CN213280438U - 数据中心冷却系统及大平层数据中心机房 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数据中心冷却系统，包括蒸发冷却装置包括上层箱体与下层箱体，上层箱体内的第一风机设于上层箱体的顶端，回风口设于上层箱体的侧板上，换热装置平行设置于回风口的左侧，喷淋装置设于换热装置的上端，下层箱体的第二风机设于下层箱体的顶端，制冷装置设于下层箱体的底端，送风口设于下层箱体的侧板上，温度检测装置设于上层箱体内，蒸发冷却装置与温度检测装置为电连接，温度检测装置的温度检测模块、信号处理模块与控制器之间为电连接。本实用新型有效减小了冷却设备的占地面积，可以根据大平层数据机房的调整灵活调节，并实时监测机房回风口的回风温度，进而控制调节制冷设备的运行，减少制冷设备的能耗。

Description

数据中心冷却系统及大平层数据中心机房

技术领域

本实用新型涉及数据中心机房系统技术领域，尤其涉及一种数据中心冷却系统及大平层数据中心机房。

背景技术

目前，数据中心内的服务器设备在运行时会散发大量的热量，如果不及时将产生的热量散失掉，数据中心内的设备会由于温度过高出现故障，影响数据中心的正常运行，为维持设备保持在稳定的温度，为此，需要为数据中心配备冷却系统，以维持数据中心内各个设备的正常工作温度。

同时，现有的数据机房大多为高层机房采用的是制冷设备，将传统风机设备设于数据中心机房的内部，由于体积受限，无法安装大量风机，这对于大平层数据机房并不适用，同时制冷设备需长时间运行，制冷设备在长时间工作过程中消耗较多的电能，导致通过制冷设备对数据中心进行冷却的同时也产生了较高的功耗，由鉴于此，需要提供一种适用于大平层的数据中心冷却系统。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种数据中心冷却系统及大平层数据中心机房的新技术方案。

为实现上述目的，本申请提供一种数据中心冷却系统，包括蒸发冷却装置与温度检测装置，所述蒸发冷却装置包括上层箱体与下层箱体，所述上层箱体依次设置第一风机、回风口、换热装置及喷淋装置，所述第一风机设于所述上层箱体的顶端，所述回风口设于所述上层箱体的侧板上，所述换热装置平行设置于所述回风口的左侧，所述喷淋装置设于所述换热装置的上端，所述下层箱体依次设置第二风机、制冷装置及送风口，所述第二风机设于所述下层箱体的顶端，所述制冷装置设于所述下层箱体的底端，所述送风口设于所述下层箱体的侧板上，所述温度检测装置设于所述上层箱体内，所述蒸发冷却装置与所述温度检测装置为电连接，所述温度检测装置包括温度检测模块、信号处理模块和控制器，所述温度检测模块、所述信号处理模块与所述控制器之间为电连接。

进一步地，所述制冷装置包括直膨式制冷组件与水盘，所述直膨式制冷组件设于所述下层箱体的底端，所述直膨式制冷组件与所述水盘连接。

进一步地，所述换热装置包括换热器及冷管盘，所述冷管盘平行设置于所述换热器的左侧。

进一步地，所述换热器为多片高效换热塑料片叠加组成。

进一步地，所述喷淋装置的上端还设有冷凝器，所述冷凝器与所述喷淋装置为平行设置。

进一步地，所述回风口与所述送风口上均设有空气过滤罩。

本实用新型还提供一种大平层数据中心机房，包括上述的数据中心冷却系统及连接在所述间接蒸发冷却装置一侧的数据机房。

进一步地，所述数据机房包括上层机房与下层机房，所述上层机房的一侧设有预制回风口，所述下层机房的一侧设有预制进风口，所述上层机房与所述下层机房之间通过架空层隔开，所述上层机房为热回收层，所述下层机房为冷池层。

进一步地，所述下层机房的高度大于所述上层机房的高度，所述下层机房的高度为5米，所述上层机房的高度为3米。

本实用新型提供的数据中心冷却系统及大平层数据中心机房，通过设置蒸发冷却装置与温度检测装置，蒸发冷却装置包括上层箱体与下层箱体，上层箱体依次设置第一风机、回风口、换热装置及喷淋装置，第一风机设于上层箱体的顶端，回风口设于上层箱体的侧板上，换热装置平行设置于回风口的左侧，喷淋装置设于换热装置的上端，下层箱体依次设置第二风机、制冷装置及送风口，第二风机设于下层箱体的顶端，制冷装置设于下层箱体的底端，送风口设于下层箱体的侧板上，温度检测装置设于上层箱体内，蒸发冷却装置与温度检测装置为电连接，温度检测装置包括温度检测模块、信号处理模块和控制器，温度检测模块、信号处理模块与控制器之间为电连接，可以有效实时监测机房回风口的回风温度，进而控制调节制冷设备的运行，减少制冷设备的能耗，分离式的冷却设备占地面积小，可以根据大平层数据机房的调整灵活调节。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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。

