CN101902897B - 通讯机房冷却系统 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
- H05K7/20763—Liquid cooling without phase change
- H05K7/2079—Liquid cooling without phase change within rooms for removing heat from cabinets
Abstract
本发明公开了一种通讯机房冷却系统，包括内循环冷却介质供应回路、介质自然冷却回路、温控中央控制单元，所述内循环冷却介质供应回路包括内循环管道、冷冻水冷却热交换器、一个以上局部热点位置气-液热交换器、内循环水泵、自然冷却热交换器，所述冷冻水冷却热交换器与冷冻水管道连接并通过自动调节阀控制进行热交换，所述局部热点位置气-液热交换器放置于各电子设备热风出风口处，所述内循环冷却介质供应回路与介质自然冷却回路通过自然冷却热交换器进行热交换，所述介质自然冷却回路包括外循环管道、外部自然冷却装置、外循环水泵、自动调节阀，所述温控中央控制单元与各温度传感器及调节阀连接。
Description
通讯机房冷却系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种通讯机房电子设备的冷却系统
背景技术
[0002] 通讯机房例如数据中心机房是放置电子设备的场所，电子设备在运行时，会产生较多的热量，为了保证电子设备工作在正常的工作条件下，数据中心一般安装有专用空调，通过空调调节机房温度，从而保证电子设备的工作条件。但是随着电子技术的飞速发展，电子设备的集成度越来越高，其热密度也越来越高，将这些高密度的电子设备放置到数据中心，就会在数据中心产生大量的局部热点。
[0003] 一般数据中心电子设备运行的最佳温度为23 °C，为了使电子设备运行在这个最佳温度，空调送出的冷风一般只需要略低于这个温度，就能保证到达机柜前面的冷风满足要求。但是，当数据中心存在局部热点时，如果空调送出的冷风还只是略低于23°C，那么就不能满足局部热点区域电子设备的散热要求。为了满足局部热点区域电子设备的散热要求，就需要将空调送出的冷风温度降得很低，或者增加空调的送风量，这样都导致空调能耗的提闻。
[0004] 因此，如果不解决数据中心局部热点问题，空调的能耗就会很大，就不利于数据中心的节能。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的问题是提供一种消除数据中心局部热点、节约空调系统的能耗，从而实现数据中心机房节能的通讯机房冷却系统。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：通讯机房冷却系统包括内循环冷却介质供应回路、介质自然冷却回路、温控中央控制单元，所述内循环冷却介质供应回路包括内循环管道、冷冻水冷却热交换器、一个以上局部热点位置气-液热交换器、内循环水泵、自然冷却热交换器、分液器、集液器，所述内循环水泵用以驱动内循环冷却介质在内循环管道中循环，所述冷冻水冷却热交换器与冷冻水管道连接并通过自动调节阀控制进行热交换，冷冻水一般采用现成的中央空调产生的冷冻水，当然在没有中央空调的情况下，也可采用制冷机组制冷的冷冻水，所述局部热点位置气-液热交换器放置于各电子设备热风出风口处，以与排出的热空气热交换从而吸收电子设备排放的热量，所述局部热点位置气-液热交换器进出口分别与分液器、集液器连接，所述内循环冷却介质供应回路与介质自然冷却回路通过自然冷却热交换器进行热交换，所述介质自然冷却回路包括外循环管道、外部自然冷却装置、夕卜循环水泵、自动调节阀，所述内循环冷却介质供应回路中集液器出口处设有温度传感器，所述内循环冷却介质供应回路中冷冻水冷却热交换器出口处设有温度传感器，所述介质自然冷却回路中自然冷却热交换器进口处设有温度传感器，所述温控中央控制单元与各温度传感器及自动调节阀连接，接收温度传感器传回的温度信号后将控制信号传送到自动调节阀控制各自动调节阀开闭及其流量，当室外温度较低，自然冷却热交换器进口处温度传感器测得的外循环冷却介质的温度低于集液器出口处温度传感器测得的内循环冷却介质温度时候，介质自然冷却回路中的自动