一种用于数据中心的冷却系统的制作方法

本发明涉及一种用于数据中心的冷却系统。

背景技术：

传统数据中心中，空调末端将冷风输送至服务器处以解决其散热需求。散热需求通常与冷风输送量成正比，随着高性能计算的发展，服务器的散热需求量成倍增加，其增加速度远远超过传统空调末端的承受能力，冷却需求越来越紧迫。

传统冷却系统主要靠冷风帮助服务器散热，冷风依靠制冷机组、末端空调等设备制冷服务器所需的冷风。为此，传统冷却系统为应对高性能计算散热需求有两种解决方案：一种是降低高性能计算布置密度，将机器更分散的布置，另一种是不断增加空调末端数量以匹配高性能计算散热需求。

其中，降低高性能计算布置密度，将机器更分散的布置，会影响计算性能同时会占用更多的空间，不但达不到高性能计算的要求还成倍增加了建设成本。

此外，增加空调末端也同样会增加建设成本，且因为空间限制，也为了避免影响散热效果，空调末端总会有配制极限，不能无限度的匹配高性能计算对散热的需求。

并且，制冷机组和末端空调均需要消耗大量的电能。更高的散热需求配制更多的制冷机组和末端空调，从而消耗更多的能耗。传统数据中心中，制冷机组提供冷冻水至空调末端对it设备进行持续降温，制冷机组能耗占数据中心能耗的比例在40％左右，能源耗费严重，随着能源成本的不断攀升以及人们对绿色环保的重视，节能需求越来越强烈。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于数据中心的冷却系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于数据中心的冷却系统，其中，该系统包括：

冷却末端，布置于所述数据中心内，其中布置有服务器、冷却盘管和冷却液，所述服务器和所述冷却盘管均浸没于所述冷却液中，所述冷却盘管与所述服务器相邻布置；

板式换热器，布置于所述数据中心内，经由冷冻水泵连通所述冷却盘管，以对所述冷却盘管中的水进行换热；

冷却塔，布置于所述数据中心外部，经由冷却水泵连通所述板式换热器，以对所述板式换热器中的水进行冷却。

与现有技术相比，本发明的冷却系统为高性能计算服务器提供必须的高密度冷却能力，减少传统冷却方案对计算性能的影响，增加空间使用效率。并且，冷却系统中无制冷机组，冷却末端无风扇，减少能源消耗，提高能源使用效率。

进一步地，本发明的冷却系统还可以支持热回收，在满足计算需求的同时，可将余热进行二次利用，进一步提高总体能源使用效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明一个实施例的一种用于数据中心的冷却系统的系统示意图；

图2示出根据本发明一个实施例的冷却末端的示意图；

图3(a)示出根据本发明一个实施例的冷却盘管布置于服务器侧面的俯视图；

图3(b)示出根据本发明一个实施例的冷却盘管布置于服务器侧面的侧视图；

图4(a)示出根据本发明一个实施例的冷却盘管布置于服务器底部的俯视图；

图4(b)示出根据本发明一个实施例的冷却盘管布置于服务器底部的侧视图；

图5示出根据本发明一个实施例的模块化布置冷却盘管的示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

还应当提到的是，在一些替换实现方式中，所提到的功能/动作可以按照不同于附图中标示的顺序发生。举例来说，取决于所涉及的功能/动作，相继示出的两幅图实际上可以基本上同时执行或者有时可以按照相反的顺序来执行。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1示出根据本发明一个实施例的系统示意图，其中具体示出一种用于数据中心的冷却系统。

如图1所示，冷却系统包括冷却末端1、冷冻水泵2、板式换热器3、冷却水泵4和冷却塔5。

其中，冷却末端1、冷冻水泵2和板式换热器3布置于数据中心的内部，冷却水泵4和冷却塔5布置于数据中心的外部。

冷却末端1中布置有服务器、冷却盘管和冷却液，服务器和冷却盘管均浸没于冷却液中，冷却盘管与服务器相邻布置。

服务器浸没于冷却液中，冷却液将热量传递给冷却盘管，从而满足服务器的散热需求，冷却盘管中的循环冷冻水将热量传递至冷却末端1之外。

板式换热器3经由冷冻水泵2连通冷却盘管，以对冷却盘管中的水进行换热。

冷却塔5经由冷却水泵4连通板式换热器3，以对板式换热器3中的水进行冷却。

整个冷却系统按照冷却末端1→冷冻水泵2→板式换热器3→冷却水泵4→冷却塔5，热量依次传递并传导至室外。

在此，冷却末端1中无需配置末端风扇，冷却盘管的大小和/或冷却液的充注量可以根据服务器的散热需求来进行调整。此外，冷却系统中还可以集成冷量监测及控制方案，以根据服务器的运行情况进行合理的冷量输送。

优选地，冷却末端1的外部可以布置有接口箱，以统一接口的布置。配合参阅图2，接口箱9布置于冷却末端1的外部侧面，其中例如可以包括冷冻水接口10、供电接口11、监控/通讯接口12和业务网接口13。通过设置外部接口箱9，可以统一布置冷却末端1中各设备所需要的接口，使得冷却末端1可以被模块化布置。

在此，冷却盘管与服务器之间的布置方式可以有多种。

例如，冷却盘管可以布置于服务器的侧面，可以是服务器的一侧、两侧、四周。

配合参阅图3(a)和图3(b)，其中图3(a)为该侧面布置方式的俯视图，图3(b)为该侧面布置方式的侧视图。

其中，冷却末端1的顶部装置有密封盖16，底部布置有服务器插槽15。服务器插槽15的上面是服务器布置区18，服务器布置区18的上面是理线区/槽17。冷却盘管14布置于服务器布置区18的四周。接口箱9布置于冷却末端1的外部侧面。

又如，冷却盘管可以布置于服务器的底部。

配合参阅图4(a)和图4(b)，其中图4(a)为该底部布置方式的俯视图，图4(b)为该底部布置方式的侧视图。其中，冷却盘管14布置于服务器布置区18的底部。在此，服务器的相关布置，仍是下插槽和上接线，即服务器布置区18的上面是理线区/槽17，下面是服务器插槽15。

根据本发明的冷却系统，冷却盘管中的冷冻水采用高温水，如水温不低于30℃，同样可以满足服务器的散热需求。冷却盘管与冷却液进行接触式换热后，吸取冷却液中热量后的冷冻水经由冷冻水泵2，再与板式换热器3进行接触式换热。

板式换热器3中为冷冻水换热后的水经由冷却水泵4流至冷却塔5，以再次冷却。

配合参阅图5，冷却末端1可以被模块化来在数据中心中批量布置。

返回参阅图1，可选地，冷却系统还可以连接余热回收系统8。余热回收系统8布置于数据中心的外部，包括热回收水泵6和蓄能设备7。

在此，蓄能设备7经由热回收水泵6连通板式换热器3，以获取在经板式换热器3对冷冻水换热后所获得的热能，如可以用于为热需求用户提供低品质热水。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。