一种环境处理单元的制作方法

1.本技术涉及环境制冷技术领域，尤其涉及一种环境处理单元。


背景技术：

2.间接蒸发冷却是一种自然冷却技术，通过间壁式换热器将直接蒸发冷却得到的湿空气的冷量传递给待处理空气实现空气等湿降温的过程。数据中心追求极致的电力使用效率(power usage effectiveness，pue)、降低峰值功率、提高功率密度。因此，传统的大量采用机械制冷方式的温控方案，由于其节能性差，已经逐渐被间接蒸发冷却技术替代。
3.数据中心采用的间接蒸发冷却技术通常是通过空空换热芯将蒸发冷却的低温湿空气冷量用于冷却数据中心的室内空气，实现利用自然冷源处理环境温度，相比机械制冷能耗大大降低。但是在实际应用过程中，还存在着如风道结构复杂、风阻大，机组能效低、耗能高等诸多问题；在极寒天气下换热芯内容易形成冰堵现象，极易导致数据中心温度异常，存在宕机风险；另外，在紧急情况下(如市电故障)缺少制冷手段也会导致服务器宕机的情况发生。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种环境处理单元，内部风阻小，机组能效高、耗能低，在突发状况(如断电)下具有制冷手段，能够确保it设备安全。
5.一种环境处理单元，用于数据中心机房制冷，包括换热芯体和换热室，换热芯体设置在换热室内；换热室包括与数据中心机房相连通的机组回风口和机组送风口，环境处理单元还包括：直通风进风口、新风组件、第一风机组、第二风机组、第三风机组以及多个隔风板。直通风进风口设置在换热室外壁上；新风组件设置在直通风进风口处，用于控制进入换热室内新风的流量；第一风机组包括至少一台风机，设置在直通风进风口处；第二风机组包括至少一台风机，设置在第一风机组的处，其中，第二风机组的送风方向与第一风机组的送风方向垂直；第三风机组包括至少一台第三风机，设置在换热室顶部，用于引导室外空气排出换热室，其中，第三风机组引导室外空气自下而上的流经换热芯体；多个隔风板将换热室分为多个相互连通的腔体；其中，腔体均对应有至少一台第三风机；第三风机组引导室外空气流经处在多个腔体内的换热芯体，与从机组回风口进入到换热芯体的热空气进行换热，换热后的冷空气再经机组送风口回流至数据中心机房内，其中，第一风机组与第二风机组组合使用，用于扩大送风口面积、降低风阻。本技术采用直通风技术，新风组件将室外新风直接通入换热室内，利用自然冷源降温，能够起到降低功耗的作用，特别是在紧急情况下，还可以弥补机械制冷的缺陷，持续制冷，以保证数据中心正常运行。本技术采用组合风机送风，能够减小风阻，降低风机功率，提高了能效。换热芯体倾斜设置还可以有效防止换热芯体内凝结水结冰造成的冰堵，减少停机维护的时间，提升了效率。
6.在一种可能的实施方式中，还包括：至少一个排风口，设置在换热室的上顶面上，与第三风机组相对应；室外进风口，设置在换热室侧壁上；室外进风过滤组件，设置在室外
进风口处，用于过滤室外风；从室外进风口进入换热室内的空气在第三风机组的驱动下，自下而上的穿过换热芯体，与沿水平方向穿过换热芯体的热空气换热后，从至少一个排风口排出。室外空气经过过滤进入换热室内，通过第三风机组的驱动，自下而上的穿过换热芯体进，然后从排风口排出，实现对室内空气进行冷却。
7.在一种可能的实施方式中，换热芯体与水平方向具有夹角，用于排出换热芯体内的凝结水。换热芯体倾斜设置可以有效防止换热芯内凝结水结冰造成的冰堵，减少停机维护的时间，提升了效率。
8.在一种可能的实施方式中，与多个腔体相对应的至少一台第三风机按设定顺序开启。多个腔体对应的第二风机按顺序单独开启，可将冷空气引导至不同的腔体内，此时处在冷空气流入的腔体内的换热芯体部分作为换热的主体，通过控制不同的第三风机运转，使换热芯体的不同部位作为换热主体轮流进行换热，非换热主体的换热芯室外侧所凝结的冰受到室内侧空气加热融化，实现化冰，有效避免在换热芯体同一部位长时间冷量交换可能产生的冰堵现象。
