一种数据中心散热方案制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数据中心散热方案，包括一机箱，和设置于机箱的制冷设备，所述制冷设备包括热管换热系统和热泵制冷系统共用的蒸发器；所述机箱包括相互平行的前后壁、连接前后壁的左右两侧壁、垂直所述机柜的上下壁、与所述机箱前后壁平行的背板；所述背板将所述机箱间隔成前后两个空间，分别为第一、第二空间；所述机箱内部的第一、第二空间被若干并排放置的蒸发器相互隔离成若干机柜，分别为设备放置区以及风扇室；所述服务器系统设置在设备放置区中；所述机箱内靠近两侧壁的机柜是没有背板的风扇室，且中间机柜可以根据风量需求设置相应的风扇室；这种数据中心散热方案通过热管热泵制冷装置的融合不仅提高了送风冷却效率，降低了制冷能耗，而且避免了粉尘对服务器系统的影响。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数据中心，特别是一种数据中心散热方案。
技术介绍
伴随着互联网的飞速发展，企业信息化步伐不断加快。IT资源的应用和管理模式正发生着深刻的变革，将逐步从独立、分散的功能性资源发展成以数据中心为承载平台的服务型创新资源。数据中心是大型的集中运算设施，它承担着计算、存储、应用等职能，其将成为信息化建设的新热点和核心内容。随着数据爆炸时代的来临，对数据中心也提出了更高的要求，在有限的空间内需堆放更多服务器硬件，其包括大量服务器，这些服务器放置于机架，由于服务器系统较多且均设置于数据中心，数据中心整体的散热方案变得相当重要。对于采用传统机械制冷的方案而言，增加冷却器的做法，虽然可以保证室内空间降温的安全性，但高发热量空间由于需要全年供冷，空调能耗很高，无法从根本上实现空调的运行节能，同时而也带来了电力和成本的问题。IDC的研究报告指出在对硬件投入的花费上，电源和冷却装置要占据一半的成本，而数据中心冷却系统占据了数据中心总功耗的40%。国内传统数据中心在物理环境方面往往存在:整体布局不合理，制冷系统不能按实际设备的需要进行分配，导致总体能源浪费高且存在局部过热的问题；在IT设备方面，IDC的统计数据显示，在亚太地区，数据中心服务器电力消耗以每年23%的速度递增，与每年16%的世界平均增长水平相比，亚太区数据中心的电力消耗增长速度远超出了世界平均水平。这样的现状也一直促使企业探索更好的散热方式，如将硬件全部淹没于油或液体中，由于硬件完全浸入其中，油冷可以更好的将组件和硬件设施的热量导出。虽然油冷可提供更高的散热效率，并允许服务器更安静和密集的运行，但同时也存在一些问题:(1)油冷方式导致硬件的重量要比普通数据中心内服务器要大得多，而这就需要地板可以承受足够的重量；(2)安装水泵散热器和必要的连接管道的初始费用非常昂贵；(3)完全浸没在油冷装备中的意味着硬件设备将很难升级，这需要额外的技术培训。更有甚者采用Peltier冷却(半导体制冷片)的方式，也会采用干冰或液氮来保证他们在极限超频时无需担心硬件因为温度过高而停止工作。实际上某些时候处理器在温度过低时也会停止工作，例如当年的Core 2 Extreme QX9650在-60度到-90度时将会自动断电。因此寻找一种如何在有限的空间和空调投入前提下，保障有效的散热效果，以实现机柜的数量最大化和机柜内服务器的数量最大化的散热方案迫在睫毛。
技术实现思路
为了能够解决上述技术问题，本专利技术提供一种可根据机柜内服务器系统散热的温度提供冷空气的均匀性、供冷量的可变性以及节能的散热装置，还提供一种包括上述散热装置的数据中心散热方案。本技术解决技术问题采用如下技术方案:一种数据中心散热方案，包括一机箱、和设置于机箱的制冷设备，所述制冷设备包括热管换热系统和热泵制冷系统共用的蒸发器；所述机箱包括相互平行的前后壁、连接前后壁的左右两侧壁、垂直所述机箱的上下壁、与所述机箱前后壁平行的背板；所述背板将所述机箱间隔成前后两个空间，分别为第一空间和第二空间；所述机箱内部的第一空间、第二空间被若干并排放置的蒸发器相互隔离成若干机柜，分别为设备放置区以及风扇室；所述服务器系统设置在所述设备放置区中；所述送风装置和空气加湿装置放置在所述风扇室；所述每一个机柜都设有一扇门；所述机箱内靠近两侧壁的第一、第二空间的机柜是没有背板的风扇室，既可以为第一、第二空间的服务器系统送风和加湿，又可以导通第一、第二空间的空气流动；所述中间服务器系统区可以根据风量需求设置相应的风扇室；所述蒸发器为热管热泵复合系统公用的蒸发器，其安装在每一组服务器机柜的侧壁处，把第一、第二空间分割成若干服务器设备放置区和风扇室；这样从机箱的第一空间的左侧壁风扇室开始沿着风道内风的方向，第一空间的第一组的服务器系统的左侧壁的蒸发器放出冷的空气进入服务器系统，服务器系统产生的热的空气进入其右侧蒸发器进行冷却，冷却的空气进入下一组服务器系统，依次重复流动下去循环至第一空间的右侧壁风扇室，然后进入第二空间右臂风扇室，进行第二空间的制冷循环，其和第一空间循环模式相同，最后风被送入第二空间的左侧壁风扇室，与第一空间交换，则就完成了一个封闭的内部循环。