CN220798864U - 用于数据中心的制冷系统及数据中心 - Google Patents

Abstract

本申请涉及制冷系统技术领域，公开一种用于数据中心的制冷系统，所述数据中心包括液冷服务器；其中，所述制冷系统包括液冷系统和风冷系统；液冷系统，包括构成制冷剂循环回路的压缩机、第一冷却器和板式换热器；板式换热器包括第一支路和第二支路，第一支路用于流通制冷剂；第二支路用于流通冷却液，第二支路与液冷服务器的液冷板连通；风冷系统，包括构成制冷剂循环回路的第二冷却器、制冷剂驱动装置、节流装置和蒸发器；第二冷却器的入口与板式换热器的第一支路的出口连通。该制冷系统的制冷方式，相较于液冷服务器依赖于液冷散热和自身风扇散热的方式，具有更好的散热效果，可以提升数据中心服务器的散热效率。本申请还公开了一种数据中心。

Description

用于数据中心的制冷系统及数据中心

技术领域

本申请涉及制冷系统技术领域，特别涉及一种用于数据中心的制冷系统及数据中心。

背景技术

目前，随着服务器性能的提升，服务器芯片及其它元器件的散热需求也随之增大。

相关技术中数据中心通常采用冷板式液冷服务器，来解决散热问题。然而，冷板式液冷服务器通过液冷系统仅可以对芯片等发热量较大元器件进行散热。对于服务器中其它发热量较小的元器件，依赖于服务器自身的散热风扇进行散热，散热效率较低。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于数据中心的制冷系统及数据中心，可以提升数据中心服务器的散热效率。

在一些实施例中，所述数据中心包括液冷服务器；其中，所述制冷系统包括液冷系统和风冷系统；

液冷系统，包括构成制冷剂循环回路的压缩机、第一冷却器和板式换热器；板式换热器包括第一支路和第二支路，第一支路用于流通制冷剂；第二支路用于流通冷却液，第二支路与液冷服务器的液冷板连通；其中，第一支路和第二支路可进行热量交换，第二支路流出的冷却液流经液冷板可对液冷服务器散热；

风冷系统，包括构成制冷剂循环回路的第二冷却器、制冷剂驱动装置、节流装置和蒸发器；第二冷却器的入口与板式换热器的第一支路的出口连通；其中，制冷剂经节流装置节流后流入蒸发器可对液冷服务器散热。

在一些实施例中，所述数据中心包括至少一台液冷服务器和前述制冷系统，所述制冷系统用于对液冷服务器进行散热。

本公开实施例提供的用于数据中心的制冷系统及数据中心，可以实现以下技术效果：

数据中心运行过程中，首先，液冷系统中的压缩机可以将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂流入第一冷却器被冷却为高温高压的液态制冷剂。高温高压的液态制冷剂流入板式换热器的第一支路，可与第二支路中的冷却液进行热量交换，使得制冷剂流经第一支路吸热转换为高温高压的气态制冷剂，第二支路中的冷却液放热后，流经液冷板可对液冷服务器散热，即对液冷服务器的芯片等发热量较大元器件进行散热。其次，板式换热器第一支路流出的高温高压的气态制冷剂，流入第二冷却器被冷却为高温高压的液态制冷剂，高温高压的液态制冷剂在制冷剂驱动装置的作用下流入节流装置，高温高压的液态制冷剂经节流装置节流后转换为低温低压的液态制冷剂，低温低压的液态制冷剂流入蒸发器吸热后转换为低温低压的气态制冷剂，以实现液态服务器的风冷式散热。

这样，本公开实施例中液冷服务器的上述散热方式，相较于液冷服务器依赖于液冷散热和自身风扇散热的方式，具有更好的散热效果。从而，可以提升数据中心服务器的散热效率。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元

件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一种数据中心的示意图；

图2是本公开实施例提供的一种多个蒸发器连接的示意图；

图3是本公开实施例提供的一种数据中心的电气连接的示意图。

附图标记：

100：数据中心；1：液冷系统；2：风冷系统；

11：压缩机；12：第一冷却器；13：板式换热器；14：冷却液循环泵；

121：第一冷却管；122：第一风机；123：第一蓄水池；124：第一喷射装置；125：第一循环水泵；126：第一进水管；127：第一出水管；

131：第一支路；312：第二支路；

21：第二冷却器；22：制冷剂驱动装置；23：节流装置；24：蒸发器；

211：第二冷却管；212：第二风机；213：第二蓄水池；214：第二喷射装置；215：第二循环水泵；216：第二进水管；217：第二出水管。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。

例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，A与B相对应指的是A与B之间是一种关联关系或绑定关系。

目前，随着服务器性能的提升，服务器芯片及其它元器件的散热需求也随之增大。相关技术中数据中心通常采用冷板式液冷服务器，来解决散热问题。然而，冷板式液冷服务器通过液冷系统仅可以对芯片等发热量较大元器件进行散热。对于服务器中其它发热量较小的元器件，依赖于服务器自身的散热风扇进行散热，散热效率较低。

