CN213094757U - 一种数据中心用低温水蓄冷系统 - Google Patents

Abstract

为了解决数据中心常规水蓄冷装置的体积较大和初投资较高，本实用新型提出一种数据中心用低温水蓄冷系统，有效降低水蓄冷装置的蓄冷体积和初投资。包括三部分，其中一部分为二次泵供冷系统，一部分为蓄冷系统，一部分是控制系统，控制系统同时管理二次泵供冷系统和蓄冷系统两部分的工作。二次泵供冷系统，包括：数据中心冷水机组(1‑1、1‑2、1‑3)，一次冷冻水泵(4‑1、4‑2、4‑3)，电动阀(7‑1、7‑2、7‑3)，二次冷冻水泵(6‑1、6‑2、6‑3)，旁通调节阀(12‑1、12‑2)，数据中心回水总管(13‑1、13‑2)，数据中心供水总管(14‑1、14‑2)和数据中心机房(15)；蓄冷系统包括：蓄冷冷水机组(2)，蓄冷装置(3)，蓄冷冷冻水泵(5‑1、5‑2)，电动阀(8、9、10、11)。

Description

一种数据中心用低温水蓄冷系统

技术领域：

本实用新型涉及一种水蓄冷系统，尤其是用在数据中心的低温水蓄冷系统。

背景技术

目前大中型数据中心常规采用开式蓄冷罐作为蓄冷装置，蓄冷罐的体积较大，高度较高，蓄冷温差小，蓄冷罐的初投资也较高。

实用新型内容

为了解决数据中心常规水蓄冷装置的体积较大和初投资较高，本实用新型提出一种的数据中心大温差的水蓄冷系统，有效的降低水蓄冷装置的蓄冷体积和初投资。

为了实现本实用新型，采用以下技术方案予以实现：

一种数据中心低温水蓄冷系统，包括三部分组成，其中一部分为二次泵供冷系统，一部分为蓄冷系统，一部分是控制系统，控制系统同时管理二次泵供冷系统和蓄冷系统两部分的工作。

二次泵供冷系统，包括：数据中心冷水机组(1-1、1-2、1-3)，一次冷冻水泵(4-1、4-2、4-3)，电动阀(7-1、7-2、7-3)，二次冷冻水泵(6-1、6-2、6-3)，旁通调节阀(12-1、12-2)，数据中心回水总管(13-1、13-2)，数据中心供水总管(14-1、14-2)和数据中心机房(15)，其中：数据中心冷水机组(1-1、1-2、 1-3)和一次冷冻水泵(4-1、4-2、4-3)为一机一泵串联系统，各个串路上分别配置有电动阀(7-1、7-2、7-3)以控制各个串路的开通程度；数据中心回水总管(13-1、13-2)和数据中型供水总管(14-1、14-2)设计为双供双回管道系统，该系统上配置有并列工作关系的二次冷冻水泵(6-1、6-2、6-3)。

蓄冷系统包括：蓄冷冷水机组(2)，蓄冷装置(3)，蓄冷冷冻水泵(5-1、 5-2)，电动阀(8、9、10、11)，其中：蓄冷冷冻水泵(5-1、5-2)并列连接；蓄冷装置(3)的输入分路上设置有电动阀(8、9)，其输出分路上设置有电动阀 (10、11)，整个蓄冷系统分别通过电动阀(8、10)接入二次泵供冷系统，电动阀(11)连接蓄冷冷冻水泵的输入端，蓄冷装置(3)输入侧通过电动阀(9)与蓄冷冷水机组(2)连接。

所述双供双回管道系统，包括两路供水管路和两路回水管路，为一种出于安全性考虑而设计的管道布置系统。

整个系统还包括旁通调节阀(12-1、12-2)，在控制系统下用于调节系统压力，自动根据系统压力控制阀门开度。

以上所有电子阀、泵都与控制系统连接，受控制系统管理和支配。本实用新型的实施可以使得水蓄冷装置的蓄冷体积小和初投资门槛降低。

附图说明

图1为本实用新型系统示意图

数据中心冷水机组包括：机组1-1、机组1-2、机组1-3；

蓄冷冷水机组2，蓄冷装置3，

一次冷冻水泵组包括：泵4-1、泵4-2和泵4-3；

蓄冷冷冻水泵组包括：泵5-1和泵5-2；

二次冷冻水泵组包括：泵6-1、泵6-2、泵6-3；电动阀组包括：供冷电动阀组和蓄冷电动阀组；供冷电动阀组：电动阀7-1、电动阀7-2、电动阀7-3；蓄冷电动阀组：

