本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)機(jī)房用逆流空氣換熱自然冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)據(jù)機(jī)房設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)熱量巨大，為了設(shè)備的正常運(yùn)行，需要對(duì)該機(jī)房設(shè)備進(jìn)行降溫，使其保持在穩(wěn)定的溫度和濕度下。傳統(tǒng)降溫方式主要采用蒸汽壓縮制冷空調(diào)系統(tǒng)，由于壓縮機(jī)需要全年使用，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)能耗巨大，其空調(diào)能耗可占數(shù)據(jù)機(jī)房整體能耗的40%~50%。

從節(jié)能角度考慮，目前有直接利用室外冷源包括室外新風(fēng)為機(jī)房降溫的方案，或間接利用室外冷源包括轉(zhuǎn)輪熱回收、冷水系統(tǒng)為機(jī)房降溫的方案。當(dāng)采用室外新風(fēng)作為冷源時(shí)，為了保證新風(fēng)潔凈度，機(jī)組需要配置中效過(guò)濾器和化學(xué)過(guò)濾器，其中，化學(xué)過(guò)濾器價(jià)格非常昂貴，而且無(wú)法清洗反復(fù)利用，造成機(jī)組投資成本和運(yùn)行成本非常大。當(dāng)使用轉(zhuǎn)輪熱回收自然冷卻時(shí)，由于轉(zhuǎn)輪熱回收空調(diào)體積過(guò)于龐大（一般超過(guò)4米長(zhǎng)），需要給轉(zhuǎn)輪熱回收空調(diào)機(jī)組單獨(dú)設(shè)計(jì)放置區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)安裝工程量大。當(dāng)使用冷水系統(tǒng)自然冷卻時(shí)，空調(diào)設(shè)備需要配置室外水塔，且只有在水塔的出水溫度比冷凍水溫度（一般為7℃）低2~5℃時(shí)，才能停下壓縮機(jī)，采用水塔的冷卻水直接冷卻空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)。但是這種方法對(duì)的局限性在于：可以直接利用室外自然冷源的時(shí)間段短（全年大部分時(shí)間處理水的溫度高于5℃），節(jié)能幅度不大，而且現(xiàn)場(chǎng)安裝的工程量大，維護(hù)工作量也大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)能安全，有效保證新風(fēng)清潔度的數(shù)據(jù)機(jī)房用逆流空氣換熱自然冷卻系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下方案實(shí)現(xiàn)：

一種數(shù)據(jù)機(jī)房用逆流空氣換熱自然冷卻系統(tǒng)，應(yīng)用于數(shù)據(jù)機(jī)房，包括換熱器和服務(wù)器機(jī)柜，所述服務(wù)器機(jī)柜置于數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)，所述換熱器為逆流空氣換熱器，其包括內(nèi)循環(huán)風(fēng)道、外循環(huán)風(fēng)道，以及用于對(duì)內(nèi)循環(huán)風(fēng)道和外循環(huán)風(fēng)道中的空氣進(jìn)行熱交換的熱交換芯體，所述內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的出風(fēng)口和外循環(huán)風(fēng)道的出風(fēng)口分別設(shè)有導(dǎo)流風(fēng)扇。所述的逆流空氣換熱器可以為一個(gè)或一個(gè)以上，可安裝于數(shù)據(jù)機(jī)房的墻體中。所述的導(dǎo)流風(fēng)扇可選用離心風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型充分利用室外新風(fēng)自然冷源間接換熱，在不需要設(shè)置過(guò)濾器的情況下，確保了數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)空氣的潔凈度和濕度。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在逆流空氣換熱器的上端，其出風(fēng)口設(shè)置在逆流空氣換熱器的下端；所述外循環(huán)風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在逆流空氣換熱器的下端，其出風(fēng)口設(shè)置在逆流空氣換熱器的上端；所述內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置在數(shù)據(jù)機(jī)房的室內(nèi)側(cè)，所述外循環(huán)風(fēng)道的進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置在數(shù)據(jù)機(jī)房的室外側(cè)。

