一种数据中心冷却系统的制作方法

本实用新型属于冷却设备技术领域，尤其涉及一种数据中心冷却系统。

背景技术：

数据中心用来传递、加速、展示、计算或存储数据信息，包括多个机柜以及配套设备，如通信和存储系统、配电设备和安全装置等。由于数据中心设置有大量电子器件，而电子器件在高温环境下运行时稳定性会降低，另外，电子器件运行时又将产生热量，如散热不及时，会加速环境温度的升高，进一步影响设备的正常运行，因此，需要严格控制数据中心的温度。

随着电子器件的集成化程度越来越高，机柜的体积越来越小，因此，对机柜的散热要求也越来越高。应用于数据中心的传统的冷却方式主要是通过空调调节机房的整体温度，从而实现对机柜内部的降温。但该方式耗能高，而且对机柜内部温度的调节速度慢，冷却效率低。

目前，数据中心的另一种冷却方式是将列间空调作为冷源、通过把列间空调与各个机柜进行连通，从而使冷风直接到达各个机柜，以实现对机柜的降温。但由于各个机柜与列间空调的距离不同，距离列间空调远的机柜得到的制冷量小，而距离列间空调近的机柜则会滞留大量制冷量，因此导致能源分配不均匀，近端机柜的能源利用率低、造成大量能源浪费，而远端机柜则会形成局部热点、影响该机柜的稳定运行。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种数据中心冷却系统，旨在解决现有技术中各个机柜的能源分配不均匀、近端机柜的能源利用率低而远端机柜容易形成局部热点的问题。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种数据中心冷却系统，包括：

列间空调；

多个机柜；每个所述机柜的进风口处设有用于调节进风口的开口大小的控制阀，且每个所述机柜内设有用于引风的导流风机；

冷风管道，第一端与所述列间空调的出风口相连通，且第二端与各个所述机柜的进风口相连通；和

热风管道，第一端与各个所述机柜的出风口相连通，且第二端与所述列间空调的进风口相连通。

进一步的，一种数据中心冷却系统还包括：

多个控制风机，设置在所述冷风管道内，且各个所述控制风机与各个所述机柜一一对应；每个所述控制风机位于对应的机柜的进风口处，且用于将所述冷风管道内的冷风吹入对应的机柜内；和

多个调节机构，设置在所述冷风管道内，且各个所述调节机构与各个所述控制风机一一对应；所述调节机构与对应的控制风机相连，且用于驱动对应的控制风机在竖直平面内转动。

进一步的，每个所述调节机构均包括：

支板，与对应的控制风机相连，且用于带动对应的控制风机在竖直平面内转动；

转轴，穿设于所述支板上，且与所述冷风管道的壁板转动连接；和

驱动电机，输出轴与所述转轴相连，且用于驱动所述转轴旋转。

进一步的，一种数据中心冷却系统还包括：

多个温度检测单元，与多个所述机柜一一对应；每个所述温度检测单元设置在对应的机柜内，且用于检测对应的机柜内的温度；和

控制单元，与各个所述温度检测单元电性连接，且与各个所述控制阀电性连接，用于根据所述温度检测单元检测的温度调节对应的控制阀的开度。

进一步的，所述控制单元还与各个所述导流风机电性连接，且用于根据所述温度检测单元检测的温度调节对应的导流风机的风速。

进一步的，一种数据中心冷却系统还包括：

第一导流板，呈流线型，且设置在所述冷风管道内，并向远离所述列间空调的机柜所在的位置倾斜；和

第二导流板，呈流线型，且设置在所述热风管道内，并向远离所述列间空调的机柜所在的位置倾斜。

进一步的，各个所述机柜均匀设置在所述列间空调的两侧。

进一步的，每个所述机柜的进风口处还设有用于过滤空气中的杂质的第一过滤器，且所述第一过滤器位于所述控制阀的后端。

进一步的，每个所述机柜的出风口处设有用于过滤空气中的杂质的第二过滤器。

进一步的，所述列间空调的出风口处设有用于过滤空气中的杂质的第三过滤器。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

