一种数据中心冷却系统的制作方法

本技术涉及区域温度控制的，具体涉及一种数据中心冷却系统。

背景技术：

1、随着云计算、大数据及人工智能的兴起，大型数据中心的需求与日俱增。数据中心作为耗能大户，且作为未来前沿技术的主要载体，其基础设施侧的主要要求在节能、快速灵活部署及成本优化上，冷却系统作为数据中心用能的关键环节之一，是能耗优化的重点方向。数据中心在运行过程中，需要冷却系统全年24小时不间断为其提供冷量，以带走设备运行产生的热量。

2、冷水机组、冷却塔以及蓄冷罐三者组合的冷却系统是目前数据中心大多采用的冷却方式，经冷却塔降温后的冷却水在冷水机组处吸收冷冻水的热量，温度升高的冷却水返回冷却塔继续降温，而来自数据机房的高温冷冻水则在冷水机组处温度降低，然后返回数据机房进行降温，当数据中心异常断电或者制冷系统出现问题时，蓄冷罐可临时为数据中心提供冷量，维持其正常运行，且蓄冷罐内的冷冻水可与冷水机组换热，降温后的冷冻水回流到蓄冷罐内。

3、但是，上述的冷却系统，在实际运行过程中，在一些时段，蓄冷罐内的介质温度极大地低于应急设计温度，即该蓄冷罐内的冷量除了满足应急所需外，还存在着极大的冗余冷量，而蓄冷罐通常处于待机状态，从而使得该制冷系统的经济效益降低。

技术实现思路

1、因此，本实用新型所要解决的技术问题在于在实际运行过程中，在一些时段，蓄冷罐内的介质温度极大地低于应急设计温度，即该蓄冷罐内的冷量除了满足应急所需外，还存在着极大的冗余冷量，而蓄冷罐通常处于待机状态，从而使得该制冷系统的经济效益降低。

2、为此，本实用新型提供一种数据中心冷却系统，包括：

3、第一换热支路，其包括依次串联的冷却塔和冷水机组的冷侧流道；

4、第二换热支路，其包括依次串联的第一蓄冷罐、第一流量调节装置和第一换热器的冷侧流道；

5、第三换热支路，其包括依次串联的数据机房、第一换热器的热侧流道以及冷水机组的热侧流道；

6、所述冷水机组的冷侧流道出口端与所述冷却塔进口连通；

7、所述第一换热器的冷侧流道出口端与所述第一蓄冷罐进口连通；

8、所述冷水机组的热侧流道出口端与所述数据机房进口连通。

9、可选地，上述的数据中心冷却系统，

10、所述冷却塔与所述冷水机组的冷侧流道之间还串联有第二流量调节装置；

11、所述数据机房与所述第一换热器的热侧流道之间还串联有第三流量调节装置；

12、所述第一换热器的热侧流道与所述冷水机组的热侧流道之间还串联有第四流量调节装置。

13、可选地，上述的数据中心冷却系统，还包括：

14、监测件，所述监测件位于所述第一蓄冷罐内，所述监测件用于监测第一蓄冷罐内的温度；

15、所述第一流量调节装置根据所述监测件的监测信息控制所述第一蓄冷罐和所述第一换热器冷侧流道之间的流量；

16、在所述监测件监测到的温度低于预设温度时，所述第一蓄冷罐具有冗余的冷量，打开所述第一流量调节装置、所述第二流量调节装置、所述第三流量调节装置、所述第四流量调节装置，所述第一蓄冷罐内的第一冷载体经过所述第一流量调节装置进入到所述第一换热器冷侧流道内，同时所述数据机房中的热载体通过所述第三流量调节装置进入到所述第一换热器热侧流道内，第一冷载体与热载体换热，所述第一换热器冷侧流道内升温后的第一冷载体进入到所述第一蓄冷罐内，同时预冷后的热载体通过所述第四流量调节装置进入到所述冷水机组的热侧流道内，此时所述冷却塔中的第二冷载体通过所述第二流量调节装置后进入所述冷水机组冷侧通道内，第二冷载体与降温后的热载体换热，所述冷水机组内的升温后的第二冷载体进入到所述冷却塔内，降温后的预冷热载体进入到所述数据机房内，实现对所述数据机房的降温。

