CN105848446B - 一种智能化水冷控制*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化水冷控制***，包括若干用于高密机房封闭式水冷机柜，包括机柜本体及设置在机柜本体内的服务器，机柜本体底端设置有水量可调式冷热水交换器，水量可调式冷热水交换器通过冷风道及热风道与服务器连接，本发明还涉及一种智能化水冷控制***，包括若干水冷机柜、冷水机组、冷却水转换***及冷水智能分配器，冷却水转换***与冷水机组连接，水冷机柜通过冷水智能分配器与冷却水转换***连接，冷却水转换***将冷水机组输出的冷却水经热交换后输送给冷水智能分配器，由冷水智能分配器送入各水冷机柜内。该用于高密机房封闭式水冷机柜及智能化水冷控制***能够采集机柜内各个部位温度并根据反馈按需制冷，制冷效率高，提高了能效比，提高了能源利用率。

Description

一种智能化水冷控制***

技术领域

本发明涉及一种散热冷却***，尤其是一种智能化水冷控制***。

背景技术

随着数据业务需求的***式增长，网络技术的迅速发展，在业务需求和IT技术的共同推动下，数据中心进入迅猛发展时期，带来了数据中心新的建设需求。数据中心面临着整合、增长、提高可用性和提高效率的趋势。在这个变化形势下，出现了大量应用高性能服务器等IT设备的数据中心，同时也带来了高功耗和发热密度的问题。传统的机房采用精密空调制冷方式，但是当单机柜发热量较大时，仅仅采用空调制冷的方式已难以解决散热问题，必须采取其他辅助制冷手段，来解决高热密度制冷问题。而目前水冷制冷方式制冷效率高，适应高发热密度机柜的制冷需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了提供一种智能化水冷控制***，能够采集机柜内各个部位温度并根据反馈按需制冷，精确度高，制冷效率高，提高了能效比，提高了能源利用率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于高密机房封闭式水冷机柜，包括机柜本体及设置在机柜本体内的服务器，所述机柜本体底端设置有水量可调式冷热水交换器，所述水量可调式冷热水交换器通过冷风道及热风道与服务器连接。

服务器等IT设备背部排出的热空气，由相应的热风道送入内置水量可调式冷热水交换器，由冷却水制冷，冷却后的冷空气经冷风道重新送入服务器等IT设备。由于空气只在封闭式机柜内部循环，制冷效率非常高。采用全新的水位控制方法，利用水重力作用，不同的水量水位高度不同，机柜内热风受冷面积就不同，制冷量就不同。这种全新的设计近一步提高了能效比。同时冷风道、热风道连接外掠翅片，外掠翅片由铝制成，能够充分吸收吹过来热风的热量。

本发明还提供一种智能化水冷控制***，包括上述用于高密机房封闭式水冷机柜，还包括冷水机组、冷却水转换***及冷水智能分配器，所述冷却水转换***与冷水机组连接，所述水冷机柜通过冷水智能分配器与冷却水转换***连接，冷却水转换***将冷水机组输出的冷却水经热交换后输送给冷水智能分配器，由冷水智能分配器送入各水冷机柜内。

所述冷水机组包括水箱、冷凝器、压缩机及蒸发器，所述蒸发器与水箱连接，蒸发器与冷凝器之间通过压缩机连接。冷水机组采用压缩机制冷的方式为整个***提供冷却水源，为防止机房内出现凝露，机房内冷却水温度都应高于机房露点温度，冷水机组出来的冷却水由于温度较低无法直接应用，需采用冷却水转换***将冷却水经过一次热交换后，为封闭式水冷机柜或水冷背板提供可靠、稳定的冷却水，保证冷却水温度稳定且不低于机房露点温度，以保证机柜内的制冷效果，同时防止机房凝露出现。

