一种数据中心机房冰蓄冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及制冷工程冰蓄冷技术领域，特别是涉及一种数据中心机房冰蓄冷系统。


背景技术：

2.数据中心作为云计算基础设施，在规模和数量方面都呈现出加速增长态势，由此拉动数据中心it投资规模上升，也带动数据中心机房空调市场增长。数据中心的能耗很大一部分被用于温控系统，政府部门对高能耗问题提出更严格的管理要求，这将进一步放大温控市场需求。
3.数据中心温控系统能耗严重，为降低数据中心能耗突破口。数据中心的耗能部分主要包括it设备、制冷系统、供配电系统、照明系统及其他设施(包括安防设备、灭火、防水、传感器以及相关数据中心建筑的管理系统等)。其中，空调系统仍然是数据中心提高能源效率的重点环节，它所产生的功耗约占数据中心总功耗的40%。
4.数据中心pue值呈下降趋势，空调系统为关键因素。pue(power usage effectiveness)是衡量数据中心运行效率的指标，其越接近于1，代表数据中心对于电能的利用越有效率。空调系统的能耗是数据中心的pue是否能降低到合理水平的关键因素之一。当空调系统对应的能耗占比分别为38%、26%、17.5%，对应的pue为1.92、1.5、1.3。因而，需要对现有的数据中心的温控系统进行进一步的改进，使其能耗更低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于针对背景技术中所述的现有的数据中心机房的温控系统能耗高的问题，提供一种数据中心机房冰蓄冷系统。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：数据中心机房冰蓄冷系统，其包括冰蓄冷组件和数据中心机房供冷组件，冰蓄冷组件包括双工况主机、冷冻液循环泵组、蓄冰槽、板式换热器和若干个自动控制阀，数据中心机房供冷组件包括与板式换热器的冷量接收端连接的水循环泵组、集水器、分水器以及设置在数据中心机房内的温控装置，冰蓄冷组件的双工况主机与冷冻液循环泵组、蓄冰槽、板式换热器和若干个自动控制阀通过管道连接，组成制冷端的循环通道，数据中心机房供冷组件的水循环泵组、集水器、分水器以及设置在数据中心机房内的温控装置通过管道连接组成供冷端的冷量循环输出通道。
7.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的双工况主机的输出管道分为第一支路和第二支路，在第一支路和第二支路上都设有自动控制阀，第一支路连接至蓄冰槽的输入端，蓄冰槽的输出端通过管道与第二支路的连接，第二支路的出口端分为第三支路和第四支路，在第三支路和第四支路上都设有自动控制阀，第四支路连接至板式换热器的输入端，板式换热器的输出端通过管道连接至回液管道，所述的第三支路的出口端通过回液管道与双工况主机的输入管道连接，所述的冷冻液循环泵组设置在回液管道
上。
8.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的分水器和集水器上都设有温度检测器和压力检测器，分水器用于存储向数据中心机房内的温控装置输送的低温液体，集水器用于存储从数据中心机房内的温控装置返回的液体。通过这种设置，能够对进入数据中心机房的液体的温度和压力以及返回集水器的液体的温度和压力进行检测，以便于对冰蓄冷组件部分的冷量输出速度进行控制，进而更好的控制数据中心机房内的温度。
9.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的数据中心机房内设有多个温控装置和液体输送管道，各个温控装置分别与液体输送管道连接。通过这种设置，能将冷量输送至各个温控装置，对各个温控装置分别进行冷量供应。
10.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的数据中心机房为密封空间，在数据中心机房内设有多个需要散热的装置，分水器直接将低温液体输送入数据中心机房内，低温液体吸收数据中心机房内的装置的热量后返回集水器。通过这种设置，能对整个数据中心机房整体降温，提高降温的效率，更大程度地降低能耗。
