CN216626506U - 数据中心冷却系统及数据中心 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种数据中心冷却系统及数据中心,该数据中心冷却系统包括冷却塔、风冷单元、液冷单元以及机柜,风冷单元包括第一换热器、风扇以及回风风道,液冷单元包括第二换热器,机柜包括服务器;冷却塔的冷却液出口与第一换热器的冷却液入口和第二换热器的第一冷却液入口连接,冷却液出口和第一冷却液出口与冷却塔的冷却液入口连接,第二冷却液出口与服务器的冷却液入口连接,服务器的冷却液出口与第二冷却液入口连接;回风风道的进风口与服务器的出风口连接并用于将从服务器的出风口流出的风输向第一换热器,风扇用于使回风风道的出风口流出的风流经第一换热器后流向服务器,以使流经第一换热器的风能够通过服务器的进风口进入服务器内。
Description
技术领域
本公开涉及数据中心技术领域,具体地,涉及一种数据中心冷却系统及数据中心。
背景技术
随着物联网、大数据、云计算等信息技术的快速发展,对于数据中心的需求与日俱增。为保证数据中心的正常运行,在数据中心的运行过程中,需要对数据中心进行冷却。
目前,大多采用液冷结合空调补冷的方式对数据中心进行冷却。空调冷却机组主要包括压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器等结构,一方面,由于空调冷却机组运行过程中耗能较大,会使得数据中心的总能耗增加,不利于实现数据中心的节能,降低数据中心的PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率,PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗)的降低;另一方面,空调冷却机组的设备较多,也不利于实现冷却中心的快速部署。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种数据中心冷却系统及数据中心,以解决相关技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的,根据本公开提供的第一个方面,提供一种数据中心冷却系统,包括冷却塔、风冷单元、液冷单元以及机柜,所述风冷单元包括第一换热器、风扇以及回风风道,所述液冷单元包括第二换热器,所述机柜包括服务器;
所述冷却塔的冷却液出口与所述第一换热器的冷却液入口和所述第二换热器的第一冷却液入口连接,所述第一换热器的冷却液出口和所述第二换热器的第一冷却液出口与所述冷却塔的冷却液入口连接,所述第二换热器的第二冷却液出口与所述服务器的冷却液入口连接,所述服务器的冷却液出口与所述第二换热器的第二冷却液入口连接;
所述回风风道的进风口与所述服务器的出风口连接并用于将从所述服务器的出风口流出的风输向所述第一换热器,所述风扇用于使所述回风风道的出风口流出的风流经所述第一换热器后流向所述服务器,以使流经所述第一换热器的风能够通过所述服务器的进风口进入所述服务器内。
可选地,所述服务器包括中央处理器、硬盘驱动器、网络接口控制器、双列直插式存储模块以及电源;
所述中央处理器上设置有冷板,所述第二换热器的第二冷却液出口与所述冷板的冷却液入口连接,所述冷板的冷却液出口与所述第二换热器的第二冷却液入口连接,所述冷板的冷却液入口为所述服务器的冷却液入口,所述冷板的冷却液出口为所述服务器的冷却液出口;
所述中央处理器、所述硬盘驱动器、所述网络接口控制器、所述双列直插式存储模块以及所述电源均设置在所述服务器的进风口与所述服务器的出风口之间。
可选地,所述服务器的进风口与所述服务器的出风口相对设置,所述硬盘驱动器和所述网络接口控制器均靠近所述服务器的进风口设置,所述电源靠近所述服务器的出风口设置,所述中央处理器和所述双列直插式存储模块位于所述硬盘驱动器和所述网络接口控制器与所述电源之间。
可选地,所述中央处理器和所述冷板均为多个,多个所述冷板与多个所述中央处理器一一对应设置,多个所述冷板相互串联或相互并联。
可选地,所述机柜包括多个所述服务器,所述机柜还包括分水器和集水器,所述分水器包括分水管、设置在所述分水管上的第一进水端口和第一出水端口,所述第一出水端口为多个,所述集水器包括集水管、设置在所述集水管上的第二进水端口和第二出水端口,所述第二进水端口为多个;
