CN112367808A - 一种数据中心冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种数据中心冷却系统，包括：用电功率表、温度检测模块一、制冷模块、控制模块、处理模块、输出档位调节模块、延时模块、报警模块、温度检测模块二。延时模块耦接有瞬时冷却模块，瞬时冷却模块包括制冷剂管道、电磁阀，控制模块耦接有人员记录模块，控制模块耦接有二氧化碳浓度检测模块、显示模块以及换气模块，换气模块耦接有激活开关。本冷却系统能够通过采集数据中心的用电功率，匹配制冷模块的制冷功率，使能量浪费少，制冷较为及时；通过设置报警模块，便于人员及时了解并处理故障带来的制冷不及时问题；通过设置瞬时冷却模块，使数据中心仪器出现热故障后，使其不易燃烧损坏。

Description

一种数据中心冷却系统

技术领域

本申请涉及冷却技术领域，尤其是涉及一种数据中心冷却系统。

背景技术

随着高性能计算的发展，服务器中集成电路板上芯片的密度越来越大，并且每个芯片的处理能力越来越强。这导致集成电路板上芯片的散热需求量日渐增大。这种散热上的需求远远超过传统空调末端的承受能力。传统的数据中心冷却系统主要靠冷风帮助服务器散热，而散热所需的冷风依靠末端空调设备冷却。

针对上述中的相关技术，发明人认为依靠末端制冷设备进行冷却，由于冷却的效果除空调自身功率外，由于数据中心的数据处理受人员活动的影响，每个时段的产热是不同的，顶峰时期与低谷时期数据中心的产热相差甚大，传统的冷却系统的制冷功率通常固定存在容易发生高峰时期制冷不及时造成仪器损坏，或者低谷时期制冷过多造成能量浪费的缺陷。

发明内容

为了满足数据中心的制冷需要，本申请提供一种数据中心冷却系统。

本申请提供的一种数据中心冷却系统采用如下的技术方案。

一种数据中心冷却系统，其特征在于，包括：

用电功率表，用于检测数据中心用电功率；

温度检测模块一，用于检测数据中心内部的温度以输出温度信号一；

制冷模块，用于对数据中心进行降温；

控制模块，与温度检测模块一耦接以获取温度信号一，并将温度信号一与其内部预设有温度基准值一比较以输出控制信号；

处理模块，内部预设有多个数值区间，具有输入端一、输入端二，输入端一与控制模块耦接以接收控制信号作出激活响应，其输入端二与用电功率表耦接以获取用电功率值，并根据用电功率值与数值区间匹配以输出相应的档位信号，所述档位信号至少具有三档；

以及输出档位调节模块，其输入端耦接于所述控制模块，其输出端耦接于所述制冷模块，其输出功率档位与档位信号相匹配，用于接收档位信号以选择自身输出的功率档位。

通过采用上述技术方案，当控制模块检测到数据中心中的温度值高于温度基准值一时，激活处理模块运行，之后处理模块通过数据线获取电功率表中的数据中心的电功率值后，进行档位匹配，当数据中心的数据处理量处于低谷时，其产生的电功率值较低，此时控制模块发送低档的档位信号给输出档位调节模块，使输出档位调节模块以低输出功率激活制冷模块，以减少能量的损耗，当数据处理量处于顶峰时期时，控制模块发送高档的档位信号给输出档位调节模块，使输出档位调节模块以高输出功率激活制冷模块，以保证制冷模块的制冷效果能够与数据中心的产热相匹配能够及时降温，本系统具有智能降温的功能，能量浪费少，制冷较为及时。

优选的，延时模块，耦接于所述控制模块，用于接收控制信号输出延时信号。

以及报警模块，耦接于所述延时模块，用于接收延时信号做出报警响应。

通过采用上述技术方案，制冷模块无法在延时时间内将数据中心的温度降下，则说明数据中心发生短路或者其他热故障时，数据中心产热速度大于制冷模块的降温速度，数据中心温度持续升高，易造成数据中心内仪器过热损坏的不良后果，所以延时时间后，通过延时模块与报警模块及时对人员进行警示，使人员能够及时了解并处理该情况。

优选的，温度检测模块二，其耦接于所述处理模块，用于检测数据中心外部环境的温度以输出温度信号二。

其中处理模块内预设有温度基准值二，所述处理模块接收温度信号二并将其与温度基准值二比较作出将档位信号提高一档的响应。

通过采用上述技术方案，另外当温度检测模块二检测到外部温度值高于温度基准值二后，说明外界温度过高会对数据中心的降温产生影响，控制模块将档位提高一档，以减少外界热传递对数据中心内部的降温造成影响，使数据中心内部能够及时降温。