11.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的双工况主机有两组或两组以上，各个双工况主机的输入端均设有输入控制阀，各个双工况主机的输出端均设有输出控制阀，各个双工况主机的输入管道都与回液管道连接，各个双工况主机的输出管道都与供液管道相连，供液管道的出口端分为第一支路和第二支路。
12.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的第一支路和第二支路上的自动控制阀都是电动调节蝶阀，第三支路和第四支路上的自动控制阀都是电动开关蝶阀，所述的第一控制阀组、第二控制阀组、第三控制阀组、第四控制阀组都设有旁路开关管道，旁路开关管道上设有蝶阀。
13.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的双工况主机的输入管道和输出管道之间设有连通管道，所述的连通管道上设有电动开关蝶阀，第五控制阀组都设有旁路开关管道，旁路开关管道上设有蝶阀。
14.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的蓄冰槽包括若干组蓄冰槽、输入总管道和输出总管道，各蓄冰槽的输入端与输入总管道连接，各蓄冰槽的输出端与输出总管道连接，在各蓄冰槽与输入总管道和输出总管道连接的管道上都设有蝶阀。
15.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的输出总管道上连接有自动排气阀。
16.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的双工况主机有两组或两组以上，各个双工况主机的输入端均设有输入控制阀，各个双工况主机的输出端均设有输出控制阀，各个双工况主机的输入管道都与回液管道连接，各个双工况主机的输出管道都与供液管道相连，供液管道的出口端分为第一支路和第二支路。通过设置两组或多组双工况主机，双工况主机能够同时进行制冷或是其中部分双工况主机制冷，其他双工况主机备用，提高制冷系统的制冷效率，同时便于双工况主机的检修。
17.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的第一控制阀组和第二控制阀组都设有电动调节蝶阀，第三控制阀组、第四控制阀组和第五控制阀组都设有电动开关蝶阀。通过这种设置，通过第一控制阀组和第二控制阀组能调节第一支路和第二支路的流量，调节双工况主机输送至板式换热器和蓄冰槽通道的冷冻液的流量，控制板式换热
器对外输出冷量的速度以及蓄冰槽蓄冰的速度。
18.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的第一控制阀组、第二控制阀组、第三控制阀组、第四控制阀组和第五控制阀组都设有旁路开关管道，旁路开关管道上设有蝶阀。通过设置旁路开关管道和蝶阀，当电动调节蝶阀或电动开关蝶阀发生故障无法打开时，可以手动打开蝶阀，使数据中心机房冰蓄冷系统能够继续工作。
19.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的蓄冰槽包括若干组蓄冰槽、输入总管道和输出总管道，各蓄冰槽的输入端与输入总管道连接，各蓄冰槽的输出端与输出总管道连接，在各蓄冰槽与输入总管道和输出总管道连接的管道上都设有蝶阀。通过在各个蓄冰槽的输入端和输出端设置蝶阀，能对各个蓄冰槽进行单独开关控制。
20.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的输出总管道上连接有自动排气阀。通过设置自动排气阀能将管道中的气体排出，保障管道的正常循环。
21.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的板式换热器包括两组或两组以上的板式换热器，各个板式换热器的输入端都与第四支路连接，各个板式换热器的输出端都与回液管道连接。通过设置两组或多组板式换热器，能加快冷量的输出效率，同时两个板式换热器液也可以一个工作，另一个备用，以便于板式换热器的检修。
