CN108668513A - 一种数据中心设备冷却系统 - Google Patents

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CN108668513A CN201810749923.5A CN201810749923A CN108668513A CN 108668513 A CN108668513 A CN 108668513A CN 201810749923 A CN201810749923 A CN 201810749923A CN 108668513 A CN108668513 A CN 108668513A
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钟志云
伍智斌
蔡坚毅
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Guangdong Hongda Communication Co Ltd
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
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    • H05K7/20836Thermal management, e.g. server temperature control

Abstract

本发明公开了一种数据中心设备冷却系统,属于数据中心机房散热冷却领域,其包括第一温区、冷却装置、进风装置以及用于容纳数据设备的机架;所述冷却装置的出风口位于所述第一温区,所述机架通过所述进风装置从所述第一温区进风。本发明主要解决精密空调只能控制数据中心的整体温度,无法针对某些发热量较大的局部区域进行散热的问题;通过进风装置从第一温区抽取低温空气进入所述机架,使机架能快速通入冷空气从而对数据设备进行冷却,由于机架内形成低温空气流道,所以机架内的数据设备冷却速度快且效率高,不必对整个数据中心机房冷却,节约空调能源消耗。

Description

一种数据中心设备冷却系统
技术领域
[0001]本发明涉及数据中心机房散热冷却领域,特别是涉及一种数据中心设备冷却系 统。
背景技术
[0002]互联网技术不断发展,数据中心的规模也在不断加大,数据中心的IT设备数量增 多,单台设备的计算能力也在提高,使得数据中心的IT设备发热量在不断提高。
[0003]为了使IT设备能有效地冷却,数据中心内配置有精密空调,使数据中心内部保持 能适合IT设备运行的温度,具体来说,数据中心内配置的精密空调按实际需要运作,使数据 中心的建筑内部始终保持在适合IT设备运行的温度。
[0004]在数据中心内配置精密空调对IT设备进行冷却的方法存在缺点:精密空调只能控 制数据中心的整体温度,即对数据中心内摆放IT设备的全部区域进行冷却,无法针对某些 发热量较大的局部区域进行散热,其耗电量大、冷却效率不高,若是在最低气温较高的地 区,精密空调可能需要长期高负荷运作。
发明内容
[0005]为解决上述的问题,本发明提供了一种数据中心设备冷却系统,能针对性地对设 备进行散热冷却。
[0006]本发明所采取的技术方案是:一种数据中心设备冷却系统,包括第一温区、冷却装 置、进风装置以及用于容纳数据设备的机架;所述冷却装置的出风口位于所述第一温区,所 述机架通过所述进风装置从所述第一温区进风,通过所述进风装置从所述第一温区抽取低 温空气进入所述机架,使所述机架能快速通入低温空气从而对所述数据设备进行冷却,不 必对整个数据中心机房冷却。
[0007]上述技术方案中,该种数据中心设备冷却系统还包括第二温区;所述机架的出风 端位于所述第二温区。
[0008]上述技术方案中,该种数据中心设备冷却系统还包括换热器;所述换热器一端设 在所述机架上,另一端位于所述第一温区,以增强数据设备与所述第一温区的热交换。
[0009]上述技术方案中,所述换热器位于所述第一温区的一端设有鳍片,以增大所述换 热器位于与所述第一温区的空气接触面积,增强所述换热器与所述第一温区的热交换。 [0010]上述技术方案中,所述换热器为热管换热器,使数据设备的热量能快速传导到所 述第一温区。
[0011]上述技术方案中,所述机架上设有出风装置,所述进风装置与所述出风装置之间 形成穿过所述机架的风道,提高机架的冷却能力。
[0012]上述技术方案中,所述出风装置为涡轮风扇,所述出风装置位于所述机架底部;所 述出风装置的进风端向上设置,出风端位于所述机架侧面,从所述第一温区抽取的低温空 气能流过整个机架。 L〇〇13J上述技术方案中,所述冷却装置从所述第二温区进风,使所述第二温区的空气加 速流动并进入所述冷却装置,从而避免热量在所述第二温区滞留。
[0014]上述技术方案中,该种数据中心设备冷却系统还包括加湿器;所述加湿器对所述 第一温区的空气加湿,使所述第一温区不至于由于干燥而使空气易升温。
[0015]上述技术方案中,所述第一温区和第二温区分别设有温度传感器,所述温度传感 器与数据中心的环境监控设备连接,便于控制所述冷却装置的制冷温度。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017] 1、该种数据中心设备冷却系统,通过进风装置从第一温区抽取低温空气进入所述 机架,使机架能快速通入冷空气从而对数据设备进行冷却,由于机架内形成低温空气流道, 所以机架的数据设备冷却速度快且效率高,不必对整个数据中心机房冷却,节约空调能 源消耗,提高能效比,从而提高数据中心的经济效益和节能环保程度;
