CN212992860U

CN212992860U - 一种风道冷却系统

Info

Publication number: CN212992860U
Application number: CN202022221499.2U
Authority: CN
Inventors: 闫健
Original assignee: China United Network Communications Group Co Ltd
Current assignee: China United Network Communications Group Co Ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2030-09-30

Abstract

本实用新型公开一种风道冷却系统，涉及数据中心制冷空调技术领域，为解决现有的数据中心的制冷空调的能耗高，数据中心的PUE值高的问题而发明。一种风道冷却系统，包括送风机、回风机和冷却通道，所述送风机的进风侧和所述回风机的出风侧通过所述冷却通道连通，所述冷却通道的至少一部分设置于地下土壤中，所述冷却通道能够与所述地下土壤进行热交换。本实用新型用于冷却。

Description

一种风道冷却系统

技术领域

本实用新型涉及数据中心制冷空调技术领域，尤其涉及一种风道冷却系统。

背景技术

数据中心(Internet Data Center，简称IDC)是全球协作的特定设备网络，用来在internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。数据中心不仅包括计算机系统和与之配套的设备，还包括冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。

数据中心会消耗大量的能源，数据中心的耗能设备主要包括IT负载、制冷空调、照明系统和配电系统等，机房内的IT负载会产生大量的热量，需要进行不间断地散热，现有的解决方案通常是采用制冷空调来制冷，然而制冷空调的能耗约占数据中心总能耗的40％左右，使得数据中心的PUE(Power Usage Effectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比)值较高，能源利用率较低。

目前，随着人们对可持续发展和节能减排的重视，数据中心的节能需求越来越强烈，节能减排已成为数据中心建设时追求的重要目标。由于制冷空调的能耗较大，因此如何降低制冷空调的能耗，从而降低PUE值成为数据中心建设时的重要问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种风道冷却系统，降低风道冷却系统的耗能，从而降低数据中心的PUE值。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种风道冷却系统，包括送风机、回风机和冷却通道，所述送风机的进风侧和所述回风机的出风侧通过所述冷却通道连通，所述冷却通道的至少一部分设置于地下土壤中，所述冷却通道能够与所述地下土壤进行热交换。

相比于现有技术，由于本实用新型实施例的送风机的出风侧和回风机的进风侧分别与机房连通，使得送风机、机房、回风机和冷却通道形成气流回路，冷却通道至少有一部分设置于地下土壤中，冷却通道能够与地下土壤进行热交换。其中，机房内安装有IT设备，IT设备可产生大量的热量，使机房内的空气升温，回风机可将机房内的高温空气传送至冷却通道中，高温空气流经冷却通道位于地下土壤中的部分时，能够与地下土壤进行热交换，使高温空气降温，成为低温空气，送风机可将低温空气传送至机房内，从而使机房内的温度降低，达到使IT设备散热的效果。在这个过程中，风道冷却系统能够利用地下土壤和高温空气进行热交换，送风机和回风机消耗少量能源，使得整个风道冷却系统的耗能减少，从而使数据中心的PUE值得以降低。

在本申请的实施例中，还包括送风通道和回风通道，所述送风通道的进风侧与所述送风机的出风侧连通，所述回风通道的出风侧与所述回风机的进风侧连通。

在本申请的实施例中，还包括送风静压室和回风静压室，所述送风通道的出风侧与所述送风静压室的进风侧连通，所述回风通道的进风侧与所述回风静压室的出风侧连通。

在本申请的实施例中，所述送风静压室和所述回风静压室均为多个且一一对应设置，所述送风通道的出风侧设有多个送风支管，多个所述送风支管与多个所述送风静压室一一对应连通，所述回风通道的进风侧设有多个回风支管，多个所述回风支管与多个所述回风静压室一一对应连通。

在本申请的实施例中，所述送风通道和所述回风通道均沿竖直方向延伸，多个所述送风静压室和多个所述回风静压室均沿竖直方向排列。

在本申请的实施例中，所述冷却通道包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道和所述第三通道均沿竖直方向延伸，所述第一通道与所述回风机连通，所述第三通道与所述送风机连通，所述第二通道为多个且沿水平方向延伸，多个所述第二通道的两端分别与所述第一通道和所述第三通道连通。

在本申请的实施例中，所述第一通道内设有第一电动风阀，相邻两个所述第二通道之间的位置设有一个所述第一电动风阀，所述第三通道内设有第二电动风阀，相邻两个所述第二通道之间的位置设有一个所述第二电动风阀。

在本申请的实施例中，所述冷却通道由镀锌钢板制成。

在本申请的实施例中，所述送风机和所述回风机能够连锁控制。

在本申请的实施例中，还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器用于检测送风气流的温度和湿度，所述送风机和所述回风机均为变频风机，所述送风机和所述回风机能够根据所述温湿度传感器的检测值实现变频调速，当所述温湿度传感器的检测值高于预设值时，所述送风机和所述回风机的转速均增加，当所述温湿度传感器的检测值低于所述预设值时，所述送风机和所述回风机的转速均降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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风道冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的机房处的平面示意图。

