CN209165653U - 一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，包括有设置于数据机房内的热风通道、冷风通道及设置于数据机房外的间接蒸发冷却空调机组，间接蒸发冷却空调机组的两端分别与热风通道及冷风通道连通；还包括在数据中心机房内设置的多个服务器机柜单元；每个服务器机柜单元由两个服务器机柜构成，每个服务器机柜单元中的两个服务器机柜出风侧呈相对设置，两个服务器机柜出风侧之间形成封闭热通道，每个封闭热通道均与热风通道连通，相邻两个服务器机柜单元之间形成封闭冷通道。本实用新型的数据中心用蒸发冷却空调系统，能够充分利用室外干空气能使空调系统全年运行费用大大降低，保证系统可全年稳定地为数据机房供冷。

Description

一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统

技术领域

本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统。

背景技术

随着信息量的爆炸式增长以及信息化应用的不断深入，数据中心提供了便捷的智能计算处理和信息存储功能。但是早期的数据中心，由于数据机房的特点、制冷技术的限制等原因，导致机房能耗过高，使机房空调运行能耗成为数据中心运行总能耗中最重要的组成部分。

如今，数据中心的大量建设也促使人们对数据机房有了新的认识，针对数据中心的节能、环保的制冷技术也得到了充分发展。近年来人们对蒸发冷却技术相关学术研究逐渐深入，其中间接蒸发冷却技术在数据中心得到了大量的应用。蒸发冷却适用于数据中心全年运行的大部分时间，特别是中国西北、西南等较干燥的地区，因其能充分利用室外的干空气能这一可再生能源，若能再与机械制冷相结合，则既能保证数据中心安全运行的要求，又能节省大部分运行费用。蒸发冷却与机械制冷结合的制冷系统是数据中心空调行业发展研究的重要方向之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，能够充分利用室外干空气能使空调系统全年运行费用大大降低，同时配备有压缩式制冷设备，保证系统可全年稳定地为数据机房供冷。

本实用新型所采用的技术方案是，一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，包括有设置于数据机房内顶部的热风通道、设置于数据机房内底部的冷风通道及设置于数据机房外的间接蒸发冷却空调机组，间接蒸发冷却空调机组的两端分别与热风通道及冷风通道连通；还包括在数据中心机房内设置的多个服务器机柜单元，多个服务器机柜单元均设置在冷风通道上方；每个服务器机柜单元由两个服务器机柜构成，每个服务器机柜单元中的两个服务器机柜出风侧呈相对设置，两个服务器机柜出风侧之间形成封闭热通道，每个封闭热通道均与热风通道连通，相邻两个服务器机柜单元之间形成封闭冷通道，每条封闭冷通道对应的冷风通道侧壁上设置有冷风出口，每个封闭冷通道通过冷风出口与冷风通道连通。

冷风通道的内壁面上设置有带防潮铝箔的无机保温层。

间接蒸发冷却空调机组包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次风进风口及一次风出风口，一次风进风口与热风通道相连，一次风出风口通过冷风送风管道与冷风通道相连；机组壳体内部按空气进入后流动方向依次设置有板管间接蒸发冷却器、制冷剂直接膨胀式空气冷却器及一次风送风机；板管间接蒸发冷却器的下方设置有循环水箱，板管间接蒸发冷却器的上方依次设置有布水器及冷凝器，布水器通过循环水管与循环水箱连接，循环水管上还设置有循环水泵；机组壳体内还设有压缩机，制冷剂直接膨胀式空气冷却器、压缩机及冷凝器依次相连，冷凝器的出气口与制冷剂直接膨胀式空气冷却器的进气口通过管道相连。

本实用新型的特点还在于，

冷凝器的出气口与制冷剂直接膨胀式空气冷却器的进气口之间的管道上还设置有节流阀。

冷凝器上方对应的机组壳体顶部设置有二次风排风口，板管间接蒸发冷却器下方的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口。

二次风排风口内设置有二次风排风机。

冷风送风管道为无机玻璃钢复合风管。

冷风送风管道的外壁设置有保温层。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，该系统中的间接蒸发冷却空调机组处理的是机房内循环风，将无新风引入机房，避免了室外颗粒物及硫化物对机房内服务器的破坏；

(2)本实用新型的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，该系统中的冷热通道均封闭，冷空气有序地进入机房内，减少冷热空气回流、冷热掺混等现象造成的冷量损失；

