CN102878617A - 基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，解决现有技术中降温冷却系统能量消耗过大的问题。该空调系统，包括设有内接口、蒸发器、回风口、电控箱、接头箱的室内机主体，和设有外接口、外部电控箱、储液罐、压缩机、气液分离器、冷凝风机和冷凝器的室外机主体；内接口与外接口相连，室内机主体设置于集装箱箱顶；蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器、储液罐和膨胀阀依次连接，且蒸发器还回连于膨胀阀；出风口处设有EC风机，回风口处设有与电控箱相连的温度传感器。本发明具在保证数据中心正常使用的前提下，实现资源有效利用，降低降温冷却的耗能量，使得数据中心的运行成本大大降低。

Description

基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统

技术领域

本发明涉及一种空调系统，具体地说，是涉及一种应用于降温系统中的基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统。

背景技术

现有技术中，集装箱式数据中心的能耗主要分为服务器及通信设备用电、制冷用电、照明及其他三个部分。其中，制冷散热用电占数据中心总能耗的63%，即数据中心制冷用电的耗电已经超过了其他所有设备耗电的总和了。而且，随着数据处理能力在信息化中扮演着越来越重要的角色，数据中心能耗问题也日益突出。据统计，数据中心的电力消耗在过去10年增长了5倍；一台1U服务器的使用成本高达采购成本的2倍，并且还在继续增加；而能源价格的飙升，导致了运营成本的同比增加。

现有技术中的集装箱式数据中心，其使用的降温冷却系统主要是将整个集装箱内部的温度进行整体的调节，其所持续的时间较长，对于温度调节的效率较低，所消耗的能量也过于庞大。而其实际的实施效果却不尽人意，相对于实施效果，其投入的降温成本太过于高昂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，采用对服务器直接降温的解决方案，解决现有技术中存在的降温冷却系统能量消耗过大，导致成本上升的问题，在保证数据中心正常使用的前提下，实现资源有效利用，降低降温冷却的耗能量，使得数据中心的运行成本大大降低；同时提高控制精度；节约安装空间。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，包括设有内接口的室内机主体，以及与该室内机主体连接且设有外接口、外部电控箱、储液罐、压缩机、气液分离器、冷凝风机和冷凝器的室外机主体；所述内接口通过管道与外接口相连，所述室内机主体设置于集装箱箱顶，该室内机主体设有内接口的一侧还分别设有蒸发器和回风口，与其相对应的另一侧则设有出风口，且与该出风口相邻的侧面上还分别设有电控箱与接头箱；所述蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器、储液罐和膨胀阀通过管道依次连接，且该蒸发器还回连于膨胀阀；所述室内机主体的出风口处还设有EC风机，而回风口处则还设有与电控箱相连的温度传感器。

进一步的，所述电控箱上设有能使其上下滑动的滑轨。

作为优选，所述EC风机上还设有电加热器，该电加热器上还设有过热保护器。

作为优选，所述蒸发器与气液分离器之间设有温度探头。

进一步的，所述气液分离器与压缩机之间设有低压开关，且该压缩机上还设有预加热器。

再进一步的，在所述压缩机与冷凝器之间还依次设有高压开关、油分离器以及检修截止阀。

更进一步的，所述冷凝器与储液罐之间设有风扇调速器，且该储液罐上还设有安全阀。

另外，在所述储液罐与蒸发器之间还依次设有检修截止阀、干燥过滤器、液路电磁阀以及视镜。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）现有的技术手段是在集装箱内部将冷热通道分开，并使热通道的热风直接回到空调的回风口，由于空气的密度会随温度的变化而变化，因此，冷空气朝下走，而热空气则朝上走，由于集装箱的空间有限，服务器的温度极高，若要将整个机房按照常规方式设计，以满足整改机房需求的话肯定要占用极大的空间，而本发明采用空调吊装于服务器上部的方式，既不占用空间，又能解决每个服务器的发热需求，设计巧妙、结构合理。

（2）本发明采用点冷却模式对集装箱进行降温，其采用的方式跳出了传统集装箱空调的降温模式的思维，普通的机房空调是针对整个空间降温，而该机组则是对机柜单独降温，不仅节约了占用的空间，而且减少了冷量的散失；并且在服务器机框处设有温度传感器，能够更加灵敏地调节出风温度，使服务器温度维持在最佳的温度范围内。

