一种数据中心散热系统及其控制方法与流程

专利2026-06-05  6


本发明涉及数据中心节能领域,特别是涉及一种数据中心散热系统、一种数据中心散热系统控制方法、一种电子设备、一种存储介质和一种数据中心。


背景技术:

1、随着经济科技的日益发展,数据中心正处于高速发展时期,电力需求量则越来越大,对电力供应的稳定性和节能性提出了一定的挑战。目前数据中心的主要电力来源于电站(主电源)和柴油发电机(备用电源),同时搭配不间断电源进行保护供电。然而还是存在着许多故障情况,如:不间断电源未放电、放电时间短、放电响应慢等,导致在柴油发电机未及时运行时,电力中断。同时目前数据中心也存在着铅酸蓄电池体积庞大,柴油发电机耗油量大并且排放大量污染气体等问题。

2、此外,数据中心制冷一直是行业内不断研究与优化的方向,目前主要由制冷机组、精密空调和冷塔构成的水冷系统进行机房制冷。水冷系统的能耗占数据中心总能耗的30%~45%,导致能耗较高,不利于降低碳排放。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种数据中心散热系统、一种数据中心散热系统控制方法、一种电子设备、一种存储介质和一种数据中心。

2、在本发明的一个方面,本发明实施例公开了一种数据中心散热系统,包括:

3、液氢燃料电池组件,用于采用液氢进行氢能发电,且采用所述液氢的冷量冷却传热介质;

4、与所述液氢燃料电池组件连接的冷却组件,用于二次冷却所述传热介质;

5、与所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件连接的冷冻组件,用于接收所述传热介质,并采用所述传热介质对预设机房设备进行散热。

6、可选地,还包括:

7、与所述冷却组件、所述液氢燃料电池组件和所述冷冻组件连接的外部换热组件,用于对所述传热介质进行外部换热。

8、可选地,所述液氢燃料电池组件包括:

9、液氢自增压输出模组,用于基于所述液氢的重力,输出所述液氢;

10、与所述液氢自增压输出模组连接的内部换热器,用于接收所述液氢,采用所述液氢对所述传热介质进行换热,输出气态氢气;

11、与所述内部换热器连接的缓冲罐,用于存储所述气态氢气,并输出所述气态氢气;

12、与所述缓冲罐的燃料电池;用于存储所述气态氢气进行氢能发电时产生的电能。

13、可选地,所述液氢自增压输出模组包括多个并联的液氢自增压输出单元;所述液氢自增压输出单元包括:内置有中间隔板的液氢罐和增压气化器;

14、所述液氢罐用于存储所述液氢;

15、所述增压气化器的输入端与所述液氢罐靠近液氢输出端的底部连接,所述增压气化器的输出端与所述液氢罐的气态入口端连接,用于对所述液氢进行气化,并输出气化后的液氢至所述液氢罐的气态入口端;

16、所述中间隔板用于在所述气化后的液氢的作用下,在所述液氢罐中,向所述液氢输出端移动,以使所述液氢罐输出所述液氢。

17、可选地,所述冷冻组件包括:

18、与所述内部换热器输出端连接的蒸发器,用于接收所述传热介质;

19、与所述内部换热器连接的冷冻泵,用于驱动所述传热介质;

20、与所述冷冻泵连接的分水器,用于将所述冷冻泵输出的传热介质分流至所述预设机房设备进行散热;

21、与所述内部换热器输入端连接的集水器;用于收集所述预设机房设备散热后,产生的高温传热介质,并将所述高温传热介质输出至所述内部换热器。

22、可选地,所述冷冻组件还包括:

23、设置于所述预设机房设备内部的空调机,用于对所述预设机房设备进行机械散热。

24、可选地,所述冷却组件包括:

25、与所述蒸发器连接的冷凝器,用于存储制冷剂,采用所述制冷剂对所述传热介质进行二次冷却;

26、与所述冷凝器连接的冷却塔,用于将所述制冷剂与大气进行热交换;

27、与所述冷凝器和所述冷却塔连接的冷却泵,用于驱动所述制冷剂。

28、可选地,所述外部换热组件包括:外部换热器,

29、所述外部换热器的高温输入端与所述内部换热器的输出端连接,所述外部换热器的高温输出端与所述冷凝器输入端连接,所述外部换热器的低温输入端与所述冷凝器输出端连接,所述外部换热器的低温输出端与所述冷冻泵输入端连接。

30、在本发明的第二个方面,本发明实施例公开了一种数据中心散热系统控制方法,所述数据中心散热系统包括液氢燃料电池组件,用于采用液氢进行氢能发电,且采用所述液氢的冷量冷却传热介质;与所述液氢燃料电池组件连接的冷却组件,用于二次冷却所述传热介质;与所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件连接的冷冻组件,用于接收所述传热介质,并采用所述传热介质对预设机房设备进行散热;所述方法包括:

31、检测所述预设机房设备的机房温度和所述液氢的冷量;

