一种制冷系统及数据中心系统的制作方法

一种制冷系统及数据中心系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种制冷系统及数据中心系统，制冷系统包括制冷间、第一通气系统和制冷子系统；制冷间设置有通向外部新空气的至少一个第一通气道、用于将制冷间的空气输送至外部设备间的至少一个第二通气道；第一通气系统包括至少一个第一风机，与所述至少一个第一通气道连接，用于通过所述至少一个第一通气道向制冷间引入新空气；制冷子系统用于对进入制冷间的空气进行降温。数据中心系统包括上述制冷系统、设备间，以及设置于设备间的数据中心子系统。本实用新型通过以上技术方案，解决现有数据中心系统制冷效率低、不能够借助新风以及不够节能的问题。
【专利说明】一种制冷系统及数据中心系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种制冷系统及数据中心系统。

【背景技术】
[0002]集装箱数据中心系统可容纳高密度计算设备，相同空间内可容纳6倍，甚至10倍于传统数据中心系统的机柜数量，且调测时间短，安装方便，可灵活扩展，因此被广泛的应用。
[0003]现有集装箱数据中心系统主要为以下架构，在整个集装箱中不分区制冷间和设备间，即在一个空间内放置设备和空调，而且完全依靠空调工作来制冷，不论集装箱外部环境温度、湿度如何。这种架构具有以下主要缺点:
[0004]其一，由于不分区制冷间和设备间，加上设备之间的串热，降低了制冷效率。
[0005]其二，对空调的依赖性，导致空调发生故障时，无法实现制冷，影响设备性能，甚至影响设备的正常工作；实际上，当集装箱外部环境温度、湿度适宜的情况下，完全可以让空调停止工作，借助外部环境的新空气来制冷，而这种现有架构的集装箱数据中心系统没有设置新风通道来采集外部环境中的新空气，因此，不能够借助新风来替代空调制冷，不够节會K。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供的一种制冷系统及数据中心系统，解决现有数据中心系统制冷效率低、不能够借助新风以及不够节能的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]一种制冷系统，包括制冷间、第一通气系统和制冷子系统；其中，
[0009]所述制冷间设置有通向外部新空气的至少一个第一通气道、用于将所述制冷间的空气输送至外部设备间的至少一个第二通气道；
[0010]所述第一通气系统包括至少一个第一风机，与所述至少一个第一通气道连接，用于通过所述至少一个第一通气道向所述制冷间引入新空气；
[0011]所述制冷子系统用于对进入所述制冷间的空气进行降温。
[0012]进一步地，所述第一通气系统位于所述制冷间。
[0013]进一步地，所述制冷子系统位于所述制冷间；
[0014]或者，所述制冷子系统包括第一子系统、第二子系统以及连接在所述第一子系统与第二子系统之间的管道，所述第一子系统位于所述制冷间，所述第二子系统位于所述制冷间之外，所述管道用于所述第二子系统向所述第一子系统输送冷媒。
[0015]进一步地，该制冷系统还包括第二通气系统，所述第二通气系统包括至少一个第二风机，与所述至少一个第二通气道连接，用于将所述制冷间的空气通过所述至少一个第二通气道引入所述外部设备间。
[0016]进一步地，所述制冷间还设置有用于将所述外部设备间的空气输送回所述制冷间的至少一个第三通气道。
[0017]进一步地，该制冷系统还包括第三通气系统，所述第三通气系统包括至少一个第三风机，与所述至少一个第三通气道连接，用于将所述外部设备间的空气通过所述至少一个第三通气道输送回至所述制冷间。
[0018]进一步地，所述第一通气系统还包括第一开关模块，用于控制所述至少一个第一通气道的进气量；所述第三通气系统还包括第三开关模块，用于控制所述至少一个第三通气道的通气量。
[0019]进一步地，所述第一开关模块用于控制所述至少一个第一风机的工作状态；所述第三开关模块用于控制所述至少一个第三风机的工作状态。
[0020]进一步地，该制冷系统还包括控制系统，用于通过控制所述第一开关模块来控制所述至少一个第一通气道的进气量、通过控制所述第三开关模块控制所述至少一个第三通气道的通气量，和/或控制所述制冷子系统的工作状态。
[0021]进一步地，该制冷系统还包括与所述控制系统通信的检测系统，用于检测所述制冷间外部新空气的温度和/或湿度，所述控制系统根据所述检测系统的检测结果来进行相应控制。
[0022]一种数据中心系统，包括上述任一项所述的制冷系统、设备间，以及设置于所述设备间的数据中心子系统；其中，
[0023]所述制冷系统中的制冷间与所述设备间通过所述至少一个第二通气道通气；且，
[0024]所述制冷间与所述设备间还通过所述至少一个第三通气道通气，和/或所述设备间设置有用于将所述设备间的空气排出至外部的至少一个第四通气道。
