CN105004092A - 一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统 - Google Patents

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王红卫
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Abstract

本发明公开一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，属于集装箱数据中心散热技术领域；本发明系统包括制冷剂氟泵、室内蒸发器、室外冷凝器，用铜管将之密闭连接，系统充注一定量的低沸点制冷剂，氟泵循环制冷剂在系统中循环，氟泵强制制冷剂通过蒸发器，室内热空气放热给蒸发器内的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热汽化，带气泡制冷剂液体循环到冷凝器内，再将携带的热量释放到大气中，制冷剂放热后变为过冷液体，实现室外冷空气在不接触的情况下冷却室内热空气。在该系统内，氟泵强制循环制冷剂液体，使其流过蒸发器，冷凝器的流速增加，提高换热效率；另一方面，蒸发器和冷凝器安装的相对位置和距离不受限制，安装方便、结构灵活。

Description

一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统
技术领域
本发明公开一种集装箱数据中心制冷系统，属于集装箱数据中心散热技术领域；具体地说是一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统。
背景技术
简单的说，集装箱数据中心就是datacenter不设在机房，而是设置在集装箱内，具备网络和电源。集装箱里面分为两大部分，一个是动力电源部分，另外一个是机架，上面放置很多机架式服务器。随着集装箱数据中心的快速发展，数据中心担负着日益复杂的任务处理重任，越来越多的应用负载带给数据中心无限压力，而数据中心在为用户提供服务的同时不断产生热量，随着数据中心工作负载的加剧，冷却系统渐渐不堪重负，尤其在炎热的夏季，数据中心散热负担尤为突出，由此带来巨大的电量消耗，给节能减排和降低运营成本带来压力，本发明提供一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，利用相变自然冷却的方式，设置出集装箱数据中心的相变自然冷却制冷系统，节约大量的数据中心能源损耗，并且降低了运营成本。
发明内容
本发明针对目前集装箱数据中心散热负担突出，消耗能源巨大，不利于       节能减排和降低运营成本的缺陷，提供一种变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，利用相变自然冷却的方式，设置出集装箱数据中心的相变自然冷却制冷系统，节约大量的数据中心能源损耗，并且降低了运营成本。
本发明提出的具体方案是：
一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，包括制冷剂氟泵、蒸发器、冷凝器、控制器，系统内充注一定量的低沸点制冷剂，蒸发器带有风扇设置在集装箱箱体内，将集装箱箱体侧面分割成进风和出风两部分，冷凝器设置在集装箱箱体外，通过铜管与蒸发器进行密闭的连接；靠近蒸发器进液口依次设有节流阀及电磁阀；制冷剂氟泵设在蒸发器与冷凝器之间，制冷剂氟泵液体出口设有单向阀；冷凝器还连接一个储液器；
制冷剂氟泵在控制器控制下强制将制冷剂在系统中循环，室内热空气放热给蒸发器内的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热汽化，带气泡的制冷剂液体进一步循环到冷凝器内，再将携带的热量释放到大气中，制冷剂放热后变为过冷液体，循环往复，室外冷空气冷却室内热空气。
所述蒸发器与冷凝器之间设置两个并联的制冷剂氟泵，每个制冷剂氟泵出口都设有单向阀。
所述蒸发器带有的风扇采用变频方式送风。
集装箱箱体外各面采用网格方式出风。
所述低沸点制冷剂为三氟乙烷水合物、一氟二氯乙烷水合物、Na2HPO4·10H2O、 LiNO3·3H2O、 K2HPO4·6H2O中的一种或几种混合。通过计算回风露点温度，控制制冷剂液体的温度在合适的温度范围，可以实现全显热运行。
通过制冷剂在室外冷凝器与室内蒸发器间循环，利用制冷剂相变换热带走IT设备产生的热量。
本发明的有益之处是：本发明系统包括制冷剂氟泵、室内蒸发器、室外冷凝器，用铜管将之密闭连接，系统充注一定量的低沸点制冷剂，氟泵循环制冷剂在系统中循环，氟泵强制制冷剂通过蒸发器，室内热空气放热给蒸发器内的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热汽化，带气泡制冷剂液体循环到冷凝器内，再将携带的热量释放到大气中，制冷剂放热后变为过冷液体，实现室外冷空气在不接触的情况下冷却室内热空气。在该系统内，氟泵强制循环制冷剂液体，使其流过蒸发器，冷凝器的流速增加，提高换热效率；另一方面，蒸发器和冷凝器安装的相对位置和距离不受限制，安装方便、结构灵活。
附图说明
图1 制冷循环原理示意图；
图2本发明系统结构示意图；
图3集装箱结构布局示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1
一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，包括制冷剂氟泵、蒸发器、冷凝器、控制器，系统内充注一定量的低沸点制冷剂，蒸发器带有风扇设置在集装箱箱体内，风扇采用变频方式送风，将集装箱箱体侧面分割成进风和出风两部分，冷凝器设置在集装箱箱体外，集装箱箱体外各面采用网格方式出风；冷凝器通过铜管与蒸发器进行密闭的连接；靠近蒸发器进液口依次设有节流阀及电磁阀；制冷剂氟泵设在蒸发器与冷凝器之间，制冷剂氟泵液体出口设有单向阀；冷凝器还连接一个储液器；
低沸点制冷剂为三氟乙烷水合物，制冷剂氟泵在控制器控制下强制将制冷剂在系统中循环，室内热空气放热给蒸发器内的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热汽化，带气泡的制冷剂液体进一步循环到冷凝器内，再将携带的热量释放到大气中，制冷剂放热后变为过冷液体，循环往复，室外冷空气冷却室内热空气。
实施例2
一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，包括制冷剂氟泵、蒸发器、冷凝器、控制器，系统内充注一定量的低沸点制冷剂，蒸发器带有风扇设置在集装箱箱体内，风扇采用变频方式送风，将集装箱箱体侧面分割成进风和出风两部分，冷凝器设置在集装箱箱体外，集装箱箱体外各面采用网格方式出风；冷凝器通过铜管与蒸发器进行密闭的连接；靠近蒸发器进液口依次设有节流阀及电磁阀；蒸发器与冷凝器之间设置两个并联的制冷剂氟泵，每个制冷剂氟泵出口都设有单向阀；冷凝器还连接一个储液器；
低沸点制冷剂为三氟乙烷水合物、一氟二氯乙烷水合物混合物，制冷剂氟泵在控制器控制下强制将制冷剂在系统中循环，室内热空气放热给蒸发器内的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热汽化，带气泡的制冷剂液体进一步循环到冷凝器内，再将携带的热量释放到大气中，制冷剂放热后变为过冷液体，循环往复，室外冷空气冷却室内热空气。
实施例3
一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，包括制冷剂氟泵、蒸发器、冷凝器、控制器，系统内充注一定量的低沸点制冷剂，蒸发器带有风扇设置在集装箱箱体内，风扇采用变频方式送风，将集装箱箱体侧面分割成进风和出风两部分，冷凝器设置在集装箱箱体外，集装箱箱体外各面采用网格方式出风；冷凝器通过铜管与蒸发器进行密闭的连接；靠近蒸发器进液口依次设有节流阀及电磁阀；蒸发器与冷凝器之间设置两个并联的制冷剂氟泵，每个制冷剂氟泵出口都设有单向阀；冷凝器还连接一个储液器；
低沸点制冷剂为Na2HPO4·10H2O、 LiNO3·3H2O的混合物，制冷剂氟泵在控制器控制下强制将制冷剂在系统中循环，室内热空气放热给蒸发器内的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热汽化，带气泡的制冷剂液体进一步循环到冷凝器内，再将携带的热量释放到大气中，制冷剂放热后变为过冷液体，循环往复，室外冷空气冷却室内热空气。

