CN211240611U - 一种机房冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机房冷却系统，涉及空气调节技术领域，以解决相关技术中水循环管路发生泄漏时容易损坏机房内的设备的技术问题。本实用新型提供了一种机房冷却系统，包括位于机房外的室外冷却系统和位于机房内的室内冷却系统，室外冷却系统包括制冷单元和换热器，制冷单元与换热器相连通，以形成水循环回路，制冷单元用于对水循环回路中流入至制冷单元中的水进行冷却，室内冷却系统包括制冷回路，换热器与制冷回路相连通，以使水循环回路中的水与制冷回路中的制冷剂可在换热器中发生热交换。本实用新型可用于空气调节。

Description

一种机房冷却系统

技术领域

本实用新型涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种机房冷却系统。

背景技术

随着人工智能、云计算、大数据等分布式计算架构的创新和发展，作为信息基础设施的数据机房承担的业务量越来越大，由于机房内的设备发热量大，通常全年需要不间断供冷。相关技术中，利用水循环管路对机房进行制冷，当水循环管路损坏发生泄漏时，可能会导致机房内的设备进水发生短路，从而导致机房内的设备发生损坏。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种机房冷却系统，用于解决相关技术中水循环管路发生泄漏时容易损坏机房内的设备的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型实施例提供了一种机房冷却系统，包括位于所述机房外的室外冷却系统和位于所述机房内的室内冷却系统，所述室外冷却系统包括制冷单元和换热器，所述制冷单元与所述换热器连通，以形成水循环回路，所述制冷单元用于对所述水循环回路中流入至所述制冷单元中的水进行冷却，所述室内冷却系统包括制冷回路，所述换热器与所述制冷回路相连通，以使所述水循环回路中的水与所述制冷回路中的制冷剂可在所述换热器中发生热交换。

本实用新型实施例提供的机房冷却系统，包括位于机房外的室外冷却系统和位于机房内的室内冷却系统，室外冷却系统包括制冷单元和换热器，制冷单元与换热器连通，以形成水循环回路，制冷单元用于对水循环回路中流入至制冷单元中的水进行冷却，室内冷却系统包括制冷回路，换热器与制冷回路相连通，以使水循环回路中的水与制冷回路中的制冷剂可在换热器中发生热交换。具体地，该机房冷却系统在工作时，从制冷单元中流出的低温水流入换热器中后，在换热器中与由制冷回路流入换热器中的制冷剂发生热交换，制冷剂温度降低，低温制冷剂通过制冷回路流入机房内后对机房进行降温，由于制冷单元和换热器均设置于机房外，水和制冷剂在室外的换热器中发生热交换，因此，这种系统既能实现机房的高效冷却，又能保证水不进机房，从而能够避免水循环管路发生泄漏导致机房内的设备被损坏，进而确保机房的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的机房冷却系统的结构框图之一；

图2为本实用新型实施例提供的机房冷却系统的结构框图之二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型实施例提供了一种机房冷却系统，如图1所示，包括位于机房外的室外冷却系统和位于机房内的室内冷却系统，室外冷却系统包括制冷单元100和换热器200，制冷单元100与换热器200相连通，以形成水循环回路，制冷单元100用于对水循环回路中流入至制冷单元100中的水进行冷却，室内冷却系统包括制冷回路，换热器200与制冷回路相连通，以使水循环回路中的水与制冷回路中的制冷剂可在换热器200中发生热交换。

本实用新型实施例提供的机房冷却系统，如图1所示，包括位于机房外的室外冷却系统和位于机房内的室内冷却系统，室外冷却系统包括制冷单元100和换热器200，制冷单元100与换热器200连通，以形成水循环回路，制冷单元100用于对水循环回路中流入至制冷单元100中的水进行冷却，室内冷却系统包括制冷回路，换热器200与制冷回路相连通，以使水循环回路中的水与制冷回路中的制冷剂可在换热器200中发生热交换。具体地，该机房冷却系统在工作时，从制冷单元100中流出的低温水流入换热器200中后，在换热器200中与由制冷回路流入换热器200中的制冷剂发生热交换，制冷剂温度降低，低温制冷剂通过制冷回路流入机房内后对机房进行降温，由于制冷单元100和换热器200均设置于机房外，水和制冷剂在室外的换热器200中发生热交换，因此，这种系统既能实现机房的高效冷却，又能保证水不进机房，从而能够避免水循环管路发生泄漏导致机房内的设备被损坏，进而确保机房的安全性。