[0025]进一步地，该数据中心系统还包括第四通气系统，所述第四通气系统包括至少一个第四风机，与所述至少一个第四通气道连接，用于将所述设备间的空气通过所述至少一个第四通气道引向外部。
[0026]进一步地，所述第四通气系统位于所述设备间。
[0027]进一步地，所述第四通气系统还包括第四开关模块，用于控制所述至少一个第四通气道的排气量。
[0028]进一步地，所述第四开关模块用于控制所述至少一个第四风机的工作状态。
[0029]进一步地，所述制冷系统中的所述控制系统，还用于通过控制所述第四开关模块来控制所述至少一个第四通气道的进气量。
[0030]进一步地，所述数据中心子系统在所述设备间形成至少一个冷气道和至少一个热气道；所述至少一个第二通气道与所述至少一个冷气道相通；所述至少一个第三通气道、所述至少一个第四通气道与所述至少一个热气道相通。
[0031]进一步地，所述设备间设置有在冷气道和热气道之间起隔离作用的挡气板。
[0032]进一步地，所述设备间、制冷间通过在一个集装箱中设置隔墙划分而成。
[0033]进一步地，所述至少一个第二通气道、至少一个第三通气道为设置在所述隔墙上的通气孔。
[0034]进一步地，所述隔墙沿垂直于所述集装箱底部的方向将所述集装箱划分出所述制冷间和设备间。
[0035]进一步地，所述数据中心子系统包括至少一个机柜组，各机柜组中包括至少一个机柜，各机柜组沿着垂直于所述隔墙的方向排列。
[0036]本实用新型提供的制冷系统及数据中心系统，不但区分了制冷间和设备间，提高了制冷效率；而且，制冷间还设置有通向外部新空气的第一通气道，即新风通道，第一通气道还与包括至少一个风机的第一通气系统连接，这些风机通过第一通气道向制冷间引入新空气，由此可见，本实用新型提供的制冷间设置了新风通道来采集外部环境中的新空气，当外部环境温度、湿度适宜的情况下，完全可以让制冷子系统停止工作，借助外部环境的新空气来制冷，有效利用了自然冷源，节约了电能、降低了运营成本并且环保，也降低了对制冷子系统的依赖性，当制冷子系统发生故障时，使用外部新风实现制冷，不至于影响设备间设备的正常工作。

【专利附图】

【附图说明】
[0037]图1为本实用新型一实施例提供的制冷系统的示意图；
[0038]图2为本实用新型一实施例提供的数据中心系统的示意图；
[0039]图3为图2所示数据中心系统在完全新风制冷模式下的工作状态示意图；
[0040]图4为图2所示数据中心系统在完全制冷子系统制冷模式下的工作状态示意图；
[0041]图5为图2所示数据中心系统在混合制冷模式下的工作状态示意图。

【具体实施方式】
[0042]本实用新型提供一种制冷系统，包括制冷间、第一通气系统和制冷子系统，制冷间设置有通向外部新空气的至少一个第一通气道，以及用于将制冷间的空气输送至外部设备间的至少一个第二通气道；所述第一通气系统包括至少一个风机，与所述至少一个第一通气道连接，用于通过所述至少一个第一通气道向所述制冷间引入新空气；所述制冷子系统用于对进入所述制冷间的空气进行降温。
[0043]其中，设备间和制冷间互为外部空间，因此，本实用新型区分了制冷间和设备间，并没有混在同一空间。制冷间可以用隔墙在完整集装箱中划分出来，优选的，制冷间、设备间通过在一个集装箱中设置隔墙划分而成。
[0044]优选的，第一通气道为设置在制冷间上的第一通气口，与外部新空气相通，新空气可以通过第一通气口进入制冷间。
[0045]第一通气系统可以设置在制冷间内，也可以设置在制冷间外，只要满足与所述至少一个第一通气道连接，可以通过所述至少一个第一通气道向制冷间引入新空气这样的功能即可。优选的，若第一通气道为设置在制冷间上的第一通气口，第一通气系统设置在制冷间内罩住所述至少一个第一通气口。
[0046]第一通气系统包括至少一个第一风机，第一风机包括但不局限于风扇。通过第一风机可以提高新空气的采集效率。在满足风量与风压要求的条件下，尽可能采用多风机，采用尺寸合理的小风机组合来代替大型、超大风机，以提升冗余可靠性，并降低噪音和能耗，同时减少送风时的气流死区，提供更均匀稳定的送风气流。
[0047]优选的，第一通气系统还可以包括多级过滤装置(初级、中高级过滤以及化学过滤等)，用于过滤掉新空气中的粉尘、水蒸气、化学物质等，提升进入制冷间的新空气的洁净度。
[0048]优选的，第一通气系统还可以包括第一开关模块，可以用来控制所述至少一个第一通气道的进气量，即控制新空气的采集量。第一开关模块通过控制所述至少一个第一风机的工作状态，来控制所述至少一个第一通气道的进气量，例如关闭其中几个风机，来减少新空气的采集量，将全部风机打开来提升新空气的采集量；还可以采用更精细的控制方式，例如第一开关模块为风机风阀，通过控制风阀的开度从0-100%之间的变化，来调节各个风机的通气量。第一开关模块还可以通过控制所述至少一个第一通气道的关闭或大小来控制其进气量，例如遮住其中几个第一通气道，来减少新空气的采集量，将全部第一通气道打开来提升新空气的采集量。对第一开关模块的控制可以采用手动或通过控制系统智能控制。
