集装箱数据中心的液冷系统、控制方法及集装箱数据中心[发明专利]

(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.07.02
C N 103901985
A (21)申请号 201410103797.8
(22)申请日 2014.03.19
G06F 1/20(2006.01)
(71)申请人华为技术有限公司
地址518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为
总部办公楼
(72)发明人权晨飞 唐勇
(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司
44202
代理人郝传鑫
熊永强
(54)发明名称
集装箱数据中心的液冷系统、控制方法及集
装箱数据中心
(57)摘要
本发明实施例公开了一种集装箱数据中心的
液冷系统，包括：第一液冷终端、第二液冷终端、
第一供水管路、第一回水管路、第二供水管路、第
二回水管路、第一阀门、第二阀门、第三阀门及第
四阀门；第一液冷终端的输入端通过第一阀门的
第一支路和第二支路分别接第一供水管和第二供
水管路，输出端通过第二阀门的第一支路和第二
支路分别接第一回水管路和第二回水管路；第二
液冷终端的输入端通过第三阀门的第一支路和第
二支路分别接第一供水管和第二供水管路，输出
端通过第四阀门的第一支路和第二支路分别接第
一回水管路和所述第二回水管路。

本发明实施例
还公开了一种控制方法和集装箱数据中心。

采用
本发明，可提高集装箱数据中心工作的可靠性和
稳定性。

(51)Int.Cl.
权利要求书2页 说明书7页 附图7页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书7页 附图7页(10)申请公布号CN 103901985 A
1.一种集装箱数据中心的液冷系统，其特征在于，包括：第一液冷终端、第二液冷终端、第一供水管路、第一回水管路、第二供水管路、第二回水管路、第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门；所述第一液冷终端的输入端通过所述第一阀门的第一支路接所述第一供水管，且所述第一液冷终端的输入端还通过所述第一阀门的第二支路接所述第二供水管路，所述第一液冷终端的输出端通过所述第二阀门的第一支路接所述第一回水管路，且所述第一液冷终端的输出端还通过所述第二阀门的第二支路接所述第二回水管路；
所述第二液冷终端的输入端通过所述第三阀门的第一支路接所述第一供水管，且所述第二液冷终端的输入端还通过所述第三阀门的第二支路接所述第二供水管路，所述第二液冷终端的输出端通过所述第四阀门的第一支路接所述第一回水管路，且所述第二液冷终端的输出端还通过所述第四阀门的第二支路接所述第二回水管路。

2.如权利要求1所述的液冷系统，其特征在于，还包括：
设置在所述第一供水管路和所述第一阀门之间的第五阀门；
设置在所述第一阀门和所述第一液冷终端的输入端之间的第六阀门；
设置在所述第一液冷终端的输出端和所述第二阀门之间的第七阀门；
设置在所述第二阀门和所述第一回水管路之间的第八阀门；
设置在所述第三阀门与所述第二液冷终端的输入端之间的第九阀门；
设置在所述第二液冷终端的输出端和所述第四阀门之间的第十阀门；
设置在所述第四阀门与所述第一回水管路之间的第十一阀门；
设置在所述第一供水管路与所述第三阀门之间的第十二阀门。

3.如权利要求1或2所述的液冷系统，其特征在于，还包括：
设置在所述第一供水管路起点的第一供水总阀门；
设置在所述第二供水管路起点的第二供水总阀门；
设置在所述第一回水管路终点的第一回水总阀门；
设置在所述第二回水管路终点的第二回水总阀门。

4.如权利要求1所述的液冷系统，其特征在于，包括：
所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门均为三通阀门。

5.一种控制方法，用于控制如权利要求1-4任一项所述的液冷系统，其特征在于，包括：
控制所述第一阀门，连通所述第一供水管路和所述第一液冷终端的输入端，连通或隔断所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端；
控制所述第二阀门，连通所述第一液冷终端的输出端和所述第一回水管路，连通或隔断所述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路；
控制所述第三阀门，连通所述第二供水管路和所述第二液冷终端的输入端，连通或隔断所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端；
控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第二回水管路，连通或隔断所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述第一供水管路、第一回水管路、第五阀门或第八阀门出现故障，则控制所述第一阀门，连通所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端，控制所述第二阀门，连通所
述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路，关闭所述第一供水总阀门和第一回水总阀门。

