CN206037309U - 一种适用于数据中心的制冷系统及数据中心系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于数据中心的制冷系统及数据中心系统，所述制冷系统包括：冷源装置、与冷源装置相连接集管以及与所述集管相连接的若干用于为数据中心制冷的制冷装置；所述集管上设置有若干第一连接头，所述制冷装置设置有用于与第一连接头相连接的第二连接头；所述第一连接头与第二连接头可拆卸连接。本实用新型通过将集管与制冷装置通过第一连接头和第二连接头形成可拆卸连接，使得所述制冷装置可以根据数据中心配置的服务器数量而设置制冷装置的数量，解决了现有数据中心制冷系统存在制冷不均匀及施工装配复杂的问题。

Description

一种适用于数据中心的制冷系统及数据中心系统

技术领域

本实用新型涉及数据中心技术领域，特别涉及一种适用于数据中心的制冷系统及数据中心系统。

背景技术

随着互联网以及通信行业的快速发展，数据中心服务器的单体热密度逐年提高，这也伴随着服务器设备的功率消耗不断增加，机柜服务器发热量越多，对数据中心机房的制冷需求提出了很大的挑战。

传统大型数据中心机房送风方式主要采用房间级制冷送风、风机下沉输送冷风、以及冷热通道隔离等方式，以上送风方式均存在不足。

房间级制冷送风在目前的数据中心行业内已被逐步淘汰，其很难满足现代化高热密度的机柜服务器散热需求，制冷效率低，能耗大，且容易出现机柜服务器局部过热的问题。

风机下沉地板送风为了解决制冷不均匀的问题，必须配置风量补偿单元以及可调地板一起配合使用，施工难度较大，且对保温要求高。

冷热通道隔离的行级空调，靠近热源送风但空调与机柜并柜后，空调无法实现两侧维护，每台空调制冷系统相互独立，若干台的配置制冷管道多，工程复杂，施工安装效率低。

综上，传统大型数据中心机房送风方式主要存在制冷效率低，制冷不均匀，施工安装效率低等问题，导致数据中心的制冷系统难以满足人们的要求。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种适用于数据中心的制冷系统，以解决现有数据中心制冷系统存在制冷不均，装配施工复杂的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种适用于数据中心的制冷系统，其包括：冷源装置、与冷源装置相连接的集管以及与所述集管相连接的若干用于为数据中心制冷的制冷装置；所述集管上设置有若干第一连接头，所述制冷装置设置有用于与第一连接头相连接的第二连接头；所述第一连接头与第二连接头可拆卸连接。

所述适用于数据中心的制冷系统，其中，所述集管包括用于将冷源装置的冷凝液输送至制冷装置的液侧集管和用于将制冷装置的气体输送回冷源装置的气侧集管；所述液侧集管与气侧集管上分别设置有若干第一连接头。

所述适用于数据中心的制冷系统，其中，所述制冷装置包括：气流循环装置、与气流循环装置相背设置的换热器，设置于换热器上的两个第二连接头以及设置于换热器远离气流循环装置一侧用于固定气流循环装置和换热器的固定支架。

所述适用于数据中心的制冷系统，其中，所述气流循环装置由至少两个并排设置的轴流风扇构成。

所述适用于数据中心的制冷系统，其中，所述制冷装置的个数小于等于第一连接头的个数的一半。

一种数据中心系统，其包括如上所述制冷系统、机柜以及设置机柜内至少一个服务器。

所述数据中心系统，其中，所述机柜为单机柜，所述机柜的前门侧边设置有集管，所述集管的第一连接头的间隔与机柜内服务器机组之间的间隔相同。

所述数据中心系统，其中，所述机柜内安装服务器的区域的支撑梁上设置有制冷装置。

所述数据中心系统，其中，所述机柜内未安装服务器的区域的支撑梁上设置用于密封的盲板。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供了一种适用于数据中心的制冷系统，所述制冷系统包括：冷源装置、与冷源装置相连接集管以及与所述集管相连接的若干用于为数据中心制冷的制冷装置；所述集管上设置有若干第一连接头，所述制冷装置设置有用于与第一连接头相连接的第二连接头；所述第一连接头与第二连接头可拆卸连接。本实用新型通过将集管与制冷装置通过第一连接头和第二连接头形成可拆卸连接，使得所述制冷装置可以根据数据中心配置的服务器数量而设置制冷装置的数量，解决了现有数据中心制冷系统存在制冷不均匀及施工装配复杂的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的适用于数据中心的制冷系统较佳实施例的结构示意图。