9.在一种可能的实施方式中，第一风机组与第二风机组分别设置在换热室内的不同位置。根据风道结构在换热室不同位置设置多组风机，可根据实际风道结构调整风机布局，来实现送风优化，减少风阻，降低风机功耗，提高能效。
10.在一种可能的实施方式中，第一风机组和第二风机组均沿换热芯体的长度方向排列。沿换热芯体的长度方向规则排列能够充分利用风道结构，实现通风面积最大化。
11.在一种可能的实施方式中，第三风机组设置在换热室外。
12.在一种可能的实施方式中，新风组件包括：新风过滤组件，设置在直通风进风口处，用于过滤室外新风；新风阀，与新风过滤组件相对应，用于控制进入换热室内新风的流量。
13.在一种可能的实施方式中，还包括：喷淋系统，设置在换热芯体的上方，用于对流经换热芯体的热空气进行冷却；换热器，设置在换热芯体的周围，用于对流经换热芯体的热空气进行冷却。采用喷淋系统、换热器进行冷却能够更加有效的提高换热效果，提升能效。
14.在一种可能的实施方式中，还包括：回风腔和过滤网。回风腔与机组回风口连通，其中，回风腔包括换热芯体进风口，换热芯体进风口与换热芯体连通；过滤网设置在机组回风口与换热芯体之间，用于过滤流入换热芯体的空气。
15.在一种可能的实施方式中，还包括：热风回流管，热风回流管的两端分别设置在排风口和室外进风口处，用于将从排风口排出的空气引导至室外进风口。在室内外温差大的情况下，采用热风回流管将排风口排出的热空气引导至室外进风口处，与室外空气一同进入换热室内，能够有效避免室外冷空气进入换热室时产生的结冰现象。
16.在一种可能的实施方式中，热风回流管包括：热风回流阀，设置在热风回流管接近排风口的一端，用于控制进入热风回流管内的空气流量。热风回流阀用于控制热风是否引导至室外进风口，可以根据实际情况来控制从室外进风口进入换热室内空气的温度。在室外空气温度极低的情况下完全开启热风回流阀，将热空气引导至室外进风口与室外冷空气混合，提升进入换热室内空气的温度，避免结冰。
17.在一种可能的实施方式中，还包括：直通风排风阀，设置在回风腔上，用于控制流出回风腔的空气流量。当室外温度过低时，开启直通风排风阀，将一部分热空气从排风口排
出，经由热风回流管流至室外进风口处，与室外空气混合后进入换热室内，能够避免室外冷空气进入换热室时产生的结冰现象。利用数据中心的热风与室外冷空气混合，提高进入换热室空气的温度，也能提高机组能效。
18.在一种可能的实施方式中，还包括：电池组件，设置在换热室内，其中，电池组件具有充、放电功能，用于辅助供电。在用电谷时为电池充电，在用电峰时通过电池组件为机组供电，充分利用峰谷电价差，节省费用。
19.在一种可能的实施方式中，新风组件还包括：新风空气质量检测模块，用于控制新风阀的开启和关闭，当新风空气质量差时，新风空气质量检测模块控制关闭新风阀。
20.在一种可能的实施方式中，新风过滤组件包括：袋式滤网，用于过滤新风。
21.在一种可能的实施方式中，还包括：加湿模块，设置在换热室内，用于对换热室内空气加湿。能够增强换热室内空气调节能力，加湿后的换热室内空气能够吸热，降温效果更好。
附图说明
22.图1为本技术实施例提供的一种环境处理单元结构的主、俯视图；
23.图2为本技术实施例提供的另一种环境处理单元结构的主、俯视图；
24.图3为本技术实施例提供的第三种环境处理单元结构的主、俯视图；
25.图4为本技术实施例提供的第四种环境处理单元结构的主、俯视图；
26.图5为本技术实施例提供的第五种环境处理单元结构的主、俯视图；
27.图6为本技术实施例提供的第六种环境处理单元结构的主、俯视图；
28.图7为本技术实施例提供的第七种环境处理单元结构的主、俯视图；
29.图8为本技术实施例提供的第八种环境处理单元结构的主、俯视图。
具体实施方式
