(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111647789.6 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 中通服咨询设计 研究院有限公司 地址 210000 江苏省南京市 建邺区楠溪江 东街58号 (72)发明人 田振武　王桂坤　陆晓宇　王克勇　 王丽　张铮　张金辉　岑婷玲　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 代理人 黄振华 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系 统 (57)摘要 本发明公开一种基于冷塔自然冷却的数据 中心多级冷却系统， 冷却系统末端利用液冷冷却 单元带走服务器 芯片发热量， 同时行级冷却模块 用来消除扩散到机房环境内的热量。 与传统机房 风冷却技术相比多级并相互独立冷却模式既能 精确的将 机房内芯片发热源的热量带走， 又能维 持机房内环 境温度在合理舒适的范围。 冷塔在数 据中心全年冷却过程中作为冷源， 一方面给机房 内液冷服务器提供冷水， 另一方面通过内置冷凝 器在夏季和过渡季节充分利用冷塔排风提高机 行级冷却模块所用压缩制冷、 氟泵制冷的冷却效 率。 同时， 冷塔内设置双 布水器， 分别置于冷凝器 上下方， 在冬季仅通过切换水管阀门就能实现冷 凝器对进入冷塔的水进行加热， 解决了冷塔冬季 防冻的问题。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114269127 A 2022.04.01 CN 114269127 A 1.基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 包括一级冷却系统和二 级冷却系统； 一级冷却系统包括液冷冷却单元(9)、 冷塔(1)、 第一板换(5)、 一级一次水系统和一级 二次水系统； 液冷冷却单元(9)通过一级二次水系统与第一板换(5)相连， 第一板换(5)通过 一级二次水系统与冷塔(1)相连； 二级冷却系统包括行级冷却模块(10)、 机械制冷单元、 第二板换(14)、 二级一次水系统 和二级二次水系统； 行级冷却模块(10)通过二级二次水系统与第二板换(14)相连， 第二板 换(14)通过二级二次水系统与机 械制冷单 元相连。 2.根据权利要求1所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 所 述一级一次水系统包括第一回水 管(2)、 第一供 水管(4)、 第一水泵(3)； 冷塔(1)通过第一供水管(4)与第一板换(5)冷源侧相连， 第一板换(5)冷源侧通过第一 回水管(2)连接冷塔(1)构成回路。 3.根据权利要求2所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 所 述一级二次水系统包括第二回水 管(6)、 第二供 水管(8)、 第二水泵(7)； 液冷冷却单元(9)通过第二回水管(6)经由第二水泵(7)与第一板换(5)用户侧相连， 第 一板换(5)用户侧通过第二供 水管(8)连接液冷 冷却单元(9)构成回路。 4.根据权利要求3所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 所 述二级二次水系统包括第三回水 管(11)、 第三供 水管(12)、 第三水泵(13)； 行级冷却模块(10)通过第三回水管(11)与第二板换(14)用户侧相连， 第二板换(14)用 户侧通过第三供 水管(12)经由第三水泵(13)连接行级冷却模块(10)构成回路。 5.根据权利要求4所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 所 述二级一次水系统包括制冷剂液相管(18)、 制冷剂气相管(19)； 所述机械制冷单元包括冷 凝器(24)、 节流阀(17)、 压缩机(16)和氟泵(15)； 冷凝器(24)依次通过制冷剂液相管(18)和节流阀(17)与第二板换(14)的冷源侧相连； 第二板换(14)的冷源侧可通过 连接压缩机(16)或氟泵(15)构成两条回路； 当第二板换(14)的冷源侧依次通过压缩机(16)和制冷剂气相 管(19)连接冷凝器(24) 构成压缩机(16)回路； 当第二板换(14)的冷源侧依次通过氟泵(15)和制冷剂气相管(19)连接冷凝器(24)构 成氟泵(15)回路。 6.根据权利要求5所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 所 述冷塔(1)包括排风口(21)、 进 风口(29)、 风机(22)、 布水器、 填料(28)、 水箱(30)； 所述布水 器包括第一布水器(23)、 第二布水器(27)； 第一布水器(23)设置在冷凝器(24)上部， 第一布 水器(23)上部依次连接风机(22)和 进风口(29)； 第二布水器(27)设置在冷凝器(24)下部， 第二布水器(27)下部依次连接填料(28)和水箱(3 0)。 7.根据权利要求6所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 所 述第一回水管(2)设置第一阀门(25)和第二阀门(26)， 第一布水器(23)通过第一阀门(25) 与第一回水 管(2)相连， 第二布水器(27)通过第二阀门(26)与第一回水 管(2)相连。 8.根据权利要求7所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 夏 季， 液冷冷却单元(9)的热量通过一级二次水系统和一级一次水系统传递至第二布水器权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114269127 A 2(27)， 与冷塔(1)内的风进行热湿交换； 行级冷却模块(10)吸收的热量经过二级一次水系统 和压缩机(16)回路与冷塔(1)内的风进行 热湿交换。 9.根据权利要求8所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 过 渡季， 液冷冷却单元(9)的热量通过一级二次水系统和一级一次水系统传递至第二布水器 (27)， 与冷塔(1)内的风进行热湿交换； 行级冷却模块(10)吸收的热量通过二级一次水系统 和氟泵(15)回路与冷塔(1)内的风进行 热湿交换。 10.根据权利要求9所述的基于冷塔自然冷却的数据中心多级冷却系统， 其特征在于， 冬季， 液冷冷却单元(9)的热量通过一级二次水系统和一级一次水系统传递至第一布水器 (23)， 与冷塔(1)内的风进行热湿交换； 行级冷却模块(10)吸收的热量通过二级一次水系统 和氟泵(15)回路与 与冷塔(1)内的风进行 热湿交换。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114269127 A 3