CN219876615U - 一种散热装置及数据中心冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散热装置及数据中心冷却系统。散热装置与设备室及室外连通，包括：箱体、换热模块、第一风阀、第二风阀。本实用新型通过对箱体的室内空气通道和室外空气通道进行结构设计，实现了控制第一风阀、第二风阀的开启和关闭，使得散热装置至少包括两种工作模式；第一工作模式，箱体与换热模块形成间接蒸发冷却系统；第二工作模式，箱体与所述室外形成直接蒸发冷却系统。本实用新型的散热装置，结合了间接蒸发冷却和直通风冷却的优势，最大程度地利用自然冷源，降低了散热装置的能耗。

Description

一种散热装置及数据中心冷却系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种散热装置及数据中心冷却系统。

背景技术

数据中心制冷系统的能耗需要不断优化，以满足国家节能减排的要求。在一些地区，由于存在恶劣的环境，比如沙尘暴，雾霾等，采用间接自然冷技术对数据中心的数据中心冷却系统进行散热。间接自然冷技术的能耗高，造成资源的浪费。

实用新型内容

为了解决上述的问题，本申请的实施例中提供了一种散热装置，包括：箱体、换热模块、第一风阀、第二风阀。本申请的散热装置具有间接蒸发冷却系统和直接蒸发冷却系统的两种工作模式，结合了间接蒸发冷却和直通风冷却的优势，最大程度地利用自然冷源，降低了散热装置的能耗。

为此，本申请的实施例中采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种散热装置，与设备室及室外连通，包括：箱体，所述箱体设置有室外排风腔、设备室回风腔、设备室送风腔；换热模块，设置于所述箱体的内部，包括室外空气通道、室内空气通道，所述室外空气通道与所述室外排风腔和所述室外连通，所述室内空气通道与所述设备室回风腔与所述设备室送风腔连通；第一风阀，设置于所述室外排风腔与所述设备室回风腔之间；第二风阀，设置于所述设备室送风腔与所述室外之间；其中，所述散热装置至少包含两种工作模式；第一工作模式，所述第一风阀、所述第二风阀处于关闭状态，所述箱体与所述换热模块形成间接蒸发冷却系统，用于所述设备室与所述室外之间空气热量的间接交换；第二工作模式，所述第一风阀、所述第二风阀处于开启状态，所述箱体与所述室外形成直接蒸发冷却系统，用于所述设备室与所述室外之间空气热量的直接交换。

在该实施方式中，可以通过控制第一风阀、第二风阀开启或关闭，进而控制散热装置实现第一工作模式与第二工作模式的切换。散热装置通过增加第一风阀、第二风阀，实现了间接蒸发冷却系统和直接蒸发冷却系统的集成，可以最大程度地利用自然冷源，降低了散热装置的能耗。

在一种实施方式中，所述室外排风腔与所述室外空气通道连通，形成第一排风通道；所述设备室回风腔、所述设备室送风腔与所述室内空气通道连通，形成第一送风通道；所述第一排风通道与所述第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统。

在该实施方式中，第一排风通道与第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统。在散热过程中，设备室的空气与室外的空气不接触。在利用自然冷源的同时，可以防止室外的高温空气或者被污染的空气进入设备室。

在另一种实施方式中，所述室外排风腔与所述设备室回风腔连通，形成第二排风通道；所述设备室送风腔与所述室外连通，形成第二送风通道；所述第二排风通道与所述第二送风通道，形成直接蒸发冷却系统。

在该实施方式中，在室外空气满足设备室的使用条件时，设备室的高温回风直接排除室外，同时，直接将室外的低温空气送入设备室。该实施方式可以通过交换室内空气和室外空气，实现换热的目的。该实施方式的散热效率高、能耗低。

在另一种实施方式中，散热装置还包括：非自然冷辅助系统，设置于所述设备室送风腔的内部，用于所述设备室送风腔的空气温度高于预设阈值时，冷却所述设备室送风腔的空气；所述预设阈值为所述设备室送风腔的空气温度额定值。

在该实施方式中，在散热装置的第一工作模式或者第二工作模式的自然冷源不足时，开启非自然冷辅助系统。非自然冷辅助系统可以确保设备室送风腔的空气温度满足使用要求，从而确保对设备室的设备及时散热。

在另一种实施方式中，散热装置还包括：检测模块，包括至少一个温度传感器，用于检测所述室外的温度；以及基于所述室外的所述温度，确定所述散热装置的工作模式。

在该实施方式中，在空气没有被污染的地区，可以检测室外的温度，确定散热装置的工作模式。当室外的温度满足要求时，开启第一风阀、第二风阀，散热装置处于第二工作模式。该实施方式可以防止温度过高或者过低的空气进入设备室，而对设备室的设备造成损坏。

