CN110381709A - 一种冷水型数据机房的冷却系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷水型数据机房的冷却系统及其使用方法，包括数据机房，数据机房内设有机架和空气处理器，空气处理器的内腔设置有冷冻水盘管，冷冻水盘管的底部连接有冷冻水供水管和冷冻水回水管，冷冻水供水管上设置有冷冻水调节阀和冷却水泵，冷冻水供水管和冷冻水回水管连接有制冷系统，数据机房的顶部设置有支撑楼板，支撑楼板上设置有冷却水供应系统，制冷系统的顶部连接有冷却水供应系统。本发明解决了不能及时排热将导致机柜或机房内温度迅速提高，影响计算机的稳定工作，并且在冬季温度较高的地方，冷却水可能会冻结的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据机房冷却技术领域，具体为一种冷水型数据机房的冷却系统及其使用方法。
背景技术
随着ICT行业的快速发展，数据机房的数量及其能耗水平也在成倍的增加。同时，因数据机房空调冷却系统的能耗占总能耗将近一半，因此数据机房的冷却系统的能耗问题越来越受到关注。
目前随着云计算，大数据等技术应用的发展，数据机房的建设要求越来越高。数据机房是由许多电子及机电设施组成的。这些设备中，使用了大量的集成电路和电子元件，它们对使用环境有特定要求，否则会影响其使用寿命和运行可靠性。计算机系统的主机在运行过程中大量散热，如果不能及时排热将导致机柜或机房内温度迅速提高，影响计算机的稳定工作，并且在冬季温度较高的地方，冷却水可能会冻结。因此，冷却系统是数据机房的重要组成部分，为此，我们设计了一种冷水型数据机房的冷却系统及其使用方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种冷水型数据机房的冷却系统及其使用方法，解决了不能及时排热将导致机柜或机房内温度迅速提高，影响计算机的稳定工作，并且在冬季温度较高的地方，冷却水可能会冻结的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种冷水型数据机房的冷却系统，包括数据机房，所述数据机房内设有机架和空气处理器，所述空气处理器的内腔设置有冷冻水盘管，所述冷冻水盘管的底部连接有冷冻水供水管和冷冻水回水管，所述冷冻水供水管上设置有冷冻水调节阀和冷却水泵，所述冷冻水供水管和冷冻水回水管连接有制冷系统，所述数据机房的顶部设置有支撑楼板，所述支撑楼板上设置有冷却水供应系统，所述制冷系统的顶部连接有冷却水供应系统。
前述的一种冷水型数据机房的冷却系统，所述制冷系统包括蒸发器和冷凝器，所述冷冻水供水管和冷冻水回水管与蒸发器相连通，所述蒸发器和冷凝器之间左右两侧连接有连接管，左侧所述连接管上设置有膨胀阀，左侧所述连接管上设置有压缩机，所述冷凝器上设置有进水管和出水管，所述进水管上设置有抽水泵。
前述的一种冷水型数据机房的冷却系统，所述冷却水供应系统包括冷却塔，所述冷却塔的内腔设置有集水池，所述集水池的内腔顶部左右两侧设置有喷水口。所述集水池通过进水管和出水管与冷凝器相连通。
一种冷水型数据机房的冷却系统的使用方法，步骤（A），先通过外部供水将冷却水通过喷水口喷洒到冷却塔内腔的集水池中；
步骤（B），所述出水管将集水池中的水放至冷凝器中进行第一次热交换，然后由抽水泵将热交换过的冷却水抽入冷却塔中进行降温；
步骤（C），所述冷凝器进行热交换后的冷媒将通过蒸发器与冷冻水盘管吸收的热量进行第二次热交换；
步骤（D），与步骤（C）同时，空气处理器并将热风净化后，由冷却水盘管进行第三次热交换，打开冷冻水调节阀，并由蒸发器进行热交换后的冷却水，通过冷冻水供水管上的冷却水泵将冷却水输送到冷却水盘管中进行持续降温；
步骤（E）, 冷却水盘管进行第三次热交换的同时，通过冷冻水回水管，将冷却水送回到蒸发器中进行热交换，此时数据机房中机架的温度会得到持续的降温，保证数据机房的顺利运行。
前述的一种冷水型数据机房的冷却系统的使用方法，和步骤（C）中，所述冷水机组中冷媒以低温低压过热状态进入压缩机，经压缩后成为高温高压过热状态冷媒，高温高压过热状态冷媒进入冷凝器后，将热传给冷却水而凝结成高压中温液态冷媒，高压中温液态冷媒经膨胀阀，成为低压低温液气混合状态冷媒，低温低压液气混合状态冷媒进入蒸发器后，与冷冻水进行热交换，冷冻水在此处被冷却，而冷媒则因吸收热量而蒸发，之后以低温低压过热蒸气状态进入压缩机进行循环冷却。
