一种数据中心制冷系统的制作方法

本技术涉及数据中心制冷，尤其涉及一种数据中心制冷系统。

背景技术：

1、随着科学技术的飞速发展，数据中心建设速度也与日俱增。数据中心规模增大的背后是能源的快速消耗，其中制冷系统是数据中心的耗电大户。

2、为此，如何更节能地为数据中心提供制冷是当前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术目的是提供一种数据中心制冷系统，能够更节能地对包含数据中心在内的机房冷冻水末端提供制冷。

2、为了实现上述目的，本技术实施例提供一种数据中心制冷系统，包括：蒸发冷却式冷水机组、蒸汽压缩式冷水机组、换热装置、阀门系统、一次水系统和二次水系统；其中，所述一次水系统是所述换热装置与所述蒸发冷却式冷水机组之间的水环路，所述二次水系统是所述换热装置、所述蒸汽压缩式冷水机组以及机房冷冻水末端之间的水环路；所述阀门系统用于：

3、控制所述一次水系统依次经过所述换热装置和所述蒸发冷却式冷水机组的表冷器进行换热；

4、控制所述一次水系统依次经过所述换热装置、所述蒸发冷却式冷水机组的蒸发冷却填料进行换热；

5、控制所述一次水系统依次经过所述换热装置、所述蒸汽压缩式冷水机组的冷凝器和所述蒸发冷却填料进行换热；

6、控制所述一次水系统依次经过所述冷凝器和所述蒸发冷却填料进行换热；

7、控制所述二次回水系统依次经换热装置和所述蒸汽压缩式冷水机组的蒸发器进行换热；

8、控制所述二次回水系统经所述蒸发器进行换热。

9、可选地，所述阀门系统具体用于：

10、在室外空气干球温度低于第一预设温度时，控制所述一次水系统和所述二次水系统的水环路流通，以使所述制冷系统切换至第一工作模式；

11、在室外空气干球温度高于所述第一预设温度，且室外湿球温度低于第二预设温度时，控制所述一次水系统和所述二次水系统的水环路流通，以使所述制冷系统切换至第二工作模式；

12、在室外湿球温度位于所述第二预设温度至第三预设温度的区间时，控制所述一次水系统和所述二次水系统的水环路流通，以使所述制冷系统切换至第三工作模式；

13、在室外湿球温度高于所述第三预设温度时，控制所述一次水系统和所述二次水系统的水环路流通，以使所述制冷系统切换至第四工作模式。

14、可选地，所述第一工作模式为自然制冷模式；其中，在所述第一工作模式下，所述一次水系统的一次供水经换热装置与所述二次水系统的二次回水进行换热，并在换热后形成所述一次水系统的一次回水；所述一次水系统的一次回水经所述表冷器与室外空气进行换热，并在换热后重新形成所述一次水系统的一次供水；所述二次水系统的二次回水进入所述换热装置与所述一次供水进行换热，并在换热后形成所述二次水系统的二次供水；所述二次水系统的二次供水对所述机房冷冻水末端进行换热，并在换热后重新形成所述二次水系统的二次回水。

15、可选地，所述第二工作模式为蒸发冷却制冷模式；其中，在所述第二工作模式下，室外空气经由所述表冷器的外部进入到所述蒸发冷却式冷水机组的布水器的喷淋区，所述一次水系统的一次供水经所述换热装置与所述二次水系统的二次回水进行换热，并在换热后形成所述一次水系统的一次回水；所述一次水系统的一次回水进入所述布水器，由所述布水器喷淋至所述蒸发冷却填料进行热湿交换，并在热湿交换后进入所述喷淋区与室外空气进行热湿交换，以重新作为所述一次水系统的一次供水；所述二次水系统的二次回水进入所述换热装置与所述一次供水进行换热，并在换热后形成所述二次水系统的二次供水；所述二次水系统的二次供水对所述机房冷冻水末端进行冷却后重新形成所述二次水系统的二次回水。

16、可选地，所述第三工作模式为混合制冷模式；其中，在所述第三工作模式下，室外空气经由所述表冷器进入到所述布水器的喷淋区；所述一次水系统的一次供水经换热装置与所述二次水系统的二次回水进行换热，并在换热后形成所述一次水系统的一次回水；所述一次水系统的一次回水经过所述冷凝器吸收冷凝热，并在吸收冷凝热后进入所述布水器，由所述布水器喷淋至蒸发冷却填料进行热湿交换，并在热湿交换后进入所述喷淋区与室外空气进行热湿交换，以重新作为所述一次水系统的一次供水；所述二次水系统的二次回水进入换热装置与所述一次供水进行换热，并在换热后进入所述蒸发器进行冷却，并在冷却后形成所述二次水系统的二次供水；所述二次水系统的二次供水对所述机房冷冻水末端进行换热，并在换热后重新形成所述二次水系统的二次回水。

17、可选地，所述第四工作模式为压缩制冷模式；其中，在所述第四工作模式下，室外空气经由所述表冷器的外部进入到所述布水器的喷淋区，所述一次水系统的一次供水进入所述冷凝器以吸收所述冷凝器的热量，并在吸收所述冷凝器的热量后作为所述一次水系统的一次回水；所述一次水系统的一次回水进入所述布水器，由所述布水器喷淋至蒸发冷却填料进行热湿交换，并在热湿交换后进入所述喷淋区与室外空气进行热湿交换，以重新作为所述一次水系统的一次供水；所述二次水系统的二次回水进入所述蒸发器进行冷却，并在冷却后形成所述二次水系统的二次供水；所述二次水系统的二次供水对所述机房冷冻水末端进行换热，并在换热后重新形成所述二次水系统的二次回水。