列间空调用于提供制冷量。冷风管道的第一端与列间空调的出风口相连通，且第二端与各个机柜的进风口相连通；热风管道的第一端与各个机柜的出风口相连通，且第二端与列间空调的进风口相连通，因此，列间空调、冷风管道、各个机柜和热风管道形成循环回路。冷风通过冷风管道进入各个机柜，从而实现对机柜的降温，热交换后的热风通过热风管道回到列间空调，列间空调对热风进行降温处理。

每个机柜的进风口处设有用于调节进风口的开口大小的控制阀，通过调节控制阀的开度、调节进风口的开口大小，从而调节进入机柜的冷风风量。将距离列间空调远的机柜对应的控制阀的开度调大，从而增加进入该机柜的冷风风量，避免形成局部热点；将距离列间空调近的机柜对应的控制阀的开度调小，从而减小进入该机柜的冷风风量，避免能源浪费。

每个机柜内设有用于引风的导流风机，使冷风贯穿机柜，提高制冷效率。通过调节导流风机的风速、能够调节进入机柜的冷风风量。将距离列间空调远的机柜对应的导流风机的风速调大，从而增加进入该机柜的冷风风量，避免形成局部热点；将距离列间空调近的机柜对应的导流风机的风速调小，从而减小进入该机柜的冷风风量，避免能源浪费。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本方案中的一种数据中心冷却系统能够均匀、合理的分配制冷量，提高近端机柜的能源利用率、避免能源浪费，同时能够提高远端机柜的能源供应、避免出现局部热点，保证设备稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种数据中心冷却系统的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的列间空调的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的控制阀的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的调节机构的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的控制单元的连接示意图。

附图标记说明：

10-列间空调，101-机壳，102-压缩机，103-冷凝器，104-节流阀，105-蒸发器，11-第三过滤器，20-机柜，21-控制阀，211-阀体，212-扇叶，213-连杆，214-执行器，22-导流风机，23-温度检测单元，24-第一过滤器，25-第二过滤器，30-冷风管道，31-控制风机，32-调节机构，321-支板，322-转轴，323-驱动电机，33-第一导流板，40-热风管道，41-第二导流板，51-控制单元，61-底板。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型实施例提供了一种数据中心冷却系统，结合图1所示，一种数据中心冷却系统包括列间空调10、多个机柜20、冷风管道30和热风管道40。每个机柜20的进风口处设有用于调节进风口的开口大小的控制阀21，且每个机柜20内设有用于引风的导流风机22。冷风管道30的第一端与列间空调10的出风口相连通，且第二端与各个机柜20的进风口相连通。热风管道40的第一端与各个机柜20的出风口相连通，且第二端与列间空调10的进风口相连通。

列间空调10作为冷源，用于提供制冷量。列间空调10、冷风管道30、各个机柜20和热风管道40形成循环回路。冷风通过冷风管道30进入各个机柜20，从而实现对机柜20的降温，热交换后的热风通过热风管道40回到列间空调10，列间空调10对热风进行降温处理。

每个机柜20的进风口处设有用于调节进风口的开口大小的控制阀21，通过调节控制阀21的开度、调节进风口的开口大小，从而调节进入机柜20的冷风风量。将距离列间空调10远的机柜20对应的控制阀21的开度调大，从而增加进入该机柜20的冷风风量，避免形成局部热点；将距离列间空调10近的机柜20对应的控制阀21的开度调小，从而减小进入该机柜20的冷风风量，避免能源浪费。

每个机柜20内设有用于引风的导流风机22，使冷风贯穿机柜20，提高制冷效率。通过调节导流风机22的风速、能够调节进入机柜20的冷风风量。将距离列间空调10远的机柜对应的导流风机22的风速调大，从而增加进入该机柜20的冷风风量，避免形成局部热点；将距离列间空调10近的机柜20对应的导流风机22的风速调小，从而减小进入该机柜20的冷风风量，避免能源浪费。

具体的，结合图2所示，列间空调10包括机壳101、压缩机102、冷凝器103、节流阀104和蒸发器105。压缩机102设置在机壳101内，用于将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂。冷凝器103设置在机壳101外，且进水口与冷却液进水管相连通，且出水口与冷却液出水管相连通；冷凝器103与压缩机102相连，且用于将高温高压的气态制冷剂与冷却液进行热交换从而形成液态制冷剂。具体的，冷却液进水管和冷却液出水管设置在冷风管道30内。

