CN205142760U - 具有双吸收装置的数据中心散热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有双吸收装置的数据中心散热系统，包括：设置在数据机房内的送风风管和回风风管，其中分别连接送风风管和回风风管通过蒸发器导通，以将数据机房内的热空气从送风风管吸入，通过蒸发器冷却后，再通过回风风管送回数据机房内；双源热泵机组，分别连接双源热泵机组包括压缩机、翅片管式冷凝器、板式冷凝器、控制器，其中翅片管式冷凝器与板式冷凝器并联，并与压缩机、蒸发器依次连接并形成导通的冷却回路；控制器分别连接翅片管式冷凝器和板式冷凝器以控制翅片管式冷凝器和板式冷凝器交替工作；还包括热风输出装置和热水输出装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及热回收技术领域，特别是指一种具有双吸收装置的数据中心散热系统。
背景技术
随着网络技术的发展和信息化进程的加快，各种互联网数据中心、云计算数据中心等各种大型服务器集群建设也得到了快速发展。现有数据中心的大型服务器集群面临着能耗极高的问题，这是由于大型服务器集群在工作时会产生大量的热，据统计一个数据中心消耗的电力中只有约15-20％被用来进行计算和数据传输，其余的80-85％的电力都被各种设备消耗并转化成了热能。而为了维持大型服务器集群的正常工作，还需要大量电力来进行散热。现有技术中有两种数据机房的散热系统，
一种是如图1所示的水冷式散热，包括设置在数据机房1内的送风风管11和回风风管12，送风风管1和回风风管2通过换热器导通，换热器连接水冷式冷水机组2，在水冷式冷水机组2内设有蒸发器21、压缩机22、冷凝器23，其中冷凝器23连接冷却塔3。蒸发器21、压缩机22、冷凝器23之间形成冷却回路，冷却回路上设有冷却水泵24，且在冷凝器23与蒸发器21之间的冷却回路上设有膨胀阀25。
一种是如图2所示的风冷式散热,包括数据机房100内的送风风管101和回风风管102，送风风管101和回风风管102通过换热器导通，换热器连接风冷式冷水机组200，风冷式冷水机组2内设有蒸发器201、压缩机202，蒸发器201、压缩机202之间形成冷却回路，在冷却回路上设有冷却水泵203，且散热风扇与201之间设有膨胀阀204。
这两种散热系统只是对冷凝器的散热方式不同，其他结构基本相同。但是从图1和图2可以看出，这两种系统都是直接将热排放到大气中。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有双吸收装置的数据中心散热系统，能够合理的利用液冷散热系统的余热，有效利用资源。
为了解决上述问题，本实用新型实施例提出了一种具有双吸收装置的数据中心散热系统，包括：
设置在数据机房内的送风风管和回风风管，其中所述送风风管和回风风管通过蒸发器导通，以将数据机房内的热空气从送风风管吸入，通过蒸发器冷却后，再通过回风风管送回数据机房内；
双源热泵机组，所述双源热泵机组包括压缩机、翅片管式冷凝器、板式冷凝器、控制器，其中所述翅片管式冷凝器与板式冷凝器并联，并与压缩机、蒸发器依次连接并形成导通的冷却回路；；所述控制器连接所述压缩机以控制所述压缩机工作以将制冷剂输送到所述蒸发器以冷却回风风管内的热空气，并将受热后的制冷剂输送到翅片管式冷凝器或板式冷凝器；所述控制器连接所述翅片管式冷凝器和板式冷凝器以控制翅片管式冷凝器和板式冷凝器交替工作；
热风输出装置，热风输出装置设有风道，且所述风道的入口处设有风机，且所述风道中部设有翅片管式换热部，风道出口处设有热风出口；其中所述翅片管式换热部连接所述翅片管式冷凝器以通过风机输送来的风对受热的制冷剂进行冷却，并将受热后的风从所述热风出口输出；
热水输出装置，所述热水输出装置包括热水储备水箱，其中所述热水储备水箱连接到板式冷凝器并与所述板式冷凝器导通形成加热回路，以通过热水储备水箱内的水为板式冷凝器内的受热的制冷剂降温后，再将吸收了热量的水通过加热回路输送回热水储备水箱。
其中，所述翅片管式冷凝器的输入端和输出端分别通过第一电磁阀和第二电磁阀连接所述压缩机，所述板式冷凝器的输入端和输出端分别通过第三电磁阀和第四电磁阀连接所述压缩机，且所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀分别连接所述控制器以使所述控制器控制所述翅片管式冷凝器或板式冷凝器工作。