在另一种实施方式中，所述检测模块还包括：空气质量检测装置，用于检测所述室外的空气质量；以及基于所述室外的所述温度、所述空气质量，确定所述散热装置的工作模式。

在该实施方式中，在空气被污染或者空气质量差的地区，比如存在雾霾、沙尘暴等的地区，需要设置空气质量检测装置。通过检测室外的温度和空气质量，确定散热装置的工作模式。当室外的温度和空气质量满足要求时，开启第一风阀、第二风阀，散热装置处于第二工作模式。该实施方式可以防止空气质量差的空气进入设备室，而对设备室的设备造成损坏。

在另一种实施方式中，所述换热模块，包括至少一个换热芯，所述换热芯沿所述箱体的长度方向设置。

在该实施方式中，多个换热芯具有多个室内空气通道。多个室内空气通道直接连通设备室回风腔与设备室送风腔，结构简单。在设计过程中，也可以根据换热芯的数量，调整箱体的长度，从而增加箱体的空间利用率。

在另一种实施方式中，散热装置还包括：第一风机，设置于所述室外排风腔，用于向所述室外排风提供动力；第二风机，设置于所述设备室送风腔，用于向所述设备室送风提供动力。

在该实施方式中，散热装置的供风设备可以有多种，比如空压机、风机。风机具有安装方便、能耗低的优势。

在另一种实施方式中，所述箱体还包括：多个侧板；所述侧板的外侧不存在障碍物时，所述第二风阀设置于所述侧板。

在该实施方式中，所述箱体包括多个侧板。当侧板的外侧不存在障碍物时，在侧板上设置第二风阀。当一个箱体布局时，需要考虑箱体侧板到障碍物的距离，当多个箱体布局时，还需要考虑箱体之间的间距。该实施方式提供了第二风阀的位置设计要求，使第二风阀的布局更合理。

在另一种实施方式中，相邻所述箱体的端面间距满足所述第二风阀的工作条件时，所述第二风阀，设置于所述箱体的端面位置，用于所述箱体为多个布局，所述散热装置向所述设备室送风腔输入所述室外的空气。

在该实施方式中，为了提高数据中心冷却系统的冷却能力，箱体可以为多个布局。当箱体为侧面靠近排列时，或者端面靠近排列，且端面间距满足第二风阀的工作条件时，第二风阀设置于箱体的端面位置。该实施方式的第二风阀，可以满足散热装置多个箱体侧面靠近布局或者端面有一定间距布局的使用要求。

在另一种实施方式中，相邻所述箱体的侧面间距满足所述第二风阀的工作条件时，所述第二风阀，设置于所述箱体的侧面位置，用于所述箱体为多个布局，所述散热装置向所述设备室送风腔输入所述室外的空气。

在该实施方式中，为了提高数据中心冷却系统的冷却能力，箱体可以为多个布局。当箱体为端面靠近排列时，或者侧面靠近排列，且侧面间距满足第二风阀的工作条件时，第二风阀设置于箱体的侧面位置。该实施方式的第二风阀，可以满足散热装置多个箱体端面靠近布局的或者侧面有一定间距布局的使用要求。

在另一种实施方式中，所述箱体还包括：室外新风腔，设置有空气过滤装置，用于过滤所述室外的空气。

在该实施方式中，箱体设置有室外新风腔，用于输入室外的空气。室外新风腔的存在，可以对空气进行预处理，所述预处理包括空气过滤、空气喷雾等。该实施方式提高了室外空气的散热效率，使设备室的设备得到了保护。

第二方面，本申请提供了一种数据中心冷却系统，包括：设备室、所述散热装置，所述散热装置用于对所述设备室进行散热工作。

附图说明

下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，

图1为本申请实施例中提供的一种数据中心冷却系统的场景示意图；

图2为本申请实施例中提供的第一种散热装置的斜视示意图；

图3为本申请实施例中提供的第二种散热装置的斜视示意图；

图4为本申请实施例中提供的第一种散热装置的端面投影示意图；

图5为本申请实施例中提供的第三种散热装置的端面投影示意图；

图6为本申请实施例中提供的第四种散热装置的端面投影示意图；

图7为本申请实施例中提供的第五种散热装置的端面投影示意图；

图8为本申请实施例中提供的一种散热装置的工作流程示意图；

图9为本申请实施例中提供的一种散热装置的第一工作模式的示意图；

图10为本申请实施例中提供的一种散热装置的第二工作模式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，还可以是抵触连接或一体的连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请实施例中，“接触”或“耦合”可以是指部件之间直接接触，也可以是指部件之间通过粘接剂或导热胶体接触。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。