所述第二换热器的第二冷却液出口与所述第一进水端口连接,每个所述第一出水端口和与其对应的所述服务器的冷却液入口连接,每个所述第二进水端口和与其对应的所述服务器的冷却液出口连接,所述第二出水端口与所述第二换热器的第二冷却液入口连接。
可选地,第二换热器的第二冷却液出口处设置有过滤装置、杀菌装置、除垢装置中的至少一者。
可选地,所述风冷单元还包括安装结构,所述安装结构上形成有进风孔和出风孔,所述第一换热器和所述风扇安装在所述安装结构上并位于所述进风孔和所述出风孔之间;
其中,所述回风风道的出风口与所述进风孔连接;或者,所述安装结构用于设置在机房中,并将所述机房内部分隔成第一空间和第二空间,所述进风孔位于所述安装结构靠近所述第一空间的一侧,所述出风孔位于所述安装结构靠近所述第二空间的一侧,所述服务器设置在所述第二空间内,所述回风风道的出风口与所述第一空间连通。
可选地,所述风冷单元还包括空气滤网,所述空气滤网设置在所述进风孔处。
可选地,所述数据中心冷却系统还包括第一水泵和第二水泵,所述第一水泵用于将从所述冷却塔的冷却液出口流出的冷却液泵送至所述第一换热器和所述第二换热器,所述第二水泵用于将从所述第二换热器的第二冷却液出口流出的冷却液泵送至所述服务器。
可选地,所述数据中心冷却系统还包括第一开关阀和第二开关阀,所述第一开关阀设置在所述第一换热器的冷却液出口和/或所述第二换热器的第一冷却液出口处,所述第二开关阀设置在所述服务器的冷却液入口处。
根据本公开提供的第二个方面,提供一种数据中心,包括如上所述的数据中心冷却系统。
在对服务器进行冷却的过程中,冷却塔的冷却液出口流出的温度较低的冷却液一部分流入第一换热器内,另一部分流入第二换热器内。当风扇运转时,从回风风道的出风口流出的在服务器内吸收热量的热风流经第一换热器,并与第一换热器内的冷却液进行热量交换,使得在服务器内吸收热量的热风的温度降低,该温度降低的风吹向服务器内,继续对服务器进行冷却,实现对服务器的风冷。吸收服务器热量后的温度较高的冷却液从服务器的冷却液出口流出,并通过第二换热器的第二冷却液入口流入第二换热器,在第二换热器中,吸收服务器热量后的温度较高的冷却液与从冷却塔流出的温度较低的冷却液发生热量交换,以使第二换热器的第二冷却液出口流出温度较低的冷却液,该冷却液流向服务器以吸收服务器的热量。从第一换热器的冷却液出口和从第二换热器的第一冷却液出口流出的吸热后的冷却液最终回到冷却塔中并将热量排放至大气。
通过上述技术方案,本公开提供的数据中心冷却系统通过冷却塔将服务器的热量排放至大气中,也就是说,对服务器进行液冷和风冷的冷量均来自于冷却塔。根据统计数据显示,现有数据中心的冷却占机房总功耗的40%左右,而空调冷却机组的运用为导致冷却总功耗增加的重要因素之一,本公开提供的数据中心冷却系统与现有技术中通过空调冷却机组中的多个设备(例如压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器)来提供冷量的技术方案相比,本公开提供的数据中心冷却系统无需运用到的空调冷却机组,使得本公开冷却服务器所需的能耗更低,有利于降低数据中心的总能耗,从而降低数据中心的PUE,进而降低碳排放量,助力“碳达峰、碳中和”的目标。
并且,由于本公开提供的数据中心冷却系统中未通过空调冷却机组来进行冷却,即,未使用到氟利昂作为制冷剂,一方面,能够避免氟利昂泄露污染环境的情况发生,另一方面,也可以避免氟化物的排放。由于含氟气体也是一种温室气体,避免含氟气体的排放增大温室效应。
此外,相比于现有技术中通过液冷结合空调补冷的方式对数据中心进行冷却的技术方案相比,由于本公开提供的数据中心冷却系统架构更为简单,因此,可靠性更高,成本更低,并且在部署数据中心时,能够实现数据中心的快速部署。并且,由于冷却塔的冷却温度与冷却塔所处环境的湿球温度相关,而不是与其所处环境的干球温度(即环境温度)相关,而全球大部分地区的湿球温度均能够满足对冷却塔的冷却液出口流出的冷却液温度的需求,因此,本公开提供的数据中心冷却系统不容易受到地区环境温度的制约,可以应用至全球大部分地区。
通过本公开提供的数据中心冷却系统,可以实现采用35℃-40℃的冷却液对服务器进行液冷,同时通过风扇和第一换热器实现对服务器输送35℃-40℃的风进行风冷。服务器的出风口流出的经过换热后的风的温度约为40℃-45℃,实现了“大风量、小温差”的散热。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心冷却系统的立体示意图;
