一种数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统及方法与流程

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1.本发明属于数据中心冷却技术领域，尤其涉及一种数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统及方法。

背景技术：

2.目前，风冷配合地下送风，空调置于独立的房间内，冷气进入冷通道，经服务器升温后回到空调完成循环是应用历史最长，客户接受度最高的传统方式，具备造价低，结构简单等优势，但其冷却效率相对较低且无法应用于大功率机柜制冷需求。散热技术较强的行级散热，虽然增强了设备功率的限制，但是其也有机房得柜率下降等局限性。综上所述，现有的数据中心送风技术存在送风距离长，风机耗能巨大，冷却水供应不足，机柜率与冷却方式互斥等问题。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的数据中心送风技术存在送风距离长，风机耗能巨大，冷却水供应不足，机柜率与冷却方式互斥。

技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统及方法。
5.本发明是这样实现的，一种数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统包括：
6.空调设备、换热器、排歧管、高温换热管、低温换热管、冷热地板下通道单元；
7.所述冷热地板下通道单元设置有上下两个地板隔板，两个地板隔板中间预留有地板热通道和地板冷通道；
8.所述空调设备、换热器、排歧管设置在两个地板隔板中间，所述排歧管连接有两个换热器；
9.所述排歧管分别与高温换热管、低温换热管连通，所述高温换热管、低温换热管间隔设置在相邻两排信息设备之间。
10.进一步，所述地板热通道和地板冷通道均布设有通风口，所述地板热通道和地板冷通道之间通过隔板隔离。
11.进一步，所述地板冷通道两侧均设置有一台空调设备，空调设备位于信息设备正下方的换热器侧面。
12.进一步，相邻两排信息设备外侧罩设有封闭隔板组成机柜，相邻两组机柜之间布置有隔热层。
13.进一步，两组所述空调设备上方放置一组机柜，将出风口相对的两个空调设备划定为一组。
14.进一步，所述换热器上侧布设有通风孔，用于利用冷气经过换热器后的余冷直接对机组进行风冷。
15.进一步，所述冷热地板下通道单元底部设置有地漏和漏水探测器，用于进行防水。
16.进一步，所述高温换热管与低温换热管交叉布置。
17.进一步，所述空调设备采用冷冻水作为冷源，或者直膨式压缩机系统为冷源。
18.本发明的另一目的在于提供一种数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却方法，所述数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却方法包括：
19.空调设备的冷气通过静压推动至换热器；
20.穿过换热器的冷气温度升高，但相比于信息设备温度依旧较低，利用其余下冷温，对信息设备进行降温；
21.冷却剂降温后，穿过地板进入低温换热管，此时低温换热管的温度降低，与信息设备换热，给高温信息设备提供冷源；
22.高温换热管同时吸收信息设备的热量，而后通过排歧管返回换热器参于新一轮冷却循环。
23.结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
24.本发明所有的冷却设备均布置于地板下不占用机柜空间，增加了得柜率。液体冷却剂可自身循环，无需外部提供冷水，提高了系统安全性。嵌入式热交换器不影响原有数据中心布局，具体实施难度小。采用混合制冷方式，兼具风冷结构简单造价低等优点，又综合了液体制冷剂冷却效率高，且环保的优势。
25.本发明兼具风冷结构简单造价低等优点，又综合了液体制冷剂冷却效率高，且环保的优势，冷却剂可实现循环利用，且无需改变原有数据中心的布局，提高数据中心整体经济性。
26.本发明的技术方案下消除了部署液冷解决方案所需冷却水的必要性，克服了数据中心单向冷却技术缺乏冷冻水源的难题。具体解决方案是将液体-空气换热器与地板砖结合在一起，冷空气与液体冷却剂热交换后，通过排歧管进入低温换热管，与机柜信息技术设备换热，与此同时高温换热管吸收信息技术设备的高温，冷却剂参与回流至换热器参与新一轮制冷，液体冷却剂自身可实现循环。
27.本发明的技术方案考虑空调冷风与换热器换热后的余热利用问题，通过风冷的方式对信息设备进行进一步降温，加强室内冷热空气自然循环的同时，提高了数据中心整体能源利用效率的同时，无需改变数据中心的布局。
附图说明
28.图1是本发明实施例提供的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统的结构示意图；
29.图2是本发明实施例提供的地板上下隔板的结构示意图；
30.图3是本发明实施例提供的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统的俯视图；
31.图中：101、空调设备；102、换热器；103、排歧管；104、高温换热管；105、低温换热管；106、信息设备；107、其他柜组；108、地板热通道；109、封闭隔板；110、地板上下隔板；111、地板冷通道。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
34.如图1至图3所示，本发明实施例提供的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统包括：空调设备101、换热器102、排歧管103、高温换热管104、低温换热管105、冷热地板下通道单元；
35.空调设备101在机柜正下方换热器102旁；换热器102在地板冷通道111中且位于需冷却设备正下方；排歧管103与换热器102和高温换热管104、低温换热管105相连接；高温换热管104在地板上方，相邻两排信息设备106中间。所述低温换热管105在地板上方，信息设备106中间，毗邻高温换热管104；所述冷热地板下通道单元设置有地板上下隔板110，地板上下隔板110中间预留有地板热通道108和地板冷通道111；所述地板热通道108和地板冷通道111之间通过隔板隔离。
36.地板冷通道111位于空调设备间隔，其上布有通风口；
37.地板热通道108位于空调设备外部，其上布有通风口；
38.进一步，所述地板冷通道11两侧均设置有一台空调设备，空调设备01位于信息设备正下方的换热器侧面。
39.进一步，相邻两排信息设备106外侧罩设有封闭隔板组成机柜，相邻两组机柜之间布置有隔热层。两组所述空调设备101上方放置一组机柜，将出风口相对的两个空调设备划定为一组。
40.进一步，所述冷热地板下通道单元底部设置有地漏和漏水探测器，用于进行防水。