[0049]制冷子系统可以设置在制冷间内，也可以设置在制冷间外，还可以部分设置在制冷间内，部分设置在制冷间外，只要满足可以对进入制冷间的空气进行降温的功能即可。优选的，制冷子系统包括第一子系统、第二子系统以及连接在所述第一子系统与第二子系统之间的管道，所述第一子系统位于制冷间内，第二子系统位于制冷间之外，所述管道用于第二子系统向第一子系统输送冷媒。第二子系统可以包括冷源主机，第一子系统可以包括制冷盘管，冷源主机设置在集装箱外，安装在集装箱附近地面上或者集装箱箱体的顶部，管道一端连接冷源主机，另一端穿过制冷间上预留的管道口连接制冷间内的制冷盘管，冷媒通过管道从冷源主机输送到制冷盘管进行制冷，所采用的冷媒可以是冷冻水，也可以是其他制冷剂。制冷子系统的工作状态，包括开启、关闭，可以通过手动或通过控制系统智能控制。
[0050]第二通气道是连通制冷间和设备间的通道，主要用于将制冷间的冷空气输送至外部设备间，若制冷间、设备间通过在一个集装箱中设置隔墙划分而成，优选的，第二通气道为设置在该隔墙上的第二通气口，无需设置通气管道，即可将制冷间的空气输送至外部设备间。当然也可以在制冷间、设备间的其他地方各设置一通气口，通过通气管道连通。
[0051]优选的，本实用新型提供的制冷系统还可以包括第二通气系统，第二通气系统包括至少一个第二风机，与所述至少一个第二通气道连接，用于将所述制冷间的空气通过所述至少一个第二通气道引入所述外部设备间。第二风机包括但不局限于风扇。通过第二风机可以提高冷空气从制冷间到设备间的流通效率。在满足风量与风压要求的条件下，尽可能采用多风机，采用尺寸合理的小风机组合来代替大型、超大风机，以提升冗余可靠性，并降低噪音和能耗，同时减少气流死区，提供更均匀稳定的流通。
[0052]第二通气系统可以设置在制冷间内，也可以设置在设备间内，若设置在制冷间内，可以实现高效率送风，若设置在设备间内，可以实现高效率吸风。优选的，若第二通气道为设置在上述隔墙上的第二通气口，第二通气系统设置在制冷间内或设备间内罩住所述至少一个第二通气口。
[0053]优选的，第二通气系统还可以包括多级过滤装置(初级、中高级过滤以及化学过滤等)，用于过滤掉冷空气中的粉尘、水蒸气、化学物质等，提升进入设备间的冷空气的洁净度。
[0054]优选的，第二通气系统还可以包括第二开关模块，可以用来控制所述至少一个第二通气道的通气量，即控制设备间冷空气的采集量。第二开关模块通过控制所述至少一个第二风机的工作状态，来控制所述至少一个第二通气道的通气量，例如关闭其中几个风机，来减少设备间冷空气的采集量，将全部风机打开来提升设备间冷空气的采集量；还可以采用更精细的控制方式，例如第二开关模块为风机风阀，通过控制风阀的开度从0-100%之间的变化，来调节各个风机的通气量。第二开关模块还可以通过控制所述至少一个第二通气道的关闭或大小来控制其通气量，例如遮住其中几个第二通气道，来减少冷空气的采集量，将全部第二通气道打开来提升冷空气的采集量。对第二开关模块的控制可以采用手动或通过控制系统智能控制。
[0055]优选的，本实用新型提供的制冷系统，其制冷间还可以设置有用于将外部设备间的空气输送回制冷间的至少一个第三通气道。第三通气道也是连通制冷间和设备间的通道，主要用于将设备间的热空气输送回制冷间，若制冷间、设备间通过在一个集装箱中设置隔墙划分而成，优选的，第三通气道为设置在该隔墙上的第三通气口，无需设置通气管道，即可将设备间的热空气输送回制冷间。当然也可以在制冷间、设备间的其他地方各设置一通气口，通过通气管道连通。
[0056]在此基础之上，优选的，本实用新型提供的制冷系统还可以包括第三通气系统，第三通气系统包括至少一个第三风机，与所述至少一个第三通气道连接，用于将设备间的空气通过所述至少一个第三通气道输送回至制冷间。第三风机包括但不局限于风扇。通过第三风机可以提高热空气从设备间到制冷间的流通效率。在满足风量与风压要求的条件下，尽可能采用多风机，采用尺寸合理的小风机组合来代替大型、超大风机，以提升冗余可靠性，并降低噪音和能耗，同时减少气流死区，提供更均匀稳定的流通。
[0057]第三通气系统可以设置在制冷间内，也可以设置在设备间内，若设置在制冷间内，可以实现高效率吸风，若设置在设备间内，可以实现高效率送风。优选的，若第三通气道为设置在上述隔墙上的第三通气口，第三通气系统设置在制冷间内或设备间内罩住所述至少一个第三通气口。
[0058]优选的，第三通气系统还可以包括多级过滤装置(初级、中高级过滤以及化学过滤等)，用于过滤掉热空气中的粉尘、水蒸气、化学物质等，提升进入设备间的热空气的洁净度。
