CN108174588B - 一种数据中心下送风列间空调及冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据中心下送风列间空调，包含空调外壳、表冷器、EC风机、底部送风模块、排水通道。通过将列间空调设置成下送风列间空调、地板设置为通风地板、底部送风通道内设置孔板、导风孔板、排水通道，单个列间空调送出的冷风风机效率高、风量大、需要风机数量少、无漏水风险、空调外壳内留给表冷器的空间大、列间空调可设计的制冷量大。

Description

一种数据中心下送风列间空调及冷却系统

技术领域

本发明涉及数据中心冷却系统领域，特别是涉及一种数据中心下送风列间空调及冷却系统。

背景技术

目前常规的含列间空调的数据中心冷却系统中，一般列间空调采用前门送冷风，后门回热风的方式进行冷热风循环，这种情况下，为了保持送风效果，一般要配置多台风机，这种送风方式效率低，风机能耗高，且会在冷风湿度大而凝露时将含有露水的冷空气直接送入冷通道中。在列间空调出现其他漏水情况时，漏水也随冷风流出列间空调会给数据中心带来危害。

发明内容

本发明针对现有技术中单个列间空调风机数量多、送风效率低、有漏水风险的技术问题，提出了一种含有下送风列间空调的数据中心冷却系统。

本发明实施例的技术方案如下：

一种数据中心下送风列间空调：

包含空调外壳、表冷器、EC风机、底部送风模块；

所述底部送风模块由支架、底部送风通道、孔板、通风地板、封闭板、导风孔板以及设置在所述孔板和所述导风孔板下面的排水通道组成；

所述表冷器设置在所述空调外壳内部；

所述EC风机设置在所述表冷器的正下方且位于所述底部送风模块内部；

所述底部送风模块往空调外壳两边延伸用于在其上方放置机柜。

一种数据中心下送风列间空调冷却系统：

包含若干下送风列间空调、若干个机柜、冷通道、热通道，所述列间空调和机柜按照一字形排列的方式排成一排构成机柜群组，所述机柜群组分布在数据中心中；

所述列间空调包含空调外壳、表冷器、EC风机、底部送风模块；

所述底部送风模块由支架、底部送风通道、孔板、通风地板、封闭板以及设置在所述孔板和所述导风孔板下面的排水通道组成；

所述表冷器设置所述空调外壳内；

所述EC风机设置在所述空调外壳正下方且位于所述底部送风模块内部；

所述机柜和所述空调外壳设置在所述底部送风模块的所述支架上方。

所述冷通道由所述机柜群组的机柜前网孔门和设置在所述机柜群组顶部上方的玻璃窗构成；所述机柜的前网孔门连通所述的冷通道；

从所述机柜排出的热风进入所述热通道，被数据中心所述下送风列间空调吸入到所述空调外壳内，所述热风经过所述表冷器冷却变成冷风，所述冷风向下进入所述EC风机，所述冷风被EC风机通过所述底部送风通道送出，通过所述通风地板，进入所述冷通道。

本发明实施例通过将在现有数据中心冷却系统的前门送风列间空调改为下送风列间空调，并在底部送风通道内设置孔板、导风孔板、排水通道，将地板设置为通风地板，使得机柜能够从机柜底部的通风地板中获得自下而上的冷风，且该冷风能沿着导风孔板向上快速流出， 送风效率高，风量大，单个列间空调只需要配置一台风机，列间空调成本低，同时在漏水发生时，水能够沿着排水通道流出，无漏水风险，且空调外壳内留给表冷器的空间大，列间空调可设计的制冷量大。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图

图2为底部送风模板的局部示意图

图3为图1中列间空调部分气体换热示意图

图4为本发明第二实施例的换热示意图

图5为本发明第三实施例和第四实例的布局示意图

图6为本发明第五实施例的布局示意图

图7为图6中底部送风模块的示意图

附图中各标号的含义为：

10-下送风列间空调，11-空调外壳，12-表冷器，13-EC风机，14-底部送风模块，15-排水通道，16-支架，17-底部送风通道，18-孔板，19-通风地板，20-封闭板，21-导风孔板，22-左机柜群组，23-右机柜群组，24-机柜， 30-天窗，40-通道门，50-数据中心底面，51-地板，61-冷空气，62-热空气。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

