CN107643010B - 一种模块化冷源设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化冷源设备，所述模块化冷源设备包括框架，集成在所述框架内的冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器和冷冻水泵，集成在所述框架内的配电柜和/或控制柜，以及位于所述框架外侧的接口单元；其中，所述冷却水泵与所述冷却塔、所述板式换热器、所述冷水机组相连接，所述冷冻水泵与所述板式换热器、所述冷水机组相连接；其中，所述模块化冷源设备通过所述接口单元与其他设备相连接。根据本发明的模块化冷源设备，由于将模块化冷源设备作为一个整体进行交付，能够实现与现场条件的完美匹配，有效避免设备尺寸和安装空间不匹配或者设计容量和实际安装容量不匹配等安装问题，进而能够保证实施速度。

Description

一种模块化冷源设备

技术领域

本发明涉及数据中心的制冷技术领域，尤其涉及一种模块化冷源设备。

背景技术

随着对数据中心的需求变得越来越大，数据中心的建设速度要求越来越高，对数据中心的建设质量要求也越来越高。在数据中心建设过程中，冷源系统中冷水机组、板式换热器、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵及相关管路的施工安装是主要工作。现有技术中，数据中心的冷冻水冷源系统的建设和实施方案通常如下：1)实施方根据设计要求分别对冷水机组、板换、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵及相关管路采购；2)实施方根据设计要求在现场进行设备基础、管道吊架施工；3)实施方在冷冻机房、屋面分别安装冷水机组、板换、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵；4)实施方在设备安装后用管道、阀门等配件将相关设备连接；5)实施方将设备连接后进行刷漆、保温等工作。

基于上述现有技术的建设和实施方案，由于需要分别对冷水机组、板换、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵进行采购、安装、连接等工作，也即各自为战，这需要花费大量的时间，且极易产生互相之间不匹配的问题，从而严重影响了建设进度和建设质量。在以往的数据中心建设过程中经常出现因为建设进度和建设质量影响数据中心如期交付的问题，例如，冷源系统设备尺寸和安装空间不匹配，包括设备尺寸与设备基础不匹配、设备之间的安装方式和安装空间不匹配等，又例如，冷源系统的设计容量和实际安装容量不匹配，包括系统实施后水泵的流量和扬程与设计容量不符、板式换热器的换热能力与设计容量不符等。

并且，现有技术中，当数据中心的散热需求发生变化，且现有部署不能满足散热需求的变化时，必须对现有部署进行更改，通常需要拆除现有部署的全部或部分，并重新执行上述建设和实施方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种模块化冷源设备。

根据本发明的一个方面，所述模块化冷源设备包括框架，集成在所述框架内的冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器和冷冻水泵，集成在所述框架内的配电柜和/或控制柜，以及位于所述框架外侧的接口单元；其中，所述冷却水泵与所述冷却塔、所述板式换热器、所述冷水机组相连接，所述冷冻水泵与所述板式换热器、所述冷水机组相连接；其中，所述模块化冷源设备通过所述接口单元与其他设备相连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在安装及实际工作过程中，均无需分别对模块化冷源设备内部所集成的冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器、冷冻水泵等单元进行单独考量，而是将模块化冷源设备作为一个整体，以流量和扬程作为模块化冷源设备进/出口的唯一度量，能够避免各自为战，保证系统需求；并且，由于将模块化冷源设备作为一个整体进行交付，能够实现与现场条件的完美匹配，有效避免设备尺寸和安装空间不匹配或者设计容量和实际安装容量不匹配等安装问题，进而能够保证实施速度；可以很方便地在原有部署的基础上通过调整模块化冷冻水冷源系统的数量来适应需求的变化。

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，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一个优选实施例的模块化冷源设备的结构示意图；

图2为本发明一个示例的模块化冷源设备中冷水机组的布置图；

图3为本发明一个示例的模块化冷源设备中冷却塔的布置图；

图4为本发明一个示例的模块化冷源设备的侧视图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

本发明提供了一种模块化冷源设备，其中，所述模块化冷源设备包括框架，集成在所述框架内的冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器和冷冻水泵，集成在所述框架内的配电柜和/或控制柜，以及位于所述框架外侧的接口单元。其中，所述冷却水泵与所述冷却塔、所述板式换热器、所述冷水机组相连接，所述冷冻水泵与所述板式换热器、所述冷水机组相连接。其中，所述模块化冷源设备通过所述接口单元与其他设备相连接。