[0059]优选的，第三通气系统还可以包括第三开关模块，可以用来控制所述至少一个第三通气道的通气量，即控制热空气的回流量。第三开关模块通过控制所述至少一个第三风机的工作状态，来控制所述至少一个第三通气道的通气量，例如关闭其中几个风机，来减少热空气的回流量，将全部风机打开来提升热空气的回流量；还可以采用更精细的控制方式，例如第三开关模块为风机风阀，通过控制风阀的开度从0-100%之间的变化，来调节各个风机的通气量。第三开关模块还可以通过控制所述至少一个第三通气道的关闭或大小来控制其通气量，例如遮住其中几个第三通气道，来减少热空气的回流量，将全部第三通气道打开来提升热空气的回流量。对第三开关模块的控制可以采用手动或通过控制系统智能控制。
[0060]优选的，本实用新型提供的制冷系统，还可以包括控制系统，用于对上述第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和/或制冷子系统进行控制。对第一开关模块的控制，是为了控制所述至少一个第一通气道的进气量，对第二开关模块的控制，是为了控制所述至少一个第二通气道的通气量，对第三开关模块的控制，是为了控制所述至少一个第三通气道的通气量，对制冷子系统的工作状态的控制，包括控制制冷子系统开启和关闭。制冷系统可以设置在制冷间内或制冷间外，只要能够实现对上述第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和/或制冷子系统的相应控制即可。
[0061]例如，当外部环境温度T满足T2彡TS Tl，且湿度D满足D2彡D彡DI时，T1、T2、D1、D2可通过估算或测试得到，则认为外部环境温度和湿度均适宜，控制系统可以开启完全新风制冷模式，控制系统控制全部第一风机的风阀均打开100%，全部第二风机的风阀均打开100%，全部第三风机的风阀均关闭，控制制冷子系统关闭，此时，制冷系统的工作流程如下:在第一通气系统的工作下，新空气从所述至少一个第一通气道流入到制冷间，在第二通气系统的工作下，再通过所述至少一个第二通气通道输送到设备间供设备使用。整个过程制冷子系统不需要开启。
[0062]当外部环境温度T满足T > Tl，或湿度D满足D > Dl时，则认为外部环境温度或湿度过高，为了节能和避免带入过多的水蒸气进入到设备间，控制系统可以开启完全制冷子系统制冷模式，控制系统控制全部第一风机的风阀均关闭，全部第二风机的风阀均打开100%,全部第三风机的风阀均打开100 %，控制制冷子系统开启，制冷系统的工作流程如下:制冷子系统对制冷间的空气进行制冷，在第二通气系统的工作下，制冷间的冷空气通过所述至少一个第二通气通道输送到设备间供设备使用，冷空气在设备间被设备吸入并加热以后形成热空气，在第三通气系统的工作下，设备间的热空气通过所述至少一个第三通气通道输送回制冷间，在制冷子系统的工作下，回送到制冷间的热空气被降温，再通过第二通气通道输送到设备间供设备使用，重新进行下一次的制冷气流循环。
[0063]当外部环境温度T满足T < T2，或湿度D满足D < Dl时，则认为外部环境温度或湿度过低，控制系统可以开启混合制冷模式，控制系统控制全部第一风机的风阀均打开100 %，全部第二风机的风阀均打开100 %，全部第三风机的风阀均打开50 %，控制制冷子系统关闭，制冷系统的工作流程如下:在第一通气系统的工作下，新空气从所述至少一个第一通气道流入到制冷间，在第二通气系统的工作下，再通过所述至少一个第二通气通道输送到设备间供设备使用，冷空气在设备间被设备吸入并加热以后形成热空气，在第三通气系统的工作下，设备间的部分热空气通过所述至少一个第三通气通道输送回制冷间，回送到制冷间的热空气和从第一通气道流入的新空气混合后，形成合适温度和湿度的气流重新再通过第二通气通道输送到设备间供设备使用，重新进行下一次的气流循环。整个过程制冷子系统不需要开启。
[0064]上述控制系统可以由用户手动操作，或者，本实用新型提供的制冷系统，
[0065]还可以包括与上述控制系统通信的检测系统，主要用于检测制冷间外部新空气的温度和/或湿度，控制系统为比较模块，自动将检测系统检测出的外部新空气的温度与T2、Tl比较，将检测系统检测出的外部新空气的湿度与D2、D1比较，根据比较结果进行自动控制。检测系统可以设置在制冷间内或制冷间外，只要能够实现对外部新空气的温度、湿度的检测即可。
[0066]图1为本实用新型一实施例提供的制冷系统的示意图，请参考图1，制冷系统包括制冷间111、第一通气系统112、第二通气系统113、第三通气系统114、控制系统115、检测系统116和制冷子系统；其中，
