区域流体地连接至第一池和第二池中的至少一个。在一个示例中,第一池和第二池可以是同一结构的一部分并且沿着池的长度部分地分开。在一个示例中,第一池和第二池可以是分开的结构。

根据本申请的示例可以包括一种调节系统,该调节系统构造成向热负荷提供冷却,该调节系统包括:具有空气入口和空气出口的清扫集气室,该清扫集气室构造成将清扫空气在从空气入口至空气出口的空气流动路径中引导;蒸发冷却器,其在空气流动路径上布置在清扫集气室内并且具有第一冷却流体回路,该第一冷却流体回路构造成使第一冷却流体循环通过蒸发冷却器,该蒸发冷却器构造成当调节系统在绝热模式或蒸发模式下运行时选择性地蒸发第一冷却流体的一部分,并且当调节系统在节能模式下运行时,蒸发冷却器关闭或被旁通;回收盘管,其在蒸发冷却器和空气出口之间布置在清扫集气室内并且具有第二冷却流体回路,该第二冷却流体回路构造成使第二冷却流体循环通过该回收盘管,该回收盘管构造成使用在空气流动路径上的清扫空气降低第二冷却流体的温度,其中回收盘管在节能模式下为热负荷提供充分的冷却;以及用于可释放地储存第一冷却流体和第二冷却流体的贮槽,以用于选择性地将冷却流体作为供应水输送至热负荷,并将其输送至蒸发冷却器用于再循环,该贮槽包括第一部分和第二部分,第一部分和第二部分至少部分地彼此分开,并且贮槽还包括与第一部分和第二部分中的至少一个流体地连接的排放区域;以及一个或多个调制阀,该调制阀将回收盘管和贮槽流体地连接,该一个或多个调制阀构造成基于室外空气条件,控制和改变第二冷却流体向贮槽的第一部分和第二部分的分配,其中离开蒸发冷却器的第一冷却流体被引导到贮槽的排放区域中。在一个示例中,蒸发冷却器是液体-空气膜能量交换器(LAMEE),并且第一冷却流体通过膜与空气流动路径分开,LAMEE构造成调节清扫空气并蒸发地冷却第一冷却流体。在一个示例中,第一冷却流体和第二冷却流体是水。在一个示例中,调节系统还包括在空气入口和蒸发冷却器之间布置在清扫集气室内的预冷却器,该预冷却器构造成基于室外空气条件,在清扫空气穿过蒸发冷却器之前选择性地调节清扫空气。

根据本申请的示例可包括一种运行调节系统的方法,该调节系统构造成向热负荷提供冷却,调节系统包括布置在清扫空气集气室内的蒸发冷却器和回收盘管,清扫空气集气室构造成将清扫空气流从空气入口引导到空气出口,该方法包括:在节能模式下运行调节系统,在节能模式下,蒸发冷却器关闭或被旁通,并且清扫空气流降低流动通过回收盘管的第一冷却流体的温度,使得第一冷却流体向热负荷提供充分的冷却;将第一冷却流体可释放地储存在贮槽中;当调节系统在节能模式下运行时,将离开回收盘管的第一冷却流体引导进入贮槽的第一部分和第二部分中的至少一个中,第一部分和第二部分至少部分地彼此分离,第一部分流体地连接至第一泵以用于将供应水输送至热负荷,第二部分流体地连接至第二泵,以用于将水再循环到蒸发冷却器;在绝热模式下运行调节系统,在该绝热模式下,蒸发冷却器打开并且清扫空气流穿过蒸发冷却器和回收盘管,蒸发冷却器构造成蒸发流动通过蒸发冷却器的第二冷却流体的一部分,蒸发冷却器在绝热模式下具有闭合流体回路;当调节系统在绝热模式下运行时,将基本上所有离开回收盘管的第一冷却流体引导到贮槽的第一部分中;在蒸发模式下运行调节系统,在该模式下,蒸发冷却器打开并且清扫空气流穿过蒸发冷却器和回收盘管,其中,当调节系统在蒸发模式下运行时,第二冷却流体与第一冷却流体流体地连接;当调节系统在蒸发模式下运行时,将离开蒸发冷却器的第二冷却流体引导到贮槽的排放区域中;当调节系统在蒸发模式下运行时,将基本上所有离开回收盘管的第一冷却流体引导到贮槽的第二部分中,从而第二冷却流体从贮槽的排放区域流动至第一部分;以及在绝热模式和蒸发模式之间的特定运行条件在混合模式下运行调节系统,其中在混合模式下运行调节系统包括:在贮槽的第一部分和第二部分之间按比率分配离开回收盘管的第一冷却流体,使得被输送到热负荷的供应水中的第一冷却流体和第二冷却流体之间的混合物的温度在处于或接近针对调节系统的设定点温度。在混合模式下运行调节系统可以包括连续地监控和改变第一冷却流体的被分配到贮槽的第一部分和第二部分的比率,以将供应水的温度保持在设定点温度或接近设定点温度。

本概述旨在提供本申请中主题的概述。并不旨在提供本发明的排他性或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本申请的进一步信息。

附图说明

在附图中,附图不一定按比例绘制,在不同的视图中,相似的附图标记可以描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可以表示相似部件的不同实例。通过示例而非限制的方式,附图大体上示出了本申请中讨论的各种实施方式。

图1是用于提供液体冷却的示例调节单元的示意图。

图2是用于在图1的调节单元中使用的示例贮槽的透视图。

图3是图2的贮槽的俯视图。

图4是图2的贮槽的一部分的透视图。

图5是示出贮槽的排出管的侧视图的简化示意图。

图6是示出贮槽的排出管的俯视图的简化示意图。

图7是用于在图1的调节单元中使用的示例贮槽的透视图。

图8是图1的调节单元的简化示意图。

图9是在绝热模式下运行的调节单元的焓湿图。

图10是图9的调节单元在相同的室外空气条件下但在蒸发模式下运行的焓湿图。

图11是比较两种不同的调节系统的年度用水的图表。

图12是另一示例调节单元的简化示意图。

具体实施方式

本申请涉及用于向热负荷提供冷却的调节系统和方法。调节系统可以包括不同的运行模式,并且特定模式的选择可以取决于室外空气条件。本发明人认识到,可以通过在混合运行模式下运行调节系统,而不是从一种模式完全切换到另一种模式,来获得附加的益处。

需要冷却的热负荷可以是产生热量的任何类型的装置或系统。该装置或系统可以封闭或向大气开放。在一个示例中,热负荷可以来自数据中心。本申请的调节系统和方法包括:蒸发冷却器,其布置在清扫空气集气室中,并且预冷却器布置在蒸发冷却器的上游;以及回收盘管,其布置在蒸发冷却器的下游。本申请的调节系统可以使用可以在蒸发冷却器中被调节的室外空气(清扫空气),以使清扫空气能够向循环通过回收盘管的冷却流体提供冷却。离开回收盘管的降低温度的冷却流体可以用于向热负荷提供液体冷却或空气冷却。

清扫空气集气室中的三个部件(预冷却器、蒸发冷却器和回收盘管)的设计和布置可以允许本文描述的调节系统以多种模式运行,这部分地取决于室外条件。回收盘管可以在每种模式下使用,以降低冷却流体的温度。根据运行模式,可以选择使用蒸发冷却器和预冷却器。在一个示例中,蒸发冷却器可以冷却清扫空气以及蒸发流体,蒸发流体可以被收集并与来自回收盘管的冷却流体结合提供液体冷却或空气冷却。在另一个示例中,蒸发冷却器可以构造成主要用于调节清扫空气,清扫空气然后可以冷却回收盘管中的冷却流体,并且来自蒸发冷却器的蒸发流体不被收集用于过程冷却。在一个示例中,蒸发冷却器可以构造成选择性地在具有闭合的蒸发流体冷却回路的绝热模式下运行。下面描述在本申请的调节系统中可使用的各种类型的蒸发冷却器。

预冷却器可以构造成使冷却流体循环,以便在使清扫空气通过蒸发冷却器之前调节清扫空气。包括预冷却器可以在消除某些冷却应用中对补充机械冷却的需求。在一个示例中,用于预冷却器的冷却流体回路可以与用于蒸发冷却器和回收盘管的冷却流体回路(过程冷却流体)联结,其用于向热负荷提供液体或空气冷却。在另一示例中,用于预冷却器的冷却流体回路可以与过程冷却流体回路部分地或完全地解除联结。

