一种适用于idc机房冷凝废热驱动的无水加湿装置及其运行方法
技术领域
本发明涉及新风空调系统
技术领域
，尤其涉及一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置及其运行方法。背景技术
为顺应全世界数据化的大趋势，实施我国“互联网＋”的行动计划，国内各行各业的计算量和数据存储量正呈现指数型增长之势。然而，数据存储、计算和应用集中化已是大势所趋，应运而生的数据机房以前所未有的速度发展。
数据机房的主要设备均为电子类产品，其组成部件如半导体分立器件、集成电路、厚薄膜电路等，其超细、超薄的加工工艺和产品细微结构，使其对于静电放电的敏感性高，即便20V以下的静电放电电压也可能造成电子元器件的损害或破坏。其次，设备间或设备各板件之间不可避免的有电磁辐射，无线通信如移动基站、民航地空通信机房等则辐射更大，容易引起感应电荷和介质极。此外，很多机房没有相应的防静电配备，对机房环境如无人值守的机房湿度、温度、空气清洁度等缺乏必要的监控手段，不能防患于未然。静电对机房设备的危害，集中体现在以下几个方面：静电放电时可以产生从几百千赫兹到几十兆赫兹、幅值高达几十毫伏的宽带电磁脉冲干扰，这种干扰可以通过多种途径耦合到通信和数据处理设备的低电平数字电路中，导致电路电平发生翻转效应；由于机房金属物件多，由人体静电造成静电泄放时，泄放时间仅为零点几微秒，瞬时脉冲高，平均功率可达千瓦以上，足可以击穿或烧毁敏感元器件，静电放电造成的杂波干扰，还可能造成通信设备的用户板、中继板、控制板间歇式失效、信息丢失或功能暂时性丧失。目前，机房防静电已经成为行业热门研究方向，调节数据机房内的空气湿度可以有效的预防静电。
数据机房对于机房内湿度的控制要求很高，对于除湿去静电有很大的需求。介质物体处于潮湿的环境中将发生水分吸附现象，吸附的水分将导致介质物体表面电导率提高，从而使静电荷泄漏能力增强，使静电荷的衰减大大加快，但机房环境湿度也不能无限制加大，还应电子元器件极间短路、漏电等因素，一般控制在规定的范围内，并尽量选在相对湿度50％以上，因为在此指标下的环境，材料表面电阻率才会有数量级的降低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种冷凝废热驱动的适用于IDC机房的无水加湿装置及其运行方法，解决现有IDC机房控制室内空气湿度和除静电的问题，并提高过程效率，减少热量损失。
为了实现上述目的，设计一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置，包括冷凝废热回收装置，所述冷凝废热回收装置连接一四通风阀，所述四通风阀一端设有第一入口和第二入口，另一端设有第一出口和第二出口，所述第一出口和第二出口处分别设有第一固体吸附除湿板和第二固体吸附除湿板，所述四通风阀内设有可活动隔板，第一出口和第二出口处还分别设有第一风机和第二风机，所述第一风机和第二风机连接叉流换热器。
本发明还具有如下优选的技术方案：
进一步的，所述固体吸附除湿板上设有蜂窝状的空气通道，所述空气通道内表面涂覆有固体吸附材料。
在另一实施例中，所述冷凝废热回收装置包括制冷剂循环管路，所述制冷剂循环管路依次连接第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀阀，所述第一换热器安装在所述第一入口处，第二换热器安装在所述第二入口处。
进一步的，所述四通风阀的第一入口连接室外，第二入口连接机房。
进一步的，所述第一入口处还设有用于过滤室外空气的过滤器。
进一步的，所述叉流换热器的出口一端连接室外，一端连接机房。
本发明的另一方面，还包括一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置的运行方法，包括以下步骤： S1、室外新风，流经过滤器和第一换热器，从四通风阀的第一入口进入，从第三出口排出，第一固体吸附除湿板吸附室外新风中的水分，再通过第一风机，经叉流换热器与机房回风换热后排入大气； S2、机房回风流经第二换热器，从四通风阀的第二入口进入，从第二出口排出，第二固体吸附除湿板表面水分受热解析后对机房回风加湿，再通过第二风机，经叉流换热器重新送入机房； S3、移动四通风阀内的可活动隔板，使第一入口与第二出口连通，第二入口与第一出口连通； S4、室外新风进入第一入口，流经过滤器和第一换热器，进入四通风阀通过第二出口，第二固体吸附除湿板吸附室外新风中的水分，再通过第二风机，经叉流换热器与机房回风换热后送入机房； S5、机房回风进入第二入口，流经第二换热器后，进入四通风阀经过第一出口，第一固体吸附除湿板表面水分受热解析后对机房回风加湿，再通过第一风机，经叉流换热器排入大气。