在一些实施例中，如图1所示，制冷单元100可以包括冷水机组1、第一循环泵21、第一连接管路31以及第二连接管路32；冷水机组1具有均与冷水机组1的蒸发器连通的蒸发侧入水口11和蒸发侧出水口12；第一连接管路31连接于换热器200与蒸发侧出水口12之间，第二连接管路32连接于换热器200与蒸发侧入水口11之间；冷水机组1、第一连接管路31、第二连接管路32、换热器200形成水循环回路；第一循环泵21设置于第一连接管路31上(在一些实施例中，第一循环泵21也可以设置于第二连接管路32上)；制冷单元100还包括冷却塔4、第二循环泵22、第三连接管路33以及第四连接管路34；冷水机组1具有均与冷水机组1的冷凝器连通的冷凝侧入水口13和冷凝侧出水口14；冷却塔4具有塔出水口42和塔入水口41；第三连接管路33连接于塔出水口42与冷凝侧入水口13之间；第四连接管路34连接于塔入水口41与冷凝侧出水口14之间；第二循环泵22设置于第三连接管路33上(在一些实施例中，第三循环泵23也可以设置于第四连接管路34上)。具体地，该机房冷却系统在运行时，冷水机组1、换热器200、第一连接管路31和第二连接管路32共同形成冷冻水循环回路，通过设置第一循环泵21，能够保证冷冻水在冷水机组1和换热器200之间的正常流通，冷冻水流入换热器200中后，与制冷剂进行换热；冷水机组1、冷却塔4、第三连接管路33和第四连接管路34共同形成冷却水循环回路，通过设置第二循环泵22，能够保证冷却水在冷却塔4和冷水机组1之间的正常流通，冷却水流入冷水机组1后，对冷水机组1进行辅助散热。

另外，制冷单元100也可以包括冷水机组1、第一循环泵21、第一连接管路31、第二连接管路32以及风扇；冷水机组1具有均与冷水机组1的蒸发器连通的蒸发侧入水口11和蒸发侧出水口12；第一连接管路31连接于换热器200与蒸发侧出水口12之间，第二连接管路32连接于换热器200与蒸发侧入水口11之间；冷水机组1、第一连接管路31、第二连接管路32、换热器200形成水循环回路；风扇设置于冷水机组1的冷凝侧，用于冷凝器进行散热。相比于使用风扇对冷水机组1进行散热，使用冷却塔4对冷水机组1进行散热，其散热性能更好，散热更快，且不会受到灰尘干扰。

需要说明的是，上述实施例提供的机房冷却系统，冷却塔4的类型不唯一。比如，冷却塔4可以为闭式冷却塔；另外，冷却塔4还可以为开式冷却塔。相比与开式冷却塔，闭式冷却塔能够适应多种工况，当室外环境温度较低时，闭式冷却塔可以通过与流通的低温空气发生热交换实现降温，当室外环境温度相对较高时，能够通过喷淋水与管内循环水发生热交换实现降温，同时，由于闭式冷却塔的循环水采用管内闭式循环，因此能够保证水循环系统中水质稳定，确保被冷却设备的设计使用寿命，并确保较高的系统效率，系统长期运行更加稳定可靠。

为了更加有效的利用自然资源、降低系统能耗，上述实施例中的机房冷却系统，如图1所示，制冷单元100还包括第一旁通管路51和第二旁通管路52；第一旁通管路51的第一端(如图1中a所示的一端)与第一连接管路31相连接，第二端(如图1中b所示的一端)与第三连接管路33相连接；第二旁通管路52的第一端(如图1中c所示的一端)与第二连接管路32相连接，第二端(如图1中d所示的一端)与第四连接管路34相连接；制冷单元100还包括第一流向控制装置61和第二流向控制装置62，第一流向控制装置61用于控制第一旁通管路51与第一连接管路31、第三连接管路33之间的连通与断开；第二流向控制装置62用于控制第二旁通管路52与第二连接管路32、第四连接管路34之间的连通与断开；其中，冷水机组1、第一连接管路31、第二连接管路32、换热器200形成水循环回路；或者，冷却塔4、第三连接管路33、第一旁通管路51、第一连接管路31、换热器200、第二连接管路32、第二旁通管路52、第四连接管路34形成水循环回路。

