一种数据中心冷却系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数据中心冷却系统，包括室外换热子系统、室内换热子系统及泵组子系统，室外换热子系统、室内换热子系统及泵组子系统通过供回介质管路连接形成循环回路，在泵组子系统作用下，介质从室外换热子系统流入室内换热子系统并与室内的发热元器件进行热交换，发热元器件将热量传递给介质，温度升高后的介质之后再从室内换热子系统流回室外换热子系统进行冷却。该系统可以利用室外自然冷源替代传统精密空调，一方面可增加机柜的布置空间，提高数据中心有效利用空间，节约用地，提高效率；另一方面可以很大程度节约电耗，有效提高数据中心的PUE值，且可避免空调机组气流组织不合理产生的局部过热等问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数据中心散热领域，尤其是涉及一种数据中心冷却系统。
技术介绍
全球数据中心总量超过300万个，耗电量占到全球总电量的1.1%-1.5%，我国数据中心发展迅猛，总量已超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的1.5%，其中大多数数据中心的PUE仍普遍大于2.2，与国际先进水平相比有较大差距。数据中心IT设备需要全天候进行散热，通常机房内采用精密空调或者冷水机组进行制冷。数据中心空调机组耗能占到了机房总耗能的35%-45%，仅次于数据中心IT设备的能耗，从而造成数据中心PUE(PowerUsage Effectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比)值较高，能效利用率低。数据中心现有的冷却方式通常为先冷却环境再冷却设备，如GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》中所述A、B类机房要求环境温度23°C ±1°C，而实际IT设备中电子元器件的节点温度可达50°C以上。如采用直接冷却设备的理念，可有效减少冷负荷浪费，并可充分利用室外自然冷源实现对IT设备的冷却，实现完全替代空调机组，有效降低数据中心的PUE值，提高能效利用率，并解决由于空调机组气流组织不合理造成局部热点等问题；同时，通过空调机组的完全替代，有效提高机房空间利用率，可布置更多IT设备，从而可有效提高经济效益及节地的效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种数据中心冷却系统，以解决现有数据中心的能效利用率低、且机房空间利用率低的问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案:一种数据中心冷却系统，包括室外换热子系统、室内换热子系统及栗组子系统，所述室外换热子系统、室内换热子系统及栗组子系统通过供回介质管路连接形成循环回路，在所述栗组子系统作用下，介质从所述室外换热子系统流入所述室内换热子系统并与室内的发热元器件进行热交换，所述发热元器件将热量传递给介质，温度升高后的介质之后再从所述室内换热子系统流回所述室外换热子系统进行冷却。作为优选，所述室内换热子系统包括末端换热单元、微热管及热沉换热单元，所述微热管的一端为蒸发段，布置于所述末端换热单元内，另一端为冷凝段，布置于所述热沉换热单元内，所述发热元器件产生的热量通过导热传递给所述末端换热单元，所述微热管的蒸发段内的工质吸热相变随着传动的工质将热量带到另一端的冷凝端，在所述栗组子系统作用下，介质从所述室外换热子系统流入所述热沉换热单元，通过所述热沉换热单元对所述微热管中冷凝段的工质进行冷却。作为优选，所述室内换热子系统包括水冷换热单元，在所述栗组子系统作用下，介质从所述室外换热子系统流入所述水冷换热单元，所述发热元器件产生的热量通过导热传递给所述水冷换热单元，通过所述水冷换热单元对所述发热元器件进行冷却。作为优选，所述室外换热子系统采用闭式冷却塔对介质进行冷却，根据数据中心的布置地域及气候变化控制所述闭式冷却塔内淋水装置的启闭。作为优选，所述室外换热子系统采用风冷冷凝器对介质进行冷却，在所述风冷冷凝器外设置有潜热装置，所述潜热装置包括湿膜及循环水箱，所述湿膜设置于所述风冷冷凝器下端，所述湿膜通过湿膜供水管与循环水箱的出水口连通，通过回水管与循环水箱的回水口连通，所述湿膜供水管上设置有循环栗，且所述循环水箱还与循环水箱补水管及循环水箱溢水排水管相连。