节流阀104设置在机壳101内，且与冷凝器103相连，用于将液态制冷剂的压力降低。蒸发器105设置在机壳101内，且第一端与节流阀104相连，第二端与压缩机102相连，用于将液态制冷剂汽化从而形成气态制冷剂。

制冷剂在蒸发器105处与外界气体进行热交换，由液态转化为气态，转化过程中吸收大量热量，从而将外界空气降温，因此，列间空调10能够作为冷源，提供冷风。

结合图3所示，控制阀21包括阀体211、扇叶212、连杆213和执行器214；阀体211设置在机柜20的进风口处，且阀体211的开口与机柜20的进风口相贯通；扇叶212设置在阀体211的开口处，且用于在旋转时改变阀体211的开口大小。连杆213穿设于扇叶212上，且与阀体211转动连接，用于带动扇叶212旋转。执行器214与连杆213相连，且用于驱动连杆213转动。具体的，结合图1所示，阀体211设置在地板61上。

具体的，执行器214可以为把手。转动把手时，通过连杆213带动扇叶212转动，从而改变阀体211的开口大小，从而实现对机柜20的进风口的开口大小的调节。

具体的，结合图3所示，扇叶212的数量为多个，且连杆213的数量为多个；各个扇叶212与各个连杆213一一对应；多个连杆213包括主动杆和多个从动杆；主动杆的端部设有主动轮，且各个从动杆的端部设有从动轮，且主动轮和各个从动轮通过传动元件相连；主动杆与执行器214相连，用于在执行器214的驱动下旋转。具体的，主动轮和各个从动轮可以采用皮带轮、链轮或齿轮，相应的，传动元件可以采用皮带、齿形带或链条。具体的，各个连杆213通过轴承与阀体211相连。

当扇叶212的数量为一个时，扇叶的面积较大，转动较小的角度，对风量的影响就很大，不便于精确的控制机柜20的进风量，也不便于调节，另外，当扇叶212转动时，冷风只能从扇叶212与阀体211的缝隙处吹入，扇叶212的端面会对风的流动产生较大的阻碍，容易产生紊流。因此，本实施例中，将扇叶212的数量设置为多个，每个扇叶212的表面积变小，便于调节，有利于风从多个缝隙处吹入，便于精准的调节机柜20的进风量。

本实施例中，结合图1所示，数据中心的地板61的下方设有底部空间，且底部空间用作冷风管道30；数据中心的上方设有顶部空间，且顶部空间用作热风管道40；列间空调10和各个机柜20的底部均与地板61密封连接；地板61上设有多个进口，且各个进口与各个机柜20的进风口相贯通；各个机柜20的出风口与热风管道40相贯通。

优选的，底部空间和顶部空间均为建筑结构围设而成，相比于敷设管路，采用建筑结构围设成冷风管道30和热风管道40，材料成本和施工成本低，而且使用寿命长，便于维护。

作为一种实施例，结合图1所示，一种数据中心冷却系统还包括多个控制风机31和多个调节机构32。各个控制风机31均设置在冷风管道30内，且各个控制风机31与各个机柜20一一对应。每个控制风机31位于对应的机柜20的进风口处，且用于将冷风管道30内的冷风吹入对应的机柜20内。各个调节机构32均设置在冷风管道30内，且各个调节机构32与各个控制风机31一一对应。调节机构32与对应的控制风机31相连，且用于驱动对应的控制风机31在竖直平面内转动。

本实施例中，一个列间空调10为多个机柜20提供制冷量，因此，冷风管道30的距离长，另外，本实施例中，冷风管道30为建筑结构围设而成，导致冷风在冷风管道30内的流动慢，降低制冷效率，因此，本实施例中，在冷风管道30内设置控制风机31和调节机构32，用于加快冷风管道30内的气流流动，提高制冷效率。

另外，调节机构32用于驱动控制风机31在竖直平面内转动，通过调节控制风机31与水平平面之间的角度，在促进冷风流动的同时，能够调节进入机柜20的风量。将距离列间空调10近的机柜20对应的控制风机31与水平平面之间的角度调大，并且降低该控制风机31的风速，从而减小进入该机柜20的冷风风量，避免能源浪费。将距离列间空调10远的机柜20对应的控制风机31与水平平面之间的角度调小，并且提高该控制风机31的风速，从而增加进入该机柜20的冷风风量，避免形成局部热点。