[0067]制冷间111设置有通向外部新空气的多个第一通气口 1111、用于将制冷间的空气输送至外部设备间的多个第二通气口 1112、用于将外部设备间的空气输送回制冷间的多个第三通气口 1113、用于容纳管道1173a、1173b的管道口(图中未示出)，以及第一维修门1115，第一通气系统112设置在制冷间111内罩住所述多个第一通气口 1111，第二通气系统113设置在制冷间111内罩住所述多个第二通气口 1112，第三通气系统114设置在制冷间Ill内罩住所述多个第三通气口 1113 ;第一通气系统112包括至少一个第一风机、多级过滤装置和第一开关模块(图中为示出)，第二通气系统113包括至少一个第二风机、多级过滤装置和第二开关模块(图中为示出)，第三通气系统114包括至少一个第三风机、多级过滤装置和第三开关模块(图中为示出)；
[0068]制冷子系统包括冷源主机1171、制冷盘管1172，以及管道1173a、1173b，冷源1171主机设置在制冷间111外，制冷盘管1172在制冷间111内，紧贴第三通气系统114，管道1173a、1173b—端连接冷源主机1171，另一端穿过制冷间111上的管道口连接制冷盘管1172，冷媒通过管道1173a从冷源主机1171输送到制冷盘管1172进行制冷，冷媒使用过后的残余物质通过管道1173b回流到冷源主机1171 ;
[0069]检测系统116设置在制冷间111的外壁上，用于检测制冷间111外部新空气的温度和/或湿度；控制系统115设置在制冷间111内，与检测系统116、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块以及制冷盘管1172电性连接(图中未示出连线)，根据检测系统116的检测结果对与其连接的第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块以及制冷盘管1172进行控制。
[0070]本实用新型还提供一种数据中心系统，包括上述制冷系统、设备间，以及设置于设备间的数据中心子系统，制冷系统中的制冷间与设备间通过上述至少一个第二通气道，以及上述至少一个第三通气道通气。其中，第二通气道主要用于将制冷间的冷空气输送至设备间，第三通气道用于将设备间的热空气输回至制冷间。
[0071]本实用新型还提供一种数据中心系统，包括上述制冷系统、设备间，以及设置于设备间的数据中心子系统，制冷系统中的制冷间与设备间通过上述至少一个第二通气道通气，且设备间设置有用于将设备间的空气排出至外部的至少一个第四通气道。其中，第二通气道主要用于将制冷间的冷空气输送至设备间，第四通气道用于将设备间的热空气排出。
[0072]本实用新型还提供一种数据中心系统，包括上述制冷系统、设备间，以及设置于设备间的数据中心子系统，制冷系统中的制冷间与设备间通过上述至少一个第二通气道，以及上述至少一个第三通气道通气，且设备间设置有用于将设备间的空气排出至外部的至少一个第四通气道。其中，第二通气道主要用于将制冷间的冷空气输送至设备间，第三通气道用于将设备间的热空气输回至制冷间，第四通气道用于将设备间的热空气排出。
[0073]对于设置有第四通气道的设备间而言，优选的，该数据中心系统还包括第四通气系统，第四通气系统包括至少一个第四风机，与所述至少一个第四通气道连接，用于将设备间的空气通过所述至少一个第四通气道引向外部。
[0074]第四通气系统可以设置在设备间内，也可以设置在设备间外，只要满足与所述至少一个第四通气道连接，可以将设备间的空气通过所述至少一个第四通气道引向外部即可。优选的，第四通气道为设置在制冷间上的第四通气口，第四通气系统设置在制冷间内罩住所述至少一个第四通气口。
[0075]第四风机包括但不局限于风扇。通过第四风机可以提高热空气的排放效率。在满足风量与风压要求的条件下，尽可能采用多风机，采用尺寸合理的小风机组合来代替大型、超大风机，以提升冗余可靠性，并降低噪音和能耗，同时减少送风时的气流死区，提供更均勾稳定的送风气流。
[0076]优选的，第四通气系统还可以包括多级过滤装置(初级、中高级过滤以及化学过滤等)，用于过滤掉热空气中的粉尘、水蒸气、化学物质等，起到环保的作用。
[0077]优选的，第四通气系统还可以包括第四开关模块，可以用来控制所述至少一个第四通气道的排气量，即控制热空气的排放量。第四开关模块通过控制所述至少一个第四风机的工作状态，来控制所述至少一个第四通气道的排气量，例如关闭其中几个风机，来减少热空气的排放量，将全部风机打开来提升热空气的排放量；还可以采用更精细的控制方式，例如第四开关模块为风机风阀，通过控制风阀的开度从0-100%之间的变化，来调节各个风机的排气量。第四开关模块还可以通过控制所述至少一个第四通气道的关闭或大小来控制其排气量，例如遮住其中几个第四通气道，来减少热空气的排放量，将全部第四通气道打开来提升热空气的排放量。对第四开关模块的控制可以采用手动或通过制冷系统中的控制系统智能控制。
[0078]设置于设备间的数据中心子系统可以包括至少一个机柜组，各机柜组中包括至少一个机柜，各机柜用于放置设备，这些设备包括服务器、配电设备(包括蓄电池柜、不间断电源等)、消防设备等。机柜与设备间之间进行有效固定。
