CN102331043A

CN102331043A - 低pue高密度液冷节能机房冷却系统

Info

Publication number: CN102331043A
Application number: CN201110198804A
Authority: CN
Inventors: 孙晨啸; 陈国珍; 熊伟; 沈纯坚; 王莉珠; 边欢欢
Original assignee: 孙晨啸; 陈国珍; 熊伟; 沈纯坚; 王莉珠; 边欢欢
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明公开了一种低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，包括机房，机柜，空调箱，由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器与所述空调箱的水盘管构成的压缩冷却循环系统，和由自然冷却器与所述空调箱的水盘管构成的自然冷却循环系统，空调箱的水盘管出口与电动三通阀的入口连通，电动三通阀的两个出口分别与蒸发器的水盘管入口、自然冷却器的水盘管入口连通；微电脑控制系统分别于压缩冷却循环系统、自然冷却循环系统、电动三通阀、设置于自然冷却器外部的第一温度传感器、设置于机柜背门处的第二温度传感器、及设置于空调箱的水盘管进水管处的第三温度传感器电连接。本发明能够自动调节压缩机的输出能力，充分利用外部冷源，实现精确节能。

Description

低PUE高密度液冷节能机房冷却系统

技术领域

本发明涉及数据网络机房的冷却系统，尤其是一种低PUE高密度液冷节能机房冷却系统。

背景技术

当节能降耗成为当今IT领域的一大主题，随着计算机和通信技术的深入，数据网络机房的规模仍将不断扩大，设备越来越多、越来越复杂，机房成集中化表现。这也将引起机房或者机架发热量明显增高，机房环境因此面临着更为严峻的挑战，制冷成为关键，而提高制冷效率、降低制冷系统能耗、降低PUE(PUE是Power Usage Effectiveness的简写，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比， PUE = 数据中心总设备能耗/IT设备能耗，是评价数据中心能源效率的指标。)无疑是机房节能的关键。目前使用液冷系统的节能效果十分明显。服务器前部必须要保持25摄氏度以下才能稳定工作，精密空调想要保持这个温度，必须在空调冷风口达到18到20摄氏度才可以，而液冷设备只要能达到20到25度就可以。另一方面，远程制冷的效率比较低，液冷系统在相对封闭的运行环境中，效率较高。

目前的液冷系统可利用温度传感器实现外部冷源的选择，但只能选择其一，要么全部进行自然冷却，要么全部由压缩机进行冷却，该种方式对外部的环境温度要求较高，一年之中只有很少时间可进行自然冷却，外部冷源利用率不高，同时不能对液冷冷却系统的出水温度进行精确控制，不利于精确节能。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，能够自动调节压缩机的输出能力，充分利用外部冷源，实现精确节能。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明一种低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，包括机房，机柜，空调箱，由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器与所述空调箱的水盘管构成的压缩冷却循环系统，和由自然冷却器与所述空调箱的水盘管构成的自然冷却循环系统，所述空调箱的水盘管出口与电动三通阀的入口连通，所述电动三通阀的两个出口分别与蒸发器的水盘管入口、自然冷却器的水盘管入口连通；还设有微电脑控制系统，该微电脑控制系统分别于所述压缩冷却循环系统、自然冷却循环系统、电动三通阀、设置于自然冷却器外部的第一温度传感器、设置于机柜背门处的第二温度传感器、及设置于空调箱的水盘管进水管处的第三温度传感器电连接。