优选的，所述档位信号具有四档。

通过采用上述技术方案，根据数据中心的用电功率的阶段性变换，其具有低谷时段、平常过渡段、顶峰时段，由于低谷时段与顶峰时段的用电功率往往相差较大，在对平常过渡段划分两个档位，便于节约制冷所损耗的能量，较为合理。

优选的，所述延时模块耦接有瞬时冷却模块，所述瞬时冷却模块包括设置在数据中心顶部墙壁的用于喷射制冷剂的制冷剂管道、控制制冷剂管道开启的电磁阀，所述电磁阀用于接收延时信号作出启闭响应。

通过采用上述技术方案，电磁阀在接收延时信号后开启，以将制冷剂喷出，喷出后制的冷剂能够快速对数据中心的仪器进行降温，减少过热对数据中心的仪器造成的损害，以便人员能够及时抢修。

优选的，所述制冷剂管道喷射的制冷剂采用液态二氧化碳。

通过采用上述技术方案，二氧化碳对仪器的伤害小，同时二氧化碳的密度比空气大，能够隔绝空气与数据中心的仪器接触，防止温度过高造成仪器着火的现象。

优选的，人员记录模块，与所述控制模块耦接，设置在数据中心门口处，用于记录人员的出入数据中心情况以输出记录信号。

其中所述控制模块用于接收记录信号以控制电磁阀作出激活响应。

通过采用上述技术方案，人员记录模块的设置，使人员在进入数据中心后，瞬时冷却模块中的电磁阀不会开启，保障进入到数据中心内部人员的安全，避免人员受到制冷剂的损害。

优选的，二氧化碳浓度检测模块，耦接于所述控制模块，用于检测数据中心内部二氧化碳浓度的浓度以传输二氧化碳浓度信号至控制模块。

以及显示模块，位于数据中心外墙上，耦接于所述控制模块，用于显示二氧化碳浓度数值。

通过采用上述技术方案，控制模块将接收的二氧化碳浓度信号转换为具体的二氧化碳浓度数值，并传递到显示模块上显示，以供数据中心门外人员了解数据中心内部的二氧化碳浓度数值，提醒人员不要在二氧化碳浓度数值高的时候冒然进入数据中心，而对人员身体健康造成不良影响。

优选的，换气模块，耦接于所述控制模块，用于在所述控制模块检测到的二氧化碳浓度数值高于内部预设的基准二氧化碳浓度值时启动。

以及激活开关，安装于数据中心门口外墙处，与换气模块耦接以激活换气模块。

通过采用上述技术方案，当控制模块接收到的二氧化碳浓度信号高于基准二氧化碳浓度值时，人员通过开启激活开关，以启动换气模块对数据中心中的气体进行更换，减少数据中心内二氧化碳的浓度值，以便人员能够正常进入，对数据中心进行检修。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本冷却系统能够通过采集数据中心的用电功率，匹配制冷模块的制冷功率，减少能量浪费的同时使制冷更加及时；

通过设置报警模块，便于人员及时了解并处理故障带来的制冷不及时问题；

通过设置瞬时冷却模块，使数据中心仪器出现热故障后，能够及时喷出二氧化碳对其进行降温并将其与空气阻隔，防止其燃烧损坏。

附图说明

图1是本申请实施例的流程框图。

图2是本申请实施例的结构示意图。

附图标记说明：1、用电功率表；2、温度检测模块一；3、制冷模块；4、控制模块；5、处理模块；6、输出档位调节模块；8、延时模块；9、报警模块；10、温度检测模块二；11、瞬时冷却模块；111、制冷剂管道；112、电磁阀；12、人员记录模块；13、二氧化碳浓度检测模块；14、显示模块；15、换气模块；16、激活开关。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种数据中心冷却系统。参照图1，一种数据中心冷却系统，包括用电功率表1、温度检测模块一2、温度检测模块二10、控制模块4、处理模块5、输出档位调节模块6以及制冷模块3。