前述的一种冷水型数据机房的冷却系统的使用方法，所述冷冻水回水温度为11-14℃，进入冷凝器与冷媒做热交换后，出水温度为6-9℃，所述冷却水进水温度为26-30℃，进入冷凝器与冷媒做热交换后，出水温度为34-36℃。
本发明的有益效果为：本发明结构设计合理，通过外部供水将冷却水通过喷水口喷洒到冷却塔内腔的集水池中，冷凝器进行热交换后的冷媒将通过蒸发器与冷冻水盘管吸收的热量进行第二次热交换，空气处理器并将热风净化后，由冷却水盘管进行第三次热交换，打开冷冻水调节阀，并由蒸发器进行热交换后的冷却水，通过冷冻水供水管上的冷却水泵将冷却水输送到冷却水盘管中进行持续降温，冷却水盘管进行第三次热交换的同时，通过冷冻水回水管，将冷却水送回到蒸发器中进行热交换，此时数据机房中机架的温度会得到持续的降温，保证数据机房的顺利运行，并适用于冬季温度较高的地方，防止冷却水冻结，机房空调与冷却塔的距离和高度差可以较大，只需配足冷却水水泵的扬程制冷循环均在机房空调内，可靠性高，冷凝水管路可以满足较长距离，解决了解决了不能及时排热将导致机柜或机房内温度迅速提高，影响计算机的稳定工作的问题。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图中：1、数据机房，2、机架，3、空气处理器，4、冷冻水盘管，5、冷冻水供水管，6、冷冻水调节阀，7、冷冻水回水管，8、蒸发器，9、连接管，10、冷凝器，11、膨胀阀，12、压缩机，13、进水管，14、冷却塔，15、集水池，16、喷水口，17、支撑楼板，18、制冷系统，19、冷却水供应系统，20、抽水泵，21、出水管，22、冷却水泵。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参看图1：一种冷水型数据机房的冷却系统，包括数据机房1，数据机房1内设有机架2和空气处理器3，空气处理器3的内腔设置有冷冻水盘管4，冷冻水盘管4的底部连接有冷冻水供水管5和冷冻水回水管7，冷冻水供水管5上设置有冷冻水调节阀6和冷却水泵22，冷冻水供水管5和冷冻水回水管7连接有制冷系统18，数据机房1的顶部设置有支撑楼板17，支撑楼板17上设置有冷却水供应系统19，制冷系统18的顶部连接有冷却水供应系统19，制冷系统18包括蒸发器8和冷凝器10，冷冻水供水管5和冷冻水回水管7与蒸发器8相连通，蒸发器8和冷凝器10之间左右两侧连接有连接管9，左侧连接管9上设置有膨胀阀11，左侧连接管9上设置有压缩机12，冷凝器10上设置有进水管13和出水管21，进水管13上设置有抽水泵20，冷却水供应系统19包括冷却塔14，冷却塔14的内腔设置有集水池15，集水池15的内腔顶部左右两侧设置有喷水口16。集水池15通过进水管13和出水管21与冷凝器10相连通；
一种冷水型数据机房的冷却系统的使用方法，包括以下步骤，
步骤A，先通过外部供水将冷却水通过喷水口16喷洒到冷却塔19内腔的集水池15中；
步骤B，通过外部供水将冷却水通过喷水口16喷洒到冷却塔19内腔的集水池15中；
步骤C，冷凝器10进行热交换后的冷媒将通过蒸发器8与冷冻水盘管4吸收的热量进行第二次热交换；
步骤D，与步骤C同时，空气处理器3并将热风净化后，由冷却水盘管4进行第三次热交换，打开冷冻水调节阀6，并由蒸发器8进行热交换后的冷却水，通过冷冻水供水管5上的冷却水泵22将冷却水输送到冷却水盘管4中进行持续降温；
步骤E, 冷却水盘管4进行第三次热交换的同时，通过冷冻水回水管7，将冷却水送回到蒸发器8中进行热交换，此时数据机房1中机架2的温度会得到持续的降温，保证数据机房1的顺利运行。
优选的，在步骤B在步骤B和步骤C中，冷水机组中冷媒以低温低压过热状态进入压缩机12，经压缩后成为高温高压过热状态冷媒，高温高压过热状态冷媒进入冷凝器10后，将热传给冷却水而凝结成高压中温液态冷媒，高压中温液态冷媒经膨胀阀11，成为低压低温液气混合状态冷媒，低温低压液气混合状态冷媒进入蒸发器8后，与冷冻水进行热交换，冷冻水在此处被冷却，而冷媒则因吸收热量而蒸发，之后以低温低压过热蒸气状态进入压缩机12进行循环冷却。
优选的，冷冻水回水温度为11-14℃，进入冷凝器10与冷媒做热交换后，出水温度为6-9℃，冷却水进水温度为26-30℃，进入冷凝器10与冷媒做热交换后，出水温度为34-36℃。
