CN220043999U - 一种数据中心用液冷机柜热回收装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据中心用液冷机柜热回收装置及系统，涉及热回收领域，其包括液冷机柜，液冷机柜的处理器表面设置有冷板，冷板设有进水口及出水口；换热组件，包括换热管路及换热通道，换热管路与冷板的进水口及出水口连通，换热管路与冷板的进水口及出水口充入冷媒流体，用于降低冷板的温度；供热组件，包括供热管路及供热通道，换热管路与供热组件连通，供热通道与换热管路间充入冷却水，用于对冷媒流体进行降温；制冷组件，制冷组件包括制冷通道及制冷气道，供热管路与制冷组件连通，制冷通道与供热管路间充入生活用水，用于吸收生活用水的热量进行制冷。本申请具有改善余热回收受季节的影响，提高余热回收效率的效果。

Description

一种数据中心用液冷机柜热回收装置及系统

技术领域

本申请涉及热回收领域，尤其涉及一种数据中心用液冷机柜热回收装置及系统。

背景技术

数据中心是一整套复杂的设施，它不仅包括计算机系统和其它与之配套的设备(例如通信和存储系统)，还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。

随着数据中心能耗的快速增加，引起了国家高度重视，进而提出绿色数据中心概念。相比于风冷数据中心，液冷数据中心节能30％以上。因此，低能耗的液冷数据中心更为受到人们的关注。但是，液冷数据中心的这部分节能是从冷却数据中心冷却设备上节省下来的，而服务器能耗是不可避免的，如果能够将服务器消耗转换的热能进行再利用，则会进一步提升数据中心的能源利用效率。

相关技术中，利用离心式热泵机组将这些热能直接用于冬日建筑取暖和加热居民的生活用水。但该方式受季节影响，春冬供热需求多，余热回收效率高，夏季时无供热需求，导致夏季时的余热回收效率极低。

实用新型内容

为了改善余热回收受季节的影响，提高余热回收效率，本申请提供一种数据中心用液冷机柜热回收装置及系统。

第一方面，本申请提供一种数据中心用液冷机柜热回收装置，采用如下的技术方案：

一种数据中心用液冷机柜热回收装置，包括液冷机柜，所述液冷机柜的处理器表面设置有冷板，所述冷板设有进水口及出水口；

换热组件，所述换热组件包括换热管路及换热通道，所述换热管路连通在所述冷板的进水口及出水口之间，所述换热管路中设置有冷媒流体，所述冷媒流体在所述换热通道及所述冷板间循环流动，用于降低所述冷板的温度；

供热组件，所述供热组件包括供热管路及供热通道，所述换热管路与所述供热组件连通，所述供热通道与所述换热管路间充入冷却水，所述冷却水在所述供热通道与所述换热管路间循环流动，用于对所述冷媒流体进行降温；

制冷组件，所述制冷组件包括制冷通道及制冷气道，所述供热管路与所述制冷组件连通，所述制冷通道与所述供热管路间充入生活用水，所述生活用水在所述制冷通道与所述供热管路间循环流动，用于吸收所述生活用水的热量进行制冷。

优选的，所述换热组件还包括换热器，所述换热通道包括第一换热通道、第二换热通道，所述换热管路包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路，所述第一换热通道与所述第二换热通道设置在所述换热器内，所述第一换热通道进水口与所述第一管路连通，所述第一换热通道出水口与所述第二管路连通，所述第一管路与所述冷板的进水口连通，所述第二管路与所述冷板的出水口连通，形成第一循环回路；

所述第二换热通道的进水口与所述第三管路连通，所述第二换热通道的出水口与所述第四管路连通。

优选的，所述供热组件还包括第一水泵、第一三通接头、第二三通接头及高温离心式热泵机组，所述供热通道包括第一供热通道、第二供热通道，所述供热管路包括第五管路、第六管路、第七管路、第八管路，所述第一供热通道、所述第二供热通道设置在所述高温离心式热泵机组内，所述第一供热通道的进水口与所述第四管路连通，所述第一供热通道的出水口与所述第三管路连通，所述第一水泵设置在所述第三管路与所述第一供热通道之间，形成第二循环回路；

所述第一三通接头为一个进口两个出口的三通接头，所述第二供热通道的出水口与所述第一三通接头的进口连通，所述第一三通接头的第一出口与所述第五管路连通，所述第一三通接头的第二出口与所述第六管路连通；

所述第二三通接头为两个进口一个出口的三通接头，所述第二三通接头的进口与所述第二供热通道的进水口连通，所述第二三通接头的第一进口与所述第七管路连通，所述第二三通接头的第二进口与所述第八管路连通。