公开为WO 2017/152268的国际申请PCT/CA2017/050180描述了具有这三个部件(预冷却器、蒸发冷却器和回收盘管)的调节系统。

图1示出了调节单元10,其可用于产生用于封闭空间或装置的液体冷却或空气冷却的冷水。调节单元10可以在绝热模式和蒸发模式之间的混合模式下运行,如下所述。在一个示例中,调节单元10可以向数据中心提供冷却。在示例中,调节单元10可以是组成调节系统以向热负荷提供冷却的许多单元中的一个。在数据中心冷却的应用中,例如,许多单元可以组成调节系统,以满足数据中心的热负荷。调节单元10可以与热水总管和冷水总管流体连接,热水总管和冷水总管之一或两者均可以专用于调节单元或者与附加的调节单元流体连接。冷水主管在图1中被指示为到数据中心的冷水(冷水12),热水主管在图1中被指示为来自数据中心的热水(热水14)。在一个示例中,大型管(环形总管)可用于使热水14和冷水12循环往返于热负荷。

调节单元10可以包括一个或多个预冷却器(PC)16,一个或多个蒸发冷却器(EC)18和一个或多个回收盘管(RC)20。一个或多个回收盘管20在本文中也可以被称为干式盘管或冷却盘管。一个或多个预冷却器16在本文中也可以被称为预冷却盘管、预冷却器盘管、预调节器或干式盘管。预冷却器16在本文中可以被称为(在蒸发冷却器18的上游的)第一冷却部件,回收盘管20在本文中可以被称为(在蒸发冷却器18的下游的)第二冷却部件。

调节单元10可以包括清扫空气集气室,其由图1中的虚线22表示。集气室22可包括空气入口24和空气出口26,清扫空气流可以流动通过空气入口24和空气出口26。清扫空气集气室22也可以被称为壳体、机柜或结构,并且可以配置成容纳被用于调节空气或水的一个或多个部件。集气室22可以设置在具有热负荷的封闭空间外,或者位于产生热负荷的装置的外部。一个或多个预冷却器16、蒸发冷却器18和回收盘管20可以布置在集气室22内。在一些示例中,过滤器(未示出)可以靠近空气入口24布置在集气室22内。在一些示例中,风扇或风扇阵列(未示出)可以靠近空气出口26布置在集气室22内。

在图1所示的示例调节单元10中,示出了两个预冷却器16(PC-1、PC-2),示出了三个蒸发冷却器18(EC-1、EC-2、EC-3),示出了两个回收盘管20(RC-1、RC-2)。可以认识到,部件(PC、EC、RC)中的每个的更多个或更少个可以被包括在调节单元中。如上所述,预冷却器16可以根据室外空气条件选择性地运行。在其他示例调节单元中,可以不包括预冷却器16。

如图1所示,调节单元10可以包括与第一泵30(P-1)和第二泵32(P-2)流体连接的贮槽28。离开贮槽28的水可以经由第一泵30(P-1)被输送到冷水主管12。离开贮槽28的水可以经由第二泵32(P-2)被输送到蒸发冷却器18。单个贮槽28可以被填满水,并且可以通过管理进入两个泵吸入池中的热水和冷水的流动来创建隔热,如下面参考图2-图8进一步描述的。来自蒸发冷却器18的冷水可以被输入到贮槽中。来自回收盘管20的温水或热水可以通过两个不同的入口输入到贮槽28中,如图1中从回收盘管20进入贮槽28中的两个输入箭头所表示。贮槽28可位于集气室22内或外。泵30、32可位于集气室22内或外。贮槽28可包括一个或多个用于感测并监控贮槽28内的各种参数(例如水位、水温等)的传感器。贮槽28的设计还可包括溢流特征以及废弃物排流口34和回收排流环36。

进入集气室22的清扫空气可以穿过一个或多个预冷却器16来预调节清扫空气。然后,离开一个或多个预冷却器16的清扫空气可以穿过一个或多个蒸发冷却器18。蒸发冷却器18可以构造成使用蒸发流体,例如水,来调节穿过其的清扫空气。蒸发冷却器18可以使用空气和蒸发流体两者中的冷却潜能来排出热量。在一个示例中,当清扫空气流动通过蒸发冷却器18时,蒸发流体、或者清扫空气和蒸发流体两者都可以被冷却到接近离开预冷却器16的空气的湿球(WB)温度的温度。由于蒸发冷却器18中的蒸发冷却过程,在蒸发冷却器18的出口处的蒸发流体的温度可以小于在蒸发冷却器18的入口处的蒸发流体的温度;并且在蒸发冷却器18的出口处的清扫空气的温度可以小于在蒸发冷却器18的入口处的清扫空气的温度。在某些情况下,蒸发流体的温度降低可以是显著的,而在其他情况下,温度降低可以是最小的。类似地,清扫空气的温度降低可以在最小的和显著的之间。在某些情况下,清扫空气温度可以跨越蒸发冷却器18增加。蒸发流体和清扫空气中的一个或两个的这种温度降低可以部分地取决于室外空气条件(温度、湿度)、预热器16的运行和蒸发冷却器18的运行。在一个示例中,蒸发冷却器18可以选择性地绝热地运行,在这种情况下,循环通过蒸发冷却器18的蒸发流体的温度可以保持相对恒定或经历最小的变化。

蒸发冷却器18可以是构造成通过将一部分液体蒸发到空气中在空气流和冷却流体之间交换能量的任何类型的蒸发冷却器。蒸发冷却器可以包括直接接触式蒸发装置,在该装置中,工作空气流和被蒸发到空气中以驱动热传递的液态水(或其他流体)流彼此直接接触。在有时被称为“开放式”直接接触式蒸发装置的装置中,液态水可以直接喷洒或雾化到空气流中,或者,可替代地,将水喷洒到空气流流动跨越的填充材料或湿润的介质上。由于不饱和空气直接暴露于液态水,水蒸发到空气中,在某些情况下,水被冷却。

这样的直接接触式蒸发装置也可以包括有时被称为闭合回路式装置的装置。与开放式直接接触式蒸发装置不同,闭合系统具有两个分开的流体回路。一个是外部回路,在外部回路中,水在第二回路外部上再循环,第二回路是连接到用于热流体被冷却并在闭合回路中返回的过程的管束(闭合盘管)。空气通过在热管外部上倾泻的再循环水被引入,从而提供类似于开放式回路的蒸发冷却。在运行中,热量从内部流体回路通过盘管的管壁流动到外部回路,然后通过加热空气和蒸发一些水,向大气流动。

这些不同类型的蒸发冷却器也可以在特定类型的系统中被封装和实施。例如,冷却塔可包括例如上面描述的那些的蒸发冷却装置。冷却塔是通常在竖直方向上处理工作空气和水流并且被设计成通过将水流冷却至较低温度将废热排出到大气的装置。冷却塔可以通过自然通风或使用风扇将空气流运输通过该装置,以引起空气通风或排放到大气中。冷却塔包括或并入直接接触式蒸发装置/部件,如上所述。

在本申请的调节系统中可使用的蒸发冷却器的示例还可以包括其他类型的蒸发冷却装置,包括液体-空气膜能量交换器。与直接接触式蒸发装置不同,液体-空气膜能量交换器(LAMEE)通过可渗透膜将空气流和液态水流分离,这允许水在膜的液态水流侧上蒸发,并且允许水蒸气分子通过膜渗透到空气流中。渗透通过膜的水蒸气分子使空气流饱和,并且由蒸发引起的相关能量通过膜在液态水流和空气流之间转移。

一个或多个蒸发冷却器18中的一些或全部可以包括LAMEE作为蒸发冷却器。LAMEE在本文中也可以被称为交换器或蒸发冷却器LAMEE。液体-空气膜能量交换器(LAMEE)可以用作加热和冷却系统(或能量交换系统)的一部分,以在液体干燥剂和空气流之间传递热量和水分,从而调节流动通过LAMEE的空气的温度和湿度。LAMEE中的膜可以是对水具有选择渗透性,但对形成液体干燥剂的其他成分没有选择渗透性的无孔fdm。许多不同类型的液体干燥剂可以与无孔膜结合使用,包括例如乙二醇。无孔膜可以令使用先前已被确定在这些类型的应用中不可接受的或不期望的干燥剂变得可行,例如乙二醇。在一个示例中,LAMEE中的膜可以是半渗透的或蒸汽渗透的,并且通常气相中的任何物质都可以穿过该膜,并且通常液相中的任何物质都不能穿过该膜。在一个示例中,LAMEE中的膜可以是微孔的,使得一种或多种气体可以穿过该膜。在一个示例中,该膜可以是选择性渗透的膜,使得一些成分(但不是其他的)可以穿过该膜。可以认识到,本文公开的调节单元中包括的LAMEE可以使用适合与蒸发冷却器LAMEE一起使用的任何类型的膜。