数据中心制冷系统需要不断的能耗优化，满足国家节能减排的要求，目前新型制冷方式有直接蒸发冷却(直接蒸发冷却是使空气和水直接接触，通过水的蒸发后空气的温度会下降，其特点是对空气实现等焓加湿降温过程，送风降温的极限温度为进风的湿球温度)和间接蒸发冷却(非直接接触式换热器，将直接蒸发冷却得到的湿空气的冷量传递给机房循环空气，实现空气等湿降温的过程)。在一些地区，由于存在恶劣的环境，比如沙尘暴，雾霾等，无法规模使用直通风机组，一般采用间接蒸发冷却机组进行冷却的解决方案。

上述解决方案中，由于间接蒸发冷却机组的耗水量很高，存在能耗较高的问题，造成成本的提高，以及对自然资源的浪费。

为了解决上述方案中的问题，本申请提出了另一种解决方案。一种散热装置，与设备室及室外连通，主要包括箱体、换热模块、第一风阀、第二风阀。本申请实施例中，散热装置至少包含两种工作模式。第一工作模式，第一风阀、第二风阀处于关闭状态时，所述箱体与所述换热模块形成间接蒸发冷却系统，用于所述设备室与所述室外之间空气热量的间接交换，也称为间接蒸发冷却。第二工作模式，第一风阀、第二风阀处于开启状态，箱体与室外形成直接蒸发冷却系统，用于所述设备室与所述室外之间空气热量的直接交换，也称为直通风冷却。

本申请实施例中，通过增加第一风阀、第二风阀，实现了间接蒸发冷却系统和直接蒸发冷却系统的集成。本申请的散热装置是一种复合型新型间接蒸发冷却机组，结合了间接蒸发冷却和直通风冷却的优势，最大程度地利用自然冷源，降低了间接自然冷机组的能耗。

图1为本申请实施例中提供的一种数据中心冷却系统的场景示意图。如图1所示，数据中心冷却系统100包括：散热装置110、设备室120。数据中心冷却系统100是为数据中心模块提供冷却降温作业的系统。本申请实施例中，散热装置110通过间接蒸发冷却系统或者直接蒸发冷却系统，输入来自设备室120的温度较高的回风，向设备室120输出温度较低的送风。设备室120设置回风管道，用于向散热装置110输入温度较高的回风。设备室120设置送风管道，用于接收散热装置110输出的温度较低的送风。散热装置110与设备室120的回风方式和送风方式，可以是上送风、下回风，也可以是下送风、上回风，也可以是其他的回风方式和送风方式。

在一个实施例中，散热装置110是一种复合型新型间接蒸发冷却机组，结合间接蒸发冷却和直通风优势，最大程度利用自然冷源。

图2为本申请实施例中提供的第一种散热装置的斜视示意图。如图2所示，散热装置110与设备室120及室外连通。散热装置110包括：箱体111、换热模块112、第一风阀113、第二风阀114。箱体111设置有室外排风腔111-1、设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3。换热模块112，设置于箱体111的内部，用于设备室120与室外间的热量交换。第一风阀113，设置于室外排风腔111-1与设备室回风腔111-2之间。第二风阀114，设置于设备室送风腔111-3与室外之间。

本申请实施例中，散热装置110至少包含两种工作模式。第一工作模式，第一风阀113、第二风阀114处于关闭状态。箱体111与换热模块112形成间接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的间接交换。第二工作模式，第一风阀113、第二风阀114处于开启状态。箱体111与室外形成直接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的直接交换。

在一个实施例中，换热模块112包括室外空气通道、室内空气通道。室外排风腔111-1与换热模块112的室外空气通道连通，形成第一排风通道。设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3与换热模块112的室内空气通道连通，形成第一送风通道。第一排风通道与第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的间接交换。

在一个实施例中，换热模块112包括室外空气通道、室内空气通道。箱体还包括室外新风腔，用于输入室外的空气。示例性的，室外新风腔可以设置有空气过滤装置，对室外空气进行过滤。室外新风腔、室外排风腔111-1与换热模块112的室外空气通道连通，形成第一排风通道。设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3与换热模块112的室内空气通道连通，形成第一送风通道。第一排风通道与第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的间接交换。