优选的，所述制冷组件还包括第三三通接头以及吸收式制冷机，所述制冷通道包括第一制冷通道、第二制冷通道，所述制冷气道包括第一气道、第二气道、第三气道，所述第一制冷通道与所述第二制冷通道设置在所述吸收式制冷机内，所述第一制冷通道的进水口与所述第六管路连通，所述第一制冷通道的出水口与所述第五管路连通，形成第三循环回路；

所述第二制冷通道进气口与所述第一气道连通，所述第三三通接头为一个进口两个出口的三通接头，所述第二制冷通道出气口与所述第三三通接头的进口连通，所述第三三通接头的第一出口与所述第二气道连通，所述第二气道与所述机柜连通，所述第三三通接头第二出口与所述第三气道连通。

优选的，还包括用户端，所述用户端包括第二水泵、供热端以及制冷端，所述供热端进水口与所述第五管路连通，所述供热端出水口与所述第七管路连通，所述第二水泵设置在所述第七管路与所述第二供热通道之间，所述制冷端与所述第三气道连通。

优选的，还包括闭式冷却塔、第三水泵及第四三通接头，所述第四三通接头为两进口一出口的三通接头，所述闭式冷却塔与所述第四三通接头的进口连通，所述第三水泵设置在所述闭式冷却塔与所述第三管路之间。

第二方面，本申请提供一种数据中心用液冷机柜冷热回收系统，采用如下的技术方案：

一种数据中心用液冷机柜冷热回收系统，包括所述数据中心用液冷机柜热回收装置。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.制冷组件吸收数据中心交换出的热量，并利用吸收的热量进行制冷，产生的冷气可以通入数据中心和/或居民家中，冷气使数据中心的散热效果更佳，夏季时也使附近居民家中有冷气，提高了余热的利用率；

2.高温离心式热泵机组将高温的冷却水进行降温，并将加热居民用水的水温，降低温度的冷却水继续循环去吸收数据中心发出的热量，加热的居民用水可以用于供暖、生活使用，实现热量回收。

附图说明

图1是本申请实施例数据中心用液冷机柜热回收装置的线路图。

图2是本申请实施例数据中心用液冷机柜冷热回收系统的结构图。附图

标记说明：1、液冷机柜；11、冷板；2、换热组件；21、第一换热通道；22、第二换热通道；23、换热器；3、供热组件；31、第一供热通道；32、第二供热通道；33、高温离心式热泵机组；4、制冷组件；41、第一制冷通道；42、第二制冷通道；43、吸收式制冷机；5、用户端；51、供热端；52、制冷端；6、闭式冷却塔；71、第一管路；72、第二管路；73、第三管路；74、第四管路；75、第五管路；76、第六管路；77、第七管路；78、第八管路；81、第一三通接头；82、第二三通接头；83、第三三通接头；84、第四三通接头；91、第一水泵；92、第二水泵；93、第三水泵；101、第一气道；102、第二气道；103、第三气道。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种数据中心用液冷机柜热回收装置。参照图1，数据中心用液冷机柜热回收装置包括液冷机柜1，换热组件2，供热组件3，制冷组件4。液冷机柜1的处理器表面设置有冷板11，冷板11内部设有进水口、出水口及水道，用于冷媒流体的流动。

参照图1，换热组件2包括第一换热通道21、第二换热通道22、第一管路71、第二管路72、第三管路73、第四管路74以及换热器23。第一换热通道21与第二换热通道22设置在换热器23内，第一换热通道21与第二换热通道22需要尽可能大的接触表面积，使第一换热通道21与第二换热通道22内的热量进行充分的交换。第一换热通道21进水口与第一管路71出水口连通，第一换热通道21出水口与第二管路72的进水口连通，第一管路71的出水口与冷板11的进水口连通，第二管路72的进水口与冷板11的出水口连通，形成第一循环回路。第一循环回路中的冷却物质可采用冷媒流体，第一循环回路中的低温的冷媒流体经过冷板11吸收液冷机柜1的处理器表面散发的热量，经过第一换热通道21将高温的冷媒流体进行快速降温，第一循环回路不断循环使液冷机柜1的处理器的温度始终处于最佳的工作温度。

参照图1，供热组件3包括第一供热通道31、第二供热通道32、第一水泵91、第一三通接头81、第二三通接头82、第五管路75、第六管路76、第七管路77、第八管路78以及高温离心式热泵机组33。第一供热通道31、第二供热通道32设置在高温离心式热泵机组33内。第二换热通道22的进水口与第三管路73出水口连通，第二换热通道22的出水口与第四管路74的进水口连通。第一供热通道31的进水口与第四管路74的出水口连通，第一供热通道31的出水口与第三管路73的进水口连通，第一水泵91设置在第三管路73与第一供热通道31之间，形成第二循环回路。第一水泵91采用循环泵，用于加速液体在管路中的流通速度。第二循环回路中的冷却物质可采用冷却水，第二循环回路中低温的冷却水经过第二换热通道22吸收第一换热通道21中高温冷媒流体的热量，由低温冷却水变为高温冷却水，使高温冷媒流体温度降低。

