[发明专利]一种刀片式小型数据中心降噪热控系统

说明书

本发明公开了一种刀片式小型数据中心降噪热控系统，属数据中心环境控制领域。该系统同时具有制冷和降噪功能，分为蒸发器侧箱体和冷凝器侧箱体两部分，采用蒸汽压缩制冷系统实现制冷散热，采用被动降噪的方式降低噪声。蒸发器换热气流经由制冷风扇和导流风扇增强散热，冷凝器气流通过百叶窗导流，加强了散热；整个系统采用封闭式设计，用密闭隔离板将压缩机密封在一个小空间与冷凝器隔开，同时采用多种降噪材料和手段极大降低压缩机噪音、管路排气空气动力噪音等，增强了降噪效果。

技术领域：

本发明公开了一种刀片式小型数据中心降噪热控系统，属数据中心环境控制技术领域。

背景技术：

基于计算需求的不同，数据中心的规模大小存在差异。对于小企业或个人用户，小型数据中心可极大提高运行效率并节省空间成本。当前小型数据中心热控封装系统主要有刀片式数据中心、塔式数据中心和机柜式数据中心等，其中广泛应用的刀片式数据中心为开放式结构，在产生较高制冷风量同时伴随较高气动噪声，添加消音组件又会使风阻增大，从而降低制冷量，目前的小型刀片式数据中心热控系统没有很好地同时解决制冷和降噪的问题。

发明内容：

本发明提出一种刀片式小型数据中心降噪热控系统，分为蒸发器侧箱体和冷凝器侧箱体两部分。蒸发器侧箱体是一个隔音绝热的封闭空间，内部安装了刀片式数据中心及其支架、蒸发器、两排强化换热的制冷风扇和一排增强气流组织的轴流风扇。通过制冷剂在蒸发器内的气化吸热实现刀片式数据中心的热控。冷凝器侧箱体是一个半封闭的空间，内部安装了压缩机、膨胀阀、冷凝器和风扇。在箱壁上安装百叶窗改善空气流向。蒸发器侧和冷凝器侧箱体内部由内至外依次安装吸音材料、隔音材料和保温棉进行隔热降噪，最外侧为木板。为了降低噪声，所发明的隔热降噪系统采用封闭式和半封闭式的结合设计，尽量避免噪声传递到箱体外部；由蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀组成的蒸汽压缩制冷回路为工作运转的数据中心提供冷源。

一种刀片式小型数据中心降噪热控系统的优点在于：

1、制冷风扇和轴流风扇增强了蒸发器侧箱体内部的气流流动，将刀片式数据中心周围的高温空气吹到蒸发器下方，避免局部温度过高，加强了对刀片式数据中心的热控效果；

2、蒸发器的制冷风扇和轴流风扇处于密闭空间内，压缩机被密闭隔离板密封在一个独立空间内，阻断了制冷风扇、轴流风扇和压缩机噪音通过空气直接向外界传播的路径；

3、冷凝器侧的风扇气流通过百叶窗导流，改善了气流流向，降低了气流噪声并保证了散热效果；

4、压缩机排气管采用弯管或软管形式，减弱压缩机内周期性排气引起的空气动力噪音；压缩机下端管路加固定支撑以增加刚度减小管路共振噪音；箱体内壁上贴附吸音材料，外部附加隔音材料，最后附加保温棉再与箱体接触，极大增强降噪效果。

附图说明：

图1是本发明刀片式型数据中心的降噪热控系统示意图。

图中：1.蒸发器侧箱体，2.冷凝器侧箱体，3.刀片式数据中心，4.蒸发器，5.制冷风扇，6.轴流风扇，7.压缩机，8.膨胀阀，9.冷凝器，10.冷凝器风扇，11.百叶窗，12.密闭隔离板，13.吸音材料，14.隔音材料，15.保温棉，16.数据中心支架，17.蒸发器支架，18.管路，19木板，20.软管

具体实施方式：

结合图1说明系统的工作过程。蒸发器侧箱体(1)内部，制冷工质在蒸发器(4)内吸热并气化产生低压蒸气，被冷凝器侧箱体(2)内的压缩机(7)吸入，变成高压蒸气排出并在冷凝器(9)凝结成高压液体经膨胀阀(8)节流，变为低压低温液体进入蒸发器(4)，在蒸发器(4)中再次气化制冷，实现对刀片式数据中心的热控功能。蒸发器侧箱体(1)利用制冷风扇(5)和轴流风扇(6)加强内部的气流组织，增强了蒸发器(4)的换热效果；冷凝器侧箱体(2)利用风扇增加空气流速，增强冷凝器(9)的换热效果。

在降噪方面，通过将制冷风扇(5)和轴流风扇(6)隔离在蒸发器侧箱体(1)内，减小风扇转动过程中的噪声传播至环境中。针对冷凝器侧箱体(2)内压缩机(7)的噪声，箱体用密闭隔离板(12)将压缩机(7)密封在一个空间，在箱体内壁上依次贴附吸音材料(13)、隔音材料(14)，一方面减小噪音通过机壳直接向外界的辐射传播，另一方面通过加软管(21)实现降低压缩机周期性的进排气所引起的空气动力噪音噪声。另外，通过降低压缩机(7)入口管路(18)长度的方式减轻压缩机(7)工作引起的箱体振动。冷凝器风扇(10)设计成百叶窗结构(11)进风口及出风口的降噪风道实现降噪。以上便完成降噪制冷耦合的热控系统。