CN212720082U

CN212720082U - 一种集装箱数据中心空调系统

Info

Publication number: CN212720082U
Application number: CN202021455496.9U
Authority: CN
Inventors: 任宇宙; 杨盈录; 曾宪芳
Original assignee: Beijing Fenglian Aorui Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Fenglian Aorui Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2030-07-22

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱数据中心空调系统，包括机架、服务器、制冷装置、调节阀和制冷剂管道；所述制冷装置包括换热器、冷凝器、压缩机、节流阀、单向阀、电磁阀、氟泵和储液罐；压缩机、冷凝器、节流阀和换热器通过制冷剂管道依次串联形成制冷循环回路；单向阀与压缩机并联连接；电磁阀与节流阀并联连接；氟泵和电磁阀串联连接；储液罐和冷凝器串联连接，储液罐的进口和冷凝器出口相连接；所述服务器放置在两组换热器之间。本实用新型的优点是采用就近冷却技术，将换热器和服务器就近布置，提高了空调系统的制冷效率。本系统有机械制冷和自然冷却两种冷却模式，充分利用自然冷源，降低了数据中心的能耗。

Description

一种集装箱数据中心空调系统

技术领域

本实用新型涉及数据中心空调领域，具体的说，涉及一种集装箱数据中心空调系统。

背景技术

随着数据中心产业的发展，数据中心规模不断扩大，需要对数据中心的设备进行更新与扩展。集装箱数据中心可容纳高密度计算设备，占地少，可进行模块化构建，因此，集装箱数据中心的建设周期可大大缩短，建设地点灵活。使用集装箱数据中心，可以在短时间内快速、高效完成数据中心的扩容部署。集装箱数据中心空调系统大多采用精密空调系统，但是采用精密空调系统能耗高，制冷效果差，占用集装箱内部空间多，影响计算设备的数量。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种集装箱数据中心空调系统，采用就近冷却技术，将换热器和服务器就近布置，提高空调系统的制冷效率，充分利用自然冷源降低数据中心能耗。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种集装箱数据中心空调系统，包括机架、服务器、制冷装置、调节阀和制冷剂管道；所述制冷装置包括换热器、冷凝器、压缩机和节流阀，压缩机、冷凝器、节流阀和换热器通过制冷剂管道依次串联形成制冷循环回路；所述服务器放置在两组换热器之间。

进一步的，所述制冷装置还包括单向阀和电磁阀，单向阀与压缩机并联连接，电磁阀与节流阀并联连接。

进一步的，所述冷凝器的高度高于换热器的高度。

进一步的，所述制冷装置还包括氟泵和储液罐，氟泵和电磁阀串联连接，储液罐和冷凝器串联连接，储液罐的进口和冷凝器出口相连接。

进一步的，所述机架为一层、两层或多层结构，每一层放置多个换热器和服务器。

进一步的，所述制冷剂管道包括进液总管、一级集液管、二级集液管、进液支管、出气总管、一级集气管、二级集气管和出气支管；二级集液管的中部和一级集液管相连接，二级集气管的中部和一级集气管相连接；所述调节阀串联在各二级集液管和一级集液管之间的制冷剂管路上。

进一步的，将一个机架或者多个机架进行冷通道封闭，或者在机架和热岛之间设置隔板，分隔开集装箱的机架空间和热岛空间。

进一步的，所述换热器为冷板换热器、微管换热器或者盘管换热器。

进一步的，所述换热器包括换热器集管和换热器冷板，换热器集管比换热器冷板宽出预设宽度，换热器并排放置，两个换热器的集管相接触，一个换热器集管左侧与另一换热器集管右侧相接触，两个换热器冷板之间形成容置腔，服务器间隙配合置于容置腔内。

进一步的，所述服务器无外壳。

进一步的，在服务器上涂上导热油。

进一步的，所述冷凝器的冷却方式为风冷、水冷或者蒸发冷却。

进一步的，本系统有机械制冷和自然冷却两种冷却模式，当室外温度较高时，运行机械制冷模式；当室外温度较低时，运行自然冷却模式；该两种模式根据室外温度和需求可以自动切换。