[0079]优选的，数据中心子系统按照一定的排列规则在设备间排列形成至少一个冷气道和至少一个热气道；上述至少一个第二通气道与所述至少一个冷气道相通；上述至少一个第三通气道、至少一个第四通气道与所述至少一个热气道相通。为了对冷气道和热气道进行隔离，优选的，设备间设置有在冷气道和热气道之间起隔离作用的挡气板。
[0080]优选的，设备间、制冷间通过在一个集装箱中设置隔墙划分而成。优选的，该隔墙沿垂直于集装箱底部的方向将该集装箱划分出制冷间和设备间。设备间的各机柜组沿着垂直于该隔墙的方向排列，例如每一个机柜组中的各机柜的进风口朝同一方向，出风口朝同一方向，各机柜组沿着垂直于该隔墙的方向排列，则可以沿着垂直于该隔墙的方向形成至少一个冷气道和至少一个热气道。
[0081]如图2所示，为本实用新型提供的一种数据中心系统，以集装箱作为承载，其内部沿着垂直于集装箱底面的方向安装有隔墙211，隔墙211将集装箱有效分割为两个独立的舱室，其中左侧的舱室作为制冷间212，右侧的舱室作为设备间213 ；
[0082]制冷间212的左壁上方设置有通向外部新空气的多个第一通气口(图中未示出)，该多个第一通气口上安装有第一通气系统214，制冷间212的后壁上方设置有管道口(图中未示出)，制冷间212的前壁上设置有第一维修门2121 ；
[0083]隔墙211上靠前区域设置有连通制冷间212与设备间213的多个第二通气口(图中未示出)，靠后区域设置有连通制冷间212与设备间213的多个第三通气口(图中未示出)，该多个第二通气口上安装有第二通气系统215，该多个第三通气口上安装有第三通气系统216 ；
[0084]集装箱外面设置有冷源主机217，隔墙211上第三通气系统216上方，紧贴第三通气系统216安装有制冷盘管218，管道219、220穿过制冷间212上的管道口，一端与冷源主机217连接，另一端与制冷盘管218连接，将源主机217与制冷盘管218连通；管道219用于冷源主机217向制冷盘管218输送冷媒，管道220用于制冷盘管218排出残余。
[0085]设备间213中，在第二通气口与第二通气口之间沿着垂直于隔墙211的方向，排列设置一个机柜组223，该机柜组223包括紧密排列，且进风口统一朝向前方，出风口统一朝向后方的多个机柜，最左边的机柜紧贴隔墙211，最右边的机柜紧贴设备间213的右壁，在设备间213形成一个冷气道A和一个热气道B，且冷气道A与隔墙211上的第二通气口连通，热气道B与隔墙211上的第三通气口连通；在机柜组223的顶部与设备间213的顶部之间设置有垂直于集装箱底部的用于冷热风道隔离的挡板224，将设备间213内的冷热气流进行完全隔离，避免混合短路等降低制冷效率；在设备间213的后壁上设置有通向外部的多个第四通气口(图中未示出)，该多个第四通气口上安装有第四通气系统222，第四通气系统222与热风道B连通；
[0086]各机柜的宽度可以为600mm，并且机柜前方与设备间213的前壁之间可以保留750mm，冷气道A的宽度可以为750mm，机柜后方与设备间213的后壁之间可以保留450mm，即热气道B的宽度可以为450mm。机柜上放置的设备可以是IT服务器、配电设备、消防设备以及其他网络设备。
[0087]设备间213的前壁上设置有第二维修门2131，人员以及设备可以通过第二维修门2131出入设备间213的冷气道A，设备间213的后壁上还设置有第三维修门2132，人员以及设备可以通过第三维修门2132出入设备间213的热气道B ;
[0088]第一通气系统214包括多个第一风机、多级过滤装置以及第一开关模块(图中为示出)，第一风机的数量与第一通气口的数量相同，一一对应安装于各个第一通气口上，多级过滤装置用于对各个第一风机吸入的新空气进行过滤，第一开关模块为设置在各个第一风机上的风阀；
[0089]第二通气系统215包括多个第二风机、多级过滤装置以及第二开关模块(图中为示出)，第二风机的数量与第二通气口的数量相同，一一对应安装于各个第二通气口上，多级过滤装置用于对制冷间212中的空气进行过滤后通过各个第二风机输送至设备间213，第二开关模块为设置在各个第二风机上的风阀；
[0090]第三通气系统216包括多个第三风机、多级过滤装置以及第三开关模块(图中为示出)，第三风机的数量与第三通气口的数量相同，一一对应安装于各个第三通气口上，多级过滤装置用于对各个第三风机吸入的空气进行过滤，第三开关模块为设置在各个第三风机上的风阀；
[0091]第四通气系统222包括多个第四风机、多级过滤装置以及第四开关模块(图中为示出)，第四风机的数量与第四通气口的数量相同，一一对应安装于各个第四通气口上，多级过滤装置用于对设备间213的热空气进行过滤后通过各个第四风机排出去，第四开关模块为设置在各个第四风机上的风阀；
