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CN120786837A - 数据中心用冷却系统和数据中心 - Google Patents

数据中心用冷却系统和数据中心

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Publication number
CN120786837A
CN120786837A CN202410401771.5A CN202410401771A CN120786837A CN 120786837 A CN120786837 A CN 120786837A CN 202410401771 A CN202410401771 A CN 202410401771A CN 120786837 A CN120786837 A CN 120786837A
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CN
China
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cooling system
cooling
data center
path
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202410401771.5A
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English (en)
Inventor
周利
陈治闻
杨鹏
郭云
樊云军
邓彬
郭三君
蔡健
徐宏波
刘强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pacific Insurance Technology Co Ltd
Original Assignee
Pacific Insurance Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pacific Insurance Technology Co Ltd filed Critical Pacific Insurance Technology Co Ltd
Priority to CN202410401771.5A priority Critical patent/CN120786837A/zh
Publication of CN120786837A publication Critical patent/CN120786837A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40Fluid line arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
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    • HELECTRICITY
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    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
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    • HELECTRICITY
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  • Computer Hardware Design (AREA)
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Abstract

本申请提供了一种数据中心用冷却系统和数据中心,该数据中心用冷却系统包括:A路冷却系统,包括至少两个冷却流路,每个冷却流路包括冷水机组和与冷水机组连接的第一换热器;B路冷却系统,包括由压缩机、室外冷凝器和第二换热器依次连接形成的第一制冷循环管路,由室外冷凝器、制冷剂泵和第二换热器依次连接形成的第二制冷循环管路;控制器,被配置为在A路冷却系统出现故障时执行如下步骤:检测A路冷却系统是否存在冷却流路处于可用状态;若检测的结果为是,启动可用的冷却流路并关闭故障的冷水机组,若检测的结果为否,启动B路冷却系统并关闭A路冷却系统。本申请的数据中心用冷却系统和数据中心能够在冷却系统出现故障时不间断运行,还具有能耗低的优势。

Description

数据中心用冷却系统和数据中心
技术领域
本申请主要涉及数据中心散热领域,尤其涉及一种数据中心用冷却系统和数据中心。
背景技术