图2为本实用新型提供的适用于数据中心的制冷系统的集管结构图。

图3为本实用新型提供的适用于数据中心的制冷系统的制冷装置结构图。

图4为本实用新型提供的适用于数据中心的制冷系统的冷源装置结构示意图。

图5为本实用新型提供的数据中心系统结构示意图。

图6为本实用新型提供的数据中心系统柜体结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种适用于数据中心的制冷系统及数据中心，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合附图，通过对实施例的描述，对实用新型内容作进一步说明。

请参照图1，图1为本实用新型提供的适用于数据中心的制冷系统较佳实施例的结构原理图。所述适用于数据中心的制冷系统包括：冷源装置1、集管2以及制冷装置3，所述冷源装置1与集管2相连接，所述集管2上设置有若干第一连接头23，所述制冷装置3设置有用于与第一连接头23相连接的第二连接头31，其中，所述第一连接头23与第二连接头31为可拆卸连接。在实际应用中，可采用连接软管，使得第一连接头23与第二连接头31实现快速对接，方便安装和拆卸，同时保证制冷系统的密封性。

在本实施例中，如图1和图2所示，所述集管2包括液侧集管21和与液侧集管21平行设置的气侧集管22，所述液侧集管21用于将冷源装置1的冷凝液输送至制冷装置3的液侧集管21，所述气侧集管22用于将制冷装置3的气体输送回冷源装置1的气侧集管22。也就是说，所述冷源装置1和制冷装置2通过液侧集管21和气侧集管22连接并形成气液循环，实现为数据中心制冷。在实际应用中，所述液侧集管21包括主管和第一连接头23，所述若干连接头等距离设置于主管上。所述主管的长度以及第一连接头23之间的间隔可以根据其适用于的数据中心的机柜的结构而确定。所述气侧集管22可以采用与液侧集管21相同的结构。也就是说，所述液侧集管21和气侧集管22为两个相同结构的集管，仅是其功能不同。

在本实施例中，如图3所示，所述制冷装置3包括若干第二连接头31、气流循环装置32、换热器33以及固定支架34，所述气流循环装置32与换热器33相背设置，在实际应用中，所述换热器33可以为平流换热器。所述换热器33的侧面上设置有两个第二连接头31，所述换热器33中的一个第二连接头31与所述液侧集管21上的一个第一连接头23相连，所述换热器33上的另一个第二连接头31与所述液侧集管21上的第一连接头23相对应的气侧集管22上的第一连接头23相连，这样，通过在集管2和换热器上分别设置用于快速连接的连接头，使得制冷装置与冷源装置形成一个完整的气/液循环回路。由于所述第一连接头23与第二连接头31可以采用软管连接，因此，所述第二连接头31之间的间隔没有限制。优选的，在本实施例中，将所述第二连接头31之间的间隔设置成与所述集管2上的第一连接头23之间的间隔相等的距离，使回路中的气/液体能够更加顺畅地流通，从而提高制冷效率。

如图3所示，所述固定支架设置于所述换热器33的两端，并用于固定所述气流循环装置32和换热器33。所述固定支架34包括两个L型连接板，所述连接板镜面对称设置于所述换热器33的两端，所述L型连接板的长边从换热器33伸出，所述L型连接板的短边向所述换热器33的外侧翻折，且在所述短边上设置有若干通孔。在实际应用中，所述通孔用于当所述固定支架固定在机柜横梁时，与机柜横梁通过螺栓或者销钉形成可拆卸连接，从而实现制冷装置的快速组装和配置。