在其他实施例中，换热模块112包括室外空气通道、室内空气通道。箱体111直接与换热模块112的室外空气通道连通，形成第一排风通道。设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3与换热模块112的室内空气通道连通，形成第一送风通道。第一排风通道与第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的间接交换。在一些实施例中，箱体111可以不设置与室外空气连通的腔体。

在一个实施例中，室外排风腔111-1与设备室回风腔111-2连通，形成第二排风通道。设备室送风腔111-3与室外连通，形成第二送风通道。第二排风通道与第二送风通道，形成直接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的直接交换。

在一个实施例中，设备室回风腔111-2与室外直接连通，形成第二排风通道。设备室送风腔111-3与室外连通，形成第二送风通道。第二排风通道与第二送风通道，形成直接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的直接交换。

在其他实施例中，箱体还包括室外新风腔，用于输入室外的空气。设备室回风腔111-2与设备室回风腔111-2直接连通，形成第二排风通道。设备室送风腔111-3与室外新风腔连通，形成第二送风通道。第二排风通道与第二送风通道，形成直接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的直接交换。

在一个实施例中，散热装置110还包括：检测模块。检测模块包括至少一个温度传感器，用于检测室外的温度。基于室外的温度，确定散热装置110的工作模式。在空气没有被污染的地区，可以不设置空气质量检测装置，只通过检测室外的温度，确定散热装置110的工作模式，可以防止温度过高或者过低的温度进入设备室，而对设备室的设备造成损坏。当室外的温度满足要求时，开启第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第二工作模式。第二工作模式可以节约散热装置110的能耗，最大程度利用自然冷源。

在一个实施例中，散热装置110的检测模块还包括：空气质量检测装置，用于检测所述室外的空气质量。基于室外的温度、空气质量，确定散热装置110的工作模式。在空气被污染或者空气质量差的地区，比如存在雾霾、沙尘暴等的地区，检测模块需要设置空气质量检测装置。通过检测室外的温度和空气质量，确定散热装置110的工作模式。当室外的温度和空气质量满足要求时，开启第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第二工作模式。第二工作模式可以节约散热装置110的能耗，最大程度利用自然冷源。

在一个实施例中，换热模块112，包括至少一个换热芯。换热芯沿箱体111的长度方向设置。多个换热芯具有多个室内空气通道。多个室内空气通道直接连通设备室回风腔111-2与设备室送风腔111-3，结构简单。在设计过程中，也可以根据换热芯的数量，调整箱体111的长度，从而增加箱体111的空间利用率。在其他实施例中，换热芯也可以沿箱体111的其他方向设置，以满足不同的空间设计要求。

在一个实施例中，箱体111还包括：多个侧板。侧板的外侧不存在障碍物时，第二风阀114设置于侧板上。该障碍物是指：侧板到侧板外侧的物体的距离小于预设间距阈值时，该物体被称为障碍物。该障碍物可该预设间距阈值为第二风阀114正常工作时的出风口位置的外侧预留的供气空间的距离范围的下限值。第二风阀114所在面与障碍物的间距大于等于预设间距阈值时，第二风阀114才可以正常工作，进行排风或送风。

在一个实施例中，箱体111可以长方体外形，也可以是其他形状的外形。本申请实施例中，箱体111为长方体外形，箱体111包括4个侧板。长方体外形的箱体111，与换热模块112相邻的2个相对侧板设为端面，与换热模块112不相邻的2个相对侧板设为侧面。为了提高数据中心冷却系统的冷却能力，箱体111可以为多个布局。在一个实施例中，当箱体111为侧面靠近排列时，或者端面靠近排列，且端面间距满足第二风阀114的工作条件时，第二风阀114设置于箱体111的端面位置。

在一个实施例中，当箱体111为端面靠近排列时，或者侧面靠近排列，且侧面间距满足第二风阀114的工作条件时，第二风阀114设置于箱体111的侧面位置。在其他实施例中，端面间距和侧面间距均满足第二风阀114的工作条件时，也可以同时在箱体111的端面位置和侧面位置均设置第二风阀114。

图3为本申请实施例中提供的第二种散热装置的斜视示意图。如图3所示，散热装置110与设备室120及室外连通。散热装置110包括：箱体111、换热模块112、第一风阀113、第二风阀114。箱体111设置有室外排风腔111-1、设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3。换热模块112，设置于箱体111，用于设备室120与室外间的热量交换。第一风阀113，设置于室外排风腔111-1与设备室回风腔111-2之间。第二风阀114，设置于设备室送风腔111-3与室外之间。