內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的氣流流向自上而下，外循環(huán)風(fēng)道的氣流流向自下而上，這樣布置可使熱空氣流充分吸入熱交換芯體，并且經(jīng)過(guò)熱交換芯體換熱冷卻，溫度較低的自然空氣流充分吸入熱交換芯體，并且經(jīng)過(guò)熱交換芯體換熱，有效利用熱空氣上升，冷空氣下沉的自然對(duì)流原理，防止冷熱空氣流交叉污染。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有架空地板，所述服務(wù)器機(jī)柜設(shè)置在架空地板上，所述架空地板上設(shè)有用于輸出低溫空氣至服務(wù)器機(jī)柜的出風(fēng)口，所述逆流空氣換熱器的內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的出風(fēng)口置于架空地板下方。

通過(guò)設(shè)置架空地板將服務(wù)器機(jī)柜抬高，其一，形成空氣隔層，能防止地面濕熱傳遞至服務(wù)器機(jī)柜；其二、由于逆流空氣換熱器采用熱空氣上升，冷空氣下沉的自然對(duì)流，因此恰好借用空氣隔層形成冷空氣通道，避免設(shè)置額外的冷空氣管道，降低成本，且空氣隔層的溫度較低，能進(jìn)一步的防止地面濕熱傳遞至機(jī)房。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有架空地板，所述架空地板上設(shè)有冷通道，所述冷通道內(nèi)設(shè)置有多組服務(wù)器機(jī)柜，且服務(wù)器機(jī)柜分布于冷通道的兩側(cè)，所述冷通道兩側(cè)與服務(wù)器機(jī)柜對(duì)應(yīng)的部位設(shè)有出風(fēng)口，兩側(cè)服務(wù)器機(jī)柜之間的架空地板上設(shè)有用于輸入低溫空氣至冷通道的進(jìn)風(fēng)口，所述逆流空氣換熱器的內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的出風(fēng)口置于架空地板下方。

通過(guò)冷通道集中冷量對(duì)服務(wù)器機(jī)柜進(jìn)行冷缺，冷空氣從冷通道中心向兩側(cè)服務(wù)器機(jī)柜持續(xù)流動(dòng)，有效地進(jìn)行冷卻，而且，可防止與服務(wù)器機(jī)柜進(jìn)行熱交換后的空氣未經(jīng)逆流空氣換熱器換熱而直接進(jìn)入到冷通道內(nèi)與冷空氣進(jìn)行混合，保證了服務(wù)器機(jī)柜的持續(xù)散熱。

進(jìn)一步的，所述服務(wù)器機(jī)柜的高度小于冷通道的高度。若服務(wù)器機(jī)柜的高度與冷通道的高度一致，那么當(dāng)冷空氣從中心向兩側(cè)持續(xù)發(fā)散的時(shí)候，服務(wù)器機(jī)柜的頂部和底部受到的空氣擾動(dòng)不足，冷空氣在這兩個(gè)部位通過(guò)量不足，導(dǎo)致服務(wù)器機(jī)柜頂部和底部的散熱不夠，長(zhǎng)時(shí)間下去會(huì)導(dǎo)致其損壞，因此本實(shí)用新型增加了冷通道的高度，從架空地板輸入的冷空氣，一部分從中心向兩側(cè)發(fā)散對(duì)服務(wù)器機(jī)柜進(jìn)行冷卻，另一部分則由冷通道頂壁反射繼而向下或斜下方發(fā)散，加大對(duì)服務(wù)器機(jī)柜頂部和底部空氣的擾動(dòng)，繼而促進(jìn)散熱。

進(jìn)一步的，所述冷通道的頂壁為弧形。當(dāng)冷通道頂壁設(shè)計(jì)為弧形，除了能加大頂部和底部空氣的擾動(dòng)外，還能降低冷空氣動(dòng)力阻力，進(jìn)而降低能耗。

