CN215529723U - 一种数据中心电源散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数据中心电源散热系统，包括机房、填充在机房内部的绝缘导热油、对机房内部的绝缘导热油进行散热的外循环散热组件，机房的内部被隔板分隔成蛇形通道；外循环散热组件包括第一电磁阀、第一油泵、第一过滤器、换热器、第一缓冲箱、第二油泵、第二过滤器、第二缓冲箱、第二电磁阀。所述数据中心电源散热系统看可用于空间较大的机房，只需增设对应数量的射流喷头以及配套的辅助通道即可，射流喷头能够对机房内部的不同位置及时补充已经冷却的变压器油，低温变压器油与高温变压器油接触面积大，混合时间短，从而能够快速的对机房的内部进行降温，降温效果好，降温效率高。

Description

一种数据中心电源散热系统

技术领域

本实用新型涉及一种数据中心电源散热系统，属于数据中心技术领域。

背景技术

在传统上，数据中心机房采用的都是以风冷为主。以房间级空调为主，在地板下方送风进行服务器机柜整体冷却。随着数据量暴增，机架，刀片服务器层出不穷。无论空调如何演进，风冷散热始终有其局限性。因为空气的换热效率不足，热流密度低。所以风冷服务器的冷却能耗，噪音，设备密度始终不能尽如人意。这时候，液冷技术的优势逐渐显露出来。由于热量传输的媒介改成了液体，热量可以从发热区域传递到远端进行冷却，然后回流。效率和节能性远高于传统风冷，在未来高密度服务器大行其道的时候，价值明显。

液冷技术利用所在地水源进行制冷也是一种趋势。比如阿里巴巴千岛湖数据中心，这座数据中心全部采用湖水自然冷却技术，数据中心的机房内部采用绝缘导热油(变压器油)作为换热介质，在保证绝缘的前提下，绝缘导热油覆盖在机房内部的电气元器件，电气元器件产生的热量被流动的绝缘导热油带走，然后被泵带走到机房外部的换热器进行散热，换热器通入的冷却水为湖水，换热之后的绝缘导热油被重新带入到机房内部。

上述方法的缺陷为：单个机房的空间不能太大(如不超过1000m³)，否则机房内部的绝缘导热油需要快速流动，因为换热后的绝缘导热油与机房内部的绝缘导热油相互之间的接触面积有限，其制约换热效率的提高；在这种情况下，如果想提高换热效率，势必需要提高机房内部绝缘导热油的流速，机房内部绝缘导热油的滞留时间比较短，能耗较高。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种数据中心电源散热系统，具体技术方案如下：

一种数据中心电源散热系统，包括机房、填充在机房内部的绝缘导热油、对机房内部的绝缘导热油进行散热的外循环散热组件，所述机房的内部呈交错设置有多个隔板，所述机房的内部被隔板分隔成蛇形通道；所述外循环散热组件包括第一电磁阀、第一油泵、第一过滤器、换热器、第一缓冲箱、第二油泵、第二过滤器、第二缓冲箱、第二电磁阀，所述第一电磁阀的输入端与蛇形通道的一端连通，所述蛇形通道的另一端与第二电磁阀的输出端，所述第一油泵的输入端与第一电磁阀的输出端连通，所述第一油泵的输出端与第一过滤器的输入端连通，所述第一过滤器的输出端与换热器的换热介质输入端连通，所述换热器的换热介质输出端与第一缓冲箱的内腔连通，所述第二过滤器的输入端与第一缓冲箱的内腔连通，所述第二过滤器的输出端与第二缓冲箱的内腔连通，所述第二电磁阀的输入端与第二缓冲箱的内腔连通。

作为上述技术方案的改进，所述隔板处安装有多个喷射方向对准蛇形通道的射流喷头，所述第二缓冲箱与射流喷头之间设置有辅助通道，所述辅助通道包括第三油泵、第三电磁阀，所述第三油泵的输入端与第二缓冲箱的内腔连通，所述第三油泵的输出端与第三电磁阀的输入端连通，所述第三电磁阀的输出端与射流喷头的内腔连通。

作为上述技术方案的改进，所述射流喷头包括内螺纹管、六棱边管，所述六棱边管首端的横截面为正六边形，所述六棱边管尾端的横截面为圆形，所述六棱边管内腔的横截面面积沿流体进给方向连续减小，所述六棱边管外周的横截面面积沿流体进给方向连续减小，所述六棱边管的尾端与内螺纹管的一端连通且连接为一体，所述内螺纹管的另一端与隔板固定连接，所述六棱边管的侧壁设置有多个第一喷射孔，所述六棱边管的首端面设置有多个第二喷射孔。

作为上述技术方案的改进，所述第一缓冲箱的顶部和第二缓冲箱的顶部均设置有进气口，进气口处安装有空气干燥器。

作为上述技术方案的改进，所述第二喷射孔的孔径大于或等于第一喷射孔的孔径。

作为上述技术方案的改进，所述六棱边管的侧棱处设置有第一喷射缝，所述六棱边管首端的边沿处设置有第二喷射缝。

本实用新型所述数据中心电源散热系统可用于空间较大的机房，只需增设对应数量的射流喷头以及配套的辅助通道即可，射流喷头能够对机房内部的不同位置及时补充已经冷却的变压器油，低温变压器油与高温变压器油接触面积大，混合时间短，从而能够快速的对机房的内部进行降温，降温效果好，降温效率高。