[0018] 2、该种数据中心设备冷却系统,换热器可以使机架内的数据设备与第一温区的低 温空气直接热交换,且换热器为热管换热器,进一步提高了数据设备冷却效率,而且能节约 冷却装置的能源消耗,从而进一步提高数据中心的经济效益和节能环保程度;
[0019] 3、该种数据中心设备冷却系统,加湿器对第一温区的空气加湿,使第一温区不至 于由于干燥而使空气易升温,使冷却装置不必时刻高负荷运行,进一步节约冷却装置的能 源消耗。
附图说明 _0]图1是本发明的一种数据中心设备冷却系统及应用其的数据中心机房平酬;
[0021]图2是本发明的-种数据中心设备冷却系统及应用其的麵中心机房的风道示意 图;
[0022]附图标记为:1、数据中心机房;i i、间隔墙;丄丄丄、开口 ;丄2、外墙;丄3、第一温区;i4、 第二温区;
[0023] 2、冷却装置;21、空气循环组件;211、进风口 ;212、出风口 ;213、空气循环管道;22、 室内机;
[0024] 3、进风装置;
[0025] 4、出风装置;
[0026] 5、机架;
[0027] 6、换热器;61、热管;62、贴合块;63、鳍片;
[0028] 7、加湿器。 —’
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0_ -种数据中心设备冷却系统,应馳数据中心内,用于冷 备和交紐备。该㈣据巾㈣备的隱媒观用于冷 却为上述数据设备供电的开关电源设备。
[0031] 所f,该种数据中錢备冷却系统包括间隔墙11、冷却装置2、进风装 置3、出风装置4、机架5、换热器6、加湿器7和温度传感器。 」该种数据中心设备冷却系统应用在数据中心机房1内,数据中心机房1包括外墙 12 〇
[0033]机架5为金属机架,机架5用于容纳数据设备或开关电源设备,本实施例中,机架5 的规格为600 X 600mm或800 X 600mm,容量值为42U。机架5在数据中心内排列成行或列。
[0034]间隔墙11由加气混凝土砌块砌成,间隔墙11把数据中心机房丨分隔,形^至少两个 空间,其中一个空间为第一温区13,另一个空间为第二温区14,第一温区U和第二温区14也 为该种数据中心设备冷却系统的组成部分。本实施例中,数据中心机房1两侧均设有间隔墙 11,从而在数据中心机房i两侧分别形成一个第一温区丨3,数据中心机房丨的中部则形成第 二温区14。
[0035]间隔墙11中留有与机架5匹配的开口 111,即开口 111的宽度与机架5排列后的总宽 度相等,开口 111的高度与机架5的高度相等,使机架5能嵌入间隔墙11的开口 lu中。机架5 嵌入间隔墙11的开口 111后,机架5的一部分位于第一温区I3,另一部分位于第二温区14。若 该数据中心采用走线架的方式布线,则开口 111上方还开设有对应走线架的馈线窗,使走线 架两端能固定在数据中心机房1的外墙12后穿过馈线窗。
[0036]冷却装置2为空调系统,其包括空气循环组件21和制冷组件。空气循环组件21包括 进风口 211、出风口 M2和空气循环管道213;进风口 211设在第二温区14,进风口 211设有进 气风机,使进风口211能进风;出风口212设在第一温区13,出风口212设有排气风机,使出风 口 212能出风;进风口 211和出风口 212通过空气循环管道213连通。
[0037]制冷组件包括室外机和室内机22;室外机包括压缩机和冷凝器;室内机22包括蒸 发器和膨胀阀;压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器依次连通,且蒸发器末端还与压缩机连通; 制冷剂依次通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器,然后回到压缩机,使室内机22能制冷。室 内机22位于空气循环管道213内,使进风口211抽入的空气经过室内机22后温度降低,并通 过出风口 212出风,进而使第一温区13能形成冷空气流道,以降低第一温区13的气温,在第 一温区13形成低温空气,同时还使第二温区14的空气能抽入空气循环管道213并被室内机 22冷却,以加速第二温区14的空气流动,避免热量在第二温区14滞留,提高冷却效率。
[0038] 机架5通过进风装置3从第一温区13进风,具体来说,进风装置3为抽气风扇,进风 装置3设在机架5位于第一温区13的侧面;进风装置3的进风端对准机架5外部,即第一温区 13,出风端对准机架5内部,使进风装置3能将第一温区13的低温空气抽入机架5内部,从而 对机架5内的数据设备散热。
[0039] 出风装置4为涡轮风扇,即出风装置4的进风端与出风端相互垂直;出风装置4位于 机架5底部,出风装置4的进风端竖直向上设置,即出风装置4的进风端面向机架5的数据设 备,出风装置4的出风通道水平设置,即出风装置4的出风端设在机架5位于第二温区14的侧 ffio 、、 ^
[0040] 进风装置3与出风装置4之间形成穿过机架5的散热风道,具体来说,进风装置3从 第一温区13进风,所抽入的低温空气水平吹过机架5内的数据设备,然后被出风装置4从竖 直方向抽入,并进入第二温区14。第一温区13低温空气吹过机架5后进入第二温区14,使机 架5的数据设备被散热。
[0041]进风装置3与出风装置4运行后,机架5的进风端位于第一温区13丨使机架5能从第 一温区13进风从而抽入第一温区13的低温空气;机架5的出风端位于第二温区14,使机架5 能从第二温区14出风并把机架5内的数据设备的热量排出至第二温区14。
