CN106132165A - 数据中心冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了数据中心冷却系统，数据中心冷却系统包括机柜系统，控制系统，冷却系统以及用于提供进水通道和回水通道的线路系统，其中，机柜系统包括多个机柜组件；控制系统位于所述机柜系统的两端或者其中任一端，控制系统包括控制柜和控制模块；线路系统包括进水管主线路和回水管主线路以及分别连接在所述进水管主线路和回水管主线路的多个进水管支路和回水管支路；冷却系统包括多个列间空调，在每一个列间空调的下部开设有分别连接进水支路和出水支路的管道口，多个进水管支路和回水管支路的另一端与所述列间空调连接以形成水流通路。该实施方式降低了数据中心水患风险，提高了数据中心可靠性，同时方便运维操作。

Description

数据中心冷却系统

技术领域

本申请涉及冷却技术领域，具体涉及数据中心冷却系统。

背景技术

随着通信和网络技术的飞速发展，数据中心规模和功率密度不断增加，在数据中心机房集中了大量的数据处理设备、联网设备和电信设备等，由于这些电子设备在工作中会产生大量的热量，为了冷却数据中心系统中设备产生的热量，通常需要设置列间空调，现有的数据中心冷却系统的管道线路主要采用从数据中心系统的机柜区域上方连接到列间空调以及在数据中心机房整体设置架空地板，从架空地板下部连接到列间空调两种方式。然而采用从机柜区域上部铺设管道线路难以保证数据中心的安全，存在一定的水患风险，而从整体架空地板下部铺设管道线路，架空地板难以承担数据中心机房内部大量设备的重量。

发明内容

本申请的目的在于提出一种改进的数据中心冷却系统，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

本申请提供了一种数据中心冷却系统，所述数据中心冷却系统包括机柜系统，控制系统，冷却系统以及用于提供进水通道和回水通道的线路系统，其中，所述机柜系统包括多个机柜组件；所述控制系统位于所述机柜系统的两端或者其中任一端，所述控制系统包控制柜和控制模块，所述控制模块在所述控制柜内部；所述线路系统包括进水管主线路和回水管主线路以及分别连接在所述进水管主线路和回水管主线路的多个进水管支路和回水管支路；所述冷却系统包括多个列间空调，在每一个列间空调的下部开设有分别连接进水支路和出水支路的管道口，所述多个进水管支路和回水管支路的另一端与所述列间空调连接以形成水流通路。

在一些实施例中，所述数据中心冷却系统中的每一个机柜组件包括至少两列机柜，所述机柜组件中的机柜成对出现，所述成对出现的机柜以背面相对的方式设置。

在一些实施例中，在以背面相对设置的所述两列机柜之间设置有壳体，以封闭所述两列机柜之间的空间，所述壳体包括多个垂直支撑构件和水平支撑构件构成的框架结构和水平支撑构件构成的框架结构以及由密封隔板组成的前板和后板，在所述壳体的前板或者后板开设有可开关的门，所述壳体用于将所述壳体的内部的热空气和所述外壳的外部的冷空气进行隔离。

在一些实施例中，在所述机柜的背面设有用于气体移动的风扇。

在一些实施例中，所述机柜系统用于存放服务器设备。

在一些实施例中，，在所述控制柜的顶板和底板分别设有提供所述进水管支路和回水管支路线路通道的入口和出口。

在一些实施例中，在至少两个机柜组件之间设置一个列间空调。

在一些实施例中，所述进水管支路从所述进水管主线路引出后经所述控制柜的顶板延伸到所述控制柜内部，并从所述控制柜的底板引出，经过布置在所述机柜系统的底部的管道层，连接到所述列间空调下部。

在一些实施例中，所述回水管支路从所述列间空调下部引出后经过布置在所述机柜系统底部的管道层，经所述壳体的底板延伸到所述壳体内部，并从所述壳体的顶板引出，连接到所述回水管主线路。