冷却系统是保障数据中心稳定可靠运行的重要系统之一。数据中心在运行过程中会产生大量的热量,冷却系统能够对数据中心进行冷却处理,以保证数据中心始终处在合适的温度范围内。数据中心需要24小时不间断运行,对应的,冷却系统也需要24小时不间断运行。为保证数据中心能够在出现故障时仍能24小时不间断运行,数据中心会有冗余设计。但如何在出现故障时及时启动冗余设计是重要的研究方向之一。此外,冷却系统不间断运行需要消耗大量的电能,如何降低冷却系统的能耗也是本领域内的重要研究方向之一。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种数据中心用冷却系统和数据中心,该数据中心用冷却系统和数据中心能够在出现故障时不间断运行,以及具有能耗低的优势。
为解决上述技术问题,本申请提供了一种数据中心用冷却系统,包括:A路冷却系统,包括至少两个冷却流路,每个所述冷却流路包括冷水机组和与所述冷水机组连接的第一换热器;B路冷却系统,包括由压缩机、室外冷凝器和第二换热器依次连接形成的第一制冷循环管路,以及由所述室外冷凝器、制冷剂泵和所述第二换热器依次连接形成的第二制冷循环管路;以及控制器,被配置为在所述A路冷却系统出现故障时执行如下步骤:检测所述A路冷却系统是否存在冷却流路处于可用状态;若所述检测的结果为是,启动可用的冷却流路并关闭故障的冷却流路,若所述检测的结果为否,启动所述B路冷却系统并关闭所述A路冷却系统,其中,启动所述B路冷却系统的过程包括一键启动所述第二换热器中的多台。
在本申请一实施例中,在所述B路冷却系统处于运行状态时,所述控制器根据室外环境温度调节所述第一制冷循环管路和所述第二制冷循环管路占总制冷功率的百分比。
在本申请一实施例中,当所述室外环境温度等于或大于第一临界温度时,所述第一制冷循环管路占总制冷功率的100%,当所述室外环境温度等于或小于第二临界温度时,所述第二制冷循环管路占总制冷功率的100%,当所述室外环境温度小于所述第一临界温度且大于所述第二临界温度时,所述第一制冷循环管路和所述第二制冷循环管路同时工作。
在本申请一实施例中,当所述室外环境温度小于所述第一临界温度且大于所述第二临界温度时,所述第二制冷循环管路占总制冷功率的百分比随着所述室外环境温度的降低而增加。
在本申请一实施例中,若所述多台第二换热器一键启动失败,所述控制器远程单控启动所述多台第二换热器。
在本申请一实施例中,所述B路冷却系统还包括第一单向阀、第二单向阀和电动调节阀,所述第一单向阀连接在所述室外冷凝器的入口与所述第二换热器的出口之间,所述第二单向阀连接在所述室外冷凝器的出口与所述第二换热器的入口之间,所述电动调节阀连接在所述室外冷凝器的出口与所述制冷剂泵的入口之间,所述电动调节阀的开闭状态与所述第一单向阀的开闭状态正相关。
在本申请一实施例中,所述A路冷却系统还包括若干冷却塔、若干冷却泵和若干冷冻泵,每个所述冷水机组包括蒸发器和冷凝器,所述蒸发器连接冷冻水管道,所述冷凝器通过冷却水管道与对应的冷却塔连通,每个所述冷却泵连接在对应的冷却塔与对应的冷水机组之间,每个所述冷冻泵连接在对应的冷水机组与所述第一换热器之间。
在本申请一实施例中,所述制冷剂泵包括氟泵。
在本申请一实施例中,所述第一换热器包括风机和换热板,所述第二换热器包括蒸发器。
本申请另一方面还提出一种数据中心,包括如前文所述的数据中心用冷却系统。
本申请的数据中心用冷却系统和数据中心中的A路冷却系统和B路冷却系统互为备用,当其中一路出现故障时,可以切换至另一路继续对数据中心进行冷却处理。此外,冷却系统中的混合制冷模式可根据室外环境温度灵活切换不同制冷循环管路占总制冷功率的百分比,以实现高效制冷和能耗低的效果。
附图说明
包括附图是为提供对本申请进一步的理解,它们被收录并构成本申请的一部分,附图示出了本申请的实施例,并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。附图中:
图1是本申请一实施例中的一种数据中心用冷却系统中的结构示意图;
图2是本申请一实施例中的第二制冷循环管路中制冷剂的流动路径示意图;
图3是本申请一实施例中的数据中心用冷却系统工作过程的流程示意图;
图4是本申请一实施例中一键启动第二换热器的流程示意图。
附图标记
第一换热器110 冷冻泵150 第五阀门195
第一冷水机组121 第一冷却塔161 压缩机210
第一蒸发器121a 第二冷却塔162 室外冷凝器220
第一冷凝器121b 冷却泵170 制冷剂泵230
第二冷水机组122 市政供水管道180 第二换热器240
第二蒸发器122a 第一阀门191 第一单向阀250
第二冷凝器122b 第二阀门192 第二单向阀260
冷却水管道130 第三阀门193 电动调节阀270
冷冻水管道140 第四阀门194 膨胀阀280