22.作为上述的数据中心机房冰蓄冷系统的进一步改进，所述的冷冻液循环泵组包括两组或两组以上的液体泵，且各个液体泵并联设置在回液管道上。通过设置两组或多组液体泵，能提高冷冻液的循环速度，同时也可以将其中的一个或两个液体泵作为备用，以便于液体泵的检修。
23.本实用新型具有积极的效果：1）本实用新型的数据中心机房冰蓄冷系统，利用了冰蓄冷系统对数据中心机房进行温度控制，对温控装置供应冷量，能大幅度的降低能耗；2）本实用新型的数据中心机房冰蓄冷系统，利用谷电进行蓄冰槽的蓄冰，将冷量储存在蓄冰槽中，当峰电时，将蓄冰槽储存的冷量通过冷冻液的循环输送至板式换热器，通过换热，将冷量热传递至数据中心机房供冷组件的液体，使液体的温度降低，在水循环泵组的作用下，低温液体进入分水器，再通过管道输送进入数据中心机房内，为各个温控装置供应冷量，或是直接对数据中心机房的内部空间整体降温，能极大的降低电费成本，同时也能极大的降低能耗，增强数据中心机房内的降温冷却效果。
附图说明
24.图1为本实用新型的数据中心机房冰蓄冷系统的结构示意图。
25.图中的附图标记如下：冰蓄冷组件1，双工况主机11，冷冻液循环泵组12，蓄冰槽13，板式换热器14，回液管道15，第一支路16，第二支路17，第三支路18，第四支路19，数据中心机房供冷组件2，水循环泵组21，集水器22，分水器23，数据中心机房24，温控装置25，温度检测器26，压力检测器27。
具体实施方式
26.下面通过实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于
本实用新型保护的范围。
27.如图1所示为本实用新型的一种数据中心机房冰蓄冷系统，其包括冰蓄冷组件1和数据中心机房供冷组件2。
28.冰蓄冷组件1包括双工况主机11、冷冻液循环泵组12、蓄冰槽13、板式换热器14和若干个自动控制阀f1-f5。
29.双工况主机11为电源驱动的制冷设备，在本实用新型中，双工况主机11能为蓄冰槽13的蓄冰过程提供冷量，或者是通过双工况主机11向板式换热器14输送冷量，板式换热器14再将冷量输送至数据中心机房供冷组件2。双工况主机11有两组或两组以上，各个双工况主机11的输入端均设有输入控制阀，各个双工况主机的输出端均设有输出控制阀，各个双工况主机11的输入管道都与回液管道15连接，各个双工况主机11的输出管道都与供液管道相连，在双工况主机11的输入管道和输出管道之间设有连通管道，在连通管道上设置有自动控制阀组f5。供液管道的出口端分为第一支路16和第二支路17，在第一支路16和第二支路17上分别设有自动控制阀组f1和f2。通过设置两组或多组双工况主机，双工况主机11能够同时进行制冷或是其中部分双工况主机制冷，其他双工况主机备用，提高制冷系统的制冷效率，同时便于双工况主机的检修。
30.冷冻液循环泵组12包括两组或两组以上的液体泵，且各个液体泵并联设置在回液管道上。通过设置两组或多组液体泵，能提高冷冻液的循环速度，同时也可以将其中的一个或两个液体泵作为备用，以便于液体泵的检修。
31.蓄冰槽13包括若干组蓄冰槽、输入总管道和输出总管道，各蓄冰槽的输入端与输入总管道连接，各蓄冰槽的输出端与输出总管道连接，在各蓄冰槽与输入总管道和输出总管道连接的管道上都设有蝶阀。通过在各个蓄冰槽的输入端和输出端设置蝶阀，能对各个蓄冰槽进行单独开关控制。在输出总管道上连接有自动排气阀，通过设置自动排气阀能将管道中的气体排出，保障管道的正常循环。
32.板式换热器14包括两组或两组以上的板式换热器，各个板式换热器的输入端都与第四支路连接19，各个板式换热器14的输出端都与回液管道15连接。通过设置两组或多组板式换热器，能加快冷量的输出效率，同时两个板式换热器液也可以一个工作，另一个备用，以便于板式换热器的检修。