图2是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心冷却系统的平面示意图;
图3是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心冷却系统中冷却塔与第一换热器、第二换热器、服务器之间的连接示意图;
图4是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心冷却系统中多个机柜与回风通道之间的布置位置的示意图;
图5是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心冷却系统的服务器的内部示意图,其中,箭头指向的方向为风流的流动方向;
图6是本公开一种示例性实施方式提供的数据中心冷却系统的第一换热器与风扇的配合示意图。
附图标记说明
1-机房;10-冷却塔;20-风冷单元;21-第一换热器;22-风扇;23-回风风道;30-液冷单元;31-第二换热器;40-机柜;41-服务器;410-中央处理器;420-硬盘驱动器;430-网络接口控制器;440-双列直插式存储模块;450-电源;46-分水器;460-分水管;461-第一进水端口;462-第一出水端口;47-集水器;470-集水管;471-第二进水端口;472-第二出水端口;48-服务器的进风口;49-服务器的出风口;50-冷板;60-第一空间;70-第二空间;80-第一水泵;90-第二水泵;95-第一开关阀;96-第二开关阀;100-出风孔。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
在本公开中,在未作相反说明的情况下,“连接”可以是直接连接,也可以是间接连接,“内、外”是指相应结构或部件轮廓的内、外;“远、近”是指距离相应结构或者部件的远、近。
随着电子信息系统机房IT设备高密度的集成化,解决设备散热及机房散热量日渐趋高的现象开始受到了各界强烈关注。而根据研究显示,IT/电信相关的碳排放已经成为最大的温室气体排放源之一,由此一年产生的碳排放为8.6亿吨,且该领域的排放势头还在随着全球对计算、数据存储和通信技术需求的增长快速上升。即使人们大力提高设备、机房等装置和数据中心的能效,到2020年,全球IT相关碳排放也将达到15.4亿吨。所以越来越多的人开始关注绿色机房的建设。
PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率)值已经成为国际上比较通行的数据中心电力使用效率的衡量指标。PUE值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值越接近于1,表示一个数据中心的绿色化程度越高。当前,我国的大多数数据中心的PUE值在2-3之间。因此,如何降低数据中心的PUE值,减少数据中心相关的碳排放至关重要。
有鉴于此,根据本公开提供的第一个方面,提供一种数据中心冷却系统,参考图1-图6所示,该数据中心冷却系统包括冷却塔10、风冷单元20、液冷单元30以及机柜40,风冷单元20包括第一换热器21、风扇22以及回风风道23,液冷单元30包括第二换热器31,机柜40包括服务器41。
其中,冷却塔10的冷却液出口与第一换热器21的冷却液入口和第二换热器31的第一冷却液入口连接,第一换热器21的冷却液出口和第二换热器31的第一冷却液出口与冷却塔10的冷却液入口连接,第二换热器31的第二冷却液出口与服务器41的冷却液入口连接,服务器41的冷却液出口与第二换热器31的第二冷却液入口连接,即,第一换热器21和第二换热器31相互并联。回风风道23的进风口与服务器41的出风口49连接并用于将从服务器41的出风口49流出的风输向第一换热器21,风扇22用于使回风风道23的出风口流出的风流经第一换热器21后流向服务器41,以使流经第一换热器21的风能够通过服务器41的进风口48进入服务器41内。