本实用新型具有如下有益效果：集装箱数据中心空调系统，采用就近冷却技术，将换热器和服务器就近布置，提高了空调系统的制冷效率，充分利用自然冷源，降低了数据中心的能耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型的集装箱数据中心空调系统的第一实施例结构示意图。

图2为本实用新型的集装箱数据中心空调系统的第二实施例结构示意图。

图3为本实用新型的集装箱数据中心空调系统的机架布置示意图。

图4为本实用新型的集装箱数据中心空调系统的换热器结构示意图。

图中：（1）换热器；（101）换热器集管；（102）换热器冷板；（2）调节阀；（3）服务器；（401）一级集液管；（402）二级集液管；（501）一级集气管；（502）二级集气管；（6）冷凝器；（7）压缩机；（8）单向阀；（9）电磁阀；（10）节流阀；（11）氟泵；（12）储液罐。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型方案，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技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当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“上”、“下”、“左”、“右”“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-4所示，本实用新型提供了一种集装箱数据中心空调系统。本实用新型的第一实施例，如图1所示，包括机架、服务器3、制冷装置、调节阀2和制冷剂管道；所述制冷装置包括换热器1、冷凝器6、压缩机7、节流阀10、单向阀8和电磁阀9，压缩机7、冷凝器6、节流阀10和换热器1通过制冷剂管道依次串联形成制冷循环回路；单向阀8与压缩机7并联连接；电磁阀9与节流阀10并联连接。

如图3所示，所述机架为一层、两层或者多层结构，每一层放置多个换热器1和服务器3。所述制冷剂管道包括进液总管、一级集液管401、二级集液管402、进液支管、出气总管、一级集气管501、二级集气管502和出气支管。所述调节阀2串联在各二级集液管402和一级集液管401之间的制冷剂管路上，对进入各二级集液管402的制冷剂流量进行分配。

当室外温度较高时，单向阀8和电磁阀9关闭，压缩机7和节流阀10工作，运行机械制冷模式。经过各个换热器1换热升温后的制冷剂气体通过各集气支管进入二级集气管502，再进入各一级集气管501后进入集气总管，然后吸入压缩机7中进行压缩，压缩机7排出的高温制冷剂再进入冷凝器6中进行冷却。冷凝器6有多种冷却方式，风冷、水冷或者蒸发冷却均可以。经过冷凝器6进行冷却后的制冷剂经过节流阀10节流后进入各一级集液管401中，再进入各二级集液管402中，然后通过各进液支管进入各个换热器1中进行下一次循环，对服务器3继续进行冷却。所述服务器3放置在两组换热器1之间，使服务器3和换热器1可以就近换热，提高换热器1的换热效果。

当室外温度较低时，单向阀8和电磁阀9打开，压缩机7和节流阀10停止工作，运行自然冷却模式。经过各个换热器1换热升温后的制冷剂气体通过单向阀8直接进入冷凝器6中进行冷却。冷凝器6的安装位置高于换热器1的位置，经过冷凝器6进行冷却后的制冷剂液体在重力的作用下通过电磁阀9回流到各个换热器1中进行下一次循环，对服务器3继续进行冷却。

如图2所示，为本实用新型的第二实施例结构示意图，与第一实施例不同的是，本实施例的冷凝器6的安装高度和换热器1的安装高度没有限定条件，所述制冷装置还包括氟泵11和储液罐12，氟泵11和电磁阀9串联连接，储液罐12和冷凝器6串联连接，储液罐12的进口和冷凝器6出口相连接。

当室外温度较高时，单向阀8、电磁阀9和氟泵11关闭，压缩机7和节流阀10工作，运行机械制冷模式。经过各个换热器1换热升温后的制冷剂气体吸入压缩机7中进行压缩，压缩机7排出的高温制冷剂再进入冷凝器6中进行冷却后进入储液罐12中，然后经过节流阀10节流后进入各个换热器1中进行下一次循环，对服务器3继续进行冷却。

