数据中心供冷系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及数据中心冷却技术领域，具体涉及一种数据中心供冷系统及控制方法。本发明专利技术提供的数据中心供冷系统包括数据中心空调柜、第一换热器、第二换热器、冷却机组、冷却塔,数据中心供冷系统具有第一工况、第二工况、第三工况、第四工况及第五工况，在不同工况下，通过管道的选择性接通，数据中心空调柜可通过冷却塔、地表水源、冷却机组中的至少一种冷源实现换热。本发明专利技术提供的数据中心供冷系统，拓宽了使用自然冷源参与供冷的条件，自然冷源梯级利用的方式，显著提高了全年自然冷源利用时间占比，降低了用于机房冷却的能耗占比。降低了用于机房冷却的能耗占比。降低了用于机房冷却的能耗占比。

【技术实现步骤摘要】
数据中心供冷系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及数据中心冷却
，具体涉及一种数据中心供冷系统及控制方法。

技术介绍

[0002]数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息，是智能世界和数字经济的坚实底座。但数据中心的能耗高、碳排放量大，其中用于冷却数据中心的供冷系统消耗了大量能源，通过降低供冷系统的能耗可以有效的降低数据中心的PUE。
[0003]现有技术中，数据中心的供冷系统在冬季通过冷却塔自然冷源为数据中心免费供冷，即利用室外冷空气直接或间接与数据中心的服务器换热，从而降低数据中心的PUE，但在夏季受室外温度制约，数据中心完全依赖冷水机组制冷，数据中心全年自然冷源利用时间占比低，导致用于机房冷却的能耗占比过大。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的数据中心全年自然冷源利用时间占比低，用于机房冷却的能耗占比过大的缺陷，从而提供一种数据中心供冷系统及控制方法。
[0005]本专利技术提供的数据中心供冷系统，包括数据中心空调柜、第一换热器、第二换热器、冷却机组、冷却塔,所述数据中心供冷系统具有第一工况、第二工况、第三工况、第四工况及第五工况；
[0006]当所述数据中心供冷系统处于所述第一工况时，所述数据中心空调柜的冷侧出口与所述第二换热器的热侧进口连通，所述第二换热器的热侧出口与所述数据中心空调柜的冷侧进口连通，所述第二换热器的冷侧出口与所述冷却塔的热侧进口连通，所述冷却塔的热侧出口与所述第二换热器的冷侧进口连通；
[0007]当所述数据中心供冷系统处于所述第二工况时，所述数据中心空调柜的冷侧出口与所述第一换热器的热侧进口连通，所述第一换热器的热侧出口与所述数据中心空调柜的冷侧进口连通，所述第一换热器的冷侧进口、所述第一换热器的冷侧出口均与地表水源连通；
[0008]当所述数据中心供冷系统处于所述第三工况时，所述数据中心空调柜的冷侧出口与所述第一换热器的热侧进口连通，所述第一换热器的热侧出口与所述冷却机组的热侧进口连通，所述冷却机组的热侧出口与所述数据中心空调柜的冷侧进口连通，所述第一换热器的冷侧进口、所述第一换热器的冷侧出口均与所述地表水源连通，所述冷却机组的冷侧出口与所述冷却塔的热侧进口连通，所述冷却塔的热侧出口与所述冷却机组的冷侧进口连通；
[0009]当所述数据中心供冷系统处于所述第四工况时，所述数据中心空调柜的冷侧出口
与所述冷却机组的热侧进口连通，所述冷却机组的热侧出口与所述数据中心空调柜的冷侧进口连通，所述冷却机组的冷侧出口与所述第一换热器的热侧进口连通，所述第一换热器的热侧出口与所述冷却机组的冷侧进口连通，所述第一换热器的冷侧进口、所述第一换热器的冷侧出口均与所述地表水源连通；
[0010]当所述数据中心供冷系统处于所述第五工况时，所述数据中心空调柜的冷侧出口与所述冷却机组的热侧进口连通，所述冷却机组的热侧出口与所述数据中心空调柜的冷侧进口连通，所述冷却机组的冷侧出口与所述冷却塔的热侧进口连通，所述冷却塔的热侧出口与所述冷却机组的冷侧进口连通。
[0011]可选的，所述数据中心供冷系统还包括蓄冷池，所述蓄冷池的流出口与所述数据中心空调柜的冷侧进口连接，所述蓄冷池的流入口至少与所述第一换热器的热侧出口、所述第二换热器的热侧出口、所述冷却机组的热侧出口的其中之一连接。