以上所述蒸发器为热管换热系统和热泵制冷系统两套系统共用的一套蒸发器，，其安装在每一组服务器机柜的侧壁处，把第一、第二空间分割成若干服务器系统区和风扇室；每一机柜的侧面蒸发器分别有自己的独立输入输出端，与其对应的热管热泵复合系统的冷凝器通过中间装置相连接，形成一个个独立的小循环回路，它们有独立的大压缩机和小压缩机，其工作运行时相互不影响。由于机柜侧壁的热管热泵复合系统的蒸发器的翅片温度比机箱内流动气体的温度低，会使流动气体里面的水蒸气遇到翅片后达到其露点温度，冷凝成液态的水，从而能够自发的降低机箱内的湿度。以上所述机箱内靠近左右两侧壁的第一、第二空间的机柜设置为中间是没有背板隔开的四个风扇室；所述风扇室设有送风装置和加湿装置；所述中间服务器系统区可以根据风量需求设置相应的风扇室，其风扇室的密集程度根据服务器系统的需求而设定。以上所述风扇室内设有送风装置，每个风扇室内的送风装置的个数和送风量的大小根据两个风扇室之间的服务器系统的需求而定，如果风扇室之间有多个服务器系统，则可以在中间来增加送风装置的个数或加快每个送风装置的转速，使最远处服务器系统侧壁的蒸发器的冷空气送入服务器系统所在空间内。以上所述风扇室内设有加湿装置，加湿装置的开启和加湿量的大小根据每一组的服务器系统的需求通过相应的探测装置的信息反馈而自动调节。以上所述服务器系统内每个服务器的放置要顺着整个空间的风向，不能挡风，SP服务器的横截面积要与风道内的风向平行，使从侧壁蒸发器送入的冷空气进入，服务器系统散出的热空气沿着风向进入下一组蒸发器进行冷却。以上所述电路控制部分控制着整个装置的电路逻辑运算和设备运行开关，主要是通过一些温度检测设备监控着高温环境和低温环境的一些温度变化，选择性地运行热泵制冷工作模式或热管制冷工作模式，并且可以根据需要避免“大马拉小车”的情况，选择使热泵制冷工作模式或热管制冷工作模式的部分单元相互替代间歇性的工作，这样在一定程度上也延长了整个系统的使用寿命。本技术与现有技术相比，将用热管热泵复合系统的蒸发器作为机箱内机柜的侧壁来使用，使每一个机柜内的服务器系统都有一个可根据散热需求而提供不同冷风量的供冷风装置和一个吸取服务器系统散出来的热量的装置，即可以定点提供均匀的冷却气体给机柜内服务器系统，这样就保证了每一个机柜内冷却气体的充足和适宜温度，排除了外界混合气体的干扰。将动力热管技术和热泵制冷技术相互融合，能够以同一套设备实现热管和热泵制冷2种模式，当冬季室外温度较低时，复合系统一般运行于热管模式，压缩机一直处于停机状态，节能效果最佳；在过渡季，由于室外温度较高，热管的供冷能力减小，机组一般处于热泵和热管的交替运行模式，节能效果比较显著；在夏季室外温度较高时，机组一般运行于热泵模式，但在夜间和阴雨天气也会运行在热泵和热管的交替运行模式，仍具有良好的节能效果。因此这种数据中心散热方案通过热管热泵制冷装置的融合提高了送风冷却效率，降低了制冷能耗，不仅能够满足数据中心内部对制冷的需求，而且避免了粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据中心散热方案，其特征在于，包括一机箱（12）、和设置于机箱的制冷设备，所述制冷设备包括热管换热系统和热泵制冷系统共用的蒸发器（16）；所述机箱（12）包括相互平行的前后壁、连接前后壁的左右两侧壁、垂直所述机箱的上下壁、与所述机箱前后壁平行的背板（13）；所述背板将所述机箱间隔成前后两个空间，分别为第一空间（14）和第二空间（15）；所述机箱内部的第一空间（14）、第二空间（15）被若干并排放置的蒸发器（16）相互隔离成若干机柜，分别为设备放置区（18）以及风扇室（17）；所述服务器系统设置在所述设备放置区（18）中；所述送风装置（19）和空气加湿装置（20）放置在所述风扇室（17）；所述每一个机柜都设有一扇门（21）；所述机箱内靠近两侧壁的第一、第二空间（3；4）的机柜是没有背板的风扇室，既可以为第一、第二空间的服务器系统送风和加湿，又可以导通第一、第二空间的空气流动；所述中间服务器系统区可以根据风量需求设置相应的风扇室（17）；所述蒸发器（16）为热管热泵复合系统公用的蒸发器，其安装在每一组服务器机柜的侧壁处，把第一、第二空间（3；4）分割成若干服务器设备放置区（18）和风扇室（17）；这样从机箱的第一空间的左侧壁风扇室开始沿着风道内风的方向，第一空间的第一组的服务器系统的左侧壁的蒸发器（16）放出冷的空气进入服务器系统，服务器系统产生的热的空气进入其右侧蒸发器进行冷却，冷却的空气进入下一组服务器系统，依次重复流动下去循环至第一空间的右侧壁风扇室，然后进入第二空间右臂风扇室，进行第二空间的制冷循环，其和第一空间循环模式相同，最后风被送入第二空间的左侧壁风扇室，与第一空间交换，则就完成了一个封闭的内部循环。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祝长宇，丁式平，
申请(专利权)人：北京德能恒信科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11