在对服务器41进行冷却的过程中,冷却塔10的冷却液出口流出的温度较低的冷却液一部分流入第一换热器21内,另一部分流入第二换热器31内。当风扇22运转时,从回风风道23的出风口流出的在服务器41内吸收热量的热风流经第一换热器21,并与第一换热器21内的冷却液进行热量交换,使得在服务器41内吸收热量的热风的温度降低,该温度降低的风吹向服务器41内,继续对服务器41进行冷却,实现对服务器41的风冷。吸收服务器41热量后的温度较高的冷却液从服务器41的冷却液出口流出,并通过第二换热器31的第二冷却液入口流入第二换热器31,在第二换热器31中,吸收服务器41热量后的温度较高的冷却液与从冷却塔10流出的温度较低的冷却液发生热量交换,以使第二换热器31的第二冷却液出口流出温度较低的冷却液,该冷却液流向服务器41以吸收服务器41的热量。从第一换热器21的冷却液出口和从第二换热器31的第一冷却液出口流出的吸热后的冷却液最终回到冷却塔10中并将热量排放至大气。
通过上述技术方案,本公开提供的数据中心冷却系统通过冷却塔10将服务器41的热量排放至大气中,也就是说,对服务器41进行液冷和风冷的冷量均来自于冷却塔10。根据统计数据显示,现有数据中心的冷却占机房1总功耗的40%左右,而空调冷却机组的运用为导致冷却总功耗增加的重要因素之一,本公开提供的数据中心冷却系统与现有技术中通过空调冷却机组中的多个设备(例如压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器)来提供冷量的技术方案相比,本公开提供的数据中心冷却系统无需运用到空调冷却机组,使得本公开冷却服务器所需的能耗更低,有利于降低数据中心的总能耗,从而降低数据中心的PUE,进而降低碳排放量,助力“碳达峰、碳中和”的目标。
并且,由于本公开提供的数据中心冷却系统中未通过空调冷却机组来进行冷却,即,未使用到氟利昂作为制冷剂,一方面,能够避免氟利昂泄露污染环境的情况发生,另一方面,也可以避免氟化物的排放。由于含氟气体也是一种温室气体,避免含氟气体的排放增大温室效应。
此外,相比于现有技术中通过液冷结合空调补冷的方式对数据中心进行冷却的技术方案,由于本公开提供的数据中心冷却系统架构更为简单,因此,可靠性更高,成本更低,在部署数据中心时,能够实现数据中心的快速部署。并且,由于冷却塔10的冷却温度与冷却塔10所处环境的湿球温度相关,而不是与其所处环境的干球温度(即环境温度)相关,而全球大部分地区的湿球温度均能够满足对冷却塔10的冷却液出口流出的冷却液温度的需求,因此,本公开提供的数据中心冷却系统不容易受到地区环境温度的制约,可以应用至全球大部分地区。
通过本公开提供的数据中心冷却系统,可以实现采用35℃-40℃的冷却液对服务器41进行液冷,同时通过风扇22和第一换热器21实现对服务器41输送35℃-40℃的风进行风冷。服务器41的出风口49流出的经过换热后的风的温度约为40℃-45℃,实现了对服务器41进行“大风量、小温差”的散热。
可选地,上述第一换热器21、第二换热器31以及风扇22的数量可以为一个也可以为多个,本公开对此不作限定。
可选地,上述冷却塔10可以为开式冷却塔、闭式冷却塔、自然通风冷却塔、机械通风冷却塔、混合通风冷却塔、湿式冷却塔、干式冷却塔、干湿式冷却塔等,本公开对冷却塔10的具体类型、数量、尺寸、形状等均不作限定。
作为一种实施方式,如图5所示,上述服务器41包括中央处理器410(centralprocessing unit,CPU)、硬盘驱动器420(Hard Disk Drive,HDD)、网络接口控制器430(network interface controller,NIC)、双列直插式存储模块440(Dual Inline MemoryModules,DIMM)以及电源450(Power supply unit,PSU);中央处理器410上设置有冷板50,第二换热器31的第二冷却液出口与冷板50的冷却液入口连接,冷板50的冷却液出口与第二换热器31的第二冷却液入口连接,冷板50的冷却液入口为服务器41的冷却液入口,冷板50的冷却液出口为服务器41的冷却液出口;中央处理器410、硬盘驱动器420、网络接口控制器430、双列直插式存储模块440以及电源450均设置在服务器41的进风口48与服务器41的出风口49之间。
