专利名称：一种新型数据中心空调系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空调系统，尤其涉及一种应用在信息数据设备机房中的空调系统。
背景技术：
数据中心，即信息数据设备机房。随着IT技术的不断发展，对数据的处理速度、处理能力要求越来越高；同时随着科技的不断创新，体积更小、速度更快、功能更强的高功率密度机架服务器、刀片服务器等应运而生。这些高性能的服务器导致机柜单位面积的发热量急剧上升，造成数据中心局部过热的高热密度现象。常规精密空调结合冷热通道隔离的地板下送风，对机房环境进行整体降温冷却，随着每机架热密度的增加，这种制冷解决方案已经不能满足高热密度数据中心的制冷需求，且这种方法效率低能耗高。同时机柜上端服务器因散热困难而存在严重安全隐患，因此常规制冷解决方案已制约了数据中心的高热密度部署。目前数据中心高热密度制冷解决方案中，如以行级制冷为主的“行级空调”，该空调安插在服务器机柜行间，冷热空气直接在机柜和空调之间以最短的路径循环，能够带走服务器内排出的高密度热量从而有效提高制冷效率。但此类行级空调以冷冻水型末端为主，在机柜行中引入冷冻水系统对数据中心有很大的安全威胁。另有以冷媒泵循环为主的“吊顶空调”，吊顶终端安装在冷热通道上方，加速吸走热通道热量，向冷通道注入足够冷量，热交换介质为制冷剂。这种冷媒泵循环系统无压缩机、在热交换中低压制冷剂在常温下会转变成气态，存在控制难度大、冷量不稳定等缺点，且以冷冻水为冷却介质，系统本身不存在节能效益。因此本领域技术人员亟待一种安全可靠的高热密度制冷解决方案来迎接新一代高热密度部署的数据中心。
发明内容本实用新型所要解决的问题就是提供一种应用在信息数据设备机房中的空调系统，以更加安全、可靠的方案充分冷却IT设备的高热密度区，满足高热密度部署数据中心的制冷要求，实现数据中心绿色节能。为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案一种新型数据中心空调系统，包括若干台用于维持设备机房整体环境的精密空调、若干台用于消除服务器机柜局部热点的柜顶空调以及冷却水系统，其特征在于还包括连通冷却水系统与若干台柜顶空调的水冷多联机主机、连通冷却水系统与若干台精密空调的水冷冷水主机；所述水冷冷水主机内设有相连通的冷凝器与蒸发器，所述的若干台精密空调通过冷冻水循环机构连接水冷冷水主机的蒸发器，水冷冷水主机的冷凝器连接冷却水系统。进一步的，水冷多联机主机通过冷媒管以一拖多形式连接所述的若干台柜顶空调。进一步的，所述冷却水系统包括冷却塔与冷却水泵，所述水冷冷水主机与水冷多联机主机共用一个冷却水系统。系统更加优化、结构更加简洁，降低投入成本。进一步的，所述冷冻水循环机构包括连接在蒸发器上用于收集若干台精密空调冷冻水回水的集水器、连接在蒸发器上用于将冷冻水分送至若干台精密空调的分水器；所述集水器与分水器之间设有压差旁通阀，集水器与蒸发器之间设有冷冻水泵。进一步的，柜顶空调内部采用电子膨胀阀控制制冷剂流量。确保制冷终端所需冷量，并保持柜顶空调出风温度高于机房内部环境以及机柜附近环境的露点温度，有效防止了空气中水分的液化，从而消除在机房中产生出风口凝露的顾虑。进一步的，柜顶空调吊挂于设备机房吊顶。在新出现的热点上方可随时增加制冷终端柜顶空调，安装方便、快捷。进一步的，精密空调为冷冻水型，其顶部为进风口，底部为出风口。利用上回、下送的送风形式，以实现数据中心的架高地板下送风、吊顶上部空间回风、冷热通道隔离的气流组织形式，提高空调系统效率。