(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210640196.5 (22)申请日 2022.06.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114828597 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 中国矿业大 学 地址 221000 江苏省徐州市大 学路1号 (72)发明人 李晓昭　凌云志　赵鹏　赵善国　 (74)专利代理 机构 北京淮海知识产权代理事务 所(普通合伙) 32205 专利代理师 薛茹丹 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (56)对比文件 CN 20415 3902 U,2015.02.1 1 CN 206670103 U,2017.1 1.24 US 2009262495 A1,20 09.10.22 US 2009262495 A1,20 09.10.22 US 20121 11038 A1,2012.0 5.10 JP 2016042350 A,2016.0 3.31 WO 2013017358 A1,2013.02.07 JP 2008249285 A,20 08.10.16CN 104837323 A,2015.08.12 CN 206542693 U,2017.10.0 3 CN 105813444 A,2016.07.27 CN 10198 8722 A,2011.03.23 CN 105299807 A,2016.02.0 3 CN 1070721 13 A,2017.08.18 CN 110762896 A,2020.02.07 CN 113108389 A,2021.07.13 CN 105698314 A,2016.0 6.22 CN 111006414 A,2020.04.14 CN 103499137 A,2014.01.08 田哲宁,黄翔屈,名勋. 《蒸发冷却技 术在数 据中心液冷系统中的应用探讨》 . 《制冷与空调》 .2022,第36卷(第1期), 刘凯磊. 《蒸发冷却+机 械制冷联合空调 系统 在数据中心的应用研究》 . 《CNKI优秀硕士学位 论 文全文数据库》 .2018, Maxime Vuck ovic,Nicolas Depret. 《Test Data Analysis of Heatsi nk, Direct L iquid Cooling and Pas sive 2-Phase Enhanced Air Cooling Based o n Loop Heat Pipe》 . 《IE EE》 .2016, 审查员 侯仁俊 (54)发明名称 基于自然冷却与服务器级别冷却的灾备数 据中心冷却系统 (57)摘要 一种基于自然冷却与服务器级别冷却的灾 备数据中心冷却系统， 应用于地下环境， 包括空 冷模块、 数据中心机房室内循环模块、 双级回路 服务器冷却模块、 机械制冷模块和地下水源制冷 模块； 一方面， 通过机械制冷模块和地下水源制 冷模块最大限度地利用自然冷源， 延长自然冷却 时间， 降低能耗； 另一方面， 当出现灾害时， 地下 水源制冷模块作为灾备系统独立制备冷水， 为服 务器正常工作提供所需制冷量。 本发 明采用间接 蒸发冷却技术实现了数据中心全年自然冷却， 满足夏季等高温工况下制备冷水的需求； 采用地下 水源制冷系统作为备用冷却系统； 利用双级回路 服务器级别冷却技术实现超高发热密度机柜的 高效换热， 大幅降低数据中心能耗， 同时提高了 元件换热效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114828597 B 2022.11.08 CN 114828597 B 1.一种基于自然冷却与服务器级别冷却的灾备数据中心冷却系统， 其特征在于， 包括 空冷模块(1)、 数据中心机房室内循环模块(2)、 双级 回路服务器冷却模块(3)、 机械制冷模 块(4)和地下 水源制冷模块(5)； 所述空冷模块(1)包括填料塔(101)、 表冷器(102)、 排风机(103)、 循环水泵(104)、 板式 换热器一(105)、 冷却水循环阀组一(106)、 回水水泵一(107)、 冷却水循环阀(108)； 所述数 据中心机房室内循环模块(2)包括机柜(201)、 服务器(202)、 回水分流器(203)、 储冷罐一 (204)、 充冷阀一(205)、 放冷阀一(206)、 保冷阀一(207)、 储冷罐二(208)、 充冷阀二(209)、 放冷阀二(210)、 保冷阀二(211)； 所述双级回路服务器冷却模块(3)包括双级回路水泵 (301)、 可移动支架(302)、 冷媒汇集管(303)、 冷媒 回流管(304)、 中间换热冷板(305)、 快接 插头配件(306)、 蒸发端平接换热器(307)、 冷凝端平接换热器(308)、 热管环路(309)、 流体 输配管路(310)； 所述机械制冷模块(4)包括空冷单元和水冷单元， 所述空冷单元包括冷凝 器一(401)、 蒸发器一(402)、 压缩机一(403)、 膨胀阀一(404)， 所述水冷单元包括冷凝器二 (405)、 压缩机二(406)、 膨胀阀二(407)、 蒸发器二(408)； 所述地下水源制冷模块(5)包括地 下水源(501)、 供水水泵(503)、 原水循环阀组(504)、 板式换热器二(505)、 回水水泵二 (506)、 冷却水循环阀组二(5 07)； 所述供水水泵(503)的吸水口通过主供水管路与 地下水源(501)连接， 其排水口依次通 过原水循环阀组(504)中的原水循环阀A(508)、 板式换热器二(505)的一次侧与冷凝器二 (405)的进水口连接， 冷凝器二(405)的出水口通过原水循环阀组(504)中的原水循环阀B (509)与主 回水管路的一端连接， 主 回水管路的另一端与地下水源(501)连接； 所述压缩机 二(406)的吸气口、 排气口分别与蒸发器二(408)的冷媒出口、 冷凝器二(405)的冷媒进口连 接， 蒸发器二(408)的冷媒进口通过膨胀阀二(407)与冷凝器二(40 5)的冷媒出口连接； 所述回水水泵二(506)的排水口与蒸发器二(408)的进水口连接， 蒸发器二(408)的出 水口依次通过板式换热器二(505)的二次侧、 冷却水循环阀组二(507)中的冷却水循环阀二 A(510)与充冷阀二(209)的入口端连接， 充冷阀二(209)的出口端与储冷罐二(208)的进水 口连接， 储冷罐二(208)的出水口与放冷阀二(210)的入口端 连接， 充冷阀二(209)的入口端 还通过保冷阀二(211)与放冷阀二(210)的出口端连接， 回水水泵二(506)的吸水口通过冷 却水循环阀组二(5 07)中的冷却水循环阀二B(51 1)与回水分流器(20 3)的一个出 水口连接； 所述可移动支架(302)底部设置有滚轮， 其上部 并排的安装有冷媒汇集管(303)和冷媒 回流管(304)， 且冷媒汇集管(303)和冷媒回流管(304)上由上到下相对应的连接有多对快 接插头配件(306)； 所述双级回路水泵(301)的吸水口通过流体输配管路(310)与放冷阀一 (206)和放冷阀二(210)的出口端连接， 其排水口与冷媒汇 集管(303)的上端 连接， 冷媒回流 管(304)的上端与回水分流器(20 3)的进水口连接； 所述蒸发端平接换热器(307)安装在机柜(201)中的服务器(202)上， 其通过热管环路 (309)与冷凝端平接换热器(308)连接； 冷凝端平接换热器(308)紧贴于中间换热冷板(305) 上， 中间换热冷板(305)的换热通道两端分别与冷媒汇集管(303)和冷媒回流管(304)上的 一对快接插头配件(3 06)连接； 所述回水水泵一(107)的吸水口与回水分流器(203)的另一个出水口连接， 其排水口依 次通过冷却水循环阀组一(106)中的冷却水循环阀一A(109)、 板式换热器一(105)的二次 侧、 冷却水循环阀组一(106)中的冷却水循环阀一B(110)与蒸发器一(402)的进口水连接，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114828597 B 2蒸发器一(402)的出水口通过充冷阀一(205)与储冷罐一(204)的进水口连接， 储冷罐一 (204)的出水口与放冷阀一(206)的入口端 连接， 放冷阀一(206)的出口端与放冷阀二(210) 的出口端连接， 放冷阀一(206)的出口端还通过保冷阀一(207)与蒸发器一(402)的出水口 连接； 回水水泵一(107)的排水口还通过冷却水循环阀(108)与蒸发器一(402)的进口水连 接； 所述表冷器(102)安装在填料塔(101)的外表面， 所述排风机(103)安装在填料塔(101) 的顶部排气口中； 所述循环水泵(104)的吸水口与填料塔(101)底部的排水口连接， 其排水 口通过板式换热器一(105)的一次侧与冷凝器一(401)的进水口连接， 冷凝器一(401)的出 水口通过表冷器(102)的一端连接， 表冷器(102)的另一端与填料塔(101)内部的液体喷淋 器连接； 所述压缩机一(403)的吸气口、 排气口分别与蒸发器一(402)的冷媒出口、 冷凝器一 (401)的冷媒进口连接， 蒸发器一(402)的冷媒进口通过膨胀阀一(404)与冷凝器一(401)的 冷媒出口连接 。 2.根据权