在一些实施例中，所述管道层两侧封闭以防止水流流入所述机柜中。

在一些实施例中，在所述壳体内部的所述进水管支路和所述回水管支路中设置有蝶阀，用于控制支路的水流大小。

在一些实施例中，在所述壳体内部的进水管支路和回水管支路分别设置有传感器，所述传感器包括以下至少一项：温度传感器，压力传感器，流量传感器。

在一些实施例中，在所述壳体内部还包括将所述传感器连接到所述控制模块的线路。

本申请提供的数据中心冷却系统，通过将控制系统放置于机柜系统的两端或者其中一端，实现对该控制系统所在支路的机柜进行有效的控制，提高了控制效率，同时将进水管支路和回水管支路经过控制系统后，从位于机柜系统下方的管道层连接到列间空调的底部，降低了数据中心的水患风险，同时避免采在数据中心冷却系统采用整体架空地板带来的架空地板承重问题，提高数据中心的可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请的数据中心冷却系统的一个实施例的结构图；

图2是根据本申请的数据中心冷却系统的机柜组件中的机柜相对位置示意图；

图3是根据本申请的数据中心冷却系统中的以背面相对的方式设置的两机柜的结构图；

图4是根据本申请的数据中心冷却系统一个透视图；

图5是根据本申请的数据中心冷却系统的又一个透视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了可以应用本申请的数据中心冷却系统的一个实施例的结构图。

如图1所示，数据中心冷却系统可以包括机柜系统1，控制系统2、提供进水通道和回水通道的线路系统3以及冷却系统。其中，上述机柜系统1可以包括多个机柜组件，如图1中的11和12，示出了上述数据中心冷却系统中的两个机柜组件。上述控制系统2可以位于上述机柜系统1的两端，也可以位于上述机柜系统1的任一端，图1示出了控制系统2位于机柜系统1左端的情况；上述控制系统2包括控制柜和控制模块，其中控制模块可以是单独设置的控制器，如，可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)、单片机、工业控制机等；还可以是其他具有输入/输出端口，并具有运算控制功能的电子器件组成的设备，用于控制上述数据中心冷却系统中其他各个系统的调试与运行。上述线路系统3包括进水管主回路31、回水管主回路32以及连接在上述进水管主回路31的进水管支路311、312和连接到上述回水管主回路32的回水管支路321、322，其中上述进水管支路和回水管支路并不仅包含一条，图1示例性的分别示出了两条支路。上述冷却系统4包括多个列间空调，图1示例性的示出了1个列间空调41，上述列间空调41的底部开设有两组相互独立的管道口，其中进水管支路311和回水管支路321连接到列间空调41的一组管道口上，另一组进水管支路312和回水管支路322连接到列间空调41的另一组管道口上，这样，进水管支路和回水管支路将列间空调的水流同主线路的管道连接起来，形成水流通路。上述水管线路中流通的水为冷冻水。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述多个机柜组件中的每一个机柜组件包括至少两列机柜，即可以为两列单独的机柜，也可以为由多个外形规格一致的机柜并排排列所构成的机柜列。当上述机柜组件为两列机柜时，上述两列机柜以背面相对的方式放置；当上述机柜组件为机柜列时，上述机柜列中的机柜成对出现，即上述机柜列中的机柜的个数为2n个，n为大于1的自然数，其中任意两列机柜以背面相对的形式放置。如图2所示，图2示出了机柜组件中的机柜相对位置的示意图，其中，上图1中的机柜组件11包括机柜111、112、113和114，上述机柜111、112、113和114具有相同的结构，其中，机柜111包括正面1111和背面1112，机柜112包括正面1121和背面1122，机柜113包括正面1131和背面1132，机柜114包括正面1141和背面1142。上述机柜111的背面1112与上述机柜112的背面1122以相对的方式设置，上述机柜113的背面1132与上述机柜114的背面1142以相对的方式设置，上述机柜112的正面1121与上述机柜113的正面1131以相对的方式设置。