附图标记：

100、送风机；200、回风机；300、冷却通道；310、第一通道；320、第二通道；330、第三通道；350、地下土壤；400、送风通道；410、送风支管；500、回风通道；510、回风支管；600、送风静压室；700、回风静压室；800、第一电动风阀；900、第二电动风阀。

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。

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。

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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

图1为本实用新型实施例的风道冷却系统的结构示意图，图1中的箭头表示该风道冷却系统中的空气的流动方向。如图1所示，本实用新型实施例提供一种风道冷却系统，包括送风机100、回风机200和冷却通道300，送风机100的进风侧和回风机200的出风侧通过冷却通道300连通，冷却通道300的至少一部分设置于地下土壤350中，冷却通道300能够与地下土壤350进行热交换。

相比于现有技术，由于本实用新型实施例的送风机100的出风侧和回风机200的进风侧可分别与机房连通，其中，机房是用于安装IT设备的房间，使得送风机100、机房、回风机200和冷却通道300形成气流回路，冷却通道300至少有一部分设置于地下土壤350中，冷却通道300能够与地下土壤350进行热交换。由于机房内安装有IT设备，IT设备可产生并散发大量的热量，使机房内的空气升温，回风机200将机房内的高温空气传送至冷却通道300中，高温空气流经冷却通道300位于地下土壤350中的部分时，能够与地下土壤350进行热交换，使高温空气降温，成为低温空气，送风机100将低温空气传送至机房内，从而使机房内的温度降低，达到使IT设备散热的效果。在这个过程中，风道冷却系统能够利用温度较低的地下土壤350和高温空气进行热交换，送风机100和回风机200消耗少量能源，使得整个风道冷却系统的耗能减少，从而使数据中心的PUE值得以降低。

为了实现传送送风机100与机房之间、回风机200与机房之间的空气，如图1所示，风道冷却系统还包括送风通道400和回风通道500，送风通道400的进风侧与送风机100的出风侧连通，回风通道500的出风侧与回风机200的进风侧连通，使得送风机100与机房之间的空气可通过送风通道400传送，回风机200与机房之间的空气可通过回风通道500传送。

气流在管道内流动时，存在气流不均匀的现象，且存在噪音。为了使气流均匀流动，并降低噪音，在一种可能的实现的方式中，在修建机房时，可在机房的进风处和出风处修建静压室，静压室设置有多个均匀的风口，可使进出机房的气流均匀流动、噪音降低。

图2为本实用新型所连通的机房处的平面示意图，图2中的箭头表示该风道冷却系统中的空气的流动方向。如图2所示，在另一种可能的实现方式中，风道冷却系统还包括送风静压室600和回风静压室700，此时的送风静压室600的出风侧和回风静压室700的进风侧与机房相连通，送风通道400的出风侧与送风静压室600的进风侧连通，回风通道500的进风侧与回风静压室700的出风侧连通，从而实现使进出机房的气流均匀流动、噪音降低。

需要说明的是，送风静压室600的出风侧和回风静压室700的进风侧都设有风口，风口均匀分布，以使气流能够均匀通过，使得气流均匀流动。

一般而言，机房都设置有多个，多个机房内都安装有IT设备，因此，多个机房都需要进行散热降温。

为了使多个机房都能得到散热降温，在一些实施例中，如图2所示，送风静压室600和回风静压室700均为多个且一一对应设置，送风静压室600的出风侧和回风静压室700的进风侧均与机房连通，如图1所示，送风通道400的出风侧设有多个送风支管410，多个送风支管410与多个送风静压室600一一对应连通，回风通道500的进风侧设有多个回风支管510，多个回风支管510与多个回风静压室700一一对应连通，因此多个机房都有低温空气流入，使机房内的温度降低，使机房得到散热。

为了降低机房的占地面积，一般而言，机房修建为沿竖直方向的多层房间。因此在一些实施例中，如图1所示，送风通道400和回风通道500均沿竖直方向延伸，多个送风静压室600和多个回风静压室700均沿竖直方向排列，送风通道400和回风通道500沿机房的房间的排列方向设置，使得送风通道400和回风通道500可适应机房的房间的排列方式。

冷却通道300可为一个单独的通道，也可为多个相互连通的通道。为了增强高温空气和地下土壤350的换热效果，在一些实施例中，如图1所示，冷却通道300包括第一通道310、第二通道320和第三通道330，第一通道310和第三通道330均沿竖直方向延伸，第一通道310与回风机200连通，第三通道330与送风机100连通，第二通道320为多个且沿水平方向延伸，多个第二通道320的两端分别与第一通道310和第三通道330连通，第一通道310和第三通道330位于第二通道320的两端，从回风机200处进入第一通道310的高温空气可进入多个第二通道320，与地下土壤350进行热交换，使高温空气的温度降低，并进入第三通道330，进而进入送风机100，通过多个第二通道320增强了高温空气和地下土壤350的换热时的换热面积和换热时间，从而增强了换热效果。

