一种用于数据中心的自然冷却系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于数据中心的自然冷却系统，包括冷却水泵，它还包括高温冷冻水泵、低温冷冻水泵、换热器、冷水机；冷却水泵通过冷却水管与换热器的冷却进水口相连接；换热器的冷却出水口与冷水机的冷却进水口相连接；高温冷冻水泵的出水口与换热器的冷冻进水口相连接；所述低温冷冻水泵的出水口分为两路，一路与冷水机的冷冻进水口相连接，另一路连接在换热器与高温冷冻水泵之间的管道上。本实用新型可以提供两种温度要求的冷冻水分别满足数据中心高温机房和普通机房的用冷需求，实现对室外自然冷源最大限度的利用；与普通的水侧自然冷却相比更加节能；可以减少冷水机工作时间、降低冷水机工作强度并延长冷水机使用寿命。
【专利说明】
一种用于数据中心的自然冷却系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种冷却系统，尤其涉及一种用于数据中心的自然冷却系统。【背景技术】
[0002]随着能源成本的不断攀升与人们对绿色环保的重视，数据中心节能需求越来越强烈，自然冷却技术是数据中心最有效和最常用的节能技术，能有效降低数据中心空调系统电耗，提高电源使用效率。自然冷却分为风侧自然冷却和水侧自然冷却，水侧自然冷却由于技术简单可靠，且适用于大型数据中心而得到了广泛应用。
[0003]随着信息技术的广泛应用与发展，耐高温服务器的诞生，数据中心出现了高温服务器机房与普通服务器机房。两种机房服务器的温度适应性不同，高温服务器一般建议送风温度不高于35°C，普通服务器机房送风温度不高于27°C。但目前现有的水侧自然冷却只能提供一种温度要求的冷冻水，这种自然冷却系统运用于有两种温度要求机房的数据中心，具有自然冷源的利用率低、能量消耗高的缺陷，进而使冷水机的工作强度增加、使用寿命缩短。【实用新型内容】
[0004]为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种用于数据中心的自然冷却系统。
[0005]为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种用于数据中心的自然冷却系统，包括冷却水栗，它还包括高温冷冻水栗、低温冷冻水栗、换热器、冷水机;冷却水栗通过冷却水管与换热器的冷却进水口相连接;换热器的冷却出水口与冷水机的冷却进水口相连接；
[0006]冷却水栗与换热器之间设置有二号电动阀;冷却水栗与二号电动阀之间的冷却水管向右发出一条支路，支路的末端连接在换热器与冷水机之间的冷却水管上;支路上设置有一号电动阀；
[0007]高温冷冻水栗的出水口与换热器的冷冻进水口相连接;低温冷冻水栗的出水口分为两路，一路与冷水机的冷冻进水口相连接，另一路连接在换热器与高温冷冻水栗之间的管道上;换热器的冷冻出水口与冷水机的冷冻出水口通过冷冻水管相连接；
[0008]冷冻水管向上发出两条支管，从左向右依次为高温冷冻供水管、低温冷冻供水管； 换热器与高温冷冻供水管之间设置有三号电动阀；高温冷冻供水管和低温冷冻供水管之间设置有四号电动阀；
[0009]高温冷冻供水管上设置有第一调节阀;低温冷冻供水管上设置有第二调节阀。
[0010]高温冷冻水栗与换热器之间设置有单向阀；低温冷冻水栗与冷水机之间设置有六号电动阀；单向阀的出水口与六号电动阀的进水口之间设置有冷冻水管支路;冷冻水管支路上设置有五号电动阀。
[0011]高温冷冻水栗的进水口与高温冷冻回水管相连接;低温冷冻水栗的进水口与低温冷冻回水管相连接;高温冷冻回水管与低温冷冻回水管通过连接管相连接;连接管上设置有七号电动阀。
[0012]冷却水栗的进水口、冷水机的冷却出水口均与室外冷却塔相连接。高温冷冻供水管、高温冷冻回水管均与高温机房的末端相连接。低温冷冻供水管、低温冷冻回水管均与普通机房的末端相连接。换热器为板式换热器或套管式换热器。
