一种浸没式液冷数据中心的冷却水系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种浸没式液冷数据中心的冷却水系统，包括闭式冷却塔、冷却水循环泵、水处理设备、末端液冷模块装置和相应的控制电动阀；冷却水系统末端侧总管采用环路系统，冷源侧采用冷却塔和冷却水泵一塔一泵串联的冷却单元模式；冷却水循环泵和闭式冷却塔的风机为变频运行。该系统全年利用闭式冷却塔冷却降温，替代传统技术方案中由压缩机组建的冷水机组制冷设备和辅助设备，同时减少了机房末端恒温恒湿空调设备，有效的降低了数据中心的能耗，最大限度的降低了数据中心的PUE值；节省了冷水机组制冷设备和辅助设备、机房末端恒温恒湿空调设备的初投资，在未来数据中心行业市场潜力非常巨大。潜力非常巨大。潜力非常巨大。

【技术实现步骤摘要】
一种浸没式液冷数据中心的冷却水系统


[0001]本技术涉及一种应用于数据中心的冷却水系统，尤其是为一种浸没式液冷数据中心的冷水系统。

技术介绍

[0002]随着科技发展，数据中心的节能要求也越来越高；各地市采取市场手段和行政措施，合理控制和优化数据中心布局和用能，进一步促进数据中心绿色低碳发展。加大节能技术改造力度，以节能技术标准要求倒逼传统数据中心加快绿色节能技术改造；十四五期间大中型以上的新建数据中心PUE值需降至1.3以下。在业内PUE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负载消耗的能源的比值。即PUE＝数据中心总能耗/IT设备能耗，其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗，其值大于1，越接近1表明非IT设备耗能越少，即能效水平越好。因此数据机房的末端产品也跟随着时代要求而产生技术产品的快速更替，从最开的风冷机房空调至冷冻水型机房空调，再至带自然冷却的空调冷却系统和间接蒸发冷却机组，然而这些产品在全年部分或者炎热的夏季都要用到制冷压缩机，而数据中心的机柜几乎全部用来发热了，因此数据中心的能耗巨大，空调制冷压缩机的能耗也非常巨大。
[0003]目前风冷散热的服务器通常对应的制冷空调形式有：风冷型机房空调、冷冻水型机房空调、带自然冷却的空调冷却系统、间接蒸发冷却机组。
[0004]其中，风冷机房空调由室内节流阀、蒸发盘管、压缩机、室外风冷冷凝器组成。风冷散热的服务器运行过程中向机房内空气散热引起机房内温度升高，机房内空气通过风机与蒸发盘管换热，冷媒作为传热媒介，将从房间吸取的热量通过室外风冷冷凝器传递到室外环境中。
[0005]其中，冷冻水型机房空调由风机和冷冻盘管组成，风冷散热的服务器运行过程中向机房内空气散热引起机房内温度升高，机房内空气通过冷冻盘管，直接将热负荷传递到冷冻水环路中，利用用户现场自备的中央冷冻水源，适合于用户现场具备中央冷水机组的场合。
[0006]其中，带自然冷却的空调冷却系统，由带有自然冷却盘管的风冷冷水机组和冷冻水型机房空调组成，自然冷却盘管由铜管套铝制翅片构成，冬季较高温度的冷冻水回水与低温的室外环境的空气通过自然冷却盘管进行换热后变成较低温度的冷冻水供水，将机房的风冷散热的服务器散发的热量转移到室外环境中，可以实现带有自然冷却盘管的风冷冷水机组的“自然冷却”功能。
[0007]其中，间接蒸发冷却机组全年可以采用完全或部分自然冷却的方式对数据中心进行制冷，仅当室外温度过高时才需要机械制冷来补充部分冷量。风冷散热的服务器运行过程中向机房内空气散热引起机房内温度升高，机房内空气进入间接蒸发冷却机组经过换热变成低温空气送入机房内为服务器降温，将机房的风冷散热的服务器散发的热量转移到室外环境中。
[0008]时至今日国内大部分服务器或数据中心普遍还是采用传统的风冷散热，但随着国家“双碳”政策的部署落实，严格的PUE值限定，使得大部分风冷服务器应用的数据中心面临散热技术升级改造或全面的技术替代，液冷技术已成为服务器散热的必然趋势。
[0009]近年来兴起液冷数据中心，是指应用液冷技术和液冷服务器等设备的数据中心，与传统风冷服务器相比，液冷服务器的热量导出方式不同。液冷是指使用液体取代空气作为冷媒，为发热部件进行换热，带走热量的技术。液冷服务器是指将液体注入服务器，通过冷热交换带走服务器热量的一种服务器。
[0010]经对现有技术的检索发现：
[0011]中国专利CN105180490B一体化自然冷却机房空调系统；
[0012]中国专利CN210165500U一种数据中心用复合型空调系统；
[0013]中国专利技术申请CN111295085A基于风冷和水冷复合单元的数据中心用蒸发冷却空调系统。
[0014]上述技术方案设计均是服务于风冷散热服务器的空调系统，不适用于液冷服务器。