本申请实施例中，箱体111为长方体外形。长方体外形的箱体111，与换热模块112相邻的2个相对侧板设为端面，与换热模块112不相邻的2个相对侧板设为侧面。与第一中散热装置不同，本申请实施例中，第二风阀114设置于箱体111的侧面位置。为了提高数据中心冷却系统的冷却能力，箱体111可以为多个布局。当箱体111为端面靠近排列时，或者侧面靠近排列，且侧面间距满足第二风阀114的工作条件时，第二风阀114设置于箱体111的侧面位置。

在其他实施例中，第二风阀114也可以设置于箱体111的端面位置。第二风阀114也可以同时设置于箱体111的端面位置和侧面位置。

图4为本申请实施例中提供的第一种散热装置的端面投影示意图。如图4所示，散热装置110与设备室120及室外连通。散热装置110包括：箱体111、换热模块112、第一风阀113、第二风阀114。箱体111设置有室外排风腔111-1、设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3、室外新风腔111-4。室外新风腔111-4，用于输入室外的空气。示例性的，室外新风腔111-4可以设置有空气过滤装置，用于对室外的空气进行过滤。示例性的，室外新风腔111-4还可以设置有喷雾系统、风机墙等。换热模块112包括室外空气通道、室内空气通道。

本申请实施例中，第一风阀113、第二风阀114关闭时，散热装置110处于第一工作模式。室外新风腔111-4、室外排风腔111-1与换热模块112的室外空气通道连通，形成第一排风通道。设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3与换热模块112的室内空气通道连通，形成第一送风通道。第一排风通道与第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的间接交换。

本申请实施例中，第一风阀113、第二风阀114开启时，散热装置110处于第二工作模式。室外排风腔111-1与设备室回风腔111-2连通，形成第二排风通道。设备室送风腔111-3与室外连通，形成第二送风通道。第二排风通道与第二送风通道，形成直接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的直接交换。

图5为本申请实施例中提供的第三种散热装置的端面投影示意图。如图5所示，散热装置110与设备室120及室外连通。散热装置110包括：箱体111、换热模块112、第一风阀113、第二风阀114。箱体111设置有室外排风腔111-1、设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3。换热模块112包括室外空气通道、室内空气通道。

本申请实施例中，箱体111的外形为不规则五边形柱体，也可以是其他多边形的外形。箱体111不具有室外新风腔。换热模块112的室外空气通道的入口可以直接与室外连接，也可以与其他设备连接，比如空气过滤装置、空气吸收外接框架等。

本申请实施例中，第一风阀113、第二风阀114关闭。室外排风腔111-1与换热模块112的室外空气通道连通，形成第一排风通道。设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3与换热模块112的室内空气通道连通，形成第一送风通道。第一排风通道与第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的间接交换。

在一个实施例中，第二风阀114设置于箱体111的侧面位置。在一个实施例中，第二风阀114设置于箱体111的端面位置。本申请实施例中，第一风阀113、第二风阀114开启时，散热装置110处于第二工作模式。不再赘述。

图6为本申请实施例中提供的第四种散热装置的端面投影示意图。如图6所示，散热装置110与设备室120及室外连通。散热装置110包括：箱体111、换热模块112、第一风阀113、第二风阀114、非自然冷辅助系统115。箱体111设置有室外排风腔111-1、设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3。

在一个实施例中，非自然冷辅助系统115设置于设备室送风腔111-3。非自然冷辅助系统115可以设置于设备室送风腔111-3的内部。在其他实施例中，非自然冷辅助系统115也可以是设置于设备室送风腔111-3的外部。非自然冷辅助系统115的输出口与设备室送风腔111-3连通，用于向设备室送风腔111-3输入低温空气。非自然冷辅助系统115，用于设备室送风腔111-3的空气温度高于预设阈值时，进一步冷却设备室送风腔111-3的空气。设备室送风腔111-3的空气温度的预设阈值为设备室送风腔111-3的空气温度额定值。设备室送风腔111-3的空气温度低于预设阈值时，可以满足设备室120中设备的正常工作需要。

本申请实施例中，可以在第一种散热装置、第二种散热装置、第三种散热装置的基础上，增设非自然冷辅助系统115，得到第四种散热装置。

在一个实施例中，非自然冷辅助系统115可以是机械辅助冷却系统、风冷空调系统、水冷空调系统等。非自然冷辅助系统115进一步可以包括蒸发器、压缩机、冷凝器等。

图7为本申请实施例中提供的第五种散热装置的端面投影示意图。如图7所示，散热装置110与设备室120及室外连通。散热装置110包括：箱体111、换热模块112、第一风阀113、第二风阀114、第一风机116、第二风机117。箱体111设置有室外排风腔111-1、设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3。