7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述第二供水管路或第二回水管路出现故障，则控制所述第三阀门，连通所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端，控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路，关闭所述第二供水总阀门和第二回水总阀门。

8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述第一阀门或第二阀门中至少一个出现故障，则控制所述第三阀门，连通所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端，控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路，关闭所述第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第二供水总阀门和第二回水总阀门。

9.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述第三阀门或第四阀门中至少一个出现故障，则控制所述第一阀门，连通所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端，控制所述第二阀门，连通所述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路，关闭所述第九阀门、第十阀门、第一供水总阀门和第一回水总阀门或者关闭所述第九阀门、第十阀门、第十一阀门和第十二阀门。

10.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：
当更换所述第一供水管路与支路的连接段管路时，控制所述第一阀门，连通所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端，关闭所述第一供水总阀门；
当更换所述第一回水管路与支路的连接段管路时，控制所述第二阀门，连通所述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路，关闭所述第一回水总阀门；
当更换所述第二供水管路与支路的连接段管路时，控制所述第三阀门，连通所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端，关闭所述第二供水总阀门；
当更换所述第二回水管路与支路的连接段管路时，控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路，关闭所述第二回水总阀门。

11.一种集装箱数据中心，其特征在于，包括：集装箱、数据中心及如权利要求1-4任一项所述的液冷系统；
所述数据中心和所述液冷系统均设置在所述集装箱内，所述液冷系统中的液冷终端放置在所述数据中心的工作区域，用于为所述数据中心散热。

集装箱数据中心的液冷系统、控制方法及集装箱数据中心
技术领域
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种集装箱数据中心的液冷系统、控制方法及集装箱数据中心。

背景技术
[0002] 集装箱数据中心通过把数据中心配置在集装箱内，并配置很多机架式服务器来进行数据处理，其具备占地面积小，可容纳高密度计算设备，电源使用效率(Power Usage Effectiveness，简称PUE)低，能快速部署，为用户提供一站式专业服务等优点。

为了确保集装箱数据中心的稳定工作，现有的集装箱数据中心一般采用液冷方式制冷。

因此要求液冷系统具有很高的可靠性，如IDS1000集装箱数据中心在系统满负荷运行时，只要液冷系统停止制冷三十秒钟左右，服务器就会因高温无法正常工作，因此液体冷却系统的重要程度很高，一定程度上已接近供配电系统。

[0003] 现有技术中的单管路液冷系统不支持主管路一级阀在线更换，不满足Tier III、Tier IV等级要求。

因此可靠性较差，无法确保集装箱数据中心在长时间的正常工作。

发明内容
[0004] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种集装箱数据中心的液冷系统、控制方法及集装箱数据中心。

可提高集装箱数据中心工作的可靠性和稳定性。

[0005] 本发明实施例第一方面提供了一种集装箱数据中心的液冷系统，可包括：[0006] 第一液冷终端、第二液冷终端、第一供水管路、第一回水管路、第二供水管路、第二回水管路、第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门；所述第一液冷终端的输入端通过所述第一阀门的第一支路接所述第一供水管，且所述第一液冷终端的输入端还通过所述第一阀门的第二支路接所述第二供水管路，所述第一液冷终端的输出端通过所述第二阀门的第一支路接所述第一回水管路，且所述第一液冷终端的输出端还通过所述第二阀门的第二支路接所述第二回水管路；
[0007] 所述第二液冷终端的输入端通过所述第三阀门的第一支路接所述第一供水管，且所述第二液冷终端的输入端还通过所述第三阀门的第二支路接所述第二供水管路，所述第二液冷终端的输出端通过所述第四阀门的第一支路接所述第一回水管路，且所述第二液冷终端的输出端还通过所述第四阀门的第二支路接所述第二回水管路。