调节阀开启阀门，利用外循环冷却介质冷却内循环冷却介质，同时，通过冷冻水冷却热交换器出口处温度传感器测得分液器入口处的温度，控制冷冻水供应管路的自动调节阀的开启量，来调整控制内循环冷却介质在分液器入口处的温度，从而保证局部热点位置气-液热交换器的换热能力；当室外温度较高，自然冷却热交换器进口处温度传感器测得的外循环冷却介质的温度高于集液器出口处温度传感器测得的内循环冷却介质温度时候，介质自然冷却回路中的自动调节阀关闭自然冷却热交换器的热交换，内循环冷却介质的冷却任务完全由冷冻水冷却热交换器承担，温控中央控制单元优选采用PLC温控模块，当然也可以采用单板机等其他通用温控电路。
[0007] 上述方案中，优选所述局部热点位置气-液热交换器与分液器之间设有流量调节阀，局部热点位置气-液热交换器处设有温度传感器并与温控中央控制单元连接以控制流量调节阀调节流量，从而根据各局部热点位置气-液热交换器处设有的温度传感器传回的温度相应调整其对应的流量调节阀流量控制温度。
[0008] 上述方案中，所述冷冻水冷却热交换器、自然冷却热交换器为板式热交换器。
[0009] 上述方案中，所述介质自然冷却回路中自动调节阀为三通自动调节阀，用于控制室外空气自然冷却回路与内循环冷却介质供应回路的换热量，同时，采用双回路结构，保证了内循环冷却介质供应回路内冷却介质不受自然冷却回路污染。
[0010] 上述方案中，所述外部自然冷却装置为冷却塔或自然风冷散热器，当然还可以是地源热泵、水源热泵等以室外自然低温环境作为冷源的装置。
[0011] 上述方案中，所述外循环管道设有静电水处理仪以防垢除垢。
[0012] 上述方案中，所述冷却塔中还设有冬季防冻电加热器。
[0013] 本发明的有益效果是：本发明采用气-液热交换器直接冷却电子设备排出的热风，其散热热阻小，散热效率高，散热能耗小，同时，消除了该区域的局部热点，从而不再需要将机房空调的送风温度设置得很低，降低了空调能耗；本发明可以根据单个电子设备的热负荷进行精密控制，减少了电子设备的占地空间，提高了数据中心机房的利用率；同时充分利用了室外空气自然冷却源与冷冻水冷源配合作用，在保证机房电子设备散热要求的前提下，进一步提高节能效果，是一种高效的通讯机房尤其是数据中心机房的节能冷却系统。
附图说明
[0014] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
[0015] 图I是本发明具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
[0016] 如图I (图中虚线所示为电路连接关系）所示，通讯机房冷却系统包括内循环冷却介质供应回路I、介质自然冷却回路2、PLC温控模块3，内循环冷却介质供应回路I包括内循环管道11、冷冻水冷却热交换器12、分液器13、一个以上局部热点位置气-液热交换器14、集液器15、内循环水泵16、自然冷却热交换器17，冷冻水冷却热交换器12、自然冷却热交换器17都采用板式热交换器，内循环水泵16用以驱动内循环冷却介质在内循环管道11中循环，冷冻水冷却热交换器12与中央空调冷冻水管道20连接并通过二通自动调节阀18控制进行热交换，局部热点位置气-液热交换器14放置于各电子设备热风出风口处，以与排出的热空气热交换从而吸收电子设备排放的热量，数量和位置根据需要设置，局部热点位置气-液热交换器14进出口分别与分液器13、集液器15连接，局部热点位置气-液热交换器14与分液器13之间设有流量调节阀19，局部热点位置气-液热交换器处设有温度传感器4并与PLC温控模块3连接以控制流量调节阀19调节流量。
[0017] 内循环冷却介质供应回路I与介质自然冷却回路2通过自然冷却热交换器17进行热交换，介质自然冷却回路2包括外循环管道21、外循环水泵22、冷却塔23、三通自动调节阀24、静电水处理仪25，冷却塔23内设有风扇以提高散热效率，并设有冬季防冻电加热器26以防结冰。
