CN205082124U - 水冷冷门机柜排热系统 - Google Patents

Abstract

一种水冷冷门机柜排热系统，包括：冷源模块，适于提供冷负荷；通过管路与所述冷源模块连接的水冷门，适于对自身携带的热负荷与所述冷源模块提供的冷负荷进行换热处理。本实用新型提供的水冷冷门机柜排热系统，采用冷源模块和水冷门代替精密空调对数据中心进行制冷，可有效提高制冷效率、避免出现对某一热点无法进行冷却的问题。

Description

水冷冷门机柜排热系统

技术领域

本实用新型涉及数据中心机房环境控制技术领域，特别涉及一种水冷冷门机柜排热系统。

背景技术

数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在Internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算以及存储数据信息。我国数据中心发展迅猛，总数量已超过四十万个，其年耗电量超过全社会用电总量的百分之一点五。随着机架式服务器以及刀片服务器的出现和普及，数据中心的服务器密度不断增大。在过去的十年中，服务器密度平均增长了十倍。尤其对于高功率密度设备，例如单机柜功率密度十千瓦以上的设备，产生了更多的热量，机房每年的耗电量以百分之二十的速度快速增长。

数据中心运行离不开恒温恒湿的环境，保持温度和湿度的设计条件对于数据中心的平稳运行至关重要，设计条件应在二十二摄氏度~二十四摄氏度和百分之三十五~百分之五十的相对湿度。与环境条件不合适可能造成损坏一样，温度的快速波动也可能会对硬件运行产生负面影响，这就是即便硬件未在处理数据也要使其保持运行状态的一个原因。传统的数据中心采用精密空调或者冷水机组进行制冷，而随着数据机房的快速发展，数据中心中空调的能耗占到百分之三十五~百分之四十五，某些机房的空调能耗占比更高。并且，数据中心现有的冷却方式通常为先冷却环境再冷却设备，此种冷却方式容易出现对某一热点无法进行冷却的问题。如GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中规定A、B类机房要求环境温度为23摄氏度±1摄氏度，而实际数据中心服务器机柜内温度可达45摄氏度以上。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是数据中心采用精密空调进行制冷能耗高、对某一热点无法进行冷却的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种水冷冷门机柜排热系统，包括：冷源模块，适于提供冷负荷；通过管路与所述冷源模块连接的水冷门，适于对自身携带的热负荷与所述冷源模块提供的冷负荷进行换热处理。本系统通过设置水冷门实现单机柜的精确制冷，有效地实现气流组织的优化，改变精密空调“先冷环境后冷设备”的传统理念，有效提高冷量利用效率，避免出现对某一热点无法进行冷却的问题。并且，通过冷源模块的利用，可有效提高制冷效率、节约数据中心能耗，有效地降低数据中心PUE值。通过替代精密空调，可增加机柜的布置空间，提高数据中心的有效利用空间，节约用地，并提高相应的经济效率。

可选的，所述冷源模块为冷水机组。利用能效较高的冷水机组提供冷负荷，可有效地提高制冷效率、节约数据中心能耗。

可选的，所述冷源模块包括串联的冷水机组和自然冷源；所述冷水机组适于在室外温度高于第一预设温度时提供冷负荷，所述自然冷源适于在室外温度低于第二预设温度时提供冷负荷，所述第一预设温度低于所述第二预设温度。根据室外温度进行自然冷源与冷水机组的串联使用，实现自然冷源对冷水机组的补充甚至完全替代冷水机组，可以在最节能状态下向机房提供冷负荷。

可选的，所述水冷门包括风机和换热器；所述水冷门携带的热负荷在所述风机的作用下通过所述换热器；所述换热器包括用于输送所述冷源模块提供的冷负荷的供回水管，所述供回水管的最高处设置有排气阀，所述供回水管的供水口和出水口设置有自闭式快速接头。通过在所述供回水管的最高处设置排气阀，可以防止换热效果受到影响，避免水利系统出现气蚀现象。通过在所述供回水管的供水口和出水口设置自闭式快速接头，可以避免出现漏水现象。

