CN107842964A - 用于数据中心的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种用于数据中心的冷却系统，该数据中心包括至少两个排列设置的机柜。该冷却系统的一具体实施方式包括：进风口，设置于室外，用于接收室外新风；回风口，设置于室内，且朝向两个机柜之间，用于回收室内回风；出风口，设置于回风口的两侧，与进风口连通，用于向室内输送新风，其中，新风为室外新风与室内回风的混风；出风口与回风口之间形成有导流槽，以使新风流经两个机柜互不相邻的侧面。该实施方式在对数据中心的设备进行冷却的同时，可以降低能耗，节约能源。

Description

用于数据中心的冷却系统

技术领域

本申请实施例涉及数据中心的冷却技术领域，具体涉及风冷技术，尤其涉及用于数据中心的冷却系统。

背景技术

随着能源成本的不断攀升以及人们对绿色环保的重视，数据中心的节能需求越来越强烈。在保证数据中心机房的IT(互联网技术，Internet Technology)设备安全、高性能运行的前提下，综合利用各种节能手段，来提高数据中心的能源利用效率，降低PUE(电源使用效率，Power Usage Effectiveness)值。因此，节能减排已成为数据中心的基础设施追求的目标之一。

发明内容

本申请实施例的目的在于提出一种用于数据中心的冷却系统。

本申请实施例提供了一种用于数据中心的冷却系统，该数据中心包括至少两个排列设置的机柜，该冷却系统包括：进风口，设置于室外，用于接收室外新风；回风口，设置于室内，且朝向两个机柜之间，用于回收室内回风；出风口，设置于回风口的两侧，与进风口连通，用于向室内输送新风，其中，新风为室外新风与室内回风的混风；出风口与回风口之间形成有导流槽，以使新风流经两个机柜互不相邻的侧面。

在一些实施例中，冷却系统还包括设置于出风口前端的静压箱，其中，前端为风在流动方向上先经过的一端；静压箱在朝向出风口的侧面对应于出风口的位置开设有射流喷嘴。

在一些实施例中，冷却系统包括冷却装置，设置于回风口的后端，用于冷却经回风口回收的室内回风，其中，后端为风在流动方向上后经过的一端。

在一些实施例中，冷却装置包括盘管式换热器；以及冷却系统还包括制冷机组，用于向盘管式换热器提供循环冷却液体。

在一些实施例中，回风口与冷却装置之间安装有风量调节阀和/或温度传感器。

在一些实施例中，冷却系统还包括设置于进风口与出风口之间的新风机组，用于处理经进风口接收的室外新风；新风机组包括以下至少一项：过滤装置、冷凝器、压缩机、蒸发器、加热装置、加湿装置和送风机。

在一些实施例中，新风机组中还安装有以下至少一项：温度传感器、湿度传感器和风量调节阀。

在一些实施例中，回风口和出风口位于至少两个排列设置的机柜的侧面。

在一些实施例中，回风口和出风口位于至少两个排列设置的机柜的上方。

在一些实施例中，至少两个排列设置的机柜的底部与地面之间存在间隙。

本申请实施例提供的用于数据中心的冷却系统，通过设置进风口和与进风口连通的出风口，可以将室外新风输送至室内，以对室内的机柜进行冷却。同时，回风口朝向至少两个排列设置的机柜中的两个机柜之间，而出风口设置于回风口的两侧，且出风口与回风口之间形成有导流槽。这样，在导流槽的作用下，可以使新风流经该两个机柜互不相邻的侧面，从而与机柜进行热交换。此外，由于这样的诱导作用，室内回风(热交换后的新风)可以从两个机柜之间回流至回风口，而无需用于回收室内回风的动力设备，从而降低冷却系统的能耗，节约能源。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请提供的冷却系统的一个实施例的结构示意图；

图2是数据中心机房的一个实施例的平面结构示意图；

图3是本申请提供的新风机组的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的原理和特征作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

数据中心的机房内通常会放置很多机柜，如服务器机柜。服务器机柜上则可以摆放服务器。这些服务器用于计算、存储和管理数据信息等。而在这些服务器运行的过程中会产生大量热量，为了保证服务器的正常运行，需要对其进行冷却处理。

现有的数据中心，一般采用液冷方式进行服务器的冷却。即将制冷机组制冷后的冷冻水提供至服务器的发热元件，如CPU(中央处理器，Central Processing Unit)和部分电源模块等。通过冷热交换带走服务器的散热。然而，制冷机组的能源消耗严重，往往会占据数据中心总能耗的40％左右，这样不利于降低数据中心的能耗。

本申请实施例提供的用于数据中心的冷却系统主要采用风冷技术，即可以利用室外空气对数据中心机房内的服务器等设备进行冷却。请参见图1，其示出了本申请提供的冷却系统的一个实施例的结构示意图。