30.在传统的温控方案中，数据中心通常采用机械制冷的方式使机房内部温度维持在一个合理的范围，这种制冷方式节能性差，已经逐渐被间接蒸发制冷技术所取代。现有的间接蒸发制冷方案通常采用空空换热芯将蒸发冷却的低温湿空气冷量用于冷却数据中心室内空气，充分利用自然冷源降温，实现降低能耗的目的。这种制冷方案在运行过程中为满足换热量需求，空空换热芯室外侧则需要较大的风量，这就使得室外风机功耗升高，总体来说能效并不高。在紧急情况下(如市电故障等突发情况)缺少制冷手段极易导致服务器宕机。另外，在极寒天气下换热芯内容易形成冰堵现象，导致数据中心温度异常，也存在宕机风险。
31.图1为本技术实施例提供的一种环境处理单元结构的主、俯视图。如图1所示，提出了一种环境处理单元，用于数据中心机房制冷，包括换热芯体6和换热室，换热芯体6设置在换热室内；换热室包括与数据中心机房相连通的机组回风口3和机组送风口10，环境处理单元还可以包括：直通风进风口、第一风机组12、第二风机组11、第三风机组1、多个隔风板21以及新风组件。直通风进风口设置在换热室外壁上；新风组件设置在直通风进风口处，用于控制进入换热室内新风的流量。第一风机组12包括至少一台风机，设置在直通风进风口处；第二风机组11包括至少一台风机，设置在第一风机组处，与第一风机组12组合用于引导室
外新风在换热室内流动；其中，第二风机组的送风方向与第一风机组的送风方向垂直。室外新风从直通风进风口处进入换热室经过第一风机组12和第二风机组11的引导，加快了室外新风在换热室内风道中的流速，并且通过第一风机组12和第二风机组11的引导能够减少室外新风在风道中所受到的风阻。第三风机组1包括至少一台第三风机，第三风机设置在换热室顶部，用于引导室外空气排出换热室，其中，第三风机组引导室外空气自下而上的流经换热芯体；多个隔风板21将换热室分为多个相互连通的腔体；每个腔体均与其他腔体相互连通，空气可以在所有相互连通的腔体间流动。其中，腔体均对应有至少一台第三风机；第三风机组引导室外空气流经处在多个腔体内的换热芯体，与从机组回风口进入到换热芯体的热空气进行换热，换热后的冷空气再经机组送风口回流至数据中心机房内，其中，第一风机组与第二风机组组合使用，用于扩大送风口面积、降低风阻。示例性地，第三风机组1引导室外空气流经处在多个腔体内的换热芯体 6，与从机组回风口3进入到换热芯体6的热空气进行换热，换热后的冷空气再经机组送风口10回流至数据中心机房内。需要说明的是，风机以及第三风机均可以是不同类型、不同功率的风机，包括但不限于离心风机、轴流风机、斜流风机，能够满足送风要求即可，不做具体限定。
32.本技术采用直通风技术，新风组件将室外新风直接通入换热室内，利用自然冷源降温，能够起到降低功耗的作用，特别是在紧急情况下，还可以弥补机械制冷的缺陷，持续制冷，以保证数据中心正常运行。采用组合风机送风，能够减小风阻，降低风机功率，提高了能效。换热芯体6倾斜设置还可以有效防止换热芯体6内凝结水结冰造成的冰堵，减少停机维护的时间，提升了效率。直通风技术能进一步提升间接蒸发冷却能效，例如，过渡季节时，室外环境温度低于室内可以通过空空换热芯对室内进行冷却，但是相比冬季，室内外温差较小，为满足换热量需求空空换热芯室外侧需较大的风量，使得室外风机功耗高，此时如果使用直通风技术，直接将室外新风通入室内进行冷却，可以有效的降低风机功耗，实现节能的目的。
33.图2-图5为本技术四种不同实施例的结构主、俯视图。如图2和图3所示，新风组件的位置可以设置在换热室两端或顶部，这种新风组件设置方式能增大风道面积，减小风阻。
34.如图4所示，若机组采用架高于地面的方式，地面距离机组底部具有一定距离，新风组件的位置可以设置在换热室的底部，增大风道面积。
35.如图5所示，新风组件还可以设置在换热室的整个侧面，这种新风组件设置方式能增大直通风新风进风口面积。