[0092]隔墙211上第二通气系统215上方设置有控制器221，通过在集装箱箱体中走线(图中未示出)，控制器221与全部第一风机的风阀、全部第二风机的风阀、全部第三风机的风阀、全部第四风机的风阀、制冷盘管218、冷源主机217电连接；
[0093]当外部环境温度T满足T2 < T < Tl，且湿度D满足D2 < D < Dl时，则认为外部环境温度和湿度均适宜，用户手动操作控制器221，开启完全新风制冷模式，即通过手动操作控制器221，将全部第一风机的风阀均打开100%，全部第二风机的风阀均打开100%，全部第三风机的风阀均关闭，全部第四风机的风阀均打开100%，控制制冷盘管218关闭，此时，如图3所示，该数据中心系统的工作流程如下:新空气通过第一通气口被各个第一风机吸入，再经多级过滤后流入到制冷间212，制冷间212的空气经多虑过滤后被各个第二风机吸入，再通过第二通气通口输送到设备间213的冷气道A，供设备使用，冷空气在设备间213被设备吸入并加热以后形成热空气排放到热气道B，热气道B的热空气经多级过滤后被各个第四风机吸入，通过第四通气口排放到集装箱外面。整个过程冷源主机217、制冷盘管218不需要工作。
[0094]当外部环境温度T满足T > Tl，或湿度D满足D > Dl时，则认为外部环境温度或湿度过高，为了节能和避免带入过多的水蒸气进入到设备间，用户手动操作控制器221，开启完全制冷子系统制冷模式，即通过手动操作控制器221，将全部第一风机的风阀均关闭，全部第二风机的风阀均打开100%，全部第三风机的的风阀均打开100%，全部第四风机的风阀均关闭，控制冷源主机217和制冷盘管218开启，如图4所示，该数据中心系统的工作流程如下:冷源主机217通过管道219向制冷盘管218输送冷媒，制冷盘管218对制冷间212的空气进行制冷，制冷间212的冷空气经多虑过滤后被各个第二风机吸入，再通过第二通气通口输送到设备间213的冷气道A，供设备使用，冷空气在设备间213被设备吸入并加热以后形成热空气排放到热气道B，热气道B的热空气通过第三通气口被各个第三风机吸入，经多级过滤后回到制冷间212，在制冷盘管218的作用下被重新降温，再通过第二通气通道输送到设备间供设备使用，重新进行下一次的制冷气流循环。
[0095]当外部环境温度T满足T < T2，或湿度D满足D < Dl时，则认为外部环境温度或湿度过低，用户手动操作控制器221，开启混合制冷模式，即通过手动操作控制器221，将全部第一风机的风阀均打开100%，全部第二风机的风阀均打开100%，全部第三风机的风阀均打开50%，全部第四风机的风阀均打开50%，控制冷源主机217和制冷盘管218关闭，如图5所示，该数据中心系统的工作流程如下:新空气通过第一通气口被各个第一风机吸入，再经多级过滤后流入到制冷间212，制冷间212的空气经多虑过滤后被各个第二风机吸入，再通过第二通气通口输送到设备间213的冷气道A，供设备使用，冷空气在设备间213被设备吸入并加热以后形成热空气排放到热气道B，热气道B的部分热空气通过第三通气口被各个第三风机吸入，经多级过滤后回到制冷间212，热气道B的另一部分热空气经多级过滤后通过第四通气口被各个第四风机排除集装箱之外，回送到制冷间212的热空气和从第一通气口流入的新空气混合后，形成合适温度和湿度的气流重新再通过第二通气通口输送到设备间213供设备使用，重新进行下一次的气流循环。整个过程冷源主机217、制冷盘管218不需要工作。
[0096]本实施例划分了设备间和制冷间，提高了散热效率；采用新风与制冷盘管相互配合、相互替代的方式进行制冷，在外部环境温度和湿度适宜的时候可以完全实现新风直接制冷，不开启制冷盘管；当外部环境温度或湿度过高时，开启制冷盘管，开启热气道回风，关闭新风，进行电力制冷；当外部环境温度或湿度过低，不开启制冷盘管，部分开启热气道回风，与新风混合进行制冷。具有至少三种制冷模式，有效降低了能耗以及运营成本，同时采用多风机设计，相比单个大风机，还可以提供更均匀的气流，有更好的系统冗余可靠性，并且更容易维修维护。
[0097]以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种制冷系统，其特征在于，包括制冷间、第一通气系统和制冷子系统；其中， 所述制冷间设置有通向外部新空气的至少一个第一通气道、用于将所述制冷间的空气输送至外部设备间的至少一个第二通气道； 所述第一通气系统包括至少一个第一风机，与所述至少一个第一通气道连接，用于通过所述至少一个第一通气道向所述制冷间引入新空气； 所述制冷子系统用于对进入所述制冷间的空气进行降温。
2.如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述第一通气系统位于所述制冷间。