具体地，上述实施例中，如图1所示，通过设置第一旁通管路51和第二旁通管路52，能够实现冷却塔4与换热器200的直接连通，从冷却塔4中流出的冷却水能够直接流入换热器200中并在换热器200中与制冷回路中的制冷剂进行换热。在过渡季节和冬季，室外环境温度较低或者室内制冷需求较低时，可以关闭冷水机组1，并通过第一流向控制装置61控制第一旁通管路51与第一连接管路31与第三连接管路33之间的连通、通过第二流向控制装置62控制第二旁通管路52与第二连接管路32与第四连接管路34之间的连通，实现冷却塔4与换热器200的连通，冷却水在冷却塔4和换热器200间流通，利用冷却水来降低制冷剂温度，即可以通过冷却塔4来降低室内的温度。由于冷却塔4和换热器200能够直接连通，空调系统在实现机械制冷的基础上还能实现自然冷却，即在过渡季节可以利用自然冷源对机房进行降温，能够最大化利用自然冷源，进而节省能耗。

上述实施例中的机房冷却系统，第一流向控制装置61和第二流向控制装置62的类型不唯一。比如，如图1所示，第一流向控制装置61可以包括第一三通阀611和第二三通阀612，第一三通阀611连接于第一旁通管路51的第一端与第一连接管路31之间，第二三通阀612连接于第一旁通管路51的第二端与第三连接管路33之间；第二流向控制装置62包括第三三通阀621和第四三通阀622，第三三通阀621连接于第二旁通管路52的第一端与第二连接管路32之间，第四三通阀622连接于第二旁通管路52的第二端与第四连接管路34之间；另外，第一流向控制装置61也可以包括多个二通阀，多个二通阀分别设置于第一旁通管路51、第一连接管路31和第三连接管路33上，第二流向控制装置62也包括多个二通阀，多个二通阀分别设置于第二旁通管路52、第二连接管路32和第四连接管路34上。相比于二通阀，三通阀控制较为方便，利用较少数量的三通阀即可实现相同的控制效果，能够相对简化系统结构。

在另外一些实施例中，如图2所示，制冷单元100可以包括冷却塔4、第三循环泵23、第五连接管路35以及第六连接管路36；冷却塔4具有塔出水口42和塔入水口41，第五连接管路35连接于塔出水口42与换热器200之间；第六连接管路36连接于塔入水口41与换热器200之间，冷却塔4、第五连接管路35、第六连接管路36、换热器200形成水循环回路；第三循环泵23设置于第五连接管路35(在一些实施例中，第三循环泵23也可以设置于第六连接管路36上)。具体地，该机房冷却系统在运行时，冷却塔4、换热器200、第五连接管路35和第六连接管路36共同形成冷却水循环回路，通过设置第三循环泵23，能够保证冷却水在冷却塔4和换热器200之间的正常流通，冷却水流入换热器200中后，与制冷剂进行换热。由于冷却塔4和换热器200直接连通，空调系统可以利用自然冷源对机房进行降温，能够有效节省能耗。

