CN218514707U - 一种数据中心新风自然冷却与热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于数据中心自然冷却和数据中心热量回收技术领域，尤其涉及一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，包括与数据中心机房相连通的组合式新风机组、设置在数据中心机房内的封闭热通道、封闭热通道的排风管的出风口连接的横向设置在组合式新风机组的上端的回风吊顶、与回风吊顶的出风口相连通的三通管道、以及三通管道的右端依次通过竖向管道和横向管道连接的热泵回收机组。本实用新型增加新风自然冷却时间，减少数据中心空调能耗，及提升电能利用率和水资源利用率。

Description

一种数据中心新风自然冷却与热回收系统

技术领域

本实用新型属于数据中心自然冷却和数据中心热量回收技术领域，尤其涉及一种数据中心新风自然冷却与热回收系统。

背景技术

国家近几年提出了“双碳”目标政策，数据中心PUE值和WUE值均有限值，现有技术数据中心的空调系统冬季大多采用板式换热器间接制冷，或采用空气间接蒸发制冷，机柜散发的热量均需空调系统降温，采用自然冷源的时间短，热量无法回收，运行费用高。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的提供一种延长采用自然冷源时间的数据中心新风自然冷却与热回收系统。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，包括与数据中心机房相连通的组合式新风机组、设置在数据中心机房内的封闭热通道、封闭热通道的排风管的出风口连接的横向设置在组合式新风机组的上端的回风吊顶、与回风吊顶的出风口相连通的三通管道、以及三通管道的右端依次通过竖向管道和横向管道连接的热泵回收机组，横向管道的左端与热泵回收机组相连通，横向管道的左端设置有密闭阀，横向管道的右端设置有排风阀二，三通管道的下端与组合式新风机组相连通，三通管道与组合式新风机组相连通的管道中设置有回风阀，三通管道与竖向管道相连通的管道中设置有排风阀一，三通管道的左端安装有排风机，排风机通过软连接与回风吊顶相连接。

所述的组合式新风机组包括新风口、送风口、以及设置在新风口与送风口之间的混风段、制冷段、高压喷雾段、风机段和过滤段，混风段上端设置有回风口，组合式新风机组通过回风口与三通管道的下端相连通，所述的新风口处设置有新风阀，所述的送风口与数据中心机房相连通。

所述的高压喷雾段的内部设置有多个喷口朝向的高压喷雾喷头。

所述的热泵回收机组包括回收箱、设置在回收箱内的机械制热装置、以及回收箱内设置的换热装置，所述的回收箱左侧设置有补风口，所述的回收箱的右侧设置有与横向管道左端相连接的进风口，所述的回收箱的上端安装有两个排风机，所述的补风口处安装有补风阀，所述的换热装置为V型盘管，换热装置一端设有热水回水口相连通，另一端设有热水供水口。

所述的热水回水口连接有热水回水管，所述的热水供水口连接有热水供水管。

所述的热水回水管和所述的热水供水管中均设置温度探测器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在室外温度降低到数据中心机房设定的送风温度，开启组合式新风机组的新风阀、排风阀一，关闭回风阀，开启热泵回收机组的进风阀，关闭补风阀和排风阀二，数据中心机房采用全新风自然冷却，封闭热通道热风通过排风机排至热泵回收机组回收数据中心排放的热量，热泵回收机组回收热风中的热量，提高热泵回收机组制热效率，制成所需温度的热水供数据中心办公、值班区域的生活热水和供暖系统使用；当室外温度降低到数据中心机房设定的排风温度并大于数据中心机房设定的送风温度时，开启组合式新风机组的新风阀和排风阀一，关闭回风阀，开启热泵回收机组的进风阀，关闭补风阀和排风阀二，数据中心机房采用全新风自然冷却和机械制冷补充，机械制冷为组合式新风机组的制冷段来提供，封闭热通道热风通过排风机排至热泵回收机组回收数据中心排放的热量，热泵回收机组回收热风中的热量，提高热泵回收机组制热效率，制成所需温度的热水供数据中心办公、值班区域的生活热水和供暖系统使用；当室外温度等于或高于数据中心机房设定的排风温度，关闭组合式新风机组的新风阀、排风阀一，开启回风阀，关闭热泵回收机组的进风阀，开启补风阀和排风阀二，数据中心机房完全采用机械制冷，组合式新风机组的制冷段工作来提供，数据机房内的热风全部排至室外，热泵回收机组采用室外空气制热。本实用新型增加新风自然冷却时间，减少数据中心空调能耗，降低数据中心PUE值和WUE值，及提升电能利用率和水资源利用率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的组合式新风机组的结构示意图。