作为优选，所述栗组子系统包括多级离心栗，所述多级离心栗串联在所述室外换热子系统及室内换热子系统之间的供回介质管路上，所述多级离心栗前端的供回介质管路上设置有引出线，所述引出线上串联有过滤器、自动排气阀、压力表、储液罐、安全阀、球阀及测试接头。作为优选，所述引出线上还串联有软接头；所述多级离心栗与所述室内换热子系统之间的供回介质管路上设置有压力传感器、温度传感器、电动调节阀及测试接头；所述室外换热子系统与所述室内换热子系统之间的供回介质管路上设置流量传感器。作为优选，所述多级离心栗的每一级离心栗均采用变频离心栗。作为优选，所述室外换热子系统的循环栗为变频循环栗。作为优选，所述介质为乙二醇溶液。与现有技术相比本技术具有以下特点和有益效果:本技术的目的在于利用热管技术及水冷技术，依赖于IT设备及室外温差，实现利用室外全天候自然冷源对数据中心的IT设备进行散热冷却。由于数据中心冷却系统包括室外换热子系统、室内换热子系统及栗组子系统，所述室外换热子系统、室内换热子系统及栗组子系统通过供回介质管路连接形成循环回路，在所述栗组子系统作用下，介质从所述室外换热子系统流入所述室内换热子系统并与室内的发热元器件进行热交换，所述发热元器件将热量传递给介质，温度升高后的介质之后再从所述室内换热子系统流回所述室外换热子系统进行冷却。所以该装置可以实现对数据中心空调机组的完全替代，有效降低PUE，有效提高能效利用率，实现节约数据中心能耗的目的；同时通过空调机组的完全替代，提高IT设备的布置空间，可布置更多IT设备，实现相应的节地及经济效益。【附图说明】图1为数据中心冷却系统采用带有潜热装置的风冷凝器及二级冷却系统时的示意图；图2为数据中心冷却系统采用闭式冷却塔及二级冷却系统时的示意图；图3为数据中心冷却系统采用潜热装置的风冷凝器及一级冷却系统时的示意图；图4为数据中心冷却系统采用闭式冷却塔及一级冷却系统时的示意图；图5为数据中心冷却系统所采用的二级冷冷系统的结构示意图；图6为图5中沿A-A向的剖视图；图7为数据中心冷却系统所采用的一级冷系统的结构示意图；图8为图7中沿B-B向的剖视图。附图标记，1-室外换热子系统，1-1-风冷冷凝器，1-2-湿膜，1-3-循环水栗、1-4-循环水箱，1-5-湿膜回水管，1-6-湿膜供水管，1-7-循环水箱补水管，1-8-循环水箱溢水排水管，2-栗组子系统，2-1-多级离心栗，2-2-过滤器，2-3-自动排气阀，2-4-压力表，2-5-储气罐，2-6-安全阀，2-7-压力开关，2-8-球阀，2_9_测试接头，3-热沉换热单元，4-微热管，5-末端换热单元，6-软接头，7-测试接头，8-压力传感器，9-温度传感器，10-电动调节阀，11-流量传感器，12-排气阀，13-供水管，14-回水管，15-水冷换热单元，16-发热元器件。【具体实施方式】下面通过具体的实施例子结合附图对本技术做进一步的详细描述。实施例1如图1所示，本申请提供的数据中心冷却系统包括室外换热子系统1、室内换热子系统及栗组子系统2，所述室外换热子系统1、室内换热子系统及栗组子系统2通过供回介质管路连接形成循环回路。具体的，所述室外换热子系统1的出口通过供水管13与室内换热子系统的入口连通，所述供水管13上串联有所述栗组子系统2，所述室内换热子系统的出口通过回水管14与室外换热子系统1的入口连通。在所述栗组子系统2作用下，介质从所述室外换热子系统1流入所述室内换热子系统并与室内的发热兀器件16进行热交换，所述发热元器件16将热量传递给介质，温度升高后的介质之后再从所述室内换热子系统流回所述室外换热子系统1进行冷却。通过该装置可以实现对数据中心空调机组的完全替代，有效降低PUE，有效提高能效利用率，实现节约数据中心能耗的目的；同时通过空调机组的完全替代，提高IT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据中心冷却系统，其特征在于：包括室外换热子系统（1）、室内换热子系统及泵组子系统（2），所述室外换热子系统（1）、室内换热子系统及泵组子系统（2）通过供回介质管路连接形成循环回路，在所述泵组子系统（2）作用下，介质从所述室外换热子系统（1）流入所述室内换热子系统并与室内的发热元器件（16）进行热交换，所述发热元器件（16）将热量传递给介质，温度升高后的介质之后再从所述室内换热子系统流回所述室外换热子系统（1）进行冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓晖，王丁会，朱滨，聂志华，董岁具，
申请(专利权)人：中国建筑标准设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11