CN217217229U - 高层建筑用散热系统及数据中心 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高层建筑用散热系统，设置在高层建筑的每个楼层中，每个所述楼层内设有设备区和机房区；所述机房区内设有机房柜，所述机房柜将所述机房区内空间分为冷通道和热通道，所述机房柜位于所述冷通道和所述热通道之间；所述设备区内设有制冷模块；所述制冷模块包括间接蒸发冷却模块和机械制冷装置，所述间接蒸发冷却模块的内循环进风口与所述热通道连通，所述间接蒸发冷却模块的内循环出风口与所述冷通道连通；所述机械制冷装置连接在所述间接蒸发冷却模块的内循环出风口与所述热通道连通处，且所述间接蒸发冷却模块的内循环出风口处设有温度传感器；本申请可以解决制冷效果不好，成本高的问题。

Description

高层建筑用散热系统及数据中心

技术领域

本申请涉及数据中心散热技术领域，特别涉及一种高层建筑用散热系统及数据中心。

背景技术

数据中心具备大规模的场地及机房设施，高速可靠的内外部网络环境，系统化的监控支持手段等一系列条件的主机存放环境。基于这一环境，IDC对外提供依托于internet的一系列由主机托管到应用外包等不同层次的服务。数据中心不仅要提供快速安全的网络，还提供对服务器监管、流量监控等网络管理方面的服务，而且要有高度可靠的、安全的机房网络环境。

在IT算力不断提升的今天，CPU和服务器功率提升，数据机房设备运行时发热量巨大，为了保证设备的正常运行，需要对数据机房进行降温，使其保持在稳定的温度和湿度下。

相关技术中，传统的数据中心机房中的冷却系统普遍采用的是普通空调制冷，也就是例如氟利昂空调等制冷设备对机房进行降温，这种制冷系统功率消耗极大，耗电量高，对于大型数据中心机房来说，成本很高，并且制冷效果也不好。

发明内容

本申请的目的在于提供一种高层建筑用散热系统及数据中心，可以解决制冷效果不好，成本高的问题。

为实现上述目的，本申请一方面提供一种高层建筑用散热系统，设置在高层建筑的每个楼层中，每个所述楼层内设有设备区和机房区；

所述机房区内设有机房柜，所述机房柜将所述机房区内空间分为冷通道和热通道，所述机房柜位于所述冷通道和所述热通道之间；

所述设备区内设有制冷模块；所述制冷模块包括间接蒸发冷却模块和机械制冷装置，所述间接蒸发冷却模块的内循环进风口与所述热通道连通，所述间接蒸发冷却模块的内循环出风口与所述冷通道连通；

所述机械制冷装置连接在所述间接蒸发冷却模块的内循环出风口与所述热通道连通处，且所述间接蒸发冷却模块的内循环出风口处设有温度传感器。

作为上述技术方案的进一步改进：所述热通道内设置有导流板，所述导流板将所述热通道分为通道一和通道二，所述通道一与通道二位于远离内循环进风口一端相互连通。

作为上述技术方案的进一步改进：所述通道二与机房区外部接触一侧为导热板。

作为上述技术方案的进一步改进：所述导热板的截面呈多个首尾依次相连的S形组成。

作为上述技术方案的进一步改进：所述导流板具体为隔热板。

作为上述技术方案的进一步改进：所述高层建筑上设有自下向上依次穿过每个楼层的排风管，每层所述间接蒸发冷却模块的外循环出风口与所述排风管连通。

作为上述技术方案的进一步改进：本申请还包括加湿模块，所述加湿模块连接在所述机械制冷装置与所述热通道连通处。

作为上述技术方案的进一步改进：所述加湿模块包括壳体，所述壳体内设有储水池、风机和蒸发湿帘，所述蒸发湿帘连接在所述壳体的进风口处且位于所述储水池的正上方，所述风机连接在所述壳体的出风口处；所述蒸发湿帘的顶面设有浇水管的一端，浇水管与水泵相连且另一端位于所述储水池内。

作为上述技术方案的进一步改进：每个所述楼层内的设备区和机房区均具体有两个；所述排风管位于两个所述设备区中间，两个所述机房区隔离设置且关于所述排风管对称设置；两个所述机房区的冷通道均位于内侧。

为实现上述目的，本申请另一方面还提供一种数据中心，包括上述的高层建筑用散热系统。

由此可见，本申请提供的技术方案，可以通过机房柜将机房区分成冷通道和热通道，并配合间接蒸发冷却模块构成空气循环，并对空气循环进行制冷，从而实现对机房柜的散热，降低成本；同时，采用温度传感器感应每一层间接蒸发冷却模块的制冷温度，判断机械制冷设备的工作与否，从而在保证散热效果的情况下，节省电能；同时，将热通道分为通道一和通道二，增加热通道的长度，并设置截面呈首尾依次相连的S形导热板，从而提高热通道自然散热情况，提高散热效果；同时，本申请在冷通道的入口处还设置加湿模块，从而保证机房柜内的湿度(不易起静电)，特别在冬季需要进行加湿处理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。