18、可选地，所述一次水系统的所述一次供水经过所述一次水泵后分出一条支路，向所述表冷器的内部提供冷水，以对进入所述表冷器的室外空气进行预冷却。

19、可选地，所述阀门系统包括：第一水阀、第二水阀、第三水阀、第四水阀、第五水阀、第六水阀、第七水阀、第八水阀、第九水阀以及第十水阀；

20、所述第一水阀设置在所述换热装置的一次回水出水口与所述布水器之间的通路上；所述第二水阀设置在所述换热装置的一次回水出水口与所述表冷器与之间的通路上；所述第三水阀和所述第六水阀设置在所述换热装置的一次回水出水口与所述冷凝器之间的通路上；所述第四水阀设置在所述一次水泵与所述换热装置之间的通路上；所述第五水阀设置在所述换热装置的一次回水出水口与所述布水器之间的通路上；机房冷冻水末端所述第七水阀、第九水阀设置在所述蒸发器的二次回水入水口与所述机房冷冻水末端机房冷冻水末端之间的通路上；所述第八水阀设置在所述换热装置的二次回水入水口与所述机房冷冻水末端之间的通路上；所述第十水阀设置在所述换热装置的二次供水出水口和所述机房冷冻水末端之间的通路上；所述一次变频水泵和所述第四水阀设置在所述换热装置的一次供水入水口与所述水箱与之间的通路上；所述二次变频水泵设置在所述换热装置、所述蒸发器和机房冷冻水末端的通路上。

21、可选地，所述第一工作模式下，所述一次变频水泵、所述第二水阀、所述第四水阀、所述第八水阀、所述第十水阀和二次变频水泵为开启状态，所述蒸汽压缩式冷水机组的压缩机、电子膨胀阀、所述第一水阀、所述第三水阀、所述第五水阀、所述第六水阀、所述第七水阀和第九水阀为关闭状态；所述第二工作模式下，所述一次变频水泵、所述第一水阀、所述第三水阀、所述第四水阀、所述第五水阀、所述第八水阀、所述第十水阀和所述二次变频水泵为开启状态，所述压缩机、所述电子膨胀阀、所述第二水阀、所述第六水阀，所述第七水阀和所述第九水阀为关闭状态；所述第三工作模式下，所述一次变频水泵、所述第一水阀、所述第三水阀、所述第四水阀、所述第六水阀、所述第八水阀、所述第九水阀、所述二次变频水泵、所述压缩机和所述电子膨胀阀为开启状态，所述第二水阀、所述第五水阀、所述第七水阀和所述第十水阀为关闭装置；所述第四工作模式下，所述一次变频水泵、所述第一水阀、所述第二水阀、所述第三水阀、所述第六水阀、所述第七水阀、所述第九水阀、所述二次变频水泵、所述压缩机和所述电子膨胀阀为开启状态，所述第四水阀、所述第五水阀、所述第八水阀和所述第十水阀为关闭装置。

22、可选地，所述蒸发冷却式冷水机组还包括：排风机和进风口；在垂直于地面的方向上，所述排风机位于所述布水器的上方、所述布水器位于所述蒸发冷却填料的上方、所述蒸发冷却填料位于所述表冷器的上方；在平行于地面的方向上，所述进风口位于所述表冷器的侧方；室外空气通过所述进风口进入所述蒸发冷却式冷水机组，并经过所述蒸发冷却填料和所述布水器后，由所述排风机排出所述蒸发冷却式冷水机组的外部。

23、与现有技术相比，本技术实施例的制冷系统通过调节阀门系统可控制一次水系统和二次水系统的水环路流通，从而使蒸发冷却式冷水机组和蒸汽压缩式冷水机组中的一者独立为机房冷冻水末端提供冷量，或者使蒸发冷却式冷水机组和蒸汽压缩式冷水机组协同为机房冷冻水末端提供冷量。也就是说，制冷系统可根据实际的制冷需求，灵活搭配蒸发冷却式冷水机组和蒸汽压缩式冷水机组进行不同工作模式的制冷，从而达到节能的目的。比如：

24、在第一工作模式下，一次供水在换热装置侧吸收二次回水的热量后再回到表冷器进行散热；在第二工作模式、第三工作模式和第四工作模式下，通过旁通一次供水对室外空气进行预冷，这样最大程度优化进入表冷器供水来源；

25、此外，在第一工作模式或第二工作模式下，通过调节控制阀门系统，可实现在不开压缩机的场景下，回水管路无需经由冷凝器，直接回到蒸发冷却冷水机组，从而降低一次供水管路阻力，减小一次水泵能耗；二次水供水管路无需再经过蒸汽压缩式制冷循环蒸发器，直接接入机房空调末端，降低二次水泵循环阻力，从而节省二次水泵的能耗；

26、此外，在第四工作模式下，通过控制阀门系统，一次水无需经过换热装置，直接接入蒸汽压缩式制冷循环冷凝器，从而降低一次供水管路阻力，减小一次水泵能耗；通过调节控制阀门三系统，二次水无需经过换热装置，直接接入蒸汽压缩式制冷循环蒸发器，降低二次水泵循环阻力，从而节省二次水泵的能耗。