CN217694117U - 冷水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷机房技术领域，提供一种冷水系统，包括：蒸发器，形成有容纳腔，容纳腔内设置有导热管，导热管形成有连通于蒸发器外部的进水口和出水口；进水管路连通于所述进水口，进水管路上设置有第一阀门；出水管路连通于出水口，出水管路上设置有第二阀门；外循环组件连通于进水口和出水口，外循环组件适于在导通状态和阻塞状态之间切换；外循环组件处于导通状态且第一阀门和第二阀门均处于关闭状态时，外循环组件与导热管形成外循环回路。在冷水系统遇到突发情况下，进水管路和出水管路内的循环水停止流动，导热管内的循环水在外循环回路内流动，避免了循环水在低温下结冰膨胀使导热管破裂，增加了冷水系统的安全性。

Description

冷水系统

技术领域

本实用新型涉及制冷机房技术领域，特别是涉及一种冷水系统。

背景技术

服务器长期处于高温环境下会造成CPU(central processing unit，中央处理器)的降频，导致服务器难以长期稳定运行，因此需要冷却系统来保持一个恒温的环境。在建立数据中心时，冷却系统是数据中心必不可少的组成部分。服务器的功能越来越强，能耗也越来越大，因此数据中心的热负载不断增加，这对传统的数据中心冷却技术提出了更高的要求。常见的机房冷却系统包括全新风自然冷却、风冷式冷水系统、空调冷却以及机房水冷的冷却系统等，冷却系统可以将机房内的热量带走，保持机房内温度的稳定，使服务器稳定工作。相关技术中，冷水系统遇到突发情况时，蒸发器铜管内的循环水停止流动，制冷剂会导致铜管内的循环水结冰膨胀，从而导致铜管破裂，对蒸发器以及冷水系统带来严重的破坏。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种冷水系统，进水口和出水口之间设置有外循环组件，外循环组件与导热管形成外循环回路。冷水系统遇到突发情况时，导热管内的循环水可以沿着外循环回路流动，可以避免导热管内的循环水结冰膨胀，防止导热管胀裂，增加了冷水系统的安全性。

本实用新型实施例提供一种冷水系统，包括：

蒸发器，形成有容纳腔，所述容纳腔内设置有导热管，所述导热管形成有连通于所述蒸发器外部的进水口和出水口；

进水管路，连通于所述进水口，所述进水管路包括第一阀门，所述第一阀门包括打开状态和关闭状态；

出水管路，连通于所述出水口，所述出水管路包括第二阀门，所述第二阀门包括打开状态和关闭状态；

外循环组件，连通于所述进水口和所述出水口，所述外循环组件适于在导通状态和阻塞状态之间切换；

在所述外循环组件处于所述导通状态，且所述第一阀门和所述第二阀门均处于关闭状态的情况下，所述外循环组件与所述导热管形成外循环回路；

在所述外循环组件处于所述阻塞状态，且所述第一阀门和所述第二阀门均处于打开状态的情况下，所述外循环组件与所述导热管之间不通水。

根据本实用新型的一个实施例，所述外循环组件包括：

水泵，通过管路连通于所述进水口和所述出水口；

第三阀门，设置在所述水泵和所述进水口之间的管路上，所述第三阀门包括打开状态和关闭状态；

第四阀门，设置在所述水泵和所述出水口之间的管路上，所述第四阀门包括打开状态和关闭状态；

在所述第三阀门和所述第四阀门均处于打开状态时，所述外循环组件处于所述导通状态；

在所述第三阀门和所述第四阀门均处于关闭状态时，所述外循环组件处于所述阻塞状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述外循环组件还包括储水箱，所述储水箱设置在所述水泵和所述第四阀门之间的管路上。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第四阀门均为电磁阀。

根据本实用新型的一个实施例，还包括：

温度传感器，设置在所述容纳腔内，用于获取所述导热管的温度；

控制器，信号连接于所述温度传感器、所述水泵、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第四阀门。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第四阀门均包括手动操作部。

根据本实用新型的一个实施例，还包括不间断供电组件，所述温度传感器、所述控制器、所述水泵、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第四阀门均电连接于所述不间断供电组件。

