一种机房的冷却系统及冷却方法

摘要

本发明公开一种机房的冷却系统，包括：辐射制冷装置，自驱动气液相变传热装置，地下蓄冷装置，补冷装置以及通风系统。依靠所述的辐射制冷装置，自驱动气液相变传热装置，地下蓄冷装置以及补冷装置为机房散热系统提供多冷源冷却。本发明结合自驱动相变传热技术，深空辐射制冷技术以及相变储能技术，对全天候运行数据中心机房的散热系统进行了科学的集成式优化设计，根据外界环境与热负荷动态变化，实现了各冷源之间的协同工作，可在确保整个系统散热良好的前提下，最大限度地节省能源资源消耗，保证设备安全稳定运行。

权利要求

1.一种机房的冷却系统，其特征在于，包括：辐射制冷装置，自驱动气液相变传热装置，地下蓄冷装置，补冷装置以及通风系统；其中：所述辐射制冷装置包括辐射制冷板，循环水冷却板，蓄冷箱，仿叶片脉络通道，脉络架构蓄冷体，三通阀以及冷却盘管；所述的辐射制冷板面向天空侧贴有辐射薄膜，辐射制冷板背面与循环水冷却板紧密贴合，仿叶片脉络通道位于蓄冷箱内，蓄冷箱与仿叶片脉络通道之间填充有脉络架构蓄冷体，所述的脉络架构蓄冷体骨架为多孔脉络结构，所述的多孔脉络结构的孔隙中填充有相变蓄冷介质，冷却盘管位于通风系统内；

所述的自驱动气液相变传热装置包括冷凝单元，下降管，上升管以及蒸发单元，所述的冷凝单元与所述的辐射制冷板背面紧密贴合，所述的蒸发单元位于机柜内部，与机柜内的至少一个发热元件贴合；

所述的地下蓄冷装置包括风井，地下排风口，蓄冷体，分叉变径通道以及静压室；所述分叉变径通道位于所述蓄冷体内，分叉变径通道的出口连接所述地下排风口，所述的静压室位于所述的蓄冷体下方，分叉变径通道的入口通过所述静压室与所述风井连接；

所述的补冷装置包括制冷机组以及制冷盘管，所述制冷盘管位于所述通风系统内；所述制冷机组与所述制冷盘管及冷却盘管连接；

所述的通风系统包括入口管道、回风管道、送风管道以及气流隔板，所述回风管道和送风管道连接在所述入口管道的出口；在所述入口管道上设置有新风口；在所述送风管道上设置有若干送风口；在所述回风管道上设置有若干回风口和排风口；所述冷却盘管、制冷盘管后均设置在所述入口管道内；所述的气流隔板将机房内空间分隔为回风热区与送风冷区，所述的回风口位于机房内的回风热区上方，所述的送风口位于机房内的送风冷区上方；

所述分叉变径通道与入口管道之间通过连接通道连通。

2.根据权利要求1所述的一种机房的冷却系统，其特征在于：所述的地下蓄冷装置在机房地基建设时进行布置，将所述的风井，地下排风口，分叉变径通道以及静压室埋筑在机房地下土体中合为一体，此时机房地下土体即为蓄冷体。

3.根据权利要求1所述的一种机房的冷却系统，其特征在于：所述的蓄冷箱外观为椭圆形；所述的仿叶片脉络通道分为主通道与分叉次通道，分叉次通道沿着主通道两侧向椭圆边缘延伸，分叉次数不少于2，每个分叉次通道的通道数随着分级次数的增加，服从Fibonacci数列的变化规律；所述的多孔脉络结构的孔径分布，服从 χ2分布。

4.根据权利要求1所述的一种机房的冷却系统，其特征在于：所述的分叉变径通道分为干管和多级支管，呈逐级分叉网状结构，分叉级数M不少于3；最末级支管阵列排布在所述的蓄冷体下方，连接所述的静压室；支管数从最末级支管开始向上级逐级减少，上级支管数为下级支管数的1/N,N为单个支管的分叉数，N≥3，直到最终汇聚成为一个干管；支管水力直

1/3

径从最末级支管开始，向上级逐级增加，上级支管水力直径为下级支管水力直径的N 倍；

所述的分叉变径通道的长度从最末级支管开始，向上级逐级增加，上级支管长度的平方为下级支管长度平方的P倍，P≥2。

5.根据权利要求1所述的一种机房的冷却系统，其特征在于：数据中心机房内的机柜以面对面，背靠背的方式排布，形成送风冷区与回风热区。

6.一种基于权利要求1 3中任一所述冷却系统的冷却方法，其特征在于，根据不同环境~

温度下各冷源的工作状态，分为蓄冷模式、释冷模式和制冷模式；

所述蓄冷模式，较低温度的循环水从循环水冷却板出来之后，进入蓄冷箱内的仿叶片脉络通道，将部分冷量传递给脉络架构蓄冷体，实现蓄冷；

所述释冷模式，关闭新风口和地下排风口，打开连接通道，使室外空气先从地下蓄冷装置进入，进行降温预处理后再送入通风系统；空气从风井进入地下，经过静压室后进入分叉变径通道，此时蓄冷体温度低于空气温度，将冷量释放给空气，实现释冷；

