整体水循环低碳耗数据中心系统

技术领域

本发明涉及数据中心降温技术领域，尤其涉及整体水循环低碳耗数据中心系统。

背景技术

随着互联网数据中心高密度机柜的不断增加，设备的集成度越来也高，处理能力也不断增强，但设备的功率消耗也随之增大，机柜内的设备发热量也逐渐增多，导致数据中心的温度急剧增高，形成主要散热区，由于温度的增高降低了处理数据的速度，加速设备的损耗。

为解决上述问题，公开号为CN109757078.B的中国发明专利公开了一种机房的冷却系统及冷却方法，结合自驱动相变传热技术，深空辐射制冷技术以及相变储能技术，对全天候运行数据中心机房的散热系统进行了科学的集成式优化设计，根据外界环境与热负荷动态变化，实现了各冷源之间的协同工作，可在确保整个系统散热良好的前提下，最大限度地节省能源资源消耗，保证设备安全稳定运行。

然而，上述机房的冷却系统及冷却方法采用多种结构相结合，实现对机房的冷却降温，结构复杂，基建成本较高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种有效降低数据中心温度的整体水循环低碳耗数据中心系统。

整体水循环低碳耗数据中心系统包括机房及机柜,所述机房包括机柜放置层及热量释放层,所述机柜放置层包括墙体，所述墙体内设置有水循环管网，所述水循环管网上设置有用于给机柜提供冷却水的第一供水管和第一出水管；

所述热量释放层包括自然风冷层和自然冷却池，所述自然风冷层上设置有回水分布器，所述回水分布器连接所述冷却水回水管，所述冷却水上水管的进料端设置于所述自然冷却池中；

所述机柜放置于所述机柜放置层内，所述机柜内设置有降温盘管，所述降温盘管的进水端连接所述第一供水管，出水端连接所述第一出水管。

优选的，所述水循环管网至少设置一个冷却水上水管在自然冷却池中。

优选的，所述整体水循环低碳耗数据中心系统包括地上蓄水装置，所述地上蓄水装置包括地上蓄水池、第一水泵，所述地上蓄水池位于地平面之上，自然冷却池与地上蓄水池通过水管连接，第一水泵连接在上水的管道上。

优选的，所述整体水循环低碳耗数据中心系统包括地下冷却介质提供装置，所述地下冷却介质储存装置包括冷水井、第二水泵，所述冷水井位于地平面之下，冷水井与自然冷却池通过管道连接，第二水泵连接在上水的管道上。

优选的，所述整体水循环低碳耗数据中心系统包括直通冷却水管道，所述直通冷却水管道的进口连接在冷却装置中，所述直通冷却水管道的出口与水循环管网的进水口连接。

优选的，所述自然风冷层设置有两个相对的通风口，所述通风口的方向与当地一年最常见的风向一致。

优选的，所述自然风冷层设置通风槽，在所述通风槽上设置可旋转的挡板，在所述可旋转的挡板上开有两个相对的通风口。

优选的，所述机房包括机房顶部，所述机房顶部包括若干个冷却夹层，且半径由上到下逐渐变小，形成一个圆锥形顶部，所述冷却夹层形成了一个冷却腔，相邻两个冷却腔相互连通，至少一个冷却腔与水循环管网连接。

优选的，所述机房顶部外设有排气管，所述排气管高于所述机房顶部。

优选的，所述机房顶部内设置有无动力风扇。

有益效果：通过所述整体水循环低碳耗数据中心系统通过精简设备，简化降温原理，合理利用自然能源降温，将设备产生的热量带走，实现温度的降低，将冷却介质通入水循环管网内，在机房热量的作用下，推动冷却介质的循环，同时为了更好的对机柜内部产生的热量进行转移，通过第一供水管将冷却介质通入机柜内的降温盘管中，对机柜内部进行降温，吸收热量后的冷却介质在自然风冷层中的回水分布器中分流，形成水幕，利用自然风的对流进行降温，经过自然风降温后的冷却介质收集在自然冷却池中再次进行降温，同时保证循环过程中冷却介质的供应。

附图说明

图1为本发明整体水循环低碳耗数据中心系统的剖面图；

图2为本发明整体水循环低碳耗数据中心系统中机柜的剖面图；

图中：机房10、机柜20、机柜放置层110、热量释放层120、墙体111、水循环管网112、冷却水上水管113、冷却水回水管114、第一供水管115、第一出水管116、降温盘管220、自然风冷层121、自然冷却池122、回水分布器123、通风口124、机房顶部130、排气管131、无动力风扇132、地上蓄水装置30、地上蓄水池310、第一水泵320、冷却介质提供装置40、冷水井410、第二水泵420、直通冷却水管道50。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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。

请参看图1，所述整体水循环低碳耗数据中心系统包括所述机房10及所述机柜20，所述机房10包括所述机柜放置层110及所述热量释放层120，所述机柜放置层110包括所述墙体111，所述墙体111内设置有所述水循环管网112，所述水循环管网112上设置有用于给所述机柜20提供冷却水的所述第一供水管115和所述第一出水管116；

所述热量释放层120包括所述自然风冷层121和所述自然冷却池122，所述自然风冷层121上设置有所述回水分布器123，所述回水分布器123连接所述冷却水回水管114，所述冷却水上水管113的进料端设置于所述自然冷却池122中；