第一实施例：

如图1和图2所示，一种数据中心下送风列间空调10，包含空调外壳11、表冷器12、EC风机13、底部送风模块14、排水通道15。其中底部送风模块由支架16、底部送风通道17、孔板18、通风地板19、封闭板20、导风孔板21以及设置在孔板18下面的排水通道15组成。图1中，排水通道15为虚线部分，其分布在孔板18的下方，具体地如图2所示。EC风机13为大叶轮风机，设置空调外壳11的下方的支架16内。在本实施例中，通过将EC风机设置在列间空调外壳下方，实现空调下送风，风机送风效率高。且EC风机设置在列间空调外壳下方，不占用外壳内部的空间，留给表冷器的空间大，列间空调可设计的制冷量大。

本实施例中，列间空调10为末端空调，空调中不含有压缩机。优选地，该下送风列间空调为水冷空调，此时需要在室外配备冷水机组或冷却塔来制备供冷的冷水。列间空调10里的表冷器12可以为板式热交换器、管式热交换器、翅片管式热交换器等。

优选地，导风孔板21为横截面为弧形的导风孔板，用于引导来自列间空调下送风离心风机送来的冷风进入到通风地板上面。导风孔板21上分布有若干密集的网孔，用于将冷风中的漏水排出到排水通道中。由于导风孔板为弧形，冷风沿导风孔板的表面流动过程中阻力小、重力在导风孔板表面的分量小，总体风阻小，冷风能够快速流出到通风地板上面，送风效率高。

工作原理：如图3所示，工作时，热通道里的热风62被列间空调吸入，通过列间空调10的表冷器12变为冷风61，被下送风风机13吸下来，进入底部送风模块14中，冷风61经过孔板18、导风孔板21，穿过通风地板19，进入到冷通道中。孔板18对其上方的冷空气有一定的阻滞冷凝作用，在湿度较大时，会有露水凝结而出，凝结的露水沿着孔板18下方的排水通道15流出到数据中心之外。在列间空调产生的冷空气湿度过大而结露时，露水分子比正常的空气分子重，露水分子会大部分留着底部送风模块14中，并在孔板18上进行结露冷凝，露水分子很难到达机柜内，不会对机柜内的电子设备带来安全隐患。在其他漏水情况下，漏水进一步地随着冷风沿着导风孔板向上流动，也会被导风孔板上的网孔冷凝下来流出到排水通道中，漏水风险低。

现有一般列间空调那样将在列间空调的前门或后门位置设置若干个小型风机，通过小型风机将来自列间空调的冷风向列间空调两边吹出送入冷通道。现有技术，风机数量多，送风效率低，耗电量大，且在空调中空气湿度过大而结露的时候，将冷风直接送入冷通道，导致机柜内的电子设备出现故障。

本实施例，通过将EC风机设置在列间空调外壳下方，并含有带导风孔板、孔板、排水通道的下送风模块，下送风模块有预防漏水和对冷风的导向作用，送风效率高、风量大、单个列间空调需要风机数量少，列间空调成本低，且空调外壳内留给表冷器的空间大，列间空调可设计的制冷量大。

第二实施例：

第二实施例与第一实施例的不同之处在于，表冷器12为纵向翅片管换热器，且表冷器内的冷水和空气流向呈逆流模式，如图4所示。这种情况下，纵向翅片管换热器占据了空调外壳的大部分空间，换热器中气体与换热器的的接触面积大且行程长，且气体流向和液体流向呈逆流模式，表冷器12的换热效率比一般表冷器效率高，列间空调的制冷效率高。

