CN220493439U - 数据中心制冷系统及液冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数据中心制冷系统及液冷设备，所述数据中心制冷系统包括进风口、出风口、第一冷却部、第二冷却部和控制器，所述第一冷却部的一端与所述第二冷却部的一端管路相连，所述第一冷却部的另一端与所述进风口相连，所述第二冷却部的另一端与所述出风口相连，以使服务器的热风从所述进风口进入，依次经过所述第一冷却部和所述第二冷却部并从所述出风口流出；所述控制器与所述第一冷却部和所述第二冷却部电连接，所述控制器用于控制所述第一冷却部和所述第二冷却部的工作状态，以调整所述数据中心制冷系统的制冷模式，从而能够适应外界环境和服务器的不同制冷需求，也降低了数据中心的能源消耗。

Description

数据中心制冷系统及液冷设备

技术领域

本实用新型涉及数据中心制冷技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种数据中心制冷系统及液冷设备。

背景技术

近年来，随着5G移动通信、互联网、云计算、大数据、物联网、AR/VR、人工智能等新型技术的快速发展，数据中心作为能源使用规模较大的用户，其在运行过程中会产生较多的热量，而热量的聚集会影响数据中心的运行效率。

目前，一些数据中心会将服务器设置于液冷设备内，通过液冷设备对服务器进行降温，从而改善服务器的散热效果。现有技术中，通常采用冷冻水来直接进行冷却，然而这种传统的冷冻水冷却方法，需要消耗大量的水资源，且制冷模式单一，难以适应不同的外界环境和制冷需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种数据中心制冷系统及液冷设备的新技术方案。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种数据中心制冷系统。

所述数据中心制冷系统包括：

进风口和出风口，所述进风口与所述出风口分别位于所述数据中心制冷系统的两侧，且所述进风口与所述出风口均朝向服务器；

第一冷却部和第二冷却部，所述第一冷却部的一端与所述第二冷却部的一端管路相连，所述第一冷却部的另一端与所述进风口相连，所述第二冷却部的另一端与所述出风口相连，以使服务器的热风从所述进风口进入，依次经过所述第一冷却部和所述第二冷却部并从所述出风口流出；

控制器，所述控制器与所述第一冷却部和所述第二冷却部电连接，所述控制器用于控制所述第一冷却部和所述第二冷却部的工作状态，以调整所述数据中心制冷系统的制冷模式。

可选地，所述第一冷却部包括冷却盘管，所述冷却盘管内流通有第一冷却介质，在所述第一冷却部处于工作状态时，所述第一冷却介质用于对服务器的热风进行第一次冷却。

可选地，所述第一冷却介质为软化水。

可选地，所述第二冷却部包括蒸发器，所述蒸发器连接于所述冷却盘管和所述出风口之间，所述蒸发器内流通有第二冷却介质，在所述第二冷却部处于工作状态时，所述第二冷却介质用于对服务器的热风进行第二次冷却。

可选地，所述第二冷却部还包括压缩机和冷凝器，所述压缩机的一端、所述冷凝器的一端均与所述蒸发器连接，所述压缩机的另一端与所述冷凝器的另一端连接。

可选地，所述第二冷却部还包括氟泵，所述氟泵与所述压缩机并联，所述氟泵连接于所述蒸发器和所述冷凝器之间。

可选地，所述第一冷却部还包括第一阀门，所述第一阀门位于所述冷却盘管上，所述第二冷却部还包括第二阀门和第三阀门，所述第二阀门并联于所述压缩机的两端，所述第三阀门并联于所述氟泵的两端。

可选地，所述数据中心制冷系统包括三种制冷模式，在所述数据中心制冷系统处于第一制冷模式时，所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门均开启，所述冷却盘管用于对服务器的热风进行降温；

在所述数据中心制冷系统处于第二制冷模式时，所述第一阀门和所述第三阀门开启，所述第二阀门关闭，所述冷却盘管和所述压缩机依次对服务器的热风进行降温；

在所述数据中心制冷系统处于第三制冷模式时，所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门均关闭，所述氟泵和所述压缩机用于对服务器的热风进行降温。