所述冷却水转换***中设置有冷量分配控制器，所述冷量分配控制器包括主控板及若干温度湿度传感器，所述温度湿度传感器设置在机房内，所述主控板与各温度湿度传感器电连接。本发明中水冷机柜的工作温度始终高于机房的露点温度，这时通过冷却水转换***中的冷量分配控制来完成。冷量分配控制器主控板连接温度湿度传感器，该温度湿度传感器安装在机房中机柜附近，测量机柜所在环境的实际温度和湿度。冷量分配控制器在测量到机房环境温度和湿度后，通过内置算法自动计算出机房的露点温度，显示在控制器的液晶面板上，并且发送给机房监控***。同时冷却水转换***将计算出的露点温度与二级冷却水的实际温度比较，当环境露点温度远低于二级冷却水的温度时二级冷却水正常输送，当露点温度接近或高于二级冷却水温度时，二级冷却水温度自动上升高于露点温度1℃才能工作。这种全新设计的冷却水转换***能够保证机柜工作在无凝露环境。

所述冷水智能分配器分别通过水量控制器与各水冷机柜连接。所述冷水智能分配器包括无线接收器、控制阀、主控板及若干温度采集器，所述温度采集器设置在水冷机柜内，所述无线接收器分别与温度采集器、主控板电连接，无线接收器将温度采集器采集到的数据发送给主控板，所述主控板通过控制阀与各水量控制器电连接，主控板控制各控制阀开关。本发明的冷水智能分配器，能够很好的高效的管理整个机房的水冷机柜。冷水智能分配器由无线接收器、控制阀、主控板以及安装在水冷机柜内的若干温度采集器组成。每个水冷机柜都在机柜的各个部位分散安装若干个温度采集器。当一个水冷机柜内任何一个温度采集器的温度高于其设定温度时，温度采集器将信号传送给无线接收器，无线接收器将温度采集器采集到的数据发送给主控板，主控板根据传送过来的编码判断是哪一台水冷机柜传送来的信号，并打开相应的控制阀，供应冷却水，同时将温度信号传送给对应的机柜水量控制器。当机柜内温度降低到一定值的时候，冷水智能分配器采集到温度信号，自动关闭相应的控制阀。这种全新的设计有效的避免了传统水冷机柜在温度不高的时候继续供水，造成不必要的能源浪费。

每一个水冷机柜配套一个机柜水量控制器。所述水量控制器包括接收器、电子全控阀门及控制板，所述接收器分别与冷水智能分配器、控制板电连接，所述接收器接收冷水智能分配器传送过来的温度信号并将信号发送给控制板，所述控制板与电子全控阀门电连接，控制板通过控制电子全控阀门打开的角度来控制冷却水流量。接收器接受冷水智能分配器传送来的温度信号，根据不同的温度电子全控阀门打开的角度不同，温度越高打开的角度越大，通过的冷却水就越多。这种全新的角度控制设计配合全新结构的水位控制水冷机柜能够更好的利用冷却水，提高整体能效比。

整个水冷***有一套监控***。分布的若干压力计以及水冷机柜内外分布的温度湿度传感器、温度采集器会将采集到的数据传送到电脑终端显示，便于工作人员及时发现。同时若干压力计若出现异常，压力计上指示灯会亮起，并将异常信号传送至电脑终端，电脑终端连接的报警器即会报警。这种设计可以预防及时发现由于冷水输送管破裂造成的危险。

本发明的有益效果是：

（1）封闭式水冷机柜的设计，将水量可调式冷热水交换器置于机柜本体下方，机柜封闭，制冷效率高，同时水量可调式冷热水交换器采用水位控制模式设计，通过水重力作用以及水量控制器阀门角度改变受冷面积，“按需制冷”，近一步提高能效比；

（2）冷却水转换***的设计，能够对于二级冷却水水温的控制，防凝露；

（3）冷水智能分配器的设计，能够采集水冷机柜内各个部位温度并根据反馈确定是否需要制冷，“按需制冷”，提高能源利用率；

（4）水量控制器的设计，全新的阀门角度控制方法，能够按需控制出水量，近一步提高能效比；

（5）智能化监控***设计，监控水压、温度，漏水报警指示，进一步提高了安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明用于高密机房封闭式水冷机柜的结构示意图；