如图3所示，所述气流循环装置32由至少两个并排设置的轴流风扇组成。在实际应用中，所述风扇的数量可以根据所应用的数据中心的服务器热密度进行匹配，确保服务器散热风量需求，例如，所述轴流风扇的个数设置为2，3等。进一步地，所述风扇具备无极调速功能，可根据进风温度的变化改变风机转速，输出变化的制冷量，更好的匹配服务器的热负载散热，解决了由于不同服务器热负载不同，而造成的制冷量分配不均的问题。

本实施例提供的适用于数据中心的制冷系统，其中，所述制冷装置3的个数小于等于第一连接头23的个数的一半。具体地，为所述制冷系统按需配置若干个制冷装置3，当所述若干个制冷装置3上所有的第二连接头31与集管2上的第一连接头23一一对应形成连接，且所述集管2上还有剩余的第一连接头23没有与之对应的第二连接头31进行匹配时，则制冷装置3的个数小于第一连接头23个数的一半；当所述若干个制冷装置3上所有的第二连接头31与集管2上的第一连接头23一一对应形成连接，且所述集管2上没有剩余的第一连接头23时，则制冷装置3的个数等于第一连接头23个数的一半。

进一步地，当所述制冷装置3的个数小于第一连接头23个数的一半时，利用密封盖封住集管2上剩余的第一连接头23，保证整个制冷系统的密封性，避免造成气/液泄露。

本实施例通过分别在集管2和制冷装置3设置可快速对接的第一连接头23和第二连接头31，第一连接头23和第二连接头31可拆卸连接，使得制冷系统可以根据数据中心制冷量的需求而更改制冷装置3的数量，实现快装快拆，单人即可完成简单操作，大大节省了施工时间。进一步地，当某个制冷装置3故障时，可通过简便地快速拆除所述连接头，更换完好的制冷装置3即可，缩短了维护时间。同时，由制冷装置3的构成可以得出所述制冷装置3具有小型模块化、标准化的特点，便于运输及安装。

如图4所示，图4为本实用新型提供的数据中心冷源装置结构原理图。所述冷源装置1为一套独立的空调系统，其包括板式换热器11、储液罐12、压差旁通阀13、制冷剂泵14、压缩机15、冷凝器16以及节流原件17。其中，所述板式换热器11、压缩机15、冷凝器16以及节流原件17依次连接，形成一个回路，所述回路为所述独立空调系统的蒸发回路，具体地，所述蒸发回路为：由冷凝器16流出的液态制冷剂经由节流原件17，通向板式换热器11，所述液态制冷剂在板式换热器11与从制冷装置3回流的热风进行热交换吸热，蒸发成气体，再经由压缩机15压缩成高压气体，再通过冷凝器16放热转化为液态制冷剂，如此往复，形成一个循环的蒸发回路，给从制冷装置3中回流的热风提供冷源。

所述板式换热器11、储液罐12、压差旁通阀13、制冷剂泵14与液侧集管21、制冷装置3、以及气侧集管22依次连接形成所述制冷系统的冷凝回路。具体的，所述冷凝回路为：由储液罐12流出的液态制冷剂由制冷剂泵14提供动力，经由液侧集管21流向各个与所述液侧集管21通过连接头连接的制冷装置3，所述制冷装置3贴近热源，液态制冷剂吸收热量蒸发成气体，从所述气侧集管22回流到所述板式换热器11，在板式换热器11中与所述蒸发回路中的液态制冷剂进行热量交换，放出热量，冷凝成液体，储存在储液罐12，如此往复，形成一个循环的冷凝回路，对数据中心进行制冷。

