一种开式吸收式制冷系统及数据中心冷却装置

本发明涉及制冷的，更具体地，涉及一种开式吸收式制冷系统及数据中心冷却装置。

背景技术：

1、传统的闭式吸收式制冷系统，通常含有发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、溶液泵、真空泵几大部件，系统存在结构复杂、体积庞大、需构造负压真空环境、成本较高、并且工质存在腐蚀性的问题。

2、现有技术公开了一种开式制冷系统及制冷方法，包括除湿塔、水冷塔和再生塔，所述的除湿塔包括浓吸收溶液喷淋装置、第一填料层和稀吸收溶液集液箱，所述的水冷塔包括水喷淋装置、第二填料层和集水箱，水喷淋装置与冷媒回水管道连接，集水箱与冷媒送水管道连接；所述的再生塔包括稀吸收溶液喷淋装置、第三填料层和浓吸收溶液集液箱，所述的除湿塔的干燥空气导出口与所述的第二填料层和所述的集水箱之间的干燥空气导入口通过干燥空气管道连接。该方案中，在除湿塔中利用外部环境空气中的水分稀释吸收溶液，在稀吸收溶液管道上还需设置加热器使吸收溶液温度上升，在水冷塔中利用低温、干燥的空气冷却冷媒水，在再生塔中利用空气吸湿提高吸收溶液浓度并降低吸收溶液的温度，以进行循环回用，其中各塔中需设置喷淋装置，利用空气对冷媒水降温需先在除湿塔中去除空气中的水分才能降低空气的温度，结构冗杂，成本高，且传热环节多，系统热损失大，效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种开式吸收式制冷系统及数据中心冷却装置，利用毛细蒸发器可将水箱内的水引流，且引流的水蒸发后扩散至吸收器溶液中，同时实现对冷冻回水的冷却降温，简化了系统结构，运行简便，且成本低廉，减少了热质传递环节，降低了系统能量损耗，制冷效率高。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、提供一种开式吸收式制冷系统，包括密封壳体、水箱、毛细蒸发器、吸收器、除湿器和第一循环泵，所述水箱、毛细蒸发器和吸收器分别安装于所述密封壳体内，所述毛细蒸发器的底部与水箱中的水保持接触，所述吸收器位于所述毛细蒸发器的上方，所述毛细蒸发器内部设有冷冻回水管路，所述冷冻回水管路的两端分别设有第一工质入口和第一工质出口，所述吸收器设有吸收管路，所述除湿器设有除湿管路，所述除湿管路的两端分别设有第一溶液进口和第一溶液出口，所述密封壳体设有第一进口、第一出口、第二进口和第二出口，所述冷冻回水管路的两端分别穿设于所述第一进口和第一出口，所述第一溶液进口穿设于所述第二进口，所述第一溶液出口穿设于所述第二出口，所述第二溶液出口通过所述第一循环泵与所述第一溶液进口连通，所述吸收管路内存储有吸收溶液。

4、本发明的开式吸收式制冷系统，利用毛细蒸发器，可通过毛细作用使水箱中的水上移，冷冻回水从第一工质入口进入冷冻回水管路，水箱中的水沿着毛细蒸发器上移的过程中吸收冷冻回水的热量，使冷冻回水的温度降低后从第一工质出口流出以用于供冷，同时，水吸收热量后蒸发并扩散至吸收器被吸收溶液吸收，使吸收溶液的温度升高、浓度降低，吸收溶液从第一溶液出口流出经第二溶液进口进入除湿器进行除湿，在与外界空气水蒸气分压差作用下，高温、低浓度的吸收溶液直接与空气进行热质传递，吸收溶液中的水分和热量被除湿器中的空气带走，使吸收溶液温度降低、浓度升高，再从第二溶液出口流出，通过第一循环泵将低温、高浓度的吸收溶液泵入第一溶液进口，在吸收器中进行循环。本发明利用毛细蒸发器可将水箱内的水引流，且引流的水蒸发后扩散至吸收器溶液中，同时实现对冷冻回水的冷却降温，简化了系统结构，体积缩小，成本降低；且以蒸气压差和温度差同时驱动的热质传递，实现系统与外界环境的热质交换，减少了热质传递环节，降低了系统损耗，制冷效率高，运行更加简便，能够快速启动。

5、进一步地，所述毛细蒸发器的两侧分别设有若干微槽道，所述微槽道的底部与水箱中的水保持接触。

6、进一步地，所述微槽道呈长方体状且横截面呈“匚”形，所述微槽道的宽度为0.2mm～2mm，所述微槽道的深度为0.08mm～0.1mm。需要说明的是，微槽道的形状可根据实际需要进行设计，可为侧壁开口的三棱柱状、半圆柱状等各种形状。

