[实用新型]一种可全年利用自然冷源的数据中心空调系统

说明书

本实用新型公开了一种可全年利用自然冷源的数据中心空调系统，包括冷却塔、水泵、用于对服务器设备进行初步降温的表冷器、和用于进一步对服务器设备进行降温的机械制冷系统；所述机械制冷系统包括压缩机、水冷冷凝器、储液罐、膨胀阀和蒸发器；本实用新型中，冷却塔及表冷器可以全年时段使用，以此可以对服务器设备的热通道气流进行初步换热，预先对热通道气流进行降温，从而减少机械制冷系统的容量配置，不但节省机械制冷系统的成本，还降低空调系统的运行能耗。

技术领域

本实用新型涉及数据中心服务器等电子设备散热通风领域，具体涉及一种可全年利用自然冷源的数据中心空调系统。

背景技术

目前，数据中心服务器设备以及其他ICT电子设备，对运行的环境的要求逐步降低，根据《数据中心设计规范GB 50174-2017》的要求，数据中心对服务器进风侧(冷通道)的环境温度要求为18℃至27℃,相对湿度不超过60％，露点温度为5℃至15℃。在此条件下，传统的数据中心设备其内部大多设有空调系统，以此进行内部环境的制冷，防止部件因温度过高而损坏。服务器等电子设备，由于内部发热量和通风量的设计不同，其最终排风温度一般在35℃至40℃之间。

数据中心大多采用传统的空调系统(主要是机械制冷系统)对机房内的服务器以及其他ICT电子设备进行冷却，空调冷却系统的能耗是整个数据中心的主要组成部分，因此如何节省数据中心空调系统的能耗，是数据中心节能最关键的问题，而解决这个问题最有效的方法是利用自然冷源对设备进行直接冷却，同时减少机械(压缩机)制冷的运行时间。

专利号为：CN202734118U的专利公布了一种用于数据中心排热的大温差空调系统，应用在冷冻水系统的数据中心中，利用水-水换热器，使冷却水直接和冷却末端的表冷器中的冷冻回水预先进行热交换后再经过制冷机组的蒸发器给冷冻水降温，以此减少制冷机组的热负荷，再通过冷冻水大温差运行方式，提高冷冻水的回水温度以及选用预冷式冷却塔降低冷却水给水温度，增加水-水换热器的全年运行时间。该系统大大提高了自然冷却换热器的启动运行所需的温度条件，在干冷地区甚至可获得部分负荷全年运行的可能。

但在上述系统中，由于冷却水和服务器的排风通过冷冻水系统末端的表冷器和水-水换热器进行间接热交换，两者之间的温度差必须保证2次换热所需要的温差，虽然数据中心(服务器)排风可控制在35度以上，但在湿热地区夏季获得的冷却水温度超过32度，即冷却塔中的冷却水温度已经超过32度，因此在湿热地区夏季的大部分时段，无法启动自然冷却换热器(与冷却塔连接的换热器)对数据中心服务器进行冷却,即无法使用冷却塔方式进行直接供冷，使得机械制冷系统的容量仍然需要按照数据中心设备热负荷的100％进行配置,这样便会增加空调系统的总投资。

所以现有技术在湿热地区自然冷却方式不能全年运行，且现有设备还存在结构复杂、成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种可全年利用自然冷源的数据中心空调系统，以减少机械制冷系统的容量配置，节省机械制冷系统的成本以及减少数据中心中空调系统用电负荷的分配占比，从而达到既节省投资也降低能耗的目的。

本实用新型采用的技术方案为：一种可全年利用自然冷源的数据中心空调系统，包括冷却塔、水泵、用于对服务器设备进行初步降温的表冷器、和用于进一步对服务器设备进行降温的机械制冷系统；

所述机械制冷系统包括压缩机、水冷冷凝器、储液罐、膨胀阀和蒸发器；所述压缩机、水冷冷凝器、储液罐、膨胀阀和蒸发器通过连接管路依次连接；所述压缩机还与所述蒸发器连接；

所述冷却塔的出水口与所述水泵的进水口连接，所述水泵的出水口与所述表冷器的进水口连接，所述表冷器的出水口与所述水冷冷凝器连接，所述水冷冷凝器与所述冷却塔的进水口连接。

进一步地，还包括电动调节阀；所述电动调节阀安装在所述水冷冷凝器与所述冷却塔之间的管路上。