[0012]可选的，所述数据中心空调柜的冷侧出口依次经由第一管段、第一阀门、第二管段与所述第一换热器的热侧进口连接，所述数据中心空调柜的冷侧出口依次经由所述第一管段、第二阀门、第三管段、第三阀门与所述冷却机组的热侧进口连接，所述第三管段经由第四阀门与所述第二换热器的热侧进口连接，所述第一换热器的热侧出口依次经由第四管段、第五阀门与所述数据中心空调柜的冷侧入口连接，所述冷却机组的热侧出口依次经由第六阀门、第五管段与所述数据中心空调柜的冷侧进口连接，所述第二换热器的热侧出口依次经由第七阀门、所述第五管段与所述数据中心空调柜的冷侧进口连接，所述第一换热器的冷侧进口经由第六管段与所述地表水源连接，所述第一换热器的冷侧出口经由第七管段与所述地表水源连接，所述第二换热器的冷侧出口依次经由第八阀门、第八管段、第九阀门与所述冷却塔的热侧进口连接，所述冷却机组的冷侧出口依次经由第十阀门、所述第八管段、所述第九阀门与所述冷却塔的热侧进口连接，所述第二换热器的冷侧进口依次经由第十一阀门、第九管段、第十二阀门与所述冷却塔的热侧出口连接，所述冷却机组的冷侧进口依次经由第十三阀门、所述第九管段、所述第十二阀门与所述冷却塔的热侧出口连接，所述第二管段经由第十四阀门与所述第八管段连接，所述第四管段经由第十五阀门与所述第九管段连接，所述第三管段经由第十六阀门与第四管段连接。
[0013]可选的，所述第一管段设置有冷冻水泵。
[0014]可选的，所述第六管段设置有抽水泵。
[0015]可选的，所述第九管段设置有冷却水泵。
[0016]本专利技术提供的前述的数据中心供冷系统的控制方法，包含如下步骤：
[0017]S1、获取所述冷却塔所在区域的空气湿球温度t1，获取所述地表水源的取水温度t2，所述数据中心空调柜设定的供冷温度记为t3，所述数据中心空调柜的回流温度记为t4，冷却所述数据中心空调柜的换热工质的冷源的温度与t3的温差最小值设定为
△
t(
△
t＞0)，其中t1、t2、t3、t4、
△
t的单位均为℃；
[0018]S2、当t1＜(t3‑△
t)，且t1＜t2时，启用所述第一工况，即所述数据中心空调柜的换热工质依次经由所述数据中心空调柜的冷侧出口、所述第二换热器的热侧进口、所述第二换热器的热侧出口后流入所述数据中心空调柜的冷侧进口，所述第二换热器的换热工质依次经由所述第二换热器的冷侧出口、所述冷却塔的热侧进口、所述冷却塔的热侧出口后流入所述第二换热器的冷侧进口；
[0019]当t2＜(t3‑△
t)，且t2＜t1时，启用所述第二工况，即所述数据中心空调柜的换热工质依次经由所述数据中心空调柜的冷侧出口、所述第一换热器的热侧进口、所述第一换热器的热侧出口后流入所述数据中心空调柜的冷侧进口，所述第一换热器的换热工质依次经由所述第一换热器的冷侧出口、地表水源后流入所述第一换热器的冷侧进口；
[0020]当(t3‑△
t)＜t1，且(t3‑△
t)＜t2＜t4时，启用所述第三工况，即所述数据中心空调柜的换热工质依次经由所述数据中心空调柜的冷侧出口、所述第一换热器的热侧进口、所述第一换热器的热侧出口、所述冷却机组的热侧进口、所述冷却机组的热侧出口后流入所述数据中心空调柜的冷侧进口，所述第一换热器的换热工质依次经由所述第一换热器的冷侧出口、地表水源后流入所述第一换热器的冷侧进口，所述冷却机组的换热工质依次经由所述冷却机组的冷侧出口、所述冷却塔的热侧进口、所述冷却塔的热侧出口后流入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据中心供冷系统，其特征在于，包括数据中心空调柜(10)、第一换热器(20)、第二换热器(30)、冷却机组(40)、冷却塔(50),所述数据中心供冷系统具有第一工况、第二工况、第三工况、第四工况及第五工况；当所述数据中心供冷系统处于所述第一工况时，所述数据中心空调柜(10)的冷侧出口与所述第二换热器(30)的热侧进口连通，所述第二换热器(30)的热侧出口与所述数据中心空调柜(10)的冷侧进口连通，所述第二换热器(30)的冷侧出口与所述冷却塔(50)的热