本实用新型涉及一种数据中心节能空调，尤其涉及一种使室外空气获得更大冷量，以供给机房的蒸发冷装置。
背景技术：
世界范围内的愈演愈烈的节能减排和绿色环保诉求，对作为it行业能耗最大的数据中心建设和运营提出了更高的要求。数据中心pue值的降低已成为业主和设计建设者的首要诉求。
对于传统的采用压缩机制冷的机房空调一般情况下pue和clf的值都非常高，采用自然冷源给机房供冷的方案，一般情况下，而对于传统的蒸发冷机房空调机组而言，基本上都是单一运行的，虽然相对于压缩机制冷的机房空调来讲降低了pue和clf，但是在室外空气温度较高的情况下，采用自然冷源给机房供冷的方案，降低pue和clf的效果也不甚理想。
高效节能的数据中心是未来数据中心行业发展的一大必然趋势，持续且有效地降低数据中心的运营成本已经成为当务之急。空调系统用于对数据中心进行降温处理，是保持数据中心的高效率运行的条件之一；现有的蒸发冷装置，都是在室外机上增加了喷淋系统，通过喷淋系统来降低室外空气温度，然后通过空空换热器来降低室内空气温度，这种方式能够降低数据中心机房的pue（数据中心总能耗/it设备能耗），被广泛采用。但是这种方式虽然能够降低pue，但是也没有达到充分利用自然冷源目的，利用自然冷源降低pue值仍有改进空间。
技术实现要素：
本实用新型的目的是进一步充分利用自然冷源，使室外空气获得更大冷量，提供给机房，进一步降低机房的clf、pue和wue。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种蒸发冷装置，包括空空换热器、喷淋模块、室内风机和室外风机，空空换热器设置有室外风进口、室外风出口、室内风进口和室内风出口，在室外风机的作用下，室外风从室外风进口进入，从室外风出口排出，在室内风机的作用下，室内风从室内风进口进入，从室内风出口排出，喷淋模块提供喷淋水喷淋在空空换热器上，其特征在于：该蒸发冷装置包括间接冷却模块，所述间接冷却模块包括一号水箱、一号水泵、间接换热盘管和风道，一号水泵的进口通过管道伸入到一号水箱中，一号水泵的出口通过管道连接在间接换热盘管的一端上，间接换热盘管的另一端连接有管道，管道将进入间接换热盘管中的水导入到一号水箱中，所述间接换热盘管位于风道中，风道设置有进风口和出风口，出风口与空空换热器的室外风进口连通，室外空气从风道的进风口进入到风道中，穿过间接换热盘管后，从室外风进口进入到空空换热器中，一号水箱中的水经过一号水泵的作用进入到间接换热盘管中，与室外空气热交换后，回流到一号水箱中。
所述一号水泵的进口和出口的管道上均安装有球阀，出口的管道上还安装有压力传感器和y型过滤器。
所述蒸发冷装置还包括除湿模块，该除湿模块包括溶液存储箱、三号溶液泵、干燥分离器和溶液喷淋头，三号溶液泵的进口通过管道伸入到除湿液存储箱中，三号溶液泵的出口通过管道连接在干燥分离器上，干燥分离器通过管道连接在溶液喷淋头上，溶液喷淋头喷淋出来的除湿液通过管道回流到除湿液存储箱中，溶液喷淋头安装在风道内。
所述三号溶液泵的进口和出口的管道上均安装有球阀，出口的管道上还安装有压力传感器。
所述除湿模块还包括降温组件，该降温组件包括二号水泵和盘管，二号水泵的进口通过管道伸入到一号水箱中，二号水泵的出口通过管道与盘管一端连通，盘管的另一端通过管道将水导入到一号水箱中，所述盘管位于风道中。
所述二号水泵的进口和出口的管道上均安装有球阀，出口的管道上安装有压力传感器。
所述盘管上安装有多个除湿器。
所述喷淋模块包括水箱、四号水泵和喷淋头，四号水泵的进口通过管道伸入到水箱中，四号水泵的出口通过管道与喷淋头连通，喷淋头位于空空换热器上方，喷淋出来的水淋在空空换热器上后，流入到水箱中，水箱安装在风道中。
所述四号水泵的进口和出口的管道上均安装有球阀，出口的管道上安装有压力传感器。
所述风道内安装有四个风阀，分别为一号风阀、二号风阀、三号风阀和四号风阀，一号风阀安装在二号风阀上方，三号风阀安装在四号风阀上方，一号风阀和二号风阀位于溶液喷淋头的左侧，三号风阀和四号风阀处于溶液喷淋头的右侧，一号风阀和三号风阀位于溶液喷淋头的上方，二号风阀和四号风阀位于溶液喷淋头的下方，一号风阀、二号风阀、三号风阀和四号风阀全部关闭与风道组成一个密闭空间，室外风无法通过风道，溶液喷淋头工作时，一号风阀和三号风阀关闭，二号风阀和四号风阀打开，溶液喷淋头不工作时，一号风阀和三号风阀打开，二号风阀和四号风阀关闭。