优选地，所述接口单元被唯一的用于与其他设备相连接。优选地，统筹考虑模块化冷源设备外的冷冻水、补水、供电、监控/通讯系统，按照快速连接和快速部署理念设计，接口单元包括唯一的冷冻水接口、补水接口、供电接口、监控/通讯接口。优选地，所述模块化冷源设备也可通过无线连接方式与其他设备之间进行信息交互，如多个模块化冷源设备之间可采用无线连接，并基于该无线连接来传递信息，而无需设计物理的监控/通讯接口。

其中，所述模块化冷源设备进出口的唯一度量为所述模块化冷源设备的流量和扬程。本发明的模块化冷源设备作为一个整体被考虑，以数据中心对流量和扬程的设计要求作为模块化冷源设备的流量和扬程的唯一量化指标，并以此指标作为模块化冷源设备进/出口的唯一度量。因此，所述模块化冷源设备作为一个整体被交付，且所述模块化冷源设备具有对应的流量范围和扬程范围，在所述模块化冷源设备的安装及工作过程中，完全无需考虑其内部的各个单元(如冷却塔、冷水机组等)，仅需考虑所述模块化冷源设备的流量和扬程。

其中，可基于所述框架的尺寸，确定所述冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器和冷冻水泵的部署位置和/或尺寸。

作为一种优选方案，所述冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器和冷冻水泵的接口方向为水平方向(如各个单元的接口方向均在其左侧或右侧)，以便于管线布置，且能够节省空间。

作为一种优选方案，所述模块化冷源设备还包括集成在所述框架内的蓄冷罐，所述蓄冷罐与所述冷冻水泵相连接。

需要说明的是，所述模块化冷源设备可独立工作来提供冷源，也可与其他模块化冷源设备组合在一起(如集中放置或相互连接)来提供冷源。以下将详细描述模块化冷源设备的不同工作模式：

1)所述模块化冷源设备处于独立工作模式，所述模块化冷源设备中的控制柜根据来自其接口单元的需求信息，控制所述模块化冷源设备的流量和扬程。

其中，所述需求信息用于指示需要该模块化冷源设备完成的散热需求。

其中，可将多个模块化冷源设备集中放置，每个模块化冷源设备均处于独立工作模式。其中，可基于实际应用场景来确定该多个模块化冷源设备的具体放置方式。

2)所述模块化冷源设备与至少一个其他模块化冷源设备相连接，所述模块化冷源设备处于主控工作模式，所述模块化冷源设备执行以下操作：

对于所述至少一个其他模块化冷源设备中的每个其他模块化冷源设备，所述模块化冷源设备中的控制柜根据来自其接口单元的总需求信息，确定针对该其他模块化冷源设备的分配信息，并将所述分配信息发送至该其他模块化冷源设备。

其中，所述总需求信息用于指示总的散热需求。

其中，针对一个其他模块化冷源设备的分配信息用于指示分配给该其他模块化冷源设备的散热需求。

3)所述模块化冷源设备与至少一个其他模块化冷源设备相连接，所述模块化冷源设备处于被控工作模式，所述模块化冷源设备执行以下操作：

所述模块化冷源设备的接口单元接收来自处于主控工作模式的其他模块化冷源设备的分配信息；

所述模块化冷源设备中的控制柜根据所述分配信息，控制所述模块化冷源设备的流量和扬程。

需要说明的是，无论模块化冷源设备处于上述哪一种工作模式，均无需在模块化冷源设备之外额外布置任何控制设备。

需要说明的是，模块化冷源设备的框架内集成的各个单元可进一步被划分为多个子模块，并对该多个子模块进行组合和拼装，例如，将冷水机组作为一个子模块，将板式换热器、冷冻水泵和冷却水泵作为一个子模块，将冷却塔作为一个子模块，将蓄冷罐作为一个子模块。优选地，各个子模块的尺寸按照标准海运集装箱最大货运能力来确定。

需要说明的是，当数据中心的散热需求发生变化时，可以很方便地在原有部署的基础上通过调整模块化冷源设备的数量来适应散热需求的变化，如当数据中心的散热需求发生较大增长时，无需更改现有部署，仅需增加模块化冷源设备的数量，便能很容易地适应增长后的散热需求。