为了使多个第二通道320之间能够实现通断控制，在一些实施例中，如图1所示，第一通道310内设有第一电动风阀800，相邻两个第二通道320之间的位置设有一个第一电动风阀800，从而可通过第一电动风阀800的通断实现回风机200一侧的相邻两个第二通道320之间的通断。如图1所示，第三通道330内设有第二电动风阀900，相邻两个第二通道320之间的位置设有一个第二电动风阀900，从而可通过第二电动风阀900的通断实现送风机100一侧的相邻两个第二通道320之间的通断，从而可实现第二通道320之间的通断控制。

冷却通道300设置在地下土壤350中并与地下土壤350进行热交换，因此冷却通道300需要有较好的导热性，且能够防锈。在一种可能的实现方式中，冷却通道300由镀锌钢板制成，镀锌钢板具有较好的导热性，且钢板表面镀锌使得钢板具有很高的防锈性能，从而使得冷却通道300在地下土壤350中能够和地下土壤350进行很好的热交换，并且不易被锈蚀，延长冷却通道300的使用寿命。另外，镀锌钢板制成的冷却通道300还具有一定的硬度，以免安装和使用冷却通道300时发生变形，给用户带来不便。

在可能的实现方式中，送风机100和回风机200可独立控制，也可连锁控制。为了使送风机100和回风机200便于控制，在一些实施例中，送风机100和回风机200能够连锁控制，通过连锁控制，送风机100和回风机200能够同时开启或同时关闭，从而使风道冷却系统开启或关闭，相比于独立控制，连锁控制的方式可使送风机100和回风机200同时开启或同时关闭，操作方便，安全可靠。

为了使送风机100和回风机200能够实现改变转速以使风量满足散热需求，在一些实施例中，风道冷却系统还包括温湿度传感器，温湿度传感器用于检测送风气流的温度和湿度，送风机100和回风机200均为变频风机，送风机100和回风机200能够根据温湿度传感器的检测值实现变频调速，当温湿度传感器的检测值高于预设值时，送风机100和回风机200的转速均增加，从而使送风机100和回风机200在一定的范围内增加转速时，可使冷却通道300内流动的空气的流速增加，使得送风机100传送的低温空气的冷量增加，以满足散热需求，当温湿度传感器的检测值低于预设值时，送风机100和回风机200的转速均降低，从而使送风机100和回风机200在一定的范围内降低转速时，可使冷却通道300内流动的空气的流速降低，使得送风机100传送的低温空气的冷量减少，以满足散热需求。

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。

以上所述，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种风道冷却系统，其特征在于，包括送风机、回风机和冷却通道，所述送风机的进风侧和所述回风机的出风侧通过所述冷却通道连通，所述冷却通道的至少一部分设置于地下土壤中，所述冷却通道能够与所述地下土壤进行热交换。

2.根据权利要求1所述的风道冷却系统，其特征在于，还包括送风通道和回风通道，所述送风通道的进风侧与所述送风机的出风侧连通，所述回风通道的出风侧与所述回风机的进风侧连通。

3.根据权利要求2所述的风道冷却系统，其特征在于，还包括送风静压室和回风静压室，所述送风通道的出风侧与所述送风静压室的进风侧连通，所述回风通道的进风侧与所述回风静压室的出风侧连通。

4.根据权利要求3所述的风道冷却系统，其特征在于，所述送风静压室和所述回风静压室均为多个且一一对应设置，所述送风通道的出风侧设有多个送风支管，多个所述送风支管与多个所述送风静压室一一对应连通，所述回风通道的进风侧设有多个回风支管，多个所述回风支管与多个所述回风静压室一一对应连通。

5.根据权利要求4所述的风道冷却系统，其特征在于，所述送风通道和所述回风通道均沿竖直方向延伸，多个所述送风静压室和多个所述回风静压室均沿竖直方向排列。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的风道冷却系统，其特征在于，所述冷却通道包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道和所述第三通道均沿竖直方向延伸，所述第一通道与所述回风机连通，所述第三通道与所述送风机连通，所述第二通道为多个且沿水平方向延伸，多个所述第二通道的两端分别与所述第一通道和所述第三通道连通。

7.根据权利要求6所述的风道冷却系统，其特征在于，所述第一通道内设有第一电动风阀，相邻两个所述第二通道之间的位置设有一个所述第一电动风阀，所述第三通道内设有第二电动风阀，相邻两个所述第二通道之间的位置设有一个所述第二电动风阀。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的风道冷却系统，其特征在于，所述冷却通道由镀锌钢板制成。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的风道冷却系统，其特征在于，所述送风机和所述回风机能够连锁控制。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的风道冷却系统，其特征在于，还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器用于检测送风气流的温度和湿度，所述送风机和所述回风机均为变频风机，所述送风机和所述回风机能够根据所述温湿度传感器的检测值实现变频调速，当所述温湿度传感器的检测值高于预设值时，所述送风机和所述回风机的转速均增加，当所述温湿度传感器的检测值低于所述预设值时，所述送风机和所述回风机的转速均降低。