侧进口连通，所述冷却塔(50)的热侧出口与所述第二换热器(30)的冷侧进口连通；当所述数据中心供冷系统处于所述第二工况时，所述数据中心空调柜(10)的冷侧出口与所述第一换热器(20)的热侧进口连通，所述第一换热器(20)的热侧出口与所述数据中心空调柜(10)的冷侧进口连通，所述第一换热器(20)的冷侧进口、所述第一换热器(20)的冷侧出口均与地表水源(60)连通；当所述数据中心供冷系统处于所述第三工况时，所述数据中心空调柜(10)的冷侧出口与所述第一换热器(20)的热侧进口连通，所述第一换热器(20)的热侧出口与所述冷却机组(40)的热侧进口连通，所述冷却机组(40)的热侧出口与所述数据中心空调柜(10)的冷侧进口连通，所述第一换热器(20)的冷侧进口、所述第一换热器(20)的冷侧出口均与所述地表水源(60)连通，所述冷却机组(40)的冷侧出口与所述冷却塔(50)的热侧进口连通，所述冷却塔(50)的热侧出口与所述冷却机组(40)的冷侧进口连通；当所述数据中心供冷系统处于所述第四工况时，所述数据中心空调柜(10)的冷侧出口与所述冷却机组(40)的热侧进口连通，所述冷却机组(40)的热侧出口与所述数据中心空调柜(10)的冷侧进口连通，所述冷却机组(40)的冷侧出口与所述第一换热器(20)的热侧进口连通，所述第一换热器(20)的热侧出口与所述冷却机组(40)的冷侧进口连通，所述第一换热器(20)的冷侧进口、所述第一换热器(20)的冷侧出口均与所述地表水源(60)连通；当所述数据中心供冷系统处于所述第五工况时，所述数据中心空调柜(10)的冷侧出口与所述冷却机组(40)的热侧进口连通，所述冷却机组(40)的热侧出口与所述数据中心空调柜(10)的冷侧进口连通，所述冷却机组(40)的冷侧出口与所述冷却塔(50)的热侧进口连通，所述冷却塔(50)的热侧出口与所述冷却机组(40)的冷侧进口连通。2.根据权利要求1所述的数据中心供冷系统，其特征在于，所述数据中心供冷系统还包括蓄冷池(70)，所述蓄冷池(70)的流出口与所述数据中心空调柜(10)的冷侧进口连接，所述蓄冷池(70)的流入口至少与所述第一换热器(20)的热侧出口、所述第二换热器(30)的热侧出口、所述冷却机组(40)的热侧出口的其中之一连接。3.根据权利要求1或2所述的数据中心供冷系统，其特征在于，所述数据中心空调柜(10)的冷侧出口依次经由第一管段(T1)、第一阀门(F1)、第二管段(T2)与所述第一换热器(20)的热侧进口连接，所述数据中心空调柜(10)的冷侧出口依次经由所述第一管段(T1)、第二阀门(F2)、第三管段(T3)、第三阀门(F3)与所述冷却机组(40)的热侧进口连接，所述第三管段(T3)经由第四阀门(F4)与所述第二换热器(30)的热侧进口连接，所述第一换热器(20)的热侧出口依次经由第四管段(T4)、第五阀门(F5)与所述数据中心空调柜(10)的冷侧入口连接，所述冷却机组(40)的热侧出口依次经由第六阀门(F6)、第五管段(T5)与所述数据中心空调柜(10)的冷侧进口连接，所述第二换热器(30)的热侧出口依次经由第七阀门(F7)、所述第五管段(T5)与所述数据中心空调柜(10)的冷侧进口连接，所述第一换热器
(20)的冷侧进口经由第六管段(T6)与所述地表水源(60)连接，所述第一换热器(20)的冷侧出口经由第七管段(T7)与所述地表水源(60)连接，所述第二换热器(30)的冷侧出口依次经由第八阀门(F8)、第八管段(T8)、第九阀门(F9)与所述冷却塔(50)的热侧进口连接，所述冷却机组(40)的冷侧出口依次经由第十阀门(F10)、所述第八管段(T8)、所述第九阀门(F9)与所述冷却塔(50)的热侧进口连接，所述第二换热器(30)的冷侧进口依次经由第十一阀门(F11)、第九管段(T9)、第十二阀门(F12)与所述冷却塔(50)的热侧出口连接，所述冷却机组(40)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周超辉，金和平，周华杰，罗惠恒，许艳丽，张晓萌，姜鹏，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：