根据本发明的模块化冷源设备，在安装及实际工作过程中，均无需分别对模块化冷源设备内部所集成的冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器、冷冻水泵等单元进行单独考量，而是将模块化冷源设备作为一个整体，以流量和扬程作为模块化冷源设备进/出口的唯一度量，能够避免各自为战，保证系统需求；并且，由于将模块化冷源设备作为一个整体进行交付，能够实现与现场条件的完美匹配，有效避免设备尺寸和安装空间不匹配或者设计容量和实际安装容量不匹配等安装问题，进而能够保证实施速度；可以很方便地在原有部署的基础上通过调整模块化冷冻水冷源系统的数量来适应需求的变化。

以下结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明一个优选实施例的模块化冷源设备的结构示意图。该模块化冷源设备包括框架(如图1中虚线所示)，集成在框架内的冷水机组1、冷冻水泵2、冷却水泵3、板式换热器4、冷却塔5、蓄冷罐6、配电柜和控制柜7，以及位于框架外侧的接口单元，该接口单元包括唯一的冷冻水接口9、补水接口10、供电接口11、监控/通讯接口12。需要说明的是，图1中将配电柜和控制柜集成在了一起，本领域技术人员应能理解，配电柜和控制柜也可为两个独立的单元。

图2为本发明一个示例的模块化冷源设备中冷水机组的布置图，其中示出了框架8中的两个子框架，一个子框架用于布置冷水机组1，另一个框架用于布置冷冻水泵2、冷却水泵3、板式换热器4、配电柜和控制柜7。

图3为本发明一个示例的模块化冷源设备中冷却塔的布置图，其中示出了框架中的两个子框架，一个子框架用于布置冷却塔5，另一个子框架用于布置蓄冷罐6。

图4为本发明一个示例的模块化冷源设备的侧视图。其中，框架被划分为4个子框架，左上方的子框架用于布置冷却塔5，右上方的子框架用于布置蓄冷罐6，左下方的子框架用于布置冷水机组1，右下方的子框架用于布置冷冻水泵2、冷却水泵3、板式换热器4。

需要说明的是，图2、图3、图4的布置方式能够便于管线布置，且能够最大限度地节省空间。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (7)

1.一种模块化冷源设备，其中，所述模块化冷源设备包括框架，集成在所述框架内的冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器和冷冻水泵，集成在所述框架内的配电柜和/或控制柜，以及位于所述框架外侧的接口单元；其中，所述冷却水泵与所述冷却塔、所述板式换热器、所述冷水机组相连接，所述冷冻水泵与所述板式换热器、所述冷水机组相连接；其中，所述模块化冷源设备通过所述接口单元与其他设备相连接；

其中，当所述模块化冷源设备与至少一个其他模块化冷源设备相连接时，所述模块化冷源设备中的控制器用于控制所述模块化冷源设备的流量和扬程和/或所述至少一个其他模块化冷源设备的流量和扬程，而无需在所述模块化冷源设备和所述至少一个其他模块化冷源设备之外额外布置任何控制设备。

2.根据权利要求1所述的模块化冷源设备，所述模块化冷源设备进出口的唯一度量为所述模块化冷源设备的流量和扬程。

3.根据权利要求1所述的模块化冷源设备，其中，所述模块化冷源设备处于独立工作模式，所述模块化冷源设备中的控制柜根据来自其接口单元的需求信息，控制所述模块化冷源设备的流量和扬程。

4.根据权利要求1所述的模块化冷源设备，其中，所述模块化冷源设备与至少一个其他模块化冷源设备相连接，所述模块化冷源设备处于主控工作模式，所述模块化冷源设备执行以下操作：

对于所述至少一个其他模块化冷源设备中的每个其他模块化冷源设备，所述模块化冷源设备中的控制柜根据来自其接口单元的总需求信息，确定针对该其他模块化冷源设备的分配信息，并将所述分配信息发送至该其他模块化冷源设备。

5.根据权利要求1所述的模块化冷源设备，其中，所述模块化冷源设备与至少一个其他模块化冷源设备相连接，所述模块化冷源设备处于被控工作模式，所述模块化冷源设备执行以下操作：

所述模块化冷源设备的接口单元接收来自处于主控工作模式的其他模块化冷源设备的分配信息；

所述模块化冷源设备中的控制柜根据所述分配信息，控制所述模块化冷源设备的流量和扬程。

6.根据权利要求1所述的模块化冷源设备，其中，所述冷水机组、冷却塔、冷却水泵、板式换热器和冷冻水泵的接口方向为水平方向。

7.根据权利要求1所述的模块化冷源设备，其中，所述模块化冷源设备还包括集成在所述框架内的蓄冷罐，所述蓄冷罐与所述冷冻水泵相连接。