在一个示例中,LAMEE或交换器可以使用蒸汽渗透的柔性聚合物膜来分离空气和水。与其他调节系统相比,通过LAMEE的水流速可能不受空气流中的水滴遗留问题的限制。LAMEE可以在水在高温和高流速进入LAMEE的情况下运行,因此能够被用于使用潜热释放(蒸发)将大量热量从水流排出。

循环通过LAMEE或交换器的冷却流体可以包括水、液体干燥剂、乙二醇、其他吸湿流体、其他蒸发流体和/或它们的组合。在一个示例中,冷却流体是为低浓度盐溶液的液体干燥剂。盐的存在可以对冷却剂进行消毒,以防止微生物滋生。另外,干燥剂盐可以影响溶液的蒸汽压力并允许冷却剂释放或吸收来自空气的水分。液体干燥剂的浓度可以出于控制目的被调节,以控制LAMEE或交换器以内的清扫空气或冷却流体的冷却量。

膜交换器相对于其他类型的蒸发冷却器可以具有一些优点。例如,LAMEE可以消除或减轻对常规冷却塔或包括直接接触式蒸发装置的其他系统的维护要求和担忧,在这些系统中,水与被已蒸发的水饱和的空气流直接接触。例如,LAMEE的膜阻隔抑制或禁止污染物和微生物在空气和液体流之间转移,也抑制或禁止固体在水和空气之间转移。将LAMEE与上游或下游冷却盘管一起使用会导致离开LAMEE的水的温度更低,冷却潜能更高。具有LAMEE的冷却系统的各种构造可以在许多气候下提升性能。更高的冷却潜能和性能可能导致冷却系统中的空气流和风扇功率消耗更低,其是液体冷却系统中能量消耗的主要来源。在热负荷来自数据中心的示例中,这可以增加整体数据中心冷却系统的效率。

取决于应用和许多因素,蒸发冷却器18可以包括构造成通过将一部分流体蒸发到空气中在空气流和冷却流体之间交换能量的任何类型的蒸发冷却器。

在一个示例中,来自蒸发冷却器18的蒸发流体可以被收集并输送到贮槽28,因此可用于为热负荷提供冷却。在本文描述的其他示例中,来自蒸发冷却器18的蒸发流体不被收集用于冷却热负荷。在再其他示例中,调节系统10可以构造成,在离开蒸发冷却器18的蒸发流体被收集并运输到贮槽28的构造以及绝热地运行蒸发冷却器18以使蒸发流体循环通过仅蒸发冷却器18之间切换。

在一个示例中,蒸发冷却器18中的蒸发流体可以是水或主要是水。可以认识到,在本文所述的调节系统中,其他类型的蒸发冷却流体可以与水结合或替代水使用。

干燥盘管或回收盘管20可以布置在蒸发冷却器18下游的集气室22内。回收盘管20可以使用清扫空气的冷却潜能冷却循环通过回收盘管20的冷却流体。离开蒸发冷却器18的清扫空气可以是相对凉的,并且来自穿过回收盘管20的冷却流体的附加的显热可以被排出到清扫空气中。回收盘管20可以产生可以为热负荷提供冷却的降低温度的冷却流体。离开回收盘管20的降低温度的冷却流体可以流动至蒸发冷却器18或贮槽28。可以使用一个或多个风扇,将离开回收盘管20的清扫空气引导出集气室22。清扫空气可以作为排气离开集气室22。

在一个示例中,循环通过回收盘管20的冷却流体可以是水。在一个示例中,循环通过回收盘管20的冷却流体可以是与蒸发冷却器18中的蒸发流体相同的流体。

如上面提供的,在一个示例中,蒸发冷却器18中的蒸发流体可以是水。在一个示例中,来自蒸发冷却器18的出口的降低温度的水可以用于向热负荷提供冷却。降低温度的水可以从蒸发冷却器18流动到贮槽28。

来自贮槽28的水可以通过将水运输到热负荷来向热负荷提供冷却。降低温度的水可以使用从空气或一个或多个装置排出热量地任何已知的方法向热负荷提供冷却,这样的方法可以包括但不限于液体浸没技术、冷板技术、后门热交换器、冷却分配单元(CDU)和冷却盘管。在一个示例中,水可以直接冷却产生热负荷的一个或多个部件。一个或多个部件可以包括但不限于电子部件。在热负荷来自封闭空间的示例中,水可以穿过被放置在封闭空间中的供应空气的路径中的一个或多个冷却盘管,并且冷却盘管中的水可以明显地冷却供应空气。

在水向热负荷提供冷却之后,水可以再循环回通过单元10。水在向热负荷提供冷却之后可以处于升高的温度,因为从热负荷排出的热量已经被水获得。升高温度的水可以被运输到回收盘管20。干燥盘管或回收盘管20可以使用离开蒸发冷却器18的清扫空气冷却水。至少一部分降低温度的水可以被送至贮槽28,取决于单元10的运行模式。在某些情况下,一部分降低温度的水可以被送至蒸发冷却器18。

在节能模式下,所有来自回收盘管20的水都可以绕过蒸发冷却器18并直接来到贮槽28。节能模式或冬季模式可以使调节单元10能够使用清扫空气和回收盘管20冷却水,而不必运行蒸发冷却器18。在那种情形下,由于冷的室外空气(清扫空气)可以穿过蒸发冷却器18并充分地冷却水,因此可能不需要在蒸发冷却器18内进行蒸发。回收盘管20在这里也可以被称为节能器盘管,因为在节能模式下,它可以是用于水的主要冷却源。下面进一步描述用于运行调节单元10的三种运行模式。

位于蒸发冷却器18上游的一个或多个预冷却器16可以用于在清扫空气穿过蒸发冷却器18之前,预调节进入集气室22的清扫空气。当进入预冷却器16的水的温度低于室外空气干球温度时,预冷却器16可以是有效的。预冷却器16可以用于典型的夏季条件以及当室外空气炎热且潮湿时的极端夏季条件。预冷却器16可以使室外空气湿球温度降低,从而预冷却清扫空气并加热水。预冷却器16可以提供在蒸发冷却器18中的更多冷却潜能。

在一个示例中,预冷却器16可以使用来自贮槽28的水来调节清扫空气。因为预冷却器16使用来自贮槽28的水作为预冷却器16中的冷却流体,所以预冷却器16的设计可以被称为联结式预冷却器。换句话说,预冷却器16被设计和构造成使用由回收盘管20或蒸发冷却器18产生的降低温度的水的一部分(并旨在用于冷却热负荷)作为用于预冷却器16的冷却流体。在其他示例中,用于预冷却器16的冷却流体回路可以与用于蒸发冷却器18和回收盘管20的过程回路部分地或全部地解除联结。在那种情况下,预冷却器16可以具有外部冷却回路,其与由蒸发冷却器18或回收盘管20产生的、用于过程冷却的降低温度的水部分地或全部地分开。

集气室22可以包括一组或多组旁通风门,例如,第一组风门可以位于预冷却器16与蒸发冷却器18之间,第二组风门可以位于蒸发冷却器18和回收盘管20之间。旁通风门的使用可以根据室外空气条件将清扫空气的流动引导到集气室22中。

调节单元10可以在至少三种模式下运行,模式的选择可以部分地取决于室外空气条件和热负荷。当室外空气是冷的时,调节单元可以在第一模式,节能模式下运行,并且预冷却器16和蒸发冷却器18可以被绕过。清扫空气可以进入蒸发冷却器18下游的集气室22并穿过回收盘管20。这可以保护蒸发冷却器18和避免在不需要时运行蒸发冷却器18。在第一模式或者说节能模式下,清扫空气可以被足够地冷却以使得回收盘管20可以向被输送到贮槽28的足以向热负荷提供冷却的水提供所有冷却,而无需运行蒸发冷却器18。

在第二运行模式(也可以被称为正常模式或蒸发模式)下,可以绕过预冷却器16,但是可以使用蒸发冷却器18。蒸发模式可以在温和条件期间运行,诸如春季或秋季,当温度或湿度适中时,也可以在一些夏季条件期间运行。清扫空气可能能够绕过预冷却器16,同时仍然满足冷却负荷。清扫空气可以进入预冷却器16下游的集气室22并穿过蒸发冷却器18和回收盘管20。在一个示例中,可以不包括风门,或在某些情况下不使用风门。在这样的示例中,在第二运行模式期间,清扫空气可以穿过预冷却器16,但是可以关闭预冷却器16使得水或冷却流体不循环通过预冷却器16。

在第三运行模式(也可以被称为增强模式或超蒸发模式)下,调节单元10可以使用预冷却器16和回收盘管20两者运行。在极端条件下,或者当室外空气炎热或潮湿时,单元10可以在清扫空气进入蒸发冷却器18之前,使用预冷却器16向清扫空气提供预冷却。预冷却器16可以用于提高单元10的冷却功率,允许蒸发冷却器18达到更低的排放温度。预冷却器16可以降低或消除对补充机械冷却的需求。在一个示例中,离开预冷却器16的水的一部分可以被引导至蒸发冷却器18。在其他示例中,预冷却器16的冷却流体回路可以与蒸发冷却器18解除联结。