在一个实施例中，第一风机116、第二风机117可以是通风机、鼓风机、风力发电机等。第一风机116，设置于室外排风腔111-1，用于向室外排风提供动力。第二风机117，设置于设备室送风腔111-3，用于向设备室120送风提供动力。第一风机116、第二风机117，为第一工作模式的第一排风通道与第一送风通道的空气流动提供动力。第一风机116、第二风机117，也为第二工作模式的第二排风通道与第二送风通道的空气流动提供动力。

在一个实施例中，散热装置110可以由间接蒸发冷却系统的散热装置改造得到。改造的散热装置110集成了直通风功能，不需额外新增直通风送风的第二风机117、排风的第一风机116。只新增第一风阀113、第二风阀114，便可以实现集成直通风功能的散热装置110。

本申请实施例中，可以在第一种散热装置、第二种散热装置、第三种散热装置、第四种散热装置的基础上，增设第一风机116、第二风机117，得到第五种散热装置。

以上实施例中，零部件的位置和数量只是示意性的。能够实现与本申请实施例功能相同的零部件的位置和数量设计，均属于以上实施例的解释范围。

图8为本申请实施例中提供的一种散热装置的工作流程示意图。该工作流程可以应用到第一种散热装置、第二种散热装置、第三种散热装置、第四种散热装置、第五种散热装置中的一种或者多种。如图8所示，散热装置110的工作流程，主要包括以下步骤：

步骤S110，第一风阀113、第二风阀114关闭，散热装置110处于第一工作模式。

步骤S120，检测模块检测室外温度是否满足第二工作模式的使用条件。室外温度满足第二工作模式的使用条件时，检测模块则进一步检测室外空气质量是否满足第二工作模式的使用条件。室外温度不满足第二工作模式的使用条件时，关闭第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第一工作模式。

步骤S130，检测模块检测室外空气质量是否满足第二工作模式的使用条件。室外空气质量满足第二工作模式的使用条件时，则开启第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第二工作模式。室外空气质量不满足第二工作模式的使用条件时，关闭第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第一工作模式。

步骤S140，第一风阀113、第二风阀114开启，散热装置110处于第二工作模式。

在一个实施例中，在步骤S110中，第一风阀113、第二风阀114处于关闭状态，散热装置110处于第一工作模式。步骤S110可以是散热装置110的初始化后第一个步骤。步骤S110也可以为了防止错误地开启第二工作模式，而每次开机时先执行步骤S110。

在一个实施例中，在空气没有被污染的地区，不存在空气质量的问题，可以不执行步骤S130。在检测模块检测室外温度满足第二工作模式的使用条件时，直接执行步骤S140。

在一个实施例中，在空气被污染的地区，存在空气质量的问题，需要执行步骤S130。在检测模块检测室外温度满足第二工作模式的使用条件时，直接执行步骤S140。

在一个实施例中，在步骤S140之后，还需要执行步骤S120和步骤S130，以判断室外温度和室外空气质量是否满足第二工作模式的使用条件。在室外温度和室外空气质量不满足第二工作模式的使用条件，及时关闭第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第一工作模式。防止室外的高温空气或者被污染的空气进入设备室120。

在一个实施例中，示例性的，步骤S110至步骤S140的执行逻辑可以分4种情况。

第1种情况，室外温度小于第一温度阈值，关闭第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第一工作模式。第一工作模式的散热装置110为间接蒸发冷却系统。通过换热模块112，实现设备室120的内部室内空气和室外低温空气对流换热。第一温度阈值可以是5℃，或者是0℃～10℃之内的数值，也可以是其他数值，由散热装置110的工作要求进行确定。可以防止温度过低的空气进入设备室，而对设备室的设备造成损坏。

第2种情况，室外温度在第一温度阈值与第二温度阈值之间，但室外空气质量不满足第二工作模式的使用条件时，关闭第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第一工作模式。第一工作模式的散热装置110为间接蒸发冷却系统。通过换热模块112，实现设备室120的内部室内空气和室外低温空气对流换热。第二温度阈值可以是20℃，或者是10℃～30℃之内的数值，也可以是其他数值，由散热装置110的工作要求进行确定。

第3种情况，室外温度在第一温度阈值与第二温度阈值之间，同时室外空气质量满足第二工作模式的使用条件时，开启第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第二工作模式。第二工作模式的散热装置110为直接蒸发冷却系统。室外空气直接送入设备室120。室外空气和设备室120的热空气直接换热。