附图说明

图1为本实用新型所述数据中心电源散热系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述射流喷头的结构示意图；

图3为本实用新型所述六棱边管的结构示意图；

图4为本实用新型所述辅助通道的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

实施例1

如图1所示，所述数据中心电源散热系统，包括机房10、填充在机房10内部的绝缘导热油、对机房10内部的绝缘导热油进行散热的外循环散热组件，所述机房10的内部呈交错设置有多个隔板11，所述机房10的内部被隔板11分隔成蛇形通道。机房10内部安装有数据中心电源，所述绝缘导热油优选变压器油，蛇形通道类似S形结构，该种结构的蛇形通道有助于机房10内部的变压器油能够定向流动。

所述外循环散热组件包括第一电磁阀31、第一油泵32、第一过滤器33、换热器34、第一缓冲箱35、第二油泵36、第二过滤器37、第二缓冲箱38、第二电磁阀39，所述第一电磁阀31的输入端与蛇形通道的一端连通，所述蛇形通道的另一端与第二电磁阀39的输出端，所述第一油泵32的输入端与第一电磁阀31的输出端连通，所述第一油泵32的输出端与第一过滤器33的输入端连通，所述第一过滤器33的输出端与换热器34的换热介质输入端连通，所述换热器34的换热介质输出端与第一缓冲箱35的内腔连通，所述第二过滤器37的输入端与第一缓冲箱35的内腔连通，所述第二过滤器37的输出端与第二缓冲箱38的内腔连通，所述第二电磁阀39的输入端与第二缓冲箱38的内腔连通。

机房10内部的数据中心电源工作产生的热量，传递给机房10内部的变压器油，启动第一电磁阀31、第一油泵32、换热器34、第二油泵36、第二电磁阀39，机房10内部的变压器油沿着蛇形通道流动，然后依次通过第一电磁阀31、第一油泵32、第一过滤器33、换热器34、第一缓冲箱35、第二油泵36、第二过滤器37、第二缓冲箱38、第二电磁阀39，最终回流到机房10的内部，在上述过程中，过热的变压器油在换热器34处被冷却换热，其中，所述换热器34的换热介质输出/入端是专用于变压器油的进出端，换热器34还设置有用于冷却水进出的冷却水进/出端，换热器34所用冷却水可用自然水源或自来水，被换热器34冷却后的变压器油回流到机房10的内部；第一过滤器33的工作压力：(Max)1.6Mpa；变压器油先在第一过滤器33进行一级过滤，在第二过滤器37进行二级过滤，第二过滤器37的工作压力：2Mpa-25Mpa；最终回流到机房10内部的变压器油保证洁净。由于设置有第一过滤器33和第二过滤器37，为保证能够整个外循环散热组件的管道处有足够的流量，因此设置有第一缓冲箱35和第二缓冲箱38，以此进行缓冲，保证管道内部有足够的变压器油被输送。

实施例2

如图1、4所示，所述隔板11处安装有多个喷射方向对准蛇形通道的射流喷头50，所述第二缓冲箱38与射流喷头50之间设置有辅助通道，所述辅助通道包括第三油泵61、第三电磁阀62，所述第三油泵61的输入端与第二缓冲箱38的内腔连通，所述第三油泵61的输出端与第三电磁阀62的输入端连通，所述第三电磁阀62的输出端与射流喷头50的内腔连通。

通过设置若干个射流喷头50，第二缓冲箱38内部的变压器油通过第三油泵61、第三电磁阀62、最终从射流喷头50处喷出，射流喷头50处喷出了多贵射流，能够充分与射流喷头50周围的变压器油进行混合，相对现有的常规喷头来说，射流喷头50处混合时间更短；相对于现有的雾化喷头来说，雾化喷头处喷出的是喷雾，而雾化喷头在该处没有意义，因为在变压器油内部无法形成喷雾；退一步说，即使形成喷雾，喷雾在变压器油内部的行程短，意义不大。通过在不同位置的隔板11处安装射流喷头50，射流喷头50在机房10的内部分布均匀，从射流喷头50处能够及时补充温度较低的变压器油，能够对机房10内部温度较高的变压器油进行快速冷却，显著提高降温速率。

进一步地，如图2、3所示，所述射流喷头50包括内螺纹管51、六棱边管52，所述六棱边管52首端的横截面为正六边形，所述六棱边管52尾端的横截面为圆形，所述六棱边管52内部流体的进给方向为从六棱边管52的尾端至六棱边管52的首端，所述六棱边管52内腔的横截面面积沿流体进给方向连续减小，所述六棱边管52外周的横截面面积沿流体进给方向连续减小，所述六棱边管52的尾端与内螺纹管51的一端连通且连接为一体，所述内螺纹管51的另一端与隔板11固定连接，所述六棱边管52的侧壁设置有多个第一喷射孔53，所述六棱边管52的首端面设置有多个第二喷射孔54。