如图1所示，冷却系统可以包括进风口11、回风口12和出风口13。其中，进风口11可以设置于室外，用于接收室外新风。回风口12可以设置于室内，用于回收室内回风。而出风口13可以设置于回风口12的两侧，且与进风口11连通。这样，通过出风口可以向室内输送新风，从而对机柜上放置的设备进行冷却。图中箭头表示风的流向。这里的新风可以为室外新风与室内回风的混风。通过对室内回风的回收再利用，可以减少室外新风的需求量，从而可以降低输送室外新风所需消耗的能源。

在本实施例中，为了降低冷却系统的能耗，冷却系统的布置方式可以参见图2，其示出了数据中心机房的一个实施例的平面结构示意图。该数据中心可以包括至少两个排列设置的机柜2。

如图2所示，回风口12可以朝向至少两个排列设置的机柜2中的两个机柜2之间。同时，出风口13与回风口12之间形成有导流槽14。这样，在导流槽14的作用下，可以使新风流经上述两个机柜2互不相邻的侧面，以与机柜上放置的设备进行热交换。而且在这样的诱导作用下，室内回风(热交换后的新风)可以从两个机柜之间回流至回风口，而无需用于回收室内回风的动力设备，从而降低冷却系统的能耗，节约能源。

可以理解的是，这两个机柜2可以是室内的任意两个机柜，如相邻排列设置的机柜，或间隔排列设置的机柜。若这两个机柜2为间隔排列设置，则上述两个机柜2互不相邻的侧面主要指远离彼此的侧面。此外，图2中的导流槽14的形状及倾斜角度仅仅是示意性的，可以根据实际情况进行设计，从而调整出风方向。

在本实施例的一些可选地实现方式中，如图1或2所示，冷却系统还可以包括设置于出风口前端的静压箱15。其中，前端为风在流动方向上先经过的一端。也就是说，进风口11接收的室外新风先经过静压箱15，再经过出风口13。从图2中可以看出，静压箱15在朝向出风口13的侧面对应于出风口13的位置开设有射流喷嘴。这样，可以使静压箱15中的室外新风直接喷射至出风口13处，并在导流槽14的作用下，流向机柜2的侧面。同时，可以增加室外新风的流速，从而增加室外新风与室内回风的混合效率，增加新风的流速，进而提升冷却效果。在这里，射流喷嘴的尺寸和数量并不限制。

通常情况下，室内回风的温度要高于新风的温度，为了提升冷却效果，如图2所示，冷却系统可以包括设置于回风口12后端的冷却装置16。冷却装置16可以用于冷却经回风口12回收的室内回风。其中，后端为风在流动方向上后经过的一端。也就是说，室内回风先经过回风口12，再进入冷却装置16。这样，在室外新风与冷却处理后的室内回风进行混合后，可以降低对新风的温度的影响。

本实施例中的冷却装置16可以是各种可降低风的温度的冷却设备或组件等。作为示例，冷却装置16可以包括盘管式换热器。同时，为了实现室内回风的冷却，冷却系统还可以包括制冷机组(图中未示出)。制冷机组可以用于向盘管式换热器提供循环冷却液体。这样，当室内回风流经盘管式换热器时，可以与管内的循环冷却液体进行热交换，从而降低室内回风的温度。同时，热交换后的循环冷却液体会沿循环管路回流至制冷机组，制冷机组将冷却处理后的循环冷却液体再次输送至盘管式换热器，以冷却室内回风。这里的冷却液体可以但不限于是冷冻水，也可以是其他液体介质，如乙二醇或水与乙二醇的混合物等。

可选地，为了便于冷却系统的控制，回风口与冷却装置之间可以安装有风量调节阀和/或温度传感器。风量调节阀用于调节控制室内回风的风量。温度传感器用于检测室内回风的温度。这样，根据室内回风的温度和目标温度要求，可以调节风量调节阀的开合度以及制冷机组的制冷温度。例如，当室内回风的温度与数据中心机房的目标温度接近时，说明不需要过分冷却室内回风。此时，可以提高制冷机组的制冷温度，即提高冷却液体的温度，从而降低制冷机组的能耗。

此外，为了保证数据中心机房的洁净度要求，通常需要对新风进行处理后，再输送至室内。因此，在一些应用场景中，冷却系统还可以包括设置于进风口与出风口之间的新风机组，用于处理经进风口接收的室外新风。如图2所示，新风机组17可以设置于进风口11与静压箱15之间。

新风机组的具体结构可以根据实际需求进行设置。例如需要对室外新风过滤除尘时，新风机组中可以设置过滤器。可选地，新风机组可以包括以下至少一项：过滤装置、冷凝器、压缩机、蒸发器、加热装置、加湿装置和送风机等。具体参见图3，其示出了本申请提供的新风机组的一个实施例的结构示意图。

从图3中可知，新风机组中可以依次设置有进风段A、初效过滤段B1、中效过滤段B2、冷凝器段C、压缩机段D、蒸发器段E、热水管段F、加湿段G、风机段H和送风段K。其中，初效过滤段B1和中效过滤段B2设置有不同等级的过滤装置，用于过滤室外新风。冷凝器段C、压缩机段D和蒸发器段E依次设置有冷凝器、压缩会和蒸发器，用于冷却室外新风。热水管段F设置有加热装置，用于提高室外新风的温度。加湿段G设置有加湿装置，用于增加室外新风的湿度。送风机段H设置有送风机，用于提升室外新风的流速，并调整其输送方向。