第三实施例：

如图5、图1、图2所示，一种数据中心下送风列间空调冷却系统，包含若干下送风列间空调10、若干个机柜24、冷通道、热通道，所述列间空调10和机柜24按照一字形排列的方式排成一排构成机柜群组，所述机柜群组分布在数据中心中。下送风列间空调10包含空调外壳11、表冷器12、EC风机13、底部送风模块14、排水通道15。底部送风模块14由支架16、底部送风通道17、孔板18、通风地板19、封闭板20以及设置在孔板18下面的排水通道15组成。EC风机13设置在底部送风模块14内部。机柜24和列间空调10的外壳设置在所述底部送风模块的所述支架上面。冷通道由机柜群组的机柜前网孔门和设置在机柜群组顶部上方的玻璃窗构成，机柜的前网孔门连通的冷通道。热通道为开放的通道或密封的通道，其连通机柜的后网孔门，用于将来自机柜的热空气传送至列间空调中。工作时，从机柜排出的热风62进入热通道，被数据中心下送风列间空调10吸入到空调外壳11内，热风62经过表冷器12冷却变成冷风61，冷风61向下进入EC风机13，冷风61被EC风机13通过底部送风通道17送出，沿着导风孔板21，通过通风地板19，进入机柜的前网孔门，对机柜内的电子设备进行制冷。

优选地列间空调的每个侧边至少有一台机柜，即不出现2台列间空调相邻或列间空调靠墙设置。这样排列方式下，列间空调均匀地分布在机柜中，列间空调和机柜之间热量流通的冷通道和热通道行程短，制冷效率高。

实施例三通过将实施例一或实施例二中的下送风列间空调和机柜成排排列分布于数据中心中，并相应地设置冷通道和热通道，构成了数据中心下送风列间空调冷却系统，该系统通过设置EC风机进行下送风，将EC风机设置在列间空调外壳下方，并含有带导风孔板、孔板、排水通道的下送风模块，使得冷却系统的送风效率提高降低了送风能耗，下送风模块还有预防结露和对冷风的导向作用，提高了冷却系统的送风安全和送风效率。

第四实施例：

第四实施例为第三实施例的一种特殊情况：其冷通道封闭，热通道不封闭；相邻的两排机柜群组中的机柜面对面设置；冷通道用封闭板封闭形成冷风封闭通道。热通道为数据中心中除了冷通道之外的其他空间。具体的布置方式参考图5，机柜24面对面设置，冷通道由机柜前网孔门、天窗30、通道门40封闭形成，热通道为数据中心中除冷通道、机柜、列间空调之外的其他地面空间组成，热风通过机柜后门的网孔门排出到热通道中，被列间空调10从热通道中吸入。

通过封闭冷通道，经过列间空调的热风变换成冷风后，能够集中快速地送达至相应的机柜给机柜内的电子设备制冷，对机柜内的电子设备制冷效率高。

第五实施例：

如图6所示，第五实施例的冷却系统，热通道封闭，冷通道不封闭，且相邻的两排所述机柜群组中的机柜背对背设置，热通道设置在机柜群组上方，背对背设置的两排机柜群组上方的热通道相连通，背对背设置的两排机柜群组中的任一排机柜群组内部的机柜上方的热通道相连通，热通道由封闭板包围连接形成。这里包围热通道的封闭板优选地采用保温型的封闭板，使得热量大部分集中在热通道内，不会将热量传递到整个数据中心中，对数据中心进行加热。

如图6所示，机柜群组在通道门40所在的通道内背对背设置，热风被机柜群组顶部的热通道集中，送入到列间空调的顶部，被列间空调吸入到其机壳内。冷通道为相邻的前网孔门构成的通道。

第五实施例的底部送风模块14如图7所示。该底部送风模块14导风孔板21和通风地板19的设置在靠近机柜前网孔门的第二机柜门62。

该实施例的冷却系统制冷原理如图4所示，来自顶部封闭通道27的热风被列间空调10吸入下来，进入到表冷器12中进行换热制冷变成冷风，该冷风被下送风的EC风机13送出底部送风模块14，经过孔板18和导风孔板21，流出通风地板19，进入到冷通道中，从机柜的前网孔门进入到机柜中，对机柜内的电子设备进行制冷。

优选地，本实施例中的表冷器12采用第二实施例中的纵向翅片管，表冷器内的冷水和空气流向呈逆流模式。这种情况下，表冷器的换热效率高，列间空调的制冷量大，冷却系统的制冷效率高。