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的,但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的,其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外,要求不仅仅通过所使用的实际术语,而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是,前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反,可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时,或将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步操作。
接下来通过实施例对本申请的数据中心用冷却系统和数据中心进行说明。
图1是一实施例中的数据中心用冷却系统中的结构示意图,参考图1所示,数据中心用冷却系统包括A路冷却系统和B路冷却系统。A路冷却系统包括第一冷却流路和第二冷却流路,每个冷却流路包括冷水机组(121、122)和与冷水机组(121、122)连接的第一换热器(110)。B路冷却系统包括由压缩机120、室外冷凝器220和第二换热器240依次连接形成的第一制冷循环管路,以及由室外冷凝器220、制冷剂泵230和第二换热器240依次连接形成的第二制冷循环管路。A路冷却系统和B路冷却系统分别具有相互独立的冷源,A路冷却系统和B路冷却系统的冷却能力均能够满足整个数据中心满负载运行的要求,即冷却系统中的单路冷却系统即可满足整个数据中心满负载运行的要求。A路冷却系统和B路冷却系统可以互为备用,当其中一路出现故障时,可以切换至另一路继续对数据中心进行冷却处理。
具体的,参考图1所示对A路冷却系统进行说明。第一冷水机组121与第一换热器110连接,第二冷水机组122也与第一换热器110连接。第一冷水机组121包括第一蒸发器121a和第一冷凝器121b,第一冷凝器121b与对应的冷却水管道130连接,第一蒸发器121a通过对应的冷冻水管道140与第一换热器110连接。类似的,第二冷水机组122可以包括第二蒸发器122a和第二冷凝器122b,第二冷凝器122b与对应的冷却水管道130连接,第二蒸发器122a通过对应的冷冻水管道140与第一换热器110连接。在图1中,第一冷水机组121和第二冷水机组122连接到同一个第一换热器110,在其它一些实施例中,第一换热器110的数量不限于图1中的一个,可以是多个,第一冷水机组121和第二冷水机组122还可以连接到不同的换热器。
第一冷水机组121和第二冷水机组122可用于给冷冻水降温,降温后的冷冻水提供至第一换热器110,例如,降温后的冷冻水可通过对应的冷冻泵150泵入第一换热器110。在一些实施例中,第一换热器110包括风机和换热板,进入换热板后的冷冻水可以与外接进行热交换,从而对数据中心进行降温,风机可加速热交换。
冷水机组中的冷凝器可通过自然蒸发的方式对冷水机组进行散热,以避免冷水机组温度过高。展开来说,参考图1所示,第一冷却流路还可以包括第一冷却塔161,第二冷却流路还包括第二冷却塔162。第一冷却塔161通过对应的冷却水管道130与第一冷凝器121b连通,第二冷却塔162通过对应的冷却水管道130与第二冷凝器122b连通,第一冷却塔161可向第一冷凝器121b供应冷却水,第二冷却塔162可向第二冷凝器122b供应冷却水,例如,可通过位于对应冷却水管道130上的冷却泵170将冷却塔中的冷却水泵入对应的冷凝器,冷凝器可通过自然蒸发冷却水的方式对冷水机组进行散热。第一冷却塔161和第二冷却塔162均与市政供水管道180连通,以向冷却塔提供冷却水。
参考图1所示,在一实施例中,数据中心用冷却系统还包括第一阀门191、第二阀门192、第三阀门193、第四阀门194和第五阀门195。第一阀门191设置在市政供水管道180上,第一阀门191可用于控制市政供水管道180的开通和关断。第二阀门192和第四阀门194分别设置在对应的冷却水管道130上,第二阀门192和第四阀门194可用于控制对应的冷却水管道130的开通和关断。第三阀门193和第五阀门195设置在对应的冷冻水管道140上,第三阀门193和第五阀门195可用于控制对应的冷冻水管道140的开通和关断。第一阀门191、第二阀门192、第三阀门193、第四阀门194和第五阀门195可以是电动阀门,如此可以远程控制阀门的开启和关闭。
参考图1所示对B路冷却系统进行说明。压缩机210、室外冷凝器220和第二换热器240依次连接形成第一制冷循环管路,压缩机210可吸入第二换热器240内的气态制冷剂,并对吸入的气态制冷剂进行压缩处理,然后将压缩后的气态制冷剂输送至室外冷凝器220,室外冷凝器220可将缩后的气态制冷剂冷却为液态制冷剂,并输送至第二换热器240,第二换热器240可将上述液态制冷剂蒸发为气态制冷剂,在蒸发过程中,第二换热器240与外接(即数据中心所在的环境)进行热交换,从而对数据中心散热,为方便理解,在图1使用虚线示意了上述过程中制冷剂的流动路径。第二换热器240可以包括蒸发器。第二单向阀260连接在室外冷凝器220的出口与第二换热器240的入口之间,第二单向阀260能够限制制冷剂只能由室外冷凝器220流向第二换热器240,不能由第二换热器240流向室外冷凝器220。