图3为本实用新型的热泵回收机组的结构示意图。

具体实施方式

图中：1为组合式新风机组、2为新风墙、3为静压箱、4为数据中心机房、5为封闭热通道、6为排风管、7为回风吊顶、8为新风阀、9为回风阀、10为排风阀一、11为排风机、12为软连接、13为热泵回收机组、14为补风阀、15为密闭阀、16为排风阀二、17为热水回水管、18为热水供水管、19为三通管道、20为竖向管道、21为横向管道、101为混风段、102为制冷段、103为高压喷雾段、104为风机段、105为过滤段、106为新风口、107为送风口、108为回风口、109为高压喷雾喷头、1301为机械制热装置、1302为排风机、1303为回收箱、1304为补风口、1305为进风口、1306为换热装置、1307为热水回水口和1308为热水供水口。

参考图1、图2和图3，本实用新型为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，包括左侧的送风口107与数据中心机房4相连通的组合式新风机组1、设置在数据中心机房4内的封闭热通道5、封闭热通道5的排风管6的出风口连接的横向设置在组合式新风机组1的上端的回风吊顶7、与回风吊顶7的出风口相连通的三通管道19、以及三通管道19的右端依次通过竖向管道20和横向管道21连接的热泵回收机组13，封闭热通道5的侧面均设置有进风口，风通过组合式新风机组1的左侧的送风口107进入数据中心机房4内，然后通过封闭热通道5的侧面均设置的进风口进入封闭热通道5内，封闭热通道5上端设置的排风管6为多根，通过排风管6进入到回风吊顶7内，横向管道21的左端与热泵回收机组13相连通，横向管道21的左端设置有密闭阀15，横向管道21的右端设置有排风阀二16，三通管道19的下端与组合式新风机组1相连通，三通管道19与组合式新风机组1相连通的管道中设置有回风阀9，三通管道19与竖向管道20相连通的管道中设置有排风阀一10，排风阀一10位于回风阀9的右侧，三通管道19的左端处安装有排风机11，排风机11通过软连接12与回风吊顶7的右端相连接,组合式新风机组1的左侧设置有新风墙2，组合式新风机组1和数据中心机房4之间设置有静压箱3，组合式新风机组1出来的风经过静压箱3进入数据中心机房4内。

所述的组合式新风机组1包括设置在左侧的新风口106、设置在右侧与数据中心机房4相连通的送风口107、以及设置在新风口106与送风口107之间的混风段101、制冷段102、高压喷雾段103、风机段104和过滤段105，混风段101上端设置有回风口108，组合式新风机组1通过回风口108与三通管道19的下端相连通，回风阀9设置在回风口108的上方的三通105管道19内，制冷段102包括冷冻水型表冷器和风冷直膨式，新风口106处设置有新风阀8。

高压喷雾段103的内部设置有多个喷口朝下的高压喷雾喷头109。

热泵回收机组13包括回收箱1303、机械制热装置1301、以及回收箱1303内设置的换热装置1306，回收箱1303左侧设置有补风口1304，回收箱1303的右侧设置有与横向管道21左端相连接的进风口1305，回收箱1303的上端安装有排风机1302，补风口1304处安装有补风阀14，换热装置1306为V型换热器，换热装置1306的一端设有热水回水口1307，另一端设有热水供水口1308相连通。

换热装置1306包括依次相连接的热交换器、储液罐、过滤器、蒸发器、气液分离器和压缩机。

热水回水口1307连接有热水回水管17，热水供水口1308连接有热水供水管18。

热水回水管17和热水供水管18中设置温度探测器。

本实用新型在室外温度降低到数据中心机房设定的送风温度，开启组合式新风机组1的新风阀8、排风阀一10，关闭回风阀9，排风机11打开，开启热泵回收机组的密闭阀15，关闭补风阀14和排风阀二16，通过组合式新风机组1的右侧的106新风口进入组合式新风机组1，依次经过混风段101、制冷段102、高压喷雾段103、风机段104和过滤段105，这个时候制冷段102不工作，数据中心机房采用全新风自然冷却，然后通过左侧的送风口107进入数据中心机房4内，然后冷风对数据中心机柜降温，温度升高，然后进入封闭热通道5内，通过多根排风管6进入到回风吊顶7内，然后经过三通管道19、竖向管道20、横向管道21、右侧的进风口1305进入回收箱1303内，使封闭热通道5内的热风通过排风机11排至热泵回收机组13回收数据中心机房排放的热量，热泵回收机组13回收热风中的热量，水依次通过热水回水管17、热水回水口1307进入到回收箱1303内，经过换热器1306，制成所需温度热水，热水通过供水口1308和热水供水管18供数据中心办公、值班区域的生活热水和供暖系统使用。