所述制冷模式，开启补冷装置内的制冷机组，打开与辐射制冷装置的连接通道，制冷机组制取的冷量通过制冷盘管冷却空气，实现制冷降温；

在蓄冷模式、释冷模式和制冷模式三种模式的任何一种模式下，所述的自驱动气液相变传热装置均保持运行状态，将所述的机柜内主要发热元件的热量迅速转移到室外。

7.根据权利要求6所述的冷却方法，其特征在于：

在所述的蓄冷模式下，引入室外空气直接对所述的机房进行冷却，所述的地下蓄冷装置从空气中吸收冷量并储存，所述的辐射制冷装置从制取的冷却水中吸收冷量并保存，补冷装置不开启；

在所述的释冷模式下，依靠所述的薄膜辐射制冷制取的冷量进行降温冷却，所述的蓄冷箱为所述的冷却盘管提供冷量，所述的地下蓄冷体为引入的空气提供冷量，所述的补冷装置不开启；

在所述的制冷模式下，依靠所述的补冷装置中的制冷机组提供冷量，所述的辐射制冷装置产生低温循环水，为所述的制冷机组提供冷却水，所述的地下蓄冷装置对空气进行预降温处理，为通风系统提供较低温度空气。

说明书

一种机房的冷却系统及冷却方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种为实现机房、数据中心等高效散热而设计的具备节能环保特征的机房冷却集成系统，属于散热节能系统领域。

背景技术

[0002] 随着大数据、人工智能产业的迅速崛起和大力发展，数据中心机房，作为支撑云计算服务的空间载体，势必会朝着高功耗、高集成度的方向发展，热流密度的急剧增长使得机房系统的散热问题和能耗问题越来越受到关注。当前，我国正面临经济快速增长和环境资源承载能力不足的矛盾，节能和环保成为许多经济支柱产业发展和升级的主题。因此，如何对数据中心等高功耗建筑体进行科学的散热和节能设计，已成为热设计领域需要关注的重点。

[0003] 目前传统热管理技术，如空气强制对流冷却、单相液冷等，由于换热能力不足或受到条件制约等因素，往往存在散热效果不理想的问题。同时，由于数据中心机房系统基本处于无间断运行状态，需要传统散热设备保持运行以防止机房系统温度超标，这样不但增加了数据中心的能量消耗，同时也容易出现散热设备因长时间运行而发生故障的问题。另外，虽然目前具有多种散热方法，但多数情况下散热系统仅采用其中的一到两种，散热手段比较单一，忽视了室外环境温度随季节变化而带来的散热系统基本热负荷的变化，以及室外环境温度在一日之中随时间变化而产生的散热系统的动态负荷变化，容易造成能源浪费的现象，因此存在多冷源协同工作，灵活运行以实现机房系统高效低能耗冷却的需求。为此，迫切需要开发具有低能耗的，可靠的，能够适应季节变化且可有效解决数据中心机房系统温度偏高问题的集成冷却系统。

发明内容

[0004] 技术问题

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供了一种结合自驱动相变传热技术，辐射制冷技术以及相变储能技术的集成冷却系统，同时提出了多冷源协同冷却工作模式，在最大限度降低额外耗能的前提下，提高整个机房系统的散热水平。

[0006] 技术方案

[0007] 为解决传统机房系统散热设计上存在的上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

[0008] 一种机房的冷却系统，其特征在于，包括：辐射制冷装置，自驱动气液相变传热装置，地下蓄冷装置，补冷装置以及通风系统；其中：

[0009] 所述辐射制冷装置包括辐射制冷板，循环水冷却板，蓄冷箱，仿叶片脉络通道，脉络架构蓄冷体，三通阀以及冷却盘管；所述的辐射制冷板面向天空侧贴有辐射薄膜，辐射制冷板背面与循环水冷却板紧密贴合，仿叶片脉络通道位于蓄冷箱内，蓄冷箱与仿叶片脉络通道之间填充有脉络架构蓄冷体，冷却盘管位于通风系统内；所述的蓄冷箱外观为椭圆形；所述的仿叶片脉络通道分为主通道与分叉次通道，分叉次通道沿着主通道两侧向椭圆边缘延伸，分叉次数不少于2，每个分叉次通道的通道数随着分级次数的增加，服从符合自然优化的Fibonacci数列变化规律，即第n+2级分叉次通道数量为第n级分叉次通道数量与第n+1级分叉次通道数量的和；所述的多孔脉络结构的孔径分布，服从标准正态分布（即 χ2分布）。