可选地，所述数据中心制冷系统还包括过滤部，所述过滤部连接于所述第二冷却部和所述出风口之间。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种液冷设备。所述液冷设备包括箱体和上述的数据中心制冷系统，所述数据中心制冷系统设置于所述箱体内。

本实用新型的一个技术效果在于，通过设置数据中心制冷系统包括第一冷却部、第二冷却部和控制器，所述控制器与所述第一冷却部和所述第二冷却部电连接，所述控制器用于控制所述第一冷却部和所述第二冷却部的工作状态，以调整所述数据中心制冷系统的制冷模式，从而能够适应外界环境和服务器的不同制冷需求，也降低了数据中心的能源消耗。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例的一种数据中心制冷系统的一个示意图。

附图标记说明：

1、第一冷却部；2、第二冷却部；21、蒸发器；22、压缩机；23、冷凝器；24、氟泵；25、第二阀门；26、第三阀门；3、过滤部。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本实用新型提供了一种数据中心制冷系统，该数据中心制冷系统可以用于数据中心的液冷设备中，并能够在数据中心制冷系统的制冷过程中实现最大程度对自然冷源的利用，以实现较低的电源使用效率PUE(Power Usage Effectiveness)，从而降低数据中心能源消耗。

如图1所示，本实用新型实施例提供的数据中心制冷系统包括：

进风口和出风口，所述进风口与所述出风口分别位于所述数据中心制冷系统的两侧，且所述进风口与所述出风口均朝向服务器；

第一冷却部1和第二冷却部2，所述第一冷却部1的一端与所述第二冷却部2的一端管路相连，所述第一冷却部1的另一端与所述进风口相连，所述第二冷却部2的另一端与所述出风口相连，以使服务器的热风从所述进风口进入，依次经过所述第一冷却部1和所述第二冷却部2并从所述出风口流出；

控制器，所述控制器与所述第一冷却部1和所述第二冷却部2电连接，所述控制器用于控制所述第一冷却部1和所述第二冷却部2的工作状态，以调整所述数据中心制冷系统的制冷模式。

如图1所示，本实用新型实施例设置进风口与出风口分别位于数据中心制冷系统的两侧，以便于服务器的热风从一侧的进风口进入数据中心制冷系统内进行冷却，并在降温之后从另一侧的出风口流出，从而实现服务器的冷却降温。

其中，可以设置进风口与出风口分别位于数据中心制冷系统的两相对侧，以便于服务器的热风从进风口进入数据中心制冷系统并降温之后直接从出风口流出，能够降低数据中心制冷系统的制冷损耗，提高了数据中心制冷系统的制冷效果。也可以设置进风口与出风口分别位于数据中心制冷系统的两相邻侧，以便于适应不同的数据中心制冷系统的设计需求，提高了该数据中心制冷系统的适用范围。

如图1所示，本实用新型实施例设置第一冷却部1的一端与第二冷却部2的一端管路相连，第一冷却部1的另一端与进风口相连，第二冷却部2的另一端与出风口相连。也即，第一冷却部1和第二冷却部2串联于进风口和出风口之间，使得服务器的热风能够从进风口进入，依次经过第一冷却部1和第二冷却部2并从出风口流出。

其中，可以通过控制器控制第一冷却部1和第二冷却部2的工作状态，以调整数据中心制冷系统的制冷模式，从而能够控制数据中心制冷系统的制冷能力，以适应外界环境和服务器的不同制冷需求，也降低了数据中心的能源消耗。控制器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，利用控制器能够对第一冷却部1和第二冷却部2的工作状态进行调整，属于本领域常规的软件控制原理，故在此不做赘述。