3.如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷子系统位于所述制冷间； 或者，所述制冷子系统包括第一子系统、第二子系统以及连接在所述第一子系统与第二子系统之间的管道，所述第一子系统位于所述制冷间，所述第二子系统位于所述制冷间之外，所述管道用于所述第二子系统向所述第一子系统输送冷媒。
4.如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，还包括第二通气系统，所述第二通气系统包括至少一个第二风机，与所述至少一个第二通气道连接，用于将所述制冷间的空气通过所述至少一个第二通气道引入所述外部设备间。
5.如权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述制冷间还设置有用于将所述外部设备间的空气输送回所述制冷间的至少一个第三通气道。
6.如权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，还包括第三通气系统，所述第三通气系统包括至少一个第三风机，与所述至少一个第三通气道连接，用于将所述外部设备间的空气通过所述至少一个第三通气道输送回至所述制冷间。
7.如权利要求6所述的制冷系统，其特征在于，所述第一通气系统还包括第一开关模块，用于控制所述至少一个第一通气道的进气量；所述第三通气系统还包括第三开关模块，用于控制所述至少一个第三通气道的通气量。
8.如权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，所述第一开关模块用于控制所述至少一个第一风机的工作状态；所述第三开关模块用于控制所述至少一个第三风机的工作状--τ O
9.如权利要求7所述的制冷系统，其特征在于，还包括控制系统，用于通过控制所述第一开关模块来控制所述至少一个第一通气道的进气量、通过控制所述第三开关模块控制所述至少一个第三通气道的通气量，和/或控制所述制冷子系统的工作状态。
10.如权利要求9所述的制冷系统，其特征在于，还包括与所述控制系统通信的检测系统，用于检测所述制冷间外部新空气的温度和/或湿度，所述控制系统根据所述检测系统的检测结果来进行相应控制。
11.一种数据中心系统，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的制冷系统、设备间，以及设置于所述设备间的数据中心子系统；其中， 所述制冷系统中的制冷间与所述设备间通过所述至少一个第二通气道通气；且，所述制冷间与所述设备间还通过所述至少一个第三通气道通气，和/或所述设备间设置有用于将所述设备间的空气排出至外部的至少一个第四通气道。
12.如权利要求11所述的数据中心系统，其特征在于，还包括第四通气系统，所述第四通气系统包括至少一个第四风机，与所述至少一个第四通气道连接，用于将所述设备间的空气通过所述至少一个第四通气道引向外部。
13.如权利要求12所述的数据中心系统，其特征在于，所述第四通气系统位于所述设备间。
14.如权利要求12所述的数据中心系统，其特征在于，所述第四通气系统还包括第四开关模块，用于控制所述至少一个第四通气道的排气量。
15.如权利要求14所述的数据中心系统，其特征在于，所述第四开关模块用于控制所述至少一个第四风机的工作状态。
16.如权利要求14所述的数据中心系统，其特征在于，所述制冷系统中的所述控制系统，还用于通过控制所述第四开关模块来控制所述至少一个第四通气道的进气量。
17.如权利要求11至16任一项所述的数据中心系统，其特征在于，所述数据中心子系统在所述设备间形成至少一个冷气道和至少一个热气道；所述至少一个第二通气道与所述至少一个冷气道相通；所述至少一个第三通气道、所述至少一个第四通气道与所述至少一个热气道相通。
18.如权利要求17所述的数据中心系统，其特征在于，所述设备间设置有在冷气道和热气道之间起隔离作用的挡气板。
19.如权利要求17所述的数据中心系统，其特征在于，所述设备间、制冷间通过在一个集装箱中设置隔墙划分而成。
20.如权利要求19所述的数据中心系统，其特征在于，所述至少一个第二通气道、至少一个第三通气道为设置在所述隔墙上的通气孔。
21.如权利要求19所述的数据中心系统，其特征在于，所述隔墙沿垂直于所述集装箱底部的方向将所述集装箱划分出所述制冷间和设备间。
22.如权利要求21所述的数据中心系统，其特征在于，所述数据中心子系统包括至少一个机柜组，各机柜组中包括至少一个机柜，各机柜组沿着垂直于所述隔墙的方向排列。
【文档编号】F24F5/00GK204240505SQ201420481901
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】刘帆, 郭雨龙, 万钧, 翁建刚 申请人:中兴通讯股份有限公司