当室外温度较低时，单向阀8、电磁阀9和氟泵11打开，压缩机7和节流阀10停止工作，运行自然冷却模式。经过各个换热器1换热升温后的制冷剂气体通过单向阀8直接进入冷凝器6中进行冷却后进入储液罐12中。储液罐12中的制冷剂液体在氟泵11的抽力作用下再输送到各个换热器1中进行下一次循环，对服务器3继续进行冷却。

每个二级集液管402或二级集气管502上要连接多个支管，通过各个支管与各个换热器1相连接，为了保证每个换热器1中的制冷剂分配均衡，将二级集液管402的中部和一级集液管401相连接，使制冷剂从二级集液管402的中部向两侧流动，进入各进液支管中；将二级集气管502的中部和一级集气管501相连接，使制冷剂经过各出气支管向二级集气管502的中部汇集后进入一级集气管501中。

所述换热器1可采用多种形式，如冷板换热器、微管换热器或者盘管换热器。

如图4所示，为本实用新型的集装箱数据中心空调系统的换热器1结构示意图，所述换热器1包括换热器集管101和换热器冷板102两部分，换热器集管101比换热器冷板102宽出预设宽度，所述换热器1并排放置，两个换热器1的集管相接触，具体的接触方式为一个换热器集管101左侧与另一换热器集管101右侧相接触，在两个换热器1中间形成容置腔，服务器3间隙配合置于容置腔内。本实施例中换热器1的换热器集管101比换热器冷板102宽出预设宽度，在放置换热器1时可以对换热器1进行限位，同时在两个换热器1之间留出预设的容置腔放置服务器3，使服务器3紧密接触换热器1，进一步缩短服务器3和换热器1之间的距离，使服务器3和换热器1通过传导换热，提高换热器1的换热效果。

为了降低冷量损失，减少冷量的浪费，可以将一个机架或者多个机架进行冷通道封闭，也可以在机架和热岛之间设置隔板，分隔开集装箱的机架空间和热岛空间。

为了加强换热效果，减少热阻，服务器3可以去掉外壳，直接使用算力板，为了进一步加强换热效果，可以在算力板上涂上导热油，将导热油填充到算力板和换热器1之间的缝隙处，使换热器1和算力板实现接触式换热。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用以限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种集装箱数据中心空调系统，其特征在于，包括机架、服务器、制冷装置、调节阀和制冷剂管道；所述制冷装置包括换热器、冷凝器、压缩机和节流阀，压缩机、冷凝器、节流阀和换热器通过制冷剂管道依次串联形成制冷循环回路；所述服务器放置在两组换热器之间。

2.根据权利要求1所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，所述制冷装置还包括单向阀和电磁阀，单向阀与压缩机并联连接，电磁阀与节流阀并联连接。

3.根据权利要求1所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，所述制冷装置还包括氟泵和储液罐，氟泵和电磁阀串联连接，储液罐和冷凝器串联连接，储液罐的进口和冷凝器出口相连接。

4.根据权利要求1所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，所述机架为一层、两层或多层结构，每一层放置多个换热器和服务器。

5.根据权利要求1所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，所述制冷剂管道包括进液总管、一级集液管、二级集液管、进液支管、出气总管、一级集气管、二级集气管和出气支管；二级集液管的中部和一级集液管相连接，二级集气管的中部和一级集气管相连接；所述调节阀串联在二级集液管和一级集液管之间的制冷剂管路上。

6.根据权利要求4所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，将一个机架或者多个机架进行冷通道封闭，或者在机架和热岛之间设置隔板。

7.根据权利要求1所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，所述换热器为冷板换热器、微管换热器或者盘管换热器。

8.根据权利要求1或7所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，所述换热器包括换热器集管和换热器冷板，换热器集管比换热器冷板宽出预设宽度，换热器并排放置，两个换热器集管相接触，两个换热器冷板之间形成容置腔，服务器间隙配合置于容置腔内。

9.根据权利要求1所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，本系统有机械制冷和自然冷却两种冷却模式，当室外温度较高时，运行机械制冷模式；当室外温度较低时，运行自然冷却模式；该两种模式根据室外温度和需求可以自动切换。

10.根据权利要求1所述的集装箱数据中心空调系统，其特征在于，服务器无外壳。