[发明专利]具有两相流体热回路的用于数据中心的外部冷却单元设计

说明书

一种具有两相流体热回路的用于数据中心的外部冷却单元设计。一种冷却系统包括从蒸发器接收蒸气形式的制冷剂的进入端口、将液体形式的制冷剂返回蒸发器的流出端口、联接到进入端口和流出端口的冷凝器、以及联接到进入端口和冷凝器的压缩机。当冷却系统以第一模式运行时，冷凝器被配置成接收制冷剂并将制冷剂从蒸气形式冷凝成液体形式，并将液体形式的制冷剂返回到流出端口。当冷却系统以第二模式运行时，压缩机被配置成压缩蒸气形式的制冷剂，并将压缩的制冷剂供应到冷凝器以在其中冷凝。

技术领域

本发明的实施例通常涉及冷却系统。更具体地，本发明的实施例涉及用于数据中心的冷却系统。

背景技术

数据中心是关键任务设施，用于容纳IT设备和服务器。业务需求和使用情况的变化，计算功率需求的变化等等，都会导致IT设备设计的显著变化。IT设计的变化包括不同类型的服务器管理解决方案的变化。这给数据中心冷却基础结构设计带来了挑战，因为数据中心和数据中心冷却需要持续、灵活地支持IT部署和操作。此外，就Op-ex(操作费用)和Cap-ex(资本费用)而言，冷却系统对数据中心至关重要。数据中心冷却系统面临的新挑战之一是最小化占地面积需求。

工业界和学术界有针对冷却系统设计有许多创新工作。市场上有许多现有的冷却解决方案或冷却产品。然而，对于所讨论的使用情况中的动态变化，冷却系统需要不断创新。对于使用两相流体的直接冷却技术，已经有一些服务器和机架解决方案，但是在基础结构上扩展这些解决方案以支持这些使用情况或进行规模化部署是有限制的。

能效(操作成本)也很重要，因为对于大多数数据中心来说，冷却系统消耗了数据中心很大一部分电力。此外，冷却系统需要大量的占地空间，当数据中心间距在某些位置受到限制时，这是一个重大挑战。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本申请一方面实施例提出一种冷却系统，包括：进入端口，用于接收来自蒸发器的蒸气形式的制冷剂；流出端口，用于将液体形式的制冷剂返回所述蒸发器；联接到所述进入端口和所述流出端口的冷凝器；和联接到所述进入端口和所述冷凝器的压缩机，其中当所述冷却系统在第一模式下运行时，所述冷凝器被配置成接收所述制冷剂并将所述制冷剂从所述蒸气形式冷凝成所述液体形式，并将所述液体形式的所述制冷剂返回到流出端口，和其中当所述冷却系统在第二模式下运行时，所述压缩机被配置成压缩所述蒸气形式的所述制冷剂，并将压缩的制冷剂供应给所述冷凝器以在其中冷凝。

在本申请的实施例中，所述冷凝器被配置成使用自然对流方式来冷凝所述蒸气形式的所述制冷剂。

在本申请的实施例中，所述冷却系统还包括冷却风扇，以在所述蒸气形式的所述制冷剂在冷凝器盘管中流动时产生经过所述冷凝器盘管的空气流。

在本申请的实施例中，所述冷却系统还包括：一个或多个喷嘴，用于将液体喷射到所述冷凝器盘管上；水池，用于接收经过所述冷凝器盘管的所述液体；和液体泵，用于将所述液体再循环回所述喷嘴。

在本申请的实施例中，所述冷却系统还包括联接到所述冷凝器、所述进入端口和所述压缩机的第一三通阀，其中在所述第一模式期间，所述第一三通阀被配置为将所述冷凝器直接与所述进入端口连接，而不通过所述压缩机。

在本申请的实施例中，在所述第二模式期间，所述第一三通阀被配置成将所述制冷剂从所述进入端口转移到所述压缩机，所述压缩机进而将压缩的制冷剂供应到所述冷凝器。

在本申请的实施例中，所述冷却系统还包括被配置为感测环境温度的温度传感器，其中当所述环境温度低于预定阈值时，所述第一模式被激活。

在本申请的实施例中，所述冷凝器被定位使得冷凝的制冷剂由于重力以液体形式返回到流出端口，而不使用液体泵。