在一实施例中,第一制冷循环管路还包括膨胀阀280,膨胀阀280的入口与室外冷凝器220连接,膨胀阀280的出口与第二换热器240连接。膨胀阀280具有节流降压和调节流量的作用,展开来说,膨胀阀280可以将液态制冷剂经过节流孔节流后转变为雾状的液态制冷剂,雾状的液态制冷剂更有利于在第二换热器240内进行蒸发,膨胀阀280可控制制冷剂的流量以保证从第二换热器240的出口流出的制冷剂完全为气态制冷剂,从而避免制冷剂流量过大或过小导致的液击或制冷不足。
继续参考图1所示,室外冷凝器220、制冷剂泵230和第二换热器240依次连接形成第二制冷循环管路。图2是一实施例中的第二制冷循环管路中制冷剂的流动路径示意图,图中使用虚线示意出了制冷剂的流动路径。参考图2所示,第二换热器240中的液态制冷剂与外接进行热交换后转变为气态制冷剂,气态制冷剂进入室外冷凝器220后与室外冷源(例如冷空气)进行换热,从而冷却成液态制冷剂,液态制冷剂在制冷剂泵230的作用下克服管阻回到第二换热器240继续换热。第一单向阀250连接在室外冷凝器220的入口与第二换热器240的出口之间,第一单向阀250能够限制制冷剂只能由第二换热器240流向室外冷凝器220,不能由室外冷凝器220流向第二换热器240。在一实施例中,制冷剂泵230包括氟泵,对应的制冷剂为含氟制冷剂。
参考图1所示,在一实施例中,B路冷却系统还包括电动调节阀270,电动调节阀270连接在室外冷凝器220与制冷剂泵230之间,电动调节阀270的开度可调。电动调节阀270可调节制冷剂的流向以及在不同制冷循环管路中的流量。展开来说,电动调节阀270处于关闭状态时,制冷剂只在第一制冷循环管路内流动循环,当电动调节阀270处于开启状态且第二单向阀260处于关闭状态时,制冷剂只在第二制冷循环管路内流动循环。当电动调节阀270、第一单向阀250和第二单向阀260处于一定的开度时,制冷剂可同时在第一制冷循环管路和第二制冷循环管路内流动循环,即第一制冷循环管路和第二制冷循环管路同时工作。
在一实施例中,数据中心用冷却系统还包括UPS(Uninterruptible PowerSupply,不间断电源),UPS可用于给数据中心用冷却系统供电,以在市电闪断时为冷却系统供电从而保证冷却系统的不间断运行。
图3是一实施例中的数据中心用冷却系统工作过程的流程示意图,参考图3所示,控制器(图未示)被配置为在A路冷却系统出现故障时执行如下步骤:
步骤S310:检测A路冷却系统是否存在冷却流路处于可用状态;
步骤S320:若检测的结果为是,启动可用的冷却流路并关闭故障的冷却流路,若检测的结果为否,启动B路冷却系统并关闭A路冷却系统,其中,启动B路冷却系统的过程包括一键启动第二换热器中的多台。
接下来参考图1对步骤S310和步骤S320做具体的说明。
在步骤S310中,在A路冷却系统出现故障时,例如,第一冷凝器121b出现故障,检测A路冷却系统是否存在冷却流路处于可用状态。展开来说,假设A路冷却系统中的第一冷却流路处于运行状态,第二冷却流路未处于运行状态,第一冷却流路因出现故障无法继续工作,则检测第二冷却流路是否处于可用状态。需要说明的是,A路冷却系统中的冷却流路的数量,以及处于运行状态的冷却流路的数量不限于上述实施例,均可以根据需求设置,例如,A路冷却系统中具有三个冷却流路,其中两个冷却流路处于运行状态。
在步骤S320中,若步骤S310中的检测的结果为是(即第二冷却流路处于可用状态),则启动第二冷却流路并关闭故障的第一冷却流路。如此,冷却系统能够不间断地对数据中心进行冷却处理。
在一实施例中,启动第二冷却流路并关闭第一冷却流路的过程包括:首先,远程控制开启与第二冷水机组122对应的第四阀门194、第五阀门195、第二冷却塔162的进出水阀(图未示)。接着,确认上述阀门是否全部开启到位,若全部开启到位,远程启动冷却泵170、冷冻泵150、第二冷却塔162的风机,并确认与第二冷水机组122连通的管路中是否有水流信号。然后,远程启动第二冷水机组122,并按照顺序关闭第一冷水机组121中的部件和设备。当需要启停A路冷却系统启中的多路冷却流路时,按以上顺序逐路启动冷却流路,一路完全启动后再启动下一路。若无法远程启动第二冷却流路中的部件和设备,则可以通过人工在现场启动第二冷却流路中的部件和设备。
若步骤S310中的检测结果为否(即第二冷却流路处于不可用状态),则启动B路冷却系统并关闭A路冷却系统。启动B路冷却系统的过程包括一键启动B路冷却系统中的多台第二换热器。在图2中仅示意出一个第二换热器240,可以理解,本申请中的冷却系统中的第二换热器240的数量不限于图1中的一台。假设具有10台第二换热器240,可以一键启动其中的5台第二换热器240,可以根据数据中心的制冷需求设置一键启动的第二换热器240的具体数量,例如可以启动所有的第二换热器240。在一实施例中,若多台第二换热器240一键启动失败,控制器可以远程单控启动多台第二换热器240,也可以通过人工在现场启动多台第二换热器240。