本实施例中，结合图4所示，每个调节机构32均包括支板321、转轴322和驱动电机323。支板321与对应的控制风机31相连，且用于带动对应的控制风机31在竖直平面内转动。转轴322穿设于支板321上，且与冷风管道30的壁板转动连接。驱动电机323的输出轴与转轴322相连，且用于驱动转轴322旋转。

支板321对控制风机31起到支撑作用。具体的，转轴322与支板321固定连接，且转轴322通过轴承座或轴承与冷风管道30的壁板相连。具体的，转轴322的长度方向与冷风管道30的长度方向相垂直。

作为一种实施例，结合图1和图5所示，一种数据中心冷却系统还包括多个温度检测单元23和控制单元51。各个温度检测单元23与各个机柜20一一对应。每个温度检测单元23设置在对应的机柜20内，且用于检测对应的机柜20内的温度。控制单元51与各个温度检测单元23电性连接，且与各个控制阀21电性连接，用于根据温度检测单元23检测的温度调节对应的控制阀51的开度。

具体的，温度检测单元23可以选用温度传感器，优选的，温度检测单元23可以选用热敏电阻或PT100型号的温度传感器，如可以选用星仪品牌的CWDZ11型号的温度传感器。具体的，控制单元51可以选用PLC或单片机，优选的，控制单元51可以采用西门子品牌、型号为6ES7-300的PLC，也可以选用欧姆龙品牌、型号为CJ1W的PLC。具体的，控制单元51的数量可以为一个，也可以为多个。优选的，控制单元51的数量为多个，且控制单元51与温度检测单元23一一对应；控制单元51与对应的温度检测单元23电性连接，且与对应的控制阀51电性连接。

具体的，控制阀21可以为电动阀，且执行器214可以为电动执行器。优选的，执行器214可以采用西门子品牌、型号为GIB131.1E的执行器，也可以采用霍尼韦尔品牌、型号为CN7505A2001C的执行器。

温度检测单元23检测对应的机柜20内的温度，并将温度值发送给控制单元51；控制单元51用于接收温度检测单元23发送的温度值，并与设定值进行对比；控制单元51还用于在温度检测单元23检测的温度值小于设定值时，控制对应的控制阀51调小开度，从而减少进入该机柜20的风量，节约能源；控制单元51还用于在温度检测单元23检测的温度值大于设定值时，控制对应的控制阀51调大开度，从而增加进入该机柜20的风量，增强制冷效果，避免出现局部热点。

本实施例中，结合图5所示，控制单元51还与各个导流风机22电性连接，且用于根据温度检测单元23检测的温度调节对应的导流风机22的风速。优选的，控制单元51的数量为多个，且控制单元51与温度检测单元23一一对应；控制单元51与对应的温度检测单元23电性连接，且与对应的导流风机22电性连接。

控制单元51还用于在温度检测单元23检测的温度值小于设定值时，控制对应的导流风机22的风速减小，从而减少进入该机柜20的风量，节约能源；控制单元51还用于在温度检测单元23检测的温度值大于设定值时，控制对应的导流风机22的风速增大，从而增加进入该机柜20的风量，增强制冷效果，避免出现局部热点。

本实施例中，控制单元51还与各个控制风机31电性连接，且用于根据温度检测单元23检测的温度调节对应的控制风机31的风速。优选的，控制单元51的数量为多个，且控制单元51与温度检测单元23一一对应；控制单元51与对应的温度检测单元23电性连接，且与对应的控制风机31电性连接。

控制单元51还用于在温度检测单元23检测的温度值小于设定值时，控制对应的控制风机31的风速减小，从而减少进入该机柜20的风量，节约能源；控制单元51还用于在温度检测单元23检测的温度值大于设定值时，控制对应的控制风机31的风速增大，从而增加进入该机柜20的风量，增强制冷效果，避免出现局部热点。

本实施例中，控制单元51还与各个驱动电机323电性连接，且用于根据温度检测单元23检测的温度、通过对应的驱动电机323调节对应的控制风机31与水平平面之间的角度。优选的，控制单元51的数量为多个，且控制单元51与温度检测单元23一一对应；控制单元51与对应的温度检测单元23电性连接，且与对应的驱动电机323电性连接。