所述空调箱的冷风出口和热风入口分别与所述机柜的底部、机房地板的透风口连通，在所述机柜的背门上设有通风口。

所述膨胀阀为电子膨胀阀，所述电子膨胀阀的驱动装置为步进电机。

所述空调箱还包括风机；所述自然冷却器还包括至少一个风扇。

本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，所述电动三通阀的两个出口分别与蒸发器的水盘管入口、自然冷却器的水盘管入口连通；还设有微电脑控制系统，该微电脑控制系统分别于所述压缩冷却循环系统、自然冷却循环系统、电动三通阀、设置于自然冷却器外部的第一温度传感器、设置于机柜背门处的第二温度传感器、及设置于空调箱的水盘管进水管处的第三温度传感器电连接，这种结构，微电脑控制系统可根据机柜内散热量的大小，对机房冷却系统的出水温度和出水量进行精确控制，提高机柜中数据网络设备的装机密度；本发明可在自然冷却循环系统和压缩冷却循环系统之间进行合理选择，充分利用外部冷源，实现电能的充分利用，节约能耗，降低了PUE。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式的原理结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，包括机房1，两台机柜2，两台空调箱3，由压缩机4、冷凝器5、电子膨胀阀16、蒸发器6与所述空调箱3的水盘管7构成的压缩冷却循环系统，和由自然冷却器8与所述空调箱3的水盘管7构成的自然冷却循环系统，所述电子膨胀阀的驱动装置为步进电机，所述每个空调箱3内还包括一台风机，所述自然冷却器8内还设有四个风扇；所述空调箱3的水盘管7出口与电动三通阀9的入口连通，所述电动三通阀9的两个出口分别与蒸发器6的水盘管10入口、自然冷却器8的水盘管11入口连通；微电脑控制系统12分别于所述压缩冷却循环系统、自然冷却循环系统、电动三通阀9、设置于自然冷却器8外部的第一温度传感器13、分设于两个机柜2背门处的两个第二温度传感器14、及设置于空调箱3的水盘管7进水管处的第三温度传感器15电连接。所述空调箱3的冷风出口和热风入口分别与所述机柜2的底部、机房1地板的透风口连通，在所述机柜2的背门上设有通风口，冷风从空调箱3的冷风出口进入机柜2的底部，对机柜2内的数据网络设备进行冷却后，从机柜2背门上的通风口流出，由于受到压力的影响，经机房1地板的透风口流回空调箱的热风入口，形成一个最短路径的冷、热气流循环回路，提高热交换效率。

当环境温度在10℃以上时，微电脑控制系统12控制电动三通阀9开度为0%，空调箱3水盘管7中的水（也可以使用乙二醇）全部送至蒸发器6的水盘管10，在所述蒸发器6中和制冷剂进行热交换，水被冷却，所述制冷剂吸收热量后通过冷媒管经压缩机4、冷凝器5、电子膨胀阀16后冷却，回到蒸发器6中；冷却后的水送至空调箱3水盘管7入口，形成一个循环，同时，所述微电脑控制系统12可根据出水温度的设定，控制电子膨胀阀16、压缩机4运行，实现精确制冷，节约能耗。当环境温度在-2至5℃时，电动三通阀9开度在15至50%范围内调整，空调箱3水盘管7中的水一部分送至蒸发器6的水盘管10，一部分送至自然冷却器8的水盘管11，所述微电脑控制系统12可根据出水温度的设定，控制电子膨胀阀16、电动三通阀9、压缩机4、自然冷却器8中的风扇运行，实现精确制冷，降低能耗。

Claims

1.一种低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，包括机房（1），机柜（2），空调箱（3），由压缩机（4）、冷凝器（5）、膨胀阀、蒸发器（6）与所述空调箱（3）的水盘管（7）构成的压缩冷却循环系统，和由自然冷却器（8）与所述空调箱（3）的水盘管（7）构成的自然冷却循环系统，其特征在于：所述空调箱（3）的水盘管（7）出口与电动三通阀（9）的入口连通，所述电动三通阀（9）的两个出口分别与蒸发器（6）的水盘管（10）入口、自然冷却器（8）的水盘管（11）入口连通；还设有微电脑控制系统（12），该微电脑控制系统（12）分别于所述压缩冷却循环系统、自然冷却循环系统、电动三通阀（9）、设置于自然冷却器（8）外部的第一温度传感器（13）、设置于机柜（2）背门处的第二温度传感器（14）、及设置于空调箱（3）的水盘管（7）进水管处的第三温度传感器（15）电连接。

2.根据权利要求1所述的低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，其特征在于：所述空调箱（3）的冷风出口和热风入口分别与所述机柜（2）的底部、机房（1）地板的透风口连通，在所述机柜（2）的背门上设有通风口。

3.根据权利要求2所述的低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，其特征在于：所述膨胀阀为电子膨胀阀（16），所述电子膨胀阀的驱动装置为步进电机。

4.根据权利要求1至3所述的任一种低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，其特征在于：所述空调箱（3）还包括风机；所述自然冷却器（8）还包括至少一个风扇。