附图1为本实用新型实施例提供的数据中心冷却系统的整体结构示意图；

附图2为本实用新型实施例提供的间接蒸发冷却装置的外部结构示意图；

附图3为本实用新型实施例提供的间接蒸发冷却装置的内部结构示意图；

附图4为本实用新型实施例提供的间接蒸发冷却装置的顶部结构示意图；

附图5为本实用新型实施例提供的温度检测装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-蒸发冷却装置、11-上层箱体、12-下层箱体、13-第一风机、14-回风口、15-换热装置、151-换热器、152-冷盘管、16-喷淋装置、161-冷凝器、17-第二风机、18-制冷装置、181-直膨式制冷组件、182-水盘、19-送风口、2-温度检测装置、21-温度检测模块、22-信号处理模块、23-控制器、3-数据机房、31-上层机房、311预制回风口、32-下层机房、321-预制进风口、33-机柜、34-架空层。

具体实施方式

下面将结合附图，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。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以表示方位或位置关系以外，还可能表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“设置”、“固定”、“安装”、“连接”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1所示，本实施例提供的一种数据中心冷却系统，可应用于大平层数据中心机房，包括间接蒸发冷却装置1与温度检测装置2，间接蒸发冷却装置1包括上层箱体11与下层箱体12，本实施例中的上下层箱体可以为集装箱体，集装箱体的设于减震木板上，结构简单，搭建快速方便，集装箱体上下两层箱体对齐后进行高度方向的纵向堆叠；下层箱体12用于送风，上层箱体11用于回风；集装箱体可采用不同颜色标识，上层箱体11依次设置第一风机13、回风口14、换热装置15及喷淋装置16，第一风机13设于上层箱体11的顶端，回风口14设于上层箱体11的侧板上，换热装置15平行设置于回风口14的左侧，喷淋装置16设于换热装置15的上端，下层箱体12依次设置第二风机17、制冷装置18及送风口19，第二风机17设于下层箱体12的顶端，制冷装置18设于下层箱体12的底端，送风口19设于下层箱体12的侧板上，其中第一风机13与第二风机17为高效无刷离心风机，可根据负载变化实现风机变风量调节，冷却后的冷风由间接蒸发式冷却装置1的下层箱体12通过机房预制进风口321送入，经过的硬件设备及网络设备加热后的空气通过热回收层的夹层吊顶回到间接蒸发冷却装置1的上层箱体11预制回风口311内；具体地，喷淋装置16包括循环装置与水位调节装置，循环装置与水位调节装置连接，循环装置包括循环水泵、喷水器、接水盘，循环水泵的一端与接水盘连接，另一端与喷水器连接，循环水泵根据室外环境温度和制冷需求控制开停，运行时循环水泵从下部接水盘泵水至喷淋装置顶部，并由喷头打散向下喷淋，实现高效蒸发冷却，循环水泵按照一用一备思路设计，双泵之间轮巡运行，设置压力传感器保护泵运行，泵故障时自动切换并能上传告警。喷淋装置16下部设置有接水盘，与循环系统配合使用实现供水的循环利；同时，水位调节装置设于接水盘内，水位调节装置包括水位开关、浮球阀和进排水电磁阀，浮球阀与进排水电磁阀连接进而控制水位开关的调节，通过水位开关、进水电磁阀、浮球阀共同控制接水盘内的水位，同时水位过低时能上传告警信息；温度检测装置2设于上层箱体11内，蒸发冷却装置1与温度检测装置2为电连接，温度检测装置2包括温度检测模块21、信号处理模块22和控制器23，温度检测模块21、信号处理模块22与控制器23之间为电连接。温度检测模块21通过监测回风口14进来的回收风温度与室外进入的冷空气温度，控制器23根据检测到实际温度，通过信号处理模块22发射到间接蒸发冷却装置1，间接蒸发冷却装置1根据预先设定的降温值范围来判定是否需要降温，并采用对应的降温模式，具体地，间接蒸发冷却装置1可根据温度条件按三种模式运行，当温度低于17.5℃时，冷却装置采用干模式运行，室内回风与室外空气通过换热装置换热达到送风温度设定值；当温度低于19.5℃时，间接蒸发冷却装置采用湿模式运行由喷淋装置喷水吸收空气热量降温，室内回风与室外空气在湿球温度下换热达到送风温度设定值；当温度在19.5℃以上，间接蒸发冷却装置将由喷淋装置喷水吸收空气热量降温，同时启动压缩机补充机械制冷，结合间接蒸发冷却装置换热使送风温度达到温度设定值，从而控制间接蒸发冷却装置的工作状态，在满足对热回风进行冷却的基础上，降低了在热回风与室外新风处于温度较低时，不需要进行冷却的时候，起到降低间接蒸发冷却装置消耗的电能，进一步降低了数据中心冷却系统的功耗。