其中，所述控制器连接所述风机以控制所述风机的启动/停止。
其中，所述冷却回路在所述蒸发器的出口端设有第一温度检测机构，所述第一温度检测机构连接所述控制器；所述热水储备水箱内设有第二温度检测机构，所述第二温度检测机构连接所述控制器。
其中，所述加热回路在所述冷凝器与热水储备水箱之间设有加热循环泵。
其中，所述热水储备水箱内设有水位检测机构，所述水位检测机构连接所述控制器。
其中，所述热水储备水箱设有补水管，所述补水管上设有补水阀，所述控制器连接所述补水阀以控制所述补水阀的开启/关闭。
其中，所述热水储备水箱设有热水出口以连接热水输出管，所述热水输出管上设有热水循环泵，所述控制器连接所述热水循环泵以控制所述热水循环泵的启动/关闭。
其中，所述制冷剂为常压下低沸点工质。
其中，所述蒸发器的入口处设有膨胀阀。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，采用热水输出装置对冷凝器发出的热量进行回收以防止浪费能源，且上述系统简单易实现、成本低。
附图说明
图1为现有的水冷系统的结构示意图；
图2为现有的风冷系统的结构示意图
图3为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
针对现有技术中的数据中心的大型服务器集群散发的热量都被白白浪费的问题，本实用新型实施例提出了一种如图3所示的具有双吸收装置的数据中心散热系统，包括设置在数据机房500内的送风风管501和回风风管502，其中所述送风风管501和回风风管502通过蒸发器700导通，以将数据机房500内的热空气从送风风管501吸入，通过蒸发器700冷却后，再通过回风风管502送回数据机房500内。如图3所示的，还包括双源热泵机组600，所述双源热泵机组600包括压缩机601、翅片管式冷凝器602、板式冷凝器603、控制器N1，其中所述翅片管式冷凝器602与板式冷凝器603并联，并与压缩机601、蒸发器700依次连接并形成导通的冷却回路；所述控制器N1连接所述压缩机601以控制所述压缩机601工作以将制冷剂输送到所述蒸发器700以冷却回风风管502内的热空气，并将受热后的制冷剂输送到翅片管式冷凝器602或板式冷凝器603。所述控制器连接所述翅片管式冷凝器602和板式冷凝器603以控制所述翅片管式冷凝器602和板式冷凝器603交替工作。
如图3所示的，该系统还包括热风输出装置，热风输出装置设有风道，且所述风道的入口处设有风机6021，且所述风道中部设有翅片管式换热部6022，风道出口处设有热风出口6023；其中所述翅片管式换热部6022连接所述翅片管式冷凝器602以通过风机输送来的风对受热的制冷剂进行冷却，并将受热后的风从所述热风出口6023输出。
如图3所示的，该系统还包括热水输出装置，所述热水输出装置包括热水储备水箱800，其中所述热水储备水箱800连接到板式冷凝器603并与所述板式冷凝器603导通形成加热回路。这样就可以通过热水储备水箱800内的水为板式冷凝器603内的受热的制冷剂降温后，再将吸收了热量的水通过加热回路输送回热水储备水箱800。
如图3所示的，所述翅片管式冷凝器的输入端和输出端分别通过第一电磁阀V1和第二电磁阀V2连接所述压缩机，所述板式冷凝器的输入端和输出端分别通过第三电磁阀V3和第四电磁阀V4连接所述压缩机，且所述第一电磁阀V1、第二电磁阀V2、第三电磁阀V3、第四电磁阀V4分别连接所述控制器以使所述控制器N1控制所述翅片管式冷凝器602或板式冷凝器603工作。
其中，所述控制器N1连接所述风机6021以控制所述风机的启动/停止。
其中，所述冷却回路在所述蒸发器的出口端设有第一温度检测机构T1，所述第一温度检测机构T1连接所述控制器N1；所述热水储备水箱内设有第二温度检测机构T2，所述第二温度检测机构T2连接所述控制器N1。
其中，所述加热回路在所述板式冷凝器603与热水储备水箱800之间设有加热循环泵803。
其中，所述热水储备水箱800设有补水管801，所述补水管801上设有补水阀，所述控制器N1连接所述补水阀以控制所述补水阀的开启/关闭。
其中，所述热水储备水箱800设有热水出口以连接热水输出管，所述热水输出管上设有热水循环泵804，所述控制器N1连接所述热水循环泵804以控制所述热水循环泵804的启动/关闭。