在一实施例中,启动B路冷却系统的过程可以如下:首先,远程一键启动B路冷却系统中的所有第二换热器240,启动B冷却系统中的其他部件和设备。接着,在所有第二换热器240启动完成后,关闭A路冷却系统。可以通过如下方法关闭A路冷却系统:先远程关闭A路冷却系统中的冷水机组,再远程关闭A路冷却系统中的冷却泵170、冷冻泵150、第二冷却塔162的风机,然后再远程关闭A路冷却系统中的阀门,最后远程一键关闭A路冷却系统中的所有第一换热器110。
参考图4所示,在一些实施例中,一键启动B路冷却系统中的所有第二换热器240的过程包括:
步骤S410:启动第一台第二换热器。
步骤S420:间隔第一时长启动第二台第二换热器。不申请不对第一时长做限制,例如第一时长可以是1秒或2秒。
步骤S430:间隔第二时长启动第三台第二换热器。不申请不对第二时长做限制,例如第二时长可以是1秒或2秒,第二时长可以与第一时长相等,也可以不与第二时长相等。
步骤S440:依次逐步启动第四至第N台第二换热器,与步骤S420和步骤S430类似,间隔一定时长启动相邻的两台第二换热器。
步骤S410至步骤S440中通过间隔一定时长启动相邻的两台第二换热器的方式逐级增加负载,可以避免瞬间全部启动导致电流瞬时值过大对前端配电开关和变压器造成冲击。在一实施例中,第二换热器240之间通过RS485总线通讯协议连接,第二换热器240具有远程遥控功能,不仅可以远程单独控制某一台第二换热器240的启停,以调整数据中心的局部温度,还可以一键启停所有第二换热器240,以节省操作时间。在一些实施例中,本申请的控制器为双主架构,如此其中任一主机宕机不影响冷却系统的运行。
A路冷却系统与B路冷却系统可以相互独立(即在管路上不存在连通),两者可以同时运行也可以分别独立运行,其中任一冷却系统均能满足数据中心的制冷需求,如此A路冷却系统可以与B路冷却系统互为备用,在其中一路冷却系统出现故障时(例如A路冷却系统出现断水、断电),另一路冷却系统可以继续对数据中心进行冷却。
在一实施例中,在B路冷却系统处于运行状态时,控制器根据室外环境温度调节第一制冷循环管路和第二制冷循环管路占总制冷功率的百分比。例如,第一制冷循环管路占总制冷功率的40%,第二制冷循环管路占总制冷功率的60%,再例如,第一制冷循环管路占总制冷功率的60%,第二制冷循环管路占总制冷功率的40%,还例如,第一制冷循环管路占总制冷功率的50%,第二制冷循环管路占总制冷功率的50%。在一些实施例中,当室外环境温度等于或大于第一临界温度时,第一制冷循环管路占总制冷功率的100%(即第二制冷循环管路不工作),当室外环境温度等于或小于第二临界温度时,第二制冷循环管路占总制冷功率的100%(即第一制冷循环管路不工作),当室外环境温度小于第一临界温度且大于第二临界温度时,第一制冷循环管路和第二制冷循环管路同时工作。第一临界温度可以是20℃,第二临界温度可以使10℃。
具体的,当室外环境温度高于第一临界温度时,压缩机210开始工作,以驱动制冷剂在第一制冷循环管路内制冷循环。当室外环境温度低于第二临界温度时,压缩机210停止工作,制冷剂泵230启动,以驱动制冷剂在第二制冷循环管路内制冷循环。在一些实施例中,冷却系统还包括温度传感器,温度传感器用于感测室外环境的温度,温度传感器的数量可以是多个,也可以是一个。当室外环境温度小于第一临界温度且大于第二临界温度时,第一制冷循环管路和第二制冷循环管路同时工作(即混合制冷模式),在混合制冷模式下,使电动调节阀270、第一单向阀250和第二单向阀260处于一定的开度,压缩机210和制冷剂泵230均处于工作状态,制冷剂同时在第一制冷循环管路和第二制冷循环管路内循环制冷,如此制冷剂泵230可以辅助压缩机210运行,从而节省压缩机210功耗,提高系统制冷量和能效比。电动调节阀270的开闭状态可以与第一单向阀250的开闭状态正相关,即第一单向阀250开启时,电动调节阀270也开启,第一单向阀250关闭时,电动调节阀270也关闭。
在一些实施例中,冷却系统可以包括多个温度传感器,该多个温度传用于感测室内(例如数据中心所在的室内)送回风之间的温差,异冷源冷却系统可以根据送回风之间的温差控制设备(例如压缩机、制冷剂泵)变频运行。
在一些实施例中,当室外环境温度小于第一临界温度且大于第二临界温度时,第二制冷循环管路占总制冷功率的百分比随着室外环境温度的降低而增加。如此,第二制冷循环管路可以充分利用室外环境的低温,这可以降低压缩机的能耗。简而言之,混合制冷模式可根据室外环境温度灵活切换不同制冷循环管路占总制冷功率的百分比,以实现高效制冷和能耗低的效果。