本实用新型的有益效果1、水冷多联机主机与柜顶空调构成的水冷多联机组，将水源热泵技术、多联机技术结合在一起，使得机组既有多联机的变负荷灵活，安装配置自由的特点，又有水冷机组的高能效，运行平稳的优点；水冷多联机主机具备数据中心全年制冷的应用功能，即其冷凝压力的控制具备低温制冷能力；水冷多联机主机的冷却介质是水，而不像传统风冷多联机的室外机那样冷却介质是空气，由于水的比热容和密度远比空气大，故水冷多联机系统室外机体积大大减少，并且可安装在建筑物中任何方便的地方，而不像传统的风冷多联机系统室外机必须安装在通风良好的地点；2、水冷冷水主机与冷冻水型精密空调构成的水冷冷水机组，承担数据中心主要热负荷、湿度与洁净度控制要求，精密空调为冷冻水型，以水为载冷剂来实现热量的传递，水的热容量大，传热性能好，具有高能效比特征；利用冷冻水循环机构实现冷冻水的循环再冷却；3、在高热密度机柜上端布置水冷多联机组的末端柜顶空调可以提高机房区域机架的空气流通速度，更有效的为其下方区域的机架进行散热，配合精密空调的冷、热通道隔离的地板送风方式中，柜顶空调加速吸走热通道的热量，同时向冷通道注入更多的冷量，显著的解决了机柜高热密度现象及其上端服务器因散热困难而存在的安全隐患；精密空调负责设备机房整体环境的维持，而柜顶空调负责机柜热点的消除，只有在热点出现时才运行； 这种模式既能有效控制设备机房整体的温度，又能满足高发热量的高密度机柜散热的要求，整体结构简洁、投入成本低、能耗小，可以满足高热密度部署数据中心的制冷要求，实现数据中心绿色节能。
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明
图1为本实用新型的系统结构图；图2为本实用新型在数据中心的平面分布示意图；图3为本实用新型在数据中心的立体分布示意图。
具体实施方式
参照
图1，本实用新型为一种新型数据中心空调系统，包括若干台用于维持设备机房整体环境的精密空调2、若干台用于消除服务器机柜局部热点的柜顶空调6以及冷却水系统4，还包括连通冷却水系统4与若干台柜顶空调6的水冷多联机主机1、连通冷却水系统4与若干台精密空调2的水冷冷水主机3 ；所述水冷冷水主机3内设有相连通的冷凝器 31与蒸发器32，所述的若干台精密空调2通过冷冻水循环机构5连接水冷冷水主机3的蒸发器32，水冷冷水主机3的冷凝器31连接冷却水系统4。 冷却水系统4包括冷却塔41与冷却水泵42，水冷冷水主机3与水冷多联机主机1 共用一个冷却水系统4，使系统更加优化、结构更加简洁，降低投入成本。冷冻水循环机构5包括连接在蒸发器32上用于收集若干台精密空调2冷冻水回水的集水器52、连接在蒸发器32上用于将冷冻水分送至若干台精密空调2的分水器51 ；所述集水器52与分水器51之间设有压差旁通阀M，集水器52与蒸发器32之间设有冷冻水泵53 ；来自末端精密空调2的冷冻水回水经集水器52、冷冻水泵进入水冷冷水机主机的蒸发器32内、吸收了制冷剂蒸发的冷量，使回水温度降低为冷冻水，再经分水器51送入室内精密空调2的表冷器同数据中心环境空气进行热交换后，再回到冷水机主机内进行循环再冷却。柜顶空调6吊挂于设备机房吊顶70，在新出现的热点上方可随时增加制冷终端柜顶空调6，安装方便、快捷；柜顶空调6内部采用电子膨胀阀控制制冷剂流量，确保制冷终端所需冷量，并保持柜顶空调6出风温度高于机房内部环境以及机柜附近环境的露点温度， 有效防止了空气中水分的液化，从而消除在机房中产生出风口凝露的顾虑。精密空调2为冷冻水型，其顶部为进风口 21，底部为出风口 22。