本领域技术人员可以理解，机柜组件的个数可以为一个，两个，三个等等，具体根据设备布局要求而定；同样，每一机柜组件中机柜的个数可以为2个，4个，6个等等，具体根据设备布局要求而定。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述图2中以背面相对的方式设置的两列机柜111和112之间可以设置有壳体，以封闭两列机柜之间的空间。如图3所示，图3示出了本申请的数据中心冷却系统中的以背面相对的方式设置的两机柜的结构图。图3中的111和112分别为上图2中的两列以背面相对的方式设置的机柜，在机柜111和机柜112之间设置有壳体110，其中，壳体110包括由密封的隔板组成的顶板、底板、前板和后板以及多个垂直支撑构件和水平支撑构件构成的框架结构，上述顶板和底板分别设置于上述框架的上下两端，上述前板和上述后板分别设于框架的前后两端；这里，上述框架通过上述顶板、上述底板、上述前板和上述后板将上述框架的上部、下部、前部和后部封闭。，将机柜111和机柜112之间的空间封闭，上述顶板上开设有天窗。在上述壳体110的前板或者后板上开设有可以开关的门1101，上述壳体上开设的门用于对控制模块进行操作或者在维修、检修的时候，工作人员可进入控制系统内部。上述外壳110可以是由隔热材料制成的封闭的盒体。

在本实施例的一些可选的实现方式中，如图4所示，图4为本数据中心冷却系统的一个透视图，图中111和112分别为图2和图3中一组机柜组件中的两个机柜，在上述机柜111和机柜112的后部分别设有风扇，在上述风扇的作用下，上述机柜111和机柜112产生的热气可以进入图中所示的热通道120中。上述机柜系统可以用于存放服务器设备。在上述热通道内部可以设置有传感器，该传感器可以设置在上述壳体表面，也可以设置在热通道密闭空间内，上述传感器连接到控制系统2的控制模块，上述控制模块可以根据接收到的传感器的数据对上述风扇的开关进行控制。

继续参考图5，图5为本申请的数据中心冷却系统的又一个透视图。如图5所示，图5中2和2′分别为位于两列机柜组件两端的控制系统，控制系统2和2′的结构相同，在控制系统的控制柜的顶板和底板上分别开设有管道口，上述管道口分别用于提供上述进水管支路和回水管支路线路的入口和出口。120为图4中示出的用于封闭两列机柜之间的空间的热通道，进水管支路311和312通过控制系统2和2′的壳体的顶板的管道口延伸到控制系统2和2′的壳体的内部，从控制系统2和2′的壳体的底板的管道口引出。同时，回水管支路321和322从控制系统2和2′的壳体的底板的管道口延伸到控制系统2和2′的壳体的内部，从控制系统2和2′的壳体的顶板的管道口引出。

在本实施例的一些可选的实现方式中，在上述机柜系统1的底部铺设有管道层130，上述管道层130位于上述以背面相对的机柜形成的封闭空间(即热通道120)的底部。上述管道层的两侧封闭以防止水流流入上述机柜中。

在本实施例的一些可选的实现方式中，从上述控制系统2和2′的壳体的底板的进水管的管道口引出的进水管支路通过上述管道层连接到上述列间空调底部，同时从上述列间空调引出的回水管支路通过上述管道层连接到上述控制系统2和2′的壳体的底板的回水管的管道口。上述列间空调可以设置在每两个上述机柜组件之间，也可以设置在三个上述机柜组件之间，具体根据设备布局要求而定。上述列间空调是在不同温度的两种或两种以上流体间实现热量传递的热量交换设备，使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，这里，列间空调垂直地面设置，列间空调的进风和排风与地面平行，通过列间空调实现将由上述机柜111和112所封闭的通道中的热气的温度传递给列间空调，降低了数据中心冷却系统中空气的温度。上述列间空调可以包括相互冗余的两组换热件，上述两组换热件中的每一组换热件中可以包括至少一路具有出口和入口的换热管路，在上述换热管路中流通的是用于换热的冷水。相互冗余的两组换热件的设置保证了数据中心的安全供冷，在其中任意一组换热件或为该换热件供冷的供冷装置出现故障时，可以保障另一组换热件仍能满足换热需求。