第4种情况，室外温度大于第二温度阈值，关闭第一风阀113、第二风阀114，散热装置110处于第一工作模式。第一工作模式的散热装置110为间接蒸发冷却系统。当设备室送风腔111-3的空气温度高于预设阈值时，开启非自然冷辅助系统115，进一步冷却设备室送风腔111-3的空气。设备室送风腔111-3的空气温度的预设阈值为设备室送风腔111-3的空气温度额定值。设备室送风腔111-3的空气温度低于预设阈值时，可以满足设备室120中设备的正常工作需要。

图9为本申请实施例中提供的一种散热装置的第一工作模式的示意图。如图9所示，散热装置110与设备室120及室外连通。散热装置110包括：箱体111、换热模块112、第一风阀113、第二风阀114。箱体111设置有室外排风腔111-1、设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3、室外新风腔111-4。

本申请实施例中，示例性的，以第二种散热装置进行第一工作模式的说明解释。该说明解释也可以应用到第一种散热装置、第三种散热装置、第四种散热装置、第五种散热装置中的一种或者多种。

本申请实施例中，第一风阀113、第二风阀114处于关闭状态时，散热装置110处于第一工作模式。室外新风腔111-4、室外排风腔111-1与换热模块112的室外空气通道连通，形成第一排风通道。第一排风通道的空气流动方向，如图9中的白色箭头所示。设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3与换热模块112的室内空气通道连通，形成第一送风通道。第一送风通道的空气流动方向，如图9中的黑色箭头所示。第一排风通道与第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的间接交换。

本申请实施例中，散热装置110处于第一工作模式。设备室回风腔111-2与设备室120的回风系统连通。设备室送风腔111-3与设备室120的送风系统连通。第一送风通道的输入空气为设备室120的回风系统的温度较高的空气。第一送风通道的输出空气为经过换热模块112的温度较低的空气。散热装置110将该温度较低的空气送入设备室120。

本申请实施例中，散热装置110利用室外的自然冷源给设备室120散热。散热过程中，室内空气不与室外空气直接接触。

图10为本申请实施例中提供的一种散热装置的第二工作模式的示意图。如图10所示，散热装置110与设备室120及室外连通。散热装置110包括：箱体111、换热模块112、第一风阀113、第二风阀114。箱体111设置有室外排风腔111-1、设备室回风腔111-2、设备室送风腔111-3、室外新风腔111-4。

本申请实施例中，示例性的，以第二种散热装置进行第二工作模式的说明解释。该说明解释也可以应用到第一种散热装置、第三种散热装置、第四种散热装置、第五种散热装置中的一种或者多种。

本申请实施例中，第一风阀113、第二风阀114处于开启状态，散热装置110处于第二工作模式。室外排风腔111-1与设备室回风腔111-2连通，形成第二排风通道。第二排风通道的空气流动方向，如图10中的白色箭头所示。设备室送风腔111-3与室外连通，形成第二送风通道。第二送风通道的空气流动方向，如图10中的黑色箭头所示。第二排风通道与第二送风通道，形成直接蒸发冷却系统，用于设备室120与室外之间空气热量的直接交换。

本申请实施例中，散热装置110处于第二工作模式。设备室回风腔111-2与设备室120的回风系统连通。设备室送风腔111-3与设备室120的送风系统连通。第二送风通道的输入空气为设备室120的回风系统的温度较高的空气。第二送风通道将该温度较高的空气直接排出到室外。第二送风通道的输出空气为室外的温度较低的空气。散热装置110将该温度较低的空气送入设备室120。

在一个实施例中，散热装置110是一种集成直通风功能的复合型间接蒸发冷却装置。散热装置110集成直通风功能。在超低温和高温时，散热装置110开启间接换热功能。在温度适中且空气质量满足要求时，散热装置110可以开启直通风功能。散热装置110集成直通风功能，降低了散热装置110的全年耗电，提升了能源利用效率。

在一个实施例中，散热装置110是一种复合型间接蒸发冷却空调装置。该空调包括间接蒸发冷却系统、直接蒸发冷却系统、机械辅冷系统。空气质量满足要求时，可以开启直接蒸发冷却系统替换原始的间接蒸发冷却系统，降低机组全年运行能耗。

在一个实施例中，散热装置110应用于数据中心时，分为间接换热模式和直接换热模式。通过机组的内置空气质量传感器及环境温度传感器的检测结果，进行模式切换的控制。

在一个实施例中，散热装置110是一种散热机组。在间接换热模式下，数据中心高温的回风通过机组回风口进入机组，机组与室外空气直接接触。以数据中心高温回风和室外空气的显热温差为驱动力进行散热。数据中心高温的回风流经间接蒸发冷却换热芯体，被室外低温空气直接冷却后，由设备室送风腔111-3的送风机送入数据机房。若送风温度不满足控制要求，需开启机械辅冷装置。

