一种数据中心及散热方法与流程

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种数据中心及散热方法。

背景技术：

随着信息技术的不断发展，数据中心已成为现代生活中不可或缺的一部分。数据中心内部的服务器机柜在工作时会产生大量热量，如果不及时排出，有可能会造成整个数据中心瘫痪，因此，需要全年对数据中心进行制冷。

目前，在对数据中心进行制冷时，全年均是采用压缩机实现制冷。但众所周知，压缩机的耗电量非常大，从而现有的制冷方式将会造成巨大的能耗。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种数据中心及散热方法，降低能耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种数据中心，包括：

壳体、至少一个服务器机柜、第一制冷单元以及第二制冷单元，其中，

所述至少一个服务器机柜设置在所述壳体内部；

所述第一制冷单元，用于当所述壳体外部的温度值小于等于预设的第一温度阈值时，利用氟泵对所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却；

所述第二制冷单元，用于当所述壳体外部的温度值大于所述第一温度阈值，且小于等于预设的第二温度阈值时，利用干冷器对所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却。

优选地，

所述第一制冷单元，进一步包括：蒸发器、第一储液罐、第二储液罐、视液镜、干燥过滤器、冷凝器、第一针阀、第二针阀、低压开关以及高压开关，其中，所述蒸发器分别与所述第一储液罐、所述高压开关以及所述第二针阀相连；

所述第一储液罐与所述视液镜相连；

所述视液镜与所述干燥过滤器相连；

所述干燥过滤器与所述冷凝器相连；

所述冷凝器与所述第二储液罐相连；

所述第二储液罐与所述第一针阀相连；

所述第一针阀分别与所述低压开关和所述氟泵相连；

所述低压开关与所述氟泵相连；

所述氟泵与所述第二针阀相连；

所述第二针阀与所述高压开关相连；

所述蒸发器设置在所述壳体内部；

所述蒸发器，用于利用内部流通的第一冷却介质与所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行热交换；

热交换后汽化的第一冷却介质进入所述冷凝器中；

所述冷凝器，用于对汽化的第一冷却介质进行冷却；

所述氟泵，用于将所述冷凝器冷却后的第一冷却介质抽送到所述蒸发器中。

优选地，

所述第二制冷单元，进一步包括：表冷器、第一温度传感器、水流开关、膨胀罐、安全阀、第一电动阀、闭式水箱、自动排气阀、第二电动阀、离心水泵、第二温度传感器、压力表、水过滤器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器以及第三电动阀，其中，

所述表冷器分别与所述第三电动阀、所述第一温度传感器、所述水流开关、所述第一电动阀以及所述闭式水箱相连；

所述第一温度传感器分别与所述水流开关、所述第一电动阀和所述闭式水箱相连；

所述水流开关分别与所述第一电动阀和所述闭式水箱相连；

所述第一电动阀分别与所述膨胀罐、所述安全阀以及所述闭式水箱相连；

所述膨胀罐与所述安全阀相连；

所述闭式水箱分别与所述自动排气阀和所述第二电动阀相连；

所述第二电动阀与所述离心水泵相连；

所述离心水泵分别与所述第二温度传感器、所述压力表以及所述水过滤器相连；

所述第二温度传感器分别与所述压力表和所述水过滤器相连；

所述压力表与所述水过滤器相连；

所述水过滤器分别与所述第三温度传感器和所述干冷器相连；

所述第四温度传感器设置在所述干冷器上；

所述干冷器分别与所述第五温度传感器和所述第三电动阀相连；

所述第五温度传感器与所述第三电动阀相连；

所述表冷器设置在所述壳体的内部；

所述表冷器，用于利用内部流通的第二冷却介质与所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行热交换；

热交换后温度升高的第二冷却介质进入所述干冷器中；

所述干冷器，用于利用所述壳体外部的冷空气与温度升高的第二冷却介质进行热交换；

冷却后的第二冷却介质通过所述第三电动阀流通至所述表冷器中。

优选地，

进一步包括：第三制冷单元；

所述第三制冷单元，用于当所述壳体外部的温度值大于所述第二温度阈值时，利用压缩机对所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却。