内螺纹管51的存在，是提高安装载体，可通过在隔板11处安装与内螺纹管51的螺塞，即可完成射流喷头50与隔板11之间的固定安装。六棱边管52的独特结构，一方面，能够在六个面的第一喷射孔53处喷射出射流，还能够在端面的第二喷射孔54处喷射出射流，另一方面，其类似锥状结构，能够使得喷射出的射流流速更高。

更进一步地，所述六棱边管52的侧棱处设置有第一喷射缝55，所述六棱边管52首端的边沿处设置有第二喷射缝56。从第一喷射缝55、第二喷射缝56处的射流为面状，配合第一喷射孔53/第二喷射孔54处喷射的射流为线状，线状射流和面状射流配合，进一步地提高混合效果。另外，六棱边管52的独特结构，有助于提高第一喷射缝55、第二喷射缝56处射流的流速。

更进一步地，为改变射流的流速，所述第二喷射孔54的孔径大于或等于第一喷射孔53的孔径。

实施例3

更进一步地，所述第一缓冲箱35的顶部和第二缓冲箱38的顶部均设置有进气口，进气口处安装有空气干燥器。进气口的设置是为了平衡内外大气压，空气干燥器的设置是为了防止水汽进入到第一缓冲箱35和第二缓冲箱38的内部。

在上述实施例中，所述数据中心电源散热系统所用的机房10空间不受限，即使超过1000m³，可需要不断的增设射流喷头50以及配套的辅助通道即可，射流喷头50能够对机房10内部的不同位置及时补充已经冷却的变压器油，从射流喷头50处能够喷射出线状、面状射流(低温变压器油)，其与附近的高温变压器油快速混合，低温变压器油与高温变压器油接触面积大，混合时间短，从而能够快速的对机房10的内部进行降温，在这种情况下，机房10内部绝缘导热油的滞留时间可以适当延长，有助于降低能耗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种数据中心电源散热系统，包括机房(10)、填充在机房(10)内部的绝缘导热油、对机房(10)内部的绝缘导热油进行散热的外循环散热组件，所述机房(10)的内部呈交错设置有多个隔板(11)，所述机房(10)的内部被隔板(11)分隔成蛇形通道，其特征在于：所述外循环散热组件包括第一电磁阀(31)、第一油泵(32)、第一过滤器(33)、换热器(34)、第一缓冲箱(35)、第二油泵(36)、第二过滤器(37)、第二缓冲箱(38)、第二电磁阀(39)，所述第一电磁阀(31)的输入端与蛇形通道的一端连通，所述蛇形通道的另一端与第二电磁阀(39)的输出端，所述第一油泵(32)的输入端与第一电磁阀(31)的输出端连通，所述第一油泵(32)的输出端与第一过滤器(33)的输入端连通，所述第一过滤器(33)的输出端与换热器(34)的换热介质输入端连通，所述换热器(34)的换热介质输出端与第一缓冲箱(35)的内腔连通，所述第二过滤器(37)的输入端与第一缓冲箱(35)的内腔连通，所述第二过滤器(37)的输出端与第二缓冲箱(38)的内腔连通，所述第二电磁阀(39)的输入端与第二缓冲箱(38)的内腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心电源散热系统，其特征在于：所述隔板(11)处安装有多个喷射方向对准蛇形通道的射流喷头(50)，所述第二缓冲箱(38)与射流喷头(50)之间设置有辅助通道，所述辅助通道包括第三油泵(61)、第三电磁阀(62)，所述第三油泵(61)的输入端与第二缓冲箱(38)的内腔连通，所述第三油泵(61)的输出端与第三电磁阀(62)的输入端连通，所述第三电磁阀(62)的输出端与射流喷头(50)的内腔连通。

3.根据权利要求2所述的一种数据中心电源散热系统，其特征在于：所述射流喷头(50)包括内螺纹管(51)、六棱边管(52)，所述六棱边管(52)首端的横截面为正六边形，所述六棱边管(52)尾端的横截面为圆形，所述六棱边管(52)内腔的横截面面积沿流体进给方向连续减小，所述六棱边管(52)外周的横截面面积沿流体进给方向连续减小，所述六棱边管(52)的尾端与内螺纹管(51)的一端连通且连接为一体，所述内螺纹管(51)的另一端与隔板(11)固定连接，所述六棱边管(52)的侧壁设置有多个第一喷射孔(53)，所述六棱边管(52)的首端面设置有多个第二喷射孔(54)。

4.根据权利要求1所述的一种数据中心电源散热系统，其特征在于：所述第一缓冲箱(35)的顶部和第二缓冲箱(38)的顶部均设置有进气口，进气口处安装有空气干燥器。

5.根据权利要求3所述的一种数据中心电源散热系统，其特征在于：所述第二喷射孔(54)的孔径大于或等于第一喷射孔(53)的孔径。

6.根据权利要求3所述的一种数据中心电源散热系统，其特征在于：所述六棱边管(52)的侧棱处设置有第一喷射缝(55)，所述六棱边管(52)首端的边沿处设置有第二喷射缝(56)。

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