CN205946498U - 采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置 - Google Patents

Abstract

采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，包括制冷集装箱、数据中心集装箱，所述制冷集装箱连接数据中心集装箱，所述制冷集装箱内部具有风冷冷水机组，所述风冷冷水机组包括制冷压缩机、冷凝器、满液式蒸发器、节流装置、控制柜、表冷器、风机单元、冷水水泵、冷却水泵、板式换热器，所述制冷压缩机为磁悬浮离心式压缩机，所述制冷压缩机、风冷冷凝器、满液式蒸发器、节流装置依次相连接，所述冷凝器外侧具有自然冷却换热器，所述自然冷却换热器连接冷却水水泵，所述冷却水水泵连接板式换热器，所述冷凝器、自然冷却换热器均为风冷翅片式换热器，所述蒸发器为满液式壳管式换热器。

Description

采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置

技术领域

本实用新型涉及数据中心冷却装置领域，尤其涉及一种采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置。

背景技术

传统数据中心投资大、建设周期长、能耗高。与传统数据中心相比，集装箱数据中心采用国际标准尺柜布置和运维数据中心，不但节省了大量占地面积，而且使用地点更加灵活，可以移动部署，由于采用的是标准尺柜，因此可以通过集装箱货车灵活调配，特别适合军事项目、政府保密工程、能源勘察、大型活动的户外作业，是应对于灾备和企业级数据中心快速、灵活需求、业务扩容最佳解决方案，集装箱数据中心初投资低于传统的数据中心，建设周期和调试时间较传统数据中心为短。因此集装箱数据中心已成为当前国内外潮流之一。

一般的集装箱数据中心受到标准尺柜空间的限制，一般只能做到低密度或者中密度配置，随着云计算和大数据的高速发展，开发高密度的集装箱数据中心已是当务之急。目前一般的集装箱数据中心采用的冷源性能系数COP均较低，影响到数据中心的整体性能，PUE较高，数据中心的能耗需要进一步降低。目前一般的集装箱数据中心采用的风机一般为轴流风机和普通离心风机，其能耗较高、调节性能一般，影响到数据中心的PUE值。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种冷却效果更好的、采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，包括制冷集装箱、数据中心集装箱。所述制冷集装箱连接数据中心集装箱，所述制冷集装箱内部具有风冷冷水机组，所述风冷冷水机组包括制冷压缩机、冷凝器、满液式蒸发器、节流装置、控制柜、表冷器、风机单元、冷水水泵、冷却水泵、板式换热器，所述制冷压缩机为磁悬浮离心式压缩机，所述制冷压缩机、风冷冷凝器、满液式蒸发器、节流装置依次相连接，所述冷凝器外侧具有自然冷却换热器，所述自然冷却换热器连接冷却水水泵，所述冷却水水泵连接板式换热器，所述冷凝器、自然冷却换热器均为风冷翅片式换热器，所述蒸发器为满液式壳管式换热器。

所述风冷冷凝器右侧连接表冷器，所述表冷器下方具有冷凝水盘，所述表冷器连接冷水水泵，所述冷水水泵位于风冷冷水机组与表冷器之间，所述冷水水泵连接满液式蒸发器。

冷源集装箱具有箱体，所述箱体包括第一面板、第二面板，所述第一面板具有新风口，在第二面板具有出风口，所述新风口、出风口处分别设有风量调节阀，所述风量调节阀由多个对开叶片组成，所述风量调节阀前面连接驻极体静电空气过滤器。

所述数据中心集装箱中部具有高密度机柜，所述高密度机柜进风侧为冷通道，所述高密度机柜出风侧为热通道。

所述制冷集装箱两侧具有出风口A、进风口B，所述数据中心集装箱两侧具有进风口C、出风口D，所述出风口A、进风口C两者相适应，所述出风口Ｄ、进风口B两者相适应。

所述数据中心集装箱端部具有自动灭火装置，自动灭火装置与风机单元联动。

所述风机单元固定在风机墙上，所述的离心式风机连接无刷直流电机的主轴。

有益效果：

制冷集装箱连接数据中心集装箱，所述制冷集装箱内部具有风冷冷水机组，制冷压缩机为磁悬浮离心式压缩机，由于制冷压缩机采用的磁悬浮压缩机是无油压缩机，所以不存在由于压缩机回油导致的一系列问题。制冷压缩机、风冷冷凝器、满液式蒸发器、节流装置依次相连接，蒸发器输送回来的低温、低压冷媒蒸汽在制冷压缩机的作用下被压缩，制冷压缩机出来的高温、高压冷媒蒸汽通过冷凝器实现冷却，其热量被空气带走：冷凝器出来的低温、高压冷媒液体通过节流装置进行节流，节流后的低温、低压气液两相混合冷媒进入蒸发器，冷凝器外侧具有自然冷却换热器，所述自然冷却换热器连接冷却水水泵，所述冷却水水泵连接板式换热器，当室外温度低于回水温度2℃以上时，自然冷却系统开始运行，制冷压缩机部分负荷运行或完全停止运行。