(3)本实用新型的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，随着室外环境的变化可以有三种运行模式切换运行，该系统能源利用效率高，属于高效环保型空调系统；

(4)本实用新型的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，当机房负荷过大、板管间接蒸发冷却冷却器无法将空气处理到所需范围时，开启压缩式制冷循环模式，通过制冷剂直接膨胀式空气冷却器保证将空气处理到允许范围；

(5)本实用新型的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，采用的板管间接蒸发冷却器使空气等湿降温，对空气没有加湿过程，不会造成室内空气过湿，使机房内的湿度得到较为精确的控制。

附图说明

图1是本实用新型一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统的结构示意图；

图2是本实用新型一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统中间接蒸发冷却空调机组的结构示意图。

图中，1.一次风进风口，2.布水器，3.冷凝器，4.二次风排风口，5.二次风排风机，6.节流阀，7.制冷剂直接膨胀式空气冷却器，8.一次风送风机，9. 一次风出风口，10.压缩机，11.板管间接蒸发冷却器，12.二次风进风口，13. 循环水箱，14.循环水管，15.循环水泵，16.间接蒸发冷却空调机组，17.冷风送风管道，18.冷风出口，19.冷风通道，20.封闭热通道，21.封闭冷通道，22. 热风通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，如图1所示，包括有设置于数据机房内顶部的热风通道22、设置于数据机房内底部的冷风通道19及设置于数据机房外的间接蒸发冷却空调机组16，间接蒸发冷却空调机组16的两端分别与热风通道22及冷风通道19连通；数据机房内的热风集中在机房上部的热风通道22中，热风经过间接蒸发冷却空调机组 16冷却处理成为冷风，冷风再通过冷风送风管道17进入数据机房冷风通道19，冷风通道19的冷风再从冷风出口18进入机房吸收服务器机柜散热，最后吸收了大量热量的空气进入机房热风通道22。

还包括在数据中心机房内设置的多个服务器机柜单元，多个服务器机柜单元均设置在冷风通道19上方的架空地板上；每个服务器机柜单元由两个服务器机柜构成，每个服务器机柜单元中的两个服务器机柜出风侧呈相对设置，两个服务器机柜出风侧之间形成封闭热通道20，每个封闭热通道20均与热风通道22连通，相邻两个服务器机柜单元之间形成封闭冷通道21，每条封闭冷通道21对应的冷风通道19侧壁上设置有冷风出口18，每个封闭冷通道21通过冷风出口18与冷风通道19连通。

数据中心机房内部冷风通道19位于架空地板的下方，冷风通道19内壁面上设置有带防潮铝箔的无机保温层。

冷风送风管道17为无机玻璃钢复合风管，且冷风送风管道17外壁设置有保温层。

冷风出口18贴近机柜一侧、与机房内地板平齐；机柜另一侧是封闭热通道20，封闭热通道20四周封闭、上下通透，并与间接蒸发冷却空调机组相连。

如图2所示，间接蒸发冷却空调机组16包括有机组壳体，机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次风进风口1及一次风出风口9，一次风进风口 1与热风通道22相连，一次风出风口9通过冷风送风管道17与冷风通道19 相连；机组壳体内部按空气进入后流动方向依次设置有板管间接蒸发冷却器 11、制冷剂直接膨胀式空气冷却器7及一次风送风机8；板管间接蒸发冷却器11的下方设置有循环水箱13，板管间接蒸发冷却器11的上方依次设置有布水器2及冷凝器3，布水器2通过循环水管14与循环水箱13连接，循环水管14上还设置有循环水泵15；机组壳体内还设有压缩机10，制冷剂直接膨胀式空气冷却器7、压缩机10及冷凝器3依次相连，冷凝器3的出气口与制冷剂直接膨胀式空气冷却器7的进气口通过管道相连。

冷凝器3的出气口与制冷剂直接膨胀式空气冷却器7的进气口之间的管道上还设置有节流阀6。

制冷剂直接膨胀式空气冷却器7和冷凝器3通过节流阀6与压缩机10 构成压缩式制冷循环系统。

冷凝器3上方对应的机组壳体顶部设置有二次风排风口4，间接蒸发冷却器11下方的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口12。

