[发明专利]适用于高热密度数据中心的微通道液冷耦合风冷系统

说明书

本发明提供了一种适用于高热密度数据中心的微通道液冷耦合风冷系统，包括：微通道液冷耦合风冷的高效余热收集系统、太阳能集热/蓄热器系统和基于转轮吸附除湿机及露点蒸发冷却器的空调系统，其中，微通道液冷耦合风冷的高效余热收集系统与太阳能集热/蓄热系统通过管道连接；太阳能集热/蓄热系统与基于转轮吸附除湿及露点蒸发冷却器的空调系统通过管道连接；本发明采用微通道液冷耦合风冷的技术对数据中心高热密度和低热密度区域分别冷却，并利用微通道空气与水换热器，将微通道液体冷却系统和空调风冷系统有机结合起来，利用微通道液体冷却系统的余热加热机柜排风，同时机柜排风作为冷源冷却液冷系统工质，实现了数据中心余热的高效利用。

技术领域

本发明涉及数据中心冷却系统技术领域，具体地，涉及一种适用于高热密度数据中心的微通道液冷耦合风冷系统，尤其涉及一种基于高效余热利用的高热密度数据中心微通道液冷耦合风冷系统，特别是一种耦合太阳能光热及吸附除湿的高效余热利用数据中心冷却系统。

背景技术

随着数据中心服务器功率的持续增长，单机柜发热量逐渐升高，高热密度数据中心的冷却系统面临越来越大的挑战。当数据中心单机柜发热功率达到10～15kW时，采用常规的风冷系统会导致服务器和机柜内局部过热的现象，致使服务器发生宕机的概率大幅增加。为确保服务器在安全温度下工作，现有的方案通常是增大送风流量或是降低送风温度，使得数据中心空调系统的能耗大大增加，占到了数据中心总能耗的40％左右。

造成数据中心空调系统能耗过高的原因有两个方面：首先，现有数据中心服务器的发热功率在空间分布上极度不均，一些高功率元件(芯片等)的发热功率跟低功率原件(存储、南桥等)相差两个数量级以上。但传统的风冷型散热系统对于机柜中不同功率的元件采用统一的冷却方式，为了控制高功率元件的温度低于所设定的安全温度阈值，系统通常采用冗余设计，其结果往往导致低功率元件过度的冷却，造成不必要的能源浪费。其次，数据中心存在大量稳定的排风余热，排风温度一般在40～45℃。由于冗余设计的缘故，进一步降低了排风温度，使得排风余热的利用更加困难，因此大多数据中心直接将排风余热排放到室外环境中，浪费了大量的余热能源。

经过检索，专利文献CN110996618A公开了一种数据中心、机房的水冷型相变冷却方法及装置，包括内部风冷吸热组件、外部水冷散热组件、进液管和排汽管；内部风冷吸热组件通过排汽管和进液管与外部水冷散热组件连接，内部风冷吸热组件的液态工质吸收数据中心、机房内的热气后蒸发为汽态工质，汽态工质通过排汽管进入外部水冷散热组件；进入外部水冷散热组件的汽态工质在外部水冷散热组件内冷凝成液态工质，在重力作用下经进液管进入内部风冷吸热组件内，继续与数据中心、机房内的热气流进行换热。但是该现有技术并没有充分利用数据中心的余热和可再生能源，浪费了大量的余热能源。

因此，为降低高热密度数据中心空调系统的能耗，需要综合考虑服务器设备内部电子元件发热功率分布不均的现状以及如何提高数据中心排风余热温度，实现排风余热的高效回收利用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于高热密度数据中心的微通道液冷耦合风冷系统。

根据本发明提供的一种适用于高热密度数据中心的微通道液冷耦合风冷系统，包括：微通道液冷耦合风冷的高效余热收集系统、太阳能集热/蓄热器系统和基于转轮吸附除湿机及露点蒸发冷却器的空调系统，

其中，微通道液冷耦合风冷的高效余热收集系统与太阳能集热/蓄热系统通过管道连接；

太阳能集热/蓄热系统与基于转轮吸附除湿及露点蒸发冷却器的空调系统通过管道连接；

当适用于高热密度数据中心的微通道液冷耦合风冷系统处于工作状态时，利用微通道液冷耦合风冷的高效余热收集系统对数据中心的余热进行；进一步利用太阳能集热/蓄热系统作为加热数据中心排风的二次热源，对数据中心排风进行提质增热；二次热源对基于转轮吸附除湿及露点蒸发冷却器的空调系统中的吸附材料进行脱附。