[0008] 在第一方面的第一种可能的实现方式中，还包括：
[0009] 设置在所述第一供水管路和所述第一阀门之间的第五阀门；
[0010] 设置在所述第一阀门和所述第一液冷终端的输入端之间的第六阀门；
[0011] 设置在所述第一液冷终端的输出端和所述第二阀门之间的第七阀门；
[0012] 设置在所述第二阀门和所述第一回水管路之间的第八阀门；
[0013] 设置在所述第三阀门与所述第二液冷终端的输入端之间的第九阀门；
[0014] 设置在所述第二液冷终端的输出端和所述第四阀门之间的第十阀门；
[0015] 设置在所述第四阀门与所述第一回水管路之间的第十一阀门；
[0016] 设置在所述第一供水管路与所述第三阀门之间的第十二阀门。

[0017] 结合第一方面或结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，还包括：
[0018] 设置在所述第一供水管路起点的第一供水总阀门；
[0019] 设置在所述第二供水管路起点的第二供水总阀门；
[0020] 设置在所述第一回水管路终点的第一回水总阀门；
[0021] 设置在所述第二回水管路终点的第二回水总阀门。

[0022] 在第一方面的第三种可能的实现方式中，包括：
[0023] 所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门均为三通阀门。

[0024] 本发明实施例第二方面提供一种控制方法，用于控制如本发明第一方面或第一方面任意实施方式所述的集装箱数据中心的液冷系统，包括：
[0025] 控制所述第一阀门，连通所述第一供水管路和所述第一液冷终端的输入端，连通或隔断所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端；
[0026] 控制所述第二阀门，连通所述第一液冷终端的输出端和所述第一回水管路，连通或隔断所述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路；
[0027] 控制所述第三阀门，连通所述第二供水管路和所述第二液冷终端的输入端，连通或隔断所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端；
[0028] 控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第二回水管路，连通或隔断所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路。

[0029] 在第二方面的第一种可能的实现方式中，还包括：
[0030] 若所述第一供水管路、第一回水管路、第五阀门或第八阀门出现故障，则控制所述第一阀门，连通所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端，控制所述第二阀门，连通所述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路，关闭所述第一供水总阀门和第一回水总阀门。

[0031] 在第二方面的第二种可能的实现方式中，还包括：
[0032] 若所述第二供水管路或第二回水管路出现故障，则控制所述第三阀门，连通所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端，控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路，关闭所述第二供水总阀门和第二回水总阀门。

[0033] 在第二方面的第三种可能的实现方式中，还包括：
[0034] 若所述第一阀门或第二阀门中至少一个出现故障，则控制所述第三阀门，连通所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端，控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路，关闭所述第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第二供水总阀门和第二回水总阀门。

[0035] 在第二方面的第四种可能的实现方式中，还包括：
[0036] 若所述第三阀门或第四阀门中至少一个出现故障，则控制所述第一阀门，连通所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端，控制所述第二阀门，连通所述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路，关闭所述第九阀门、第十阀门、第一供水总阀门和第一回水总阀门或者关闭所述第九阀门、第十阀门、第十一阀门和第十二阀门。

[0037] 在第二方面的第五种可能的实现方式中，还包括：
[0038] 当更换所述第一供水管路与支路的连接段管路时，控制所述第一阀门，连通所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端，关闭所述第一供水总阀门；
[0039] 当更换所述第一回水管路与支路的连接段管路时，控制所述第二阀门，连通所述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路，关闭所述第一回水总阀门；
[0040] 当更换所述第二供水管路与支路的连接段管路时，控制所述第三阀门，连通所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端，关闭所述第二供水总阀门；
[0041] 当更换所述第二回水管路与支路的连接段管路时，控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路，关闭所述第二回水总阀门。

[0042] 本发明实施例第三方面提供了一种集装箱数据中心，可包括：
[0043] 集装箱、数据中心及如本发明实施例第一方面或第一方面任一实现方式所述的液冷系统；
[0044] 所述数据中心和所述液冷系统均设置在所述集装箱内，所述液冷系统中的液冷终端放置在所述数据中心的工作区域，用于为所述数据中心散热。