图2是本发明智能化水冷控制***的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于高密机房封闭式水冷机柜，包括机柜本体51及设置在机柜本体51内的服务器52，所述机柜本体51底端设置有水量可调式冷热水交换器55，所述水量可调式冷热水交换器55通过冷风道53及热风道54与服务器52连接，所述冷风道53、热风道54上设置有铝制外掠翅片。服务器52排出的热空气，由相应的热风道54送入内置水量可调式冷热水交换器55，由冷却水制冷，冷却后的冷空气经冷风道53重新送入服务器52，可以通过水量可调式冷热水交换器55调节水量多少，从而精确控制制冷效果。

如图2所示的一种智能化水冷控制***，包括若干水冷机柜5、冷水机组1、冷却水转换***2及冷水智能分配器3，所述冷却水转换***2与冷水机组1连接，所述水冷机柜5通过冷水智能分配器3与冷却水转换***2连接，冷却水转换***2将冷水机组1输出的冷却水经热交换后输送给冷水智能分配器3，由冷水智能分配器3送入各水冷机柜5内。

所述冷水机组1包括水箱11、冷凝器13、压缩机14及蒸发器12，所述蒸发器12与水箱11连接，蒸发器12与冷凝器13之间通过压缩机14连接。

所述冷水机组1与冷却水转换***2之间设置有流量计7，用于监控水的流量。

所述冷却水转换***2中设置有冷量分配控制器，所述冷量分配控制器包括主控板及若干温度湿度传感器，所述温度湿度传感器设置在机房内，所述主控板与各温度湿度传感器电连接。

所述冷水智能分配器3分别通过水量控制器4与各水冷机柜5连接。所述冷水智能分配器3包括无线接收器、控制阀、主控板及若干温度采集器，所述温度采集器设置在水冷机柜5内，所述无线接收器分别与温度采集器、主控板电连接，无线接收器将温度采集器采集到的数据发送给主控板，所述主控板通过控制阀31与各水量控制器4电连接，主控板控制各控制阀31开关。所述水量控制器包括接收器、电子全控阀门及控制板，所述接收器分别与冷水智能分配器3、控制板电连接，所述接收器接收冷水智能分配器3传送过来的温度信号并将信号发送给控制板，所述控制板与电子全控阀门电连接，控制板通过控制电子全控阀门打开的角度来控制冷却水流量。

该智能化水冷控制***上分布有若干压力计6，所述压力计6与电脑终端电连接。

该智能化水冷控制***工作原理如下：冷水机组1的水箱11内常温水由泵抽入蒸发器12内，蒸发器12内的水经冷凝器13及压缩机14冷却后送入冷却水转换***2内；冷却水转换***2内的冷量分配控制器在测量到机房环境温度和湿度后，通过内置算法自动计算出机房的露点温度，显示在控制器的液晶面板上，并且发送给机房监控***，同时冷却水转换***2将计算出的露点温度与冷水机组1送出的冷却水的实际温度比较，当环境露点温度远低于冷水机组1送出的冷却水的温度时，冷水机组1送出的冷却水正常输送，当露点温度接近或高于冷水机组1送出的冷却水温度时，冷水机组1送出的冷却水温度自动上升高于露点温度1℃才能正常输送；当一个水冷机柜5内任何一个温度采集器的温度高于其设定温度时，冷水智能分配器3的温度采集器将信号传送给无线接收器，无线接收器将温度采集器采集到的数据发送给主控板，主控板根据传送过来的编码判断是哪一台水冷机柜5传送来的信号，并打开相应的控制阀31，供应冷却水，同时将温度信号传送给对应的机柜水量控制器4，当机柜内温度降低到一定值的时候，冷水智能分配器3采集到温度信号，自动关闭相应的控制阀31；水量控制器4的接收器接受冷水智能分配器3传送来的温度信号，根据不同的温度，电子全控阀门打开的角度不同，温度越高打开的角度越大，通过的冷却水就越多，从而将冷却水送入所需降温的水冷机柜5内。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种智能化水冷控制***，其特征在于：包括若干用于高密机房封闭式水冷机柜，所述水冷机柜包括机柜本体及设置在机柜本体内的服务器，其特征在于：所述机柜本体底端设置有水量可调式冷热水交换器，所述水量可调式冷热水交换器通过冷风道及热风道与服务器连接；所述冷风道、热风道上设置有铝制外掠翅片；

