本发明涉及服务器散热领域，并且更具体地，涉及一种高可靠节能数据中心及其散热调节方法。
背景技术：
随着电子信息行业的飞速发展，数据中心的发展也进入到一个新的阶段。特别是模块化数据中心应用越来越多；目前数据中心在加强基础管理的同时，为维持恒定的室内温度需要全年为之降温，由此带来的巨额的耗电量及电费。据统计，在数据中心机房中制冷空调设备的耗能约占总体耗能的40％。而我国华北、西北及东北等地区，可利用自然冷源天数占全年的百分比相当可观，利用这一自然冷源成为节能的首要措施。
为适应数据中心绿色节能的趋势，利用自然冷源减少数据机房的能耗，成为本发明的重点。
技术实现要素：
鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种高可靠节能数据中心及其散热调节方法，以适应数据中心绿色节能的趋势，利用自然冷源减少数据机房的能耗。
基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种高可靠节能数据中心，包括设置在机房地板上的多个机柜、机房顶板上的开孔顶板、机房地板上的开孔地板、氟泵空调系统、自然通风系统，其中，
所述多个机柜之间平行间隔排列，所述开孔顶板和开孔地板分别位于所述机柜之间的间隔的上部和下部；
所述氟泵空调系统包括分别设置在所述机柜的顶部和底部的冷却模块以及置于所述数据中心顶部的换热模块；
所述自然通风系统包括设置于所述数据中心外围的新风口及置于所述数据中心顶部的与所述氟泵空调系统共用的换热模块。
在一些实施方式中，还包括消防系统，所述消防系统包括布置于所述开孔顶板的烟雾传感器、温度传感器、以及数据中心顶部的处于两个所述换热模块之间的消防装置，所述消防装置包括消防喷头。
在一些实施方式中，所述开孔顶板和所述开孔地板均为可调节多孔板，所述可调节多孔板可开启、关闭和/或按不同开孔率进行调节。
在一些实施方式中，所述冷却模块包括送风机、倾斜安装的蒸发器以及安装在所述蒸发器后侧的氟泵。
在一些实施方式中，所述换热模块包括室外风进口、冷凝器、排风机，其中室外风在所述排风机作用下由所述室外风进口进入所述换热模块，以对所述冷凝器内的制冷剂进行降温冷却。
在一些实施方式中，所述的蒸发器配置为使其中的循环工质在机房内被加热蒸发为气体，并经过冷媒管进入所述数据中心顶部的所述换热模块的所述冷凝器中；所述冷凝器配置为将其冷凝为液体，以使所述冷凝后的液体通过另一个冷媒管回到蒸发器。
在一些实施方式中，两列所述柜体以及其顶部的冷却模块和所述两列柜体之间的开口顶板、开孔地板形成封闭的热风区，所述两列柜体的两侧包括密封的冷通道。
在一些实施方式中，所述烟雾传感器、所述温度传感器配置为在同时触发信号时，开所述启多孔顶板及所述消防装置，所述消防装置通过所述喷头将灭火气体经由所述多孔顶板进入热风区。
本发明实施例的另一方面提供了一种对高节能数据中心进行散热调节的方法，包括以下步骤：
响应于室外环境处于第一温度范围，开启位于机柜之间的间隔上方的多孔顶板，并关闭所述机柜顶部和底部的冷却模块、所述数据中心顶部的换热模块的室外风进口、以及所述机柜之间的间隔下方的开孔地板，室外自然风通过所述机柜两侧的新风口进入所述机柜两侧的冷风区；以及
所述冷风区中的空气经所述机柜为其中的电子设备冷却后进入所述机柜之间间隔的热风区，所述热风区的热空气经所述多孔顶板进入所述换热模块，在所述换热模块的风机作用下排出。
在一些实施方式中，还包括：
响应于所述室外环境处于低于所述第一温度范围的第二温度范围，关闭所述多孔顶板，并开启所述开孔地板、所述换热模块的室外风进口、所述机柜顶部和底部的冷却模块，从所述冷却模块送出的冷风进入所述冷风区经所述机柜为电子设备冷却后进入所述热风区，所述热风区的热空气经所述多孔地板后进入地板下部空间，而后分别进入所述机柜两侧的所述冷却模块。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的一种高可靠节能数据中心及其散热调节方法，通过自然通风技术、自然冷源送风技术、消防技术，有效达到了数据中心节能降耗和提高可靠性的目的，而且利用了自然冷源，降低了使用成本，但同时又产生了良好的降温散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1是根据本发明的一种高可靠节能数据中心的结构示意图。
具体实施方式
以下描述了本发明的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本发明的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