电动阀8、电动阀9、电动阀10、电动阀11；

旁通调节阀组包括：调节阀12-1和调节阀12-2；

数据中心回水总管包括：上回水总管13-1、下回水总管13-2；

数据中心供水总管包括上供水总管14-1、下供水总管14-2；

数据中心机房15；

具体实施方式

本数据中心低温水蓄冷系统主要由三部分组成，其中一部分为二次泵供冷系统，一部分为蓄冷系统，一部分是控制系统(图中未画)，控制系统同时管理二次泵供冷系统和蓄冷系统两部分的工作。

二次泵供冷系统，包括：数据中心冷水机组1-1、1-2、1-3，一次冷冻水泵 4-1、4-2、4-3，电动阀7-1、7-2、7-3，二次冷冻水泵6-1、6-2、6-3，旁通调节阀12-1、12-2，数据中心回水总管13-1、13-2，数据中心供水总管14-1、14-2 和数据中心机房15，其中：数据中心冷水机组1-1、1-2、1-3和一次冷冻水泵 4-1、4-2、4-3为一机一泵串联系统，各个串路上分别配置有电动阀7-1、7-2、 7-3以控制各个串路的开通程度；数据中心回水总管13-1、13-2和数据中型供水总管14-1、14-2设计为双供双回管道系统，该系统上配置有并列工作关系的二次冷冻水泵6-1、6-2、6-3。

所述双供双回管道系统，包括两路供水管路和两路回水管路，为一种出于安全性考虑而设计的管道布置系统。

所述数据中心冷水机组1-1、1-2、1-3，以及二次冷冻水泵6-1、6-2、6-3 都为两用一备，即使用时两台运行，剩余一台为备用。当两台中一台出现故障后，备用水泵顶替故障水泵。

蓄冷系统包括：蓄冷冷水机组2，蓄冷装置3，蓄冷冷冻水泵5-1、5-2，电动阀8、9、10、11，其中：蓄冷冷冻水泵5-1、5-2并列连接；蓄冷装置3的输入分路上设置有电动阀8、9，其输出分路上设置有电动阀10、11，整个蓄冷系统分别通过电动阀8、10接入二次泵供冷系统，电动阀11连接蓄冷冷冻水泵的输入端，蓄冷装置3输入侧通过电动阀9与蓄冷冷水机组2连接。

蓄冷冷冻水泵5-1、5-2为一用一备，即使用时一台运行，另外一台为备用；

整个系统还包括旁通调节阀12-1、12-2，在控制系统下用于调节系统压力，自动根据系统压力控制阀门开度。举例而非限定，管道系统压差设定为0.1MPa，那么测量值比0.1MPa小时，旁通调节阀就关小，测量值比0.1MPa大了，旁通调节阀就开度变大，维持管道系统压差0.1MPa

以上所有电子阀、泵都与控制系统连接，受控制系统管理和支配。电器件受控制器支配都已为本领域成熟技术。

四、应用例及有益效果

本实施例系统独立设置一套蓄冷系统，该蓄冷系统和数据中心制冷系统采用电动阀相隔开，作为实施例介绍，该蓄冷系统冷水机组的出水温度为6℃，回水温度为11℃，蓄冷装置蓄冷温度为6℃，蓄冷装置放冷最终温度为18℃，蓄冷温差则为12℃，能够有效的利用水蓄冷的蓄冷温度；该蓄冷系统平时只做蓄冷用，当数据中心断电等情况需要蓄冷系统放冷时，打开相应的电动阀，该蓄冷系统的冷量可以直接释放到数据中心制冷系统中；保证了数据中心的安全性，增加了蓄冷系统的蓄冷温差，减小了蓄冷系统的蓄冷体积，相应增加了数据中心的使用容积，减小了出投资。

作为实施例，数据中心冷水机组1-1、1-2、1-3，这三台机组选购离心式冷水机组或螺杆式冷水机组，属市场成熟产品。

作为实施例，蓄冷冷水机组2，该机组为螺杆式冷水机组，属市场成熟产品。

本实用新型控制系统选择四门子控制系统。西门子数控系统，是西门子下自动化与驱动见长的产品，举例非限定，本实施例选择的是西门子数控系统 SINUMERIK，已属市场成熟产品，同时管理二次泵供冷系统和蓄冷系统两部分的工作。在以上的系统设计下，在控制系统管理下本实用新型可以支持完成的工作模式为：

