CN105636413B - 数据机房高效冷却*** - Google Patents

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Abstract

本发明属于制冷设备技术领域，尤其是涉及一种数据机房高效冷却***。它解决了现有机房冷却效果差等技术问题。包括具有若干机柜的机房，机柜上均设有换热终端，所述的换热终端与地埋换热机构相连，地埋换热机构通过引流动力机构与设置在机房顶部且能使换热介质回流至地埋换热机构的蒸发冷却机构相连，且机房一侧设有分别与地埋换热机构以及引流动力机构相连的辅助供冷组件，地埋换热机构连接有切换机构。优点在于：冷却模式多样化，能根据不同的季节切换不同的冷却方式；本***采用地源超导管直接供冷，降低了制冷***的能耗，屋面蒸发冷却器通过蒸发冷却的方式降低水流及屋面围护结构的温度，节约了大量电能。

Description

数据机房高效冷却***
技术领域
本发明属于制冷设备技术领域，尤其是涉及一种数据机房高效冷却***。
背景技术
数据机房内设置有大量服务器柜，发热量极大，无散湿量，全年需要空调***进行降温处理。目前使用的空调降温***多采用压缩换热的方式对机房内设备进行降温处理，压缩机需要全年使用，耗电量极大。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种地埋式机房[申请号：201010264812.9]，包括埋入地下的机房本体,该机房本体包括框架和焊接在框架上的金属板,金属板和所述框架围成密封的机房空间,机房本体的顶部设有出入口,机房本体的侧面或顶部进线口和通风口；出入口密封连接有竖直的出入通道,所述出入通道伸出地面,所述出入通道内设有竖直爬梯；所述进线口密封连接有进线通道；所述通风口密封连接有竖直的进风通道,所述进风通道伸出地面。
上述方案虽然在一定程度上解决了机房只能采用压缩换热方式进行冷却的问题，但是该方案依然存在着：实现难度大，需要将机房埋入地下，无法实现四季通用的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构简单合理，换热效率高，冷却方式多样化的数据机房高效冷却***。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本数据机房高效冷却***，包括具有若干机柜的机房，其特征在于，所述的机柜上均设有换热终端，所述的换热终端与地埋换热机构相连，所述的地埋换热机构通过引流动力机构与设置在机房顶部且能使换热介质回流至地埋换热机构的蒸发冷却机构相连，且所述的机房一侧设有分别与地埋换热机构以及引流动力机构相连的辅助供冷组件，所述的地埋换热机构连接有能实现包括地埋换热机构单独对换热终端进行供冷功能、地埋换热机构与辅助供冷组件相互配合对换热终端进行供冷功能以及蒸发冷却机构对换热终端进行供冷且对地埋换热机构进行蓄冷功能的切换机构。本发明能通过切换机构将本***切换至不同的冷却模式，冷却效果好，夏季工作时，由地埋换热机构向换热终端直接供冷，当地源侧温度过高后，由辅助供冷组件辅助地埋换热机构供冷，此时蒸发冷却机构用作冷却塔；冬季工作时，蒸发冷却机构蒸发冷却器降温后，部分进入换热终端，部分流入地埋换热机构蓄冷。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的地埋换热机构包括若干具有介质进口与介质出口的地埋管，所述的介质出口均与第一管体相连通，所述的第一管体与换热终端的换热进口相连，所述的换热终端的换热出口与第二管体相连，且所述的介质进口均与第二管体相连通。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的地埋管为U形超导管。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的引流动力机构包括与第二管体相连且延伸至机房顶部的引流管体，所述的引流管体连接有引流泵体。即通过引流泵体将换热终端的换热介质引流至机房顶部。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的蒸发冷却机构包括设置在机房顶部且呈锥形的的屋顶部，且所述的屋顶部上端设有与引流管体相连且能在屋顶部形成水幕的喷头，在屋顶部下端设有储液结构，且所述的储液结构通过回流管体与第一管体两端相连。即喷头设置在屋顶最高点且向四周缓慢喷洒水流，在屋顶形成水幕，经自然蒸发冷却后，使水及屋面围护结构降温。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的储液结构包括设置在屋顶部下端周向外侧的挡液块，且所述的挡液块与屋顶部之间形成储液槽。通过储液槽来存储换热介质使其回流至第一管体内。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的辅助供冷组件包括相互对应设置的冷凝器与蒸发器，所述的冷凝器一端与引流管体相连，另一端与引流管体相连，所述的蒸发器一端通过蒸发泵体与第二管体相连，另一端与换热终端的换热进口相连。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的切换机构包括设置在第一管体与换热终端的换热进口之间的第一阀门，所述的第一管体上设有若干位于相邻两个地埋管之间的第二阀门，所述的回流管体与第一管体相连的一端分别设有第三阀门，所述的第二管体与引流管体相连的一端设有第四阀门，且在引流管体上设有位于冷凝器与蒸发器之间的第五阀门，所述的冷凝器两端分别设有第六阀门，所述的蒸发器两端分别设有第七阀门。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门与第七阀门均为蝶阀。