根据本实用新型的一个实施例，还包括提示组件，所述提示组件电连接于所述控制器。

根据本实用新型的一个实施例，所述外循环组件还包括流量计，所述流量计电连接于所述控制器。

根据本实用新型的一个实施例，所述蒸发器靠近地面的一侧设置有泄水组件。

本实用新型中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

根据本实用新型实施例提供的冷水系统，包括蒸发器、进水管路、出水管路和外循环组件，蒸发器形成有容纳腔，容纳腔内设置有进行热量交换的导热管，导热管上形成有连通于蒸发器外部的进水口和出水口。进水管路连通于进水口，出水管路连通于出水口，进水管路、出水管路和导热管形成循环冷却回路，用于机房正常运行下的降温。进水管路包括第一阀门，出水管路包括第二阀门，第一阀门和第二阀门均包括打开状态和关闭状态，第一阀门和第二阀门用以控制循环冷却回路的通断。在进水口和出水口之间还设置有外循环组件，外循环组件可以在导通状态和阻塞状态之间切换；在外循环组件处于导通状态，且第一阀门和第二阀门均处于关闭状态的情况下，外循环组件与导热管形成外循环回路；在外循环组件处于阻塞状态，且第一阀门和第二阀门均处于打开状态，外循环组件与导热管之间不通水。在冷水系统遇到突发情况下，进水管路和出水管路内的循环水停止流动，外循环组件切换至导通状态，导热管内的循环水在外循环回路内流动，避免了循环水在低温下结冰膨胀使导热管破裂，增加了冷水系统的安全性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术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。

图1为本实用新型实施例提供的冷水系统的示意性结构图。

附图标记：

100、蒸发器；102、容纳腔；104、导热管；110、进水管路；112、第一阀门；120、出水管路；122、第二阀门；130、外循环组件；132、第三阀门；134、第四阀门；136、水泵；138、储水箱；140、温度传感器；150、控制器。

具体实施方式

为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于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，都属于实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“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，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

根据本实用新型实施例提供的冷水系统，请参阅图1，包括蒸发器100、进水管路110、出水管路120以及外循环组件130。

蒸发器100内部形成有容纳腔102，容纳腔102内设置有导热管104，导热管104 与低温冷媒接触。导热管104内通入循环水，循环水在导热管104进行热量交换后降温，低温的循环水可以降低机房内的温度，低温的循环水在机房内吸收热量后温度升高，高温的循环水再次进入导热管104内，形成循环冷却回路。

在一些实施例中，导热管104为铜管、铝管或者其它导热良好且耐腐蚀的金属管。

导热管104形成有连通于蒸发器100外部的进水口和出水口，进水管路110连通于进水口，出水管路120连通于出水口，导热管104、进水管路110以及出水管路120形成循环冷却回路。

机房内的高温环境会使循环水的温度升高，高温的循环水沿着进水管路110 进入导热管104内，循环水在蒸发器100内进行热量交换后温度降低，然后沿着出水管路120循环至机房内，可以实现机房的降温。

进水管路110包括第一阀门112，出水管路120包括第二阀门122，第一阀门112 和第二阀门122均包括打开状态和关闭状态；第一阀门112与第二阀门122均处于打开状态时，循环冷却回路导通，可以对机房进行降温；第一阀门112与第二阀门122均处于关闭状态时，循环冷却回路阻塞，无法对机房进行降温。

冷水系统出现突发故障时，进水管路110和出水管路120内的循环水无法流动，部分循环水封堵在导热管104内持续降温，循环水在低于0摄氏度时结冰膨胀，会使导热管104胀裂，进而对冷水系统造成严重破坏。

根据本实用新型实施例提供的冷水系统，进水口和出水口之间设置有外循环组件130，外循环组件130连通于进水口和出水口，外循环组件130可以在导通状态和阻塞状态之间切换。

在外循环组件130处于导通状态，且第一阀门112和第二阀门122均处于关闭状态的情况下，外循环组件130与导热管104形成外循环回路。

在外循环组件130处于阻塞状态，且第一阀门112和第二阀门122均处于打开状态的情况下，外循环组件130与导热管104之间不通水，进水管路110、导热管 104以及出水管路120形成循环冷却回路，正常对机房进行降温。

可以理解的是，在冷水系统发生故障时，关闭第一阀门112和第二阀门122，同时切换外循环组件130处于导通状态，导热管104内的循环水可以沿着外循环回路流动。循环水在流动时与外界进行热量交换，可以避免导热管104内的循环水温度过低，避免了导热管104出现低温胀裂的情况，提升了冷水系统的安全性。

外循环组件130连通于进水口和出水口，可以使导热管104内的循环水在循环冷却回路出现突发情况下保持流动状态。

在一些实施例中，外循环组件130包括第三阀门132、第四阀门134以及水泵 136，第三阀门132设置在水泵136和进水口之间，第四阀门134设置在水泵136和出水口之间。

需要说明的是，第三阀门132和第四阀门134均包括打开状态和关闭状态；第三阀门132和第四阀门134同时处于打开状态时，外循环组件130处于导通状态，外循环组件130与导热管104形成外循环回路；第三阀门132和第四阀门134同时处于关闭状态时，外循环组件130处于阻塞状态，外循环组件130与导热管104之间不通水。