进一步的，还包括以下步骤：冷凝废热回收装置中的循环介质沿制冷剂循环管路流经压缩机、第二换热器、膨胀阀和第一换热器，再流回压缩机，循环介质经过压缩机压缩后温度升高，然后经过第二换热器放热，接着经过膨胀阀，循环介质的温度继续下降；再经过第一换热器循环介质在第一换热器中吸热且温度升高，最后循环介质回到压缩机。
发明的有益效果
本发明所提供的一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置及其运行方法的优点至少包括以下几个方面：
1、本发明提供的适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置，其固体吸附除湿板通过固体干燥剂吸附进行除湿，换热板表面无冷凝水，可有效抑制细菌滋生。
2、本发明提供的适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置，冷却水可以克服干燥剂吸附过程中产生的不利的吸附热，从而保持较高的除湿效率，实现高效除湿。
3、本发明提供的适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置，固体吸附材料附着在固体吸附除湿板的内表面，采用金属表面干燥剂涂层技术，与传统吸附除湿系统相比，制作工艺简单、投资费用低、易于安装。
附图说明
图1示例性示出了本发明的提供的一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置的结构示意图；
图2示例性示出了本发明的一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置冷凝废热回收装置的结构示意图；
图3示例性示出了本发明的一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置第一种运行方法的示意图；
图4示例性示出了本发明的一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置第二种运行方法的示意图。
图中：1.第一换热器HE1 2.压缩机 3.第二换热器HE2 4.膨胀阀 5.过滤器6. 四通风阀 7. 第一固体吸附除湿板 8. 第二固体吸附除湿板 9. 第一风机 10.第二风机 11.叉流换热器。
具体实施方式
以下基于附图和实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过 程、流程、元件并没有详细叙述。
在附图中，所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
参见图1，为本发明所提供的一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置的优选实施例，包括第一固体吸附除湿板7、第二固体吸附除湿板8、过滤器5、第一换热器1、第二换热器3、叉流换热器11、第一风机9、第二风机10、四通风阀6。其中第一换热器1和第二换热器3为冷凝废热回收装置的一部分，其具体的优选实施例如图2所示。
参见图2，所述冷凝废热回收装置包括第一换热器1、压缩机2、第二换热器3和膨胀阀4。
叉流换热器为两进两出，第一风机9的出口处连接室外，第二风机10的出口连通机房。
四通风阀连接4个通道，第一入口A、第二入口B两个入口分别连接第一通道和第二通道，第一出口C、第二出口D两个出口连接第三通道和第四通道，四通风阀的入口A与第一换热器HE1空气出口连通，入口B与第二换热器HE2空气出口连通，出口C与第一固体吸附除湿板7连通，出口D与第二固体吸附除湿板8连通；过滤器安装在第一通道内，入口通入室外新风，出口与第一换热器HE1空气入口连通。
第一固体吸附除湿板安装在第三通道内，入口与四通风阀出口C连通，出口与第一风机空气入口连通；固体吸附除湿板2为一进一出，入口与四通风阀出口D连通，出口与风机2空气入口连通；
第一换热器HE1为两进两出，制冷剂侧入口与膨胀阀出口连通，制冷剂侧出口与压缩机制冷剂入口连通，空气侧入口通入过滤器过滤后的室外新风，空气侧出口与四通风阀入口A连通；第二换热器HE2为两进两出，制冷剂侧入口与压缩机的制冷剂出口连通，制冷剂侧出口与膨胀阀入口连通，空气侧入口通入未加湿的机房回风，空气侧出口与四通风阀入口B连通；
第一固体吸附除湿板和第二固体吸附除湿板的表面涂覆有固体吸附材料，优选地，采用金属表面干燥剂涂层技术附着在第一固体吸附除湿板和第二固体吸附除湿板的内通道表面。
四通风阀内设有可改变四通风阀的连通状态的隔板，通过隔板可改变第一固体吸附除湿板和第二固体吸附除湿板的吸附除湿与再生加湿工作状态，使系统能够循环运行，对机房回风进行持续稳定加湿。
室外新风经过滤器，第一换热器HE1，四通风阀A入口，四通风阀C或D口，进入固体吸附除湿板1或固体吸附除湿板2进行热湿交换，再经过第一风机或第二风机，送至叉流换热器换热，最后排入大气或送入机房。
