数据中心的冷却机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据中心的冷却机构，尤其涉及能够明显降低耗电量的数据中心的冷却机构。
【背景技术】
[0002]对于设置有许多服务器、网络设备等IT设备(散热设备)的数据中心，为了稳定地运用IT设备，必须使用用于进行冷却的冷却机构，以使该数据中心的温度不会为规定的温度(27°C?30°C左右)以上。
[0003]在这样的数据中心的室内空间，除维护时之外，有人的时间非常短，换气量也较少，因此潜热负荷较低，另一方面，来自散热设备的散热量很大，因此显热负荷较高，并且成为在室内整个范围内存在有负荷的状态。
[0004]于是，在现状下，作为所述冷却机构，利用鼓风装置将由冷却装置生成的冷气输送至散热设备这样的结构成为主流(参照例如专利文献I)。
[0005]然而，这样的方式的冷却机构存在如下的问题:鼓风量庞大，鼓风距离较长，因此鼓风机的耗电量很大；需要供鼓风所用的较大的空间；以及由于要将较宽广的空间全部冷却，因此会出现温度不均匀，等等。
[0006]另外，除所述那样的方式以外，还实际存在以围绕散热设备的方式形成循环路径并且使冷却介质在该循环路径内循环的水冷式冷却机构，但对于这样的水冷式冷却机构，无法彻底排除在发生液体泄漏的情况下导致IT设备损伤这样的风险，因此不一定适合要求稳定性、可靠性的数据中心。
[0007]如所述那样，在现状下，为了稳定地运用数据中心，还没有找到充分满足以下两个条件的冷却机构，即:防止粉尘的进入、水滴的产生、水的泄漏；以及降低电力等的运行成本。
[0008]另外，在因漏电等而在数据中心发生火灾时，会利用喷水灭火装置等进行放水，因此还存在这样的问题:不仅起火附近的设备无法使用，连其他的设备也无法使用，导致庞大的数据消失。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2011 — 242077公报
【发明内容】
_2] 发明要解决的问题
[0013]本发明是考虑到这样的背景而做成的，综合性地考察如下状况，即涉及需要的冷却温度比较高、潜热负荷较少、而显热负荷较大且产生源影响范围较广的状况等，其结果，在想要更积极有效地利用外部空气条件的想法下，以开发一种新颖的数据中心的冷却机构为技术课题，该冷却机构能够以低运行成本运用，能够排除粉尘的进入、水滴的产生、水的泄漏，减轻室内空间的温度不均匀，而且即使在发生火灾的情况下也能够迅速且损失较少地进行灭火。
_4] 用于解决问题的方案
[0015]S卩，技术方案I所述的数据中心的冷却机构的特征在于，该数据中心的冷却机构构成为:在数据中心室外配置有蒸发式冷凝器和液体接收器，另一方面，在数据中心的室内空间配置有蒸发器，利用所述蒸发器内的制冷剂的蒸发进行对室内空间的冷却，并且利用所述蒸发式冷凝器进行对制冷剂的冷凝。
[0016]并且，在以上所述技术特征的基础上，技术方案2所述的数据中心的冷却机构的特征在于，该数据中心的冷却机构是通过将第一冷却循环流路和第二冷却循环流路配置为并列状态而成的，该第一冷却循环流路包括所述蒸发式冷凝器、液体接收器和蒸发器，该第二冷却循环流路包括压缩机、冷凝器和蒸发器。
[0017]而且，在所述技术方案I所述的技术特征的基础上，技术方案3所述的数据中心的冷却机构的特征在于，该数据中心的冷却机构构成为:配置有第一冷却循环流路和第二冷却循环流路，第一冷却循环流路被配置在数据中心室外，该第一冷却循环流路包括可变速涡轮式压缩机、蒸发式冷凝器、高压液体接收器、液面控制机构、低压液体接收器和级联冷凝器(日文:力只少一卜''3 >r y-t),在第二冷却循环流路中，利用配管将液体接收器、液栗与配置在数据中心的室内空间的蒸发器连接起来而形成环形回路，并在蒸发器的下游且是在所述级联冷凝器内使作为二次制冷剂的二氧化碳冷凝，在所述一次冷却循环流路中，在蒸发式冷凝器的冷凝温度为规定温度以下时，在不使所述压缩机工作的前提下使一次制冷剂循环，利用二次冷却循环流路中的在级联冷凝器内冷凝后的二次制冷剂进行对室内空间的冷却。
[0018]而且，在所述技术方案I所述的技术特征的基础上，技术方案4所述的数据中心的冷却机构的特征在于，该数据中心的冷却机构构成为:配置有第一冷却循环流路和第二冷却循环流路，第一冷却循环流路配置在数据中心室外，该第一冷却循环流路包括容积式压缩机、蒸发式冷凝器、高压液体接收器、液面控制机构、低压液体接收器和级联冷凝器，并且设有绕过所述压缩机的旁通管路，在第二冷却循环流路中，利用配管将液体接收器、液栗与配置在数据中心的室内空间的蒸发器连接起来而形成环形回路，并在蒸发器的下游且是在所述级联冷凝器内使作为二次制冷剂的二氧化碳冷凝，在所述一次冷却循环流路中，在蒸发式冷凝器的冷凝温度为规定温度以下时，使压缩机停止并且将避开该压缩机的旁通管路打开，从而在不使所述压缩机工作的前提下使一次制冷剂循环，利用二次冷却循环流路中的在级联冷凝器内冷凝后的二次制冷剂进行对室内空间的冷却。