在上述的数据机房高效冷却***中，所述的蒸发泵体与引流泵体均为活塞泵。
与现有的技术相比，本数据机房高效冷却***的优点在于：1、冷却模式多样化，能根据不同的季节切换不同的冷却方式；2、本***采用地源超导管直接供冷，降低了制冷***的能耗，屋面蒸发冷却器通过蒸发冷却的方式降低水流及屋面围护结构的温度，节约了大量电能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，机房1、机柜11、换热终端2、换热进口21、换热出口22、地埋换热机构3、地埋管31、介质进口311、介质出口312、第一管体32、第二管体33、引流动力机构4、引流管体41、引流泵体42、蒸发冷却机构5、屋顶部51、水幕52、喷头53、回流管体54、挡液块55、储液槽56、辅助供冷组件6、冷凝器61、蒸发器62、蒸发泵体63、切换机构7、第一阀门71、第二阀门72、第三阀门73、第四阀门74、第五阀门75、第六阀门76、第七阀门77。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本数据机房高效冷却***，包括具有若干机柜11的机房1，机柜11上均设有换热终端2，换热终端2与地埋换热机构3相连，地埋换热机构3通过引流动力机构4与设置在机房1顶部且能使换热介质回流至地埋换热机构3的蒸发冷却机构5相连，且机房1一侧设有分别与地埋换热机构3以及引流动力机构4相连的辅助供冷组件6，地埋换热机构3连接有能实现包括地埋换热机构3单独对换热终端2进行供冷功能、地埋换热机构3与辅助供冷组件6相互配合对换热终端2进行供冷功能以及蒸发冷却机构5对换热终端2进行供冷且对地埋换热机构3进行蓄冷功能的切换机构7，本发明能通过切换机构7将本***切换至不同的冷却模式，冷却效果好，夏季工作时，由地埋换热机构3向换热终端直接供冷，当地源侧温度过高后，由辅助供冷组件6辅助地埋换热机构3供冷，此时蒸发冷却机构5用作冷却塔；冬季工作时，蒸发冷却机构5蒸发冷却降温后，部分进入换热终端2，部分流入地埋换热机构3蓄冷。
具体地，本实施例中的地埋换热机构3包括若干具有介质进口311与介质出口312的地埋管31，这里的地埋管31可以为U形超导管，介质出口312均与第一管体32相连通，第一管体32与换热终端2的换热进口21相连，换热终端2的换热出口22与第二管体33相连，且介质进口311均与第二管体33相连通，其中，这里的引流动力机构4包括与第二管体33相连且延伸至机房1顶部的引流管体41，引流管体41连接有引流泵体42，即通过引流泵体42将换热终端2的换热介质引流至机房1顶部。
进一步地，这里的蒸发冷却机构5包括设置在机房1顶部且呈锥形的的屋顶部51，且屋顶部51上端设有与引流管体41相连且能在屋顶部51形成水幕52的喷头53，在屋顶部51下端设有储液结构，且储液结构通过回流管体54与第一管体32两端相连，即喷头53设置在屋顶最高点且向四周缓慢喷洒水流，在屋顶形成水幕52，经自然蒸发冷却后，使水及屋面围护结构降温，其中，这里的储液结构包括设置在屋顶部51下端周向外侧的挡液块55，且挡液块55与屋顶部51之间形成储液槽56，即通过储液槽56来存储换热介质使其回流至第一管体32内，优选地，这里的辅助供冷组件6包括相互对应设置的冷凝器61与蒸发器62，冷凝器61一端与引流管体41相连，另一端与引流管体41相连，蒸发器62一端通过蒸发泵体63与第二管体33相连，另一端与换热终端2的换热进口21相连，且这里的蒸发泵体63与引流泵体42均为活塞泵。
更进一步地，这里的切换机构7包括设置在第一管体32与换热终端2的换热进口21之间的第一阀门71，第一管体32上设有若干位于相邻两个地埋管31之间的第二阀门72，回流管体54与第一管体32相连的一端分别设有第三阀门73，第二管体33与引流管体41相连的一端设有第四阀门74，且在引流管体41上设有位于冷凝器61与蒸发器62之间的第五阀门75，冷凝器61两端分别设有第六阀门76，蒸发器62两端分别设有第七阀门77，这里的第一阀门71、第二阀门72、第三阀门73、第四阀门74、第五阀门75、第六阀门76与第七阀门77均为蝶阀。
