[发明专利]一种换热单元及数据中心液冷系统

说明书

本发明公开了一种换热单元及数据中心液冷系统。该换热单元包括并联的两条通道，每条通道分别设置有两组进出水口，一组进出水口通过数据中心分水器和集水器连接外部冷却塔，一组进出水口连接机柜的配冷装置。本发明的换热单元内采用双通道互为备份，双通道之间可随时无障碍切换，任何一路发生故障都可以关停该通道并切换到另外一条通道继续运行，大大提高系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及数据中心冷却技术领域，特别是涉及一种换热单元及数据中心液冷系统。

背景技术

伴随着数据中心冷却技术的发展，越来越多的场景采用液冷替代了传统的风冷模式。

相比于传统的风冷模式，水的散热效率更高，在电子信息设备发热密度日益增大、对散热密度要求越来越高的需求下，传统风冷已经不能满足单机柜超过20kW的功率密度要求，只有采用液冷才能精准带走各个热点的发热量。

采用风冷模式一般需要机柜的送风温度在20℃左右，一些功率密度较大的机柜甚至要求送风温度为18℃甚至更低，这就需要制冷机组提供低温冷冻水或低温冷媒蒸发冷却送风，而由此带来的压缩机的功耗是数据中心能耗的一大源头，往往冷却需求带来的制冷机组的能耗超过电子信息设备本身的能耗，这对数据中心而言是非常不节能的。若用液冷代替风冷模式，由于水的导热系数远大于空气，在一定流量和较小温差下就可以带走发热元件产生的热量并将其控制在一定的温度范围内，此时要求的供水温度可以在30~45℃，通常都是高于室温的，制备该温度区间的水可以完全利用自然冷源而不开启压缩机，从而大大降低数据中心的能耗，实现散热效果和节能的双重效果。

在数据中心液冷技术兴起的过程中，出现了各种形式的配套系统和液冷设备，在设计过程中，冗余备份、容量大小、系统复杂性、节能效果、安全运行可靠性、经济性、可维护性等都会影响到最终方案的确定。对于数据中心而言，一旦空调或者供冷系统停止供冷，在十几秒的时间内电子信息设备的芯片温度便可以急速上升至最高工作温度而宕机。

申请号为201611237860.2的中国专利申请“一种数据中心液气双通道精准高效致冷系统及其控制方法”，该液冷系统在机柜到服务器的配冷过程中，采用的是1对1的形式，外界冷源进入冷却单元后，通过温控换热单元与每个机柜中的服务器液冷系统的回水进行换热，冷却后的水通过液冷维护单元返回到机柜中，经过液冷分配单元给各个服务器提供冷水。

在该方案中，冷却单元、温控换热单元、液冷维护单元和机柜之间都是一一对应的，对于单个机柜的服务器而言，上述三个系统单元模块任何一个出了问题，都会引起系统的停机，是没有冗余备份的系统，一旦设备发生故障或者管路破裂泄漏等，都会影响整个机柜的服务器液冷系统运行，因此系统可靠性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对常见的服务器液冷系统不具备冗余备份的缺点，本发明提供一种换热单元及数据中心液冷系统，采用双通道换热单元为每个机柜提供冷量，使系统具备冗余备份、不停机运行的高可靠性。

本发明的一种换热单元及数据中心液冷系统技术方案为，一种换热单元，包括并联的两条通道，每条通道分别设置有两组进出水口，一组进出水口通过数据中心分水器和集水器连接外部冷却塔，一组进出水口连接机柜的配冷装置。

换热单元设置于机柜内，置于机柜底部或者顶部。

换热单元内包括通道一和通道二；其中，通道一与分水器连接口依次通过蝶阀、压力变送器、Y型过滤器、板式换热器一、温度传感器、电动阀与机柜配冷装置进液口连接，通道一与集水器连接口依次通过蝶阀、压力变送器、板式换热器一、温度传感器、止回阀、循环水泵、Y型过滤器、电动阀与机柜配冷装置出液口连接；板式换热器一两端设置有温度控制器；