[0045] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：
[0046] 通过配置单个液冷终端同时与两路供水管路及两路回水管路连接，且可以根据备份的需要灵活配置两组供回水管路与液冷终端的连通状况，提高了液冷终端工作的稳定性和可靠性，利于为集装箱数据中心提高良好的散热效果，从而确保集装箱数据中心工作的可靠性和稳定性。

附图说明
[0047] 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附图。

[0048] 图1是本发明集装箱数据中心的液冷系统的第一实施例的组成示意图；[0049] 图2是本发明集装箱数据中心的液冷系统的第二实施例的组成示意图；[0050] 图3是本发明集装箱数据中心的液冷系统的控制方法第一实施例的流程示意图；[0051] 图4是使用本发明控制方法控制图2液冷系统的第一种状态示意图；
[0052] 图5是使用本发明控制方法控制图2液冷系统的第二种状态示意图；
[0053] 图6是使用本发明控制方法控制图2液冷系统的第三种状态示意图；
[0054] 图7是本发明实施例集装箱数据中心的组成示意图。

具体实施方式
[0055] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0056] 请参照图1，为本发明集装箱数据中心的液冷系统的第一实施例的组成示意图；
在本实施例中，所述液冷系统包括：
[0057] 第一液冷终端1、第二液冷终端2、第一供水管路11、第一回水管路12、第二供水管路21、第二回水管路22、第一阀门10、第二阀门20、第三阀门30及第四阀门40；[0058] 所述第一液冷终端1的输入端通过所述第一阀门10的第一支路接所述第一供水管11，且所述第一液冷终端1的输入端还通过所述第一阀门10的第二支路接所述第二供水管路21，所述第一液冷终端1的输出端通过所述第二阀门20的第一支路接所述第一回水管路12，且所述第一液冷终端1的输出端还通过所述第二阀门20的第二支路接所述第二回水管路22；
[0059] 所述第二液冷终端2的输入端通过所述第三阀门30的第一支路接所述第一供水管11，且所述第二液冷终端2的输入端还通过所述第三阀门30的第二支路接所述第二供水管路21，所述第二液冷终端2的输出端通过所述第四阀门40的第一支路接所述第一回水管路12，且所述第二液冷终端2的输出端还通过所述第四阀门40的第二支路接所述第二回水管路22。

[0060] 可选地，所述第一阀门10、第二阀门20、第三阀门30和第四阀门40均为三通阀门。

[0061] 基于本发明实施例中的液冷系统，对于每个液冷终端，供水可以连通两条独立水源的管路供水，在实际工作中可以仅一条管路处于供水状态，另一条管路作为备份供水使用。

当然，也可以由两条独立水源的管道同时供水，两条管道互为备份，回水管路的原理类似，此处不再赘述。

[0062] 通过配置单个液冷终端同时与两路供水管路及两路回水管路连接，且可以根据备份的需要灵活配置两组供回水管路与液冷终端的连通状况，提高了液冷终端工作的稳定性和可靠性，利于为集装箱数据中心提高良好的散热效果，从而确保集装箱数据中心工作的可靠性和稳定性。

[0063] 请参照图2，为本发明集装箱数据中心的液冷系统的第二实施例的组成示意图；在本实施例中，所述液冷系统包括：
[0064] 第一液冷终端1、第二液冷终端2、第一供水管路11、第一回水管路12、第二供水管路21、第二回水管路22、第一阀门10、第二阀门20、第三阀门30及第四阀门40；[0065] 所述第一液冷终端1的输入端通过所述第一阀门10的第一支路接所述第一供水管11，且所述第一液冷终端1的输入端还通过所述第一阀门10的第二支路接所述第二供水管路21，所述第一液冷终端1的输出端通过所述第二阀门20的第一支路接所述第一回水管路12，且所述第一液冷终端1的输出端还通过所述第二阀门20的第二支路接所述第二回水管路22；
[0066] 所述第二液冷终端2的输入端通过所述第三阀门30的第一支路接所述第一供水管11，且所述第二液冷终端2的输入端还通过所述第三阀门30的第二支路接所述第二供水管路21，所述第二液冷终端2的输出端通过所述第四阀门40的第一支路接所述第一回水管路12，且所述第二液冷终端2的输出端还通过所述第四阀门40的第二支路接所述第二回水管路22。