具体地，可以通过控制器控制第一冷却部1工作，而第二冷却部2不工作，以使第一冷却部1可以单独对服务器的热风进行冷却降温，以降低数据中心的能源消耗，此时可以进行第二冷却部2的维修与更换；也可以控制第一冷却部1和第二冷却部2均工作，以使第一冷却部1和第二冷却部2能够依次对服务器的热风进行冷却降温，从而实现叠加降温效果；还可以控制第二冷却部2工作，而第一冷却部1不工作，以使第二冷却部2可以单独对服务器的热风进行冷却降温，此时可以进行第一冷却部1的维修与更换。

可选地，所述第一冷却部1包括冷却盘管，所述冷却盘管内流通有第一冷却介质，在所述第一冷却部1处于工作状态时，所述第一冷却介质用于对服务器的热风进行第一次冷却。

具体地，本实用新型实施例设置第一冷却部1可以包括冷却盘管，冷却盘管内流通有第一冷却介质，在第一冷却部1处于工作状态时，第一冷却介质能够在冷却盘管内流动并吸收服务器的热量，从而能够对从进风口吹入的服务器的热风进行第一次冷却。

另外，冷却盘管一般采用不锈钢材质制成，也能够提高第一冷却部1的防腐蚀效果，也提高了第一冷却部1的热交换可靠性。

可选地，所述第一冷却介质为软化水。

具体地，本实用新型实施例设置第一冷却介质可以为软化水，一方面，软化水能够降低冷却盘管内积压水垢的风险，提高了第一冷却部1的热交换可靠性；另一方面，软化水能够避免水碱，保证了数据中心制冷系统的正常运行。

可选地，所述第二冷却部2包括蒸发器21，所述蒸发器21连接于所述冷却盘管和所述出风口之间，所述蒸发器21内流通有第二冷却介质，在所述第二冷却部2处于工作状态时，所述第二冷却介质用于对服务器的热风进行第二次冷却。

如图1所示，本实用新型实施例设置第二冷却部2可以包括蒸发器21，蒸发器21连接于冷却盘管和出风口之间，也即蒸发器21的一端与冷却盘管的出风口相连，蒸发器21的另一端与数据中心制冷系统的出风口相连。以此，在第一冷却部1和第二冷却部2均处于工作状态时，蒸发器21内的第二冷却介质能够对吹入其中的服务器的热风进行第二次冷却，以实现叠加冷却，提高了该数据中心制冷系统的制冷能力。

其中，第二冷却介质可以为常用的环保制冷剂，例如R407C、R290等，能够提高第二冷却部2的制冷环保性。

另外，在第一冷却部1和第二冷却部2均处于工作状态时，能够利用第一冷却部1和第二冷却部2实现对服务器热风的叠加冷却，便于灵活调整第一冷却部1和第二冷却部2的功率，也降低了该数据中心制冷系统的能源消耗。

可选地，所述第二冷却部2还包括压缩机22和冷凝器23，所述压缩机22的一端、所述冷凝器23的一端均与所述蒸发器21连接，所述压缩机22的另一端与所述冷凝器23的另一端连接。

如图1所示，本实用新型实施例设置第二冷却部2还可以包括压缩机22和冷凝器23，压缩机22的一端、冷凝器23的一端均与蒸发器21连接，压缩机22的另一端与冷凝器23的另一端连接，以使压缩机22、冷凝器23和蒸发器21两两相连，从而能够利用压缩机22、冷凝器23和蒸发器21驱动第二冷却介质在第二冷却部2内循环，以保证第二冷却介质的冷却性能，提高了第二冷却部2的制冷效果。

可选地，所述第二冷却部2还包括氟泵24，所述氟泵24与所述压缩机22并联，所述氟泵24连接于所述蒸发器21和所述冷凝器23之间。

如图1所示，本实用新型实施例设置第二冷却部2还可以包括氟泵24，氟泵24与压缩机22并联，以能够通过控制氟泵24和压缩机22的工作状态来调整第二冷却部2的制冷模式，从而调整数据中心制冷系统的的制冷模式。

其中，氟泵24连接于蒸发器21和冷凝器23之间，以使氟泵24、冷凝器23和蒸发器21两两相连，从而能够利用氟泵24、冷凝器23和蒸发器21驱动第二冷却介质在第二冷却部2内循环，以保证第二冷却介质的冷却性能，提高了第二冷却部2的制冷效果。

