CN217135908U - 数据中心的制冷系统及数据中心 - Google Patents

Abstract

本申请提供了数据中心的制冷系统及数据中心，涉及数据中心制冷技术领域，该制冷系统包括：蒸发冷凝器、气液分离器、换热末端、蓄冷罐；气液分离器中设置有第一制冷剂通道和第一换热器，其中，第一换热器中设置有第二制冷剂通道和蓄冷液体通道；蒸发冷凝器的制冷剂出口与第二制冷剂通道的一端连通，第二制冷剂通道的另一端与换热末端的制冷剂入口连通，换热末端的制冷剂出口与第一制冷剂通道一端连通，第一制冷剂通道的另一端与蒸发冷凝器的制冷剂入口连通；蓄冷液体通道的出口与蓄冷罐的入口连通，蓄冷罐的出口与蓄冷液体通道的入口连通。该制冷系统通过利用蓄冷罐实现了数据中心的连续制冷，降低了系统不间断电源的配置，提高了制冷系统能效。

Description

数据中心的制冷系统及数据中心

技术领域

本申请涉及数据中心制冷技术领域，具体涉及一种数据中心的制冷系统及数据中心。

背景技术

随着互联网技术发展，近年来对数据中心的需求量越来越大。相关技术中，数据中心的冷却方案通常采用冷冻水系统，冷冻水系统主要由冷却塔、冷却水泵、冷水机组、冷冻水泵及末端空调组成，整体节能性较差。

因此，如何提高制冷系统的能效是亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种数据中心的制冷系统及数据中心。

根据本申请的一方面，提供了一种数据中心的制冷系统，包括：蒸发冷凝器、气液分离器、换热末端、蓄冷罐；

所述气液分离器中设置有第一制冷剂通道和第一换热器，其中，所述第一换热器中设置有第二制冷剂通道和蓄冷液体通道；

所述蒸发冷凝器的制冷剂出口与所述第二制冷剂通道的一端连通，所述第二制冷剂通道的另一端与所述换热末端的制冷剂入口连通，所述换热末端的制冷剂出口与所述第一制冷剂通道一端连通，所述第一制冷剂通道的另一端与所述蒸发冷凝器的制冷剂入口连通；

所述蓄冷液体通道的出口与所述蓄冷罐的入口连通，所述蓄冷罐的出口与所述蓄冷液体通道的入口连通。

根据本申请的另一方面，提供了一种数据中心，该数据中心包括上述第一方面所述的制冷系统。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：

图1为本申请一实施例的数据中心的制冷系统的结构示意图；

图2为本申请另一实施例的数据中心的制冷系统的结构示意图；

图3为本申请另一实施例的数据中心的制冷系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

下面参考附图描述本申请实施例的数据中心的制冷系统及数据中心。

图1为本申请一实施例的数据中心的制冷系统的结构示意图。

如图1所示，该制冷系统包括:蒸发冷凝器110、气液分离器120、换热末端、蓄冷罐130。该制冷系统可以应用于数据中心。

本申请中，蒸发冷凝器110可以设置在数据中心的室外，蒸发冷凝器110用于将气态制冷剂相变为液态制冷剂。蒸发冷凝器110中设置有制冷剂通道和冷源，在蒸发冷凝器110正常工作的情况下，蒸发冷凝器110中制冷剂通道中的气态制冷剂可以与冷源进行热交换，以将气态制冷剂相变为液态制冷剂。

气液分离器120中可以设置有第一制冷剂通道1210和第一换热器1220，第一换热器1220中设置有第二制冷剂通道1221和蓄冷液体通道1222。

其中，第一制冷剂通道1210为气态制冷剂通道，在蒸发冷凝器110正常工作的情况下，第二制冷剂通道1221流经液态制冷剂，若蒸发冷凝器110未工作的情况下，比如断电情况下，第二制冷剂通道1221中流过气态制冷剂。蓄冷液体通道1222中流过的是蓄冷液体，比如水等，将水作为蓄冷液体，成本低。

蒸发冷凝器110的制冷剂出口与第二制冷剂通道1221的一端连通，第二制冷剂通道1221的另一端与换热末端的制冷剂入口连通，换热末端的制冷剂出口与第一制冷剂通道1210一端连通，第一制冷剂通道1210的另一端与蒸发冷凝器110的制冷剂入口连通。

第一换热器1220中蓄冷液体通道1222的出口与蓄冷罐130的入口连通，蓄冷罐130的出口与蓄冷液体通道1222的入口连通。

在蒸发冷凝器110正常工作的情况下，蒸发冷凝器110将气态制冷剂相变为液态制冷剂，液态制冷剂流经第二制冷剂通道1221，进入换热末端的制冷剂入口。在换热末端中，液态制冷剂与数据中心的室内进行热交换，以使液态制冷剂蒸发为气态制冷剂。之后，气态制冷剂从换热末端的制冷剂出口流出，流经气液分离器120中的第一制冷剂通道1210，进入蒸发冷凝器110。