其中，所述制冷剂为常压下低沸点工质。
其中，所述蒸发器700的入口处设有用于节流的膨胀阀604。
其中，蒸发器700可以为翅片管式蒸发器。
在本实用新型实施例中，为了确保数据机房的散热效果，热翅片管式冷凝器与板式冷凝器各自都需要按照数据机房可能产生的最大的热量配置的。为了最大化热回收效果，热风输出装置和热水输出装置也各自按照热翅片管式冷凝器与板式冷凝器能够产生的最大热量设置的。
其中，本实用新型实施例采用的是在较低压力下具有较高温度的制冷剂为常压下低沸点工质，故可以接受较高的蒸发温度以获得较大的制冷量，同时也可以获得较高的冷凝温度以获得较高温度的热水/热风。
本实用新型实施例提出的系统，其工作原理如下：来自数据机房的携带余热的空气通过回风风管进入蒸发器。翅片管式冷凝器、板式冷凝器分别用于将制冷剂冷输送到该蒸发器并在蒸发器中对携带余热的空气进行冷却，以将冷风再通过送风风管送回数据机房中。
而翅片管式冷凝器、板式冷凝器都用于为蒸发器提供冷却用的制冷剂，以冷却经过蒸发器内的空气。回风风管中的空气与蒸发器中的制冷剂进行热交换后变为冷空气，再继续由送风风管送回到数据机房中。本实用新型实施例的工作原理如下：
翅片管式冷凝器的制冷剂在吸收了热空气的热量后温度升高并气化。当控制器N1检测到制冷剂常压下低沸点工质的温度达到15℃时，启动压缩机和风机。此时15℃的制冷剂常压下低沸点工质气体进入压缩机后经过压缩以提高压力，并将温度提高到60℃。然后冷凝器将受热的制冷剂输送到翅片管式换热部，且受热的制冷剂利用风机送来的风进行冷却后，重新再被输送到蒸发器，如此周而复始就可以持续为数据机房降温。同时风机输送来的风吸收了制冷剂的热量后被从热风出口排出。
板式冷凝器，其用于水源热泵机组用于为空气-水换热器提供冷却水。来自数据机房的携带余热的空气通过回风风管进入空气-水换热器后通过该冷却水进行降温形成冷空气，冷空气由送风风管输送回数据机房。其中，冷却水是由蒸发器、压缩机、冷凝器进行冷却得到的，并由冷却回路中的冷冻水泵驱动在冷却回路中流经空气-水换热器。而冷凝器在对水进行冷却时必然排出大量热能，这些热能被用于为热水储备水箱内的水加热，然后通过热水储备水箱的热水输出管和热水循环泵输出热水。
当需要热水，通过控制器N1控制第一电磁阀V1、第二电磁阀V2关闭，第三电磁阀V3、第四电磁阀V4开启，并控制板式冷凝器连接的加热循环泵803开始工作，当热水储备水箱800内的水温达到预设值时控制热水循环泵804工作供应热水。当需要热风时，通过控制器N1控制第一电磁阀V1、第二电磁阀V2开启，第三电磁阀V3、第四电磁阀V4关闭，并控制翅片管式冷凝器连接的风机6021开始工作，输出热风。
由于数据机房是全年、整天连续工作，因此可以全年持续的输出热水/热风。本实用新型的系统适用于对于近年来出现的数据中心的冷却系统，从数据机房中吸收了余热的制冷剂(或其他种类的冷媒)的热能被转换为热水/热风的形式输出。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，包括：
设置在数据机房内的送风风管和回风风管，其中所述送风风管和回风风管通过蒸发器导通，以将数据机房内的热空气从送风风管吸入，通过蒸发器冷却后，再通过回风风管送回数据机房内；
双源热泵机组，所述双源热泵机组包括压缩机、翅片管式冷凝器、板式冷凝器、控制器，其中所述翅片管式冷凝器与板式冷凝器并联，并与压缩机、蒸发器依次连接并形成导通的冷却回路；所述控制器连接所述压缩机以控制所述压缩机工作以将制冷剂输送到所述蒸发器以冷却回风风管内的热空气，并将受热后的制冷剂输送到翅片管式冷凝器或板式冷凝器；所述控制器连接所述翅片管式冷凝器和板式冷凝器以控制翅片管式冷凝器和板式冷凝器交替工作；
热风输出装置，热风输出装置设有风道，且所述风道的入口处设有风机，且所述风道中部设有翅片管式换热部，风道出口处设有热风出口；其中所述翅片管式换热部连接所述翅片管式冷凝器以通过风机输送来的风对受热的制冷剂进行冷却，并将受热后的风从所述热风出口输出；
热水输出装置，所述热水输出装置包括热水储备水箱，其中所述热水储备水箱连接到板式冷凝器并与所述板式冷凝器导通形成加热回路，以通过热水储备水箱内的水为板式冷凝器内的受热的制冷剂降温后，再将吸收了热量的水通过加热回路输送回热水储备水箱。