参照图1和图2，用电功率表1：安装于数据中心的墙体上，用于检测数据中心用电功率；

温度检测模块一2：采用温度传感器，设置在数据中心的顶部内墙上，用于检测数据中心内部的温度以输出温度信号一；

温度检测模块二10，也采用温度传感器，其耦接于处理模块5，用于检测数据中心外部环境的温度以输出温度信号二到处理模块5；

控制模块4：控制模块4采用CPU，控制模块4与温度检测模块一2耦接以获取温度信号一，并将温度信号一与其内部预设有温度基准值一比较以输出控制信号；

处理模块5：具有输入端一、输入端二，其中输入端一与控制模块4耦接，当温度信号一的值大于温度基准值一时，接收到控制信号并被控制信号激活，开始运行；其中输入端二与用电功率表1耦接，获取电功率表1中的用电功率值；其输出端能够输出四档不同强度的档位信号，其内部预设有第一功率值、第二功率值以及第三功率值，第一功率值之下的数值被划分为第一数值区间、第一功率值到第二功率值之间的数值被划分为第二数值区间、第二功率值到第三功率值之间的数值被划分为第三数值区间、第三功率值以上的数值被划分为第四数值区域，之后根据获取用电功率值所对应的数值区间输出对应强度的档位信号，其中第四数值区域对应的四档档位信号最强，第一数值区域对应的一档档位信号最弱；

处理模块5内还预设有温度基准值二，处理模块5将接收到温度信号二并将其与温度基准值二比较，若接收到的温度信号二的值大于温度基准值二，则作出将输出端输出的档位信号提高一档的响应；

输出档位调节模块6：其输入端耦接于控制模块4，其耦接形式可采用数据线在另一实施例采用无线连接的形式，其输出端耦接于制冷模块3以为制冷模块3提供电能，其输出功率档位与档位信号相匹配，也具有四档，其中四档输出功率最强，一档输出功率最弱；

当接收到的档位信号为一档时，输出功率档位为一档，当接收到的档位信号为四档时，输出功率档位为四档。

制冷模块3：本实施例采用空调机组，安装于数据中心的内墙顶部，用于对数据中心进行降温，其运行功率受到输出档位调节模块6的控制；

其中，控制模块4还耦接有延时模块8，延时模块8可采用555定时器，延时模块8的输出端耦接有报警模块9，报警模块9采用电喇叭，延时模块8用于接收控制信号输出延时信号，当控制信号持续时间超出预设的延时时间时，延时模块8输出延时信号，报警模块9接收到延时信号做出声音报警响应。当数据中心发生短路现象或者其他热故障时，制冷模块3无法在延时时间内将数据中心的温度降下，数据中心的温度持续升高，这会造成数据中心内仪器容易过热损坏的不良后果，所以通过延时模块8与报警模块9及时对人员进行警示，使人员能够及时处理该情况。

延时模块8耦接有瞬时冷却模块11，瞬时冷却模块11包括设置在数据中心顶部墙壁的用于喷射制冷剂的制冷剂管道111、控制制冷剂管道111开启的电磁阀112，制冷剂管道111喷射的制冷剂采用液态二氧化碳，制冷剂管道111与液态二氧化碳的供应罐相连，制冷剂管道111的喷出口与数据中心的机柜相对，电磁阀112在接收延时信号作出开启以将制冷剂喷出对响应，喷出后制冷剂能够快速气化对数据中心的仪器进行降温，减少过热对数据中心的仪器造成的损害，同时二氧化碳的密度比空气大，能够隔绝空气与数据中心的仪器接触，防止温度过高造成仪器着火的现象。

控制模块4还耦接有人员记录模块12，人员记录模块12采用信号发生器，用于记录人员的出入数据中心情况以输出记录信号，人员记录模块12设置在数据中心门口处，当人员需要进入数据中心时，人员将人员记录模块12上的开关开启，使其输出高电平的记录信号，控制模块4接收到低电平记录信号激活电磁阀112，反之控制模块4接收到高电平记录信号后电磁阀112处于不激活状态即使接收到延时信号也不会开启，使瞬时冷却模块11不会在人员进入数据中心后开启而对进入的人员造成损害，保障进入到数据中心内部人员的安全。

控制模块4还耦接有二氧化碳浓度检测模块13以及显示模块14，二氧化碳浓度检测模块13用于检测数据中心内部二氧化碳浓度的浓度输出二氧化碳浓度信号到控制模块4，显示模块14位于数据中心外墙上，控制模块4将接收的二氧化碳浓度信号转换为具体的二氧化碳浓度数值，并传递到显示模块14上显示，以供数据中心外面人员了解数据中心内的二氧化碳浓度数值，提醒人员不要在二氧化碳浓度数值高的时候冒然进入数据中心，而对人员身体健康造成不良影响。

控制模块4耦接有换气模块15，换气模块15采用风机，控制模块4内部预设有基准二氧化碳浓度值，换气模块15耦接有激活开关16，激活开关16安装于数据中心门口外墙处，激活开关16用于接通换气模块15所在的电路已激活换气模块15，当控制模块4接收到的二氧化碳浓度信号高于基准二氧化碳浓度值时，人员有需要进入数据中心内，人员可手动开启激活开关16，以启动换气模块15对数据中心中的气体进行更换，减少数据中心内二氧化碳的浓度值，以便人员能够正常进入，对数据中心进行检修。