在实际应用中，从换热末端的制冷剂出口流出的气态制冷剂中可能混有液态制冷剂，因此，气液分离器120可以对气态制冷剂进行气液分离，之后将气态制冷剂送入蒸发冷凝器110。

在蒸发冷凝器110正常工作的情况下，可以利用液态制冷剂对蓄冷液态进行降温，并将降温后的蓄冷液态注入蓄冷罐130蓄冷。在蓄冷罐130中，蓄冷液体可以分层，温度相对高的蓄冷液体从蓄冷罐130流出进入第一换热器1220中的蓄冷液体通道1222，与第二制冷剂通道1221中低温的液态制冷剂进行换热，从而对蓄冷液体降温，之后降温后的蓄冷液体进入蓄冷罐130。

在断电等紧急情况下，该制冷系统可以启动不间断电源对换热末端提供电源。由于蒸发冷凝器110停止工作，那么气态制冷剂从蒸发冷凝110进入气液分离器120第一换热器1220中的第二制冷剂通道1221，同时蓄冷罐中的蓄冷液体从蓄冷罐130的出口流出，进入第一换热器1220中的蓄冷液体通道1222，那么第二制冷剂通道1221中的气态制冷剂与蓄冷液体通道1222中的蓄冷液体进行换热，气态制冷剂冷却为液态制冷剂。然后，液态制冷剂进入换热末端对数据中心进行制冷。由此，在断电等紧急情况下，可以由蓄冷罐对气态制冷剂进行降温，以此来维持市电断电到柴油发电机启动的时间，大大减少了系统不间断电源电池的配置容量。

举例来说，制冷系统以常规模式运行时，系统的蒸发温度可以为T℃，其中T的取值根据室内末端型式和送风温度要求而确定；以蓄冷模式运行时，系统的蒸发温度可以为T-4℃，以保证经过换热的蓄冷液体达到T-2℃；当以放冷模式运行时，蓄冷液体通过与气态制冷剂进行换热，将气态制冷剂冷却到T℃的液态制冷剂，从而可以维持市电断电到柴油发电机启动的时间。

本申请实施例的制冷系统，通过蓄冷罐可以实现对数据中心的连续制冷，降低了系统不间断电源的配置，满足数据中心多种应用场景需求，降低了数据中心制冷系统能耗。

图2为本申请另一实施例的数据中心的制冷系统的结构示意图。

在图1所示实施例的基础上，如图2所示，该制冷系统还可以包括第一电子膨胀阀140和第一泵体150。

其中，第一电子膨胀阀140，设置在蒸发冷凝器110的制冷剂出口与第二制冷剂通道1221的一端之间的管路上，第一电子膨胀阀140用于对蒸发冷凝器110的制冷剂出口流出的液态制冷剂进行节流降压，以使降压降温后的液态制冷剂进入第二制冷剂通道1221中。

第一泵体150设置在第二制冷剂通道1221的另一端与换热末端的制冷剂入口之间的管路上，第一泵体150用于对降压降温后的液态制冷剂提供动力，以将液态制冷剂送入换热末端的制冷剂入口。

可选地，第一泵体150可以是多个，多个第一泵体150可以并列设置在第二制冷剂通道1221的另一端与换热末端的制冷剂入口之间的管路上。

由此，可以将其中一个第一泵体150作为主用，其他第一泵体150作为备用，从而在其中一个第一泵体故障时，可以使用其他第一泵体，提高了制冷系统的鲁棒性。

可选地，如图2所示，该制冷系统还可包括第二泵体160。其中，第二泵体160可以设置在蓄冷液体通道1222的出口与蓄冷罐130的入口之间的管路上，第二泵体160可以为降温后的蓄冷液体提供动力，以将蓄冷液体注入蓄冷罐130。

可选地，该制冷系统还可包括第二电子膨胀阀。其中，第二电子膨胀阀，可以设置在蓄冷液体通道1222的出口与第二泵体160之间的管路上，第二电子膨胀阀可以对蓄冷液体进行节流，满足多样化需求。

可选地，如图2所示，该制冷系统还可以包括无油压缩机170。其中，无油压缩机170，设置在第一制冷剂通道1210的另一端与蒸发冷凝器130的制冷剂入口之间的管路上，无油压缩机170用于将低压气态制冷剂转化为高压气态制冷剂。