为了提升系统运行的安全性以及使用寿命，本实用新型实施例提供的机房冷却系统，如图1所示，制冷单元100的数目为两个，换热器200的数目为两个，机房冷却系统包括两个连接管路组300，每个连接管路组300中均包括输入管路57和输出管路58；每个制冷单元的第一连接管路31、第二连接管路32均与对应的换热器200连接，每个连接管路组300的输入管路57、输出管路58的一端(如图1中e所示的一端)均与对应的换热器200连接，另一端(如图1中f所示的一端)均与制冷回路连接；两个连接管路组300的输入管路57之间通过第一中间管路53连通，两个连接管路组300的输出管路58之间通过第二中间管路54连通；两个制冷单元的第三连接管路33之间通过第三中间管路55连通，两个制冷单元的第四连接管路34之间通过第四中间管路56连通。通过设置两个制冷单元100、两个换热器200以及两个连接管路组300，能够形成两组制冷换热模块，空调系统运行时，如果室内制冷需求较低，可以只开启其中一组制冷换热模块，两组交替使用，从而能够提升系统运行寿命，如果室内制冷需求较高，可以同时开启两组制冷换热模块，能够满足多种情况下的制冷调节；同时，通过第一中间管路53可以连通两组制冷换热模块中的输入管路57、通过第二中间管路54可以连通两组制冷换热模块中的输出管路58，即通过第一中间管路53和第二中间管路54能够连通两组制冷换热模块中的制冷剂循环管路，从而两个制冷循环管路内的制冷剂互为备份，通过第三中间管路55可以连通两组制冷换热模块中的第三连接管路33、通过第四中间管路56可以连通两组制冷换热模块中的第四连接管路34，即通过第三中间管路55和第四中间管路56可以连通两组制冷换热模块中的水循环管路，两从而个水循环管路内的水互为备份，进而能够进一步提升系统运行的安全性和可靠性。

需要说明的是，图1仅为同时连通制冷剂循环管路和水循环管路时的示例，在一些实施例中，也可以仅设置第一中间管路53和第二中间管路54来连通制冷剂循环管路，或仅设置第三中间管路55和第四中间管路56来连通水循环管路，这种结构也能有效提升系统运行的稳定性和安全性。

为了提升系统运行的稳定性和安全性，本实用新型实施例提供的机房冷却系统，如图1制冷单元100还包括定压补水装置7，定压补水装置7与第一连接管路31相连通(在一些实施例中，也可与第二连接管路32相连通)。通过设置定压补水装置7，能够调节空调水系统由于温度变化引起的体积膨胀及胀缩，使空调水系统压力设定点压力恒定，稳定系统压力，确保空调系统的稳定工作，同时，设置定压补水装置7还能自动补水，且能够排出水系统及补水中的气体，确保系统运行的稳定性和安全性。

其中，定压补水装置7可以为膨胀水箱。

为了保证冷却塔4正常工作，本实用新型实施例提供的机房冷却系统，如图1所示，制冷单元100还包括补水装置8，补水装置8与冷却塔4连通。当冷却塔4湿工况运行时，存在喷淋水系统损耗，为了确保冷却效果，可以设置补水装置8定期对喷淋水进行补水，进而能够保证冷却塔4的正常工作。

为了更好地控制空调系统运行，本实用新型实施例提供的机房冷却系统，如图1所示，还包括温度传感器9，温度传感器9用于检测制冷回路中制冷剂的温度。具体地，当检测温度低于设定值时，可以关闭冷水机组1，使用自然冷源对机房进行冷却，当检测温度高于设定值时，可以开启冷水机组1，通过机械冷对机房进行冷却，根据检测温度的变化能够快速调节空调系统运行模式，更加有效的利用自然冷源，降低系统能耗。

本实用新型实施例提供的机房冷却系统，换热器200的种类不唯一。比如，换热器200可以为板式换热器；另外，换热器200还可以为管式换热器。相比于管式换热器，板式换热器传热效率较高、体积较小、占地面积较小、结构简单，易于搬运安装，且板式换热器热量调节灵活，可随换热需求增加而增多板片而不需要更换任何设备。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机房冷却系统，包括位于所述机房外的室外冷却系统和位于所述机房内的室内冷却系统，所述室外冷却系统包括制冷单元和换热器，所述制冷单元与所述换热器相连通，以形成水循环回路，所述制冷单元用于对所述水循环回路中流入至所述制冷单元中的水进行冷却，所述室内冷却系统包括制冷回路，所述换热器与所述制冷回路相连通，以使所述水循环回路中的水与所述制冷回路中的制冷剂可在所述换热器中发生热交换。

2.根据权利要求1所述的机房冷却系统，其特征在于，所述制冷单元包括冷水机组、第一循环泵、第一连接管路以及第二连接管路；

所述冷水机组具有均与所述冷水机组的蒸发器连通的蒸发侧入水口和蒸发侧出水口；所述第一连接管路连接于所述换热器与所述蒸发侧出水口之间，所述第二连接管路连接于所述换热器与所述蒸发侧入水口之间，所述冷水机组、所述第一连接管路、所述第二连接管路、所述换热器形成所述水循环回路；所述第一循环泵设置于所述第一连接管路或所述第二连接管路上；