机房回风经第二换热器HE2，四通风阀B入口，四通风阀D或C出口，进入第二固体吸附除湿板或第一固体吸附除湿板进行热湿交换后，再经过第二风机或第一风机，送至叉流换热器，经叉流换热器换热后送至机房或排入大气。
因此，参见图3和图4，本专利所提供的一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置具有两种工作模式。
首先参见图3，为一种适用于IDC机房冷凝废热驱动的无水加湿装置的一种优选实施例的第一工作模式。通过调节四通风阀内的隔板，使四通风阀A入口和C出口连通，四通风阀的B入口和D出口连通。
室外新风在第一风机的作用下，依次通过过滤器、第一换热器HE1、四通风阀A入口、四通风阀C出口、第一固体吸附除湿板、第一风机进入叉流换热器，最终排入大气；机房回风在第二风机作用下，依次通过第二换热器HE2、四通风阀B入口、四通风阀D出口、第二固体吸附除湿板、第二风机进入叉流换热器，最终送入机房。
冷凝废热回收模块中的制冷剂循环管路中的循环介质流经压缩机、第二换热器HE2、膨胀阀和第一换热器HE1，再流回压缩机，形成一个流动循环回路。循环介质经过压缩机压缩后温度升高，然后经过第二换热器HE2，在第二换热器HE2中放热，温度降低；接着经过膨胀阀，循环介质的温度继续下降；再经过第一换热器HE1，循环介质在第一换热器HE1中吸热且温度升高；最后循环介质回到压缩机，形成一个封闭回路。
因此，室外新风流经过滤器时，室外新风中的固体杂质被除去，然后室外新风流经第一换热器HE1，在第一换热器HE1中被冷却，温度降低，之后流经四通风阀A入口、C出口，进入第一固体吸附除湿板，第一固体吸附除湿板内表面的固体吸附材料从室外新风中吸湿，从而降低室外新风湿度，然后，室外新风通过第一风机1，进入叉流换热器，与下述机房回风换热，最终排入大气。
机房回风在第二风机的作用下，流经第二换热器HE2时，机房回风在第二换热器HE2中被加热，温度升高，之后流经四通风阀B入口、D出口，进入第二固体吸附除湿板，第二固体吸附除湿板内表面的固体吸附材料被加热解析，机房回风被加湿，从而提高机房回风湿度，然后，机房回风通过风机2，进入叉流换热器，与上述室外新风换热，最终送入机房。
参见图4所示，为本发明的一个较佳实施例的第二种工作模式，通过调节四通风阀，连通四通风阀A入口和D出口，连通四通风阀B入口和C出口，使得室外新风在第一风机的作用下，依次通过过滤器、第一换热器HE1、四通风阀A入口、四通风阀出D口、第二固体吸附除湿板、第二风机、叉流换热器，最终送入机房；机房回风在第二风机的作用下，依次通过第二换热器HE2、四通风阀B入口、四通风阀C出口、第一固体吸附除湿板、第一风机、叉流换热器，最终排入大气。
冷凝废热回收模块中的制冷剂循环管路中的循环介质流经压缩机、换热器HE2、膨胀阀和换热器HE1，再流回压缩机，形成一个流动循环回路。循环介质经过压缩机压缩后温度升高，然后经过换热器HE2，在换热器HE2中放热，温度降低；接着经过膨胀阀，循环介质的温度继续下降；再经过换热器HE1，循环介质在换热器HE1中吸热且温度升高；最后循环介质回到压缩机，形成一个封闭回路。
室外新风在风机2的作用下，流经过滤器时，室外新风中的固体杂质被除去，然后室外新风流经第一换热器HE1，在换热器HE1中被冷却，温度降低，之后流经四通风阀A入口、D出口，进入第二固体吸附除湿板，第二固体吸附除湿板内表面的固体吸附材料从室外新风中吸湿，从而降低室外新风湿度，然后，室外新风通过第二风机，进入叉流换热器，与机房回风换热，最终送入机房。
机房回风在第一风机的作用下，流经第二换热器HE2时，机房回风在第二换热器HE2中被加热，温度升高，之后流经四通风阀B口、C口，进入第一固体吸附除湿板，第一固体吸附除湿板内表面的固体吸附材料被加热解析，机房回风被加湿，从而提高机房回风湿度，然后，机房回风通过第一风机，进入叉流换热器，与室外新风换热，最终排入大气。
本发明可通过第一种工作模式和第二种工作模式相互切换，可以实现连续热湿处理。
本发明通过固体吸附材料吸附除湿，与传统的热泵新风空调系统相比，提高了热泵系统的蒸发温度，进而提高了系统的能效，提高了效率，减少了能耗；除湿换热器固体干燥剂吸附处理后的空气可以有效抑制空气中有害微生物、化学物质的扩散和传播。本发明的固体吸附材料附着在固体吸附除湿板内通道表面，与传统吸附除湿系统相比，制作工艺简单、投资费用低、易于安装。
以上所述，仅为此发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案和新型的构思加于等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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