專利名稱：低pue高密度液冷節能機房冷卻系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及數據網絡機房的冷卻系統，尤其是一種低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統。
背景技術：
當節能降耗成為當今IT領域的一大主題，隨著計算機和通信技術的深入，數據網絡機房的規模仍將不斷擴大，設備越來越多、越來越復雜，機房成集中化表現。這也將引起機房或者機架發熱量明顯增高，機房環境因此面臨著更為嚴峻的挑戰，制冷成為關鍵，而提高制冷效率、降低制冷系統能耗、降低PUE(PUE是Power Usage Effectiveness的簡寫，是數據中心消耗的所有能源與IT負載使用的能源之比，PUE =數據中心總設備能耗/IT設備能耗，是評價數據中心能源效率的指標。)無疑是機房節能的關鍵。目前使用液冷系統的節能效果十分明顯。服務器前部必須要保持25攝氏度以下才能穩定工作，精密空調想要保持這個溫度，必須在空調冷風口達到18到20攝氏度才可以，而液冷設備只要能達到20到 25度就可以。另一方面，遠程制冷的效率比較低，液冷系統在相對封閉的運行環境中，效率較高。目前的液冷系統可利用溫度傳感器實現外部冷源的選擇，但只能選擇其一，要么全部進行自然冷卻，要么全部由壓縮機進行冷卻，該種方式對外部的環境溫度要求較高，一年之中只有很少時間可進行自然冷卻，外部冷源利用率不高，同時不能對液冷冷卻系統的出水溫度進行精確控制，不利于精確節能。
發明內容
本發明的目的在于提供一種低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統，能夠自動調節壓縮機的輸出能力，充分利用外部冷源，實現精確節能。為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案
本發明一種低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統，包括機房，機柜，空調箱，由壓縮機、 冷凝器、膨脹閥、蒸發器與所述空調箱的水盤管構成的壓縮冷卻循環系統，和由自然冷卻器與所述空調箱的水盤管構成的自然冷卻循環系統，所述空調箱的水盤管出口與電動三通閥的入口連通，所述電動三通閥的兩個出口分別與蒸發器的水盤管入口、自然冷卻器的水盤管入口連通；還設有微電腦控制系統，該微電腦控制系統分別于所述壓縮冷卻循環系統、自然冷卻循環系統、電動三通閥、設置于自然冷卻器外部的第一溫度傳感器、設置于機柜背門處的第二溫度傳感器、及設置于空調箱的水盤管進水管處的第三溫度傳感器電連接。所述空調箱的冷風出口和熱風入口分別與所述機柜的底部、機房地板的透風口連通，在所述機柜的背門上設有通風口。所述膨脹閥為電子膨脹閥，所述電子膨脹閥的驅動裝置為步進電機。所述空調箱還包括風機；所述自然冷卻器還包括至少一個風扇。本發明的有益效果是由于采用上述技術方案，所述電動三通閥的兩個出口分別與蒸發器的水盤管入口、自然冷卻器的水盤管入口連通；還設有微電腦控制系統，該微電腦控制系統分別于所述壓縮冷卻循環系統、自然冷卻循環系統、電動三通閥、設置于自然冷卻器外部的第一溫度傳感器、設置于機柜背門處的第二溫度傳感器、及設置于空調箱的水盤管進水管處的第三溫度傳感器電連接，這種結構，微電腦控制系統可根據機柜內散熱量的大小，對機房冷卻系統的出水溫度和出水量進行精確控制，提高機柜中數據網絡設備的裝機密度；本發明可在自然冷卻循環系統和壓縮冷卻循環系統之間進行合理選擇，充分利用外部冷源，實現電能的充分利用，節約能耗，降低了 PUE。
圖1是本發明的具體實施方式
的原理結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明一種低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統，包括機房1，兩臺機柜2，兩臺空調箱3，由壓縮機4、冷凝器5、電子膨脹閥16、蒸發器6與所述空調箱3的水盤管7構成的壓縮冷卻循環系統，和由自然冷卻器8與所述空調箱3的水盤管7構成的自然冷卻循環系統，所述電子膨脹閥的驅動裝置為步進電機，所述每個空調箱3內還包括一臺風機，所述自然冷卻器8內還設有四個風扇；所述空調箱3的水盤管7出口與電動三通閥9 的入口連通，所述電動三通閥9的兩個出口分別與蒸發器6的水盤管10入口、自然冷卻器 8的水盤管11入口連通；微電腦控制系統12分別于所述壓縮冷卻循環系統、自然冷卻循環系統、電動三通閥9、設置于自然冷卻器8外部的第一溫度傳感器13、分設于兩個機柜2背門處的兩個第二溫度傳感器14、及設置于空調箱3的水盤管7進水管處的第三溫度傳感器 15電連接。