本实用新型还提供了上述装置的控制方法，具体为：
一种蒸发冷装置控制方法，其特征在于：包括四种运行模式，分别为运行模式一、运行模式二、运行模式三和运行模式四，运行模式一具体为：间接冷却模块、除湿模块和喷淋模块均关闭，一号风阀和三号风阀打开，二号风阀和四号风阀关闭；运行模式二具体为：间接冷却模块开启，除湿模块和喷淋模块关闭，一号风阀和三号风阀打开，二号风阀和四号风阀关闭；运行模式三具体为：启动喷淋模块和间接冷却模块，一号风阀和三号风阀打开，二号风阀和四号风阀关闭，除湿模块关闭；运行模式四具体为：启动喷淋模块、除湿模块和间接冷却模块，关闭一号风阀和三号风阀，打开二号风阀和四号风阀；无论是哪种运行模式，空空换热器、室内风机和室外风机均启动；δq=q0-q1，当δq≤0，以运行模式一运行；当0＜δq≤10kw，以运行模式二运行；10kw＜δq≤20kw，以运行模式三运行；当δq＞20kw，以运行模式四运行，其中q0为实时的机房负荷，可以通过检测室内机房空气参数进行计算，q1为未处理室外空气相对于机房所具有的冷负荷，可以通过仪器进行检测。
以运行模式一运行时，其中室内风机的风量保持恒定运行，室外风机的风量根据实时的机房负荷q0进行控制；以运行模式二运行时，喷淋模块的喷淋量根据δq的值进行调节，室内风机的风量保持恒定，室外风机的风量以q1控制；以运行模式三运行时，间接冷却模块中的冷却水以最大流量运行，最大流量为δq0=10kw对应的流量，室内风机的风量保持恒定，室外风机的风量以q1控制，喷淋模块的喷淋量以δq-δq0进行控制；以运行模式四运行时，间接冷却模块中的冷却水以最大流量运行，最大流量为δq0=10kw对应的流量，室内风机的风量保持恒定，室外风机的风量以q1控制，喷淋模块的喷淋量以δq1=10kw进行控制，除湿模块的喷淋量根据进入风道内的室外空气的湿度进行控制，控制除湿后的室外空气的湿度在20%—25%之间，降温组件中冷却水的流量进行恒定流量控制。
本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果：
1、本实用新型在现有的蒸发冷装置上增加了间接冷却模块，所述间接冷却模块包括一号水箱、一号水泵、间接换热盘管和风道，一号水泵的进口通过管道伸入到一号水箱中，一号水泵的出口通过管道连接在间接换热盘管的一端上，换热盘管的另一端连接有管道，管道将进入间接换热盘管中的水导入到一号水箱中，所述间接换热盘管位于风道中，风道设置有进风口和出风口，出风口与空空换热器的室外风进口连通，室外空气从风道的进风口进入到风道中，穿过间接换热盘管后，从室外风进口进入到空空换热器中，一号水箱中的水经过一号水泵的作用进入到间接换热盘管中，与室外空气热交换后，回流到一号水箱中。通过一号水泵将一号水箱中的冷却水抽入到间接换热盘管中，室外空气与间接换热盘管接触，对室外空气进行换热，降低室外空气的温度，然后冷却后的室外空气再经过空空换热器，将室内的空气热量间接交换，由于室外的空气温度被降低，换热效率就会更好，能够进一步降低室内空气温度，能够降低机房空调的pue（数据中心总能耗/it设备能耗）值clf（空调的能耗/机房的能耗）值。经过间接换热盘管的冷却水回流至一号水箱中，经过喷淋后的冷却水回流至水箱中，均可以回收利用，降低了wue（空调的耗水量/机房的能耗）值。
本实用新型还增加了除湿模块，通过除湿模块喷洒除湿液，对进入风道内的室外空气进行除湿，保证了空气湿度在20%—25%之间，这样能够进一步降低室外空气的温度，在于空空换热器接触时，能进一步提高换热效率，降低室内空气温度。
本实用新型在除湿模块中增加了降温组件，该降温组件包括二号水泵和盘管，二号水泵的进口通过管道伸入到一号水箱中，二号水泵的出口通过管道与盘管一端连通，盘管的另一端通过管道将水导入到一号水箱中，所述盘管位于风道中。能够进一步减低室外空气的温度，有利于空空换热器的换热效率的提高。
本实用新型由于增加了间接冷却模块、除湿模块，提供了四种空调的运行模式，在不同的条件下进行不同模式的控制和切换，选择最合适的运行模式，提高换热效率，降低pue、clf和wue。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