17、可选地，上述的数据中心冷却系统，还包括：

18、应急支路，其包括依次串联的所述第一蓄冷罐、第五流量调节装置、所述第四流量调节装置、所述冷水机组的热侧流道以及所述数据机房。

19、可选地，上述的数据中心冷却系统，还包括：

20、第一蓄冷支路，其包括依次串联的所述第一蓄冷罐、所述第五流量调节装置、所述第四流量调节装置、所述冷水机组的热侧流道以及第六流量调节装置；

21、所述第六流量调节装置与所述第一蓄冷罐的进口连通。

22、可选地，上述的数据中心冷却系统，还包括：

23、第四换热支路，其包括依次串联的数据机房、第四流量调节装置、冷水机组的热侧流道。

24、可选地，上述的数据中心冷却系统，还包括：

25、第二换热器，所述第二换热器热侧流道的出口端分为两路，其中一路为所述第二换热器热侧流道的出口端通过第七流量调节装置、所述第六流量调节装置与所述第一蓄冷罐进口连通；另一路为所述第二换热器热侧流道的出口端通过所述第七流量调节装置与所述数据机房进口连通；

26、所述第二换热器热侧流道的进口端分为两路，其中一路为与所述数据机房的出口连通，另一路为与所述第一换热器热侧流道的出口端连通；

27、所述第二换热器冷侧流道的进口端通过第八流量调节装置与冷却塔出口连通，所述第二换热器冷侧流道的出口端与所述冷却塔进口连通。

28、本实用新型还提供一种数据中心冷却系统，包括：

29、第一换热支路，其包括依次串联的冷却塔和冷水机组的冷侧流道；

30、第五换热支路，其包括依次串联的第二蓄冷罐、数据机房、冷水机组的热侧流道；

31、第一蓄冷罐通过第五流量调节装置与所述第二蓄冷罐连通；

32、所述冷水机组的冷侧流道出口端与所述冷却塔的进口连通；

33、所述冷水机组的热侧流道出口端与所述第二蓄冷罐进口连通。

34、可选地，上述的数据中心冷却系统，

35、所述冷却塔与所述冷水机组的冷侧流道之间还串联有第二流量调节装置；

36、所述数据机房与所述冷水机组的热侧流道之间还串联有第四流量调节装置；

37、监测件，所述监测件位于所述第一蓄冷罐内，所述监测件用于监测第一蓄冷罐内的温度；

38、所述第五流量调节装置根据所述监测件的监测信息控制所述第一蓄冷罐和所述第二蓄冷罐之间的流量；

39、在所述监测件监测到的温度低于预设温度时，所述第一蓄冷罐具有冗余的冷量，打开所述第二流量调节装置、所述第四流量调节装置、所述第五流量调节装置，所述第一蓄冷罐内的低温热载体通过所述第五流量调节装置进入到所述第二蓄冷罐内，所述第二蓄冷罐内的低温热载体进入所述数据机房内，然后通过所述第四流量调节装置进入所述冷水机组的热侧流道内，同时，所述冷却塔内的第二冷载体通过所述第二流量调节装置进入到所述冷水机组的冷侧流道内，升温后的热载体与第二冷载体换热，所述冷水机组内的低温热载体进入所述第二蓄冷罐内，升温后的第二冷载体重新回流进所述冷却塔内。

40、可选地，上述的数据中心冷却系统，包括：

41、第二蓄冷支路，所述第二蓄冷支路包括依次串联的所述第二蓄冷罐、所述数据机房、所述第四流量调节装置、所述冷水机组的热侧流道、第六流量调节装置以及所述第一蓄冷罐。

42、可选地，上述的数据中心冷却系统，

43、第二换热器热侧流道的出口端分为两路，其中一路为其通过第七流量调节装置、第六流量调节装置与所述第一蓄冷罐进口连通；另一路为所述第二换热器热侧流道的出口端通过所述第七流量调节装置与所述第二蓄冷罐连通；

44、所述第二换热器热侧流道的进口端与所述数据机房连通；

45、所述第二换热器冷侧流道的进口端通过第八流量调节装置与所述冷却塔的出口连通；

46、所述第二换热器冷侧流道的出口端与所述冷却塔的进口连通。

47、本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

48、1.本实用新型提供的数据中心冷却系统，包括第一换热支路、第二换热支路以及第三换热支路，第一换热支路包括依次串联的冷却塔和冷水机组的冷侧流道；第二换热支路包括依次串联的第一蓄冷罐、第一流量调节装置和第一换热器的冷侧流道；第三换热支路包括依次串联的数据机房、第一换热器的热侧流道以及冷水机组的热侧流道；冷水机组的冷侧流道出口端与冷却塔进口连通，第一换热器的冷侧流道出口端与第一蓄冷罐进口连通；冷水机组的热侧流道出口端与数据机房进口连通。在第一蓄冷罐内具有极大的冗余冷量时，打开第一流量调节装置，第一蓄冷罐内的第一冷载体经过第一流量调节装置进入到第一换热器的冷侧流道内，即第二换热支路工作；同时数据机房内的热载体进入到第一换热器的热侧流道内，第一冷载体与热载体换热，第一冷载体的温度升高，热载体的温度降低，第一换热器内的升温后的第一冷载体输送至第一蓄冷罐内，第一换热器内的降温后的热载体输送至冷水机组的热侧流道内，即第三换热支路工作；冷却塔内第二冷载体输送至冷水机组的冷侧流道内，第二冷载体与降温后的热载体换热，第二冷载体的温度升高，降温的热载体温度进一步降低，冷水机组内的进一步降温的热载体输送至数据机房，实现对数据机房的冷却，冷水机组内的升温后的第二冷载体输送至冷却塔内进行再次冷却，即第一换热支路工作。该数据中心冷却系统正常工作状态下，第一蓄冷罐冗余的冷量通过第一换热器可即时消纳，相当于第一蓄冷罐供给数据中心冷却系统部分冷量，即可减少冷却塔以及冷水机组消耗的能源，避免第一蓄冷罐内冗余冷量的浪费，从而减少数据中心的运行成本，进而提高了数据中心冷却系统的经济效益。

