CN107228442A - 一种具有双制冷系统的集装箱数据中心 - Google Patents

一种具有双制冷系统的集装箱数据中心 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，用于解决对集装箱数据中心降温的技术问题，并达到节能的技术效果。一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，包括机械制冷系统、热管制冷系统、集装箱装置和控制系统；所述的集装箱装置包括热通道和冷通道，热通道和冷通道通过冷热隔离机构隔离。本发明采用的技术方案的有益效果是：在对服务器降温的同时，极大的节约了能源。

Description

一种具有双制冷系统的集装箱数据中心
技术领域
本发明涉及数据中心降温装置技术领域，具体地说是一种具有双制冷系统的集装箱数据中心。
背景技术
随着电子信息行业的飞速发展，数据中心的发展也进入到一个新的阶段。集装箱数据中心是一个可作为数据中心构建的标准模块，将计算，存储，网络资源等IT设施都设计到一个集装箱中。目前数据中心在加强基础管理的同时，为维持恒定的室内温度需要全年为之降温，由此带来的巨额的耗电量及电费。据统计,在数据中心机房中制冷空调设备的耗能约占总体耗能的40％。
我国华北、西北及东北等地区，室外气温低于0℃的天数占全年的百分比相当可观，为适应数据中心绿色节能的趋势，如果能利用自然冷源减少数据机房的能耗必将开辟一个全新的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，用于解决对集装箱数据中心降温的技术问题，并达到节能的技术效果。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，包括机械制冷系统、热管制冷系统、集装箱装置和控制系统；所述的集装箱装置包括热通道和冷通道，热通道和冷通道通过冷热隔离机构隔离；所述的机械制冷系统包括第一蒸发器，所述的热管制冷系统包括第二蒸发器，所述的第一蒸发器和第二蒸发器分别安装在所述的冷通道内；所述的控制系统包括第一温度感应器、第二温度感应器和控制器，第一温度感应器安装在所述集装箱装置的外部，第二温度感应器安装在所述的冷通道内。
本发明还可采用以下的技术方案。
进一步的，所述的集装箱装置内设有多个服务器机柜、机械制冷柜和热管制冷柜，所述的机械制冷柜和热管制冷柜分别设置在所述的服务器机柜之间。
进一步的，所述的第一蒸发器和第二蒸发器均设有多个，第一蒸发器分别安装在所述的机械制冷柜和热管制冷柜内，第二蒸发器也分别安装在所述的机械制冷柜和热管制冷柜内；所述的第一蒸发器通过管路并联连接，所述的第二蒸发器通过管路并联连接。
进一步的，所述的第二蒸发器安装在所述第一蒸发器的下方。
进一步的，所述机械制冷柜内分别安装有第一横向变频风机和第一竖向变频风机，第一横向变频风机和第一竖向变频风机分别与所述的控制系统电连接；所述第一竖向变频风机位于所述第一横向变频风机的下方。
进一步的，所述机械制冷柜内的上部和下部分别安装所述的第一横向变频风机，两个第一横向变频风机的安装方向相反。
进一步的，所述的冷热隔离机构包括绝缘板和隔热板，所述的绝缘板分别位于所述的隔热板两侧。
进一步的，所述服务器机柜、机械制冷柜和热管制冷柜的上端平齐。
本发明采用的技术方案的有益效果是：
(1)当室外温度低于集装箱装置的冷通道内部温度时，可利用热管制冷系统对服务器机柜内的发热装置进行降温处理，极大的节约了能源；当室外温度低于集装箱装置的冷通道内部温度时，控制系统可结合情况启动机械制冷系统联合降温，保证对服务器机柜内的发热装置可靠降温。
(2)第一横向变频风机和第一竖向变频风机，可以分别在横向方向和纵向方向上吹动冷风空气，实现了对服务器机柜的上部和下部的整体降温。
(3)冷热隔离机构将外壳的内部空间分割成了热通道和冷通道，服务器机柜内设备需要散热部件端均位于冷通道内，另外不需要散热的部件端位于热通道内，精确降温，提高对机械制冷系统和热管制冷系统的利用效率。
附图说明
图1为本发明技术方案的纵向剖视示意图；