调节系统10可以包括系统控制器38,以控制调节系统10的运行并控制从冷却系统10(经由冷水12)提供至热负荷的冷却量。系统控制器38可以是手动的或自动的、或两者的组合。可以运行调节系统10,使得贮槽28中的水的温度能够等于设定点温度,设定点温度可以恒定或可变。在一个示例中,代替测量/监控贮槽中的水的温度,在水(经由第二泵32)离开贮槽之后的水的温度可以被测量并与设定点温度比较。可以部分地基于热负荷的冷却要求确定设定点温度。在一个示例中,设定点温度可以部分地基于数据中心或产生热负荷的其他装置的运行在调节单元10的运行期间变化。

系统控制器38可以包括硬件、软件及其组合,以实现在本文中归属于控制器的功能。系统控制器38可以是包括许多部件的模拟的、数字的或组合模拟和数字控制器。作为示例,控制器38可以包括ICB、PCB、处理器、数据存储装置、开关、继电器等。处理器的示例可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或等效的离散或集成逻辑电路中的任何一个或多个。在一些示例中,存储装置被描述为计算机可读存储介质。在一些示例中,存储装置包括临时存储器,这意味着一个或多个存储装置的主要目的不是长期存储。在一些示例中,存储装置被描述为易失性存储器,这意味着当计算机关闭时,存储装置不保留存储的内容。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)以及本领域中已知的其他形式的易失性存储器。数据存储装置可以用于存储由控制器38中的处理器执行的程序指令。例如,存储装置被例如在控制器38上运行和/或由控制器38执行的软件、应用程序、算法使用。存储装置可以包括短期和/或长期存储器,并且可以是易失性和/或非易失性的。非易失性存储元件的示例包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存或电可编程存储器(EPROM)或电可擦除可编程存储器(EEPROM)的形式。

系统控制器38可以被配置为使用各种公共和/或专有标准和/或协议经由各种有线或无线通信技术和部件与调节系统10及其部件通信。例如,可以采用电源和/或某种类型的通信网络来促进控制器38与调节系统10之间的通信和控制。在一个示例中,系统控制器38可以经由私有或公共局域网(LAN)与调节系统10通信,其可以包括根据一种或多种标准和/或经由一种或多种传输介质运行的有线和/或无线元件。在一个示例中,系统10可以被配置为根据802.11或蓝牙规范集中的一个,或者另一标准或专有无线通信协议使用无线通信。可以根据各种不同的通信协议来格式化传输到或者来自调节单元10的部件(包括控制器38)的数据。例如,全部或部分通信可以是经由基于封包的因特网协议(IP)网络,其通过例如5类以太网电缆在传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)封包中传达数据。

系统控制器38可以包括一个或多个程序、电路、算法或其他用于控制调节系统10的运行的机制。例如,系统控制器38可以被配置为调制集气室22中的一个或多个风扇的速度和/或控制一个或多个阀的致动,以将冷却流体从单元10的一个或多个部件的出口引导到贮槽28。系统控制器38也可以被配置为在本文描述的模式下运行系统10。

图2示出了图1的贮槽28的设计的一个示例。贮槽28可以包括具有第一盖41的第一泵吸入池40和具有第二盖43的第二泵吸入池42。图3示出了图2的贮槽28的俯视图,其中盖41、43被移除以示出贮槽28的内部特征。离开蒸发冷却器的水可以通过在贮槽28的后端部46处的排放中断贮槽44进入贮槽28,并且水可以大体上自由地流动至泵池40、42中的任何一个中。这种来自蒸发冷却器的水在本文中可以被称为冷排放水或EC排放水。贮槽的后端部46在本文中也可以被称为排放区域,因为贮槽28的这种区域接收来自蒸发冷却器的排放水。中断贮槽44可以用于背压控制和能量消散。贮槽28可以包括用于将第一泵池40和第二泵池42分开的分隔挡板48。贮槽28的前端部49可包括用于第一泵吸入池40的第一泵吸入口50和用于第二泵吸入池42的第二泵吸入口52。

贮槽28构造成使得每个泵吸入池40、42能够接收来自回收盘管的返回水,并且被输送到每个吸入池40、42的返回水的量能够分别经由对应的阀54、56改变。图2示出了从回收盘管起的管道58的一部分。尽管来自回收盘管的这种返回水在被输送到贮槽28之前已经通过回收盘管被循环,但是这种返回水在某些情况下仍然可以是相对暖的或热的(取决于室外空气条件),因此在本文中被称为热返回水或RC返回水。可以认识到,在某些室外空气条件下,这种返回水可以是凉的或相对冷的。这种返回水在本文中也被称为RC排放水。如下所述,可以调控被输送到每个泵吸入池40、42的热返回水的分配或比率。图2中所示的设计包括两个调制二通阀54、56。在其他设计中,可以使用三通阀(见图8)来控制返回水到两个吸入池40、42的分配。

池40、42中的每个可以分别包括回收排流口60、62。在第二泵吸入池42中的贮槽28的前端部49处可以包括溢流排流口/堰64。

第一泵吸入口50可以用于将水从第一池40转移出并且转移到第一泵30,使得水能够被泵送到冷水总管12,以向数据中心或其他热负荷提供冷却。第二泵吸入口52可以用于将水从第二池42转移出并且转移到第二泵32,使得水能够被再循环回到蒸发冷却器18。

当调节单元10正在运行时,基本上所有的贮槽28都可以充满水,条件是在贮槽28中需要一些空气空间以促进贮槽28中的水位控制和波动。隔热可以通过控制热返回水从回收盘管20到两个吸入池40、42中的输送和管理贮槽28中的流动流以防止对流混合至少部分地完成。如图3所示,分隔挡板48用于将吸入池40、42的至少一部分与彼此物理地分开。可以认识到,分隔挡板48可以从贮槽28中排除,并且可以使用其他设计/特征作为挡板48的替代或补充,以隔热两个吸入池40、42。

贮槽28可以包括分别在池40、42中的每个中的转向器66、68。EC排放水可以通过中断贮槽44进入贮槽28并流动至转向器66、68和贮槽28的后壁70之间的空间中。在转向器66、68之间以及在挡板48的端部和转向器66、68之间存在开口。这些开口允许进入贮槽28的冷水流动至池40、42中。这样的开口可以是固定的或可变的。例如,挡板48可以包括滑板,使得挡板48的端部与转向器66、68之间的距离可以改变。

对于通过阀54、56进入吸入池40、42的热返回水(来自回收盘管),这种热返回水可以使用不同的流体设计和特征被添加到吸入池40、42中,以管理热返回水如何被引入至吸入池40、42中。下面参考图4-图7进行描述这样的设计/特征的示例。

图4示出了用于第二泵吸入池42的盖43的底侧71。盖43可以具有与28贮槽的前端部49对准的前端部72(当盖43在贮槽28上时),和与贮槽28的后端部46对准的后端部73(当盖43在贮槽28上时)。图4还示出了排放管74。排放管74可以连接至图2所示的阀56和管道58,使得来自回收盘管的热返回水可以流动通过管道58并进入排放管74中。排放管74可以将热返回水输送至第二泵吸入池42中。排放管74可以包括弯头76、管件78和帽80。在一个示例中,悬挂器82可以用于将管件78附接到盖43的底侧71。

在一个示例中,管件78可以包括形成在管件78中用于将热返回水从排放管74释放/输送到泵吸入池42中的扩散狭槽84。图5和图6示出了泵吸入池42和排放管74的简化示意图以说明扩散狭槽84。图5是排放管74的侧视图,图6是排放管74的俯视图。在图5和图6所示的示例中,扩散狭槽84可以相对于贮槽28的底表面85以近似45度的角度形成在排放管74的侧部中。这样,通过狭槽84离开管74的水以一角度碰撞贮槽28的底部85。在另一个示例中,管件78可以被定向为使得狭槽84面向贮槽28的底部85。可以认识到,狭槽84的各种位置可以用于引导水在特定方向离开管74。

可以认识到,扩散狭槽84的其他角度和构造可以用于排放管74。排放管74被设计为控制水被引入至池42中的定向和/或方向。将热返回水朝向泵入口52引导可以是重要的。控制、在某些情况下最小化热返回水被引入至池42中的速度,以最小化池42内的湍流可以是重要的。例如,如果狭槽84指向贮槽28的底部,则可以最小化或防止在贮槽28中的水的表面处或附近的水的湍流。