可选的，所述自闭式快速接头通过橡胶软管连接管路。通过设置所述橡胶软管，便于机柜门的开启，且在机柜门开启时不影响水冷门工作。

可选的，所述换热器采用铜管铝翅片结构或者平行流微通道结构。

可选的，所述水冷门还包括冷凝水积水盘。所述冷凝水积水盘可以收集机柜内的冷凝水，防止冷凝水产生对设备造成影响。

可选的，所述水冷门设置在机柜前门或者机柜后门。

可选的，所述水冷冷门机柜排热系统还包括模块换热机组和水利模块，所述冷源模块依次通过所述模块换热机组和水利模块连接所述水冷门；所述水利模块适于将所述水冷门中的制冷工质带入所述模块换热机组；所述模块换热机组适于在所述制冷工质的作用下对所述冷源模块提供的冷负荷进行冷却处理。所述模块换热机组作为所述水冷门的中间换热单元，可有效隔离冷源模块水循环与水冷门水循环系统，使二者互不干扰。

可选的，所述水冷冷门机柜排热系统还包括设置在管路中的压力传感器、温度传感器、流量传感器以及水浸开关。通过设置传感器和水浸开关，便于对排热系统进行环境状态监测、设备运行监控以及安全监测。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、通过在数据中心内设置水冷冷门机柜排热系统，数据中心内的冷却方式打破原有的“先冷环境后冷设备”的观点，可合理地优化气流组织，避免由于气流不均造成和引起的服务器机柜局部高温及“局部热岛”现象；

2、通过将冷水机组和自然冷源串联作为冷源模块，可充分利用自然冷源，完全替代传统的精密空调。一方面提高制冷系统能效比，有效降低PUE，提高能量的利用效率；另一方面可有效地提高数据中心的空间利用效率，同比可布置更多的机柜，有效地提高经济效益并达到节地的目的。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的水冷冷门机柜排热系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的水冷门设置在机柜前门的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的水冷门设置在机柜后门的结构示意图；

图4是本实用新型另一种实施例的水冷冷门机柜排热系统的结构示意图；

图5是本实用新型又一种实施例的水冷冷门机柜排热系统的结构示意图；

图6是本实用新型再一种实施例的水冷冷门机柜排热系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

图1是本实用新型一种实施例的水冷冷门机柜排热系统的结构示意图，所述水冷冷门机柜排热系统包括冷源模块和水冷门12，所述水冷门12通过管路与所述冷源模块连接。具体地，所述冷源模块适于提供冷负荷，即冷水。在本实施例中，所述冷源模块为冷水机组11。所述冷水机组11的能效较高，可有效地提高制冷效率、节约数据中心能耗。所述水冷门12适于对自身携带的热负荷与所述冷源模块提供的冷负荷进行换热处理，所述热负荷为服务器工作产生热能所引起的热风。为便于对排热系统的环境状态、设备运行状态以及安全状态进行监控，本实施例的水冷冷门机柜排热系统还包括设置在管路中的压力传感器、温度传感器、流量传感器以及水浸开关等。

需要说明的是，所述水冷门12可以设置在机柜前门，也可以设置在机柜后门。图2是所述水冷门12设置在机柜前门的结构示意图，图3是所述水冷门12设置在机柜后门的结构示意图。结合图2和图3，所述水冷门12包括风机23和换热器22，所述水冷门12携带的热负荷在所述风机23的作用下通过所述换热器22进行冷却。所述换热器22包括用于输送所述冷源模块提供的冷负荷的供回水管，所述供回水管的最高处设置有排气阀21，所述供回水管的供水口和出水口设置有自闭式快速接头24。所述排气阀21可以保证所述水冷门22的换热效率，所述自闭式快速接头24可以防止出现水泄露现象，并便于更换设备及进行设备的维护。为了便于机柜门的开启，且机柜门开启不影响所述水冷门12工作，在本实施例中，所述自闭式快速接头24通过橡胶软管25连接管路。进一步，所述换热器22采用铜管铝翅片结构或者平行流微通道结构，所述水冷门12还包括冷凝水积水盘。