优选地，

所述第一温度阈值为0摄氏度；和/或，所述第二温度阈值为15摄氏度。

优选地，

所述第一冷却介质，包括：氟利昂。

优选地，

所述第二冷却介质，包括：水。

优选地，

进一步包括：配电柜；

所述配电柜设置在所述壳体内部；

所述配电柜，用于为所述至少一个服务器机柜进行供电。

第二方面，本发明实施例提供了一种散热方法，包括：

当壳体外部的温度值小于等于预设的第一温度阈值时，第一制冷单元利用氟泵对至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却；

当所述壳体外部的温度值大于所述第一温度阈值，且小于等于预设的第二温度阈值时，第二制冷单元利用干冷器对所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却。

优选地，

进一步包括：

当所述壳体外部的温度值大于所述第二温度阈值时，第三制冷单元利用压缩机对所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却。

本发明实施例提供了一种数据中心及散热方法，该数据中心，包括：壳体、至少一个服务器机柜、第一制冷单元以及第二制冷单元，其中，第一制冷单元主要是利用氟泵进行制冷，第二制冷单元主要是利用干冷器进行制冷，那么当外界温度较低时，也即壳体外部的温度值小于等于预设的第一温度阈值时，采用氟泵进行制冷，由于当前环境下，氟泵耗功率远远低于压缩机，此时能够大大降低能耗，那么外界温度较高时，也即壳体外部的温度值大于该第一温度阈值，但小于等于预设的第二温度阈值时，采用干冷器进行制冷，由于当前环境下，干冷器是利用外界的冷空气进行制冷，采用自然冷源的方式相比较于使用压缩机，同样大大降低能耗。因此，本方案能够降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种数据中心的结构示意图；

图2是本发明一个实施例提供的一种第一制冷单元的结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种第二制冷单元的结构示意图；

图4是本发明另一个实施例提供的一种数据中心的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种散热方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种数据中心，包括：

壳体101、至少一个服务器机柜102、第一制冷单元103以及第二制冷单元104，其中，

所述至少一个服务器机柜102设置在所述壳体101内部；

所述第一制冷单元103，用于当所述壳体101外部的温度值小于等于预设的第一温度阈值时，利用氟泵1031对所述至少一个服务器机柜102释放的热空气进行冷却；

所述第二制冷单元104，用于当所述壳体外部的温度值大于所述第一温度阈值，且小于等于预设的第二温度阈值时，利用干冷器1041对所述至少一个服务器机柜102释放的热空气进行冷却。

本发明实施例提供了一种数据中心，该数据中心，包括：壳体、至少一个服务器机柜、第一制冷单元以及第二制冷单元，其中，第一制冷单元主要是利用氟泵进行制冷，第二制冷单元主要是利用干冷器进行制冷，那么当外界温度较低时，也即壳体外部的温度值小于等于预设的第一温度阈值时，采用氟泵进行制冷，由于当前环境下，氟泵耗功率远远低于压缩机，此时能够大大降低能耗，那么外界温度较高时，也即壳体外部的温度值大于该第一温度阈值，但小于等于预设的第二温度阈值时，采用干冷器进行制冷，由于当前环境下，干冷器是利用外界的冷空气进行制冷，采用自然冷源的方式相比较于使用压缩机，同样大大降低能耗。因此，本方案能够降低能耗。

如图2所示，在本发明一个实施例中，所述第一制冷单元，可包括：氟泵201、蒸发器202、第一储液罐203、第二储液罐204、视液镜205、干燥过滤器206、冷凝器207、第一针阀208、第二针阀209、低压开关210以及高压开关211，其中，所述蒸发器202分别与所述第一储液罐203、所述高压开关211以及所述第二针阀209相连；

所述第一储液罐203与所述视液镜205相连；

所述视液镜205与所述干燥过滤器206相连；

所述干燥过滤器206与所述冷凝器207相连；

所述冷凝器207与所述第二储液罐204相连；

所述第二储液罐204与所述第一针阀208相连；

所述第一针阀208分别与所述低压开关210和所述氟泵201相连；

所述低压开关210与所述氟泵201相连；

所述氟泵201与所述第二针阀209相连；

所述第二针阀209与所述高压开关211相连；

所述蒸发器202设置在所述壳体内部；

所述蒸发器202，用于利用内部流通的第一冷却介质与所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行热交换；