外循环组件130位于蒸发器100的外侧，水泵136通过管路连通于导热管104 的进水口和出水口，可以将导热管104的循环水沿着出水口抽出，然后再沿着进水口注入导热管104。循环水在水泵136的驱动下在外循环回路内不停流动，避免了导热管104内的循环水温度持续下降，降低了导热管104在低温下胀裂的风险。

第三阀门132设置在水泵136和进水口之间，第四阀门134设置在水泵136和出水口之间。循环冷却回路正常工作时，第三阀门132和第四阀门134处于关闭状态，循环水不会在外循环回路内流动。循环冷却回路突发故障时，第一阀门112和第二阀门122处于打开状态，第三阀门132和第四阀门134处于关闭状态，循环水可以在外循环回路内流动。

在一些实施例中，外循环组件130还包括储水箱138，储水箱138设置在水泵 136和第四阀门134之间的管路上。

可以理解的是，导热管104内的循环水在水泵136的作用下进入储水箱138内，储水箱138内存储有常温水或者高温水，循环水与储水箱138内温度较高的水混合后，温度快速升高。在水泵136的作用下，高温的循环水再次进入导热管104，结冰的几率降低，可以对导热管104形成保护作用，提升了冷水系统的安全性。

在一些实施例中，第一阀门112、第二阀门122、第三阀门132和第四阀门134 均为电磁阀，电磁阀通过电路控制。在冷水系统出现突发故障时，电磁阀的反应迅速，可以迅速调整进水管路110、出水管路120以及外循环组件130的通断。

第一阀门112、第二阀门122、第三阀门132和第四阀门134均为电磁阀时，可以智能控制进水管路110、出水管路120以及外循环组件130的通断，不仅减少了人力，还提升了冷水系统应对故障的灵敏性。

在一些实施例中，冷水系统还包括温度传感器140和控制器150。温度传感器 140设置在蒸发器100内，用于获取导热管104的温度。控制器150与温度传感器 140、水泵136、第一阀门112、第二阀门122、第三阀门132和第四阀门134信号连接，控制器150可以基于导热管104的温度控制第一阀门112、第二阀门122、第三阀门132和第四阀门134的通断，还可以控制水泵136的启闭。

导热管104的温度在正常运行情况下高于10摄氏度，在蓄冷情况下高于7摄氏度。冷水系统故障时，循环冷却回路内的循环水不会发生流动，循环水无法将热量带入导热管104内，蒸发器100内的温度会下降至0摄氏度以下，进而使导热管 104在低温下胀裂。为了保障导热管104的安全性，可以通过蒸发器100内的温度来调整冷水系统的工作模式。

在一些实施例中，设定第一温度阈值为3摄氏度。在第一温度阈值之上，导热管104内的循环水不存在结冰膨胀的可能性，安全性较高。在第一温度阈值之下，导热管104存在低温胀裂的危险。

温度传感器140监测到导热管104的温度小于第一温度阈值时，控制器150关闭第一阀门112和第二阀门122，然后打开第三阀门132和第四阀门134。导热管104 和外循环组件130形成外循环回路，可以避免导热管104内的循环水结冰膨胀，避免导热管104出现低温胀裂的情况。

设定第二温度阈值为7摄氏度，在导热管104的温度低于第二温度阈值时，说明导热管104内的循环水没有恢复正常流动，在导热管104的温度高于第二温度阈值时，说明导热管104内的循环水已经恢复正常流动。

温度传感器140监测到蒸发器100内的温度大于第二温度阈值时，控制器150 关闭第三阀门132和第四阀门134，然后打开第一阀门112和第二阀门122。

需要说明的是，第一温度阈值和第二温度阈值可以根据实际需要设置，以上仅为举例说明。

在一些实施例中，第一阀门112、第二阀门122、第三阀门132和第四阀门134 均包括手动操作部(图中未显示)。在突发故障时，也可以手动控制第一阀门112、第二阀门122、第三阀门132和第四阀门134的通断，确保冷水系统的安全。

冷水系统工作时，机房内的服务器不停运转，冷水系统需要持续工作，才可以保证服务器的性能稳定。

在一些实施例中，冷水系统还包括不间断电源系统(UPS)，控制器150、水泵136、温度传感器140、第一阀门112、第二阀门122、第三阀门132和第四阀门 134均电连接于不间断电源系统(UPS)。

可以理解的是，不间断电源系统可以为冷水系统提供稳定的电源，保障冷水系统持续稳定工作，从而保障导热管104以及冷水系统的安全性。

在一些实施例中，冷水系统还包括提示组件(图中未显示)，提示组件电连接于控制器150，可以将故障信息通过声音、文字、灯光等传递给工作人员，工作人员接收到提示信息后，可以做好进一步的安全防控工作。