参照图2、3，在设备机房中，两排机柜的进风口之间形成冷通道72、出风口之间形成热通道73，柜顶空调6吊装在高热密度机柜8顶部，其出风口对应高热密度机柜8的进风口，精密空调2则安装在设备机房的一侧，柜顶空调6从热通道73吸收热气流，向冷通道 72注入冷空气，热通道73、柜顶空调6、冷通道72、高热密度机柜8之间形成局部冷热空气循环，显著的解决了高热密度机柜8的高热密度现象及其上端服务器因散热困难而存在的安全隐患，普通负载机柜9可不配置柜顶空调6 ；与此同时，从机房吊顶70吸收的热气流进入精密空调2的进风口，在精密空调2内与冷冻水进行热交换后变为冷空气，再由精密空调 2的处风口送入机房的架高地板，从架高地板71送入冷通道72，形成设备机房整体的冷热空气循环。精密空调2负责设备机房整体环境的维持，柜顶空调6负责机柜热点的消除，只有在热点出现时才运行。本实施方案中，水冷冷水主机3和水冷多联机主机1可根据实际负荷需要布置多组，每组主机与对应的制冷末端换热制冷，冷却水系统4同样可根据总负荷及制冷冗余度需求进行多组并联布置；系统方案的灵活配置真正实现了模块化的扩容，为整个机房制冷系统提供更大、更简便的冗余。
权利要求1.一种新型数据中心空调系统，包括若干台用于维持设备机房整体环境的精密空调 O)、若干台用于消除服务器机柜局部热点的柜顶空调(6)以及冷却水系统G)，其特征在于还包括连通冷却水系统(4)与若干台柜顶空调(6)的水冷多联机主机(1)、连通冷却水系统(4)与若干台精密空调( 的水冷冷水主机(3)；所述水冷冷水主机( 内设有相连通的冷凝器(31)与蒸发器(32)，所述的若干台精密空调( 通过冷冻水循环机构(51)连接水冷冷水主机(3)的蒸发器(32)，水冷冷水主机(3)的冷凝器(31)连接冷却水系统0)。
2.根据权利要求1所述的一种新型数据中心空调系统，其特征在于水冷多联机主机 (1)通过冷媒管以一拖多形式连接所述的若干台柜顶空调(6)。
3.根据权利要求1所述的一种新型数据中心空调系统，其特征在于所述冷却水系统 (4)包括冷却塔Gl)与冷却水泵(42)，所述水冷冷水主机C3)与水冷多联机主机(1)共用一个冷却水系统(4)。
4.根据权利要求3所述的一种新型数据中心空调系统，其特征在于所述冷冻水循环机构(51)包括连接在蒸发器(32)上用于收集若干台精密空调(2)冷冻水回水的集水器 (52)、连接在蒸发器(3 上用于将冷冻水分送至若干台精密空调O)的分水器(51)；所述集水器(5 与分水器(51)之间设有压差旁通阀64)，集水器(5 与蒸发器(3 之间设有冷冻水泵(53)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型数据中心空调系统，其特征在于柜顶空调(6)内部采用电子膨胀阀控制制冷剂流量。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型数据中心空调系统，其特征在于柜顶空调(6)吊挂于设备机房吊顶(70)。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新型数据中心空调系统，其特征在于精密空调O)为冷冻水型，其顶部为进风口(21)，底部为出风口 02)。
专利摘要本实用新型公开了一种新型数据中心空调系统，包括若干台用于维持设备机房整体环境的精密空调、若干台用于消除服务器机柜局部热点的柜顶空调以及冷却水系统，还包括连通冷却水系统与若干台柜顶空调的水冷多联机主机、连通冷却水系统与若干台精密空调的水冷冷水主机；所述水冷冷水主机内设有相连通的冷凝器与蒸发器，所述的若干台精密空调通过冷冻水循环机构连接水冷冷水主机的蒸发器，水冷冷水主机的冷凝器连接冷却水系统。
文档编号F24F5/00GK202303712SQ201120335260
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者吴大伟, 姜平 申请人:浙江浙大网新能源技术有限公司