在一个实施例中，散热装置110是一种散热机组。在直接换热模式下，打开第二风阀114，室外低温空气由设备室送风腔111-3直接送入设备室120，用于冷却数据中心的高温服务器。打开第一风阀113，数据中心的高温回风直接排到室外环境。

在一个实施例中，散热装置110不需额外新增直通风送风机、排风机，只新增第一风阀113、第二风阀114，便可以实现集成直通风功能。

在一个实施例中，散热装置110是一种复合直通风的机组。示例性的，散热装置110相比较传统间接蒸发冷却机组，按照内蒙乌兰察布核算，全年能耗(Common Log Format，CLF，能耗因子)可以降低CLF约0.01-0.03。全年数据中心单位IT设备用电量下数据中心的耗水量(Water Use Efficiency，WUE，水分利用率)可以降低约0.1-0.2。按照5MW的数据中心计算，散热装置110的预计制冷年度可节约费用25万(0.26元/kwh，7.2元/吨水)。

本申请实施例提供的散热装置110的部件的种类、数量、形状、安装方式、结构等不限于上述实施例，凡在本申请原理下实现的技术方案均在本方案保护范围之内。说明书中任何的一个或多个实施例或图示，以适合的方式结合的技术方案均在本方案保护范围之内。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例中技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种散热装置，与设备室及室外连通，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体设置有室外排风腔、设备室回风腔、设备室送风腔；

换热模块，设置于所述箱体的内部，包括室外空气通道、室内空气通道，所述室外空气通道与所述室外排风腔和所述室外连通，所述室内空气通道与所述设备室回风腔与所述设备室送风腔连通；

第一风阀，设置于所述室外排风腔与所述设备室回风腔之间；

第二风阀，设置于所述设备室送风腔与所述室外之间；

其中，所述散热装置至少包含两种工作模式；

第一工作模式，所述第一风阀、所述第二风阀处于关闭状态，所述箱体与所述换热模块形成间接蒸发冷却系统，用于所述设备室与所述室外之间空气热量的间接交换；

第二工作模式，所述第一风阀、所述第二风阀处于开启状态，所述箱体与所述室外形成直接蒸发冷却系统，用于所述设备室与所述室外之间空气热量的直接交换。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述室外排风腔与所述室外空气通道连通，形成第一排风通道；所述设备室回风腔、所述设备室送风腔与所述室内空气通道连通，形成第一送风通道；所述第一排风通道与所述第一送风通道，形成间接蒸发冷却系统。

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述室外排风腔与所述设备室回风腔连通，形成第二排风通道；所述设备室送风腔与所述室外连通，形成第二送风通道；所述第二排风通道与所述第二送风通道，形成直接蒸发冷却系统。

4.根据权利要求1-3任一项所述的散热装置，其特征在于，还包括：

非自然冷辅助系统，设置于所述设备室送风腔的内部，用于所述设备室送风腔的空气温度高于预设阈值时，冷却所述设备室送风腔的空气；所述预设阈值为所述设备室送风腔的空气温度额定值。

5.根据权利要求1-3任一项所述的散热装置，其特征在于，还包括：

检测模块，包括至少一个温度传感器，用于检测所述室外的温度；以及

基于所述室外的所述温度，确定所述散热装置的工作模式。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述检测模块还包括：

空气质量检测装置，用于检测所述室外的空气质量；以及

基于所述室外的所述温度、所述空气质量，确定所述散热装置的工作模式。

7.根据权利要求1-3任一项所述的散热装置，其特征在于，所述换热模块，包括至少一个换热芯，所述换热芯沿所述箱体的长度方向设置。

8.根据权利要求1-3任一项所述的散热装置，其特征在于，还包括：

第一风机，设置于所述室外排风腔，用于向所述室外排风提供动力；

第二风机，设置于所述设备室送风腔，用于向所述设备室送风提供动力。

9.根据权利要求1-3任一项所述的散热装置，其特征在于，所述箱体还包括：

多个侧板；

所述侧板的外侧不存在障碍物时，所述第二风阀设置于所述侧板。

10.根据权利要求1-3任一项所述的散热装置，其特征在于，所述箱体还包括：

室外新风腔，设置有空气过滤装置，用于过滤所述室外的空气。

11.一种数据中心冷却系统，其特征在于，包括：设备室、如权利要求1-10任一项所述的散热装置，所述散热装置用于对所述设备室进行散热工作。