36.换热室上还包括至少一个排风口和室外进风口，示例性地，室外进风口可以设置在直通风进风口的对面。在室外进风口处还可以设置室外进风过滤组件8。其中，至少一个排风口可以设置在换热室的上顶面上，与第三风机组1相对应；示例性地，第三风机组1可以设置在换热室外，合理布局。室外进风口可以设置在换热室侧壁上；室外进风过滤组件 8用于过滤室外风；从室外进风口进入换热室内的空气在第三风机组1的驱动下，自下而上的穿过换热芯体6，与沿水平方向穿过换热芯体6的热空气换热后，从至少一个排风口排出。室外空气经过过滤进入换热室内，通过第三风机组1的驱动，自下而上的穿过换热芯体6进，然后从排风口排出，实现对室内空气进行冷却。
37.换热芯体6可以倾斜设置，换热芯体6与水平方向可以具有一定角度的夹角，示例性地，0
°
≤倾斜角度≤45
°
，用于将换热芯体6内的凝结水排出。换热芯体6倾斜设置可以有
效防止换热芯内凝结水结冰造成的冰堵，减少停机维护的时间，提升了效率。
38.图7为本技术实施例提供的第七种环境处理单元结构的主、俯视图。如图7所示，多个隔风板21将换热室分为多个相互连通的腔体，腔体均对应有至少一台第三风机，其中，与多个腔体相对应的至少一台第三风机可以按设定顺序开启。需要说明的是，每个腔体中可以设置一台第三风机，也可以设置多台第三风机，第三风机可以是不同类型、不同功率的风机，包括但不限于离心风机、轴流风机、斜流风机，能够满足送风要求即可，不做具体限定。在腔体内设置多台第三风机的实施例中，可以按照预先设定好的顺序逐个开启第三风机，也可以根据预先设定好的顺序同时开启第三风机。另外，还可以根据需要关闭其中一台第三风机或全部第三风机。
39.多个腔体对应的第三风机按顺序单独开启，可将冷空气引导至不同的腔体内，此时处在冷空气流入的腔体内的换热芯体6部分作为换热的主体，通过控制不同的第三风机运转，使换热芯体6的不同部位作为换热主体轮流进行换热，非换热主体的换热芯室外侧所凝结的冰受到室内侧空气加热融化，实现化冰，有效避免在换热芯体6同一部位长时间冷量交换可能产生的冰堵现象。
40.在一些可能的实施例中，第一风机组12与第二风机组11分别设置在换热室内的不同位置。第一风机组12和第二风机组11可以沿换热芯体6的长度方向排列。示例性地，第一风机组12中，风机的排列方式可以呈直线排列，且送风方向相同。第二风机组11中，风机的排列方式也可以呈直线排列，且送风方向相同。需要说明的是，第一风机组12中的风机，可以垂直于地面，也可以和地面平行。如图1和图6所示，当第一风机组12中的风机垂直于地面设置时，风机与墙体之间应预留一定距离，作为新风流动的通路。新风通过第一风机组12导流后，再通过第二风机组11引导至换热芯体6，与热空气进行换热。第一风机组12与第二风机组11的送风方向垂直的设置方式能够可以有效较少风阻。沿换热芯体6的长度方向规则排列能够充分利用风道结构，实现通风面积最大化。可以根据风道结构在换热室不同位置设置多组风机，可根据实际风道结构调整风机布局，来实现送风优化，减少风阻，降低风机功耗，提高能效。
41.新风组件包括新风过滤组件13。新风过滤组件13可以设置在直通风进风口处，用于过滤室外新风；新风阀14，与新风过滤组件13相对应，用于控制进入换热室内新风的流量。新风组件还可以包括新风空气质量检测模块，新风空气质量检测模块用于控制新风阀 14的开启和关闭，当新风空气质量差时，新风空气质量检测模块控制关闭新风阀14。
42.新风过滤组件13可以采用袋式滤网作为主要过滤装置，袋式滤网可以过滤新风中的灰尘以及各种杂质，过滤效果好。
43.为了提高换热效果，在换热室内还可以设置喷淋系统5、换热器15等冷却装置。喷淋系统5可以设置在换热芯体6的上方，向换热芯体6喷淋冷却液，对流经换热芯体6的热空气进行冷却。换热器15可以设置在换热芯体6的周围，用于对流经换热芯体6的热空气进行冷却。需要说明的是，喷淋系统5、换热器15等冷却装置可以与前文所述的直通风制冷技术同时在换热室内使用，也可以根据实际需要进行选择性的开启使用。当直通风制冷能够满足数据中心机房制冷的需要，可以不使用喷淋系统5制冷；当直通风制冷满足不了数据中心机房制冷的需要时，可以开启并使用喷淋系统5进行辅助制冷，以使数据中心内的环境温度快速下降，确保数据中心内it设备的安全。喷淋系统5和换热器15是比较成熟的现有技术，
