[发明专利]一种相变冷却塔、数据中心的制冷系统及制冷方法

说明书

本发明实施例提供了一种相变冷却塔、数据中心的制冷系统及制冷方法，所述数据中心的制冷系统，包括设置在数据中心的室外的相变冷却塔，设置在数据中心的室内的末端系统；所述相变冷却塔与所述末端系统之间通过管路系统连通；所述管路系统将承载的液体状的第二载冷剂输配至末端系统，所述第二载冷剂在末端系统吸收热量从液体变为气体，从而对数据中心的室内进行制冷；所述管路系统还用于将气体状的第二载冷剂输配至所述相变冷却塔中的氟‑氟换热器，由所述氟‑氟换热器吸收所述第二载冷剂的热量，并将所述第二载冷剂再冷却为液体。所述相变冷却塔、所述管路系统和所述末端系统分别部署在集装箱箱体中。可以兼顾高密度、可靠、低成本及快速部署。

【技术领域】

本发明涉及数据中心的制冷技术领域，尤其涉及相变冷却塔、数据中心的制冷系统及制冷方法。

【背景技术】

随着云计算、大数据、物联网及人工智能的兴起，大型数据中心的需求与日俱增；各国及各大公司对环境和能耗也越来越重视。数据中心作为耗能大户，且作为未来前沿技术的主要载体，其基础设施侧的主要要求在节能、快速灵活部署及成本优化上，制冷系统作为主要的耗能大户是优化的重点。同时，服务器及芯片技术的发展，以GPU、FPGA及ASIC等异构计算及高性能CPU的发展，都使计算密度越来越高，如何在解决高密度能耗冷却的同时，提高部署速度，同时得到较低的能耗，并保持高可靠性，至关重要。

现有的解决方案中，主要有三大思路。一是IT侧的模块化方案，采用IT侧的模块化部署结合近端制冷(行级空调、背板空调、顶置空调等)及冷冻站(冷水机组、管路阀件及泵系统、冷却塔等)；二是风侧自然冷却方案，采用风侧自然冷却(直接新风、间接新风)结合建筑结构的定制化设计并辅助以大型风管系统；三是液冷方案，采用液冷技术(冷板式液冷、浸没式液冷等)结合服务器本身的定制化高密度设计。

但是，这几种方案都没有很好的兼顾高密度、可靠性、低成本及快速部署四大问题：

IT侧的模块化方案，虽然部分实现了高密度且成本较低，但是由于存在非常复杂的冷冻站系统，部署非常不灵活，且初期投入很大，后期运维也相当复杂且运行效率与实际设计相去甚远，而且水进入机房也对可靠提出极大挑战；

风侧自然冷方案，虽然较好解决了快速部署及可靠性的问题，在节能方面也有其优势，但是其对于建筑结构及环境的依赖很大，应用范围有限，且风侧冷却换热效率低，无法应对高功率密度；

液冷方案，是最节能的方案且通过服务器定制化可以实现灵活部署，但其可靠性风险较大，且投资成本很高，应用范围有限，仅适合超高功率密度的应用。

【发明内容】

有鉴于此，本发明实施例提供了一种相变冷却塔、数据中心的制冷系统及制冷方法，可以兼顾高密度、可靠性、低成本及快速部署。

本发明实施例的一方面，提供一种相变冷却塔，所述相变冷却塔由上至下依次包括：风扇、相变冷凝器、第一氟泵、氟-氟换热器、蓄水盘、第二氟泵、第一载冷剂输配管道；其中，

所述第一载冷剂输配管道用于将气体状的第一载冷剂传输至所述相变冷凝器；

所述相变冷凝器用于对气体状的所述第一载冷剂散热，再冷凝为液体；

所述第一氟泵用于将冷凝后的液体状的所述第一载冷剂通过所述第一载冷剂输配管道传输至所述氟-氟换热器；

所述氟-氟换热器用于通过液体状的所述第一载冷剂吸收管路系统承载的第二载冷剂的热量，并将液体状的所述第一载冷剂转换为气体，再由第一载冷剂输配管道将气体状的所述第一载冷剂传输至所述相变冷凝器；

所述相变冷凝器之上的所述风扇，用于对所述相变冷凝器散热，使得所述相变冷凝器上的热量传递至空气中，实现散热；

其中所述第一载冷剂采用相变换热工质。