所述蒸发回路与所述冷凝回路通过所述板式换热器11连接，通过所述回路可实现制冷系统无冷凝水排放。

进一步地，在实际应用中，所述冷源装置1通过检测冷凝液温度与机柜内的回风温度并进行计算分析，结合所述压差旁通阀13和制冷剂泵14，变频所述制冷剂泵14，实现调节制冷剂流量，同时，所述制冷装置3的风机亦可根据实时回风温度进行变转速输出风量，这样通过冷源装置1和制冷装置3的配合，实现制冷装置100%显热比输出，同时最大程度实现节能的目的。

本实用新型还提供了一种数据中心系统，如图5所示，其包括了上述较佳实施例的制冷系统、机柜4以及设置在机柜4内的至少一个服务器。

所述数据中心系统，其中，所述机柜4为单机柜，所述机柜4的前门41侧边设置有集管2，所述集管2上第一连接头23之间的间隔与机柜4内服务器机组之间的间隔相同。具体地，所述气侧集管22和所述液侧集管21上的一对第一连接头23，对应一个制冷装置3上的一对第二连接头31，一个服务器机组对应配置一个制冷装置3，这样一一对应的间隔设置，保证一个服务器机组配置一个制冷装置3，贴近服务器热源，提高服务器散热效果。进一步地，在实际应用中还可根据单个服务器机组的热负载合理配置制冷装置3中热循环装置的风扇数量，满足服务器机组的散热风量需求。另外，机柜可采用多联安装的方式，使单台机柜或者多机柜并联使用，这样安装管路少，整体简洁。

所述数据中心系统，如图6所示，所述机柜前门41两侧设置有支撑梁42，所述支撑梁42用于安装固定服务器，所述安装有服务器的支撑梁42上配置有制冷装置3。具体地，所述制冷装置3的固定支架34上对称设置的L型连接板，分别采用螺栓连接与机柜前门41两侧的支撑梁42形成接合，保证一个服务器对应一个制冷装置3。

所述数据中心系统，如图4所示，所述机柜内未安装服务器的区域的支撑梁42上设置用于密封的盲板5。具体地，未安装服务器的区域，几乎没有制冷需求，因此所述区域不用配置制冷装置3，即所述制冷装置3的个数小于第一连接头23个数的一半，此时，利用密封盖封住集管2上剩余的第一连接头23，并在所述区域覆盖密封的盲板5，实现精确制冷，按需配置冷量，提高了空调系统综合制冷效率，同时很大程度上节省了资源。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种适用于数据中心的制冷系统，其特征在于，其包括：冷源装置、与冷源装置相连接的集管以及与所述集管相连接的若干用于为数据中心制冷的制冷装置；所述集管上设置有若干第一连接头，所述制冷装置设置有用于与第一连接头相连接的第二连接头；所述第一连接头与第二连接头可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述适用于数据中心的制冷系统，其特征在于，所述集管包括用于将冷源装置的冷凝液输送至制冷装置的液侧集管、和用于将制冷装置的气体输送回冷源装置的气侧集管；所述液侧集管与气侧集管上分别设置有若干第一连接头。

3.根据权利要求1所述适用于数据中心的制冷系统，其特征在于，所述制冷装置包括：气流循环装置、与气流循环装置相背设置的换热器，设置于换热器上的两个第二连接头以及设置于换热器远离气流循环装置一侧用于固定气流循环装置和换热器的固定支架。

4.根据权利要求3所述适用于数据中心的制冷系统，其特征在于，所述气流循环装置由至少两个并排设置的轴流风扇构成。

5.一种数据中心系统，其特征在于，其包括如权利1-4任一所述制冷系统、机柜以及设置于机柜内的至少一个服务器。

6.根据权利要求5所述数据中心系统，其特征在于，所述机柜为单机柜，所述机柜的前门侧边设置有集管，所述集管上的第一连接头的间隔与机柜内服务器机组之间的间隔相同。

7.根据权利要求5所述数据中心系统，其特征在于，所述机柜内安装服务器的区域的支撑梁上设置有制冷装置。

8.根据权利要求5所述数据中心系统，其特征在于，所述机柜内未安装服务器的区域的支撑梁上设置用于密封的盲板。