CN220653846U - 数据中心高温冷源降温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种数据中心高温冷源降温系统，其包括液冷冷却水设备、冷却塔以及连接于所述液冷冷却水设备的一次侧的第一供液管路和第二供液管路，其还包括冷却塔辅助降温设备，所述冷却塔辅助降温设备连接在所述第二供液管路上，所述冷却塔通过所述第一供液管路以及所述第二供液管路连接所述液冷冷却水设备。本实用新型通过设置冷却塔辅助降温设备使数据中心高温冷源降温系统的冷却水出水温度在不同运行工况下均能够达标，保证数据中心液冷系统冷却水系统的正常运行。

Description

数据中心高温冷源降温系统

技术领域

本实用新型涉及建筑技术领域，具体涉及数据中心高温冷却水极端气候条件下水温进行控制的数据中心高温冷源降温系统。

背景技术

在数据中心设计层面，一个重要的趋势是提高功率密度。鉴于数据中心的空间限制，其需要更高效的运作，以应对电力需求和成本的上升，很明显，将每台机架投入更多的资源是一个非常实用的解决方案。数据中心的单机柜功率密度每5年几乎以15％～20％的增速在提高。但是发热量越来越大，最高的单机柜功率密度已经达到50kW，超过了风冷式冷却方案的冷却极限。

为了能够更好地适应数据中心发展，并且落实国家双碳战略，数据中心液冷技术的出现可以适应高功率密度的发展趋势，系统冷却水温的提升可显著降低数据中心运行中的能源消耗。

数据中心液冷系统冷却水温度工艺需求一般为供液温度30～35℃，全国大部分地区可以利用冷却塔提供高温冷却水，但有些地区室外夏季极端湿球温度条件下有可能无法保证冷却水出水温度，影响液冷机柜正常运行，严重影响系统安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种数据中心高温冷源降温系统，达到室外极端湿球温度条件下仍能够达到冷却水出水温度要求，保证数据中心液冷系统冷却水系统正常运行。

为了实现上述目的，本实用新型的数据中心高温冷源降温系统包括液冷冷却液设备、冷却塔以及连接于所述液冷冷却水设备的一次侧的第一供液管路和第二供液管路，其还包括冷却塔辅助降温设备，所述冷却塔辅助降温设备连接在所述第二供液管路上，所述冷却塔通过所述第一供液管路以及所述第二供液管路连接所述液冷冷却水设备。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述冷却塔辅助降温设备包括板式换热器。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述冷却塔辅助降温设备还包括连接所述板式换热器的一次侧的辅助冷源，所述板式换热器的二次侧连接在所述第二供液管路上。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述辅助冷源与所述板式换热器的一次侧之间的进线管路上具有辅助一次控制阀。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述第二供液管路上具有辅助二次控制阀。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述辅助二次控制阀为两个，分别连接在所述板式换热器的二次侧的进液管路和出液管路上。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述辅助冷源为一电制冷冷冻水系统的主供液管。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述板式换热器的一次侧以及二次侧均连接有过滤器。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述第一供液管路上具有主进液控制阀。

上述的数据中心高温冷源降温系统的一实施方式中，所述主进液控制阀位于两个所述辅助二次控制阀之间。

本实用新型的有益功效在于，本实用新型通过设置冷却塔辅助降温设备使数据中心高温冷源降温系统的冷却水出水温度在不同运行工况下均能够达标。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型的数据中心高温冷源降温系统的结构框图；

图2为本实用新型的数据中心高温冷源降温系统的原理图；

图3为本实用新型的数据中心高温冷源降温系统的管道布置图。

其中，附图标记

100：液冷冷却水设备

200：冷却塔

210：第一供液管路

220：第二供液管路

230：循环泵

240：回液管路

300：冷却塔辅助降温设备

310：板式换热器

400：电制冷冷冻水系统

V1：主进液控制阀

V2、V3：辅助二次控制阀

V4：回液控制阀

V5：辅助一次控制阀

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。

说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但不是每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这样的表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，不管有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。

在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术人员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。术语“相连”等应做广义理解，例如，可以是直接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型对指示方位或位置关系的描述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和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或构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的限制。

如图1至图3所示，本实用新型的数据中心高温冷源降温系统包括液冷冷却水设备100和冷却塔200，冷却塔200用于为液冷冷却水设备100提供符合要求的冷却水。

本实用新型的数据中心高温冷源降温系统还包括连接于液冷冷却水设备100的一次侧的第一供液管路210和第二供液管路220。本实用新型的数据中心高温冷源降温系统还包括冷却塔辅助降温设备300，冷却塔辅助降温设备300连接在第二供液管路220上。也就是说，冷却塔200通过第一供液管路210直接向液冷冷却水设备100提供冷却水，通过第二供液管路220连同冷却塔辅助降温设备300向液冷冷却水设备100提供冷却水。

在室外极端湿球温度条件下，无法保证冷却水出水温度，则无法保证数据中心液冷系统冷却水系统正常运行。本实用新型通过设置冷却塔辅助降温设备300调整液冷系统冷却水供水温度，确保在室外极端湿球温度下仍能够保证系统正常工作。