风冷冷凝器右侧连接表冷器，所述表冷器下方具有冷凝水盘，冷凝水盘承接表冷器冷凝下落的冷凝水，所述表冷器连接冷水水泵，所述冷水水泵连接满液式蒸发器，风冷冷水机组通过冷水水泵向表冷器提供冷水，在冷水水泵的作用下，表冷器来的回水在蒸发器中进行热交换，换热降温后的冷水通过冷水水泵输送重新进入表冷器中，完成制冷循环；数据中心集装箱来的热空气或是数据中心集装箱来的热空气与新风混合后的热空气通过表冷器被冷却，冷却后的空气然后被送入数据中心集装箱冷通道，进一步冷却机柜内的服务器。

第一面板具有新风口，在第二面板具有出风口，新风口、出风口处分别设有风量调节阀，以供空气从新风口的风量调节阀进入并从出风口的风量调节阀 吹出箱体，所述箱体为中空的封闭长方形箱体结构，新风口的风量调节阀与出风口的风量调节阀相对设置。所述风量调节阀前面连接驻极体静电空气过滤器，这种驻极体静电空气过滤器能将空气中的直径大于0.5微米的可吸入颗粒物中的99%以上过滤掉。

所述数据中心集装箱中部具有高密度机柜，所述高密度机柜进风侧为冷通道，所述冷通道连接进风口C，所述高密度机柜出风侧为热通道，所述热通道连接出风口Ｄ，数据中心集装箱来的热风由出风口D通过进风口Ｂ，或与经新风口来的室外空气混合后经过表冷器，被无刷直流电机驱动的离心式风机通过出风口Ａ和进风口C进入冷通道，部分空气通过排风口被排出集装箱外，经新风口来的室外空气通过驻极体静电空气过滤器净化后再与数据中心集装箱来的热风混合，制冷压缩机为两台，其中一台为冗余备用。

中心集装箱端部具有自动灭火装置，自动灭火装置与无刷直流电机驱动的离心式风机联动，自动灭火装置启动的同时无刷直流电机驱动的离心式风机停止运行。所述风机单元固定在风机墙上，所述的离心式风机连接无刷直流电机的主轴，在主轴的带动下，离心式风机实现转动，无刷直流电机旋转，使得空气从制冷集装箱一侧吸入，并通过表冷器对空气进行冷却，冷却后的空气进入制冷集装箱另一侧，并从集装箱的出风口送入数据中心冷通道，无刷直流电机是永磁式同步电机的一种，不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势，该无刷直流电机可以无级调速。

附图说明

图1为本实用新型所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置结构示意图。

图2为本实用新型所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置主视结构示意图。

图3为本实用新型所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置俯视结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：

一种采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，包括制冷集装箱100、数据中心集装箱200、所述制冷集装箱100连接数据中心集装箱200，所述制冷集装箱100内部具有风冷冷水机组110，所述风冷冷水机组110包括制冷压缩机111、冷凝器112、满液式蒸发器113、节流装置114、控制柜115、表冷器130、风机单元140、冷水水泵150、冷却水泵151、板式换热器160，所述制冷压缩机111为磁悬浮离心式压缩机，由于制冷压缩机111采用的磁悬浮压缩机是无油压缩机，所以不存在由于压缩机回油导致的一系列问题。所述制冷压缩机111、风冷冷凝器112、满液式蒸发器113、节流装置114依次相连接，蒸发器113 输送回来的低温、低压冷媒蒸汽在制冷压缩机111的作用下被压缩，制冷压缩机111出来的高温、高压冷媒蒸汽通过冷凝器112实现冷却，其热量被空气带走：冷凝器112出来的低温、高压冷媒液体通过节流装置114进行节流，节流后的低温、低压气液两相混合冷媒进入蒸发器113，所述冷凝器112外侧具有自然冷却换热器116，所述自然冷却换热器116连接冷却水水泵151，所述冷却水水泵151连接板式换热器160，当室外温度低于回水温度2℃以上时，自然冷却系统开始运行，制冷压缩机部分负荷运行或完全停止运行。所述冷凝器112、自然冷却换热器116均为风冷翅片式换热器，所述蒸发器113为满液式壳管式换热器。

所述风冷冷凝器112右侧连接表冷器130，所述表冷器130下方具有冷凝水盘131，冷凝水盘131承接表冷器130冷凝下落的冷凝水，所述表冷器130连接冷水水泵150，所述冷水水泵150位于风冷冷水机组110与表冷器130之间，所述冷水水泵150连接满液式蒸发器113，风冷冷水机组110通过冷水水泵150向表冷器130提供冷水，在冷水水泵150的作用下，表冷器130来的回水在蒸发器112中进行热交换，换热降温后的冷水通过冷水水泵150输送重新进入表冷器130中，完成制冷循环；数据中心集装箱来的热空气或是数据中心集装箱来的热空气与新风混合后的热空气通过表冷器被冷却，冷却后的空气然后被送入数据中心集装箱冷通道，进一步冷却机柜内的服务器。