[0067] 可选地，还包括：
[0068] 设置在所述第一供水管路11和所述第一阀门10之间的第五阀门50；
[0069] 设置在所述第一阀门10和所述第一液冷终端1的输入端之间的第六阀门60；[0070] 设置在所述第一液冷终端1的输出端和所述第二阀门20之间的第七阀门70；[0071] 设置在所述第二阀门20和所述第一回水管路12之间的第八阀门80；
[0072] 设置在所述第三阀门30与所述第二液冷终端2的输入端之间的第九阀门90；[0073] 设置在所述第二液冷终端2的输出端和所述第四阀门40之间的第十阀门100；[0074] 设置在所述第四阀门40与所述第一回水管路12之间的第十一阀门110；[0075] 设置在所述第一供水管路11与所述第三阀门30之间的第十二阀门120。

[0076] 可选地，还包括：
[0077] 设置在所述第一供水管路11起点的第一供水总阀门111；
[0078] 设置在所述第二供水管路21起点的第二供水总阀门211；
[0079] 设置在所述第一回水管路12终点的第一回水总阀门121；
[0080] 设置在所述第二回水管路22终点的第二回水总阀门221。

[0081] 其中，所述第一阀门10、第二阀门20、第三阀门30和第四阀门40均为三通阀门。

[0082] 通过增加各种支路阀门以及总阀门，提高了整个管理系统的灵活性，便于局部出现问题时，对整个液冷系统进行调整和维护。

[0083] 请参照图3，为本发明集装箱数据中心的液冷系统的控制方法第一实施例的流程示意图；在本实施例中，所述控制方法用于控制上述实施例所述的液冷系统，具体包括以下步骤：
[0084] S301，控制所述第一阀门，连通所述第一供水管路和所述第一液冷终端的输入端，连通或隔断所述第二供水管路和所述第一液冷终端的输入端；
[0085] S302，控制所述第二阀门，连通所述第一液冷终端的输出端和所述第一回水管路，连通或隔断所述第一液冷终端的输出端和所述第二回水管路；
[0086] S303，控制所述第三阀门，连通所述第二供水管路和所述第二液冷终端的输入端，连通或隔断所述第一供水管路和所述第二液冷终端的输入端；
[0087] S304，控制所述第四阀门，连通所述第二液冷终端的输出端和所述第二回水管路22，连通或隔断所述第二液冷终端的输出端和所述第一回水管路。

[0088] 由于供水可以连通两条独立水源的管路供水，在实际工作中可以仅一条管路处于供水状态，另一条管路作为备份供水使用。

当然，也可以由两条独立水源的管道同时供水，两条管道互为备份，回水管理的原理类似，从而实现两组供回水管路备份的效果。

[0089] 下面结合可能出现的异常情况进行详细说明。

[0090] 请参照图4，为使用本发明控制方法控制图2集装箱数据中心的液冷系统的第一种状态示意图。

图中“T”字型图标表示关闭此处阀门，截断管路。

[0091] 若所述第一供水管路11、第一回水管路12、第五阀门50或第八阀门80出现故障，则控制所述第一阀门10，连通所述第二供水管路21和所述第一液冷终端1的输入端，控制所述第二阀门20，连通所述第一液冷终端1的输出端和所述第二回水管路22，关闭所述第一供水总阀门111和第一回水总阀门121。

[0092] 若所述第二供水管路21或第二回水管路22出现故障，则控制所述第三阀门30，连通所述第一供水管路11和所述第二液冷终端2的输入端，控制所述第四阀门40，连通所述第二液冷终端2的输出端和所述第一回水管路12，关闭所述第二供水总阀门211和第二回。