由于无油压缩机在工作过程中不需要润滑油，从而可以使整个制冷系统省略传输润滑油的润滑油系统，不仅简化了制冷系统的整体结构，且提高了制冷系统的稳定性，使制冷系统能够同时对数据中心的多个待冷却机柜进行降温。

可选地，该制冷系统的换热末端中可以包括多个第二换热器。其中，每个第二换热器具有液态制冷剂入口和气态制冷剂出口，从气液分离器的液态制冷剂出口，即第二制冷剂通道1221的制冷剂出口，流出的液态制冷剂流入每个第二换热器的液态制冷剂入口，在每个第二换热器中液体制冷剂换热蒸发变为气态制冷剂。

由此，在换热末端可以设置多个换热器，在每个换热器中对液态制冷剂进行换热，提高了制冷系统的制冷效率。

可选地，每个第二换热器可以为微通道换热器。与普通的换热器相比，微通道换热器内的制冷剂通道尺寸较小，从而降低了制冷剂的使用量，进而降低了换热器的重量，提高了换热效率。或者，第二换热器可以为铜管铝翅片换热器，传热性能好，满足了多样化需求。

为了便于理解上述实施例，下面结合图3进行说明，图3为本申请另一实施例的数据中心的制冷系统的结构示意图。

如图3所示，该制冷系统包括蒸发冷凝器110、气液分离器120、蓄冷罐130、第一电子膨胀阀140、第一泵体150、第二泵体160、无油压缩机170等。

其中，气液分离器120的液态制冷剂出口与换热末端之间的管路上设置有两个并列的第一泵体150。由此，当其中一个第一泵体故障时，可以使用另一第二泵体为液态制冷剂提供动力，从而提高了制冷系统的鲁棒性。

图3中，换热末端包括多个换热器，从气态分离器流出的液态制冷剂可以分别进入每个换热器，每个换热器中液态制冷剂相变为气态制冷剂，从而达到对数据中心制冷的目的。

为了实现上述实施例，本申请实施例还提供了一种数据中心，该数据中心包括上述实施例所述的制冷系统。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据中心的制冷系统，包括：蒸发冷凝器、气液分离器、换热末端、蓄冷罐；

所述气液分离器中设置有第一制冷剂通道和第一换热器，其中，所述第一换热器中设置有第二制冷剂通道和蓄冷液体通道；

所述蒸发冷凝器的制冷剂出口与所述第二制冷剂通道的一端连通，所述第二制冷剂通道的另一端与所述换热末端的制冷剂入口连通，所述换热末端的制冷剂出口与所述第一制冷剂通道一端连通，所述第一制冷剂通道的另一端与所述蒸发冷凝器的制冷剂入口连通；

所述蓄冷液体通道的出口与所述蓄冷罐的入口连通，所述蓄冷罐的出口与所述蓄冷液体通道的入口连通。

2.如权利要求1所述的系统，还包括：第一电子膨胀阀和第一泵体；

所述第一电子膨胀阀，设置在所述蒸发冷凝器的制冷剂出口与所述第二制冷剂通道的一端之间的管路上，所述第二电子膨胀阀用于对所述蒸发冷凝器的制冷剂出口流出的液态制冷剂进行节流降压；

所述第一泵体，设置在所述第二制冷剂通道的另一端与所述换热末端的制冷剂入口之间的管路上，所述第二泵体用于对降压降温后的所述液态制冷剂提供动力，以将所述液态制冷剂送入所述换热末端的制冷剂入口。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述第一泵体为多个，多个所述第一泵体并列设置。

4.如权利要求1所述的系统，还包括：第二泵体；

所述第二泵体，设置在所述蓄冷液体通道的出口与所述蓄冷罐的入口之间的管路上，所述第二泵体用于为降温后的蓄冷液体提供动力，以将所述蓄冷液体注入所述蓄冷罐。

5.如权利要求4所述的系统，还包括：第二电子膨胀阀

所述第二电子膨胀阀，设置在所述蓄冷液体通道的出口与所述第二泵体之间的管路上，用于对所述蓄冷液体进行节流。

6.如权利要求1所述的系统，还包括：无油压缩机；

所述无油压缩机，设置在所述第一制冷剂通道的另一端与所述蒸发冷凝器的制冷剂入口之间的管路上。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述换热末端包括多个第二换热器；

每个所述第二换热器具有液态制冷剂入口和气态制冷剂出口，液态制冷剂流入每个所述第二换热器的液态制冷剂入口，在每个所述第二换热器中所述液态制冷剂换热蒸发变为气态制冷剂。

8.如权利要求7所述的系统，其中，每个所述第二换热器为铜管铝翅片换热器或微通道换热器。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述蓄冷罐中蓄冷液体为水。

10.一种数据中心，包括如权利要求1-9任一所述的制冷系统。

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