如图5和图6所示,狭槽84是形成在管件78中的细长狭槽。在一个示例中,管件78的总长度的大部分包括狭槽84。可以认识到,狭槽84的长度和宽度可以部分地基于通过狭槽84离开的水的目标速度确定。虽然未具体示出,但是第一泵吸入池40可以包括与图4中所示的排放管74类似的排放管。

图7图示了可以在调节系统10中使用的贮槽28B的另一示例。图7是用于将来自回收盘管的热返回水引入至第一泵吸入池40B和第二泵吸入池42B中的替代设计。贮槽28B可以大体上类似于上面描述的并且在图2-图6中示出的贮槽28。贮槽28B可以包括相同的总体设计和特征,除了代替图4-图6中所示的排放管74之外,贮槽28B可以包括在第一泵吸入池40B中的第一扩散件86和在第二泵吸入池42B中的第二扩散件88。第一扩散件86和第二扩散件88与连接到扩散件86、88中的每个的弯头90组合,被设计成减慢流体流动或当水被释放到相应的池40B和池42B中时降低水的速度,并且将水引导至泵吸入口50B、52B。相应的池40B、42B以内的扩散件86、88的特定位置可以部分地取决于离开扩散件86、88的水的目标速度和扩散件86、88距相应的泵吸入口50B、52B的期望距离而改变。

另外的特征可以用于补充或者替代图2-图7中的贮槽28、28B的设计中包括的那些特征,以控制水在贮槽28、28B中以及通过第一泵30和第二泵32(P-1、P-2)的分配和流动。

图8是调节单元10的简化示意图,包括贮槽28以及进入和离开贮槽28的流体流动路径。图8还示意性地示出了相对于各种流动路径的蒸发冷却器(EC)18、回收盘管(RC)20和热负荷92。从RC 20到第一和第二泵吸入池的热返回水的分配可以取决于调节系统10的运行模式。为了简化,图8未示出贮槽28的结构部件,包括第一和第二泵吸入池。因此,对于下面在各种模式下运行的描述,参考本文包括的和上面描述的其他附图。图8可以是可适用于贮槽28的各种设计,包括图4-图6中所示的示例或图7中所示的示例。

图8示出了用于调制从RC 20到贮槽28的第一和第二泵吸入池的流动的三通阀94。三通阀94可以代替图2所示的二通阀54、56使用。

在节能模式下,阀54、56中之一或两者均(或阀94的一侧或两侧)可以打开,使得来自回收盘管20的返回水可以流动通过阀54、56(或阀94的两侧)进入贮槽28的任一吸入池40、42。节能模式在室外空气能够充分地冷却来自热负荷92的热水的条件下运行。因此,在节能模式下的来自回收盘管20的返回水的温度在使用节能模式的室外空气条件下不温也不热。在来自回收盘管20的水流动至贮槽28中之后,所有的供应水可以由第一泵30(P-1)泵送到冷水总管12。在节能模式下,第二泵32(P-2)可以关闭,因为蒸发冷却器18在该运行模式下不使用。贮槽水位可以由贮槽水位传感器感测,并部分地由RC填充阀96(或控制阀,CV)控制。

在绝热模式下,来自回收盘管20的水只能通过阀54流动至第一吸入池40中。与节能模式相比,第二泵32(P-2)可以在绝热模式下开启并且第二泵32(P-2)可以将水的再循环流动泵送通过蒸发冷却器18并经由中断贮槽44回到贮槽28中。贮槽28的后部或背部46可以充满冷水。通常,所有的或近乎所有的来自EC 16的冷水都可以自然地流动至第二泵吸入池42中,因为第一泵吸入池40可以由来自回收盘管20的水供应。在单贮槽设计下,绝热模式不是完全闭合的流体回路;然而,贮槽28中的水的流动的控制如就在上面描述的通常可以将EC排放水与回收盘管返回水分开。

在蒸发模式下,所有来自回收盘管20的水都可以通过阀56被转移到第二泵吸入池42中。由于第二泵吸入池42中填充有热水,因此来自蒸发冷却器16的冷排放水可以自然地流动至第一泵吸入池40中。进入第一泵吸入池40的冷水的流动可以与第一泵30(P-l)的泵送速度成比例,并且任何剩余的水流动回到第二泵吸入池42。为确保所有RC返回水都流动到第二泵入口52,第二泵32(P-2)的流速应大于第一泵30(P-l)的流速。总贮槽水位可以由RC填充阀96控制。

混合模式运行可以包括改变来自回收盘管20的热返回水进入两个泵吸入池40、42和对应的泵吸入口50、52中的分配,结果改变进入经由泵30被泵送(到热负荷92)的冷水供应中和进入经由泵32被泵送(到蒸发冷却器16)的再循环水中的温水和冷水的混合比率。阀54、56(或三通阀94)可以控制进入分别用于泵30、32(P-1、P-2)的吸入口50、52的热返回水的比例。

调节单元10可以被控制以在变化的环境空气条件或变化的冷却负荷下,维持供应水温度设定点。这通过调节单元10改变进入泵吸入池40、42中的EC排放水和RC返回水的混合比率完成。例如,如果调节单元10进入等效于绝热模式的湿运行模式(100%的RC返回水进入第一泵吸入40中,100%的蒸发冷却器排放进入第二泵吸入42中)并且环境室外空气条件上升(温度或湿度增加),则由第一泵30(P-1)输送的供应水温度可能上升到高于设定点。在这种情况下,单元10的控制器38可以开始调制RC返回阀54、56以将一部分返回水转移到第二泵吸入池42中,这可以使等同部分的冷EC排放水流动至第一泵吸入池40中,从而将供应水温度降低到设定点。混合比率可以由控制器38响应于变化的环境条件和负荷连续地调制以维持供应水温度设定点。在峰值环境条件或峰值冷却负荷,调节单元10可以等效于蒸发模式运行(100%的RC返回水进入P-2吸入,P-1吸入基本上全部由EC排放水供应)。

如果预冷却器16包括在调节单元10中,则预冷却器16可以选择性地在绝热模式、蒸发模式或混合模式中的任何下使用。当预冷却器16在蒸发模式下使用时,运行模式可以被称为增强或超蒸发模式。预冷却器16能够预调节室外空气,并且尤其能够在炎热或潮湿的条件下有效。

水混合比率的调制可以用于控制供应水温度和蒸发冷却器18中的蒸发速率。由于可以通过改变水混合比率来完成容量调制,因此在蒸发(湿)运行模式下可能不需要空气流动调制。当调节单元从节能模式转变为湿模式时,空气流速(风扇速度)可以保持恒定,并且可以通过混合比率控制供应水温度。通过改变在湿模式下的风扇速度设定,可以针对功率或水效率优化调节单元10。当风扇速度最大化时,水效率最高;当风扇速度最小化时,功率效率最高。

可以改变EC排放水(进入中断贮槽44)和RC排放水(进入吸入池40、42中的一个或两个)的混合,以使第一吸入泵入口50处的水处于或接近设定点温度。随着室外空气条件变化,EC排放水的温度也会变化。类似地,RC排放水的温度根据室外空气条件变化。因此,提供至第一泵吸入口50的两种水源(EC排放水和RC排放水)的混合比率正在变化,以实现用于来自第一泵30的冷水供应的温度。

在峰值冷却,单元10可以被控制为最小化进入第一泵吸入口50中以便由第一泵30输送的任何温水(RC排放水)。如果第二泵32的流速高或增加时,热水/温水可以被吸入第二泵32中,并且任何冷水都可以流动到贮槽28的后部46,在该点,通过第一泵30使其从贮槽28中退出是可用的。

系统控制器38可以基于热负荷92和室外空气条件的要求进行各种调整,以将(来自第一泵30)的供应水温度维持在设定点温度或接近设定点温度。在一个示例中,可以以离散的梯级(例如,10%、20%、30%等)调整水的混合比率,并且可以通过空气流动调制(例如,经由一个或多个风扇)完成供应水温度的精确控制。在另一个示例中,空气流速可以是固定的并且水混合比率可以被精确地调制,使得供应水温度保持在设定点温度或接近设定点温度。可以认识到,可以控制附加参数以将供应水温度维持在设定点温度处或设定点温度附近。另一个可能的控制参数可以包括例如改变通过蒸发冷却器的流速。