附图标记1—一号水泵，2—一号出口球阀，3—一号进口球阀，4—一号压力传感器，5—y型过滤器，6—间接换热盘管进水管，7—室外风进口，8—间接换热盘管，9—间接换热盘管出水管，10—风道，11—一号风阀，12—二号风阀，13—二号水泵进水管，14—二号进口球阀，15—二号水泵，16—二号出口球阀，17—二号压力传感器，18—盘管进水管，19—盘管出水管，20—溶液除湿器，21—三号进口球阀，22—三号溶液泵，23—三号出口球阀，24—干燥分离器，25—三号压力传感器，26—溶液喷淋进口，27—溶液喷淋头，28—溶液存储箱，29—水箱,30—四号进口球阀，31—四号水泵，32—四号出口球阀，33—四号水压传感器，34—喷淋水进水管，35—喷淋头，36—室外空气进空空换热器进口，37—室外空气出空空换热器出口，38—室内空气进空空换热器进口，39—室内空气出空空换热器出口，40—室外风机，41—室内风机，42—空空换热器，43—一号水箱，44—三号风阀，45、四号风阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型包括四个模块，第一个模块为间接冷却模块，主要是由一套水系统构成，包括一号水箱43、一号水泵1、一号出口球阀2、一号进口球阀3、一号压力传感器4、y型过滤器5、间接换热盘管进水管6、间接换热盘管8、间接换热盘管出水管9构成，主要的作用是对室外空气做间接冷却，带走室外空气的热量，降低室外空气温度，给室内机房提供冷量。其中间接换热盘管8安装在风道内，风道设置有室外风进口7和室外风出口，室外空气从室外风进口7进入风道内，与间接换热盘管换热后，出室外风出口排出，室外风出口与空空换热器42的室外风进口接通，冷却后的室外空气与空空换热器接触，冷却室内空气，然后室外空气在室外风机40的作用下排出，室内空气冷却后在室内风机41的作用下排出。
第二个模块为除湿模块，由2套系统构成，一套水系统（降温组件）和一套除湿系统构成，其中水系统由一号水箱43、二号水泵进水管13、二号进口球阀14、二号水泵15，二号出口球阀16、二号压力传感器17、盘管进水管18、盘管和盘管出水管19。在二号水泵15的作用下，一号水箱43中的冷却水从盘管进水管18进入到盘管中，然后经过盘管出水管19回流至一号水箱43中。
除湿系统由溶液除湿器20、三号进口球阀21、三号溶液泵22、三号出口球阀23、干燥分离器24、三号压力传感器25、溶液喷淋进口26、溶液喷淋头27，溶液存储箱28构成；
其中第二个模块的水系统和除湿系统联合工作，但是工质不直接接触（除湿溶液和水），一般情况下除湿溶液（可以选用licl（氯化锂）溶液）通过喷淋和室外空气直接接触带走室外空气的含湿量，降低室外空气的含湿量，二号水系统通过盘管的形式和室外空气、除湿溶液licl溶液做间接冷却带走部分室外空气和除湿溶液的热量，所以第二个模块的主要作用是通过licl溶液给室外空气除湿，然后通过水盘管的形式给室外空气和除湿溶液的热量降温，另外对于第二模块除湿模块来说，除湿溶液经过喷淋之后带走室外空气的湿量，变成稀溶液，然后通过排液管流入溶液存储箱28，之后通过三号溶液泵22提供流量和压力到干燥分离器24，把licl溶液中的水分过滤，然后通过干燥分离器24的排水管把多余的水分排出，这样出干燥分离器的除湿溶液为浓溶液，可以继续循环使用，同时在第二模块工作运行中，一号风阀11和三号风阀44要处于关闭状态，二号风阀12和四号风阀45要处于开启状态，第二模块的水系统和除湿溶液系统都处于开启状态中；而第二模块不运行中，一号风阀11和三号风阀44要处于开启状态，二号风阀12和四号风阀45要处于关闭状态，第二模块的水系统和除湿溶液系统都处于关闭状态中。
第三个模块是风道系统，由风道10、一号风阀11，二号风阀12、三号风阀44和四号风阀45构成，主要的作用是对第二模块除湿系统模块进行切换是否运行。一号风阀11安装在二号风阀12上方，三号风阀44安装在四号风阀45上方，一号风阀11和二号风阀12位于溶液喷淋头的左侧，三号风阀44和四号风阀45处于溶液喷淋头的右侧，一号风阀11和三号风阀44位于溶液喷淋头的上方，二号风阀12和四号风阀45位于溶液喷淋头的下方，一号风阀、二号风阀、三号风阀和四号风阀全部关闭与风道组成一个密闭空间，室外风无法通过风道，溶液喷淋头工作时，一号风阀和三号风阀关闭，二号风阀和四号风阀打开，溶液喷淋头不工作时，一号风阀和三号风阀打开，二号风阀和四号风阀关闭。
