СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ЦЕНТРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ Российский патент 2015 года по МПК F24F3/00 

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано в различных теплонапряженных помещениях центров обработки данных (ЦОД), а также в крупных офисных и производственных помещениях с большим количеством тепловыделяющего оборудования в целях создания комфортных условий микроклимата.

Известны различные системы кондиционирования воздуха теплонапряженных помещений, включающих смешение наружного и внутреннего воздуха с постоянным или переменным количественным соотношением. Смешение в холодное время года осуществляют до температуры смеси, равной температуре приточного воздуха, при этом смешение осуществляют с использованием количества наружного воздуха, отвечающего санитарным нормам по кислороду, например, указанное в патенте РФ №2129242.

Известна система производства технологического воздуха по заявке на патент №2007102025, содержащая основную и встраиваемую системы охлаждения с теплообменниками, причем встраиваемая система охлаждения содержит регулирующие клапаны, датчики управления, входную и выходную линии технологического воздуха, которые встроены в основную систему охлаждения.

Известна система кондиционирования с теплообменными аппаратами по патенту РФ №2291356, принятая за прототип, содержащая последовательно установленные на притоке теплообменники, камеру смешения наружного и рециркуляционного воздуха, камеру орошения, вентилятор, датчик контроля энтальпии приточного воздуха, воздушный клапан регулирования поступления рециркуляционного воздуха, насос нагретой воды, насос охлажденной испарением воды, градирню, соединительные трубопроводы, водяной теплообменник для использования сбросной теплоты технологической воды и автоматический вентиль регулирования расхода охлажденной воды. Кроме того, камера орошения выполнена в виде роторного тепломассообменника и содержит входной и выходной патрубки, расположенные в корпусе, закрепленные на валу вращающиеся диски, нижняя часть которых находится в поддоне с водой, причем диски скреплены между собой шпильками через шайбы и выполнены из хорошо смачиваемого материала, а вал с дисками вращается по ходу воздуха от двигателя; причем диски по форме могут быть выполнены гофрированными, а гофры по форме могут быть выполнены в форме многоугольника, синусоиды, полуокружности.

Состояние загрязненности воздуха в промышленных городах все время меняется и зависит от очень многих параметров - времени года и суток, а также погоды в настоящий момент. Поэтому в периоды достаточно чистого заборного воздуха (во время дождей, снеготаяния) можно частично байпасировать (уменьшать площадь) фильтры грубой или тонкой очистки, что соответственно уменьшит энергопотребление, идущее на вентиляторы систем кондиционирования воздуха.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании предлагаемого изобретения, является упрощение конструкции и снижение эксплуатационных затрат.

Указанный технический результат достигается при реализации заявленной системы технологического кондиционирования воздуха (см. чертеж), содержащей последовательно установленные на притоке камеру смешения наружного и рециркуляционного воздуха, фильтры грубой и тонкой очистки (Ф₁, Ф₂), камеру орошения (АО - адиабатные охладители), поверхностные охладители воздуха (OB), каплеотделители (Э - эллиминаторы), а также вентиляторы. На входе наружного воздуха, на выходе рециркуляционного и уходящего воздуха установлены клапанные решетки, кроме того, клапанные решетки установлены в фильтрах грубой и тонкой очистки (Ф₁, Ф₂) и в охладителях воздуха (ОВ), причем площадь их фронтального сечения составляет от 0,1 до 0,7 площади фронтального сечения фильтров или охладителей воздуха.

Сущность изобретения поясняется на схеме системы технологического кондиционирования, изображенной в двух проекциях (см. чертеж). На схеме изображено:

L_H - поток наружного воздуха;

L_p - поток рециркуляционного воздуха;

L_yx - поток уходящего воздуха;

К_см - камера смешения наружного и рециркуляционного воздуха;

Кл - клапанные решетки;

Кл_н - клапанные решетки наружного воздуха;

Кл_ух - клапанные решетки уходящего воздуха;

Кл_р - клапанные решетки рециркуляционного воздуха;

Ф₁, Ф₂ - фильтры грубой и тонкой очистки;

АО - адиабатные охладители (камера орошения);

OB - охладители воздуха поверхностные;

Э - эллиминаторы;

В - радиальные вентиляторы со свободным колесом.