在数据中心冷却系统对服务器41冷却的过程中,第二换热器31内的冷却液通过第二冷却液出口经冷板50的冷却液入口进入到冷板50内,位于冷板50内的冷却液在与中央处理器410进行热交换,吸收中央处理器410的热量,实现对中央处理器410的液冷,从冷板50的冷却液出口流出的冷却液可以与从冷却塔10流向第二换热器31内的冷却液进行热交换,从而将中央处理器410的热量带至冷却塔10并释放到大气中。由于中央处理器410、硬盘驱动器420、网络接口控制器430、双列直插式存储模块440以及电源450均设置在服务器41的进风口48与服务器41的出风口49之间,在风扇22向数据中心的内部吹送流经第一换热器21的温度较低的风的过程中,风从服务器41的进风口48流入,并从服务器41的出风口49流出,风在服务器41内部流动的过程中能够带走中央处理器410、硬盘驱动器420、网络接口控制器430、双列直插式存储模块440以及电源450的热量,实现对中央处理器410、硬盘驱动器420、网络接口控制器430、双列直插式存储模块440以及电源450的冷却。
这里,在本公开提供的数据中心冷却系统中,中央处理器410通过冷板50进行液冷,可以先有效降低中央处理器410的温度,避免在风从服务器41的进风口48流向服务器41的出风口49的过程中,将中央处理器410的热量带出而导致服务器41内部的温度过高,从而反向加热硬盘驱动器420、网络接口控制器430、双列直插式存储模块440以及电源450,或者影响服务器41内部的风对硬盘驱动器420、网络接口控制器430、双列直插式存储模块440以及电源450的散热,进而确保冷却效果和冷却效率。
可选地,在本公开提供的一种实施方式中,如图5所示,服务器41的进风口48与服务器41的出风口49可以相对设置,硬盘驱动器420和网络接口控制器430均靠近服务器41的进风口48设置,电源450靠近服务器41的出风口49设置,中央处理器410和双列直插式存储模块440位于硬盘驱动器420和网络接口控制器430与电源450之间。由于硬盘驱动器420与网络接口控制器430对温度的承受能力较弱,而服务器41的进风口48处的风的温度较低,因此硬盘驱动器420与网络接口控制器430靠近服务器41的进风口48设置的,以确保对硬盘驱动器420与网络接口控制器430的冷却,而电源450能够承受中温或高温的能力较强,因此电源450靠近服务器41的出风口49设置。
通过上述布置方式,在风从服务器41的进风口48进入到服务器41内后,会依次吹过硬盘驱动器420、网络接口控制器430、双列直插式存储模块440、中央处理器410以及电源450,再从服务器41的出风口49流出,从而使的服务器41内部的硬盘驱动器420、网络接口控制器430、双列直插式存储模块440、中央处理器410以及电源450的冷却需求均能得到满足。
这里,如图5所示,中央处理器410和冷板50可以均为多个,多个冷板50与多个中央处理器410一一对应设置,多个冷板50可以相互串联或相互并联。
对于多个冷板50之间相互串联的实施例而言,具有结构件简单、且便于保证每一冷板50内冷却液的流量大致相同的优点。在液冷单元30对多个冷板50进行冷却降温的过程中,从第二换热器31的第二冷却液出口流出的冷却液可以先进入到第一个冷板50内,接着再依次流向下一个冷板50,并最终从最后一个冷板50的冷却液出口流出,这里,需要说明的是,为了避免冷却液在吸收了位于上游的中央处理器410的热量后温度升高,影响到对下一中央处理器410的热量的吸收,在本公开中,可以通过增大第二换热器31流向冷板50内的冷却液的流量的方式来减小相邻冷板50之间冷却液之间的温度差值,使得每一个中央处理器410都能得到较好的冷却效果。
对于多个冷板50之间相互并联的实施例而言,温度较低的冷却液可以分别流经不同的冷板50,冷却液在流动过程中不会受到相邻的中央处理器410的热交换的干扰,并且,正是由于不同冷板50内的冷却液相互独立,因此可以通过控制不同冷板50内流过的冷却液的流量来实现对多个中央处理器410散热的精准控制。
可选地,在本公开中,如图3所示,为了提高数据中心的集成度,机柜40可以包括多个服务器41,机柜40还可以包括分水器46和集水器47,分水器46包括分水管460、设置在分水管460上的第一进水端口461和第一出水端口462,第一出水端口462为多个,集水器47包括集水管470、设置在集水管470上的第二进水端口471和第二出水端口472,第二进水端口471为多个;第二换热器31的第二冷却液出口与第一进水端口461连接,每个第一出水端口462和与其对应的服务器41的冷却液入口连接,每个第二进水端口471和与其对应的服务器41的冷却液出口连接,第二出水端口472与第二换热器31的第二冷却液入口连接。