[0019]而且，在所述技术方案3或4所述的技术特征的基础上，技术方案5所述的数据中心的冷却机构的特征在于，在所述二次冷却循环流路中的液体接收器上连接蒸发式冷凝器。
[0020]而且，在所述技术方案5所述的技术特征的基础上，技术方案6所述的数据中心的冷却机构的特征在于，将所述二次冷却循环流路中的级联冷凝器内置于液体接收器中。
[0021]而且，在以上所述技术特征的基础上，技术方案7所述的数据中心的冷却机构的特征在于，该数据中心的冷却机构构成为能够向室内空间喷出所述制冷剂。
[0022]而且，在以上所述技术特征的基础上，技术方案8所述的数据中心的冷却机构的特征在于，该数据中心的冷却机构具有这样的构造:所述蒸发器由能发挥逆烟囱效应的形态的立式分隔壁包围起来，将蒸发器附近的空气冷却，从而能够在不使用风扇的前提下将位于数据中心室内空间的上部的高温空气高效地向蒸发器吸引，该高温空气在被冷却后，被向下方排出。
[0023]而且，在所述技术方案8所述的技术特征的基础上，技术方案9所述的数据中心的冷却机构的特征在于，在所述分隔壁的下部具有伸缩部。
[0024]发明的效果
[0025]首先，采用技术方案I所述的发明，能够在一年内的较长的时间内，利用蒸发式冷凝器以足够低的温度进行对制冷剂的冷凝，因此能够以耗电量得到抑制的低成本运用冷却机构，并且能够降低初始成本。
[0026]并且，采用技术方案2所述的发明，通常，仅利用第一冷却循环流路进行运转，在仅通过第一冷却循环流路无法维持冷却时，使具有压缩机的第二冷却循环流路运转，从而能够可靠地防止室内空间内的温度上升。而且，通过使第一冷却循环流路与第二冷却循环流路同时运转，能够减轻压缩机的负荷，实现削减耗电量。
[0027]并且，采用技术方案3所述的发明，在蒸发式冷凝器的冷凝温度低于规定温度的情况下，在不使可变速涡轮式压缩机工作的前提下进行使制冷剂循环的运转，从而能够在不产生可变速涡轮式压缩机的耗电量的前提下在冷凝器内充分进行来自制冷剂的散热和制冷剂的冷凝。其结果，能够显著降低运行成本。
[0028]并且，在蒸发式冷凝器的冷凝温度高于规定温度的情况下，能够控制可变速涡轮式压缩机而高效地运转，以使室内空间的温度成为规定温度。并且，与气冷式冷凝器、使用经冷却塔冷却了的冷却水进行冷凝的管壳式冷凝器相比，蒸发式冷凝器的冷凝温度能够分别降低5°C左右和10°C左右。这不仅能够减少制冷机消耗的电力而且还能够缩短制冷机运转的时间，是非常大的节能要素。
[0029]并且，即使可变速涡轮式压缩机停止运转，制冷剂气体也能够自由地经过压缩机内，因此基于冷凝温度的与运转、停止相关的其他控制变得简单。
[0030]并且，能够在不导入外部空气的前提下利用配管内的制冷剂有效地将数据中心的室内空间内的热量排出到外部，因此能够有效地防止粉尘进入室内空间内、在室内空间内产生水滴。
[0031]另外，在级联冷凝器之后的二次冷却循环流路利用价格便宜、稳定、容易买到、热输送性能高、对自然温和的二氧化碳作为二次制冷剂，从而能够降低设备成本，实现高效的冷却机构。
[0032]并且，采用技术方案4所述的发明，即使在采用容积式压缩机作为压缩机的情况下，也能够与技术方案I同样地在不使压缩机工作的前提下进行使制冷剂循环的运转。
[0033]另外，在级联冷凝器之后的二次冷却循环流路利用价格便宜、稳定、容易买到、热输送性能高、对自然温和的二氧化碳作为二次制冷剂，从而能够降低设备成本，实现高效的冷却机构。
[0034]而且，采用技术方案5所述的发明，通常，使一次冷却循环流路停止，仅利用与二次冷却循环流路的液体接收器连接的蒸发式冷凝器进行对制冷剂的冷凝，在仅通过该蒸发式冷凝器无法维持冷却时，使具有压缩机的一次冷却循环流路运转，从而能够可靠地防止室内空间内的温度上升。而且，通过使蒸发式冷凝器与一次冷却循环流路同时运转，能够减轻压缩机的负荷，实现削减耗电量。
[0035]而且，采用技术方案6所述的发明，将蒸发式冷凝器内置于液体接收器，因此，在使用二氧化碳作为二次制冷剂的情况下，即使在作为级联冷凝器的构成要素的板式冷却器(日文—卜夕一歹)的耐压性较低的情况下，也由于二次制冷剂的