[0042]换热器6为热管换热器,其包括热管61、贴合块62和一个以上的鳍片63;贴合块62 固定在热管61的一端,所有鳍片63均固定在热管61的另一端,形成鳍片组。换热器6—端与 数据设备贴合,另一端位于第一温区13,具体来说,贴合块62与数据设备贴合,热管61的一 部分以及鳍片组位于第一温区;热管61的一端通过与数据设备贴合的贴合块62,实现与数 据设备的热交换,热管61的另一端通过鳍片组实现与第一温区13的热交换,此时,热管61固 定有贴合块62的一端为蒸发端,可以带走贴合块62和数据设备的热量,热管61固定有鳍片 组的一端为冷凝端,可以通过第一温区13的低温空气进行冷凝,鰭片组增大了热管61与第 一温区13接触面积,提高热交换效率。
[0043]加湿器7为机房专用加湿器,属于湿膜加湿器。加湿器7包括淋水装置、湿膜和风 机;淋水装置、湿膜和风机均设在加湿器7的机体内,淋水装置对湿膜淋水,使湿膜湿润,风 机使空气流动,流动的空气通过湿膜后,湿度增大并从加湿器7的出风口排出。加湿器7设在 第一温区13,以对第一温区13的空气加湿,使第一温区13的湿度增大,使第一温区13不至于 由于干燥而使空气易升温。
[0044]数据中心包括环境监控设备,环境监控设备用于监控数据中心的温度、湿度以及 烟感等环境。
[0045]第一温区13和第二温区14分别设有温度传感器,温度传感器与数据中心的环境监 控设备连接,以分别监控第一温区13和第二温区14的温度,为相关人员调控冷却装置2的制 冷温度提供参考。
[0046]优选地,冷却装置2与环境监控设备连接,使环境监控设备能实时控制冷却装置2 的制冷温度,并通过温度传感器反馈的第一温区13和第二温区14的温度,使冷却装置2的控 制形成闭环控制系统。
[0047]该种数据中心设备冷却系统,通过进风装置3将第一温区13中被冷却装置2冷却后 的低温空气抽入机架5中,并通过出风装置4在第二温区出风,使机架5中形成低温空气流 道,快速带走机架5内的数据设备的热量,而且冷却装置2只需对第一温区13的空气进行冷 却,不必冷却整个数据中心机房1,降低了冷却装置2消耗的能源,提高冷却效率。冷却装置2 的进风口211位于第二温区14,出风口212位于第一温区13,使第二温区14的较高温度的空 气能快速进入空气循环管道213并被室内机22冷却后回到第一温区13,避免高温空气在第 二温区14滞留。换热器6可以使机架5内的数据设备与第一温区13的低温空气直接热交换, 进一步提高了冷却效率。
[0048]以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明,故凡依本发明专利申请范围所述 的方法所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1. 一种数据中心设备冷却系统,其特征在于,包括第一温区(13)、冷却装置(2)、进风装 置(3)以及用于容纳数据设备的机架(5);所述冷却装置(2)的出风口(212)位于所述第一温 区(I3),所述机架(5)通过所述进风装置(¾从所述第一温区(13)进风。
2.根据权利要求1所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:还包括第二温区 (14);所述机架®)的出风端位于所述第二温区(14)。
3.根据权利要求1所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:还包括换热器(6); 所述换热器(6) —端与数据设备贴合,另一端位于所述第一温区(13)。
4.根据权利要求3所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:所述换热器(6)位 于所述第一温区(13)的一端设有鳍片(63)。
5.根据权利要求3或4所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:所述换热器(6) 为热管换热器。
6.根据权利要求1或2所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:所述机架(5)上 设有出风装置(4),所述进风装置(3)与所述出风装置(4)之间形成穿过所述机架(5)的风 道。
7.根据权利要求6所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:所述出风装置(4) 为涡轮风扇,所述出风装置(4)位于所述机架(5)底部;所述出风装置(4)的进风端向上设 置,出风端位于所述机架(5)侧面。
8.根据权利要求2所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:所述冷却装置(2) 从所述第二温区(14)进风。
9. 根据权利要求1所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:还包括加湿器(7); 所述加湿器⑺对所述第一温区(13)的空气加湿。
10. 根据权利要求2所述的一种数据中心设备冷却系统,其特征在于:所述第一温区 (I3)和第二温区(14)分别设有温度传感器,所述温度传感器与数据中心的环境监控设备连 接。
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