图1是本申请提供的一种实施方式中高层建筑用散热系统的第一角度示意图；

图2是本申请提供的一种实施方式中高层建筑用散热系统的第二角度示意图；

图3为图2的A部放大图；

图4是本申请提供的一种实施方式中所述的加湿模块的结构示意图；

图中：1、设备区；2、机房区；21、机房柜；22、冷通道；23、热通道；231、通道一；232、通道二；24、导流板；3、间接蒸发冷却模块；31、内循环进风口；32、内循环出风口；33、外循环出风口；4、机械制冷装置；5、排风管；6、加湿模块；61、壳体；62、储水池；63、风机；64、蒸发湿帘；65、浇水管。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。本申请使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“第一端”、“第二端”、“一端”、“另一端”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、“套接”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申请中的具体含义。

在IT算力不断提升的今天，CPU和服务器功率提升，数据机房设备运行时发热量巨大，为了保证设备的正常运行，需要对数据机房进行降温，使其保持在稳定的温度和湿度下。

相关技术中，传统的数据中心机房中的冷却系统普遍采用的是普通空调制冷，也就是例如氟利昂空调等制冷设备对机房进行降温，这种制冷系统功率消耗极大，耗电量高，对于大型数据中心机房来说，成本很高，并且制冷效果也不好。因此急需一种高层建筑用散热系统，降低成本，提高散热效果。

下面将结合附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，本申请所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域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方式，都属于本申请保护的范围。

如图1至3所示，在一种可实现的实施方式中，高层建筑用散热系统，设置在高层建筑的每个楼层中，每个楼层内设有设备区1和机房区2，设备区1内用于安装制冷设备，机房区2内用于安装机房设备，其中，设备区1与机房区2采用物理墙进行隔离，且物理墙上设有孔洞，从而以便于空气循环进行连通；

具体的，机房区2内设有机房柜21(机房柜21为多个机箱直线排列构成的整体)，机房柜21将机房区2内空间分为冷通道22和热通道23，冷通道22为冷风进入的通道；热通道23为经过机房柜21散热后，原冷空气换热成热空气进入的通道；机房柜21位于冷通道22和热通道23之间，从而在冷通道内的冷空气穿过机房柜21时，对机房柜21进行降温，从而进入热通道23进入制冷模块进行降温。

设备区1内设有制冷模块；本申请中为了省电降低成本，使制冷模块包括间接蒸发冷却模块3和机械制冷装置4，间接蒸发冷却模块3的内循环进风口31与热通道23连通，间接蒸发冷却模块3的内循环出风口32与冷通道22连通，从而构成一个制冷循环，循环对机房柜21进行散热。

其中，间接蒸发冷却模块3是利用直接蒸发冷却后的空气(称为二次空气)和水，通过换热器与室外空气进行热交换，实现新风(称为一次空气)冷却。由于空气不与水直接接触，其含湿量保持不变，一次空气变化过程是一个等湿降温过程，因此，间接蒸发冷却模块3共包括内循环进风口、内循环出风口、外循环进风口和外循环出风口四个进出口。

为了在保证散热效果的情况下，最大程度节省电能的使用，本申请还根据特定情况，选择使用机械制冷装置4的工作情况，具体的，根据外部空气的温度决定间接蒸发冷却模块3的内循环出风口的温度，通过判断间接蒸发冷却模块3的内循环出风口温度是否达到散热需求，然后进行控制机械制冷装置4的开闭，因此在这里机械制冷装置4的作用用于辅助制冷，机械制冷装置4为市场上常见的一些制冷设备；

为实现上述的作用，对应设置的：机械制冷装置4连接在间接蒸发冷却模块3的内循环出风口32与热通道23连通处，且间接蒸发冷却模块3的内循环出风口32处设有温度传感器，温度传感器用于检测间接蒸发冷却模块3的内循环出风口32的温度。

本申请为了保证散热效果，增长了热通道的长度，并在热通道处还设置了与外部空气直接换热的导流板,具体设置如下：

热通道23内设置有导流板24，导流板24将热通道23分为通道一231和通道二232，通道一231与通道二232位于远离内循环进风口31一端相互连通；利用导流板24将热通道23分为C形的流道，增加一倍的热通道的流道，增加增加对热通道23内的热空气降温效果；同时，通道二232与机房区2外部接触一侧为导热板，使热通道内的热空气更容易与外部空气进行换热。

作为优选方案，为了增加换热面积，保证换热效果，导热板的截面呈多个首尾依次相连的S形组成，从而增大接触面积。

作为优选方案，导流板24具体为隔热板，对外部温度进行隔热，避免外部温度对内部机房柜的温度产生影响。

为了避免间接蒸发冷却模块3的外循环热空气与外循环冷空气接触的问题，本申请在高层建筑上设有自下向上依次穿过每个楼层的排风管5，每层间接蒸发冷却模块3的外循环出风口33与排风管5连通，从而使得间接蒸发冷却模块3的外循环热空气可以沿同一排风通道从下向上排出数据中心。