第四个模块是喷淋模块，包括一套水系统和一套换热系统，主要的作用包括：室外空气与喷淋水的直接蒸发冷却，室内空气与室外空气在空空换热器（室内空气和室外空气互不接触）中的间接冷却，室内空气与喷淋水的间接蒸发。
第四个模块的水系统主要包括水箱29、四号进口球阀30、四号水泵31、四号出口球阀32，四号压力传感器33、喷淋水进水管34和喷淋头35，水箱29中的冷却水在四号水泵31的作用下，从喷淋水进水管34进入，然后从喷淋头35喷出，喷在空空换热器42上。换热系统包括空空换热器42（空空换热器的室内侧流道与室外侧流道是互不相通的）、室内风机41和室外风机40，空空换热器42设置有室外空气进空空换热器进口36、室外空气出空空换热器出口37、室内空气进空空换热器进口38和室外空气出空空换热器出口39。室外空气从室外空气进空空换热器进口36进入，在室外风机的作用下从室外空气出空空换热器出口37排出空空换热器，室内空气从室内空气进空空换热器进口38进入，在室内风机的作用下从室内空气出空空换热器出口39排出空空换热器。
上述组合的四个模块的运行方式：第一种运行方式：第一个模块、第二个模块处于不运行状态，一号风阀11和三号风阀44开，二号风阀12和四号风阀45关，第四个模块的水系统不运行，只运行换热系统模块；第二种运行方式：第一个模块运行，第二个模块处于不运行状态，一号风阀11和三号风阀44开，二号风阀12和四号风阀45关，第四个模块的水系统不运行，只运行换热系统模块；第三种运行方式：第一个模块运行，第二个模块不运行状态，一号风阀11和三号风阀44开，二号风阀12和四号风阀45关，第四个模块的水系统和换热系统都运行；第四种运行方式是：第一个模块、第二个模块处于运行状态，一号风阀11和三号风阀44关，二号风阀12和四号风阀45开，第四个模块的水系统和换热器模块都运行，在第四种运行方式下，所有的模块都进入到工作的状态中，对空气的具体处理过程是：过第一个模块给室外空气做间接冷却，降低室外空气的温度，提高室外空气的相对湿度；过第二个模块时，室外空气通过除湿模块含湿量降低，相对湿度降低，通过水系统盘管时可以局部降低室外空气的温度，所以第二个模块是给室外空气除湿降温的一个过程；过第四个模块时，由于在第二个模块的作用下室外空气的温度降低，相对湿度也降低，所以经过水系统喷淋之后所能降到的湿球温度会更低，可以更大程度上降低室外空气的温度，然后室外空气在和室内空气换热，给机房室内提供更大的冷量；这是增加第一模块和第二模块的优点所在。
四种运行方式的具体控制方式：第一种运行方式：当室内机房的热负荷q0≤q1（未处理室外空气相对于机房所具有的冷负荷），即δq=q0-q1≤0时，只进行第一种运行方式，其中室内风机的风量保持恒定运行，室外风机的风量根据实时的机房负荷q0进行控制；第二种运行方式，当δq=q0-q1＞0时，且δq的范围一般情况下δq≤10kw时，进行第二种运行方式，此时第一个模块的水系统盘管的流量通过δq进行调节，室内风机的风量保持恒定，室外风机的风量以q1控制，一般情况下，q1在室外温湿度参数确定的条件下，是相对恒定的；第三种运行方式，当δq=q0-q1＞0时，且δq的范围一般情况下10kw＜δq≤20kw时,进行第三种运行方式，此时第一个模块的间接换热盘管的流量以最大流量运行（最大运行流量为δq0=10kw对应的流量），室内风机的风量保持恒定，室外风机的风量以q1控制，第四个模块的水系统的喷淋水量以δq-δq0进行控制；第四种运行方式：δq=q0-q1＞0时，且δq＞20kw时，进行第四种运行方式，此时第一个模块的间接换热盘管的流量以最大流量运行（最大运行流量为δq0=10kw对应的流量），室内风机的风量保持恒定，室外风机的风量以q1控制，模块4的水系统的喷淋水量以δq1（δq1=20kw-δq0=10kw）进行控制，第二个模块的除湿系统以进第二个模块室外空气的湿度进行控制喷淋量，一般需要保证的除湿后的湿度在20%—25%之间，而第二个模块的水系统的流量只进行一些在除湿过程换热的冷却，对室外空气整体降温的影响不是太大，所以第二个模块的水系统的流量也进行恒定流量控制。