可以根据需要进行选择，能够满足冷却的需要即可，本技术不做过多限制。采用喷淋系统5、换热器15进行冷却，能够更加有效的提高换热效果，提升能效。
44.除此之外，还可以包括蒸发器、冷凝器4等。旁通蒸发器、冷凝器4、换热芯体6的设置方式也可以显著提高换热效率。
45.除了前文所述的将换热芯体6倾斜设置这一防止冰堵现象的技术方案以外，本技术还提供了其他用于防止冰堵现象发生的技术方案。例如，在换热室外设置热风回流管20。图 8为本技术实施例提供的第八种环境处理单元结构的主、俯视图。如图8所示，热风回流管20的两端分别设置在排风口和室外进风口处，用于将从排风口排出的空气引导至室外进风口。在室内外温差大的情况下，采用热风回流管20将排风口排出的热空气引导至室外进风口处，与室外空气一同进入换热室内，能够有效避免室外冷空气进入换热室时产生的结冰现象。
46.在一种可能的实施例中，热风回流管20可以选用弹性材料制作。或者，热风回流管 20可以采用折叠结构，能够展开和收起。当需要使用热风回流管20导流热空气时，将热风回流管20展开并固定，使热风回流管20的两端位于排风口和第二进风口处，使用后还可将热风回流管20收起。
47.在一种可能的实施例中，热风回流管20内可以设置热风回流阀19，用于控制进入热风回流管20内的空气流量。示例性地，将热风回流阀19设置在热风回流管20接近排风口的一端。热风回流阀19可以控制热风是否由排风口引导至室外进风口，可以根据实际情况来控制从室外进风口进入换热室内空气的温度。当室外空气温度极低的时，可以完全开启热风回流阀19，将热空气引导至室外进风口与室外冷空气混合，提升进入换热室内空气的温度，避免结冰。当室外空气温度与室内温度差不小于阈值时，可以关闭热风回流阀 19。需要说明的是，阈值可以根据实际情况预先设定。
48.再例如，换热室内可以包括回风腔16，回风腔16与机组回风口3连通，可以将数据中心内的热空气导出，使其进入换热室内。回风腔16包括换热芯体进风口，换热芯体进风口与换热芯体6连通。在机组回风口3与换热芯体6之间处还可以设置过滤网7，用于过滤流入换热芯体6的空气。示例性地，过滤网7设置在回风口与换热芯体6之间。
49.在一种可能的实施例中，回风腔16内可以设置直通风排风阀2，用于控制流出回风腔 16的空气流量。当室外温度过低时，开启直通风排风阀2，将一部分热空气从排风口排出，经由热风回流管20流至室外进风口处，与室外空气混合后进入换热室内，能够避免室外冷空气进入换热室时产生的结冰现象。利用数据中心的热风与室外冷空气混合，提高进入换热室空气的温度，也能提高机组能效。需要说明的是，新风组件与热风回流管可以同时设置，但并不会同时使用，可根据需要开启其中一种。
50.在一些实施例中，还包括电池组件18。电池组件18可以设置在换热室内，电池组件 18具有充、放电功能，用于辅助供电。一方面可以降低制冷机组在极端气候下的峰值功率，另一方面可以充分利用峰谷电价，用电谷段(低电价)时为电池充电，用电峰段(高电价) 时电池为机组供电，充分利用峰谷电价差，降低用电费用。
51.在一种可能的实施方式中，还包括加湿模块9。加湿模块9可以设置在换热室内，用于对换热室内空气加湿。示例性地，加湿模块9可以是湿模加湿模块9。加湿模块9能够增强换热室内空气调节能力，加湿后的换热室内空气能够吸热，冷却效果更好。
52.本技术未提及的控制系统及控制程序均为现有技术，不做详细介绍。
53.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。