鉴于此，本公开实施例提供一种用于数据中心的制冷系统及数据中心，在制冷系统为数据中心进行散热的过程中，该制冷系统的制冷方式，相较于液冷服务器依赖于液冷散热和自身风扇散热的方式，具有更好的散热效果。从而，可以提升数据中心服务器的散热效率。

结合图1所示，本公开实施例提供一种数据中心100，包括制冷系统和至少一台液冷服务器3。其中，制冷系统包括液冷系统1和风冷系统2，液冷系统1和风冷系统2分别用于对液冷服务器3进行散热。

液冷系统1包括构成制冷剂循环回路的压缩机11、第一冷却器12和板式换热器13。板式换热器13包括第一支路131和第二支路132，第一支路131用于流通制冷剂。第二支路132用于流通冷却液，第二支路132与液冷服务器131的液冷板连通。其中，第一支131路和第二支路132可进行热量交换，第二支路132流出的冷却液流经液冷板可对液冷服务器3散热。

风冷系统2包括构成制冷剂循环回路的第二冷却器21、制冷剂驱动装置22、节流装置23和至少一个蒸发器24。第二冷却器21的入口与板式换热器13的第一支路131的出口连通。其中，在风冷系统2中，制冷剂经节流装置23节流后流入蒸发器24可对液冷服务器3散热。

本公开实施例中，数据中心100运行过程中，首先，液冷系统1中的压缩机11可以将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂流入第一冷却器12被冷却为高温高压的液态制冷剂。高温高压的液态制冷剂流入板式换热器13的第一支路131，可与第二支路132中的冷却液进行热量交换，使得制冷剂流经第一支路131吸热转换为高温高压的气态制冷剂，第二支路132中的冷却液放热后，流经液冷板可对液冷服务器3散热，即对液冷服务器3的芯片等发热量较大元器件进行散热。其次，板式换热器13的第一支路131流出的高温高压的气态制冷剂，流入第二冷却器21被冷却为高温高压的液态制冷剂，高温高压的液态制冷剂在制冷剂驱动装置22的作用下流入节流装置23，高温高压的液态制冷剂经节流装置23节流后转换为低温低压的液态制冷剂，低温低压的液态制冷剂流入蒸发器24吸热后转换为低温低压的气态制冷剂，以实现液态服务器3的风冷式散热。这样，本公开实施例中液冷服务器的上述散热方式，相较于液冷服务器依赖于液冷散热和自身风扇散热的方式，具有更好的散热效果。从而，可以提升数据中心服务器的散热效率。

另外，本公开实施例的数据中心100中，在液冷侧和风冷侧分别采用第一冷却器12和第二冷却器21进行两次冷却，实现制冷系统的复叠冷却。从而，减少制冷管路中制冷剂温度过高，造成压缩机11过热损坏的情况。

可选地，结合图2所示，本公开实施例中在蒸发器24为多个的情况下，每个蒸发器24入口处可对应设置一节流装置23，且多个蒸发器24并联连接。这样，同一风冷系统2可采用多个蒸发器24分别为不同的液冷服务器3进行散热，从而提升散热效率。

可选地，板式换热器13的第二支路132设置有冷却液循环泵14，用于输送第二支路132中流通的冷却液至液冷服务器3的液冷板。从而，利用冷却液对液冷服务器3进行散热。

可选地，本公开实施例中第一冷却器12可以为蒸发冷却器。第一冷却器12包括第一冷却管121、第一风机122、第一蓄水池123、第一喷射装置124和第一循环水泵125。其中，第一冷却管121设置于第一冷却器12内部，与液冷系统1的制冷剂管路连通，用于对制冷剂管路中的制冷剂进行冷却。第一风机122用于对第一冷却管121进行散热。第一蓄水池123设置于第一冷却器12的底部，用于储存冷却水。第一喷射装置124设置于第一冷却器12内部，用于向第一冷却管121喷射冷却水。第一循环水泵125分别与第一蓄水池123和第一喷射装置124连接，用于抽取第一蓄水池123中的冷却水，并将冷却水输送至第一喷射装置124。

该实施方式中，通过第一冷却器12在对压缩机11排出高温高压的气态制冷剂进行冷却的过程中，由第一循环水泵125从第一蓄水池123中抽取冷却水，并将冷却水输送至第一喷射装置124。冷却水通过第一喷射装置124喷射至第一冷却管121，冷却水在第一冷却管121外表面蒸发吸热，从而实现对第一冷却管121内制冷剂进行冷却。另外，第一风机122通过抽取空气吹向第一冷却管121周围，可进一步提升第一冷却管121外表面冷却水的蒸发速度，有利于第一冷却器12更好的对制冷剂进行冷却。

可选地，第一蓄水池123包括第一进水管126和第一出水管127，设置于第一蓄水池123的底部。这样，在第一蓄水池123需要补充冷却水的情况下，可通过第一进水管126和第一出水管127进行循环补充。