也就是说,在对服务器41进行冷却散热过程中,冷却液通过第二换热器31的第二冷却液出口经分水器46的第一进水端口461进入到分水管460中,分水管460上设置有与对应服务器41的冷却液入口连接的第一出水端口462,这样,进入到分水器46内的冷却液通过第一出水端口462进入到对应的服务器41中,吸收服务器41的热量后经集水器47的第二进水端口471流入到集水管470内,随后,流入到集水管470内的高温冷却液在与从冷却塔10流出的低温冷却液进行换热后,重新变成低温冷却液流入到分水器46中,如此循环,实现对多个服务器41的不间断冷却散热。
在本公开中,由于从第二换热器31的第二冷却液出口直接流入到设置在中央处理器410上的冷板50内,中央处理器410作为服务器41的核心部件,对冷却液的洁净度具有较高的要求,可选地,第二换热器31的第二冷却液出口处可以设置有过滤装置、杀菌装置、除垢装置中的至少一者。通过在第二换热器31的第二冷却液出口处可以设置过滤装置、杀菌装置、除垢装置,可以提升在冷板50内循环流动的冷却液的洁净度,避免或减少冷却液在冷版内发生堵塞、流动不畅等状况,进一步提升对中央处理器410的散热效率及效果。
可选地,机柜40可以为多个,多个机柜40内的服务器41相互并联,以使第二换热器31的第二冷却液出口流出的冷却液能够分成多股并流向不同的机柜40内的服务器41。
对于机柜40为多个的情况而言,如图4所示,一个机柜40的服务器41的出风口49可以与另一个机柜40的服务器41的出风口49相对设置,且该两个服务器41的出风口49位于该两个服务器41的进风口48之间,从而便于布置回风通道23。
可选地,风冷单元20还可以包括安装结构,安装结构上形成有进风孔和出风孔100,第一换热器21和风扇22安装在安装结构上并位于进风孔和出风孔100之间。在本公开提供的一种实施方式中,回风风道23的出风口与进风孔连接。这样,从回风风道23的出风口流出的吸收了服务器41的热量的热风可以经安装结构的进风孔流至第一换热器21处,该吸收了服务器41热量的气流在经过第一换热器21的冷却降温后,风扇22重新将经第一换热器21散热后的气流通过安装结构的出风孔吹向服务器41,如此循环。由于回风风道23的出风口与进风孔连接,可以保证吸收了服务器41热量的风全部流经第一换热器21进行换热。
在本公开提供的另一种实施方式中,如图1-图2所示,安装结构用于设置在机房1中,并将机房1内部分隔成第一空间60和第二空间70,进风孔位于安装结构靠近第一空间60的一侧,出风孔100位于安装结构靠近第二空间70的一侧,服务器41设置在第二空间70内,回风风道23的出风口与第一空间60连通。从回风风道23的出风口流出的吸收了服务器41的热量的热风可以流到第一空间60内,由于第一空间60和第二空间70通过安装结构隔开,第一空间60内的热风并不会流到第二空间70内导致第二空间70内的服务器的温度升高,第一空间60内的热风可以在风扇22的作用下流经第一换热器21换热。
上述两个实施例的区别在于,当回风风道23的出风口与安装结构的进风孔连接时,安装结构可以不对机房1的内部空间进行隔断,而当安装结构对机房1的内部空间进行隔断时,回风风道23的出风口可以与安装结构的进风孔连接,也可以不连接。
可选地,风扇22可以靠近安装结构的进风孔设置,也可以靠近安装结构的出风孔100设置,本公开对此不作限定。
可选地,为了避免气流夹带灰尘等杂质进入到服务器41内,在本公开中,风冷单元20还包括空气滤网,空气滤网设置在进风孔处。空气滤网可以对进入到数据中心前的风流起到过滤作用,阻止风流中携带的灰尘进入到服务器41的内部,以保障服务器41的运行环境。
可选地,如图1-图2所示,数据中心冷却系统还包括第一水泵80和第二水泵90,第一水泵80用于将从冷却塔10的冷却液出口流出的冷却液泵送至第一换热器21和第二换热器31,第二水泵90用于将从第二换热器31的第二冷却液出口流出的冷却液泵送至服务器41。第一水泵80可以为冷却液在第一换热器21内的流动提供驱动力,第二水泵90可以为冷却液在第二换热器31内的流动提供驱动力,从而使得冷却液能够源源不断的在第一换热器21和第二换热器31内循环,实现对数据中心的不间断降温散热。这里,可以通过调整第一水泵80和第二水泵90转速的调节,来与服务器41的降温散热需求相匹配,具体的,当服务器41的散热需求增大时,可以对应调高第一水泵80、第二水泵90的转速,这样,单位时间内具有更大的量的冷却液与服务器41进行换热,提高与服务器41的换热效率;当数据中心的散热需求减小时,可以对应调低第一水泵80、第二水泵90的转速,在能满足服务器41的散热需求的同时,降低第一水泵80、第二水泵90的能耗。