本申请实施例一种数据中心冷却系统的实施原理为：当控制模块4检测到数据中心中的温度值高于温度基准值一时，激活处理模块5，之后处理模块5通过数据线获取电功率表中的数据中心的电功率值后，进行档位匹配，当数据中心的数据处理量处于低谷时，其产生的电功率值较低，常处于第一数值区间，此时控制模块4发送一档的档位信号给输出档位调节模块6，使输出档位调节模块6采用一档输出功率激活制冷模块3，当数据处理量处于顶峰时期时，控制模块4发送四档的档位信号给输出档位调节模块6，使输出档位调节模块6采用四档输出功率激活制冷模块3，以保证制冷模块3的制冷效果能够与数据中心的产热相匹配，进行智能降温，减少能量的浪费以及制冷不及时现象的发生，另外当温度检测模块二10检测到外部温度值高于温度基准值二后，说明外界温度过高会对数据中心的降温产生影响，控制模块4将档位提高一档，以减少外界热传递对数据中心内部的降温造成影响，以保证制冷模块3能够及时对数据中心进行降温。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数据中心冷却系统，其特征在于，包括：

用电功率表(1)，用于检测数据中心用电功率；

温度检测模块一(2)，用于检测数据中心内部的温度以输出温度信号一；

制冷模块(3)，用于对数据中心进行降温；

控制模块(4)，与温度检测模块一(2)耦接以获取温度信号一，并将温度信号一与其内部预设有温度基准值一比较以输出控制信号；

处理模块(5)，内部预设有多个数值区间，具有输入端一、输入端二，输入端一与控制模块(4)耦接以接收控制信号作出激活响应，其输入端二与用电功率表(1)耦接以获取用电功率值，并根据用电功率值与数值区间匹配以输出相应的档位信号，所述档位信号至少具有三档；

以及输出档位调节模块(6)，其输入端耦接于所述控制模块(4)，其输出端耦接于所述制冷模块(3)，其输出功率档位与档位信号相匹配，用于接收档位信号以选择自身输出的功率档位。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心冷却系统，其特征在于，还包括：

延时模块(8)，耦接于所述控制模块(4)，用于接收控制信号输出延时信号；

以及报警模块(9)，耦接于所述延时模块(8)，用于接收延时信号做出报警响应。

3.根据权利要求2所述的一种数据中心冷却系统，其特征在于，还包括：

温度检测模块二(10)，其耦接于所述处理模块(5)，用于检测数据中心外部环境的温度以输出温度信号二；

其中处理模块(5)内预设有温度基准值二，所述处理模块(5)接收温度信号二并将其与温度基准值二比较作出将档位信号提高一档的响应。

4.根据权利要求3所述的一种数据中心冷却系统，其特征在于：所述档位信号具有四档。

5.根据权利要求2所述的一种数据中心冷却系统，其特征在于：所述延时模块(8)耦接有瞬时冷却模块(11)，所述瞬时冷却模块(11)包括设置在数据中心顶部墙壁的用于喷射制冷剂的制冷剂管道(111)、控制制冷剂管道(111)开启的电磁阀(112)，所述电磁阀(112)用于接收延时信号作出启闭响应。

6.根据权利要求5所述的一种数据中心冷却系统，其特征在于：所述制冷剂管道(111)喷射的制冷剂采用液态二氧化碳。

7.根据权利要求6所述的一种数据中心冷却系统，其特征在于，还包括：

人员记录模块(12)，与所述控制模块(4)耦接，设置在数据中心门口处，用于记录人员的出入数据中心情况以输出记录信号；

其中所述控制模块(4)用于接收记录信号以控制电磁阀(112)作出激活响应。

8.根据权利要求7所述的一种数据中心冷却系统，其特征在于，所述还包括：

二氧化碳浓度检测模块(13)，耦接于所述控制模块(4)，用于检测数据中心内部二氧化碳浓度的浓度以传输二氧化碳浓度信号至控制模块(4)；

以及显示模块(14)，位于数据中心外墙上，耦接于所述控制模块(4)，用于显示二氧化碳浓度数值。

9.根据权利要求8所述的一种数据中心冷却系统，其特征在于，还包括：

换气模块(15)，耦接于所述控制模块(4)，用于在所述控制模块(4)检测到的二氧化碳浓度数值高于内部预设的基准二氧化碳浓度值时启动；

以及激活开关(16)，安装于数据中心门口外墙处，与换气模块(15)耦接以激活换气模块(15)。

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