進(jìn)一步的，還包括壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)，所述壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)包括室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)，所述室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)通過(guò)制冷管道連接，所述室內(nèi)機(jī)的出風(fēng)口與架空地板以下空間連通。室內(nèi)機(jī)包括壓縮機(jī)、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器等主要部件，室外機(jī)包括冷凝器等主要部件。通過(guò)額外設(shè)置壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)來(lái)配合逆流空氣換熱器進(jìn)行制冷，達(dá)到相互補(bǔ)充的效果，在特定的情況下通過(guò)切換逆流空氣換熱器和壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)兩者的運(yùn)行，達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能效果且有效保持對(duì)服務(wù)器機(jī)柜的冷卻。

進(jìn)一步的，還包括新風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)溫度傳感器以及用于控制各部件運(yùn)行的控制系統(tǒng)。新風(fēng)溫度傳感器用于檢測(cè)室外新風(fēng)的溫度，回風(fēng)溫度傳感器用于檢測(cè)與服務(wù)器機(jī)柜進(jìn)行熱交換后的空氣的溫度，兩者安裝位置可根據(jù)實(shí)際需要選取。

一種數(shù)據(jù)機(jī)房逆流空氣換熱自然冷卻系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

A00：控制系統(tǒng)根據(jù)新風(fēng)溫度傳感器反饋的新風(fēng)溫度數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)回風(fēng)溫度傳感器反饋的回風(fēng)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，若新風(fēng)溫度＜回風(fēng)溫度且兩者溫差≥10℃時(shí)，執(zhí)行步驟B00，若新風(fēng)溫度＜回風(fēng)溫度且兩者溫差＜10℃，或新風(fēng)溫度＞回風(fēng)溫度時(shí)，執(zhí)行步驟C00；

B00：控制系統(tǒng)控制逆流空氣換熱器對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房進(jìn)行冷卻，室內(nèi)回風(fēng)與室外新風(fēng)在逆流空氣換熱器中進(jìn)行平行逆流換熱，室內(nèi)回風(fēng)受冷后重新送入冷通道中，控制系統(tǒng)根據(jù)新回風(fēng)溫度傳感器反饋的新回風(fēng)溫度信息進(jìn)行比對(duì)，自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)扇和/或回風(fēng)導(dǎo)流風(fēng)扇轉(zhuǎn)速以控制室外新風(fēng)風(fēng)量，確保送風(fēng)工況調(diào)節(jié)到設(shè)定的溫度范圍內(nèi)；控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控逆流空氣換熱器的運(yùn)行狀態(tài)，確保無(wú)故障運(yùn)行；

C00：控制系統(tǒng)控制壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)制冷，室內(nèi)受熱回風(fēng)送入室內(nèi)機(jī)進(jìn)行換熱，室內(nèi)回風(fēng)受冷后向下送風(fēng)通過(guò)架空地板以下空間送入冷通道內(nèi)，確保服務(wù)器機(jī)柜在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，確保無(wú)故障運(yùn)行。

綜合考慮以上設(shè)備的成本、電量消耗、控制難度和維護(hù)頻率等設(shè)置臨界溫度點(diǎn)為10℃，這是經(jīng)過(guò)發(fā)明人長(zhǎng)期的實(shí)踐調(diào)查得出的，若變化幅度大于1℃，對(duì)于設(shè)備的成本、電量消耗和維護(hù)頻率等都大大增加，要不就直接導(dǎo)致制冷量不夠，要不就是大大增加對(duì)電能資源的消耗，因此，設(shè)置臨界溫度為10℃是實(shí)現(xiàn)控制的最佳方案。通過(guò)兩種模式控制運(yùn)行，以達(dá)到最大限度的節(jié)能效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型在低溫季節(jié)采用逆流空氣換熱器制冷，將數(shù)據(jù)機(jī)房空間變熱的空氣流作為第一空氣流供應(yīng)給逆流空氣換熱器，與室外單獨(dú)的第二空氣流進(jìn)行平行逆流換熱冷卻后再循環(huán)回?cái)?shù)據(jù)機(jī)房達(dá)到制冷效果；在高溫季節(jié)采用壓縮機(jī)系統(tǒng)制冷。整個(gè)系統(tǒng)充分利用室外新風(fēng)自然冷源間接換熱，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單緊湊，維護(hù)方便，節(jié)約用地面積，安全環(huán)保，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)機(jī)房節(jié)能增效、安全可靠的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為逆流空氣換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例