热交换后汽化的第一冷却介质进入所述冷凝器207中；

所述冷凝器207，用于对汽化的第一冷却介质进行冷却；

所述氟泵201，用于将所述冷凝器207冷却后的第一冷却介质抽送到所述蒸发器202中。

在本发明实施例中，蒸发器202设置在壳体内部，图2中的其它部件均可设置在壳体外部。蒸发器202中流通有氟利昂，当壳体内部的服务器机柜释放出热空气时，氟利昂会与热空气进行换热，然后氟利昂由液态转变为气态，之后气态的氟利昂通过干燥过滤器206进入到壳体外部的冷凝器207中，冷凝器207通过风冷冷却气态的氟利昂，使其由气态再转变为液态，这样液态的氟利昂将会在氟泵的作用下通过第一针阀208、第二针阀209回到蒸发器202中，以此进行循环冷却。相比较于采用压缩机的制冷方式，氟泵耗功率远远低于压缩机，从而实现节能。

为了方便制冷，可设置控制器，以及在壳体外部设置温度采集器，其中，温度采集器用来实时采集壳体外部的温度值，然后将采集到的温度值输出给控制器，控制器当接收到温度值时，可将接收到的温度值与预先设定好的第一温度阈值进行比较，若比较出接收到的温度值小于等于该第一温度阈值，那么说明当前外界环境下，适合采用第一制冷单元进行制冷，也即在实现制冷的同时降低能耗，此时控制器将会向图2中相应的部件发送对应的指令，例如，向氟泵发送开启指令，以使得氟泵处于工作状态，进而进行制冷。

当壳体外部的温度值较低时，也即小于预设的第一温度阈值时，采用氟泵进行制冷，既能避免冷冻水冻结的风险，同时，耗功率远远低于压缩机，实现节能。

如图3所示，在本发明一个实施例中，所述第二制冷单元，可包括：表冷器301、第一温度传感器302、水流开关303、膨胀罐304、安全阀305、第一电动阀306、闭式水箱307、自动排气阀308、第二电动阀309、离心水泵310、第二温度传感器311、压力表312、水过滤器313、第三温度传感器314、干冷器315、第四温度传感器316、第五温度传感器317以及第三电动阀318，其中，

所述表冷器301分别与所述第三电动阀318、所述第一温度传感器302、所述水流开关303、所述第一电动阀306以及所述闭式水箱307相连；

所述第一温度传感器302分别与所述水流开关303、所述第一电动阀306和所述闭式水箱307相连；

所述水流开关303分别与所述第一电动阀306和所述闭式水箱307相连；

所述第一电动阀306分别与所述膨胀罐304、所述安全阀305以及所述闭式水箱307相连；

所述膨胀罐304与所述安全阀305相连；

所述闭式水箱307分别与所述自动排气阀308和所述第二电动阀309相连；

所述第二电动阀309与所述离心水泵310相连；

所述离心水泵310分别与所述第二温度传感器311、所述压力表312以及所述水过滤器313相连；

所述第二温度传感器311分别与所述压力表312和所述水过滤器313相连；

所述压力表312与所述水过滤器313相连；

所述水过滤器313分别与所述第三温度传感器314和所述干冷器315相连；

所述第四温度传感器316设置在所述干冷器315上；

所述干冷器315分别与所述第五温度传感器317和所述第三电动阀318相连；

所述第五温度传感器317与所述第三电动阀318相连；

所述表冷器301设置在所述壳体的内部；

所述表冷器301，用于利用内部流通的第二冷却介质与所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行热交换；

热交换后温度升高的第二冷却介质进入所述干冷器315中；

所述干冷器315，用于利用所述壳体外部的冷空气与温度升高的第二冷却介质进行热交换；

冷却后的第二冷却介质通过所述第三电动阀318流通至所述表冷器301中。

在本发明实施例中，表冷器301设置在壳体内部，图3中的其它部件均可设置在壳体外部。表冷器301中流通有来自干冷器305的冷水，当壳体内部的服务器机柜释放出热空气时，冷水会与热空气进行热交换，然后温度升高的水会通过闭式水箱307、离心水泵310以及水过滤器313等进入到干冷器315中，干冷器315主要利用外部较低的冷空气与流进来的温度较高的水进行热交换，从而对水进行降温，然后降温后的冷水再通过第三电动阀318回到蒸发器301中，以此进行循环制冷。