本实施例与第三实施例、第四实施例相比，其特征在于，机柜背对背设置，热通道封闭，冷通道不封闭，且热通道由保温板连接而成。这样有机柜产生的热量被集中到热通道里，统一送到列间空调中，对热风的制冷效率高。另外，冷风除了通过底部送风通道进入到冷通道中对机柜内的电子设备进行制冷，其余的冷风会继续扩散弥漫整个数据中心空间，使得数据中心整体更容易保持在一个较低的温度。最后，本实施例中，通道门40所在的通道里的空气没有直接流通冷空气和热空气时，没有空气流向机柜，而冷空气也是通过机柜前网孔门构成的冷通道进入机柜的。这样来自通道门40所在通道里的灰尘等污染物就不会进入到机柜中，使得机柜运行环境更加洁净和安全。

第六实施例：

第六实施例的特点是将冷热通道都封闭起来，具体地，相邻的两排所述机柜群组中的机柜面对面或背对背设置。冷通道为相邻的机柜前网孔门之间的空间，用封闭板封闭形成冷风封闭通道；热通道为顶部封闭通道，设置在所述机柜群组上方，所述相邻的两排机柜群组上方的热通道相连通，相邻的两排机柜群组中的任一排机柜群组内部机柜上方的热通道相连通，热通道由保温板包围连接形成。

第六实施例与其他实施例相比，冷热通道都密封，热通道里的热风被集中到列间空调里进行制冷，冷通道里的冷风被集中送给机柜进行制冷，没有冷量的浪费，该冷却系统的制冷效率相比其他实施例最高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种数据中心下送风列间空调，其特征在于：

包含空调外壳、表冷器、EC风机、底部送风模块；

所述底部送风模块由支架、底部送风通道、孔板、通风地板、封闭板、导风孔板以及设置在所述孔板和所述导风孔板下面的排水通道组成；

所述表冷器设置在所述空调外壳内部；

所述EC风机设置在所述表冷器的正下方且位于所述底部送风模块内部；

所述底部送风模块往空调外壳两边延伸用于在其上方放置机柜。

2.如权利要求1所述的数据中心下送风列间空调，其特征在于，所述表冷器为纵向翅片管换热器，所述表冷器内的冷水流向和空气流向呈逆流模式。

3.如权利要求1所述的数据中心下送风列间空调，其特征在于，所述导风孔板横截面为弧形。

4.一种数据中心下送风列间空调冷却系统，包含若干下送风列间空调、若干个机柜、冷通道、热通道，所述列间空调和机柜按照一字形排列的方式排成一排构成机柜群组，所述机柜群组分布在数据中心中，其特征在于：

所述列间空调包含空调外壳、表冷器、EC风机、底部送风模块；

所述底部送风模块由支架、底部送风通道、孔板、通风地板、封闭板以及设置在所述孔板和所述导风孔板下面的排水通道组成；

所述表冷器设置所述空调外壳内；

所述EC风机设置在所述空调外壳正下方且位于所述底部送风模块内部；

所述机柜和所述空调外壳设置在所述底部送风模块的所述支架上方;

所述冷通道由所述机柜群组的机柜前网孔门和设置在所述机柜群组顶部上方的玻璃窗构成；所述机柜的前网孔门连通所述的冷通道；

从所述机柜排出的热风进入所述热通道，被数据中心所述下送风列间空调吸入到所述空调外壳内，所述热风经过所述表冷器冷却变成冷风，所述冷风向下进入所述EC风机，所述冷风被EC风机通过所述底部送风通道送出，通过所述通风地板，进入所述冷通道。

5.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于：所述冷通道封闭，所述热通道不封闭；相邻的两排所述机柜群组中的机柜面对面设置。

6.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于：所述热通道封闭，所述冷通道不封闭；相邻的两排所述机柜群组中的机柜背对背设置；所述热通道设置在所述机柜群组上方，所述背对背设置的两排所述机柜群组上方的所述热通道相连通，所述背对背设置的两排所述机柜群组中的任一排机柜群组内部的机柜的上方连通所述热通道。

7.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于：所述冷通道、所述热通道均封闭；相邻的两排所述机柜群组中的所述机柜面对面或背对背设置；所述热通道设置在所述机柜群组上方，所述背对背设置的两排所述机柜群组上方的所述热通道相连通，所述背对背设置的两排所述机柜群组中的任一排机柜群组内部的机柜的上方连通所述热通道。