图2为本发明技术方案的横向剖视示意图；
图中：1.外壳；2.服务器机柜；3.机械制冷柜；4.热管制冷柜；5.冷热隔离机构；6.密封门；7.热通道；8.冷通道；9.第一变频压缩机；10.第一冷凝器；11.第一蒸发器；12.第一横向变频风机；13.第一竖向变频风机；14.第二冷凝器；15.第二蒸发器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。
一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，包括机械制冷系统、热管制冷系统、集装箱装置和控制系统。所述机械制冷系统和热管制冷系统分别安装在集装箱装置上，分别用于对集装箱内的服务器降温；控制系统用于对各装置部件进行控制调节，以实现智能化工作。
如图1和图2所示，所述的集装箱装置，用于安装各设备部件，包括外壳1、服务器机柜2、机械制冷柜3、热管制冷柜4、冷热隔离机构5和密封门6。所述的服务器机柜2安装在外壳1内的中部纵向区域，将外壳1的内部空间分割成热通道7和冷通道8，服务器机柜2内需要散热的部件端均位于冷通道8内，另外不需要散热的部件端位于热通道7内，所述的冷热隔离机构5用于将所述的热通道7和冷通道8隔离，以提高对机械制冷系统和热管制冷系统的利用效率。所述热通道7和冷通道8均设有密封门6，所述密封门6采用风雨密封门6，既能阻隔风雨，又方便检修工作。所述的冷热隔离机构5位于热通道7和冷通道8之间，所述冷热隔离机构5包括绝缘板和隔热板，所述的绝缘板分别位于所述的隔热板两侧。所述的服务器机柜2设有6个，两两并列组成一对，相邻的每对服务器机柜2之间以及与外壳1之间均留有安置空间区域；所述的机械制冷柜3设有两个，分别安装在两端安置空间区域内，所述的热管制冷柜4安装在中间安置空间区域内，这样的安装格局为了更好的利用所述的热管制冷系统。所述机械制冷柜3、热管制冷柜4和服务器机柜2的上端平齐，机械制冷柜3、热管制冷柜4均位于冷通道8内。
所述的机械制冷系统设置两套，两套机械制冷系统形成冗余配置；每套所述的机械制冷系统均包括第一变频压缩机9、第一冷凝器10、第一膨胀阀、第一蒸发器11、第一横向变频风机12和第一竖向变频风机13，所述的第一蒸发器11设有多个，通过管路并联连接；所述的第一变频压缩机9、第一冷凝器10、第一膨胀阀和第一蒸发器11依此通过管路首尾连接，所述的第一变频压缩机9、第一冷凝器10和第一膨胀阀均安装在所述外壳1顶部外侧，所述第一蒸发器11分别安装在所述机械制冷柜3和热管制冷柜4内，用于带走服务器机柜2内发热端的热量。所述的第一横向变频风机12分别横向安装在所述的机械制冷柜3内的上部和下部，上、下两个第一横向变频风机12的安装方向相反，用于在横向方向上将机械制冷柜3内的冷风吹至服务器机柜2内；所述的第一竖向变频风机13竖向安装在所述机械制冷柜3的底端，将机械制冷柜3底端的冷风向上吹浮，以实现对服务器机柜2的上部和下部的整体降温。所述的第一变频压缩机9、第一横向变频风机12和第一竖向变频风机13均与所述的控制系统电连接，根据具体情况变频工作。
在冬季，当室外温度低于集装箱装置内部温度时，可采用所述热管制冷系统对服务器机柜2内的发热装置进行降温处理，以节约能源；所述热管制冷系统设有一套，包括第二冷凝器14和第二蒸发器15；第二蒸发器15设有多个，通过管路并联连接。所述的第二蒸发器15分别安装在所述的机械制冷柜3和热管制冷柜4内，且第二蒸发器15安装在所述第一蒸发器11的下方，以实现最佳节能制冷效果；所述的第二冷凝器14安装在所述外壳1顶部外侧，第二冷凝器14与所述的第二蒸发器15通过管路连接。
所述的控制系统包括第一温度感应器、第二温度感应器和控制器，所述的第一温度感应器安装在所述外壳1的外部，用于检测集装箱装置外部的温度；所述的第二温度感应器安装在所述的冷通道8内，用于检测冷通道8内的温度。所述的控制器通过控制箱安装在外壳1上，控制器采用PLC。控制器的信号输入端分别与所述的第一温度感应器和第二温度感应器电连接；控制器的信号输出端分别与所述的第一变频压缩机9、第一横向变频风机12和第一竖向变频风机13电连接。