进一步地，为了便于对新风机组的控制，新风机组中还可以安装有以下至少一项：温度传感器、湿度传感器和风量调节阀(图中未示出)。例如在进风段A安装风量调节阀和温度传感器，这样可以调节室外新风的进风量，并检测其温度。根据这些传感器所检测的温度和目标温度要求，可以控制新风机组的各段中的装置的开关，并通过调节阀可以调整运行状态。

作为示例，在冬季，室外新风的温度远低于数据中心机房的目标温度，此时可以关闭冷凝器段C、压缩机段D、蒸发器段E和加湿段G中的装置。在夏季，室外新风的温度通常会高于数据中心机房的目标温度，此时可以关闭热水管段F、和加湿段G中的装置。

再例如，在冬季，由于室外新风的温度远低于数据中心机房的目标温度，所以可以利用室外新风来冷却室内回风。此时，可以关闭新风机组的冷凝器段C、压缩机段D、蒸发器段E、热水管段F和加湿段G中的装置以及设置于回风口后端的冷却装置。这样通过检测新风(室外新风与室内回风的混风)的温度，并与数据中心机房的目标温度比较，从而可以调节室内新风的风量和室内回风的风量，进而调节新风的温度以满足冷却要求。

需要说明的是，对于本申请实施例中的冷却系统，可以根据实际需求，在任意位置设置温度传感器、湿度传感器和风量调节阀等组件，从而可以方便快捷地控制冷却系统的运行，降低冷却系统的能耗。并且与传统的冷却方式相比，本申请实施例中的冷却系统在达到冷却效果的情况下，可以大大降低能源消耗，节约能源，降低成本。

可以理解的是，本申请实施例中的冷却系统的回风口和出风口可以位于至少两个排列设置的机柜的侧面。也就是说，如图2所示，回风口12和出风口13可以设置在室内的侧墙壁上。且该侧墙壁与室内机柜的排列方向相平行。出风口13的高度可以(但不限于)与机柜的高度相近。

由于热空气向上运动，冷空气向下运动，所以在一些应用场景中，本申请实施例中的冷却系统的回风口和出风口也可以位于至少两个排列设置的机柜的上方。也就是说，回风口和出风口也可以设置在室内的顶部，这样也有助于降低冷却系统的能耗。同时，为了提高冷却效果，回风口和出风口与机柜上端的距离不宜过大，即回风口和出风口距离地面的高度与机柜高度的差不宜过大。

进一步地，为了增加新风与机柜表面的接触面积，提升冷却效果和效率，至少两个排列设置的机柜的底部可以与地面之间存在间隙。也就是说，机柜与地面之间存在一定的距离。例如，机柜为底部安装有滚轮的结构，或者机柜放置在支撑架上等。这样，新风沿两个机柜互不相邻的侧面由上向下流动，并经机柜的底部流向该两个机柜相邻的侧面，从而包围机柜进行热交换。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种用于数据中心的冷却系统，所述数据中心包括至少两个排列设置的机柜，所述冷却系统包括：

进风口，设置于室外，用于接收室外新风；

回风口，设置于室内，且朝向两个机柜之间，用于回收室内回风；

出风口，设置于所述回风口的两侧，与所述进风口连通，用于向室内输送新风，其中，所述新风为室外新风与室内回风的混风；

所述出风口与所述回风口之间形成有导流槽，以使所述新风流经所述两个机柜互不相邻的侧面。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括设置于所述出风口前端的静压箱，其中，所述前端为风在流动方向上先经过的一端；

所述静压箱在朝向所述出风口的侧面对应于所述出风口的位置开设有射流喷嘴。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括冷却装置，设置于所述回风口的后端，用于冷却经所述回风口回收的室内回风，其中，所述后端为风在流动方向上后经过的一端。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却装置包括盘管式换热器；以及

所述冷却系统还包括制冷机组，用于向所述盘管式换热器提供循环冷却液体。

5.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述回风口与所述冷却装置之间安装有风量调节阀和/或温度传感器。

6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括设置于所述进风口与所述出风口之间的新风机组，用于处理经所述进风口接收的室外新风；

所述新风机组包括以下至少一项：过滤装置、冷凝器、压缩机、蒸发器、加热装置、加湿装置和送风机。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述新风机组中还安装有以下至少一项：温度传感器、湿度传感器和风量调节阀。

8.根据权利要求1-7之一所述的冷却系统，其特征在于，所述回风口和所述出风口位于所述至少两个排列设置的机柜的侧面。

9.根据权利要求1-7之一所述的冷却系统，其特征在于，所述回风口和所述出风口位于所述至少两个排列设置的机柜的上方。

10.根据权利要求9所述的冷却系统，其特征在于，所述至少两个排列设置的机柜的底部与地面之间存在间隙。