所述制冷单元还包括冷却塔、第二循环泵、第三连接管路以及第四连接管路；

所述冷水机组具有均与所述冷水机组的冷凝器连通的冷凝侧入水口和冷凝侧出水口；所述冷却塔具有塔出水口和塔入水口；所述第三连接管路连接于所述塔出水口与所述冷凝侧入水口之间；所述第四连接管路连接于所述塔入水口与所述冷凝侧出水口之间；所述第二循环泵设置于所述第三连接管路或所述第四连接管路上。

3.根据权利要求2所述的机房冷却系统，其特征在于，所述制冷单元还包括第一旁通管路和第二旁通管路；

所述第一旁通管路的第一端与所述第一连接管路相连接，第二端与所述第三连接管路相连接；所述第二旁通管路的第一端与所述第二连接管路相连接，第二端与所述第四连接管路相连接；

所述制冷单元还包括第一流向控制装置和第二流向控制装置，所述第一流向控制装置用于控制所述第一旁通管路与所述第一连接管路、所述第三连接管路之间的连通与断开；所述第二流向控制装置用于控制所述第二旁通管路与所述第二连接管路、所述第四连接管路之间的连通与断开；

其中，所述冷水机组、所述第一连接管路、所述第二连接管路、所述换热器形成所述水循环回路；

或者，所述冷却塔、所述第三连接管路、所述第一旁通管路、所述第一连接管路、所述换热器、所述第二连接管路、所述第二旁通管路、所述第四连接管路形成所述水循环回路。

4.根据权利要求3所述的机房冷却系统，其特征在于，所述第一流向控制装置包括第一三通阀和第二三通阀，所述第一三通阀连接于所述第一旁通管路的第一端与所述第一连接管路之间，所述第二三通阀连接于所述第一旁通管路的第二端与所述第三连接管路之间；

所述第二流向控制装置包括第三三通阀和第四三通阀，所述第三三通阀连接于所述第二旁通管路的第一端与所述第二连接管路之间，所述第四三通阀连接于所述第二旁通管路的第二端与所述第四连接管路之间。

5.根据权利要求1所述的机房冷却系统，其特征在于，所述制冷单元包括冷却塔、第三循环泵、第五连接管路以及第六连接管路；

所述冷却塔具有塔出水口和塔入水口，所述第五连接管路连接于所述塔出水口与所述换热器之间；所述第六连接管路连接于所述塔入水口与所述换热器之间，所述冷却塔、所述第五连接管路、所述第六连接管路、所述换热器形成所述水循环回路；所述第三循环泵设置于所述第五连接管路或所述第六连接管路上。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的机房冷却系统，其特征在于，所述制冷单元的数目为两个，所述换热器的数目为两个，所述机房冷却系统还包括两个连接管路组，每个所述连接管路组中均包括输入管路和输出管路；

每个所述制冷单元的所述第一连接管路、所述第二连接管路均与对应的所述换热器连接，每个所述连接管路组的所述输入管路、所述输出管路的一端均与对应的所述换热器连接，另一端均与所述制冷回路连接；

两个所述连接管路组的所述输入管路之间通过第一中间管路连通，两个所述连接管路组的所述输出管路之间通过第二中间管路连通；和/或，两个所述制冷单元的所述第三连接管路之间通过第三中间管路连通，两个所述制冷单元的所述第四连接管路之间通过第四中间管路连通。

7.根据权利要求2～4中任一项所述的机房冷却系统，其特征在于，所述制冷单元还包括定压补水装置，所述定压补水装置与所述第一连接管路或所述第二连接管路相连通。

8.根据权利要求2～5中任一项所述的机房冷却系统，其特征在于，所述制冷单元还包括补水装置，所述补水装置与所述冷却塔相连通。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的机房冷却系统，其特征在于，所述机房冷却系统还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述制冷回路中制冷剂的温度。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的机房冷却系统，其特征在于，所述换热器为板式换热器。

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