本实施例的原理在于：夏季工作时，将第一阀门71、第二阀门72打开，第三阀门73、第四阀门74、第五阀门75、第六阀门76与第七阀门77关闭，由地埋管31向换热终端2直接供冷；当地源侧温度过高后，将所有阀门均打开，由辅助供冷组件6辅助地埋换热机构3供冷，此时蒸发冷却机构5用作冷却塔；当冬季工作时，第六阀门76与第七阀门77关闭，剩余保持打开，蒸发冷却机构5蒸发冷却降温后，部分进入换热终端2，部分流入地埋换热机构3蓄冷。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机房1、机柜11、换热终端2、换热进口21、换热出口22、地埋换热机构3、地埋管31、介质进口311、介质出口312、第一管体32、第二管体33、引流动力机构4、引流管体41、引流泵体42、蒸发冷却机构5、屋顶部51、水幕52、喷头53、回流管体54、挡液块55、储液槽56、辅助供冷组件6、冷凝器61、蒸发器62、蒸发泵体63、切换机构7、第一阀门71、第二阀门72、第三阀门73、第四阀门74、第五阀门75、第六阀门76、第七阀门77等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种数据机房高效冷却***，包括具有若干机柜（11）的机房（1），其特征在于，所述的机柜（11）上均设有换热终端（2），所述的换热终端（2）与地埋换热机构（3）相连，所述的地埋换热机构（3）通过引流动力机构（4）与设置在机房（1）顶部且能使换热介质回流至地埋换热机构（3）的蒸发冷却机构（5）相连，且所述的机房（1）一侧设有分别与地埋换热机构（3）以及引流动力机构（4）相连的辅助供冷组件（6），所述的地埋换热机构（3）连接有能实现包括地埋换热机构（3）单独对换热终端（2）进行供冷功能，地埋换热机构(3)、蒸发冷却机构(5)与辅助供冷组件(6)相互配合对换热终端(2)进行供冷功能，以及蒸发冷却机构（5）对换热终端（2）进行供冷且对地埋换热机构（3）进行蓄冷功能的切换机构（7）。
2.根据权利要求1所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的地埋换热机构（3）包括若干具有介质进口（311）与介质出口（312）的地埋管（31），所述的介质出口（312）均与第一管体（32）相连通，所述的第一管体（32）与换热终端（2）的换热进口（21）相连，所述的换热终端（2）的换热出口（22）与第二管体（33）相连，且所述的介质进口（311）均与第二管体（33）相连通。
3.根据权利要求2所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的地埋管（31）为U形超导管。
4.根据权利要求2或3所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的引流动力机构（4）包括与第二管体（33）相连且延伸至机房（1）顶部的引流管体（41），所述的引流管体（41）连接有引流泵体（42）。
5.根据权利要求4所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的蒸发冷却机构（5）包括设置在机房（1）顶部且呈锥形的的屋顶部（51），且所述的屋顶部（51）上端设有与引流管体（41）相连且能在屋顶部（51）形成水幕（52）的喷头（53），在屋顶部（51）下端设有储液结构，且所述的储液结构通过回流管体（54）与第一管体（32）两端相连。
6.根据权利要求5所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的储液结构包括设置在屋顶部（51）下端周向外侧的挡液块（55），且所述的挡液块（55）与屋顶部（51）之间形成储液槽（56）。
7.根据权利要求5所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的辅助供冷组件（6）包括相互对应设置的冷凝器（61）与蒸发器（62），所述的冷凝器（61）一端与引流管体（41）相连，另一端与引流管体（41）相连，所述的蒸发器（62）一端通过蒸发泵体（63）与第二管体（33）相连，另一端与换热终端（2）的换热进口（21）相连。
8.根据权利要求7所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的切换机构（7）包括设置在第一管体（32）与换热终端（2）的换热进口（21）之间的第一阀门（71），所述的第一管体（32）上设有若干位于相邻两个地埋管（31）之间的第二阀门（72），所述的回流管体（54）与第一管体（32）相连的一端分别设有第三阀门（73），所述的第二管体（33）与引流管体（41）相连的一端设有第四阀门（74），且在引流管体（41）上设有位于冷凝器（61）与蒸发器（62）之间的第五阀门（75），所述的冷凝器（61）两端分别设有第六阀门（76），所述的蒸发器（62）两端分别设有第七阀门（77）。
9.根据权利要求8所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的第一阀门（71）、第二阀门（72）、第三阀门（73）、第四阀门（74）、第五阀门（75）、第六阀门（76）与第七阀门（77）均为蝶阀。
10.根据权利要求7所述的数据机房高效冷却***，其特征在于，所述的蒸发泵体（63）与引流泵体（42）均为活塞泵。
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