49、2.本实用新型提供的数据中心冷却系统，通过第一流量调节装置可灵活方便地提取第一蓄冷罐内的冷量，通过监测件的监测信息调整第一蓄冷罐和第一换热器冷侧流道之间的流量，保证第一蓄冷罐具有应急冷却功能外，还可将冗余的冷量参与数据中心冷却系统的运行。

50、3.本实用新型提供的数据中心冷却系统，通过第一蓄冷支路向第一蓄冷罐内蓄冷，保证第一蓄冷罐具有应急的冷量；且在温度较低或者在谷电时，通过第一蓄冷支路向第一蓄冷罐内储存冷量，进一步提高数据中心冷却系统的经济效益。

51、4.本实用新型提供的数据中心冷却系统，在第一蓄冷罐内的冷量仅够应急功能时，可通过第四换热支路和第一换热支路的配合运行，实现对数据机房的冷却。

52、5.本实用新型提供的数据中心冷却系统，第二换热器热侧流道的出口端分为两路，其中一路为第二换热器热侧流道的出口端通过第七流量调节装置、第六流量调节装置与第一蓄冷罐进口连通；另一路为第二换热器热侧流道的出口端通过第七流量调节装置与数据机房进口连通；第二换热器热侧流道的进口端分为两路，其中一路为与数据机房的出口连通，另一路为与第一换热器热侧流道的出口端连通；第二换热器冷侧流道的进口端通过第八流量调节装置与冷却塔出口连通，第二换热器冷侧流道的出口端与冷却塔进口连通；在环境温度较低时，可关停冷水机组，将冷水机组替换为第二换热器，由于冷水机组具有换热和制冷功能，而第二换热器仅具有换热功能，因此节省了冷水机组制冷功能消耗的能源，进一步提高该数据中心冷却系统的经济效益。

53、6.本实用新型提供的数据中心冷却系统，包括第一换热支路、第五换热支路以及第二蓄冷罐，第一换热支路包括依次串联的冷却塔和冷水机组的冷侧流道；第五换热支路包括依次串联的第二蓄冷罐、数据机房、冷水机组的热侧流道；第一蓄冷罐通过第五流量调节装置与第二蓄冷罐连通；冷水机组的热侧流道出口端与第二蓄冷罐进口连通；冷水机组的冷侧流道出口端与冷却塔进口连通。在第一蓄冷罐内具有极大的冗余冷量时，打开第五流量调节装置，第一蓄冷罐内的低温热载体经过第五流量调节装置进入到第二蓄冷罐内；再将第二蓄冷罐内的低温热载体输送至数据机房内，实现对数据机房的冷却，该低温热载体经过数据机房后升温形成热载体，数据机房内的热载体输送至冷水机组的热侧流道内，即第五换热支路工作；冷却塔内第二冷载体输送至冷水机组的冷侧流道内，第二冷载体与热载体换热，第二冷载体的温度升高，热载体温度降低形成低温热载体，冷水机组内的低温热载体输送至第二蓄冷罐内，以进行下一次循环，冷水机组内的升温后的第二冷载体输送至冷却塔内进行再次冷却，即第一换热支路工作。该数据中心冷却系统正常工作状态下，第一蓄冷罐冗余的冷量可输送至第二蓄冷罐内，第二蓄冷罐时刻参与数据中心冷却系统的运行，即第一蓄冷罐供给数据中心冷却系统部分冷量，减少冷却塔以及冷水机组消耗的能源，避免第一蓄冷罐内冗余冷量的浪费，从而减少数据中心的运行成本，进而提高了数据中心冷却系统的经济效益。

54、7.本实用新型提供的数据中心冷却系统，在温度较低或者在谷电时，通过第二蓄冷支路向第一蓄冷罐内储存冷量，进一步提高该数据中心冷却系统的经济效益，且在冷水机组停机时，第二蓄冷罐可顶替冷水机组冷却的功能，实现对数据中心的冷却。