图9和图10是在不使用混合模式且在相同的室外空气条件下运行的调节单元的焓湿图。图9示出了针对一组特定的室外或环境空气条件,在绝热模式下运行的调节单元。图10示出了在相同的一组室外或环境空气条件下,在蒸发模式下运行的相同的调节单元。在两种模式下,调节单元均能够提供足够的冷却,使得供应到热负荷的冷水处于或接近26.7℃的设定点温度。图9和图10的调节单元中的蒸发冷却器(EC)是液体-空气膜能量交换器(LAMEE)。ECwi是蒸发冷却器入口处的水。ECwo是蒸发冷却器出口处的水。ECai是蒸发冷却器入口处的空气。ECao是蒸发冷却器出口处的空气。类似地,RCwi是回收盘管入口处的水,RCwo是蒸发冷却器出口处的水。RCai是蒸发冷却器的入口处的空气。RCao是蒸发冷却器出口处的空气。

在绝热模式下,用于EC和RC的水回路通常是分开的。在图9所示的绝热模式下,大部分排热发生在回收盘管中。风扇必须斜升至35,000ACFM的清扫空气流速。相比之下,在图10所示的蒸发模式下,大部分冷却由蒸发冷却器提供。如图10所示,蒸发冷却器入口处的水与RC出口处的水相同。蒸发冷却器的水出口温度在图10中看不到,因为它处于或接近26.7℃的设定点温度。尽管风扇可以在蒸发模式下斜降至10,400ACFM的清扫空气流速,但与图9的绝热模式相比,在图10所示的蒸发模式下,调节单元消耗更多的水。

图9和图10示出了在一组特定的室外空气条件下绝热模式和蒸发模式的极端运行情况,在该室外空气条件下,每种模式可以处理热负荷,但是以功率消耗或水消耗为代价。此外,在室外空气条件变化时从绝热模式切换到蒸发模式(反之亦然)可以导致调节单元如何运行发生显著变化。混合运行模式当在图9和图10所示的室外或环境空气条件下使用时可以提供显著优势。混合运行模式可以提供更好的控制和稳定性,并且可以在室外空气发生变化时继续使用,而不必从绝热模式完全过渡到蒸发模式,反之亦然。

如本文所述,在混合模式下运行的能力可适用于具有蒸发冷却或冷却塔的任何运行。除了上面提供的优点外,这种混合模式还可以在湿式运行模式下提供对单元冷却容量和供应水温度的平稳控制。这样,可以更精确地控制供应水温度。

混合模式可以导致调节单元或整个调节系统的年度用水效率更高。图11示出了两个系统的年度水消耗的建模结果,每个系统具有32个单元。32个单元中的每一个都可以类似于图1的调节单元10并且蒸发冷却器可以包括LAMEE。预计本文所述的具有贮槽混合功能的系统每年消耗1.99千万加仑的水。预计无贮槽混合的系统每年消耗3.13千万加仑的水。因此,与具有相同单元数量、但没有混合运行的调节系统相比,具有多个单元的具有混合运行模式的系统的年用水展示出大于35%的降低。

图12是调节单元100的简化示意图(类似于图8),调节单元100可以类似于调节单元10地被构造和运行。调节单元100可以包括蒸发冷却器118(EC)和回收盘管120(RC)。可以认识到,如同具有多个蒸发冷却器和多个回收盘管的调节单元100一样(参见图1),图12的EC 118和RC 120也可以表示一个或多个该特定部件。同样,调节单元100可以包括一个或多个预冷却器(参见图1的预冷却器16),即使不包括在图8中。

代替单贮槽设计,调节单元100可以包括两个贮槽-第一贮槽127和第二贮槽129。这两个贮槽127、129可以用于调控从RC 120进入贮槽127、129中的每个中的热水的流动,以及调控从EC 118进入贮槽127、129中的每个中的冷水的流动。调节单元100可以包括类似于调节单元10的控制器38的系统控制器。调节单元100可以包括位于第一贮槽127和第二贮槽129之间的均衡阀193。

第一贮槽127可以被称为“冷”贮槽,因为来自第一贮槽127的水经由第一泵130被输送作为对热负荷的冷水供应。第二贮槽129可以被称为“热”贮槽,因为来自第二贮槽129的水经由第二泵132被输送用于通过EC 118再循环。来自回收盘管20的RC返回水向第一贮槽127和第二贮槽129的流动大体上可以与上面参考RC返回水向贮槽28的第一泵吸入池40和第二泵吸入池42的输送所描述的相同。图12包括用于第一贮槽127的第一阀154和用于第二贮槽129的第二阀156。第一阀154可以是第一热水阀(H1),第二阀156可以是第二热水阀(H2)。应当认识到,在另一个示例中,单元100可以包括三通调制阀,以用于改变和控制RC返回水向第一贮槽127和第二贮槽129的的流动。

调节单元100可以包括两个冷水阀-第一冷水阀195和第二冷水阀197。第一冷水阀195可以构造成将EC水输送到第一贮槽127,第二冷水阀197可以构造成将EC水输送到第二贮槽129。用于调节单元100的系统控制器可以根据单元100的运行模式改变和控制输送到贮槽127、129中的每个中的冷水的量。

在节能模式下,RC返回水可以流动通过阀154并进入第一贮槽127中,然后可以使用泵130被泵送至冷水主管。在节能模式下的室外空气条件可以使得RC返回水可以用作对热负荷的冷水供应。

在绝热模式下,第一储存贮槽127可以继续运行,如就在上面参考节能模式的段落中所述的。第二贮槽129可以填充有离开EC 118的水,并且第二泵132可以使来自第二贮槽129的水再循环回通过EC 118。均衡阀193可以在绝热模式下在运行期间保持关闭。如上面对在绝热模式下运行单元10类似地描述的,在绝热模式下,用于回收盘管120和蒸发冷却器118的水回路可以基本上保持彼此分开。可以经由传感器感测第二贮槽129中的水位,并且可以根据需要将补充水供应到第二贮槽129。

在蒸发模式下,均衡阀193可以打开以流体地连接两个贮槽127、129,并且RC返回水可以通过第二阀156被供应到第二贮槽129。EC水可以在与第一泵130的泵送速率成比例的流速经由第一冷水阀195被输送到第一贮槽127中。任何剩余的EC水可以经由第二冷水阀197流动至第二贮槽129中。总的贮槽运行水位可以由类似于图8的RC填充阀96的RC填充阀控制。

在混合运行模式中,绝热模式和蒸发模式之间,第一热水阀154和第二热水阀156可以被调制,以改变RC返回水到第一贮槽127和第二贮槽129的分配。如上面参考单元10和单贮槽设计所描述的,混合运行模式可以连续地监控和调整RC返回水到第一贮槽127和第二贮槽129的分配,使到热负荷的冷水供应温度(如经由泵130从贮槽127输送的)处于或接近设定点温度。在一个示例中,分配比率可以连续变化(和微调),并且通过调节单元的清扫空气流速可以相对恒定。在混合运行模式下,可以调整来自RC 120的热返回水和来自EC118的冷排放水的比率,使得供应水温度处于或接近设定点温度。进入贮槽127、129中的每个中的冷排放水量可以部分地取决于经由阀154、156进入贮槽127、129中的每个中的热返回水量。

在单贮槽设计中,贮槽28的后端部或排放区域可以接收EC排放水或冷水,并且贮槽28的这种排放区域可以流体地连接至贮槽的第一40池和第二池42中的每个。在双贮槽设计中,每个贮槽127、129可以包括能够与贮槽127、129的经由阀154、156接收RC返回水的区域流体地连接的排放区域。

在一个示例中,第一贮槽127和第二贮槽129可以是彼此完全分开的结构。在另一个示例中,第一贮槽127和第二贮槽129可以是同一结构的一部分,但是由沿贮槽127、129的长度延伸的壁或其他物理分隔件物理地分开(与不沿着贮槽28的整个长度延伸的贮槽28的分隔挡板48相比)。

与贮槽28相比,图12所示的双贮槽可以提供更好的隔热,因为双贮槽设计可以防止冷水和热水在特定运行模式下的不期望的混合。相对于单贮槽设计,双贮槽设计可以包括附加设备,包括附加贮槽、管道和阀,以及因此需要控制的附加参数。

上面的详细描述包括对附图的参考,附图形成详细描述的一部分。附图通过图示的方式示出了可以实践本发明的特定实施方式。这些实施方式在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了所示出或描述的那些元件之外的元件。然而,本发明人还构思了仅提供所示出或描述的那些元件的示例。此外,本发明人还构思了关于特定示例(或其一个或多个方面),或者关于本文所示出或描述的其他示例(或其一个或多个方面),使用所示出或描述的那些元素的任何组合或排列的示例(或其一个或多个方面)。

本文件中引用的所有出版物、专利和专利文件通过引用整体并入本文,就好像通过引用单独地并入。如果本文件与通过引用如此并入的那些文件之间用法不一致,则应将所并入的一个或多个参考文献中的用法视为对本文件的用法的补充;对于矛盾的不一致之处,以本文件中的用法为准。