基于上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种高可靠节能数据中心，如图1所示，包括设置在机房地板上的多个机柜、机房顶板上的开孔顶板、机房地板上的开孔地板、氟泵空调系统、自然通风系统，其中，所述多个机柜之间平行间隔排列，所述开孔顶板和开孔地板分别位于所述机柜之间的间隔的上部和下部；所述氟泵空调系统包括分别设置在所述机柜的顶部和底部的冷却模块以及置于所述数据中心顶部的换热模块；所述自然通风系统包括设置于所述数据中心外围的新风口及置于所述数据中心顶部的与所述氟泵空调系统共用的换热模块。
在一些实施例中，还包括消防系统，所述消防系统包括布置于所述开孔顶板的烟雾传感器、温度传感器、以及数据中心顶部的处于两个所述换热模块之间的消防装置，所述消防装置包括消防喷头。
在一些实施例中，所述顶部顶板和所述开孔地板均为可调节多孔板，所述可调节多孔板可开启、关闭和/或按不同开孔率进行调节。
在一些实施例中，所述冷却模块包括送风机、倾斜安装的蒸发器以及安装在所述蒸发器后侧的氟泵。
在一些实施例中，所述换热模块包括室外风进口、冷凝器、排风机，其中室外风在所述排风机作用下由所述室外风进口进入所述换热模块，以对所述冷凝器内的制冷剂进行降温冷却。
在一些实施例中，所述的蒸发器配置为使其中的循环工质在机房内被加热蒸发为气体，并经过冷媒管进入所述数据中心顶部的所述换热模块的所述冷凝器中，所述冷凝器配置为将其冷凝为液体，以使所述冷凝后的液体通过另一个冷媒管回到蒸发器。
在一些实施例中，两列所述柜体以及其顶部的冷却模块和所述两列柜体之间的开口顶板、开孔地板形成封闭的热风区，所述两列柜体的两侧包括密封的冷通道。
在一些实施例中，所述烟雾传感器、所述温度传感器配置为在同时触发信号时，开所述启多孔顶板及所述消防装置，所述消防装置通过所述喷头将灭火气体经由所述多孔顶板进入热风区。
在一些实施例中，所述的冷却模块位于机柜下方以及机柜顶部，包括送风机、倾斜安装的蒸发器、氟泵，内部连接及外部连接管路为紫铜管，内部制冷剂为r410a。所述的送风机为冷风区送风，提供气流的循环动力；氟泵位于蒸发器的后侧，为制冷剂系统提供循环动力，将来自冷凝器的液态制冷剂输送到蒸发器内。蒸发器为冷却装置，位于氟泵和送风机之间，通过内部的制冷剂蒸发汽化吸热降低空气的温度；汽化后的制冷剂通过管路进入顶部的冷凝器内，室外风在排风机作用下进入换热模块对冷凝器内制冷剂降温冷却，制冷剂由气态变为液态再次通过管路进入冷却模块，如此循环。
在一些实施例中，顶部的换热模块由排风口、排风机、室外风进口、冷凝器等组成，排风机位于换热模块的顶部、下方为v型的冷凝器、下部为室外风进口。
所述的冷却模块分别安装于机柜顶部和下部，实现顶部和下部制冷，可保证机柜设备冷却的均衡性，防止顶部电子设备因热空气密度差问题而出现过热的问题。
在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，或者改变、添加以及省略等等，从而形成本发明范围内的另外实施例。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的一种高可靠节能数据中心通过自然通风技术、自然冷源送风技术、消防技术，有效达到了数据中心节能降耗和提高可靠性的目的，而且利用了自然冷源，降低了使用成本，但同时又产生了良好的降温散热效果。
基于上述目的，本发明的另一方面提出了一种对高节能数据中心进行散热调节的方法，包括以下步骤：
响应于室外环境处于第一温度范围，开启位于机柜之间的间隔上方的多孔顶板，并关闭所述机柜顶部和底部的冷却模块、所述数据中心顶部的换热模块的室外风进口、以及所述机柜之间的间隔下方的开孔地板，室外自然风通过所述机柜两侧的新风口进入所述机柜两侧的冷风区；以及
所述冷风区中的空气经所述机柜为其中的电子设备冷却后进入所述机柜之间间隔的热风区，所述热风区的热空气经所述多孔顶板进入所述换热模块，在所述换热模块的风机作用下排出。
在一些实施例中，还包括：响应于所述室外环境处于低于所述第一温度范围的第二温度范围，关闭所述多孔顶板，并开启所述开孔地板、所述换热模块的室外风进口、所述机柜顶部和底部的冷却模块，从所述冷却模块送出的冷风进入所述冷风区经所述机柜为电子设备冷却后进入所述热风区，所述热风区的热空气经所述多孔地板后进入地板下部空间，而后分别进入所述机柜两侧的所述冷却模块。