冷源集装箱100具有箱体120，所述箱体120包括第一面板127、第二面板128，所述第一面板127具有新风口123，在第二面板128具有出风口124，所述新风口123、出风口124处分别设有风量调节阀125，所述风量调节阀125由多个对开叶片组成，以供空气从新风口的风量调节阀125进入并从出风口的风量调节阀125吹出箱体，所述箱体120为中空的封闭长方形箱体结构，新风口的风量调节阀125与出风口的风量调节阀125相对设置。所述风量调节阀125前面连接驻极体静电空气过滤器126，这种驻极体静电空气过滤器126能将空气中的直径大于0.5微米的可吸入颗粒物中的99%以上过滤掉。

所述数据中心集装箱200中部具有高密度机柜210，所述高密度机柜210进风侧为冷通道220，所述高密度机柜210排风侧为热通道230。

所述制冷集装箱100两侧具有出风口A121、进风口B122，所述数据中心集装箱200两侧具有进风口Ｃ242、出风口D241，所述冷通道220连接进风口Ｃ242，所述热通道230连接出风口D241，所述出风口A121、进风口C242两者相适应，所述出风口D241、进风口B122两者相适应。

数据中心集装箱200来的热风由出风口Ｄ241通过进风口B122，或与经新风口123来的室外空气混合后经过表冷器130，被无刷直流电机141驱动的离心式风机142通过出风口A121和进风口Ｃ242进入冷通道，部分空气通过排风口124被排出集装箱外，经新风口123来的室外空气通过驻极体静电空气过滤器净化后再与数据中心集装箱200来的热风混合，制冷压缩机111为两台，其中一台为冗余备用。

所述中心集装箱200端部具有自动灭火装置250，自动灭火装置250与无刷直流电机210驱动的离心式风机220联动，自动灭火装置250启动的同时无刷直流电机210驱动的离心式风机220停止运行。所述风机单元140固定在风机墙上，所述的离心式风机142连接无刷直流电机141的主轴，在主轴的带动下，离心式风机142实现转动，无刷直流电机141旋转，使得空气从制冷集装箱一侧吸入，并通过表冷器130对空气进行冷却，冷却后的空气进入制冷集装箱另一侧，并从集装箱的出风口A121送入数据中心冷通道，无刷直流电机141是永磁式同步电机的一种，不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势，该无刷直流电机141可以无级调速。

Claims (7)

1.一种采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，其特征是:包括制冷集装箱、数据中心集装箱，所述制冷集装箱连接数据中心集装箱，所述制冷集装箱内部具有风冷冷水机组，所述风冷冷水机组包括制冷压缩机、冷凝器、满液式蒸发器、节流装置、控制柜、表冷器、风机单元、冷水水泵、冷却水泵、板式换热器，所述制冷压缩机为磁悬浮离心式压缩机，所述制冷压缩机、风冷冷凝器、满液式蒸发器、节流装置依次相连接，所述冷凝器外侧具有自然冷却换热器，所述自然冷却换热器连接冷却水水泵，所述冷却水水泵连接板式换热器，所述冷凝器、自然冷却换热器均为风冷翅片式换热器，所述蒸发器为满液式壳管式换热器。

2.根据权利要求1所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，其特征是:所述风冷冷凝器右侧连接表冷器，所述表冷器下方具有冷凝水盘，所述表冷器连接冷水水泵，所述冷水水泵位于风冷冷水机组与表冷器之间，所述冷水水泵连接满液式蒸发器。

3.根据权利要求2所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，其特征是:冷源集装箱具有箱体，所述箱体包括第一面板、第二面板，所述第一面板具有新风口，在第二面板具有出风口，所述新风口、出风口处分别设有风量调节阀，所述风量调节阀由多个对开叶片组成，所述风量调节阀前面连接驻极体静电空气过滤器。

4.根据权利要求3所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，其特征是:所述数据中心集装箱中部具有高密度机柜，所述高密度机柜进风侧为冷通道，所述高密度机柜出风侧为热通道。

5.根据权利要求4所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，其特征是:所述制冷集装箱两侧具有出风口A、进风口B，所述数据中心集装箱两侧具有进风口C、出风口D，所述出风口A、进风口C两者相适应，所述出风口Ｄ、进风口B两者相适应。

6.根据权利要求5所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，其特征是:所述数据中心集装箱端部具有自动灭火装置，自动灭火装置与风机单元联动。

7.根据权利要求6所述的采用表冷器的高密度集装箱式数据中心冷却装置，其特征是:所述风机单元固定在风机墙上，所述的离心式风机连接无刷直流电机的主轴。