[0013]本实用新型可以提供两种温度要求的冷冻水分别满足数据中心高温机房和普通机房的用冷需求;分温度供水可以增加生产高温冷冻水的自然冷却时间，实现对室外自然冷源最大限度的利用，与普通的水侧自然冷却相比更加节能;可以减少冷水机工作时间、降低冷水机工作强度并延长冷水机使用寿命。【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的整体结构框图。[〇〇15]图中:1、冷却水栗；2、一号电动阀；3、二号电动阀；4、换热器;5、三号电动阀；6、高温冷冻水栗;7、第一调节阀；8、四号电动阀；9、第二调节阀；10、冷水机；11、单向阀；12、五号电动阀；13、低温冷冻水栗;14、六号电动阀；15、七号电动阀。【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0017]如图1所示，本实用新型包括冷却水栗1，它还包括高温冷冻水栗6、低温冷冻水栗 13、换热器4、冷水机10;冷却水栗1通过冷却水管与换热器4的冷却进水口相连接;换热器4 的冷却出水口与冷水机10的冷却进水口相连接;换热器4为板式换热器或套管式换热器； [〇〇18] 冷却水栗1与换热器4之间设置有二号电动阀3;冷却水栗1与二号电动阀3之间的冷却水管向右发出一条支路，支路的末端连接在换热器4与冷水机10之间的冷却水管上;支路上设置有一号电动阀2;
[0019]高温冷冻水栗6的出水口与换热器4的冷冻进水口相连接;低温冷冻水栗13的出水口分为两路，一路与冷水机10的冷冻进水口相连接，另一路连接在换热器与高温冷冻水栗之间的管道上;换热器4的冷冻出水口与冷水机10的冷冻出水口通过冷冻水管相连接；
[0020]冷冻水管向上发出两条支管，从左向右依次为高温冷冻供水管、低温冷冻供水管； 换热器4与高温冷冻供水管之间设置有三号电动阀5;高温冷冻供水管和低温冷冻供水管之间设置有四号电动阀8;
[0021]高温冷冻供水管上设置有第一调节阀7;低温冷冻供水管上设置有第二调节阀9。
[0022]高温冷冻水栗6与换热器4之间设置有单向阀11;低温冷冻水栗13与冷水机10之间设置有六号电动阀14;单向阀11的出水口与六号电动阀14的进水口之间设置有冷冻水管支路;冷冻水管支路上设置有五号电动阀12。
[0023]高温冷冻水栗6的进水口与高温冷冻回水管相连接;低温冷冻水栗13的进水口与低温冷冻回水管相连接;高温冷冻回水管与低温冷冻回水管通过连接管相连接;连接管上设置有七号电动阀15。
[0024]冷却水栗1的进水口、冷水机10的冷却出水口均与室外冷却塔相连接。高温冷冻供水管、高温冷冻回水管均与高温机房的末端相连接。低温冷冻供水管、低温冷冻回水管均与普通机房的末端相连接。
[0025]本实用新型根据冷却水供水温度不同，有三种工作模式，即全自然冷却工作模式、 自然冷却机械制冷模式、全机械制冷模式，起具体实施过程如下:
[0026](1)全自然冷却工作模式:当冷却水温小于等于15.5°C (可调)时，系统工作模式为全自然冷却工作模式。此时高温冷冻水栗6、冷水机10关闭，低温冷冻水栗13、冷却水栗1打开;二号电动阀3、七号电动阀15、五号电动阀12、三号电动阀5、四号电动阀8打开;一号电动阀2、六号电动阀14关闭；
[0027]高温冷冻回水与低温冷冻回水混合后由低温冷冻水栗13加压，经过换热器4与冷却水换热，使冷冻水温达到17°C，再送入高温冷冻供水管和低温冷冻水供水管，两个管道中的水量分别由第一调节阀7、第二调节阀9调节。此时高温冷冻水与低温冷冻水的供水温度相同，均为17°C(可调)。[〇〇28](2)自然冷却机械制冷模式:当冷却水温高于15.5°C(可调)且小于等于22.5°C(可调)时，高温冷冻水栗6、低温冷冻水栗13、冷却水栗1、冷水机10打开;二号电动阀3、三号电动阀5、六号电动阀14打开;一号电动阀2、五号电动阀12、四号电动阀8、七号电动阀15关闭。 第一调节阀7、第二调节阀9调节分别调节高温冷冻环路、低温冷冻水环路的水量。
[0029]此时，高温冷冻水栗6对高温冷冻回水加压，高温冷冻水进入换热器4与冷却水换热，使得高温冷冻水温度小于24°C，然后将高温冷冻水送入数据中心高温机房末端;低温冷冻回水进过低温冷冻水栗13加压，进入冷水机10降温，使低温冷冻出水温度在17°C，然后送入数据中心普通机房末端。该状态时，高温冷冻水与低温冷冻水的供水温度不同。