所述机柜20放置于所述机柜放置层110内，所述机柜20内设置有所述降温盘管220，所述降温盘管220的进水端连接所述第一供水管115，出水端连接所述第一出水管116。

通过所述整体水循环低碳耗数据中心系统通过将冷却介质通入所述水循环管网112和所述降温盘管220中转移所述机房10和所述机柜20产生的热量，通过合理运用自然风对所述回水分布器123形成的水幕进行降温，降温后的冷却介质储存在所述自然冷却池122中，利用土地降温的特性对冷却介质进行降温，避免了安装复杂的冷却装置，同时也节省了能耗，并且冷却介质循环的动力是由所述机房10和所述机柜20产生的热量提供，产生的热量会对水循环管网112和降温盘管220的冷却介质提供循环的动力，由此无需加装动力设施。

进一步的，请参看图1，所述水循环管网112至少设置一个所述冷却水上水管113在自然冷却池中。

由于所述整体水循环低碳耗数据中心系统无动力装置，冷却介质上升的动力由所述机柜20产生的热量提供，为确保冷却介质源源不断的提供，通过模仿生物学上毛细血管的工作原理，可以合理解决所述水循环管网112局部缺少冷却介质的问题，确保冷却介质的不断循环；与此同时，在空调机组热量不足时，开工初期温度较低，或者是循环水温度较高时，管道中的冷却介质动力循环不足，此时在所述水循环管网112的入口端设置变频泵，可以根据热量进行调节，以最小的功率实现冷却介质的循环。

进一步的，请参看图1，所述整体水循环低碳耗数据中心系统包括所述地上蓄水装置30，所述整体水循环低碳耗数据中心系统包括地上蓄水装置30，所述地上蓄水装置包括地上蓄水池310、第一水泵320，所述地上蓄水池310位于地平面之上，所述自然冷却池122与所述地上蓄水池310通过水管连接，所述第一水泵320连接在上水的管道上。

所述地上蓄水装置30可以运用于冬季，将所述自然冷却池122通过所述第一水泵340抽到所述地上蓄水池310中，由于在冬季的时候地下温度高于地表温度，将吸热后冷却介质通入地表上的所述地上蓄水池310中可以更好的降温，降温后的冷却水由于重力及高度差的作用，通过管道流回所述自然冷却池122中，再次进行循环。

进一步的，请参看图1，所述整体水循环低碳耗数据中心系统包括所述地下冷却介质提供装置40，所述地下冷却介质储存装置40包括所述冷水井410、所述第二水泵420，所述冷水井410位于地平面之下，所述冷水井410与所述自然冷却池122通过管道连接，第二水泵连接在上水的管道上。

所述地下冷却介质提供装置40适用于夏季，夏季地表温度高于地下温度，且由于土地具有冬暖夏凉的功效，将所述自然冷却池122通过重力作用流入更低所述冷水井410中，对吸热后的冷却介质进行降温，降温后的冷却水通过所述第二水泵420打回所述自然冷却池122中。

进一步的，请参看图1，所述整体水循环低碳耗数据中心系统包括所述直通冷却水管道50，所述直通冷却水管道50的进口连接在所述上水管430接近所述自然冷却池122的位置，所述直通冷却水管道50的出口与所述水循环管网112的进水孔连接。

为减少冷却介质在进入所述水循环管网112之前吸收热量，可以将一部分或者所有所述冷水井410中的冷却介质直接通入所述水循环管网112中，提高降温效率。

进一步的，请参看图1，所述自然风冷层121设置有两个相对的所述通风口124，所述通风口124的方向与当地一年最常见的风向一致。

为确保所述通风口124的进风量，要根据当年最常见的风向安装所述通风口124的方向，确保自然风对所述回水分布器123形成的水幕进行降温。

在一较佳实施方案中，请参看图1，所述自然风冷层121设置通风槽，在所述通风槽上设置可旋转的挡板，在所述可旋转的挡板上开有两个相对的通风口。

由于一年四季的风向并不是固定的，为使更好的对吸热后的冷却介质进行降温，可以通过风力对所述通风口124的方向进行转动，确保进风量。

进一步的，请参看图1，所述机房10包括所述机房顶部130，所述机房10包括所述机房顶部130，所述机房顶部130包括若干个冷却夹层，且半径由上到下逐渐变小，形成一个圆锥形顶部，所述冷却夹层形成了一个冷却腔，相邻两个冷却腔相互连通，至少一个冷却腔与所述水循环管网112连接。

所述机房顶部130的内部是中空的，形成一个冷却腔，同时所述机房顶部130的冷却腔与所述水循环管网112连接，便于为所述机房顶部130的冷却腔内通入冷却水，便于对所述机房10内上升的热空气进行降温。

进一步的，请参看图1，所述机房顶部130外设有所述排气管131，所述排气管131高于所述机房顶部130。

在所述机房顶部130外上设有所述排气管131，是利用了烟囱效应在所述通风管131内部就会形成急速的空气流，原本所述通风管131道内的空气被带走，这时候由于压差的缘故，就会将所述机房顶部130的热空气排出，平衡压力差形成上升的气流。

进一步的，请参看图1，所述机房顶部130内设置有所述无动力风扇132，所述无动力风扇132与所述机房顶部130连接。

所述无动力风扇132的旋转动力无需外接动力装置，减少了设备的设置及复杂度，通过利用热空气上升的原理以及自然风流通的特点带动所述无动力风扇132，对所述机柜放置层110的上空进行降温。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。