（3）本发明的电控箱上设有滑轨，方便电控箱升降，使其使用更加灵活，并减少了占用的空间。

（4）本发明在室内机主体中安装的是EC风机，可以调整风机的转动速度，在使用过程中采用更合适的转动速度，大大的减少了风机的耗电量，并且可调节的范围更大。

（5）本发明设置于集装箱顶部，节省了空间的同时还能根据集装箱的大小改变大小，使其与集装箱大小相匹配，更容易固定。

（6）本发明出风口设置于服务器上，且在服务器机框出设有温度传感器，能够更加灵敏的调节出风温度，使服务器温度能够维持在最佳的温度范围内。

（7）本发明出风口设置于服务器上，直接对服务器进行降温，避免了室内整体降温所需要的高电量消耗。

（8）本发明采用可控压缩机，可以通过压缩机的运行与停止来调整温度，从而减少了电力的消耗。

（9）本发明的压缩机安装在室外机主体上，降低了机房内的噪音。

（10）本发明性价比高，非常适合大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明-室内机的结构示意图。

图2为本发明-室外机的结构示意图。

图3为本发明的系统框图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-室内机主体，2-内接口，3-蒸发器，4-回风口，5-排水口，6-出风口，7-电控箱，8-接头箱，9-冷凝风机，10-冷凝器，11-外部电控箱，12-外接口，13-储液罐，14-压缩机，15-室外机主体，16-EC风机，17-电加热器，18-过热保护器，19-液路电磁阀，20-膨胀阀，21-视镜，22-干燥过滤器，23-检修截止阀，24-安全阀，25-风扇调速器，26-油分离器，27-低压开关，28-预加热器，29-温度探头，30-高压开关，31-气液分离器，32-温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

    实施例

如图1～3所示，基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，包括设有内接口2和排水口5的室内机主体1，以及与该室内机主体1连接且设有外接口12、外部电控箱11、储液罐13、压缩机14、气液分离器31、冷凝风机9和冷凝器10的室外机主体15，排水口5通过管道连接到集装箱外；所述内接口2通过管道与外接口12相连，所述室内机主体1设置于集装箱箱顶，该室内机主体1设有内接口2的一侧还分别设有蒸发器3和回风口4，与其相对应的另一侧则设有出风口6，且与该出风口6相邻的侧面上还分别设有电控箱7与接头箱8；所述蒸发器3、气液分离器31、压缩机14、冷凝器10、储液罐13和膨胀阀20通过管道依次连接，且该蒸发器3还回连于膨胀阀20；所述室内机主体1的出风口6处还设有EC风机16，而回风口4处则还设有与电控箱7相连的温度传感器32。

这里的室内机主体安装过程如下：

（1）首先，出厂时可先将室内机主体分为两部分：风机段与蒸发器盘管段；

（2）机组运到现场后，先将机柜进行吊装，并分别拆开风机段和蒸发器盘管段的上门板；

（3）利用规格为M10的吊环分别将风机段和蒸发器盘管段与机组连接；

（4）将风机段与蒸发器盘管段进行拼接，然后再进行整机安装；若安装现场有空间限制，则也可以先固定安装好风机段，然后再把蒸发器盘管段与风机段连接固定；

（5）分别在风机段和蒸发器盘管段内部连好线路，并盖上门板。

所述电控箱7上设有使其能够上下滑动的滑轨。需要操作时，将电控箱下拉，对吊顶空调进行操作；当操作完成时，将电控箱向上推动，以节省空间。

使用时，将室内机主体固定于集装箱内的顶部，并将排水口通过管道与室外相连，将运行过程中产生的水排出室外，内接口与外接口通过管道连接在一起，以形成一个完整的循环，将室外机主体固定放置在室外，减少室内的噪音以及发热设备，同时制冷剂在蒸发器、气液分离器、压缩机、冷凝器、储液罐以及膨胀阀之间进行循环，低压制冷剂蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器，同时室外风机吸入环境中的冷空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体，高压液体通过管道进入储液罐，在储液罐中变为低温低压的液体，低温低压的液体通过膨胀阀进入蒸发器蒸发，变为低温低压的制冷剂蒸汽，同时机组内部直联风机促使室内热空气不断进入蒸发器进行热交换，并将放热后冷空气送入室内环境，气态制冷剂在通过气液分离器再次进入压缩机，进行下一次循环。