控制单元51还用于在温度检测单元23检测的温度值小于设定值时，控制对应的驱动电机323启动，通过驱动电机323将对应的控制风机31与水平平面之间的角度调大，从而减少进入该机柜20的风量，同时促进冷风管道30内的冷风向远端流动，合理利用能源。

控制单元51还用于在温度检测单元23检测的温度值大于设定值时，控制对应的驱动电机323启动，通过驱动电机323将对应的控制风机31与水平平面之间的角度调小，从而增加进入该机柜20的风量，增强制冷效果，避免出现局部热点。

作为一种实施例，结合图1所示，一种数据中心冷却系统还包括第一导流板33和第二导流板41。第一导流板33呈流线型，且设置在冷风管道30内，并向远离列间空调10的机柜20所在的位置倾斜。第二导流板41呈流线型，且设置在热风管道40内，并向远离列间空调10的机柜20所在的位置倾斜。

本实施例中，一个列间空调10为多个机柜20提供制冷量，因此，冷风管道30和热风管道40的距离均较长，另外，本实施例中，冷风管道30和热风管道40为建筑结构围设而成，对管道内的气流流动会造成一定的阻碍，为了使得管道内的气流流动顺畅，并且为了使冷风管道30内的冷风顺利的吹入机柜20、且热风管道40内的热风顺利的汇聚至列间空调10，本实施例中在冷风管道30内设置第一导流板33、并在热风管道40内设置第二导流板41。

如图1所示，第一导流板33在竖直平面内的正投影呈弧形，且位于列间空调10下方的部分低于位于两端的机柜20下方的部分，便于从列间空调10吹出的冷风均匀、顺畅的向两端的机柜20流动。

如图1所示，第二导流板41在竖直平面内的正投影呈弧形，且位于列间空调10上方的部分高于位于两端的机柜20上方的部分，便于从各个机柜20吹出的热风向列间空调10处汇聚，由列间空调10进行制冷。

作为一种实施例，结合图1所示，各个机柜20均匀设置在列间空调10的两侧。为了提高能源利用率，避免制冷量在传递过程中的消耗，将列间空调10设置在各个机柜20的中心位置，从而使能源得到更有效的利用。

作为一种实施例，结合图1所示，每个机柜20的进风口处还设有用于过滤空气中的杂质的第一过滤器24，且第一过滤器24位于控制阀21的后端。

冷风沿冷风管道30进入各个机柜20，过程中冷风会夹带部分尘埃或杂质，尘埃或杂质进入机柜20后会对电子器件造成干扰，甚至造成电子器件的短路或损坏，因此，本实施例中，在每个机柜20的进风口处设置第一过滤器24，用于过滤杂质。具体的，在气流的流动方向上，第一过滤器24位于控制阀21的下游，即，冷风先经过控制阀21再经过第一过滤器24，以增强第一过滤器24的过滤效果，避免控制阀21处累积的杂质混入洁净气流中。具体的，第一过滤器24可拆卸的设置在机柜20对应的地板61处。

作为一种实施例，结合图1所示，每个机柜20的出风口处设有用于过滤空气中的杂质的第二过滤器25。热风经热风管道40汇聚至列间空调10，过程中热风会夹带部分尘埃或杂质，尘埃或杂质进入列间空调10后会对空调内的电子器件造成干扰，或者堵塞风道，因此，本实施例中，在每个机柜20的出风口处设置第二过滤器25，用于过滤杂质，保护列间空调10。具体的，第二过滤器25可拆卸的设置在机柜20对应的天花板62处。

作为一种实施例，结合图1所示，列间空调10的出风口处设有用于过滤空气中的杂质的第三过滤器11。气流经列间空调10冷却后，通过冷风管道30进入各个机柜20，为避免冷风中夹带部分尘埃或杂质，进入机柜20后对电子器件造成干扰，本实施例中，在列间空调10的出风口处设置第三过滤器11，用于过滤杂质，保护机柜20内的电子器件。具体的，第三过滤器11可拆卸的设置在列间空调10对应的地板61处。

本方案中的一种数据中心冷却系统能够均匀、合理的分配制冷量，提高近端机柜的能源利用率、避免能源浪费，同时能够提高远端机柜的能源供应、避免出现局部热点，保证设备稳定运行。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。