可选地，本公开实施例中第二冷却器21可以为蒸发冷却器。第二冷却器21包括第二冷却管211、第二风机212、第二蓄水池213、第二喷射装置214和第二循环水泵215。其中，第二冷却管211设置于第二冷却器21内部，与风冷系统2的制冷剂管路连通，用于对制冷剂管路中的制冷剂进行冷却。第二风机212用于对第二冷却管211进行散热。第二蓄水池213设置于第二冷却器21的底部，用于储存冷却水。第二喷射装置214设置于第二冷却器21内部，用于向第二冷却管211喷射冷却水。第二循环水泵215分别与第二蓄水池213和第二喷射装置214连接，用于抽取第二蓄水池213中的冷却水，并将冷却水输送至第二喷射装置214。

该实施方式中，通过第二冷却器21对板式换热器13第一支路流出的高温高压的气态制冷剂进行冷却的过程中，由第二循环水泵215从第二蓄水池213中抽取冷却水，并将冷却水输送至第二喷射装置214。冷却水通过第二喷射装置214喷射至第二冷却管211，冷却水在第二冷却管211外表面蒸发吸热，从而实现对第二冷却管211内制冷剂进行冷却。另外，第二风机212通过抽取空气吹向第二冷却管211周围，可进一步提升第二冷却管211外表面冷却水的蒸发速度，有利于第二冷却器21更好的对制冷剂进行冷却。

可选地，第二蓄水池213包括第二进水管216和第二出水管217，设置于第二蓄水池213的底部。这样，在第二蓄水池213需要补充冷却水的情况下，可通过第二进水管216和第二出水管217进行循环补充。

可选地，本公开实施例中，压缩机11可以为磁悬浮离心式压缩机。这样，由于磁悬浮离心式压缩机可低压比运行，则有利于节省能源。

可选地，本公开实施例中，制冷驱动装置可以为14可以为氟泵。这样，风冷系统2中，采用氟泵对制冷管路中的制冷剂进行输送，相较于采用压缩机对制冷管路中的制冷剂进行输送的方式，可以更好的节省能源。

可选地，本公开实施例中，节流装置23可以为电子膨胀阀、热力膨胀阀或毛细管，对此并不做具体限定。

可选地，结合图3所示，本公开实施例提供的数据中心100还可包括控制器4。其中，控制器4分别与压缩机11、第一风机122、第一喷射装置124、第一循环水泵125、冷却液循环泵14、第二风机212、第二喷射装置214、第二循环水泵215、制冷剂驱动装置22和节流装置23电连接控制运行。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种用于数据中心的制冷系统，所述数据中心包括液冷服务器；其特征在于，所述制冷系统包括液冷系统和风冷系统；

液冷系统，包括构成制冷剂循环回路的压缩机、第一冷却器和板式换热器；板式换热器包括第一支路和第二支路，第一支路用于流通制冷剂；第二支路用于流通冷却液，第二支路与液冷服务器的液冷板连通；其中，第一支路和第二支路可进行热量交换，第二支路流出的冷却液流经液冷板可对液冷服务器散热；

风冷系统，包括构成制冷剂循环回路的第二冷却器、制冷剂驱动装置、节流装置和蒸发器；第二冷却器的入口与板式换热器的第一支路的出口连通；其中，制冷剂经节流装置节流后流入蒸发器可对液冷服务器散热。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述第二支路设置有冷却液循环泵，用于输送第二支路中流通的冷却液至液冷服务器的液冷板。

3.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述第一冷却器为蒸发冷却器；第一冷却器包括：

第一冷却管，设置于第一冷却器内部，与液冷系统的制冷剂管路连通，用于对制冷剂管路中的制冷剂进行冷却；

第一风机，用于对第一冷却管进行散热；

第一蓄水池，设置于第一冷却器的底部，用于储存冷却水；

第一喷射装置，设置于第一冷却器内部，用于向第一冷却管喷射冷却水；

第一循环水泵，分别与第一蓄水池和第一喷射装置连接，用于抽取第一蓄水池中的冷却水，并将冷却水输送至第一喷射装置。

4.根据权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，所述第一蓄水池包括：

第一进水管和第一出水管，设置于第一蓄水池的底部。

5.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述第二冷却器为蒸发冷却器；第二冷却器包括：

第二冷却管，设置于第二冷却器内部，与风冷系统的制冷剂管路连通，用于对制冷剂管路中的制冷剂进行冷却；

第二风机，用于对第一冷却管进行散热；

第二蓄水池，设置于第二冷却器的底部，用于储存冷却水；

第二喷射装置，设置于第二冷却器内部，用于向第二冷却管喷射冷却水；

第二循环水泵，分别与第二蓄水池和第二喷射装置连接，用于抽取第二蓄水池中的冷却水，并将冷却水输送至第二喷射装置。

6.根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述第二蓄水池包括：

第二进水管和第二出水管，设置于第二蓄水池的底部。

7.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述压缩机为磁悬浮离心式压缩机。

8.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷剂驱动装置为氟泵。

9.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀、热力膨胀阀或毛细管。

10.一种数据中心，所述数据中心包括至少一台液冷服务器，其特征在于，所述数据中心还包括如权利要求1至9任一项所述的制冷系统，所述制冷系统用于对液冷服务器进行散热。