还包括冷水机组、冷却水转换***及冷水智能分配器，所述冷却水转换***与冷水机组连接，所述水冷机柜通过冷水智能分配器与冷却水转换***连接，冷却水转换***将冷水机组输出的冷却水输送给冷水智能分配器，由冷水智能分配器送入各水冷机柜内；

所述冷水机组包括水箱、冷凝器、压缩机及蒸发器，所述蒸发器与水箱连接，蒸发器与冷凝器之间通过压缩机连接；

所述冷却水转换***中设置有冷量分配控制器，所述冷量分配控制器包括主控板及若干温度湿度传感器，所述温度湿度传感器设置在机房内，所述主控板与各温度湿度传感器电连接；

所述冷水智能分配器包括无线接收器、控制阀、主控板及若干温度采集器，所述温度采集器设置在水冷机柜内，所述无线接收器分别与温度采集器、主控板电连接，无线接收器将温度采集器采集到的数据发送给主控板，所述主控板通过控制阀与各水量控制器电连接，主控板控制各控制阀开关；

所述冷水智能分配器分别通过水量控制器与各水冷机柜连接；

所述水量控制器包括接收器、电子全控阀门及控制板，所述接收器分别与冷水智能分配器、控制板电连接，所述接收器接收冷水智能分配器传送过来的温度信号并将信号发送给控制板，所述控制板与电子全控阀门电连接，控制板通过控制电子全控阀门打开的角度来控制冷却水流量；

该智能化水冷控制***的工作过程为：冷水机组的水箱内常温水由泵抽入蒸发器内，蒸发器内的水经冷凝器及压缩机冷却后送入冷却水转换***内；冷却水转换***内的冷量分配控制器在测量到机房环境温度和湿度后，通过内置算法自动计算出机房的露点温度，显示在控制器的液晶面板上，并且发送给机房监控***，同时冷却水转换***将计算出的露点温度与冷水机组送出的冷却水的实际温度比较，当露点温度远低于冷水机组送出的冷却水的温度时，冷水机组送出的冷却水正常输送，当露点温度接近或高于冷水机组送出的冷却水温度时，冷水机组送出的冷却水温度自动上升至高于露点温度1℃才能正常输送；当一个水冷机柜内任何一个温度采集器的温度高于其设定温度时，冷水智能分配器的温度采集器将信号传送给无线接收器，无线接收器将温度采集器采集到的数据发送给主控板，主控板根据传送过来的编码判断是哪一台水冷机柜传送来的信号，并打开相应的控制阀，供应冷却水，同时将温度信号传送给对应的机柜的水量控制器，当机柜内温度降低到一定值的时候，冷水智能分配器采集到温度信号，自动关闭相应的控制阀；水量控制器的接收器接受冷水智能分配器传送来的温度信号，根据不同的温度，电子全控阀门打开的角度不同，温度越高打开的角度越大，通过的冷却水就越多，从而将冷却水送入所需降温的水冷机柜内。

2.如权利要求1所述的智能化水冷控制***，其特征在于：所述智能化水冷控制***上分布有若干压力计，所述压力计与电脑终端电连接, 所述压力计分别位于蒸发器与冷却水转换***之间的连接管路上、冷却水转换***与冷水智能分配器之间的连接管路上、水量控制器与水冷机柜之间的连接管路上。