可选地,数据中心冷却系统还包括第一开关阀95和第二开关阀96,如图1-图2所示,第一开关阀95设置在第一换热器21的冷却液出口和/或第二换热器31的第一冷却液出口处,第二开关阀96设置在服务器41的冷却液入口处。由于,第一开关阀95设置在第一换热器21的冷却液出口和/或第二换热器31的第一冷却液出口处,第一换热器21和第二换热器31既可以同时运作,也可以单独运作。以第二换热器31的第一冷却液出口处设置有第一开关阀95的实施例为例,当第一开关阀95关闭时,冷却塔10的冷却液出口流出的冷却液不会再源源不断地流入第二换热器31,仅源源不断地流入第一换热器21,从而可以仅通过风冷单元20实现对服务器41的持续风冷,而不通过液冷单元30对服务器41进行持续液冷,这样,可以通过服务器41的当前温度对其冷却方式进行选择,更加利于降低数据中心冷却系统的能耗。由于第二开关阀96设置在服务器41的冷却液入口处,可以通过开启或关闭第二开关阀96实现对进入服务器41的冷却液的导通和截断,对于服务器41为多个的实施例而言,可以使冷却液进入需要被散热的服务器41内,避免冷却液流经不需要散热的服务器41而导致冷却液的冷量没有得到有效地利用。
为了进一步降低该数据中心冷却系统的成本,上文提到的冷却液可以为水,水的价格低廉、补给方便,且在换热过程中不会对大气环境造成污染。
根据本公开提供的第二个方面,提供一种数据中心,包括如上的数据中心冷却系统。数据中心具有上述数据中心冷却系统的全部技术效果,这里不作赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (11)
1.一种数据中心冷却系统,其特征在于,包括冷却塔(10)、风冷单元(20)、液冷单元(30)以及机柜(40),所述风冷单元(20)包括第一换热器(21)、风扇(22)以及回风风道(23),所述液冷单元(30)包括第二换热器(31),所述机柜(40)包括服务器(41);
所述冷却塔(10)的冷却液出口与所述第一换热器(21)的冷却液入口和所述第二换热器(31)的第一冷却液入口连接,所述第一换热器(21)的冷却液出口和所述第二换热器(31)的第一冷却液出口与所述冷却塔(10)的冷却液入口连接,所述第二换热器(31)的第二冷却液出口与所述服务器(41)的冷却液入口连接,所述服务器(41)的冷却液出口与所述第二换热器(31)的第二冷却液入口连接;
所述回风风道(23)的进风口与所述服务器(41)的出风口(49)连接并用于将从所述服务器(41)的出风口(49)流出的风输向所述第一换热器(21),所述风扇(22)用于使所述回风风道(23)的出风口流出的风流经所述第一换热器(21)后流向所述服务器(41),以使流经所述第一换热器(21)的风能够通过所述服务器(41)的进风口(48)进入所述服务器(41)内。
2.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统,其特征在于,所述服务器(41)包括中央处理器(410)、硬盘驱动器(420)、网络接口控制器(430)、双列直插式存储模块(440)以及电源(450);
所述中央处理器(410)上设置有冷板(50),所述第二换热器(31)的第二冷却液出口与所述冷板(50)的冷却液入口连接,所述冷板(50)的冷却液出口与所述第二换热器(31)的第二冷却液入口连接,所述冷板(50)的冷却液入口为所述服务器(41)的冷却液入口,所述冷板(50)的冷却液出口为所述服务器(41)的冷却液出口;
所述中央处理器(410)、所述硬盘驱动器(420)、所述网络接口控制器(430)、所述双列直插式存储模块(440)以及所述电源(450)均设置在所述服务器(41)的进风口(48)与所述服务器(41)的出风口(49)之间。
3.根据权利要求2所述的数据中心冷却系统,其特征在于,所述服务器(41)的进风口(48)与所述服务器(41)的出风口(49)相对设置,所述硬盘驱动器(420)和所述网络接口控制器(430)均靠近所述服务器(41)的进风口(48)设置,所述电源(450)靠近所述服务器(41)的出风口(49)设置,所述中央处理器(410)和所述双列直插式存储模块(440)位于所述硬盘驱动器(420)和所述网络接口控制器(430)与所述电源(450)之间。