同时，为了便于制冷，也可由控制器进行控制，当控制器确定接收到的温度值大于预设的第一温度阈值，而小于等于预设的第二温度阈值时，则控制器向图3中相应的部件发送对应指令，例如，向第一电动阀306、第二电动阀309、第三电动阀308、离心水泵310等分别发送指令，使得图3形成一个通路，由此利用干冷器进行制冷。

当壳体外部的温度值较大于预设的第一温度阈值，且小于等于预设的第二温度阈值时，采用干冷器进行制冷，既能避免氟泵在当前温度环境下的制冷效果不明显，同时，采用外界自然冷源进行制冷相比于使用压缩机，能够大大降低能耗，实现节能。

除此之外，图3中还包括有一第四电动阀319，通过开启该第四电动阀319，可进行系统补水。

为了便于在壳体内部进行部署，可将图2中的蒸发器202和图3中的表冷器设置在同一内机中。

如图4所示，在本发明一个实施例中，进一步包括：第三制冷单元401；

所述第三制冷单元401，用于当所述壳体外部的温度值大于所述第二温度阈值时，利用压缩机4011对所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却。

当外界温度较高时，考虑到制冷效果，此时可采用耗功率较大的压缩机进行制冷。

在本发明一个实施例中，所述第一温度阈值为0摄氏度；和/或，所述第二温度阈值为15摄氏度。

在本发明一个实施例中，所述第一冷却介质，包括：氟利昂。

在本发明一个实施例中，所述第二冷却介质，包括：水。

在本发明一个实施例中，进一步包括：配电柜；

所述配电柜设置在所述壳体内部；

所述配电柜，用于为所述至少一个服务器机柜进行供电。

如图5所示，本发明实施例提供了一种基于上述任一数据中心的散热方法，该方法可以包括如下步骤：

步骤501：当壳体外部的温度值小于等于预设的第一温度阈值时，第一制冷单元利用氟泵对至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却。

步骤502：当所述壳体外部的温度值大于所述第一温度阈值，且小于等于预设的第二温度阈值时，第二制冷单元利用干冷器对所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却。

在本发明一个实施例中，进一步包括：

当所述壳体外部的温度值大于所述第二温度阈值时，第三制冷单元利用压缩机对所述至少一个服务器机柜释放的热空气进行冷却。

综上可见，对于常年气温较低的地区，可只采用第一制冷单元进行制冷，或者是第一制冷单元和第二制冷单元交叉使用的方式，而对于北方的一些地区，可能需要在不同季节，依据不同的室外温度选择相应的制冷方式。

综上，本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，该数据中心，包括：壳体、至少一个服务器机柜、第一制冷单元以及第二制冷单元，其中，第一制冷单元主要是利用氟泵进行制冷，第二制冷单元主要是利用干冷器进行制冷，那么当外界温度较低时，也即壳体外部的温度值小于等于预设的第一温度阈值时，采用氟泵进行制冷，由于当前环境下，氟泵耗功率远远低于压缩机，此时能够大大降低能耗，那么外界温度较高时，也即壳体外部的温度值大于该第一温度阈值，但小于等于预设的第二温度阈值时，采用干冷器进行制冷，由于当前环境下，干冷器是利用外界的冷空气进行制冷，采用自然冷源的方式相比较于使用压缩机，同样大大降低能耗。因此，本方案能够降低能耗。

2、在本发明实施例中，当壳体外部的温度值较低时，也即小于预设的第一温度阈值时，采用氟泵进行制冷，既能避免冷冻水冻结的风险，同时，耗功率远远低于压缩机，实现节能，整体降低pue值。

3、在本发明实施例中，当壳体外部的温度值较大于预设的第一温度阈值，且小于等于预设的第二温度阈值时，采用干冷器进行制冷，既能避免氟泵在当前温度环境下的制冷效果不明显，同时，采用外界自然冷源进行制冷相比于使用压缩机，能够大大降低能耗，实现节能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个〃····〃”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。