2.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述翅片管式冷凝器的输入端和输出端分别通过第一电磁阀和第二电磁阀连接所述压缩机，所述板式冷凝器的输入端和输出端分别通过第三电磁阀和第四电磁阀连接所述压缩机，且所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀分别连接所述控制器以使所述控制器控制所述翅片管式冷凝器或板式冷凝器工作。
3.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述控制器连接所述风机以控制所述风机的启动/停止。
4.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述冷却回路在所述蒸发器的出口端设有第一温度检测机构，所述第一温度检测机构连接所述控制器；所述热水储备水箱内设有第二温度检测机构，所述第二温度检测机构连接所述控制器。
5.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述加热回路在所述冷凝器与热水储备水箱之间设有加热循环泵。
6.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述热水储备水箱内设有水位检测机构，所述水位检测机构连接所述控制器。
7.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述热水储备水箱设有补水管，所述补水管上设有补水阀，所述控制器连接所述补水阀以控制所述补水阀的开启/关闭。
8.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述热水储备水箱设有热水出口以连接热水输出管，所述热水输出管上设有热水循环泵，所述控制器连接所述热水循环泵以控制所述热水循环泵的启动/关闭。
9.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述制冷剂为常压下低沸点工质。
10.根据权利要求1所述的具有双吸收装置的数据中心散热系统，其特征在于，所述蒸发器的入口处设有膨胀阀。
Priority Applications (1)
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| CN201520890862.6U CN205142760U (zh) | 2015-11-10 | 2015-11-10 | 具有双吸收装置的数据中心散热系统 |
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| CN (1) | CN205142760U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106895525A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-27 | 广东申菱环境系统股份有限公司 | 一种带热回收/全自然冷却的机房散热系统及其运行方法 |
| CN107155280A (zh) * | 2017-04-26 | 2017-09-12 | 湖南省冶金规划设计院 | 一种一体化通风冷却热回收装置 |
| CN108317728A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-07-24 | 珠海恩盛能源科技有限公司 | 一种机房余热回收热泵 |
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2015
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| CN107155280B (zh) * | 2017-04-26 | 2018-08-17 | 湖南省冶金规划设计院有限公司 | 一种一体化通风冷却热回收装置 |
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