上述EC风机16处还设有电加热器17，该电加热器17上还设有过热保护器18。使用时，电控箱根据回风口与服务器机框上的温度传感器自动调整EC风机的转动速度以及电加热器的开启与停止，而过热保护器保护设置于电加热器上，以防止电加热器过热被烧毁。

上述蒸发器3与气液分离器31之间设有温度探头29，且在该气液分离器31与压缩机14之间设有低压开关27，该压缩机14上还设有预加热器28以及温度探头29。

由上述压缩机14到冷凝器10依次设有高压开关30、油分离器26以及检修截止阀23，且该冷凝器10与储液罐13之间设有风扇调速器25，该储液罐13上还设有安全阀24。

由上述储液罐13到蒸发器3依次设有检修截止阀23、干燥过滤器22、液路电磁阀19、视镜21以及温度探头29。使用时，液态制冷剂储存在储液罐中，并通过视镜观察储液罐中液态制冷剂的储存量，在传输至蒸发器的过程中液态制冷剂通过干燥过滤器进行干燥过滤；在进行维修时开启检修截止阀，停止制冷剂流动，方便进行对系统的修理。

由于集装箱数据中心作为建设方的销售和推广市场的主体，在一个集装箱内将服务器、存储、网络设备、制冷设备、电源设备集中到集装箱里面，就能打造成一种全新的类型集装箱式数据中心，因此，在集装箱的有限空间下，为了使空间的最大化的利用，本发明通过设计出独特的集装箱式吊顶空调。该技术在集装箱内不占用内部空间的位置，不仅大大优化了集装箱的客户端的使用空间，同时也提高了市场的竞争力。

  按照上述实施例，便可很好地实现本发明。

Claims (8)

1.基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，包括设有内接口（2）的室内机主体（1），以及与该室内机主体（1）连接且设有外接口（12）、外部电控箱（11）、储液罐（13）、压缩机（14）、气液分离器（31）、冷凝风机（9）和冷凝器（10）的室外机主体（15）；所述内接口（2）通过管道与外接口（12）相连，其特征在于，所述室内机主体（1）设置于集装箱箱顶，该室内机主体（1）设有内接口（2）的一侧还分别设有蒸发器（3）和回风口（4），与其相对应的另一侧则设有出风口（6），且与该出风口（6）相邻的侧面上还分别设有电控箱（7）与接头箱（8）；所述蒸发器（3）、气液分离器（31）、压缩机（14）、冷凝器（10）、储液罐（13）和膨胀阀（20）通过管道依次连接，且该蒸发器（3）还回连于膨胀阀（20）；所述室内机主体（1）的出风口（6）处还设有EC风机（16），而回风口（4）处则还设有与电控箱（7）相连的温度传感器（32）。

2.根据权利要求1所述的基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，其特征在于，所述电控箱（7）上设有能使其上下滑动的滑轨。

3.根据权利要求2所述的基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，其特征在于，所述EC风机（16）上还设有电加热器（17），该电加热器（17）上还设有过热保护器（18）。

4.根据权利要求3所述的基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，其特征在于，所述蒸发器（3）与气液分离器（31）之间设有温度探头（29）。

5.根据权利要求4所述的基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，其特征在于，所述气液分离器（31）与压缩机（14）之间设有低压开关（27），且该压缩机（14）上还设有预加热器（28）。

6.根据权利要求5所述的基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，其特征在于，在所述压缩机（14）与冷凝器（10）之间还依次设有高压开关（30）、油分离器（26）以及检修截止阀（23）。

7.根据权利要求6所述的基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，其特征在于，所述冷凝器（10）与储液罐（13）之间设有风扇调速器（25），且该储液罐（13）上还设有安全阀（24）。

8.根据权利要求7所述的基于集装箱式数据中心的吊顶空调系统，其特征在于，在所述储液罐（13）与蒸发器（3）之间还依次设有检修截止阀（23）、干燥过滤器（22）、液路电磁阀（19）以及视镜（21）。

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