冷却塔辅助降温设备300包括板式换热器310。冷却塔辅助降温设备300还包括连接于板式换热器310的一次侧的辅助冷源，冷却塔辅助降温设备300的板式换热器310的二次侧连接在第二供液管路220上。

其中，辅助冷源接自原有的电制冷冷冻水系统400的主供回水管，管道截面根据辅助冷源制冷量及原有的电制冷冷冻水系统400的供回水温度确定。根据机房等级确定电制冷冷源备用冷源冷量，辅助冷源总冷量不超过备用冷源冷量。

板式换热器310为冷却塔辅助降温设备300的核心设备，为提高对设备质量的控制，板式换热器310例如选择换热温差为1℃的板式换热器，板式换热器310的一次侧连接辅助冷源的冷冻水供回水管道，二次侧连接液冷冷却水设备100的供回水系统。

其中，板式换热器310的二次侧以冷却塔200的循环泵230为循环动力。为满足进入降温板式换热器300的水质颗粒物要求，一次侧进水管路上及二次侧进水管路上可均设置28目Y型过滤器。

本实用新型的数据中心高温冷源降温系统还包括系统运行工况切换的电动阀门设置。其中，连接冷却塔200与液冷冷却水设备100的第一供液管路210上具有主进液控制阀V1，连接冷却塔200、板式换热器310以及液冷冷却水设备100的第二供液管路220上具有辅助二次控制阀V2、V3。连接液冷冷却水设备100与冷却塔200的回液管路240上具有回液控制阀V4。辅助冷源与板式换热器310的一次侧之间的进线管路上具有辅助一次控制阀V5。辅助二次控制阀V2、V3分别连接在板式换热器310的二次侧的进液管路和出液管路上，主进液控制阀V1位于辅助二次控制阀V2、V3之间。

本实用新型中，为实现非辅助降温工况时，电制冷冷冻水不进板式换热器310，在板式换热器120一次侧进水管路上设置辅助一次控制阀V5，用以根据液冷冷却水供水温度判断阀门启闭及开启大小。为实现辅助降温工况与正常运行工况切换，在板式换热器300二次侧的供、回水管路上设置辅助二次控制阀V2、V3，在循环泵230所在的第一供液管路210上设置主进液控制阀V1。

在系统运行的过程中，根据具体项目系统设计及室外气候条件的需要，通过控制电动阀门的启闭及调节阀门开度，控制系统的运行逻辑，在室外极端湿球温度，液冷冷却水供水温度不满足设计需求的情况下开启辅助降温系统，保证液冷冷却水供水温度控制在设计温度范围内，实现系统安全、可靠运行。

本实用新型的不同巡行工况下阀门状态说明如下表所示。

运行工况	V1	V2	V3	V4	V5
						冷却塔出水温度正常	开	关	关	开	关
室外湿球温度超标	关	开	开	开	可调

本实用新型规范了电制冷冷冻水系统400作为本实用新型的数据中心高温冷源降温系统的冷却塔辅助降温设备300的辅助冷源310的系统设置原则，规范了满足系统运行工况切换的电动阀门设置原则，系统更简洁、安全可靠、便于管理。

本实用新型可以根据具体项目的电制冷冷冻水系统400配置情况和液冷冷却水辅助降温需求确定冷却塔辅助降温设备300的配置数量，例如可以采用一套板式换热器310，也可以采用多套板式换热器310。在系统方案构件环节，每个冷却塔辅助降温设备300功能模块设计原则一致，标准化设计，提高工作效率的同时，降低工作成本。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种数据中心高温冷源降温系统，包括液冷冷却水设备、冷却塔、连接于所述液冷冷却水设备的一次侧的第一供液管路，其特征在于，还包括冷却塔辅助降温设备和连接于所述液冷冷却水设备的一次侧的第二供液管路，所述冷却塔辅助降温设备连接在所述第二供液管路上，所述冷却塔通过所述第一供液管路以及所述第二供液管路连接所述液冷冷却水设备。

2.根据权利要求1所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述冷却塔辅助降温设备包括板式换热器。

3.根据权利要求2所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述冷却塔辅助降温设备还包括连接所述板式换热器的一次侧的辅助冷源，所述板式换热器的二次侧连接在所述第二供液管路上。

4.根据权利要求3所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述辅助冷源与所述板式换热器的一次侧之间的进线管路上具有辅助一次控制阀。

5.根据权利要求3所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述第二供液管路上具有辅助二次控制阀。

6.根据权利要求5所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述辅助二次控制阀为两个，分别连接在所述板式换热器的二次侧的进液管路和出液管路上。

7.根据权利要求3所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述辅助冷源为一电制冷冷冻水系统的主供液管。

8.根据权利要求2所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述板式换热器的一次侧以及二次侧均连接有过滤器。

9.根据权利要求6所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述第一供液管路上具有主进液控制阀。

10.根据权利要求9所述的数据中心高温冷源降温系统，其特征在于，所述主进液控制阀位于两个所述辅助二次控制阀之间。