33.第一支路16和第二支路17上的自动控制阀组f1、f2为电动调节蝶阀，第三支路18、第四支路19以及连接在双工况主机的输入端和输出端之间的连通管道上的自动控制阀组都为电动开关蝶阀f3、f4、f5。通过电动调节蝶阀能调节第一支路16和第二支路17的流量，调节双工况主机11输送至板式换热器14和蓄冰槽13通道的冷冻液的流量，控制板式换热器14对外输出冷量的速度以及蓄冰槽13蓄冰的速度。
34.各个自动控制阀组都设有旁路开关管道，旁路开关管道上设有蝶阀。通过设置旁路开关管道和蝶阀，当电动调节蝶阀或电动开关蝶阀发生故障无法打开时，可以手动打开蝶阀，使冰蓄冷系统能够继续工作。
35.冰蓄冷组件1的双工况主机11与冷冻液循环泵组12、蓄冰槽13、板式换热器14和若干个自动控制阀通过管道连接，组成制冷端的循环通道。具体连接结构为：双工况主机11的输出管道分为第一支路16和第二支路17，第一支路16连接至蓄冰槽13的输入总管道，蓄冰槽13的输入端与输入总管道连接，蓄冰槽13的输出端通过管道与输出总管道连接，输出总
管道与第二支路17连接，第二支路17的出口端分为第三支路18和第四支路19，第四支路19连接至板式换热器14的输入端，板式换热器14的输出端通过管道连接至回液管道5，所述的第三支路18的出口端通过回液管道15与双工况主机11的输入管道连接，所述的冷冻液循环泵组12设置在回液管道15上。
36.数据中心机房供冷组件2包括与板式换热器14的冷量接收端连接的水循环泵组21、集水器22、分水器23以及设置在数据中心机房24内的温控装置25。数据中心机房供冷组件2的水循环泵组21、集水器22、分水器23以及设置在数据中心机房24内的温控装置25通过管道连接组成供冷端的冷量循环输出通道。
37.分水器23和集水器22上都设有温度检测器26和压力检测器27，分水器23用于存储向数据中心机房24内的温控装置25输送的低温液体，集水器22用于存储从数据中心机房内的温控装置返回的液体。通过这种设置，能够对进入数据中心机房的液体的温度和压力以及返回集水器的液体的温度和压力进行检测，以便于对冰蓄冷组件部分的冷量输出速度进行控制，进而更好的控制数据中心机房内的温度。
38.作为一种实施例，所述的数据中心机房24内设有多个温控装置25和液体输送管道，各个温控装置25分别与液体输送管道连接。通过这种设置，能将冷量输送至各个温控装置，对各个温控装置分别进行冷量供应。
39.作为另一种实施例，所述的数据中心机房24为密封空间，在数据中心机房24内设有多个需要散热的装置，分水器23直接将低温液体输送入数据中心机房24内，低温液体吸收数据中心机房24内的装置的热量后返回集水器22。通过这种设置，能对整个数据中心机房24整体降温，提高降温的效率，更大程度地降低能耗。
40.本实用新型的数据中心机房冰蓄冷系统，利用了冰蓄冷系统对数据中心机房进行温度控制，对温控装置供应冷量，能大幅度的降低能耗；利用谷电进行蓄冰槽的蓄冰，将冷量储存在蓄冰槽中，当峰电时，将蓄冰槽储存的冷量通过冷冻液的循环输送至板式换热器，通过换热，将冷量热传递至数据中心机房供冷组件的液体，使液体的温度降低，在水循环泵组的作用下，低温液体进入分水器，再通过管道输送进入数据中心机房内，为各个温控装置供应冷量，或是直接对数据中心机房的内部空间整体降温，能极大的降低电费成本，同时也能极大的降低能耗，增强数据中心机房内的降温冷却效果。
41.本实用新型的数据中心机房冰蓄冷系统，在双工况主机的输入管道和输出管道之间设置了连通管道，在连通管道上设置了自动控制阀组，当双工况主机不工作，蓄冰槽单独向板式换热器供冷时，关闭双工况主机的输入控制阀和输出控制阀，即可使冷冻液不进入双工况主机内，而是通过连通管道从回液管道输送至第一支路和第二支路，通过这种设置，避免了冷冻液在经过双工况主机内部的管道时造成的冷量损耗。本实用新型的数据中心机房冰蓄冷系统，在第四支路上设置了自动控制阀组，在双工况主机蓄冰模式下，可以关闭自动控制阀组，冷冻液不进入板式换热器内，能避免冷冻液在板式换热器内的能量损耗。通过实验检测，通过上述的设置，至少能降低数据中心机房冰蓄冷系统3%-5%的能耗。
42.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。