如圖1和2所示，一種數(shù)據(jù)機(jī)房用逆流空氣換熱自然冷卻系統(tǒng)，應(yīng)用于數(shù)據(jù)機(jī)房600，包括換熱器100和服務(wù)器機(jī)柜500，所述服務(wù)器機(jī)柜500置于數(shù)據(jù)機(jī)房600內(nèi)，所述換熱器100為逆流空氣換熱器，其包括內(nèi)循環(huán)風(fēng)道、外循環(huán)風(fēng)道，以及用于對(duì)內(nèi)循環(huán)風(fēng)道和外循環(huán)風(fēng)道中的空氣進(jìn)行熱交換的熱交換芯體110，所述內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的出風(fēng)口和外循環(huán)風(fēng)道的出風(fēng)口分別設(shè)有導(dǎo)流風(fēng)扇130和導(dǎo)流風(fēng)扇120。

所述內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在逆流空氣換熱器100的上端，其出風(fēng)口設(shè)置在逆流空氣換熱器100的下端；所述外循環(huán)風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在逆流空氣換熱器100的下端，其出風(fēng)口設(shè)置在逆流空氣換熱器100的上端；所述內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置在數(shù)據(jù)機(jī)房600的室內(nèi)側(cè)，所述外循環(huán)風(fēng)道的進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置在數(shù)據(jù)機(jī)房600的室外側(cè)。

所述數(shù)據(jù)機(jī)房600內(nèi)設(shè)有架空地板400，所述架空地板400上設(shè)有冷通道300，所述冷通道300內(nèi)設(shè)置有多組服務(wù)器機(jī)柜500，且服務(wù)器機(jī)柜500分布于冷通道300的兩側(cè)，所述冷通道300兩側(cè)與服務(wù)器機(jī)柜500對(duì)應(yīng)的部位設(shè)有出風(fēng)口，兩側(cè)服務(wù)器機(jī)柜500之間的架空地板上設(shè)有用于輸入低溫空氣至冷通道的進(jìn)風(fēng)口410，所述逆流空氣換熱器100的內(nèi)循環(huán)風(fēng)道的出風(fēng)口置于架空地板400下方。所述服務(wù)器機(jī)柜500的高度小于冷通道300的高度。

還包括壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)，所述壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)包括室內(nèi)機(jī)220和室外機(jī)210，所述室內(nèi)機(jī)220和室外機(jī)210通過(guò)制冷管道連接，所述室內(nèi)機(jī)220的出風(fēng)口與架空地板400以下空間連通。

還包括新風(fēng)溫度傳感器、回風(fēng)溫度傳感器以及用于控制各部件運(yùn)行的控制系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟：

A00：控制系統(tǒng)根據(jù)新風(fēng)溫度傳感器反饋的新風(fēng)溫度數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)回風(fēng)溫度傳感器反饋的回風(fēng)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，若新風(fēng)溫度＜回風(fēng)溫度且兩者溫差≥10℃時(shí)，執(zhí)行步驟B00，若新風(fēng)溫度＜回風(fēng)溫度且兩者溫差＜10℃，或新風(fēng)溫度＞回風(fēng)溫度時(shí)，執(zhí)行步驟C00

B00：控制系統(tǒng)控制逆流空氣換熱器對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房進(jìn)行冷卻；

C00：控制系統(tǒng)控制壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)制冷。

上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的其中具體實(shí)現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些顯而易見的替換形式均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。