在本实施例的一些可选的实现方式中，在上述控制系统2和2的壳体内部的进水管支路311、312和回水管支路321、322上设置有传感器221，上述传感器221包括但不限于：温度传感器，压力传感器，流量传感器。上述温度传感器可以用于测量上述进水管支路311、312和回水管支路321、322中冷水的温度，上述压力传感器用于测量上述进水管支路311、312和回水管支路321、322中水流的压差，从而确定水流的压力；上述流量传感器用于测量上述进水管支路311、312和回水管支路321、322的水流量。上述控制系统2和2′的壳体内部还设有将上述传感器连接到上述控制模块的线路。在上述控制模块中预置有每条水流支路的温度、流量等上限值。以温度传感器为例，温度传感器可以实时采集各个支路中水流的温度数据，并通过上述控制线路传送给控制模块，控制模块可以对上述数据进行分析，当检测到超过预置上限值得数据时，可以针对该支路进行报警；上述控制系统2和2′的壳体内部的进水管支路311、312和回水管支路321、322上分别设置有用于控制水流大小的蝶阀222，上述控制模块可以根据接收到的上述流量传感器的数据控制支路的蝶阀的开度大小控制管道中水流的流量。

本申请的上述实施例提供的数据中心冷却系统通过在两个机柜之间限定出封闭的热通道，在机柜系统下部铺设管道层，使得进水管支路和回水管支路从机柜系统下部连接到列间空调，提高了气体之间的交换效率，降低了数据中心产生水患的概率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (13)

1.一种数据中心冷却系统，其特征在于，包括：机柜系统，控制系统，冷却系统以及用于提供进水通道和回水通道的线路系统，其中，

所述机柜系统包括多个机柜组件；

所述控制系统位于所述机柜系统的两端或者其中任一端，所述控制系统包括控制柜和控制模块，所述控制模块在所述控制柜内部；

所述线路系统包括进水管主线路和回水管主线路以及分别连接在所述进水管主线路和回水管主线路的多个进水管支路和回水管支路；

所述冷却系统包括多个列间空调，在每一个列间空调的底部开设有分别连接进水支路和出水支路的管道口，所述多个进水管支路和回水管支路的另一端与所述列间空调连接以形成水流通路。

2.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其特征在于，每一个机柜组件包括至少两列机柜，所述机柜组件中的机柜成对出现，所述成对出现的机柜以背面相对的方式设置。

3.根据权利要求2所述的数据中心冷却系统，其特征在于，在以背面相对设置的所述两列机柜之间设置有壳体，以封闭所述两列机柜之间的空间形成热通道，所述壳体包括多个垂直支撑构件和水平支撑构件构成的框架结构和水平支撑构件构成的框架结构以及由密封隔板组成的、前板和后板，在所述壳体的前板或者后板开设有可开关的门，所述热通道用于将所述壳体的内部的热空气和所述壳体的外部的冷空气进行隔离。

4.根据权利要求2所述的数据中心冷却系统，其特征在于，在所述机柜的背面设有用于气体移动的风扇。

5.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述机柜系统用于存放服务器设备。

6.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其特征在于，在所述控制柜的顶板和底板分别设有提供所述进水管支路和回水管支路线路通道的入口和出口。

7.根据权利要求1-6之一所述的数据中心冷却系统，其特征在于，在至少两个机柜组件之间设置一个列间空调。

8.根据权利要求7所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述进水管支路从所述进水管主线路引出后经所述控制柜的顶板延伸到所述控制柜内部，并从所述控制柜的底板引出，经过布置在所述热通道的底部的管道层，连接到所述列间空调下部。

9.根据权利要求8所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述回水管支路从所述列间空调下部引出后经过布置在所述热通道底部的管道层，经所述壳体的底板延伸到所述壳体内部，并从所述壳体的顶板引出，连接到所述回水管主线路。

10.根据权利要求9所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述管道层两侧封闭以防止水流流入所述机柜中。

11.根据权利要求6所述的数据中心冷却系统，其特征在于，在所述壳体内部的所述进水管支路和所述回水管支路中设置有蝶阀，用于控制支路的水流大小。

12.根据权利要求11所述的数据中心冷却系统，其特征在于，在所述壳体内部的进水管支路和回水管支路分别设置有传感器，所述传感器包括以下至少一项：温度传感器，压力传感器，流量传感器。

13.根据权利要求12所述的数据中心冷却系统，其特征在于，在所述壳体内部还包括将所述传感器连接到所述控制模块的线路。