可选地，所述第一冷却部1还包括第一阀门，所述第一阀门位于所述冷却盘管上，所述第二冷却部2还包括第二阀门25和第三阀门26，所述第二阀门25并联于所述压缩机22的两端，所述第三阀门26并联于所述氟泵24的两端。

如图1所示，本实用新型实施例设置第一冷却部1还可以包括第一阀门，第一阀门位于冷却盘管上，以能够通过控制器控制第一阀门的开闭来控制冷却盘管的工作状态，以控制第一冷却部1的工作状态，也即可以通过第一阀门来控制第一冷却部1的第一次冷却的开启和关闭，以适应外界环境和服务器的不同制冷需求。

在此基础上，本实用新型实施例设置第二冷却部2还可以包括第二阀门25和第三阀门26，第二阀门25并联于压缩机22的两端，以能够通过控制器控制第二阀门25的开闭来控制压缩机22的工作状态；第三阀门26并联于氟泵24的两端，以能够通过控制器控制第三阀门26的开闭来控制氟泵24的工作状态，从而调整第二冷却部2的制冷模式，以调整数据中心制冷系统的的制冷模式。

其中，第一阀门、第二阀门25和第三阀门26可以为电动球阀、电子膨胀阀或者电磁阀等。

可选地，所述数据中心制冷系统包括三种制冷模式，在所述数据中心制冷系统处于第一制冷模式时，所述第一阀门、所述第二阀门25和所述第三阀门26均开启，所述冷却盘管用于对服务器的热风进行降温；

在所述数据中心制冷系统处于第二制冷模式时，所述第一阀门和所述第三阀门26开启，所述第二阀门25关闭，所述冷却盘管和所述压缩机22依次对服务器的热风进行降温；

在所述数据中心制冷系统处于第三制冷模式时，所述第一阀门、所述第二阀门25和所述第三阀门26均关闭，所述氟泵24和所述压缩机22用于对服务器的热风进行降温。

具体地，本实用新型实施例通过控制第一阀门、第二阀门25和第三阀门26的开启和关闭，使得该数据中心制冷系统可以包括三种制冷模式：第一制冷模式、第二制冷模式和第三制冷模式。

在数据中心制冷系统处于第一制冷模式时，第一阀门、第二阀门25和第三阀门26均开启，此时冷却盘管处于工作状态，而氟泵24和压缩机22分别被第三阀门26和第二阀门25短路，也即氟泵24和压缩机22均不工作，以使冷却盘管能够单独对服务器的热风进行冷却降温，从而降低数据中心的能源消耗。

在数据中心制冷系统处于第二制冷模式时，第一阀门和第三阀门26开启，第二阀门25关闭，此时冷却盘管和压缩机22处于工作状态，而氟泵24被第三阀门26短路，也即氟泵24不工作，以使冷却盘管和压缩机22能够依次对服务器的热风进行降温，以实现叠加降温，从而能够保证服务器的工作温度。

在数据中心制冷系统处于第三制冷模式时，第一阀门、第二阀门25和第三阀门26均关闭，此时氟泵24和压缩机22处于工作状态，而冷却盘管不工作，也即第一冷却部1不工作，以使氟泵24和压缩机22用于对服务器的热风进行降温，便于对冷却盘管进行维修与更换。另外，通过第一阀门关闭冷却盘管的制冷能力，也能够在极端环境下保护冷却盘管，延长了冷却盘管的使用寿命。

可选地，还包括过滤部3，所述过滤部3连接于所述第二冷却部2和所述出风口之间。

如图1所示，本实用新型实施例在第二冷却部2和出风口之间还设置有过滤部3，过滤部3用于对通过出风口吹入服务器的冷风进行过滤除杂，以净化吹入服务器的冷风，提高了服务器的运行可靠性。其中，过滤部3可以为常用的过滤器。

