[发明专利]数据中心的制冷系统、制冷方法和机房改建方法

说明书

本发明涉及数据中心机房的制冷方法及系统，具体涉及数据中心的制冷系统、制冷方法和机房改建方法，数据中心的制冷系统包括第一制冷系统和第二制冷系统，第一制冷系统包括位于室外的第一制冷单元，与第一制冷单元相连的第一室内换热单元，第二制冷系统包括第二制冷单元，与第二制冷单元相连的第二室内换热单元，第一制冷单元为冷机，第一室内换热单元为精密空调，第二制冷单元为闭式冷却塔，第二室内换热单元为干盘管，其中的干盘管与闭式冷却塔的制冷方式可以尽量利用湿球温度的自然冷却，可以有效的降低机房的PUE值，并且两级制冷能够独立工作，在单独设备需要停机或出现故障时，另一套制冷系统可以单独工作，维持机房内服务器的正常工作。

技术领域

本发明涉及数据中心机房的制冷方法及系统，特别涉及一种基于干盘管蒸发冷却的机房，以及对现有机房进行改造形成基于干盘管蒸发冷却机房的方法。

背景技术

PUE(Power Usage Effectiveness)是评价数据中心能源效率的指标。PUE的值约趋近于1表明非IT设备耗能越少，即能效水平越好，现有的机房PUE值通常在1.4至1.5左右。

现有的机房制冷通常是采用风冷精密空调，其单机制冷能力较小，一个机房需要多台风冷空调才能满足需求。而风冷空调的制冷系统的能效比低：采用风冷方式，能效比较水冷制冷系统低，全年运行能耗大。

现有机房制冷系统也有采用水冷制冷机组系统或者间接蒸发制冷，水冷精密空调工作时产生大量冷凝水，为了保证机房内设备运行需要设置处理冷凝水的相关设备。而间接蒸发制冷需要占用较大的空间，一般的数据中心场地无法满足要求，间接蒸发技术主要在层数较少的多层建筑，且室外场地较宽裕的数据中心使用，数据中心同时满足这两者条件的并不多见，并且如果要重新打造使用这种技术的数据中心，就需要牺牲宝贵的建筑面积，减少总体机柜数来作为代价。

在中国发明专利申请(公开号CN104456774A)中公开了一种应用于IDC机房热湿独立控制空调系统，其包括闭式冷却塔、水冷制冷机组、冷水罐、冷冻水泵、冷却水泵、干盘管模块、新风除湿模块、排风设备、嵌入式控制系统、、闭式冷却塔进风干湿球温度传感器、干盘管模块进水温度传感器、干盘管模块出水温度传感器。其运行时基于判断室外空气的干球温度，选择水冷制冷机组运行或停机，和闭式冷却塔湿运行工况，以达到节能的目的。该发明的系统实质上是通过闭式冷却塔和水冷制冷机组对热交换介质进行冷却，然后热交换介质通过干盘管冷却室内的空气。其主要是通过干盘管本身无需除湿的特性实现节能，仅有一种干盘管一种末端设备，但该系统中干盘管与水冷制冷机组为串联连接，需要强大的控制系统进行调节控制，无形中增加成本，若某一处发生故障将导致制冷系统瘫痪。

为了降低冷却系统的功耗，中国实用新型专利(公开号CN204902077U)公开了一种二级制冷换热系统，包括位于室外的第一级制冷单元、位于室外的第二级制冷单元和位于室内的室内机单元，室外的第一级制冷单元和第二级制冷单元分别通过传输管与室内机单元连接，室内机单元包括风机、第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器与所述第一换热器相连，所述第二蒸发器与所述第二换热器相连。其通过两个制冷单元为室内机单元提供交换热的冷源，实现大温差制冷，更加节能。但该系统中采用液冷制冷的方式，需要特定场地安装，且成本高。其他的二级制冷技术在国际专利申请(公开号WO2020/037843A1)、中国实用新型专利(公开号CN210980215U)和美国专利(专利号US7270278B2)中均有公开。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中数据中心制冷能耗较高的不足，提供一种基于干盘管蒸发冷却系统，以及对现有机房进行改造形成基于干盘管蒸发冷却系统的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种数据中心的制冷系统，包括第一制冷系统和第二制冷系统，第一制冷系统包括位于室外的第一制冷单元，与第一制冷单元相连的第一室内换热单元，第二制冷系统包括第二制冷单元，与第二制冷单元相连的第二室内换热单元，其中：