二次风排风口4内设置有二次风排风机5。

本实用新型一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，其工作过程具体如下：

(1)间接蒸发冷却空调机组16中水系统的工作过程如下：

循环水箱13中的循环水在循环水泵15的抽吸作用下，沿循环水管14 抽至板管间接蒸发冷却器11上方的布水器2中；循环水从布水器2中喷淋下来，在板管间接蒸发冷却器11换热管的管外壁形成水膜，二次空气与水发生热湿交换，通过传热使换热管壁温降低，进而冷却换热管内的一次空气；与二次空气进行充分热湿交换后的循环水再落入循环水箱13中，循环水箱 13中的水如此循环；

(2)间接蒸发冷却空调机组16中二次风系统的工作过程如下：

室外新风在二次风排风机5的作用下，从二次风进风口12中进入间接蒸发冷却空调机组16内部；二次风掠过板管间接蒸发冷却器11换热管的管外壁，使附着在换热管管外壁的一部分水膜蒸发；之后，二次风再掠过制冷循环的冷凝器3，使冷凝器3散出的热量随二次风排出间接蒸发冷却空调机组16；

(3)热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统中一次风系统的工作过程如下：

数据机房内的热风集中在热风通道22内，在一次风送风机8的抽吸作用下热风从一次风进风口1进入间接蒸发冷却空调机组16，经过板管间接蒸发冷却器11等湿降温，之后一次空气经过制冷剂直接膨胀式空气冷却器7 进一步降温成冷风，冷风再通过冷风送风管17进入数据机房的冷风通道19，冷风通道19的冷风再从冷风出口18进入机房带走设备散热，最后吸收了大量热量的空气进入热风通道22。

Claims (6)

1.一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，其特征在于，包括有设置于数据机房内顶部的热风通道(22)、设置于数据机房内底部的冷风通道(19)及设置于数据机房外的间接蒸发冷却空调机组(16)，所述间接蒸发冷却空调机组(16)的两端分别与热风通道(22)及冷风通道(19)连通；还包括在所述数据中心机房内设置的多个服务器机柜单元，多个所述服务器机柜单元均设置在冷风通道(19)上方；每个所述服务器机柜单元由两个服务器机柜构成，每个服务器机柜单元中的两个服务器机柜出风侧呈相对设置，两个所述服务器机柜出风侧之间形成封闭热通道(20)，每个封闭热通道(20)均与热风通道(22)连通，相邻两个所述服务器机柜单元之间形成封闭冷通道(21)，所述冷风通道(19)侧壁上开有多个冷风出口(18)，每个所述封闭冷通道(21)通过冷风出口(18)与冷风通道(19)连通；

所述冷风通道(19)的内壁面上设置有带防潮铝箔的无机保温层；

所述间接蒸发冷却空调机组(16)包括有机组壳体，所述机组壳体相对的两侧壁上分别设置有一次风进风口(1)及一次风出风口(9)，所述一次风进风口(1)与热风通道(22)相连，所述一次风出风口(9)通过冷风送风管道(17)与冷风通道(19)相连；所述机组壳体内部按空气进入后流动方向依次设置有板管间接蒸发冷却器(11)、制冷剂直接膨胀式空气冷却器(7)及一次风送风机(8)；所述板管间接蒸发冷却器(11)的下方设置有循环水箱(13)，所述板管间接蒸发冷却器(11)的上方依次设置有布水器(2)及冷凝器(3)，所述布水器(2)通过循环水管(14)与循环水箱(13)连接，所述循环水管(14)上还设置有循环水泵(15)；所述机组壳体内还设有压缩机(10)，所述制冷剂直接膨胀式空气冷却器(7)、压缩机(10) 及冷凝器(3)依次相连，所述冷凝器(3)的出气口与制冷剂直接膨胀式空气冷却器(7)的进气口通过管道相连。

2.根据权利要求1所述的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述冷凝器(3)的出气口与制冷剂直接膨胀式空气冷却器(7)的进气口之间的管道上还设置有节流阀(6)。

3.根据权利要求1所述的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述冷凝器(3)上方对应的机组壳体顶部设置有二次风排风口(4)，所述板管间接蒸发冷却器(11)下方的机组壳体侧壁上设置有二次风进风口(12)。

4.根据权利要求3所述的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述二次风排风口(4)内设置有二次风排风机(5)。

5.根据权利要求1所述的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述冷风送风管道(17)为无机玻璃钢复合风管。

6.根据权利要求1所述的一种热通道封闭的数据中心用蒸发冷却空调系统，其特征在于，所述冷风送风管道(17)的外壁设置有保温层。