[发明专利]冷量分配单元、液冷系统及数据中心

说明书

本申请涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种冷量分配单元、液冷系统及数据中心。该冷量分配单元包括第一循环回路、第二循环回路、辅助换热器、温差驱动装置以及循环泵；第二循环回路中第二流体的温度高于第一循环回路中第一流体的温度；辅助换热器、温差驱动装置均设置于第一循环回路和第二循环回路之间；辅助换热器的第一换热通道接入第一循环回路，第二换热通道接入第二循环回路；温差驱动装置的低温端接入第一循环回路，高温端接入第二循环回路，动力输出端用于将第一流体和第二流体之间的温差能转换为机械能；循环泵传动连接于动力输出端。利用第一流体和第二流体之间的温差能驱动循环泵，也可以减少冷量分配单元的能耗。

技术领域

本申请涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种冷量分配单元、液冷系统及数据中心。

背景技术

在数据中心中，冷量分配单元(coolant distribution unit，CDU)主要用于一次侧流体与二次侧流体的换热。目前，常规的冷量分配单元中循环泵等装置的工作需要消耗额外的电能，不利于冷量分配单元的低能耗实现，也会影响数据中心的电源使用效率(power usage effectiveness，PUE)。冷量分配单元一次侧流体与二次侧流体之间的温差能又存在被浪费的情况。因此，目前的冷量分配单元存在能量利用率低且冷却效率低的问题。

发明内容

本申请提供了一种冷量分配单元、液冷系统及数据中心，可以将温差能转换为循环泵的机械能，降低冷量分配单元的能耗。

第一方面，本申请提供一种冷量分配单元，该冷量分配单元可以应用在数据中心中，用于在一次侧流体和二次侧流体之间进行换热。该冷量分配单元具体包括第一循环回路、第二循环回路、辅助换热器、温差驱动装置以及循环泵。第一循环回路用于一次侧的第一流体流通，第二循环回路用于二次侧的第二流体流通。其中，第一流体与外部的冷源单元循环连通，第二流体与设备单元循环连通，第一流体的温度低于第二流体的温度。辅助换热器和温差驱动装置均设置于第一循环回路与第二循环回路之间，辅助换热器用于对第一流体和第二流体进行换热，温差驱动装置用于将第一流体和第二流体之间的温差能转换为机械能。具体地，辅助换热器具有第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道接入第一循环回路以供第一流体流通，第二换热通道接入第二循环回路以供第二流体流通。当第一流体在第一换热通道中流通，第二流体在第二换热通道中流通，第一流体可以吸收第二流体的热量，实现对第二流体的冷却降温。温差驱动装置具有低温端、高温端和动力输出端，低温端接入第一循环回路以供第一流体流通，高温端接入第二循环回路以供第二流体流通。当第一流体在低温端流通，第二流体在高温端流通，所述动力输出端可以将第一流体和第二流体之间的温差能转换为机械能。循环泵设置于第二循环回路上，用于驱动第二流体流通。循环泵传动连接于温差驱动装置的动力输出端，温差驱动装置将温差能转换为机械能而驱动循环泵运转。利用第一流体和第二流体之间的温差能驱动循环泵，可以减省用于驱动装置的结构与动力，既能够充分利用第一流体和第二流体之间的温差能量，也可以减少冷量分配单元的能耗。其中，温差驱动装置的输出功率将会随第二循环回路对应的负载变换而实现自动调节，以匹配第二循环回路中第二流体的流量需求。在将该冷量分配单元应用到数据中心，还有利于数据中心的电源使用效率。

其中，温差驱动装置的形式不做限定，具体可以是有机朗肯循环式温差驱动模块、斯特林式温差驱动模块和热电式温差驱动模块中的任意一种。

具体地，辅助换热器的第一换热通道位于低温端的下游，第二换热通道位于高温端的下游。第一流体经过温差驱动装置的低温端后进入辅助换热器的第一换热通道，第二流体经过温差驱动装置的高温端后进入辅助换热器的第二换热通道，第一流体和第二流体先在温差驱动装置中驱动循环泵，后在辅助换热器中实现充分换热。

为了充分利用第一流体和第二流体之间的温差能，第一流体在低温端的流通方向与第二流体在高温端的流通方向相反。

为了实现第一流体和第二流体的充分换热，第一流体在第一换热通道内的流通方向与第二流体在第二换热通道内的流通方向也相反。