在本文件中,术语“一”或“一个”(如专利文件中常用的那样)包括一个或多于一个,独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他情况或用法。在本文件中,术语“或”用于表示非排他性或,使得“A或B”包括“A但非B”“B但非A”和“A和B”,除非另有说明。在本文件中,术语“包括”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的简明英语等效词。另外,在权利要求中,术语“包括”和“包含”是开放式的,即,包括除了在权利要求中在这样的术语之后列出的元件之外的元件的系统、装置、物品或过程仍然被视作落入该权利要求的范围。此外,在权利要求中,术语“第一”“第二”和“第三”等仅用作标签,并且并非旨在对其对象施加序数要求。

本文描述的方法示例可以至少部分地是机器或计算机实现的。一些示例可以包括编码有指令的计算机可读介质或机器可读介质,所述指令可操作以配置电子装置进行如以上示例中所描述的方法。这种方法的实现可以包括代码,例如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等。这样的代码可以包括用于进行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的一部分。此外,代码可以被有形地存储在一个或多个易失性或非易失性有形计算机可读介质上,例如在执行期间或在其他时间。这些有形的计算机可读介质的示例可以包括但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如光盘和数字视频磁盘)、盒式磁带、存储卡或存储棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

如本文所述,示例可包括逻辑或许多部件、模块或机构,或可在其上运行。模块可以是通信地耦合到一个或多个处理器以实行本文描述的运行的硬件、软件或固件。模块可以是硬件模块,并且像这样的模块可以被认为是能够进行指定操作的有形实体,并且可以以某种方式被配置或布置。在一个示例中,可以以指定的方式(例如,内部地或相对于例如其他电路之类的外部实体)将电路布置为模块。在一个示例中,一个或多个计算机系统(例如,独立式客户端或服务器计算机系统)或一个或多个硬件处理器的全部或部分可以被固件或软件(例如,指令、应用程序部分或应用程序)配置为运行以进行指定操作的模块。在一个示例中,软件可以驻留在机器可读介质上。在一个示例中,软件在由模块的基础硬件执行时,使硬件进行指定操作。因此,术语“硬件模块”理解为包含有形实体,是被物理地构建、具体地配置(例如,硬接线)或临时地(例如暂时地)配置(例如,被编程)成以指定方式运行或进行本文描述的任何运行的部分或全部的实体。考虑到模块被临时地配置的示例,模块中的每个在任何时间都不需要被实例化。例如,模块包括使用软件配置的通用硬件处理器;通用硬件处理器可以在不同时间被配置为分别不同的模块。软件可以相应地配置硬件处理器,例如,在一个时间实例构成特定的模块并在不同的时间实例上构成不同的模块。模块也可以是软件或固件模块,其运行以进行本文描述的方法。

上面的描述旨在是说明性的,而不是限制性的。例如,上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。其他实施方式可以在回顾以上描述时例如由本领域的普通技术人员使用。另外,在以上详细描述中,可以将各种特征组合在一起,以简化本公开。这不应该被解释为意味着未声明的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。而是,发明主题的特征可以少于特定的公开实施方式的所有特征。因此,权利要求据此并入到详细描述中,其中每个权利要求独立地作为单独的实施方式,并且构思,这样的实施方式可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参考所附权利要求书、以及这些权利要求书被赋予的等效替代的全部范围来确定。

本申请提供以下示例性实施方式或示例,其序号不应解释为指定重要性级别:

示例1提供了一种控制调节系统的运行的方法,调节系统用于向热负荷提供冷却,调节系统具有布置在清扫集气室内的蒸发冷却器和下游回收盘管,清扫集气室构造成将清扫空气从空气入口引导到空气出口。方法包括:根据室外空气条件,将清扫空气选择性地引导通过蒸发冷却器,其中,在蒸发冷却器的运行期间,蒸发冷却器使水循环通过蒸发冷却器;引导清扫空气通过回收盘管,其中回收盘管使水循环通过回收盘管;将离开蒸发冷却器的排放水选择性地引导至储存贮槽的排放区域,来自贮槽的水用于向热负荷提供冷却;将离开回收盘管的返回水引导至贮槽的第一池和第二池中的至少一个中,其中,第一泵流体地连接至在第一池附近的贮槽的第一出口,第二泵流体地连接到在第二池附近的贮槽的第二出口;将水选择性地引导出贮槽并经由第二泵回到蒸发冷却器;将供应水选择性地引导出贮槽并经由第一泵引导至热负荷;以及将离开热负荷的热水引导回到回收盘管。第一池和第二池至少部分地彼此分开,并且贮槽的排放区域流体地连接至第一池和第二池中的至少一个。

示例2提供了示例1的方法,并且可选地,其中将离开回收盘管的返回水引导到贮槽的第一池和第二池的至少一个中包括基于室外空气条件,控制返回水向第一池和第二池的分配。

示例3提供了示例2的方法,并且可选地,其中从回收盘管到贮槽的流动路径包括三通调制阀,以控制返回水到第一池和第二池的分配。

示例4提供了示例2的方法,并且可选地,其中从回收盘管起的流动路径包括通向第一池的第一管和通向第二池的第二管,以及用于每个管以控制水向贮槽的第一池和第二池的流动的调制阀。

示例5提供了示例1-4中任一项的方法,并且可选地还包括:测量经由第一泵被引导出贮槽的供应水的温度。

示例6提供了示例5的方法,并且可选地,其中将离开回收盘管的返回水引导到贮槽的第一池和第二池中的至少一个中包括根据供应水的相对于设定点温度的所测得温度调整返回水向第一池和第二池的分配。

示例7提供了示例6的方法,并且可选地,其中设定点温度是热负荷的函数。

示例8提供了示例1-7中任一项的方法,并且可选地还包括将清扫空气选择性地引导通过在蒸发冷却器的上游布置在清扫集气室内的预冷却器,以根据室外空气条件预调节清扫空气。

示例9提供了示例1-8中任一项的方法,并且可选地,将离开回收盘管的返回水引导至第一池和第二池中的至少一个中包括使返回水选择性地流动至第一池内的第一排放管和第二池内的第二排放管中的至少一个中。

示例10提供了示例9的方法,并且可选地,其中第一排放管和第二排放管与贮槽的长度平行地定向,并且每个管都包括形成在排放管外部的细长狭槽,以将返回水从排放管释放到相应的池。

示例11提供了示例1-10中任一项的方法,并且可选地,其中将离开回收盘管的返回水引导至第一池和第二池中的至少一个中包括使返回水选择性地流动至在第一池和第二池中的每个内的扩散挡板中。

示例12提供了示例11的方法,并且可选地,其中将离开回收盘管的返回水引导至第一池和第二池中的至少一个中包括使返回水选择性地流动至连接至扩散挡板的弯头中,弯头构造成引导返回水并减小流动至第一池和第二池中的返回水的速度。

示例13提供了示例1-12中任一项的方法,并且可选地,还包括在蒸发冷却器关闭的节能模式下运行调节系统,并且清扫空气在节能模式下绕过蒸发冷却器。

示例14提供了示例1-13中任一项的方法,并且可选地,还包括在绝热模式下运行调节系统,在绝热模式下,被引导至贮槽的后端部的排放水经由第二泵再循环到蒸发冷却器并且基本上所有来自回收盘管的返回水被引导到第一池以用作供应水。

示例15提供了示例1-14中任一项的方法,并且可选地,还包括在蒸发模式下运行调节系统,在蒸发模式下,基本上所有来自回收盘管的返回水被引导至第二池并且来自蒸发冷却器的排放水流动至第一池以用作供应水。

示例16提供了示例1-15中任一项的方法,并且可选地,还包括以混合模式运行调节系统,在混合模式中,离开回收盘管的返回水被分配到第一池和第二池两者中。

示例17提供了示例16的方法,并且可选地,其中返回水到第一池和第二池的分配由调节系统的控制器连续地调节以维持被从第一泵引导至热负荷的供应水的设定点温度。

示例18提供了示例1-17中任一项的方法,并且可选地,还包括利用在贮槽中的分隔挡板部分地将贮槽的第一池和第二池分开,其中分隔挡板沿着贮槽的长度的一部分延伸。

示例19提供了示例1-18中任一项的方法,并且可选地,其中第一出口和第二出口在贮槽的前端部,并且排放区域在贮槽的与前端部相对的后端部。

示例20提供了示例1-17中任一项的方法,并且可选地,其中第一池和第二池是分开的结构。

示例21提供了示例20的方法,并且可选地,其中,贮槽包括用于流体地连接第一池和第二池的均衡阀,并且其中当均衡阀关闭时,第一池和第二池中的冷却流体彼此分开。

示例22提供了示例1-21中任一项的方法,并且可选地,其中将离开回收盘管的返回水引导到贮槽的第一池和第二池中的至少一个中包括控制返回水到第一池和第二池的速度以使湍流最小化。