所述空調箱3的冷風出口和熱風入口分別與所述機柜2的底部、機房1地板的透風口連通，在所述機柜2的背門上設有通風口，冷風從空調箱3的冷風出口進入機柜2的底部，對機柜2內的數據網絡設備進行冷卻后，從機柜2背門上的通風口流出，由于受到壓力的影響，經機房1地板的透風口流回空調箱的熱風入口，形成一個最短路徑的冷、熱氣流循環回路，提高熱交換效率。當環境溫度在10°C以上時，微電腦控制系統12控制電動三通閥9開度為0%，空調箱3水盤管7中的水(也可以使用乙二醇)全部送至蒸發器6的水盤管10，在所述蒸發器6 中和制冷劑進行熱交換，水被冷卻，所述制冷劑吸收熱量后通過冷媒管經壓縮機4、冷凝器 5、電子膨脹閥16后冷卻，回到蒸發器6中；冷卻后的水送至空調箱3水盤管7入口，形成一個循環，同時，所述微電腦控制系統12可根據出水溫度的設定，控制電子膨脹閥16、壓縮機4運行，實現精確制冷，節約能耗。當環境溫度在-2至5°C時，電動三通閥9開度在15至 50%范圍內調整，空調箱3水盤管7中的水一部分送至蒸發器6的水盤管10，一部分送至自然冷卻器8的水盤管11，所述微電腦控制系統12可根據出水溫度的設定，控制電子膨脹閥 16、電動三通閥9、壓縮機4、自然冷卻器8中的風扇運行，實現精確制冷，降低能耗。
權利要求
1.一種低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統，包括機房(1)，機柜(2)，空調箱(3)，由壓縮機(4)、冷凝器(5)、膨脹閥、蒸發器(6)與所述空調箱(3)的水盤管(7)構成的壓縮冷卻循環系統，和由自然冷卻器(8)與所述空調箱(3)的水盤管(7)構成的自然冷卻循環系統， 其特征在于所述空調箱(3)的水盤管(7)出口與電動三通閥(9)的入口連通，所述電動三通閥(9)的兩個出口分別與蒸發器(6)的水盤管(10)入口、自然冷卻器(8)的水盤管(11) 入口連通；還設有微電腦控制系統(12)，該微電腦控制系統(12)分別于所述壓縮冷卻循環系統、自然冷卻循環系統、電動三通閥(9)、設置于自然冷卻器(8)外部的第一溫度傳感器 (13)、設置于機柜(2)背門處的第二溫度傳感器(14)、及設置于空調箱(3)的水盤管(7)進水管處的第三溫度傳感器(15)電連接。
2.根據權利要求1所述的低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統，其特征在于所述空調箱(3)的冷風出口和熱風入口分別與所述機柜(2)的底部、機房(1)地板的透風口連通， 在所述機柜(2)的背門上設有通風口。
3.根據權利要求2所述的低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統，其特征在于所述膨脹閥為電子膨脹閥(16)，所述電子膨脹閥的驅動裝置為步進電機。
4.根據權利要求1至3所述的任一種低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統，其特征在于所述空調箱(3 )還包括風機；所述自然冷卻器(8 )還包括至少一個風扇。
全文摘要
本發明公開了一種低PUE高密度液冷節能機房冷卻系統，包括機房，機柜，空調箱，由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器與所述空調箱的水盤管構成的壓縮冷卻循環系統，和由自然冷卻器與所述空調箱的水盤管構成的自然冷卻循環系統，空調箱的水盤管出口與電動三通閥的入口連通，電動三通閥的兩個出口分別與蒸發器的水盤管入口、自然冷卻器的水盤管入口連通；微電腦控制系統分別于壓縮冷卻循環系統、自然冷卻循環系統、電動三通閥、設置于自然冷卻器外部的第一溫度傳感器、設置于機柜背門處的第二溫度傳感器、及設置于空調箱的水盤管進水管處的第三溫度傳感器電連接。本發明能夠自動調節壓縮機的輸出能力，充分利用外部冷源，實現精確節能。
文檔編號F24F5/00GK102331043SQ20111019880
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者孫晨嘯, 沈純堅, 熊偉, 王莉珠, 邊歡歡, 陳國珍 申請人:孫晨嘯, 沈純堅, 熊偉, 王莉珠, 邊歡歡, 陳國珍