Рассмотрим работу системы технологического кондиционирования в теплый период года.

Наружный воздух в количестве L_H через клапанную решетку Кл_н входит в пространство кондиционера. Проходя фильтры Ф₁ и Ф₂, воздух освобождается от крупнодисперсной и мелкодисперсной пыли. После этого он поступает в секцию адиабатного охлаждения АО, где охлаждается за счет испарения воды на 3÷4°С. Если температура наружного воздуха высока и адиабатного охлаждения недостаточно, то в работу включаются поверхностные охладители воздуха OB, в которых для охлаждения воздуха подается холодная вода из внешних холодильных сетей. Проходя охладители воздуха OB, воздух дополнительно охлаждается и, возможно, осушается. Эллиминаторы Э отделяют из воздушного потока капли конденсата, сорвавшиеся с поверхности OB. Далее охлажденный воздух поступает в вентиляторы В, которые по вертикальной шахте подают холодный воздух в пространство фальшпола ЦОДа. Выходя из фальшпола, воздух ассимилирует тепло, выделяемое серверной ЦОДа, и через клапанные решетки Кл_ух уходит в окружающую среду.

Работа системы технологического кондиционирования в холодный период года.

В зависимости от конкретных температурных условий в окружающей среде количество наружного воздуха переменно. К небольшому количеству наружного воздуха L_H подмешивается теплый рециркуляционных воздух ЦОДа Lp в камере смешения К_см. Смесь воздуха проходит через фильтры Ф₁ и Ф₂. Камера адиабатного охлаждения (камера орошения) АО подмешивает к потоку мелкодисперсную воду, поддерживая относительную влажность в диапазоне 30÷40%. Охладители воздуха OB в холодный период не работают. Вентиляторы подают воздух в фальшпол ЦОДа. Управление клапанными решетками.

Клапанные решетки в фильтрах управляются от приборов, измеряющих запыленность воздуха, - счетчиков частиц (не показано). При пониженном числе частиц в воздухе (после дождя и снега) воздух проходит через открытые клапаны. Однако, например, в жаркий солнечный полдень, когда за счет конвекции увеличиваются потоки запыленности воздуха, счетчик частиц закрывает клапанные решетки и весь воздух проходит через фильтры.

Работа клапанных решеток в охладителях воздуха управляется следующим образом. Когда в OB подается вода с температурой t≈+7°C клапанные решетки закрыты, весь воздух идет через OB. Когда OB не работают и температура t стенки подводящей холодной воды больше 20°С, это говорит о том, что воздух не охлаждается охладителями воздуха и клапаны открыты.

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано в различных теплонапряженных помещениях центров обработки данных, а также в крупных офисных и производственных помещениях с большим количеством тепловыделяющего оборудования в целях создания комфортных условий микроклимата. Система технологического кондиционирования воздуха содержит последовательно установленные на притоке камеру смешения наружного и рециркуляционного воздуха, фильтры грубой и тонкой очистки (Ф₁, Ф₂), камеру орошения (АО - адиабатные охладители), поверхностные охладители воздуха (OB), каплеотделители (Э - эллиминаторы), а также вентиляторы. На входе наружного воздуха, на выходе рециркуляционного и уходящего воздуха установлены клапанные решетки, кроме того, клапанные решетки установлены в фильтрах грубой и тонкой очистки (Ф₁, Ф₂) и в охладителях воздуха (OB), причем площадь их фронтального сечения составляет от 0,1 до 0,7 площади фронтального сечения фильтров или охладителей воздуха. Техническим результатом, получаемым при практическом использовании предлагаемого изобретения, является уменьшение энергопотребления вентиляторов системы кондиционирование воздуха. 1 ил.

Система технологического кондиционирования воздуха, например, центра обработки данных, содержащая последовательно установленные на притоке камеру смешения наружного и рециркуляционного воздуха, фильтры грубой и тонкой очистки, камеру орошения, поверхностные охладители воздуха, эллиминаторы и вентиляторы, отличающаяся тем, что в фильтрах грубой и тонкой очистки, а также в поверхностных охладителях воздуха установлены клапанные решетки, причем площадь их фронтального сечения составляет от 0,1 до 0,7 площади фронтального сечения фильтров или охладителей воздуха.