在一种具体实施方式中，制冷装置18包括直膨式制冷组件181与水盘182，直膨式制冷组件181设于下层箱体12的底端，直膨式制冷组件181与水盘182连接，经间接蒸发冷却后的空气经直膨式制冷组件181进行最后一步冷却由第二风机17通过送风口19输送至数据机房内，直膨式制冷组件181为送风口19的最后一步制冷，以确保输送进入机房内的冷空气达到最好的制冷效果。

在一种具体实施方式中，换热装置15包括换热器151及冷管盘152，冷管盘152平行设置于换热器151的左侧，将冷管盘152设于换热器151的左侧便于回收后的热空气通过换热器151进行换热后，直接进入冷盘管152进行冷却，已达到更好的制冷效果。

在一种具体实施方式中，换热器151为多片高效换热塑料片叠加组成，高效换热塑料片由高分子塑料材料加工成型，具有较好的换热性能、优良的机械性能，生产加工更为方便，换热片形状及表面通过优化设计，具有最佳换热性能，同时该种材质换热片具有较强耐腐蚀性，能够适应长期恶劣工况运行。

在一种具体实施方式中，喷淋装置16的上端还设有冷凝器161，冷凝器161与喷淋装置16为平行设置，用于辅助对喷淋冷却后的气体再进行冷却，从而达到更好的制冷效果。

在一种优选方式中，回风口14与送风口19上均设有空气过滤罩，通过设置空气过滤罩对回风口14与送风口19流经的空气进行过滤杂质，提高蒸发冷却装置与机房内的空气质量。

本实用新型还提供了一种大平层数据中心机房，包括如本实用新型实施例的数据中心冷却系统及连接在间接蒸发冷却装置一侧的数据机房。

在一种具体实施方式中，数据机房3包括上层机房31与下层机房32，上层机房31的一侧设有预制回风口311，下层机房32的一侧设有预制进风口321，上层机房31与下层机房32之间通过架空层34隔开，上层机房31为热回收层，下层机房32为冷池层，设置热回收层作为回风层，利用热空气自然上升的烟囱原理，减少回风风机功率。下层机房32内设有多排运行的机柜33，下层机房32为热通道封闭结构件，整体高出机柜2.5米，整个热通道回风层为5米高，再加上热夹层的最低处3米高，最高处6米高，形成微模块8～11米高回风烟囱，解决热空气自动上升问题，加大送回风口面积，减小送回风风速，本次大平层机房设定的送回风风速分别为送风风速为5.4m/s，封闭热通风管上方的回风速度约为1.5m/s，比传统的送回风风速低30％以上，即可实现小压力，小风速送风，也可实现不间断制冷的冷池效应。

在一种具体实施方式中，下层机房32的高度大于上层机房31的高度，下层机房32的高度为5米，上层机房31的高度为3米，利用5米高送风冷池，3米热回收层回风缓冲区，实现以空间换时间的2min蓄冷，保障在市电掉电，柴油发电机组启动前数据中心机房的进风温度保持在32℃以下，而无需额外的蓄冷冷源。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (9)

1.一种数据中心冷却系统，其特征在于，包括蒸发冷却装置与温度检测装置，所述蒸发冷却装置包括上层箱体与下层箱体，所述上层箱体依次设置第一风机、回风口、换热装置及喷淋装置，所述第一风机设于所述上层箱体的顶端，所述回风口设于所述上层箱体的侧板上，所述换热装置平行设置于所述回风口的左侧，所述喷淋装置设于所述换热装置的上端，所述下层箱体依次设置第二风机、制冷装置及送风口，所述第二风机设于所述下层箱体的顶端，所述制冷装置设于所述下层箱体的底端，所述送风口设于所述下层箱体的侧板上，所述温度检测装置设于所述上层箱体内，所述蒸发冷却装置与所述温度检测装置为电连接，所述温度检测装置包括温度检测模块、信号处理模块和控制器，所述温度检测模块、所述信号处理模块与所述控制器之间为电连接。

2.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述制冷装置包括直膨式制冷组件与水盘，所述直膨式制冷组件设于所述下层箱体的底端，所述直膨式制冷组件与所述水盘连接。

3.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述换热装置包括换热器及冷管盘，所述冷管盘平行设置于所述换热器的左侧。

4.根据权利要求3所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述换热器为多片高效换热塑料片叠加组成。

5.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述喷淋装置的上端还设有冷凝器，所述冷凝器与所述喷淋装置为平行设置。

6.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其特征在于，所述回风口与所述送风口上均设有空气过滤罩。

7.一种大平层数据中心机房，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的数据中心冷却系统及连接在所述蒸发冷却装置一侧的数据机房。

8.根据权利要求7所述的大平层数据中心机房，其特征在于，所述数据机房包括上层机房与下层机房，所述上层机房的一侧设有预制回风口，所述下层机房的一侧设有预制进风口，所述上层机房与所述下层机房之间通过架空层隔开，所述上层机房为热回收层，所述下层机房为冷池层。

9.根据权利要求8所述的大平层数据中心机房，其特征在于，所述下层机房的高度大于所述上层机房的高度，所述下层机房的高度为5米，所述上层机房的高度为3米。

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