41.进一步，所述高温换热管104与低温换热管105交叉布置。
42.进一步，所述空调设备101采用冷冻水作为冷源，或者直膨式压缩机系统为冷源。
43.图2是地板上下隔板110的结构示意图，为了防止地板热通道中的热量进入地板冷通道进而造成冷却循环恶化，需要加设地板上下隔板110，使地板热通道108自通风口收集的信息设备热量被空调设备101接收。另外可在地下安装地漏，漏水探测器等防水措施。
44.图3是嵌入式地砖热交换器混合冷却数据中心系统俯视图(两组空调设备)，高温换热管104与低温换热管105交叉布置，采用此布局是为了增强系统换热能力。
45.本发明提供的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统在使用时的冷却循环过程包括：来自空调设备101的冷气通过静压推动至换热器102，穿过换热器102的冷气温度升高，但相比于信息设备106温度依旧较低，利用其余下冷温，对信息设备106进行降温。冷却剂降温后，而后穿过地板进入低温换热管105，此时105的温度降低，与信息设备换热，给高温信息设备106提供冷源，而高温换热管104与此同时吸收信息设备的热量，而后通过排歧管103返回换热器102参于新一轮冷却循环。
46.为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。
47.图1表述的是冷却循环过程，来自空调设备101的冷气通过静压推动至换热器102，
穿过换热器102的冷气温度升高，但相比于信息设备106温度依旧较低，利用其余下冷温，对信息设备106进行降温。冷却剂降温后，而后穿过地板进入低温换热管105，此时105的温度降低，于信息设备换热，给高温信息设备106提供冷源，而高温换热管104与此同时吸收信息设备的热量，而后通过排歧管103返回换热器102参与新一轮冷却循环。
48.换热器除了可采用翅式换热器外，热板换热器也可用于冷却换热，可在地下安装地漏，漏水探测器等防水措施。
49.本系统包括：空调设备，换热器(翅式)，排歧管，高温换热管，低温换热管，冷热地板下通道等单元。所述空调设备设置在地板下方，地板下冷通道两侧均含有空调设备，地板冷热通道均布有通风口，且冷热通道完全以隔板隔离。该系统空调系统均置于地板下，增加了得柜率，风冷与冷却剂混合冷却既保证其各自有点，也更环保安全，由于布置于地下，也不用担心泄露而毁坏柜组的问题，同时也降低了风机送风能耗，达到了节能的目的。
50.本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比具备很大的优势。本发明引入一种无需修改数据中心布局的解决方案，无需外部提供冷冻水，通过分析分析热交换器性能，证明在冷通道安装一组换热器，可处理大量冷负荷，在不同空调送风温度下进行测试，结果表明换热器制冷量对空调送风温度敏感，通过具体规模的数据中心合理确定空调最佳送风温度，数据中心能源利用率显著提升。
51.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，所述数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统设置有：冷热地板下通道单元；所述冷热地板下通道单元设置有上下两个地板隔板，两个地板隔板中间预留有地板热通道和地板冷通道；所述空调设备、换热器、排歧管设置在两个地板隔板中间，所述排歧管连接有两个换热器；所述排歧管分别与高温换热管、低温换热管连通，所述高温换热管、低温换热管间隔设置在相邻两排信息设备之间。2.如权利要求1所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，所述地板热通道和地板冷通道均布设有通风口，所述地板热通道和地板冷通道之间通过隔板隔离。3.如权利要求1所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，所述地板冷通道两侧均设置有一台空调设备，空调设备位于信息设备正下方的换热器侧面。4.如权利要求1所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，相邻两排信息设备外侧罩设有封闭隔板组成机柜，相邻两组机柜之间布置有隔热层。5.如权利要求4所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，两组所述空调设备上方放置一组机柜，将出风口相对的两个空调设备划定为一组。6.如权利要求1所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，所述换热器上侧布设有通风孔，用于利用冷气经过换热器后的余冷直接对机组进行风冷。7.如权利要求1所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，所述冷热地板下通道单元底部设置有地漏和漏水探测器，用于进行防水。8.如权利要求1所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，所述高温换热管与低温换热管交叉布置。9.如权利要求1所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统，其特征在于，所述空调设备采用冷冻水作为冷源，或者直膨式压缩机系统为冷源。10.一种用于实施权利要求1～9任意一项所述的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统的数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却方法，其特征在于，所述数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却方法包括：空调设备的冷气通过静压推动至换热器；穿过换热器的冷气温度升高，但相比于信息设备温度依旧较低，利用其余下冷温，对信息设备进行降温；冷却剂降温后，穿过地板进入低温换热管，此时低温换热管的温度降低，与信息设备换热，给高温信息设备提供冷源；高温换热管同时吸收信息设备的热量，而后通过排歧管返回换热器参于新一轮冷却循环。

技术总结

本发明属于数据中心冷却技术领域，公开了一种数据中心嵌入式地砖热交换器混合冷却系统及方法，冷热地板下通道单元设置有上下两个地板隔板，两个地板隔板中间预留有地板热通道和地板冷通道；空调设备、换热器、排歧管设置在两个地板隔板中间，所述排歧管连接有两个换热器；所述排歧管分别与高温换热管、低温换热管连通，所述高温换热管、低温换热管间隔设置在相邻两排信息设备之间。本发明所有的冷却设备均布置于地板下不占用机柜空间，增加了得柜率。液体冷却剂可自身循环，无需外部提供冷水，提高了系统安全性。采用混合制冷方式，兼具风冷结构简单造价低等优点，又综合了液体制冷剂冷却效率高，且环保的优势。且环保的优势。且环保的优势。