进一步的，排风管5的顶端设置有防水顶，防水顶高度为3m；且排风口的四周设置百叶结构，百叶开孔面积70％，向四周出风，避免下雨天进水。

参考图4，为了保证数据机房的湿度(不易起静电)，本数据机房及配电设备模块在冬季需要进行加湿处理，因此本申请还包括加湿模块6，加湿模块6连接在机械制冷装置4与热通道23连通处，从而对排入至冷通道22内的空气进行加湿处理。

加湿模块6具体包括壳体61，壳体61内设有储水池62、风机63和蒸发湿帘64，蒸发湿帘64连接在壳体61的进风口处且位于储水池62的正上方，风机63连接在壳体61的出风口处；蒸发湿帘64的顶面设有浇水管65的一端，浇水管65与水泵相连且另一端位于储水池62内，利用水泵从储水池62抽水经过浇水管65浇在蒸发湿帘64上，通过循环空气闯过蒸发湿帘64蒸发进行加湿。

在具体实施中，通常每个楼层内的设备区1和机房区2均具体有两个；排风管5位于两个设备区1中间，由两个设备区1内的间接蒸发冷却模块3得外循环排风管共用一个排风管5；两个机房区2隔离设置且关于排风管5对称设置；两个机房区2的冷通道22均位于内侧，从而避免冷气体与外界发生热交换升温。

本实施例还提供一种数据中心，包括上述的高层建筑用散热系统。

由此可见，本申请提供的技术方案，可以通过机房柜将机房区分成冷通道和热通道，并配合间接蒸发冷却模块构成空气循环，并对空气循环进行制冷，从而实现对机房柜的散热，降低成本；同时，采用温度传感器感应每一层间接蒸发冷却模块的制冷温度，判断机械制冷设备的工作与否，从而在保证散热效果的情况下，节省电能；同时，将热通道分为通道一和通道二，增加热通道的长度，并设置截面呈首尾依次相连的S形导热板，从而提高热通道自然散热情况，提高散热效果；同时，本申请在冷通道的入口处还设置加湿模块，从而保证机房柜内的湿度(不易起静电)，特别在冬季需要进行加湿处理。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高层建筑用散热系统，设置在高层建筑的每个楼层中，其特征在于，每个所述楼层内设有设备区(1)和机房区(2)；

所述机房区(2)内设有机房柜(21)，所述机房柜(21)将所述机房区(2)内空间分为冷通道(22)和热通道(23)，所述机房柜(21)位于所述冷通道(22)和所述热通道(23)之间；

所述设备区(1)内设有制冷模块；所述制冷模块包括间接蒸发冷却模块(3)和机械制冷装置(4)，所述间接蒸发冷却模块(3)的内循环进风口(31)与所述热通道(23)连通，所述间接蒸发冷却模块(3)的内循环出风口(32)与所述冷通道(22)连通；

所述机械制冷装置(4)连接在所述间接蒸发冷却模块(3)的内循环出风口(32)与所述热通道(23)连通处，且所述间接蒸发冷却模块(3)的内循环出风口(32)处设有温度传感器。

2.根据权利要求1所述的高层建筑用散热系统，其特征在于，所述热通道(23)内设置有导流板(24)，所述导流板(24)将所述热通道(23)分为通道一(231)和通道二(232)，所述通道一(231)与通道二(232)位于远离内循环进风口(31)一端相互连通。

3.根据权利要求2所述的高层建筑用散热系统，其特征在于，所述通道二(232)与机房区(2)外部接触一侧为导热板。

4.根据权利要求3所述的高层建筑用散热系统，其特征在于，所述导热板的截面呈多个首尾依次相连的S形组成。

5.根据权利要求2所述的高层建筑用散热系统，其特征在于，所述导流板(24)具体为隔热板。

6.根据权利要求2所述的高层建筑用散热系统，其特征在于，所述高层建筑上设有自下向上依次穿过每个楼层的排风管(5)，每层所述间接蒸发冷却模块(3)的外循环出风口(33)与所述排风管(5)连通。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的高层建筑用散热系统，其特征在于，还包括加湿模块(6)，所述加湿模块(6)连接在所述机械制冷装置(4)与所述热通道(23)连通处。

8.根据权利要求7所述的高层建筑用散热系统，其特征在于，所述加湿模块(6)包括壳体(61)，所述壳体(61)内设有储水池(62)、风机(63)和蒸发湿帘(64)，所述蒸发湿帘(64)连接在所述壳体(61)的进风口处且位于所述储水池(62)的正上方，所述风机(63)连接在所述壳体(61)的出风口处；所述蒸发湿帘(64)的顶面设有浇水管(65)的一端，浇水管(65)与水泵相连且另一端位于所述储水池(62)内。

9.根据权利要求6所述的高层建筑用散热系统，其特征在于，每个所述楼层内的设备区(1)和机房区(2)均具体有两个；所述排风管(5)位于两个所述设备区(1)中间，两个所述机房区(2)隔离设置且关于所述排风管(5)对称设置；两个所述机房区(2)的冷通道(22)均位于内侧。

10.一种数据中心，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的高层建筑用散热系统。

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