CN109163398A - 一种高密度单柜式数据中心 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高密度单柜式数据中心，包括相同规格的机柜组成的单排数据中心，还包括冷凝系统、应急结构，所述冷凝系统包括水冷机构、冷凝器、冷却盘管，所述冷却盘管通过管道连接冷凝器，所述冷凝器设在水冷机构内，所述冷却盘管设在排数据中心上部，冷却盘管内部为冷却液，通过冷却盘管为高发热量服务器芯片散热，冷却盘管在吸收高密度服务器芯片散发热量后液态冷却介质变为气态，在密度差作用下回到冷凝器；室外新风从新风口进入，冷凝系统水泵将集水池内冷水提升到机柜顶部并通过喷头喷淋到冷凝器上，通过水蒸发及新风的强化换热将冷凝器内冷却介质液化，液化后的冷却介质在重力作用下再回到冷却盘管，如此循环，不需要大功率的压缩机。

Description

一种高密度单柜式数据中心
技术领域
本发明涉及服务器散热领域，具体地说是一种高密度高可靠性的单柜式数据中心。
背景技术
随着信息技术的发展，服务器散热量和机房散热密度的增长，依靠电力的精密空调散热方式，一部分将逐渐被新型的制冷方式所取代。蒸发冷却空调技术是利用自然冷源,通过水与空气之间的热湿交换来获取冷量的一种环保高效而且经济的冷却方式,具有较低的冷却设备成本、能大幅度降低用电量和用电高峰期对电能的要求；将蒸发冷却技术应用在全年需要提供冷量的数据机房空调系统中，节能潜力巨大，随着移动数据、云计算和大数据业务的迅猛发展，数据中心建设规模越来越大，单机柜密度增加，服务器设备芯片的发热量也不断增大，传统的风冷模式不但耗电量大而且已越来越不能满足IT设备的散热需求，对数据中心节能的诉求，也逐渐突显出来。
免费冷却几乎是一项节约能源的强制要求，特别是蒸发冷却技术将被普遍运用。为此需要设计一种高密度单柜式数据中心，充分利用自然冷源，来实现系统节能和服务器芯片快速冷却。
发明内容
本发明就是为了解决现有技术存在的上述不足，提供一种高密度单柜式数据中心，通过冷却盘管为高发热量服务器芯片散热，冷却盘管在吸收高密度服务器芯片散发热量后液态冷却介质变为气态，在密度差作用下回到冷凝器；室外新风从新风口进入，冷凝系统水泵将集水池内冷水提升到机柜顶部并通过喷头喷淋到冷凝器上，通过水蒸发及新风的强化换热将冷凝器内冷却介质液化，液化后的冷却介质在重力作用下再回到冷却盘管，如此循环，不需要大功率的压缩机。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种高密度单柜式数据中心，包括相同规格的机柜组成的单排数据中心，还包括冷凝系统、应急结构，所述冷凝系统包括水冷机构、冷凝器、冷却盘管，所述冷却盘管通过管道连接冷凝器，所述冷凝器设在水冷机构内，所述冷却盘管设在排数据中心上部；
所述应急机构包括送风口、出风口，所述送风口连通单排数据中心一侧，所述单排数据中心另一侧连通出风口。
所述水冷机构包括集水池、喷头、水泵，所述水泵连接集水池，所述喷头连接水泵，所述的冷凝器设在喷头喷水方向上。
所述水冷机构还包括新风口、排风口，所述新风口连通排风口，所述冷凝器设在新风口向排风口风流通道上；所述排风口内安装有排风机。
所述送风口通过风阀连通单排数据中心一侧，所述单排数据中心另一侧通过出风机连通出风口。
风阀为常闭风阀。
本发明的有益效果是：
1、通过使用蒸发冷却和自然冷源技术，在数据中心中可以达到节能降耗，降低PUE的作用。
2、当冷凝系统故障时，通过在出风机的作用下外部空气从送风口进入，此时打开风阀，新风进入服务器内部为电子设备散热冷却，在出风口排出，起到应急散热的作用，防止服务器因过热而宕机。
3、冷却盘管内部为冷却液，通过冷却盘管为高发热量服务器芯片散热，冷却盘管在吸收高密度服务器芯片散发热量后液态冷却介质变为气态，在密度差作用下回到冷凝器；室外新风从新风口进入，冷凝系统水泵将集水池内冷水提升到机柜顶部并通过喷头喷淋到冷凝器上，通过水蒸发及新风的强化换热将冷凝器内冷却介质液化，液化后的冷却介质在重力作用下再回到冷却盘管，如此循环，不需要大功率的压缩机。