当室外温度降低到数据中心机房设定的排风温度并大于数据中心机房设定的送风温度时，开启组合式新风机组1的新风阀8、排风阀一10，关闭回风阀9，排风机11打开，开启热泵回收机组的密闭阀15，关闭补风阀14和排风阀二16，新风通过组合式新风机组1的右侧的106新风口进入组合式新风机组1，依次经过混风段101、制冷段102、高压喷雾段103、风机段104和过滤段105，这个时候制冷段102工作，数据中心机房采用全新风自然冷却加上机械制冷补充，然后通过左侧的送风口107进入数据中心机房4内，风吸收数据中心机房4内的热量，然后风通过封闭热通道5的侧面均设置的进风口进入封闭热通道5内，通过多根排风管6进入到回风吊顶7内，然后经过三通管道19、竖向管道20、横向管道21、右侧的进风口1305进入回收箱1303内，使封闭热通道5内的热风通过排风机11排至热泵回收机组13回收数据中心机房排放的热量，热泵回收机组13回收热风中的热量，水依次通过热水回水管17、热水回水口1307进入到回收箱1303内的换热装置1306，当风中热量不足的时候，机械制热装置1301工作，机械制热装置1301对换热装置1306中的热水补充加热，制成所需温度通过热水供水口1308和热水供水管18供数据中心办公、值班区域的生活热水和供暖系统使用。

当室外温度等于或高于数据中心机房设定的排风温度，关闭组合式新风机组1的新风阀8、排风阀一10，开启回风阀9，排风机11打开，关闭热泵回收机组的密闭阀15，开启补风阀14和排风阀二16，风通过组合式新风机组1的上侧的108回风口进入组合式新风机组1，依次经过混风段101、制冷段102、高压喷雾段103、风机段104和过滤段105，这个时候制冷段102工作，数据中心机房完全采用机械制冷，然后通过左侧的送风口107进入数据中心机房4内，风吸收数据中心机房4内的热量，然后风通过封闭热通道5的侧面均设置的进风口进入封闭热通道5内，通过多根排风管6进入到回风吊顶7内，然后经过三通管道19，组合式新风机组1的上侧的108回风口进入组合式新风机组1，实现内循环，热泵回收机组采用室外空气制热，这个时候风机将室外的风通过补风阀14引入到回收箱内，水依次通过热水回水管17、热水回水口1307进入到回收箱1303内的换热装置1306，制成所需要的热水通过热水供水口1308和热水供水管18供数据中心办公、值班区域的生活热水和供暖系统使用。

开启组合式新风机组1的新风量需大于排风量，保证机房内处于正压，减少数据中心机房新风系统的投资。

开启组合式新风机组1的高压喷雾段103的高压喷雾喷头109向组合式新风机组1内的空气喷水，高压喷雾喷头10依次连接有水管和高压水泵，高压水泵设置在水箱内，起到加湿降温作用，保证机房内空气的湿度，减少数据中心单独增加加湿器的投资。

本实用新型增加新风自然冷却时间，减少数据中心空调能耗，降低数据中心PUE值和WUE值，及提升电能利用率和水资源利用率。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，其特征在于：包括与数据中心机房相连通的组合式新风机组、设置在数据中心机房内的封闭热通道、封闭热通道的排风管的出风口连接的横向设置在组合式新风机组的上端的回风吊顶、与回风吊顶的出风口相连通的三通管道、以及三通管道的右端依次通过竖向管道和横向管道连接的热泵回收机组，横向管道的左端与热泵回收机组相连通，横向管道的左端设置有密闭阀，横向管道的右端设置有排风阀二，三通管道的下端与组合式新风机组相连通，三通管道与组合式新风机组相连通的管道中设置有回风阀，三通管道与竖向管道相连通的管道中设置有排风阀一，三通管道的左端安装有排风机，排风机通过软连接与回风吊顶相连接。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，其特征在于：所述的组合式新风机组包括新风口、送风口、以及设置在新风口与送风口之间的混风段、制冷段、高压喷雾段、风机段和过滤段，混风段上端设置有回风口，组合式新风机组通过回风口与三通管道的下端相连通，所述的新风口处设置有新风阀，所述的送风口与数据中心机房相连通。

3.根据权利要求2所述的一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，其特征在于：所述的高压喷雾段的上端设置有多个喷口朝向的高压喷雾喷头。

4.根据权利要求1所述的一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，其特征在于：所述的热泵回收机组包括回收箱、设置在回收箱内的机械制热装置、以及回收箱内设置的换热装置，所述的回收箱左侧设置有补风口，所述的回收箱的右侧设置有与横向管道左端相连接的进风口，所述的回收箱的上端安装有两个排风机，所述的补风口处安装有补风阀，所述的换热装置为V型盘管，换热装置一端设有热水回水口相连通，另一端设有热水供水口。

5.根据权利要求4所述的一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，其特征在于：所述的热水回水口连接有热水回水管，所述的热水供水口连接有热水供水管。

6.根据权利要求5所述的一种数据中心新风自然冷却与热回收系统，其特征在于：所述的热水回水管和所述的热水供水管中均设置温度探测器。

Images