技术实现思路

[0015]近年来一种浸没式液冷机房空调应用而生，全年自然冷却的浸没式液冷机房空调系统提高空调的供、回水温度，系统摒弃了制冷压缩机，全年都可以利用自然冷却而不使用制冷压缩机，该系统具有节能潜力巨大、系统设备少、节省设备占用面积、系统初投资少、系统可靠性高等优点。本技术目的，即为了给浸没式液冷服务器提供需要的冷却水专门研发了一种浸没式液冷的冷却水系统。
[0016]本技术提出一种浸没式液冷的冷却水系统，与现有技术相比，该系统具有如下特点和意义：全年利用闭式冷却塔冷却降温，替代传统技术方案中由压缩机组建的冷水机组制冷设备和辅助设备，同时减少了机房末端恒温恒湿空调设备，有效的降低了数据中心的能耗，最大限度的降低了数据中心的PUE值；节省了冷水机组制冷设备和辅助设备、机房末端恒温恒湿空调设备的初投资。所以，本技术一种浸没式液冷的冷却水系统在未来数据中心行业市场潜力非常巨大。
[0017]本技术技术方案如下：
[0018]一种浸没式液冷数据中心的冷却水系统，包括闭式冷却塔、冷却水循环泵、水处理设备、末端液冷模块装置和相应的控制电动阀。冷却水系统末端侧总管采用环路系统，冷源侧采用冷却塔和冷却水泵一塔一泵串联的冷却单元模式；冷却水循环泵和闭式冷却塔的风机为变频运行。
[0019]所述冷却水系统的冷却单元为一用一备。
[0020]所述冷却水系统闭式冷却塔出来较低温度的冷却水经过供水管道输送至液冷模块装置换热后变为较高的冷却水，再经过回水管道回到闭式冷却塔和外侧蒸发冷却降温后的水进行换热变成较低温度的冷却水，完成循环。
[0021]所述冷却水系统运行模式为两种，冷却水泵自动变频模式和冷却水泵手动变频模式；冷却水泵自动变频模式下，冷却水泵根据出口压力传感器的设定值自动变频；冷却水泵手动变频模式下，冷却水泵的频率根据系统最大用水量设置水泵运行频率，末端压差旁通
阀根据供回水总管的压差自动旁通末端用水量，维持系统压力稳定。
[0022]所述冷却水系统的冷却水供水温度控制方式为：为了维持冷却系统的供水温度恒定，闭式冷却塔冷却风机根据出水温度自动变频，当冷却风机调速不能调控出水温度稳定时，调控闭式冷却塔的喷淋水泵启停来控制出水温度稳定，当闭式冷却塔喷淋水泵启停也无法调控水温稳定时，闭式冷却塔的温控旁通阀旁通冷却塔进水量来维持冷却水的供水水温稳定。
[0023]一种浸没式液冷的冷却水系统的一次侧允进水温度15～35℃；一次侧额定进/出水温差8℃；一次侧额定进/出水温度33/41℃；一次侧工质要求：软化水、乙二醇水溶液。
[0024]如冷媒选用软化水，水质要求如下：
[0025]检测项单位循环水补充水pH(25℃)/7.5～107.5～9.5浊度NTU≤10≤5电导率(25℃)μs/cm≤2000≤600Cl
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mg/L≤50≤50总铁mg/L≤1≤0.3钙硬度(以CaCO3计)mg/L≤30≤30总碱度(以CaCO3计)mg/L≤500≤200溶解氧mg/L≤0.1—有机磷(以P计)mg/L≤0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浸没式液冷数据中心的冷却水系统，其特征在于，包括闭式冷却塔、冷却水循环泵、水处理设备、末端液冷模块装置和相应的控制电动阀；冷却水系统末端侧总管采用环路系统，冷源侧采用冷却塔和冷却水泵一塔一泵串联的冷却单元模式；冷却水循环泵和闭式冷却塔的风机为变频运行。2.如权利要求1所述的冷却水系统，其特征在于，冷却单元为一用一备。3.如权利要求1所述的冷却水系统，其特征在于，所述闭式冷却塔出来较低温度的冷却水经过供水管道输送至液冷模块装置换热后变为较高的冷却水，再经过回水管道回到闭式冷却塔和外侧蒸发冷却降温后的水进行换热变成较低温度的冷却水，完成循环。4.如权利要求1所述的冷却水系统，其特征在于，系统运行模式为两种：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文昊，韩超，汤海兵，
申请(专利权)人：上海阿尔西空调系统服务有限公司，
类型：新型
国别省市：