[0018] 内循环冷却介质供应回路I中集液器15出口处设有温度传感器5，内循环冷却介质供应回路I中冷冻水冷却热交换器12出口处设有温度传感器6，介质自然冷却回路2中自然冷却热交换器17进口处设有温度传感器7，PLC温控模块3与各温度传感器及调节阀连接，接收温度传感器传回的温度信号后将控制信号传送到调节阀控制各调节阀开闭及其 流量，局部热点位置气-液热交换器14与各电子设备排出的热空气热交换从而吸收电子设备排放的热量，从而内循环冷却介质温度升高，当室外温度较低，温度传感器7测得的外循环冷却介质的温度低于温度传感器5测得的内循环冷却介质温度时候，三通自动调节阀24开启阀门，利用外循环冷却介质冷却内循环冷却介质，同时，通过温度传感器6测得分液器13入口处的温度，控制冷冻水供应管路的二通自动调节阀18的开启量，来调整控制内循环冷却介质在分液器13入口处的温度，从而保证局部热点位置气-液热交换器14的换热能力；室外温度越低，自然冷却量越大，使用冷冻水的冷量就越低，当室外温度足够低时，自然冷却热交换器17可以承担全部的冷却需求时，冷冻水供应管路的二通自动调节阀18完全关闭，不再使用冷冻水的冷量，完全靠自然冷却冷量；当然，当室外温度较高，温度传感器7测得的外循环冷却介质的温度高于温度传感器5测得的内循环冷却介质温度时候，三通自动调节阀24关闭自然冷却热交换器17的热交换，内循环冷却介质的冷却任务完全由冷冻水冷却热交换器12承担。这样配合运作，既保证了局部热点位置气-液热交换器14的换热能力，同时也最大限度的利用自然冷却节能减排。
Claims (8)
1. 一种通讯机房冷却系统，其特征在于：所述通讯机房冷却系统包括内循环冷却介质供应回路、介质自然冷却回路、温控中央控制单元,所述内循环冷却介质供应回路包括内循环管道、冷冻水冷却热交换器、一个以上局部热点位置气-液热交换器、内循环水泵、自然冷却热交换器、分液器、集液器，所述内循环水泵用以驱动内循环冷却介质在内循环管道中循环，所述冷冻水冷却热交换器与冷冻水管道连接并通过自动调节阀控制进行热交换，所述局部热点位置气-液热交换器放置于电子设备热风出风口处以吸收电子设备排放的热量，所述局部热点位置气-液热交换器进出口分别与分液器、集液器连接，所述内循环冷却介质供应回路与介质自然冷却回路通过自然冷却热交换器进行热交换，所述介质自然冷却回路包括外循环管道、外部自然冷却装置、外循环水泵、自动调节阀，所述内循环冷却介质供应回路中集液器出口处设有温度传感器，所述内循环冷却介质供应回路中冷冻水冷却热交换器出口处设有温度传感器，所述介质自然冷却回路中自然冷却热交换器进口处设有温度传感器，所述温控中央控制单元与各温度传感器及各自动调节阀连接，接收温度传感器 传回的温度信号后将控制信号传送到自动调节阀控制各自动调节阀开闭及其流量，当室外温度较低，自然冷却热交换器进口处温度传感器测得的外循环冷却介质的温度低于集液器出口处温度传感器测得的内循环冷却介质温度时候，介质自然冷却回路中的自动调节阀开启阀门，利用外循环冷却介质冷却内循环冷却介质，同时，通过冷冻水冷却热交换器出口处温度传感器测得分液器入口处的温度，控制冷冻水供应管路的自动调节阀的开启量，来调整控制内循环冷却介质在分液器入口处的温度，从而保证局部热点位置气-液热交换器的换热能力；当室外温度较高，自然冷却热交换器进口处温度传感器测得的外循环冷却介质的温度高于集液器出口处温度传感器测得的内循环冷却介质温度时候，介质自然冷却回路中的自动调节阀关闭自然冷却热交换器的热交换，内循环冷却介质的冷却任务完全由冷冻水冷却热交换器承担。
2.如权利要求I所述通讯机房冷却系统，其特征在于：所述局部热点位置气-液热交换器与分液器之间设有流量调节阀，局部热点位置气-液热交换器处设有温度传感器并与温控中央控制单元连接以控制流量调节阀调节流量。
3.如权利要求2所述通讯机房冷却系统，其特征在于：所述温控中央控制单元为PLC温控模块。
4.如权利要求3所述通讯机房冷却系统，其特征在于：所述冷冻水冷却热交换器、自然冷却热交换器为板式热交换器。
5.如权利要求4所述通讯机房冷却系统，其特征在于：所述介质自然冷却回路中自动调节阀为三通自动调节阀。
6.如权利要求I至5中任一权利要求所述通讯机房冷却系统，其特征在于：所述外部自然冷却装置为冷却塔或自然风冷散热器。
7.如权利要求6所述通讯机房冷却系统，其特征在于：所述介质自然冷却回路中设有静电水处理仪。
8.如权利要求6所述通讯机房冷却系统，其特征在于：所述冷却塔中还设有冬季防冻电加热器。
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