第一三通接头81为一个进口两个出口的三通接头，第一三通接头81为电磁三通接头。第二供热通道的出水口与第一三通接头81的进口连通，第一三通接头81的第一出口与第五管路75的进水口连通，第一三通接头1.的第二出口与第六管路76的进水口连通。第二三通接头82为两个进口一个出口的三通接头，第二三通接头82为电磁三通接头。第二三通接头2.的出口与第二供热通道的进水口连通，第二三通接头82的第一进口与第七管路77的出水口连通，第二三通接头82的第二进口与第八管路78的出水口连通。

参照图1，制冷组件4包括第一制冷通道41、第二制冷通道42、第一气道101、第二气道102、第三气道103、第三三通接头83以及吸收式制冷机43。第一制冷通道41与第二制冷通道42设置在吸收式制冷机43内，

第一制冷通道41的进水口与第六管路76的出水口连通，第一制冷通道41的出水口与第八管路78进水口连通，形成第三循环回路。第三循环回路中高温的居民生活用水经过吸收式制冷机43吸收热量进行制冷，且高温的居民生活用水被吸收热量后变成低温的居民生活用水。

第二制冷通道42进气口与第一气道101出气口连通，第一气道101的进气口与外界空气连通，第三三通接头83为一个进口两个出口的三通接头，第二制冷通道42出气口与第三三通接头83的进口连通，第三三通接头83的第一出口与第二气道102的进气口连通，第二气道102的出气口与液冷机柜连通，第三三通接头83第二出口与第三气道103的进气口连通。

制造的冷气通过气道传输至液冷机柜1以及居民建筑内，使液冷机柜1的散热效果更强，也使附近居民享受冷气。

吸收式制冷机43无原动力，直接使用热原理，因此机器坚固亦无震动，少噪音，能安装于任何地点；以水为制冷剂，获得容易，安全性高；可直接利用热源，它可利用低压蒸汽、热水，且耗电极少，只相当于同容量离心式机的2％--9％；变负荷容易，调节范围广(能在10％--100％范围内调节制冷量)；结构简单，运行方便。

参照图1，还包括用户端5，用户端5包括第二水泵92、供热端51以及制冷端52，供热端51进水口与第五管路75出水口连通，供热端51出水口与第七管路77进水口连通，第二水泵92设置在第七管路77与第二供热通道32之间，第二水泵92采用循环泵，制冷端52与第三气道103的出气口连通。当夏天时就关闭供热端的阀门，并打开制冷端的阀门，冷气会从第三气道103到达居民家中；当冬天时开启供热端阀门，并关闭制冷端的阀门，冷气无法到达居民家中，加热后的生活用水通过第五管路75进入居民住宅，为建筑进行供暖及为居民提供加热的生活用水。

参照图1，还包括闭式冷却塔6及第四三通接头84，第四三通接头84为两进口一出口的三通接头，闭式冷却塔6的出水口与第四三通接头84的第一进口连通，第三管路73与第四三通接头84的第二进口连通，闭式冷却塔6与第三管路73之间设置有第三水泵93。第三水泵93可采用循环泵，闭式冷却塔6由于是全封闭式循环冷却，不存在杂物进入冷却管路系统，从而发生管路堵塞的现象；闭式冷却塔6为软水循环冷却，在高温时也不会产生水垢生成，引起冷却管路系统结垢；闭式冷却塔6占地面积小，不需开挖水池，易址方便，节约用水，降低能耗；闭式冷却塔6采用风冷蒸发吸热双重冷却方式，冷却效率高。

本申请实施例还公开一种数据中心用液冷机柜冷热回收系统。参照图2，数据中心用液冷机柜冷热回收系统包括上述数据中心用液冷机柜热回收装置。

一种数据中心用液冷机柜热回收装置及系统，通过换热组件2、供热组件3、制冷组件4、用户端5以及闭式冷却塔6实现对数据中心冷却散热的同时，对余热进行充分利用，在夏天时可启用制冷组件4，使余热转换为冷气，既提高了液冷机柜1的冷却效果，又使居民在夏季时可以享受冷气。冬季时关闭制冷组件4，供热组件3利用余热对居民用水进行加热，实现对建筑的供暖。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种数据中心用液冷机柜热回收装置，包括液冷机柜(1)，所述液冷机柜(1)的处理器表面设置有冷板(11)，所述冷板(11)设有进水口及出水口，其特征在于，还包括：

换热组件(2)，所述换热组件(2)包括换热管路及换热通道，所述换热管路连通在所述冷板(11)的进水口及出水口之间，所述换热管路中设置有冷媒流体，所述冷媒流体在所述换热通道及所述冷板(11)间循环流动，用于降低所述冷板(11)的温度；