[0030](3)全制冷模式:当冷却水温高于22.5°C (可调)时，高温冷冻水栗6关闭，低温冷冻水栗13、冷却水栗1、冷水机10打开;一号电动阀2、四号电动阀8、六号电动阀14、七号电动阀 15打开;二号电动阀3、三号电动阀5、五号电动阀12关闭；
[0031]高温冷冻回水与低温冷冻回水经过混合后由低温冷冻水栗13加压后送入冷水机 10,经过降温达到17°C (可调)，然后送入高温机房末端和普通机房末端。第一调节阀7、第二调节阀9开度调节进入机房末端的水量。该状态时，高温冷冻水与低温冷冻水的供水温度相同，均为17°C(可调)。
[0032]本实用新型能根据冷却水温的不同开启三种不同的冷却模式，实现对室外冷源的梯级利用，从而达到节能的目的；与普通的水侧自然冷却相比，提高了数据中心高温机房的供水温度，从而增加节能空间、提高高温机房水侧自然冷却时长，并提高冷水机使用效率。
[0033]上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换， 也均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种用于数据中心的自然冷却系统，包括冷却水栗(1)，其特征在于:它还包括高温 冷冻水栗(6)、低温冷冻水栗(13)、换热器(4)、冷水机(10);所述冷却水栗(1)通过冷却水管 与换热器(4)的冷却进水口相连接;所述换热器(4)的冷却出水口与冷水机(10)的冷却进水 口相连接；所述冷却水栗(1)与换热器(4)之间设置有二号电动阀(3);所述冷却水栗(1)与二号电 动阀(3)之间的冷却水管向右发出一条支路，支路的末端连接在换热器(4)与冷水机(10)之 间的冷却水管上;所述支路上设置有一号电动阀(2);所述高温冷冻水栗(6)的出水口与换热器(4)的冷冻进水口相连接;所述低温冷冻水栗 (13)的出水口分为两路，一路与冷水机(10)的冷冻进水口相连接，另一路连接在换热器与 高温冷冻水栗之间的管道上;所述换热器(4)的冷冻出水口与冷水机(10)的冷冻出水口通 过冷冻水管相连接；所述冷冻水管向上发出两条支管，从左向右依次为高温冷冻供水管、低温冷冻供水管； 所述换热器(4)与高温冷冻供水管之间设置有三号电动阀(5);所述高温冷冻供水管和低温 冷冻供水管之间设置有四号电动阀(8 );所述高温冷冻供水管上设置有第一调节阀(7);所述低温冷冻供水管上设置有第二调 节阀(9)。2.根据权利要求1所述的用于数据中心的自然冷却系统，其特征在于:所述高温冷冻水 栗(6)与换热器(4)之间设置有单向阀(11);所述低温冷冻水栗(13)与冷水机(10)之间设置 有六号电动阀(14);所述单向阀(11)的出水口与六号电动阀(14)的进水口之间设置有冷冻 水管支路;所述冷冻水管支路上设置有五号电动阀(12)。3.根据权利要求2所述的用于数据中心的自然冷却系统，其特征在于:所述高温冷冻水 栗(6)的进水口与高温冷冻回水管相连接;所述低温冷冻水栗(13)的进水口与低温冷冻回 水管相连接;所述高温冷冻回水管与低温冷冻回水管通过连接管相连接;所述连接管上设 置有七号电动阀(15)。4.根据权利要求1所述的用于数据中心的自然冷却系统，其特征在于:所述冷却水栗 (1)的进水口、冷水机(10)的冷却出水口均与室外冷却塔相连接。5.根据权利要求1所述的用于数据中心的自然冷却系统，其特征在于:所述高温冷冻供 水管、高温冷冻回水管均与高温机房的末端相连接。6.根据权利要求1所述的用于数据中心的自然冷却系统，其特征在于:所述低温冷冻供 水管、低温冷冻回水管均与普通机房的末端相连接。7.根据权利要求1或2所述的用于数据中心的自然冷却系统，其特征在于:所述换热器 (4)为板式换热器或套管式换热器。
【文档编号】H05K7/20GK205596503SQ201620415880
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】王泽青, 张天瑾
【申请人】天津惠普数据中心设计工程有限公司