在一些实施例中，室外环境干球温度为10℃<t≤20℃，采用自然通风冷却模式，开启多孔顶板，关闭顶部换热模块室外风进口，关闭机柜顶部及下部的冷却模块，关闭下部的开孔地板，室外自然风通过新风口进入冷风区经机柜为电子设备冷却后进入热风区，热风区的热空气经多孔顶板后进入中间通道，而后分别进入两侧的顶部换热模块，在风机作用下排出。
在一些实施例中，当室外环境干球温度为t≤10℃时，采用氟泵自然冷却模式，关闭多孔顶板，开启下部的开孔地板，开启顶部换热模块室外风进口，开启机柜顶部及下部的冷却模块，冷却模块内的蒸发器为该系统的热端，机房外的冷凝器为其冷端，通过冷却模块内的氟泵为系统提供循环动力。从冷却模块送出的冷风进入冷风区经机柜为电子设备冷却后进入热风区，热风区的热空气经多孔地板后进入地板下部空间，而后分别进入两侧的冷却模块，继续冷却。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的一种调节上述任一项所述的数据中心的方法，在不同的室外环境温度下通过不同的散热调节方法均能实现良好的散热效果，有效利用了自然冷源，降低了使用成本。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。
上述实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
1.一种高可靠节能数据中心，其特征在于，包括设置在机房地板上的多个机柜、机房顶板上的开孔顶板、机房地板上的开孔地板、氟泵空调系统、自然通风系统，其中，
所述多个机柜之间平行间隔排列，所述开孔顶板和开孔地板分别位于所述机柜之间的间隔的上部和下部；
所述氟泵空调系统包括分别设置在所述机柜的顶部和底部的冷却模块以及置于所述数据中心顶部的换热模块；
所述自然通风系统包括设置于所述数据中心外围的新风口及置于所述数据中心顶部的与所述氟泵空调系统共用的换热模块。
2.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，还包括消防系统，所述消防系统包括布置于所述开孔顶板的烟雾传感器、温度传感器、以及数据中心顶部的处于两个所述换热模块之间的消防装置，所述消防装置包括消防喷头。
3.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述开孔顶板和所述开孔地板均为可调节多孔板，所述可调节多孔板可开启、关闭和/或按不同开孔率进行调节。
4.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述冷却模块包括送风机、倾斜安装的蒸发器以及安装在所述蒸发器后侧的氟泵。
5.根据权利要求1所述的数据中心，其特征在于，所述换热模块包括室外风进口、冷凝器、排风机，其中室外风在所述排风机作用下由所述室外风进口进入所述换热模块，以对所述冷凝器内的制冷剂进行降温冷却。
6.根据权利要求4所述的数据中心，其特征在于，所述的蒸发器配置为使其中的循环工质在机房内被加热蒸发为气体，并经过冷媒管进入所述数据中心顶部的所述换热模块的所述冷凝器中；所述冷凝器配置为将其冷凝为液体，以使所述冷凝后的液体通过另一个冷媒管回到蒸发器。
7.根据权利要求2所述的数据中心，其特征在于，两列所述柜体以及其顶部的冷却模块和所述两列柜体之间的开口顶板、开孔地板形成封闭的热风区，所述两列柜体的两侧包括密封的冷通道。
8.根据权利要求7所述的数据中心，其特征在于，所述烟雾传感器、所述温度传感器配置为在同时触发信号时，开所述启多孔顶板及所述消防装置，所述消防装置通过所述喷头将灭火气体经由所述多孔顶板进入热风区。
9.一种对高节能数据中心进行散热调节的方法，其特征在于，包括以下步骤：
响应于室外环境处于第一温度范围，开启位于机柜之间的间隔上方的多孔顶板，并关闭所述机柜顶部和底部的冷却模块、所述数据中心顶部的换热模块的室外风进口、以及所述机柜之间的间隔下方的开孔地板，室外自然风通过所述机柜两侧的新风口进入所述机柜两侧的冷风区；以及
所述冷风区中的空气经所述机柜为其中的电子设备冷却后进入所述机柜之间间隔的热风区，所述热风区的热空气经所述多孔顶板进入所述换热模块，在所述换热模块的风机作用下排出。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述室外环境处于低于所述第一温度范围的第二温度范围，关闭所述多孔顶板，并开启所述开孔地板、所述换热模块的室外风进口、所述机柜顶部和底部的冷却模块，从所述冷却模块送出的冷风进入所述冷风区经所述机柜为电子设备冷却后进入所述热风区，所述热风区的热空气经所述多孔地板后进入地板下部空间，而后分别进入所述机柜两侧的所述冷却模块。
技术总结