[發(fā)明專利]一種利用地下水輔助制冷的水冷式集裝箱數(shù)據(jù)中心

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710817504.6
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107690264A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州云海信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司37205
• 代理人: 張亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)中心技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用地下水輔助制冷的水冷式集裝箱數(shù)據(jù)中心。

背景技術(shù)

隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)中心擔(dān)任著日益復(fù)雜的信息處理任務(wù)。數(shù)據(jù)中心內(nèi)的IT設(shè)備在工作時會產(chǎn)生大量的熱量，給數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)的冷卻系統(tǒng)帶來巨大的負(fù)擔(dān)，并由此帶來巨大的電能消耗。現(xiàn)有的水冷式集裝箱數(shù)據(jù)中心，由空調(diào)末端出水管流出的熱水的冷卻完全是在冷水機組內(nèi)進(jìn)行的，且冷卻過程為強制冷卻，沒有引入自然冷源，整個系統(tǒng)的能耗較高。此為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供設(shè)計一種利用地下水輔助制冷的水冷式集裝箱數(shù)據(jù)中心，以解決上述技術(shù)問題。

為了到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種利用地下水輔助制冷的水冷式集裝箱數(shù)據(jù)中心，包括位于室外的集裝箱數(shù)據(jù)中心箱體，箱體內(nèi)設(shè)有水冷式空調(diào)末端和服務(wù)器機柜；

還包括位于室外的冷水機組，以及深埋地下的換熱器；

所述水冷式空調(diào)末端分別與冷水機組和深埋地下的換熱器連接；

換熱器與冷水機組連接。

進(jìn)一步的，所述的水冷式空調(diào)末端設(shè)有空調(diào)進(jìn)水管和空調(diào)出水管，水冷式空調(diào)末端內(nèi)部設(shè)有盤管和風(fēng)機。

進(jìn)一步的，冷水機組設(shè)有冷水機組進(jìn)水管和冷水機組出水管；

水冷式空調(diào)末端通過空調(diào)進(jìn)水管與冷水機組出水管連接，冷水流入水冷式空調(diào)末端內(nèi)部后進(jìn)入盤管，在風(fēng)機的作用下，與集裝箱內(nèi)部的空氣發(fā)生強制對流換熱后通過空調(diào)出水管依次經(jīng)換熱器和冷水機組進(jìn)水管流入冷水機組。

進(jìn)一步的，該水冷式集裝箱數(shù)據(jù)中心還包括支路管路，空調(diào)進(jìn)水管通過支路管路與冷水機組進(jìn)水管連接，經(jīng)換熱器換熱后的水依次經(jīng)冷水機組進(jìn)水管、支路管路和空調(diào)進(jìn)水管直接進(jìn)入水冷式空調(diào)末端。

進(jìn)一步的，換熱器與支路管路之間區(qū)段的冷水機組進(jìn)水管上設(shè)有第一溫度傳感器，用以檢測經(jīng)過地下?lián)Q熱器換熱后的水的溫度。

進(jìn)一步的，冷水機組與支路管路之間區(qū)段的冷水機組進(jìn)水管上設(shè)有第一控制閥，支路管路上設(shè)有第二控制閥。

進(jìn)一步的，空調(diào)進(jìn)水管上與支路管路之間的區(qū)段上設(shè)有第二溫度傳感器，用以檢測空調(diào)末端的進(jìn)水溫度。

進(jìn)一步的，所述水冷式集裝箱數(shù)據(jù)中心還包括控制系統(tǒng)，所述風(fēng)機、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、冷水機組、第一控制閥和第二控制閥均與控制系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步的，控制系統(tǒng)根據(jù)第二溫度傳感器檢測的空調(diào)進(jìn)水管內(nèi)水的溫度動態(tài)調(diào)節(jié)流入冷水機組與直接通過支路管路回流至空調(diào)進(jìn)水管內(nèi)水的流量比，更多利用自然冷源進(jìn)行水冷卻。

由空調(diào)進(jìn)水管流入的水為冷水，冷水流入水冷式空調(diào)末端內(nèi)部后進(jìn)入盤管，在風(fēng)機的作用下，與集裝箱內(nèi)部的空氣發(fā)生強制對流換熱，以降低集裝箱內(nèi)部空氣的溫度。換熱后，盤管內(nèi)的水溫升高，并經(jīng)空調(diào)出水管流出。空調(diào)出水管流出的熱水不直接進(jìn)入室外冷水機組，而是通過空調(diào)出水管進(jìn)入位于地下的換熱器，在換熱器內(nèi)與溫度較低的地下水發(fā)生換熱，換熱后管道內(nèi)的水溫度下降，再通過冷水機組進(jìn)水管進(jìn)入室外的冷水機組，在冷水機組內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步冷卻，冷卻后通過空調(diào)進(jìn)水管流入水冷式空調(diào)末端，進(jìn)行循環(huán)。

經(jīng)地下?lián)Q熱器換熱后的水進(jìn)入室外冷水機組之前，設(shè)一支路管路，直接連接冷水機組進(jìn)水管與空調(diào)進(jìn)水管。

當(dāng)?shù)叵滤疁囟容^低，經(jīng)地下?lián)Q熱器換熱后的水溫度足夠低，達(dá)到設(shè)定的水冷式空調(diào)末端的進(jìn)水溫度要求時，控制系統(tǒng)將第一控制閥完全關(guān)閉，第二控制閥完全開啟，冷水機組停止工作。經(jīng)地下?lián)Q熱器換熱后的水直接經(jīng)支路管路回流至空調(diào)進(jìn)水管，對集裝箱內(nèi)的空氣進(jìn)行降溫。此時為完全利用自然冷源，整個系統(tǒng)的功耗最低。

經(jīng)地下?lián)Q熱器換熱后的水溫度較高，不能達(dá)到水冷式空調(diào)末端的進(jìn)水溫度要求時，控制系統(tǒng)將第一控制閥與第二控制閥同時開啟，使經(jīng)地下?lián)Q熱器換熱后的水一部分進(jìn)入冷水機組進(jìn)行強制冷卻，再進(jìn)入空調(diào)進(jìn)水管，另一部分直接進(jìn)入空調(diào)進(jìn)水管，兩者在空調(diào)進(jìn)水管中進(jìn)行混合，混合后進(jìn)入水冷式空調(diào)末端。

在上述工作狀態(tài)中，需根據(jù)第二溫度傳感器檢測的混合水的溫度的，通過控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)第一控制閥與第二控制閥的開度，以調(diào)節(jié)流入冷水機組內(nèi)的水量與直接經(jīng)支路管路流入空調(diào)進(jìn)水管的水量。達(dá)到在盡可能少的利用冷水機組的前提下，使空調(diào)進(jìn)水管內(nèi)的混合水的溫度達(dá)到空調(diào)進(jìn)水溫度的要求。

本發(fā)明的有益效果在于，通過引入地下水自然冷源，降低室外冷水機組的進(jìn)水溫度，即減小冷水機組冷卻水流的溫差，降低冷水機組的工作負(fù)荷，從而能夠降低整個系統(tǒng)的功耗。