示例23提供了一种调节系统,调节系统构造成向热负荷提供冷却,系统包括:具有空气入口和空气出口的清扫集气室,清扫集气室构造成将清扫空气在空气流动路径上从空气入口引导到空气出口;蒸发冷却器,其在空气流动路径上布置在清扫集气室内并且具有第一冷却流体回路,第一冷却流体回路构造成使第一冷却流体循环通过蒸发冷却器,蒸发冷却器构造成当调节系统在绝热模式或蒸发模式下运行时选择性地蒸发第一冷却流体的一部分,并且当调节系统在节能模式下运行时,蒸发冷却器关闭或被旁通;回收盘管,其在蒸发冷却器和空气出口之间布置在清扫集气室内并且具有第二冷却流体回路,第二冷却流体回路构造成使第二冷却流体循环通过回收盘管,回收盘管构造成使用在空气流动路径上的清扫空气降低第二冷却流体的温度,其中在节能模式下,回收盘管为热负荷提供充分的冷却;以及用于可释放地储存第一冷却流体和第二冷却流体的贮槽,以用于选择性地将冷却流体作为供应水输送至热负荷,并将其输送至蒸发冷却器用于再循环,贮槽包括第一部分和第二部分,第一部分和第二部分至少部分地彼此分开,并且贮槽还包括与第一部分和第二部分中的至少一个流体地连接的排放区域;以及将回收盘管和贮槽流体地连接的一个或多个调制阀,一个或多个调制阀构造成基于室外空气条件控制和改变第二冷却流体向贮槽的第一部分和第二部分的分配,其中离开蒸发冷却器的第一冷却流体被引导到贮槽的排放区域中。

示例24提供了示例23的系统,并且可选地还包括传感器,传感器测量向热负荷的供应水的温度,以及控制器,控制器配置成将供应水的温度维持在或接近针对热负荷的设定点温度。

示例25提供了示例24的系统,并且可选地,其中,当调节系统在绝热模式和蒸发模式之间在混合运行模式下运行时,控制器调整一个或多个调制阀的位置以改变第二冷却流体向贮槽的第一部分和第二部分的分配。

示例26提供了示例23-25中任一项的系统,并且可选地,还包括第一泵,第一泵与贮槽的第一部分流体地连接,并且构造成将供应水输送到热负荷;以及第二泵,第二泵与贮槽的第二部分流体地连接,并构造成将水从贮槽的第二部分输送到蒸发冷却器。

示例27提供了示例23-26中任一项的系统,并且可选地,其中贮槽的第一部分和第二部分是分开的结构。

示例28提供了示例27的系统,并且可选地,其中贮槽包括均衡阀,以在特定运行模式下,将贮槽的第一部分和第二部分流体地连接,并且其中当均衡阀关闭时,贮槽的第一部分和第二部分中的冷却流体彼此分开。

示例29提供了示例28的系统,并且可选地,其中,贮槽的排放区域包括与贮槽的第一部分流体地连接的第一排放区域和与贮槽的第二部分流体地连接的第二排放区域。

示例30提供了示例29的系统,并且可选地,其中当调节系统在绝热模式下运行时,离开蒸发冷却器的第一冷却流体被引导到第二排放区域中。

示例31提供了示例29和/或30的系统,并且可选地,其中当调节系统在蒸发模式下运行时,离开蒸发冷却器的第一冷却流体的至少一部分被引导到第一排放区域中。

示例32提供了示例23-31中任一项的系统,并且可选地,其中贮槽的第一部分包括与回收盘管流体地连接以将第二冷却流体选择性地输送到贮槽的第一部分的第一排放管,贮槽的第二部分包括与回收盘管流体地连接以将第二冷却流体选择性地输送到贮槽的第二部分的第二排放管。

示例33提供了示例32的系统,并且可选地,其中第一排放管和第二排放管每个均包括细长狭槽,以将第二冷却流体输送到贮槽的第一部分和第二部分。

示例34提供了示例23-26或32-33中任一项的系统,并且可选地,其中贮槽还包括在贮槽中的分隔挡板,分隔挡板将第一部分和第二部分彼此部分地分开,并且分隔挡板沿着贮槽的长度的一部分延伸。

示例35提供了示例23-26和32-34中任一项的系统,并且可选地,其中贮槽还包括第一转向器和第二转向器,以将贮槽的排放区域与贮槽的第一部分和第二部分部分地分开。

示例36提供了示例23-35中任一项的系统,并且可选地,其中第一冷却流体和第二冷却流体是水。

示例37提供了示例23-36中任一项的系统,并且可选地,其中蒸发冷却器是液体-空气膜能量交换器(LAMEE),并且第一冷却流体通过膜与空气流动路径分离,LAMEE构造成调节清扫空气并蒸发地冷却第一冷却流体。

示例38提供了示例23-37中任一项的系统,并且可选地,还包括预冷却器,预冷却器在空气入口和蒸发冷却器之间布置在清扫集气室内,预冷却器构造成基于室外空气条件在清扫空气穿过蒸发冷却器之前选择性地调节清扫空气。

示例39提供了一种运行调节系统的方法,调节系统构造成向热负荷提供冷却,方法包括:在节能模式下运行调节系统,在节能模式下,蒸发冷却器关闭或被旁通,并且清扫空气流降低流动通过回收盘管的第一冷却流体的温度,使得第一冷却流体向热负荷提供充分的冷却;将第一冷却流体可释放地储存在贮槽中;当调节系统在节能模式下运行时,将离开回收盘管的第一冷却流体引导进入贮槽的第一部分和第二部分中的至少一个中,第一部分和第二部分至少部分地彼此分离,第一部分流体地连接至第一泵以用于将供应水输送至热负荷,第二部分流体地连接至第二泵以用于将水再循环到蒸发冷却器;在绝热模式下运行调节系统,在绝热模式下,蒸发冷却器开启并且清扫空气流穿过蒸发冷却器和回收盘管,蒸发冷却器构造成蒸发流动通过蒸发冷却器的第二冷却流体的一部分,蒸发冷却器在绝热模式下具有闭合流体回路;当调节系统在绝热模式下运行时,将基本上所有离开回收盘管的第一冷却流体引导到贮槽的第一部分中;在蒸发模式下运行调节系统,在蒸发模式下,蒸发冷却器打开并且清扫空气流穿过蒸发冷却器和回收盘管,其中,当调节系统在蒸发模式下运行时,第二冷却流体与第一冷却流体流体地连接;当调节系统在蒸发模式下运行时,将离开蒸发冷却器的第二冷却流体引导到贮槽的排放区域中;当调节系统在蒸发模式下运行时,将基本上所有离开回收盘管的第一冷却流体引导到贮槽的第二部分中,从而第二冷却流体从贮槽的排放区域流动至第一部分;以及在绝热模式和蒸发模式之间的特定运行条件在混合模式下运行调节系统,其中在混合模式下运行调节系统包括:在贮槽的第一部分和第二部分之间按比率分配离开回收盘管的第一冷却流体,使得被输送到热负荷的供应水中的第一冷却流体和第二冷却流体的混合物的温度在处于或接近针对调节系统的设定点温度。

示例40提供了示例39的方法,并且可选地,其中在混合模式下运行调节系统包括连续地监控和改变第一冷却流体的被分配到贮槽的第一部分和第二部分的比率,以将供应水的温度维持在设定点温度或接近设定点温度。

示例41提供了示例39和/或40的方法,并且可选地,其中在混合模式下运行调节系统包括:使用与离开回收盘管的第一冷却流体流体地连接的一个或多个调制阀调制第一冷却流体到贮槽的第一部分和到贮槽的第二部分的流动。

示例42提供了示例39-41中任一项的方法,并且可选地,还包括当调节系统在绝热模式下运行时,将第二冷却流体从蒸发冷却器引导到贮槽的第二部分中。

示例43提供了示例39-42中任一项的方法,并且可选地,还包括将清扫空气流选择性地引导通过在空气入口和蒸发冷却器之间布置在清扫集气室内的预冷却器,预冷却器构造成基于室外空气条件,在清扫空气穿过蒸发冷却器之前选择性地调节清扫空气。

示例44提供了示例1-43中的任何一个或任何组合的系统或方法,可选地,其可以构造成使得引用的所有步骤或元素可用于使用或从中选择。

已经描述了本公开的各个方面。这些方面和其他方面在所附权利要求的范围内。

相关技术
  • 用于向热负荷提供冷却的混合运行模式
  • 使用用于监测、分析和控制的一体式自动化系统来提供加热、冷却、发电和能量储存的基于混合式三联产系统的微电网组合的冷却、加热和供电
技术分类

06120112180496