(一)平时工作时：数据中心供水总管14-1和14-2是向数据中心机房15 提供冷冻水，供水温度为12℃；数据中心回水总管13-1和13-2内的冷冻水为 18℃。

(二)蓄冷装置3蓄冷模式：

采用蓄冷冷水机组2进行蓄冷，此时蓄冷冷水机组2开，蓄冷冷冻水泵5-1 或5-2开，电动阀7-1、7-2、7-3、9、11为开，电动阀8、10为关(表示蓄冷系统与二次泵供冷系统断开)；从蓄冷冷水机组2出来的6℃的冷冻水进入蓄冷装置3中进行蓄冷，从蓄冷装置3中出来的11℃高温冷冻水经过蓄冷冷冻水泵 5-1或5-2回到蓄冷冷水机组2中，如此往复直至从蓄冷装置3中出来的冷冻水温度降至6℃则完成蓄冷。

所述电动阀8、10，平时断开，只有放冷时候才接通即打开。选购的电动阀8具有阀门调节特性，根据管道供水温度自动调节阀门开度。举例而非限定，当数据中心供水总管14-1和14-2的供水温度低于12℃时，电动阀8关小，当数据中心供水总管14-1和14-2的供水温度高于12℃时，电动阀8开大，维持供水压力恒定为12℃。

(三)蓄冷装置3释冷：

当数据中心出现断电等情况需要蓄冷装置3放冷时，数据中心冷水机组1-1、 1-2、1-3关，蓄冷冷水机组2关，一次冷冻水泵4-1、4-2、4-3关，蓄冷冷冻水泵5-1、5-2关，二次冷冻水泵6-1、6-2、6-3开，电动阀7-1、7-2、7-3、9、 11关，电动阀8调节，电动阀10开，旁通调节阀12-1、12-2调节系统压力，蓄冷装置3中出来6℃冷冻水和经过旁通调节阀12-1、12-2出来的18℃水汇流成12℃的冷冻水送至数据中心空调机房15。

蓄冷装置3蓄冷温度为6℃，放冷最终温度为18℃，蓄冷温差则为12℃，而常规数据中心蓄冷温差为6℃，则现在蓄冷装置的体积缩小至常规蓄冷装置体积的50％，有效的减小了数据中心蓄冷装置的体积和初投资。

Claims (3)

1.一种数据中心用低温水蓄冷系统，特征是，包括三部分组成，其中一部分为二次泵供冷系统，一部分为蓄冷系统，一部分是控制系统，控制系统同时管理二次泵供冷系统和蓄冷系统两部分的工作；

二次泵供冷系统，包括：数据中心冷水机组(1-1、1-2、1-3)，一次冷冻水泵(4-1、4-2、4-3)，电动阀(7-1、7-2、7-3)，二次冷冻水泵(6-1、6-2、6-3)，旁通调节阀(12-1、12-2)，数据中心回水总管(13-1、13-2)，数据中心供水总管(14-1、14-2)和数据中心机房(15)，其中：数据中心冷水机组(1-1、1-2、1-3)和一次冷冻水泵(4-1、4-2、4-3)为一机一泵串联系统，各个串路上分别配置有电动阀(7-1、7-2、7-3)以控制各个串路的开通程度；数据中心回水总管(13-1、13-2)和数据中型供水总管(14-1、14-2)设计为双供双回管道系统，该系统上配置有并列工作关系的二次冷冻水泵(6-1、6-2、6-3)；

蓄冷系统包括：蓄冷冷水机组(2)，蓄冷装置(3)，蓄冷冷冻水泵(5-1、5-2)，电动阀(8、9、10、11)，其中：蓄冷冷冻水泵(5-1、5-2)并列连接；蓄冷装置(3)的输入分路上设置有电动阀(8、9)，其输出分路上设置有电动阀(10、11)，整个蓄冷系统分别通过电动阀(8、10)接入二次泵供冷系统，电动阀(11)连接蓄冷冷冻水泵的输入端，蓄冷装置(3)输入侧通过电动阀(9)与蓄冷冷水机组(2)连接。

2.如权利要求1所述的一种数据中心用低温水蓄冷系统，特征是，所述双供双回管道系统，包括两路供水管路和两路回水管路，为一种出于安全性考虑而设计的管道布置系统。

3.如权利要求1所述的一种数据中心用低温水蓄冷系统，特征是，整个系统还包括旁通调节阀(12-1、12-2)，在控制系统下用于调节系统压力，自动根据系统压力控制阀门开度。

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