[实用新型]一种微模块数据中心热能回收系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微模块数据中心领域，具体地说是一种微模块数据中心热能回收系统。

背景技术

随着云计算、大数据的发展，作为基础设施支撑的数据中心规模越来越大，服务器等IT设备规模日益扩大，且随着冷却散热技术的发展，数据中心的功率密度也从传统机房的单机柜小于5kW增大至大于5kW甚至达到数十kW；另外，数据中心设备是全年不间断持续运行的，因此大型数据中心的发热量非常大，这部分热量也很可观，但由于回收困难、回收成本高、回收热量利用不便等原因，这些热量通常通过空调室外机被释放到室外空气中，从而造成了能源的浪费。

与本专利相关的现有技术介绍如下：

现有技术一的技术方案：

微模块数据中心是越来越普及的数据中心模式，以高度模块化、集成化著称，与传统机房相比特点是能快速部署、节能效果好（PUE值低），如图1所示。

微模块数据中心采用封闭冷通道的方式，行级空调13（也叫列间空调）从背部吸进机房的空气，冷却后送入冷通道内，服务器机柜12从正面吸进冷通道里的冷空气，把服务器降温后，热空气从服务器机柜12的后门排到机房中，这样冷空气被封闭在由服务器机柜12、行级空调13、通道门15、翻转天窗14（翻转天窗14正常是关闭的，只有灭火时才会打开向内喷灭火气体）形成的冷通道内，避免冷量的流失，可以增强节能效果，降低PUE。

该技术有以下缺点：

封闭冷通道的微模块数据中心实际上形成了这样一个循环冷通道内的冷空气→服务器机柜12→机房大环境的热空气→行级空调13→冷通道内的冷空气。服务器不断发热，源源不断地产生热量，而机房中的温度保持恒定，那么系统中的热量到哪里去了。实际上通过空调的室外机排到室外大气中了，数据中心的单个服务器机柜12的功率一般为5kW甚至更高，那么数据中心规模越大机柜数量越多，排到空气中的热量就越多，浪费的能量也就越多，如果能将这部分热量收集起来进行利用，比如将自来水加热成热水再送到用户或者办公楼，就可以减少能源的浪费，提高能源利用效率，而实现热能回收的途径，只需要在微模块气流循环中增加换热器，利用热空气加热热水即可。

服务器机柜12的后门是网孔门，服务器为了排走热量而安装了较大数量的风扇，在运行时会产生非常大的噪音，如果机房的隔音效果不好，那么会影响监控室或者相邻办公区域人员的工作。

现有技术二的技术方案：

近年来新建的机房一般都具有封闭冷/热通道得节能措施，但与微模块数据中心相比没有通道门14和翻转天窗15，采用的是房间级空调20，即区分了冷热通道，但没有完全封闭，如图2所示。

有专利提出针对这种传统机房的热能回收的技术方案，如图3所示，热通道上方的机房天花板上安装导风管，在风机的作用下，热空气从右侧处进入导风管，并从左侧处排出，在换热器中与外界的常温空气进行热交换，把温度较低的常温空气加热，同时使得原来的热空气也就是机房空调的回风温度降低，从而减轻机房空调的负荷，节约电能。

该技术有以下缺点：

该装置是适用于传统机房的，只区分冷热通道而不封闭冷热通道，故可在机房天花板上设置换热器，微模块数据中心顶部为消防专用的翻转天窗，无法加装换热器，因此不能在顶部进行热能回收。

该装置主要作用是将机房空调的回风预先冷却，减轻机房空调的负荷，因此采用较为简单的气-气换热，用室外冷空气冷却机房空调回风，实际上被加热的冷空气并没有实际利用价值，热能回收意义不大。不如用水和空调回风换热，一方面水的比热容高，升高同样的温度下可以带走更多的热量，另一方面加热得到的热水可以直接利用，更好地实现热能回收。

综上，随着数据中心技术的发展和数据中心服务器规模的日益扩大，大规模全年运行的大功率设备所散发的热量是非常可观的，而现有的数据中心几乎都没有重视这部分热量，大多直接将其排到室外，造成了热能的浪费，尤其是微模块数据中心，由于其高度模块化和集成化，更不容易将热能回收装置与微模块数据中心结合在一起。

发明内容

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种微模块数据中心热能回收系统。本设计则针对微模块数据中心的结构和气流特点，将微模块数据中心的热能回收，达到节能减排的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种微模块数据中心热能回收系统，适用于冷通道封闭的微模块数据中心，该热能回收系统基于：

设在微模块数据中心服务器机柜后部、用于对所述服务器机柜排出的热空气进行采集的热风收集装置；