4.根据权利要求2所述的数据中心冷却系统,其特征在于,所述中央处理器(410)和所述冷板(50)均为多个,多个所述冷板(50)与多个所述中央处理器(410)一一对应设置,多个所述冷板(50)相互串联或相互并联。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的数据中心冷却系统,其特征在于,所述机柜(40)包括多个所述服务器(41),所述机柜(40)还包括分水器(46)和集水器(47),所述分水器(46)包括分水管(460)、设置在所述分水管(460)上的第一进水端口(461)和第一出水端口(462),所述第一出水端口(462)为多个,所述集水器(47)包括集水管(470)、设置在所述集水管(470)上的第二进水端口(471)和第二出水端口(472),所述第二进水端口(471)为多个;
所述第二换热器(31)的第二冷却液出口与所述第一进水端口(461)连接,每个所述第一出水端口(462)和与其对应的所述服务器(41)的冷却液入口连接,每个所述第二进水端口(471)和与其对应的所述服务器(41)的冷却液出口连接,所述第二出水端口(472)与所述第二换热器(31)的第二冷却液入口连接。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的数据中心冷却系统,其特征在于,第二换热器(31)的第二冷却液出口处设置有过滤装置、杀菌装置、除垢装置中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统,其特征在于,所述风冷单元(20)还包括安装结构,所述安装结构上形成有进风孔和出风孔(100),所述第一换热器(21)和所述风扇(22)安装在所述安装结构上并位于所述进风孔和所述出风孔(100)之间;
其中,所述回风风道(23)的出风口与所述进风孔连接;或者,所述安装结构用于设置在机房(1)中,并将所述机房(1)内部分隔成第一空间(60)和第二空间(70),所述进风孔位于所述安装结构靠近所述第一空间(60)的一侧,所述出风孔(100)位于所述安装结构靠近所述第二空间(70)的一侧,所述服务器(41)设置在所述第二空间(70)内,所述回风风道(23)的出风口与所述第一空间(60)连通。
8.根据权利要求7所述的数据中心冷却系统,其特征在于,所述风冷单元(20)还包括空气滤网,所述空气滤网设置在所述进风孔处。
9.根据权利要求1-4中任一项或7-8中任一项所述的数据中心冷却系统,其特征在于,所述数据中心冷却系统还包括第一水泵(80)和第二水泵(90),所述第一水泵(80)用于将从所述冷却塔(10)的冷却液出口流出的冷却液泵送至所述第一换热器(21)和所述第二换热器(31),所述第二水泵(90)用于将从所述第二换热器(31)的第二冷却液出口流出的冷却液泵送至所述服务器(41)。
10.根据权利要求1-4中任一项或7-8中任一项所述的数据中心冷却系统,其特征在于,所述数据中心冷却系统还包括第一开关阀(95)和第二开关阀(96),所述第一开关阀(95)设置在所述第一换热器(21)的冷却液出口和/或所述第二换热器(31)的第一冷却液出口处,所述第二开关阀(96)设置在所述服务器(41)的冷却液入口处。
11.一种数据中心,其特征在于,包括如权利要求1-10中任一项所述的数据中心冷却系统。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023124976A1 (zh) * | 2021-12-30 | 2023-07-06 | 北京字节跳动网络技术有限公司 | 数据中心冷却系统及数据中心 |
TWI818572B (zh) * | 2022-06-06 | 2023-10-11 | 林敏平 | 降低電機碳排放之計算系統 |
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2021
- 2021-12-30 CN CN202123437847.0U patent/CN216626506U/zh active Active
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