[發明專利]一種微模塊數據中心及其熱能回收系統

在審

• 申請號: 201710930061.1
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107734928A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 剛憲秀
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司37100
• 代理人: 王守梅

技術領域

本發明涉及微模塊數據中心節能技術領域，具體地說是一種微模塊數據中心及其熱能回收系統。

背景技術

微模塊數據中心是越來越普及的數據中心模式，以高度模塊化、集成化著稱，與傳統機房相比特點是能快速部署、節能效果好（PUE值低）。

隨著云計算、大數據的發展，作為基礎設施支撐的數據中心規模越來越大，服務器等IT設備規模日益擴大，且隨著冷卻散熱技術的發展，數據中心的功率密度也從傳統機房的單機柜小于5kW增大至大于5kW甚至達到數十kW；另外，數據中心設備是全年不間斷持續運行的，因此大型數據中心的發熱量非常大，這部分熱量也很可觀，但由于回收困難、回收成本高、回收熱量利用不便等原因，這些熱量通常通過空調室外機被釋放到室外空氣中，從而造成了能源的浪費。

現有的微模塊數據中心采用封閉冷通道的方式，列間空調從背部吸進機房的空氣，冷卻后送入冷通道內，服務器機柜從正面吸進冷通道里的冷空氣，把服務器降溫后，熱空氣從服務器機柜的后門排到機房中，這樣冷空氣被封閉在由服務器機柜、列間空調、通道門、翻轉天窗（翻轉天窗正常是關閉的，只有滅火時才會打開向內噴滅火氣體）形成的冷通道內，避免冷量的流失，可以增強節能效果，降低PUE。但是存在弊端如下：

1、封閉冷通道的微模塊數據中心實際上形成了這樣一個循環冷通道內的冷空氣→服務器機柜→機房大環境的熱空氣→列間空調→冷通道內的冷空氣。服務器不斷發熱，源源不斷地產生熱量，而機房中的溫度保持恒定，那么系統中的熱量通過空調的室外機排到室外大氣中了，數據中心的單個服務器機柜的功率一般為5kW甚至更高，那么數據中心規模越大機柜數量越多，這部分熱量無法回收利用；

2、服務器機柜的后門是網孔門，服務器為了排走熱量而安裝了較大數量的風扇，在運行時會產生非常大的噪音，如果機房的隔音效果不好，那么會影響監控室或者相鄰辦公區域人員的工作。

近年來新建的機房一般都具有封閉冷/熱通道得節能措施，但與微模塊數據中心相比沒有通道門和翻轉天窗，采用的是房間級空調，即區分了冷熱通道，但沒有完全封閉；現有的針對這種傳統機房的熱能回收的技術方案，如下圖所示，熱通道上方的機房天花板上安裝導風管，在風機101的作用下，熱空氣121從112處進入導風管，并從111處排出，在換熱器102中與外界的常溫空氣22進行熱交換，把溫度較低的常溫空氣加熱，同時使得原來的熱空氣121也就是機房空調的回風溫度降低，從而減輕機房空調的負荷，節約電能。但是存在的弊端如下：該裝置主要作用是將機房空調的回風預先冷卻，減輕機房空調的負荷，因此采用較為簡單的氣-氣換熱，用室外冷空氣冷卻機房空調回風，實際上被加熱的冷空氣并沒有實際利用價值，熱能回收意義不大。

發明內容

本發明的技術任務針對微模塊數據中心的結構和氣流特點，設計了提供一種微模塊數據中心及其熱能回收系統，將微模塊數據中心的熱能回收，達到節能減排的目的。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種微模塊數據中心及其熱能回收系統，包括微模塊數據中心，還包括出風收集模塊、匯流模塊、導風模塊、熱能回收模塊，一個出風收集模塊對應一個電子信息設備機柜，出風收集模塊安裝在微模塊數據中心電子信息設備機柜的后端，出風收集模塊的底部連接匯流模塊，匯流模塊安裝在微模塊數據中心的地板下方，匯流模塊的末端連接導風模塊，熱能回收模塊位于微模塊數據中心外的機房內，熱能回收模塊與導風模塊的末端相連接。

進一步，優選的結構為，所述的出風收集模塊，用于封閉電子信息設備機柜出風端，收集電子信息設備排出的熱空氣并送入匯流模塊；

所述的匯流模塊，用于收集出風收集模塊排出的熱空氣；

所述的導風模塊，用于將匯流模塊的熱空氣導入熱能回收模塊中；

所述的熱能回收模塊，用于將微模塊數據中心排出的熱空氣冷卻降溫，再排到機房中。

進一步，優選的結構為，所述的出風收集模塊，出風模塊位于電子信息設備機柜的后側，包括封板、通風地板和維護門，所述的封板、通風地板和維護門形成熱空氣收集空間，熱空氣通過通風地板進入匯流模塊。

進一步，優選的結構為，所述的匯流模塊由封板組成，封板圍成地板下匯流風道，所述的匯流風道位于機房地面與地板之間。

進一步，優選的結構為，所述的導風模塊，由前導風口、后導風口和風機組成；所述的風機吊裝在地板下，前導風口位于地板下與匯流模塊的末端連接，后導風口位于地板上方，與熱能回收模塊連通。