供热组件(3)，所述供热组件(3)包括供热管路及供热通道，所述换热管路与所述供热组件(3)连通，所述供热通道与所述换热管路间充入冷却水，所述冷却水在所述供热通道与所述换热管路间循环流动，用于对所述冷媒流体进行降温；

制冷组件(4)，所述制冷组件(4)包括制冷通道及制冷气道，所述供热管路与所述制冷组件(4)连通，所述制冷通道与所述供热管路间充入生活用水，所述生活用水在所述制冷通道与所述供热管路间循环流动，用于吸收所述生活用水的热量进行制冷。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心用液冷机柜热回收装置，其特征在于：所述换热组件(2)还包括换热器(23)，所述换热通道包括第一换热通道(21)、第二换热通道(22)，所述换热管路包括第一管路(71)、第二管路(72)、第三管路(73)、第四管路(74)，所述第一换热通道(21)与所述第二换热通道(22)设置在所述换热器(23)内，所述第一换热通道(21)进水口与所述第一管路(71)连通，所述第一换热通道(21)出水口与所述第二管路(72)连通，所述第一管路(71)与所述冷板(11)的进水口连通，所述第二管路(72)与所述冷板(11)的出水口连通，形成第一循环回路；

所述第二换热通道(22)的进水口与所述第三管路(73)连通，所述第二换热通道(22)的出水口与所述第四管路(74)连通。

3.根据权利要求2所述的一种数据中心用液冷机柜热回收装置，其特征在于：所述供热组件(3)还包括第一水泵(91)、第一三通接头(81)、第二三通接头(82)及高温离心式热泵机组(33)，所述供热通道包括第一供热通道(31)、第二供热通道(32)，所述供热管路包括第五管路(75)、第六管路(76)、第七管路(77)、第八管路(78)，所述第一供热通道(31)、所述第二供热通道(32)设置在所述高温离心式热泵机组(33)内，所述第一供热通道(31)的进水口与所述第四管路(74)连通，所述第一供热通道(31)的出水口与所述第三管路(73)连通，所述第一水泵(91)设置在所述第三管路(73)与所述第一供热通道(31)之间，形成第二循环回路；

所述第一三通接头(81)为一个进口两个出口的三通接头，所述第二供热通道的出水口与所述第一三通接头(81)的进口连通，所述第一三通接头(81)的第一出口与所述第五管路(75)连通，所述第一三通接头(81)的第二出口与所述第六管路(76)连通；

所述第二三通接头(82)为两个进口一个出口的三通接头，所述第二三通接头(82)的进口与所述第二供热通道的进水口连通，所述第二三通接头(82)的第一进口与所述第七管路(77)连通，所述第二三通接头(82)的第二进口与所述第八管路(78)连通。

4.根据权利要求3所述的一种数据中心用液冷机柜热回收装置，其特征在于：所述制冷组件(4)还包括第三三通接头(83)以及吸收式制冷机

(43)，所述制冷通道包括第一制冷通道(41)、第二制冷通道(42)，所述制冷气道包括第一气道(101)、第二气道(102)、第三气道(103)，所述第一制冷通道(41)与所述第二制冷通道(42)设置在所述吸收式制冷机(43)内，所述第一制冷通道(41)的进水口与所述第六管路(76)连通，所述第一制冷通道(41)的出水口与所述第五管路(75)连通，形成第三循环回路；

所述第二制冷通道(42)进气口与所述第一气道(101)连通，所述第三三通接头(83)为一个进口两个出口的三通接头，所述第二制冷通道(42)出气口与所述第三三通接头(83)的进口连通，所述第三三通接头(83)的第一出口与所述第二气道(102)连通，所述第二气道(102)与所述机柜(1)连通，所述第三三通接头(83)第二出口与所述第三气道(103)连通。

5.根据权利要求4所述的一种数据中心用液冷机柜热回收装置，其特征在于：还包括用户端(5)，所述用户端(5)包括第二水泵(92)、供热端(51)以及制冷端(52)，所述供热端(51)进水口与所述第五管路(75)连通，所述供热端(51)出水口与所述第七管路(77)连通，所述第二水泵(92)设置在所述第七管路(77)与所述第二供热通道(32)之间，所述制冷端(52)与所述第三气道(103)连通。

6.根据权利要求2所述的一种数据中心用液冷机柜热回收装置，其特征在于：还包括闭式冷却塔(6)、第三水泵(93)及第四三通接头(84)，所述第四三通接头(84)为两进口一出口的三通接头，所述闭式冷却塔(6)与所述第四三通接头(84)的进口连通，所述第三水泵(93)设置在所述闭式冷却塔(6)与所述第三管路(73)之间。

7.一种数据中心用液冷机柜热回收系统，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的数据中心用液冷机柜热回收装置。