在一些实施例中，外循环组件130还包括流量计，流量计可以监测经过外循环组件130的循环水的流量。

可以理解的是，水泵136的功率确定时，外循环回路内的循环水流量是确定的，流量计可以监测外循环回路内的循环水流量。在循环水的流量小于理论流量时，说明导热管104内存在阻碍因素或者出现漏水现象，需要及时进行处理，可以避免危害扩大。

在一些实施例中，蒸发器100靠近地面的一侧安装有泄水阀(图中未显示)，泄水阀可以在紧急情况下排出蒸发器100内部的循环水，避免循环水损害其它设备。

综上所述，根据本实用新型实施例提供的冷水系统，包括蒸发器100、进水管路110、出水管路120和外循环组件130，蒸发器100形成有容纳腔102，容纳腔 102内设置有进行热量交换的导热管104，导热管104上形成有连通于蒸发器100 外部的进水口和出水口。进水管路110连通于进水口，出水管路120连通于出水口，进水管路110、出水管路120和导热管104形成循环冷却回路，用于机房正常运行下的降温。进水管路110包括第一阀门112，出水管路120包括第二阀门122，第一阀门112和第二阀门122均包括打开状态和关闭状态，第一阀门112和第二阀门122 用以控制循环冷却回路的通断。在进水口和出水口之间还设置有外循环组件130，外循环组件130可以在导通状态和阻塞状态之间切换；在外循环组件130处于导通状态，且第一阀门112和第二阀门122均处于关闭状态的情况下，外循环组件130与导热管104形成外循环回路；在外循环组件130处于阻塞状态，且第一阀门112 和第二阀门122均处于打开状态，外循环组件130与导热管104之间不通水。在冷水系统遇到突发情况下，进水管路110和出水管路120内的循环水停止流动，外循环组件130切换至导通状态，导热管104内的循环水在外循环回路内流动，避免了循环水在低温下结冰膨胀使导热管104破裂，增加了冷水系统的安全性。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷水系统，其特征在于，包括：

蒸发器，形成有容纳腔，所述容纳腔内设置有导热管，所述导热管形成有连通于所述蒸发器外部的进水口和出水口；

进水管路，连通于所述进水口，所述进水管路包括第一阀门，所述第一阀门包括打开状态和关闭状态；

出水管路，连通于所述出水口，所述出水管路包括第二阀门，所述第二阀门包括打开状态和关闭状态；

外循环组件，连通于所述进水口和所述出水口，所述外循环组件适于在导通状态和阻塞状态之间切换；

在所述外循环组件处于所述导通状态，且所述第一阀门和所述第二阀门均处于关闭状态的情况下，所述外循环组件与所述导热管形成外循环回路；

在所述外循环组件处于所述阻塞状态，且所述第一阀门和所述第二阀门均处于打开状态的情况下，所述外循环组件与所述导热管之间不通水。

2.根据权利要求1所述的冷水系统，其特征在于，所述外循环组件包括：

水泵，通过管路连通于所述进水口和所述出水口；

第三阀门，设置在所述水泵和所述进水口之间的管路上，所述第三阀门包括打开状态和关闭状态；

第四阀门，设置在所述水泵和所述出水口之间的管路上，所述第四阀门包括打开状态和关闭状态；

在所述第三阀门和所述第四阀门均处于打开状态时，所述外循环组件处于所述导通状态；

在所述第三阀门和所述第四阀门均处于关闭状态时，所述外循环组件处于所述阻塞状态。

3.根据权利要求2所述的冷水系统，其特征在于，所述外循环组件还包括储水箱，所述储水箱设置在所述水泵和所述第四阀门之间的管路上。

4.根据权利要求2所述的冷水系统，其特征在于，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第四阀门均为电磁阀。

5.根据权利要求4所述的冷水系统，其特征在于，还包括：

温度传感器，设置在所述容纳腔内，用于获取所述导热管的温度；

控制器，信号连接于所述温度传感器、所述水泵、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第四阀门。

6.根据权利要求5所述的冷水系统，其特征在于，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第四阀门均包括手动操作部。

7.根据权利要求5所述的冷水系统，其特征在于，还包括不间断供电组件，所述温度传感器、所述控制器、所述水泵、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门以及所述第四阀门均电连接于所述不间断供电组件。

8.根据权利要求5所述的冷水系统，其特征在于，还包括提示组件，所述提示组件电连接于所述控制器。

9.根据权利要求5所述的冷水系统，其特征在于，所述外循环组件还包括流量计，所述流量计电连接于所述控制器。

10.根据权利要求1至9任一项所述的冷水系统，其特征在于，所述蒸发器靠近地面的一侧设置有泄水组件。

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