本申请另一方面还提出一种数据中心,其包括如前文所述的数据中心用冷却系统。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述申请披露仅仅作为示例,而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时,本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理,应当注意的是,为了简化本申请披露的表述,从而帮助对一个或多个申请实施例的理解,前文对本申请实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字,应当理解的是,此类用于实施例描述的数字,在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明,“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20%的变化。相应地,在一些实施例中,说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值,该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中,数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值,在具体实施例中,此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述,但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本申请,在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换,因此,只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种数据中心用冷却系统,其特征在于,包括:
A路冷却系统,包括至少两个冷却流路,每个所述冷却流路包括冷水机组和与所述冷水机组连接的第一换热器;
B路冷却系统,包括由压缩机、室外冷凝器和第二换热器依次连接形成的第一制冷循环管路,以及由所述室外冷凝器、制冷剂泵和所述第二换热器依次连接形成的第二制冷循环管路;以及
控制器,被配置为在所述A路冷却系统出现故障时执行如下步骤:
检测所述A路冷却系统是否存在冷却流路处于可用状态;
若所述检测的结果为是,启动可用的冷却流路并关闭故障的冷却流路,若所述检测的结果为否,启动所述B路冷却系统并关闭所述A路冷却系统,其中,启动所述B路冷却系统的过程包括一键启动所述第二换热器中的多台。
2.如权利要求1所述的数据中心用冷却系统,其特征在于,在所述B路冷却系统处于运行状态时,所述控制器根据室外环境温度调节所述第一制冷循环管路和所述第二制冷循环管路占总制冷功率的百分比。
3.如权利要求2所述的数据中心用冷却系统,其特征在于,当所述室外环境温度等于或大于第一临界温度时,所述第一制冷循环管路占总制冷功率的100%,当所述室外环境温度等于或小于第二临界温度时,所述第二制冷循环管路占总制冷功率的100%,当所述室外环境温度小于所述第一临界温度且大于所述第二临界温度时,所述第一制冷循环管路和所述第二制冷循环管路同时工作。
4.如权利要求3所述的数据中心用冷却系统,其特征在于,当所述室外环境温度小于所述第一临界温度且大于所述第二临界温度时,所述第二制冷循环管路占总制冷功率的百分比随着所述室外环境温度的降低而增加。
5.如权利要求1所述的数据中心用冷却系统,其特征在于,若所述多台第二换热器一键启动失败,所述控制器远程单控启动所述多台第二换热器。
6.如权利要求1所述的数据中心用冷却系统,其特征在于,所述B路冷却系统还包括第一单向阀、第二单向阀和电动调节阀,所述第一单向阀连接在所述室外冷凝器的入口与所述第二换热器的出口之间,所述第二单向阀连接在所述室外冷凝器的出口与所述第二换热器的入口之间,所述电动调节阀连接在所述室外冷凝器的出口与所述制冷剂泵的入口之间,所述电动调节阀的开闭状态与所述第一单向阀的开闭状态正相关。
7.如权利要求1所述的数据中心用冷却系统,其特征在于,所述A路冷却系统还包括若干冷却塔、若干冷却泵和若干冷冻泵,每个所述冷水机组包括蒸发器和冷凝器,所述蒸发器连接冷冻水管道,所述冷凝器通过冷却水管道与对应的冷却塔连通,每个所述冷却泵连接在对应的冷却塔与对应的冷水机组之间,每个所述冷冻泵连接在对应的冷水机组与所述第一换热器之间。
8.如权利要求1所述的数据中心用冷却系统,其特征在于,所述制冷剂泵包括氟泵。
9.如权利要求1所述的数据中心用冷却系统,其特征在于,所述第一换热器包括风机和换热板,所述第二换热器包括蒸发器。
10.一种数据中心,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的数据中心用冷却系统。
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