本实用新型还提供了一种液冷设备，所述液冷设备包括箱体和上述的数据中心制冷系统，数据中心制冷系统设置于箱体内，以能够在利用数据中心制冷系统实现不同制冷模式的同时，也可以利用箱体来保护数据中心制冷系统，提高了液冷设备的工作可靠性。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种数据中心制冷系统，其特征在于，包括：

进风口和出风口，所述进风口与所述出风口分别位于所述数据中心制冷系统的两侧，且所述进风口与所述出风口均朝向服务器；

第一冷却部(1)和第二冷却部(2)，所述第一冷却部(1)的一端与所述第二冷却部(2)的一端管路相连，所述第一冷却部(1)的另一端与所述进风口相连，所述第二冷却部(2)的另一端与所述出风口相连，以使服务器的热风从所述进风口进入，依次经过所述第一冷却部(1)和所述第二冷却部(2)并从所述出风口流出；

控制器，所述控制器与所述第一冷却部(1)和所述第二冷却部(2)电连接，所述控制器用于控制所述第一冷却部(1)和所述第二冷却部(2)的工作状态，以调整所述数据中心制冷系统的制冷模式。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心制冷系统，其特征在于，所述第一冷却部(1)包括冷却盘管，所述冷却盘管内流通有第一冷却介质，在所述第一冷却部(1)处于工作状态时，所述第一冷却介质用于对服务器的热风进行第一次冷却。

3.根据权利要求2所述的一种数据中心制冷系统，其特征在于，所述第一冷却介质为软化水。

4.根据权利要求2所述的一种数据中心制冷系统，其特征在于，所述第二冷却部(2)包括蒸发器(21)，所述蒸发器(21)连接于所述冷却盘管和所述出风口之间，所述蒸发器(21)内流通有第二冷却介质，在所述第二冷却部(2)处于工作状态时，所述第二冷却介质用于对服务器的热风进行第二次冷却。

5.根据权利要求4所述的一种数据中心制冷系统，其特征在于，所述第二冷却部(2)还包括压缩机(22)和冷凝器(23)，所述压缩机(22)的一端、所述冷凝器(23)的一端均与所述蒸发器(21)连接，所述压缩机(22)的另一端与所述冷凝器(23)的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的一种数据中心制冷系统，其特征在于，所述第二冷却部(2)还包括氟泵(24)，所述氟泵(24)与所述压缩机(22)并联，所述氟泵(24)连接于所述蒸发器(21)和所述冷凝器(23)之间。

7.根据权利要求6所述的一种数据中心制冷系统，其特征在于，所述第一冷却部(1)还包括第一阀门，所述第一阀门位于所述冷却盘管上，所述第二冷却部(2)还包括第二阀门(25)和第三阀门(26)，所述第二阀门(25)并联于所述压缩机(22)的两端，所述第三阀门(26)并联于所述氟泵(24)的两端。

8.根据权利要求7所述的一种数据中心制冷系统，其特征在于，所述数据中心制冷系统包括三种制冷模式，在所述数据中心制冷系统处于第一制冷模式时，所述第一阀门、所述第二阀门(25)和所述第三阀门(26)均开启，所述冷却盘管用于对服务器的热风进行降温；

在所述数据中心制冷系统处于第二制冷模式时，所述第一阀门和所述第三阀门(26)开启，所述第二阀门(25)关闭，所述冷却盘管和所述压缩机(22)依次对服务器的热风进行降温；

在所述数据中心制冷系统处于第三制冷模式时，所述第一阀门、所述第二阀门(25)和所述第三阀门(26)均关闭，所述氟泵(24)和所述压缩机(22)用于对服务器的热风进行降温。

9.根据权利要求1所述的一种数据中心制冷系统，其特征在于，还包括过滤部(3)，所述过滤部(3)连接于所述第二冷却部(2)和所述出风口之间。

10.一种液冷设备，其特征在于，包括箱体和权利要求1至9中任意一项所述的数据中心制冷系统，所述数据中心制冷系统设置于所述箱体内。