32、依据所述环境温度和所述液氢的冷量启动所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件中的至少一个,向所述冷冻组件输出所述传热介质。

33、可选地,所述依据所述环境温度启动所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件中的至少一个,向所述冷冻组件输出所述传热介质的步骤包括:

34、当所述机房温度大于第一机房温度阈值,且所述液氢的冷量充足时,启动所述液氢燃料电池组件向所述冷冻组件输出所述传热介质;

35、当所述机房温度大于所述第一机房温度阈值,且所述液氢的冷量不充足时,启动所述冷却组件向所述冷冻组件输出所述传热介质;

36、当所述机房温度大于第二机房温度阈值时,启动所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件向所述冷冻组件输出所述传热介质;

37、其中,所述第一机房温度阈值小于所述第二机房温度阈值。

38、可选地,所述数据中心散热系统还包括:与所述冷却组件、所述液氢燃料电池组件和所述冷冻组件连接的外部换热组件,用于对所述传热介质进行外部换热;所述方法还包括:

39、检测外部环境温度;

40、当所述外部环境温度小于预设环境温度阈值时,启动所述外部换热组件。

41、在本发明的第三个方面,本发明实施例公开了一种电子设备,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的数据中心散热系统控制方法的步骤。

42、在本发明的第四个方面,本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的数据中心散热系统控制方法的步骤。

43、在本发明的第五个方面,本发明实施例公开了一种数据中心,包括相互连接的机房设备和如上所述数据中心散热系统;所述机房设备用于进行数据处理;所述数据中心散热系统用于对所述机房设备进行散热。

44、本发明实施例包括以下优点:

45、本发明实施例通过液氢燃料电池组件,用于采用液氢进行氢能发电,且采用所述液氢的冷量冷却传热介质;与所述液氢燃料电池组件连接的冷却组件,用于二次冷却所述传热介质;与所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件连接的冷冻组件,用于接收所述传热介质,并采用所述传热介质对预设机房设备进行散热;通过由液氢作为冷源之一,液氢储能密度高,可以节约了传数据中心的占地面积,且液氢相比柴油发电机,不仅供能时间长,而且不排放污染物;使得采用液氢燃料电池组件可以降低数据中心对应的碳排放,在散热需求大时利用液氢冷能辅助冷却组件散热,散热需求小时利用液氢冷能直接给机房供冷;极大的降低能耗、提高了能源利用率,进一步降低碳排放。


技术特征:

1.一种数据中心散热系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的数据中心散热系统,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1或2所述的数据中心散热系统,其特征在于,所述液氢燃料电池组件包括:

4.根据权利要求3所述的数据中心散热系统,其特征在于,所述液氢自增压输出模组包括多个并联的液氢自增压输出单元;所述液氢自增压输出单元包括:内置有中间隔板的液氢罐和增压气化器;

5.根据权利要求3所述的数据中心散热系统,其特征在于,所述冷冻组件包括:

6.根据权利要求5所述的数据中心散热系统,其特征在于,所述冷冻组件还包括:

7.根据权利要求5所述的数据中心散热系统,其特征在于,所述冷却组件包括:

8.根据权利要求7所述的数据中心散热系统,其特征在于,所述外部换热组件包括:外部换热器,

9.一种数据中心散热系统控制方法,其特征在于,所述数据中心散热系统包括液氢燃料电池组件,用于采用液氢进行氢能发电,且采用所述液氢的冷量冷却传热介质;与所述液氢燃料电池组件连接的冷却组件,用于二次冷却所述传热介质;与所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件连接的冷冻组件,用于接收所述传热介质,并采用所述传热介质对预设机房设备进行散热;所述方法包括:

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述依据所述环境温度启动所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件中的至少一个,向所述冷冻组件输出所述传热介质的步骤包括:

11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述数据中心散热系统还包括:与所述冷却组件、所述液氢燃料电池组件和所述冷冻组件连接的外部换热组件,用于对所述传热介质进行外部换热;所述方法还包括:

12.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求9至11中任一项所述的数据中心散热系统控制方法的步骤。

13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9至11中任一项所述的数据中心散热系统控制方法的步骤。

14.一种数据中心,其特征在于,包括相互连接的机房设备和如权利要


技术总结
本发明实施例提供了一种数据中心散热系统及其控制方法,包括液氢燃料电池组件,用于采用液氢进行氢能发电,且采用所述液氢的冷量冷却传热介质;与所述液氢燃料电池组件连接的冷却组件,用于二次冷却所述传热介质;与所述液氢燃料电池组件和所述冷却组件连接的冷冻组件,用于接收所述传热介质,并采用所述传热介质对预设机房设备进行散热;本发明实施例通过在散热需求大时利用液氢冷能辅助冷却组件散热,散热需求小时利用液氢冷能直接给机房供冷;降低能耗,提高了能源利用率,降低碳排放。

技术研发人员:张翰林,林武隽,刘永彬,翟骏,张渊
受保护的技术使用者:中国电信股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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