综上，本发明在使用时，通过外部供水将冷却水通过喷水口16喷洒到冷却塔14内腔的集水池15中，冷凝器10进行热交换后的冷媒将通过蒸发器8与冷冻水盘管4吸收的热量进行第二次热交换，空气处理器3并将热风净化后，由冷却水盘管4进行第三次热交换，打开冷冻水调节阀6，并由蒸发器8进行热交换后的冷却水，通过冷冻水供水管5上的冷却水泵22将冷却水输送到冷却水盘管4中进行持续降温，冷却水盘管4进行第三次热交换的同时，通过冷冻水回水管7，将冷却水送回到蒸发器8中进行热交换，此时数据机房1中机架2的温度会得到持续的降温，保证数据机房1的顺利运行，并适用于冬季温度较高的地方，防止冷却水冻结，机房空调与冷却塔的距离和高度差可以较大，只需配足冷却水水泵的扬程制冷循环均在机房空调内，可靠性高，冷凝水管路可以满足较长距离，解决了解决了不能及时排热将导致机柜或机房内温度迅速提高，影响计算机的稳定工作的问题。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种冷水型数据机房的冷却系统，包括数据机房（1），其特征在于：所述数据机房（1）内设有机架（2）和空气处理器（3），所述空气处理器（3）的内腔设置有冷冻水盘管（4），所述冷冻水盘管（4）的底部连接有冷冻水供水管（5）和冷冻水回水管（7），所述冷冻水供水管（5）上设置有冷冻水调节阀（6）和冷却水泵（22），所述冷冻水供水管（5）和冷冻水回水管（7）连接有制冷系统（18），所述数据机房（1）的顶部设置有支撑楼板（17），所述支撑楼板（17）上设置有冷却水供应系统（19），所述制冷系统（18）的顶部连接有冷却水供应系统（19）。
2.根据权利要求1所述的一种冷水型数据机房的冷却系统，其特征在于：所述制冷系统（18）包括蒸发器（8）和冷凝器（10），所述冷冻水供水管（5）和冷冻水回水管（7）与蒸发器（8）相连通，所述蒸发器（8）和冷凝器（10）之间左右两侧连接有连接管（9），左侧所述连接管（9）上设置有膨胀阀（11），左侧所述连接管（9）上设置有压缩机（12），所述冷凝器（10）上设置有进水管（13）和出水管（21），所述进水管（13）上设置有抽水泵（20）。
3.根据权利要求1所述的一种冷水型数据机房的冷却系统，其特征在于：所述冷却水供应系统（19）包括冷却塔（14），所述冷却塔（14）的内腔设置有集水池（15），所述集水池（15）的内腔顶部左右两侧设置有喷水口（16），所述集水池（15）通过进水管（13）和出水管（21）与冷凝器（10）相连通。
4.根据权利要求1所述的一种冷水型数据机房的冷却系统的使用方法，其特征在于：步骤（A），先通过外部供水将冷却水通过喷水口（16）喷洒到冷却塔（19）内腔的集水池（15）中；
步骤（B），所述通过外部供水将冷却水通过喷水口（16）喷洒到冷却塔（19）内腔的集水池（15）中；
步骤（C），所述冷凝器（10）进行热交换后的冷媒将通过蒸发器（8）与冷冻水盘管（4）吸收的热量进行第二次热交换；
步骤（D），与步骤（C）同时，空气处理器（3）并将热风净化后，由冷却水盘管（4）进行第三次热交换，打开冷冻水调节阀（6），并由蒸发器（8）进行热交换后的冷却水，通过冷冻水供水管（5）上的冷却水泵（22）将冷却水输送到冷却水盘管（4）中进行持续降温；
步骤（E）, 冷却水盘管（4）进行第三次热交换的同时，通过冷冻水回水管（7），将冷却水送回到蒸发器（8）中进行热交换，此时数据机房（1）中机架（2）的温度会得到持续的降温，保证数据机房（1）的顺利运行。
5.根据权利要求4所述的一种冷水型数据机房的冷却系统的使用方法，其特征在于：在步骤（B）和步骤（C）中，所述冷水机组中冷媒以低温低压过热状态进入压缩机（12），经压缩后成为高温高压过热状态冷媒，高温高压过热状态冷媒进入冷凝器（10）后，将热传给冷却水而凝结成高压中温液态冷媒，高压中温液态冷媒经膨胀阀（11），成为低压低温液气混合状态冷媒，低温低压液气混合状态冷媒进入蒸发器（8）后，与冷冻水进行热交换，冷冻水在此处被冷却，而冷媒则因吸收热量而蒸发，之后以低温低压过热蒸气状态进入压缩机（12）进行循环冷却。
6.根据权利要求5所述的一种冷水型数据机房的冷却系统的使用方法，其特征在于：所述冷冻水回水温度为11-14℃，进入冷凝器（10）与冷媒做热交换后，出水温度为6-9℃，所述冷却水进水温度为26-30℃，进入冷凝器（10）与冷媒做热交换后，出水温度为34-36℃。
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