本发明的工作原理为：当第一温度感应器检测到集装箱装置外部的温度低于集装箱装置的冷通道8内部一定值，且第二温度感应器检测到冷通道8内部温度在一定温度范围内(如45°以下)时，控制器控制关闭机械制冷系统，只依靠所述热管制冷系统进行降温；当第一温度感应器检测到集装箱装置外部的温度低于集装箱装置的冷通道8内部一定值，且第二温度感应器检测到冷通道8内部温度达到另一定温度范围内(如46°-49°)时，可开启其中一套机械制冷系统进行降温，并根据第二温度感应器检测到的实时温度进行变频工作；当第二温度感应器检测到冷通道8内部温度达到一定值(如50°)时，可开启全部的两套机械制冷系统进行降温，并根据第二温度感应器检测到的实时温度进行变频工作。
本发明的优点在于：当室外温度低于集装箱装置的冷通道内部温度时，可利用热管制冷系统对服务器机柜内的发热装置进行降温处理，极大的节约了能源；当室外温度低于集装箱装置的冷通道内部温度时，控制系统可结合情况启动机械制冷系统联合降温，保证对服务器机柜内的发热装置可靠降温。
第一横向变频风机和第一竖向变频风机，可以分别在横向方向和纵向方向上吹动冷风空气，实现了对服务器机柜的上部和下部的整体降温。
冷热隔离机构将外壳的内部空间分割成了热通道和冷通道，服务器机柜内设备需要散热部件端均位于冷通道内，另外不需要散热的部件端位于热通道内，精确降温，提高对机械制冷系统和热管制冷系统的利用效率。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，其特征是，包括机械制冷系统、热管制冷系统、集装箱装置和控制系统；所述的集装箱装置包括热通道和冷通道，热通道和冷通道通过冷热隔离机构隔离；所述的机械制冷系统包括第一蒸发器，所述的热管制冷系统包括第二蒸发器，所述的第一蒸发器和第二蒸发器分别安装在所述的冷通道内；所述的控制系统包括第一温度感应器、第二温度感应器和控制器，第一温度感应器安装在所述集装箱装置的外部，第二温度感应器安装在所述的冷通道内。
2.根据权利要求1所述的一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，其特征是，所述的集装箱装置内设有多个服务器机柜、机械制冷柜和热管制冷柜，所述的机械制冷柜和热管制冷柜分别设置在所述的服务器机柜之间。
3.根据权利要求2所述的一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，其特征是，所述的第一蒸发器和第二蒸发器均设有多个，第一蒸发器分别安装在所述的机械制冷柜和热管制冷柜内，第二蒸发器也分别安装在所述的机械制冷柜和热管制冷柜内；所述的第一蒸发器通过管路并联连接，所述的第二蒸发器通过管路并联连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，其特征是，所述的第二蒸发器安装在所述第一蒸发器的下方。
5.根据权利要求3所述的一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，其特征是，所述机械制冷柜内分别安装有第一横向变频风机和第一竖向变频风机，第一横向变频风机和第一竖向变频风机分别与所述的控制系统电连接；所述第一竖向变频风机位于所述第一横向变频风机的下方。
6.根据权利要求5所述的一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，其特征是，所述机械制冷柜内的上部和下部分别安装所述的第一横向变频风机，两个第一横向变频风机的安装方向相反。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，其特征是，所述的冷热隔离机构包括绝缘板和隔热板，所述的绝缘板分别位于所述的隔热板两侧。
8.根据权利要求2所述的一种具有双制冷系统的集装箱数据中心，其特征是，所述服务器机柜、机械制冷柜和热管制冷柜的上端平齐。
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