4、当冷凝系统不能正常工作或者室外气温较低的时候，应急结构将室外低温空气引入单排数据中心，带走IT设备散发的热量。由于不需要使用传统的压缩机，所以其能耗较低，实现节能。
附图说明
图1为本发明结构布局示意图。
图中：1-冷凝系统，2-应急结构，11-集水池，12-喷头，13-水泵，14-冷凝器，15-新风口，16-排风口，17-排风机，18-冷却盘管，21-送风口，22-风阀，23-出风口，24-出风机。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的具体实施方式。
一种高密度单柜式数据中心，包括相同规格的机柜组成的单排数据中心，还包括冷凝系统1、应急结构2，所述冷凝系统1包括水冷机构、冷凝器14、冷却盘管18，所述冷却盘管18通过管道连接冷凝器14，所述冷凝器14设在水冷机构内，所述冷却盘管18设在排数据中心上部。
冷凝器14的高度高于冷却盘管18的高度，这样在冷凝器14中液化的冷却介质可由于重力流到冷却盘管18内，冷却盘管18内汽化的冷却介质上浮到冷凝器14内。
所述应急机构2包括送风口21、出风口23，所述送风口21连通单排数据中心一侧，所述单排数据中心另一侧连通出风口23。
所述送风口21通过风阀22连通单排数据中心一侧，所述单排数据中心另一侧通过出风机24连通出风口23。
当冷凝系统1故障时，通过在出风机24的作用下外部空气从送风口21进入，此时打开风阀22，新风进入服务器内部为电子设备散热冷却，在出风口23排出，起到应急散热的作用，防止服务器因过热而宕机。
当室外气温较低的时候，应急结构2将室外低温空气引入单排数据中心，带走IT设备散发的热量。不再需要冷凝系统1工作。同时由于不需要使用传统的压缩机，所以其能耗较低，实现节能。
所述水冷机构包括集水池11、喷头12、水泵13，所述水泵13连接集水池11，所述喷头12连接水泵13，所述的冷凝器14设在喷头12喷水方向上。
所述水冷机构还包括新风口15、排风口16，所述新风口15连通排风口16，所述冷凝器14设在新风口15向排风口16风流通道上；所述排风口16内安装有排风机17。
冷却盘管18内部为冷却液，通过冷却盘管18为高发热量服务器芯片散热，冷却盘管18在吸收高密度服务器芯片散发热量后液态冷却介质变为气态，在密度差作用下回到冷凝器14；室外新风从新风口15进入，冷凝系统1的水泵13将集水池11内冷水提升到机柜顶部并通过喷头喷淋到冷凝器14上，通过水蒸发及新风的强化换热将冷凝器14内冷却介质液化，液化后的冷却介质在重力作用下再回到冷却盘管18，如此循环，不需要大功率的压缩机。
风阀22为常闭风阀。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高密度单柜式数据中心，包括相同规格的机柜组成的单排数据中心，其特征是，包括冷凝系统、应急结构，所述冷凝系统包括水冷机构、冷凝器、冷却盘管，所述冷却盘管通过管道连接冷凝器，所述冷凝器设在水冷机构内，所述冷却盘管设在排数据中心上部；
所述应急机构包括送风口、出风口，所述送风口连通单排数据中心一侧，所述单排数据中心另一侧连通出风口。
2.根据权利要求1所述的一种高密度单柜式数据中心，其特征是，所述水冷机构包括集水池、喷头、水泵，所述水泵连接集水池，所述喷头连接水泵，所述的冷凝器设在喷头喷水方向上。
3.根据权利要求1所述的一种高密度单柜式数据中心，其特征是，所述水冷机构还包括新风口、排风口，所述新风口连通排风口，所述冷凝器设在新风口向排风口风流通道上；所述排风口内安装有排风机。
4.根据权利要求1所述的一种高密度单柜式数据中心，其特征是，所述送风口通过风阀连通单排数据中心一侧，所述单排数据中心另一侧通过出风机连通出风口。
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