Claims (5)

1.一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，包括制冷剂氟泵、蒸发器、冷凝器、控制器，系统内充注一定量的低沸点制冷剂，其特征是蒸发器带有风扇设置在集装箱箱体内，将集装箱箱体侧面分割成进风和出风两部分，冷凝器设置在集装箱箱体外，通过铜管与蒸发器进行密闭的连接；靠近蒸发器进液口依次设有节流阀及电磁阀；制冷剂氟泵设在蒸发器与冷凝器之间，制冷剂氟泵液体出口设有单向阀；冷凝器还连接一个储液器；
制冷剂氟泵在控制器控制下将制冷剂在系统中循环，室内热空气放热给蒸发器内的制冷剂，制冷剂吸热且少部分的制冷剂吸热汽化，带气泡的制冷剂液体进一步循环到冷凝器内，再将携带的热量释放到大气中，制冷剂放热后变为过冷液体，循环往复，室外冷空气冷却室内热空气。
2.根据权利要求1所述的一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，其特征是所述蒸发器与冷凝器之间设置两个并联的制冷剂氟泵，每个制冷剂氟泵出口都设有单向阀。
3.根据权利要求1或2所述的一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，其特征是所述蒸发器带有的风扇采用变频方式送风。
4.据权利要求3所述的一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，其特征是集装箱箱体外各面采用网格方式出风。
5.根据权利要求1或4所述的一种相变自然冷却的集装箱数据中心制冷系统，其特征是所述低沸点制冷剂为三氟乙烷水合物、一氟二氯乙烷水合物、Na2HPO4·10H2O、 LiNO3·3H2O、 K2HPO4·6H2O中的一种或几种混合。
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