7、进一步地，所述水箱顶部还设有盖板。

8、进一步地，所述吸收溶液为cacl2-h2o溶液。

9、进一步地，还包括换热器、第一阀门和第二阀门，所述换热器设有第三溶液进口和第三溶液出口，所述第一阀门的输入端、第二阀门的输入端分别与所述除湿器的第二溶液出口连通，所述第二阀门的输出端与所述换热器的第三溶液进口连通，所述第一阀门的输出端、换热器的第三溶液出口分别与所述第一循环泵连通。

10、进一步地，还包括第一控制模块、温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器分别安装于所述除湿器的第二溶液出口处，所述温度传感器、湿度传感器第一阀门和第二阀门分别与所述第一控制模块通信连接。

11、进一步地，还包括自动补水系统，所述自动补水系统包括液位传感器、补水管路、第二控制模块、第三阀门和储水罐，所述液位传感器装设于所述水箱内，所述水箱通过所述补水管路与所述储水罐连通，所述第三阀门设于所述补水管路，所述液位传感器、第三阀门分别与所述第二控制模块通信连接。

12、进一步地，所述吸收器为中空纤维膜式吸收器，所述除湿器为中空纤维膜式除湿器，所述中空纤维膜式除湿器包括中空纤维膜膜组件和壳体，还包括风机，所述中空纤维膜膜组件位于所述壳体内，所述壳体设有连通的进风口和出风口，所述风机与所述壳体的进风口连通。

13、本发明还提供一种数据中心冷却装置，包括上述的开式吸收式制冷系统，还包括可为数据中心机柜提供冷量的冷却器，所述冷却器设有冷却管路，所述冷却管路的两端分别设有第二工质入口和第二工质出口，所述第一工质出口与所述第二工质入口通过第二循环泵连通，所述第二工质出口与所述第一工质入口连通。

14、本发明的冷却装置，利用毛细蒸发器，可通过毛细作用使水箱中的水上移，冷冻回水从第一工质入口进入冷冻回水管路，水箱中的水沿着毛细蒸发器上移的过程中吸收冷冻回水的热量，使冷冻回水的温度降低后从第一工质出口流出，冷冻回水从第二工质入口进入冷却管道，冷冻回水在冷却管道内流动的过程中与数据中心机柜进行换热，可对数据中心机柜等设备进行冷却降温，防止数据中心机柜温度的不断升高，保证服务器或处理器等设备安全、稳定运行，冷冻回水吸热后升温从第二工质出口流出再次进入冷冻回水管路进行循环；在毛细力的作用下，水箱中的水源源不断地上移，与毛细蒸发器内的冷冻回水进行换热，水吸收热量后蒸发并扩散至吸收器被吸收溶液吸收，使吸收溶液的温度升高、浓度降低，吸收溶液从第一溶液出口流出经第二溶液进口进入除湿器进行除湿，在与外界空气水蒸气分压差作用下，高温、低浓度的吸收溶液直接与空气进行热质传递，吸收溶液中的水分和热量被除湿器中的空气带走，使吸收溶液温度降低、浓度升高，再从第二溶液出口流出，通过第一循环泵将低温、高浓度的吸收溶液泵入第一溶液进口以在吸收器中进行循环。本发明利用毛细蒸发器可将水箱内的水引流实现对冷冻回水的冷却降温，且引流的水蒸发扩散并被吸收器吸收以稀释吸收溶液，简化了系统结构，体积缩小，成本降低；且以蒸气压差和温度差同时驱动的热质传递，实现系统与外界环境的热质交换，减少了热质传递环节，降低了系统损耗，制冷效率高，运行更加简便，能够快速启动。

15、本发明的开式吸收式制冷系统及数据中心冷却装置与背景技术相比，产生的有益效果为：

16、利用毛细蒸发器可将水箱内的水引流，且引流的水蒸发后扩散被吸收器吸收，同时实现对冷冻回水的冷却降温，冷冻回水通过冷却器可对数据中心机柜进行冷却，简化了系统结构，体积缩小，成本降低；

17、以蒸气压差和温度差同时驱动的热质传递，实现系统与外界环境的热质交换，减少了热质传递环节，降低了系统损耗，制冷效率高，运行更加简便，能够快速启动；

18、无高压或负压部件，没有真空要求，系统在常压状态下即可运行，且不存在易结晶问题，设备的操作及维护难度低。