1.一种蒸发冷装置，包括空空换热器、喷淋模块、室内风机和室外风机，空空换热器设置有室外风进口、室外风出口、室内风进口和室内风出口，在室外风机的作用下，室外风从室外风进口进入，从室外风出口排出，在室内风机的作用下，室内风从室内风进口进入，从室内风出口排出，喷淋模块提供喷淋水喷淋在空空换热器上，其特征在于：该蒸发冷装置包括间接冷却模块，所述间接冷却模块包括一号水箱、一号水泵、间接换热盘管和风道，一号水泵的进口通过管道伸入到一号水箱中，一号水泵的出口通过管道连接在间接换热盘管的一端上，间接换热盘管的另一端连接有管道，管道将进入间接换热盘管中的水导入到一号水箱中，所述间接换热盘管位于风道中，风道设置有进风口和出风口，出风口与空空换热器的室外风进口连通，室外空气从风道的进风口进入到风道中，穿过间接换热盘管后，从室外风进口进入到空空换热器中，一号水箱中的水经过一号水泵的作用进入到间接换热盘管中，与室外空气热交换后，回流到一号水箱中。
2.根据权利要求1所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述一号水泵的进口和出口的管道上均安装有球阀，出口的管道上还安装有压力传感器和y型过滤器。
3.根据权利要求1所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述蒸发冷装置还包括除湿模块，该除湿模块包括溶液存储箱、三号溶液泵、干燥分离器和溶液喷淋头，三号溶液泵的进口通过管道伸入到除湿液存储箱中，三号溶液泵的出口通过管道连接在干燥分离器上，干燥分离器通过管道连接在溶液喷淋头上，溶液喷淋头喷淋出来的除湿液通过管道回流到除湿液存储箱中，溶液喷淋头安装在风道内。
4.根据权利要求3所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述三号溶液泵的进口和出口的管道上均安装有球阀，出口的管道上还安装有压力传感器。
5.根据权利要求3所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述除湿模块还包括降温组件，该降温组件包括二号水泵和盘管，二号水泵的进口通过管道伸入到一号水箱中，二号水泵的出口通过管道与盘管一端连通，盘管的另一端通过管道将水导入到一号水箱中，所述盘管位于风道中。
6.根据权利要求5所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述二号水泵的进口和出口的管道上均安装有球阀，出口的管道上安装有压力传感器。
7.根据权利要求5所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述盘管上安装有多个除湿器。
8.根据权利要求1所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述喷淋模块包括水箱、四号水泵和喷淋头，四号水泵的进口通过管道伸入到水箱中，四号水泵的出口通过管道与喷淋头连通，喷淋头位于空空换热器上方，喷淋出来的水淋在空空换热器上后，流入到水箱中，水箱安装在风道中。
9.根据权利要求8所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述四号水泵的进口和出口的管道上均安装有球阀，出口的管道上安装有压力传感器。
10.根据权利要求3所述的一种蒸发冷装置，其特征在于：所述风道内安装有四个风阀，分别为一号风阀、二号风阀、三号风阀和四号风阀，一号风阀安装在二号风阀上方，三号风阀安装在四号风阀上方，一号风阀和二号风阀位于溶液喷淋头的左侧，三号风阀和四号风阀处于溶液喷淋头的右侧，一号风阀和三号风阀位于溶液喷淋头的上方，二号风阀和四号风阀位于溶液喷淋头的下方，一号风阀、二号风阀、三号风阀和四号风阀全部关闭与风道组成一个密闭空间，室外风无法通过风道，溶液喷淋头工作时，一号风阀和三号风阀关闭，二号风阀和四号风阀打开，溶液喷淋头不工作时，一号风阀和三号风阀打开，二号风阀和四号风阀关闭。
技术总结