图4是本实用新型另一种实施例的水冷冷门机柜排热系统的结构示意图，所述水冷冷门机柜排热系统包括冷源模块和水冷门12。与图1对应的实施例相比，本实施例的冷源模块包括串联的冷水机组11和自然冷源41。具体地，所述冷水机组11适于在室外温度高于第一预设温度时提供冷负荷，所述自然冷源41适于在室外温度低于第二预设温度时提供冷负荷，所述第一预设温度低于所述第二预设温度。在室外温度较高时，由所述冷水机组11独立作为冷源提供冷负荷；随着室外温度的降低，所述自然冷源41承担更多的冷源作用，对所述冷水机组11进行补充设置完全替代所述冷水机组11，可以在最节能状态下向所述水冷门12提供冷负荷。

图5是本实用新型另一种实施例的水冷冷门机柜排热系统的结构示意图，与图1对应的实施例相比，本实施例的水冷冷门机柜排热系统还包括模块换热机组51和水利模块52，所述冷源模块依次通过所述模块换热机组51和水利模块52连接水冷门12，即所述冷源模块、所述模块换热机组51、所述水利模块52以及所述水冷门12依次串联。具体地，所述水利模块52适于将所述水冷门12中的制冷工质带入所述模块换热机组51，所述模块换热机组51适于在所述制冷工质的作用下对所述冷源模块提供的冷负荷进行冷却处理。所述冷源模块提供的冷负荷进入所述模块换热机组51，形成一级闭式冷循环；所述水冷门12内的制冷工质被所述水利模块52带入所述模块换热机组51，形成二级闭式循环。通过设置所述模块换热机组51和所述水利模块52，可有效地隔离所述冷源模块水循环与所述水冷门12水循环系统，使二者互不干扰。

图6是本实用新型另一种实施例的水冷冷门机柜排热系统的结构示意图，与图4对应的实施例相比，本实施例的水冷冷门机柜排热系统还包括模块换热机组51和水利模块52。所述模块换热机组51和所述水利模块52的功能可参考对图5的描述，在此不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，包括：

冷源模块，适于提供冷负荷；

通过管路与所述冷源模块连接的水冷门，适于对自身携带的热负荷与所述冷源模块提供的冷负荷进行换热处理。

2.根据权利要求1所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，所述冷源模块为冷水机组。

3.根据权利要求1所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，所述冷源模块包括串联的冷水机组和自然冷源；

所述冷水机组适于在室外温度高于第一预设温度时提供冷负荷，所述自然冷源适于在室外温度低于第二预设温度时提供冷负荷，所述第一预设温度低于所述第二预设温度。

4.根据权利要求1所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，所述水冷门包括风机和换热器；

所述水冷门携带的热负荷在所述风机的作用下通过所述换热器；

所述换热器包括用于输送所述冷源模块提供的冷负荷的供回水管，所述供回水管的最高处设置有排气阀，所述供回水管的供水口和出水口设置有自闭式快速接头。

5.根据权利要求4所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，所述自闭式快速接头通过橡胶软管连接管路。

6.根据权利要求4所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，所述换热器采用铜管铝翅片结构或者平行流微通道结构。

7.根据权利要求4所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，所述水冷门还包括冷凝水积水盘。

8.根据权利要求1所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，所述水冷门设置在机柜前门或者机柜后门。

9.根据权利要求1至8任一项所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，还包括模块换热机组和水利模块，所述冷源模块依次通过所述模块换热机组和水利模块连接所述水冷门；

所述水利模块适于将所述水冷门中的制冷工质带入所述模块换热机组；

所述模块换热机组适于在所述制冷工质的作用下对所述冷源模块提供的冷负荷进行冷却处理。

10.根据权利要求1所述的水冷冷门机柜排热系统，其特征在于，还包括设置在管路中的压力传感器、温度传感器、流量传感器以及水浸开关。