[0010] 需要特别指出的是，叶片脉络具有明显主脉，经过逐级分枝，再细分为许多交错分布的细脉，并由细脉互相联结形成网状的结构特征，是经过亿万年的自然演化而形成的，这是由自然选择的无可争议的高效养分输运系统，必然在物质输运及能量传递方面具有独特优势。而蓄冷、释冷过程是将循环水通入蓄冷箱，将相变蓄冷介质进行热量交换，这与植物通过叶脉将养分输运至叶片，将养分提供给叶肉的过程非常相似。因此，受自然仿生思想启迪，本发明将蓄冷箱也采取仿叶片脉络模型加以构筑设计，将循环冷却水通道分为主通道与分叉次通道，分叉次通道沿着主通道两侧向椭圆边缘延伸，延伸过程中，每个分叉次通道再进行多次分叉，以强化蓄冷过程的热量传递及储冷、释冷能力。

[0011] 所述的自驱动气液相变传热装置包括冷凝单元，下降管，上升管以及蒸发单元，所述的冷凝单元与所述的辐射制冷板背面紧密贴合，所述的蒸发单元位于机柜内部，与机柜内的至少一个发热元件贴合；

[0012] 所述的地下蓄冷装置包括风井，地下排风口，蓄冷体，分叉变径通道以及静压室；所述分叉变径通道位于所述蓄冷体内，分叉变径通道的出口连接所述地下排风口，所述的静压室位于所述的蓄冷体下方，分叉变径通道的入口通过所述静压室与所述风井连接；

[0013] 所述的地下蓄冷装置在机房地基建设时进行布置，将所述的风井，地下排风口，分叉变径通道以及静压室埋筑在机房地下土体中，合为一体，此时机房地下土体即为蓄冷体。

[0014] 所述的通风系统包括入口管道、回风管道、送风管道以及气流隔板，所述回风管道和送风管道连接在所述入口管道的出口；在所述入口管道上设置有新风口；在所述送风管道上设置有若干送风口；在所述回风管道上设置有若干回风口和排风口；所述冷却盘管、制冷盘管后均设置在所述入口管道内；所述的气流隔板将机房内空间分隔为回风热区与送风冷区，所述的回风口位于机房内的回风热区上方，所述的送风口位于机房内的送风冷区上方；

[0015] 所述分叉变径通道与入口管道之间通过连接通道连通。

[0016] 所述的地下蓄冷装置，其目的是将进入机房的室外空气进行预冷却，存在将空气快速降温的需要。而人体的呼吸系统是典型的高效换热系统，空气从被吸入人体内后，依次经过气管，多级分支的支气管，最终到达末级支气管，在这过程中，即使环境空气较低，与人体有较大的温差，也能被迅速的被加热至人体温度。受此启发，本发明模仿人体肺部气管结构，将所述的地下蓄冷装置内的通风通道设计为多级分支结构，以满足实现空气快速降温的需求。

[0017] 所述的分叉变径通道分为干管和多级支管，呈逐级分叉网状结构，分叉级数M不少于3；最末级支管阵列排布在所述的蓄冷体下方，连接所述的静压室；支管数从最末级支管开始向上级逐级减少，上级支管数为下级支管数的1/N,N为单个支管的分叉数，N≥3，直到最终汇聚成为一个干管；支管水力直径从最末级支管开始，向上级逐级增加，上级支管水力直径为下级支管水力直径的N1/3倍；所述的分叉变径通道的长度从最末级支管开始，向上级逐级增加，上级支管长度的平方为下级支管长度平方的P倍，P≥2。

[0018] 数据中心机房内的机柜以面对面，背靠背的方式排布，形成送风冷区与回风热区。

[0019] 数据中心机房处于常年不间断运行状态，因此数据中心机房与室外环境的热量交换随室外环境温度的变化而具有明显的季节特征。当处于冬季时，室外环境温度较低，冷量充足，不但可满足数据中心机房的降温需求，同时，还可考虑储存部分冷量，在适当时机提供给数据中心机房，实现节能的目的。当处于春秋两季时，最显著特点是昼夜温差较大：白天温度有所回升，可启用被动制冷模式，并释放部分存储的冷量以满足机房降温需求；夜晚温度较低，仍然存在从室外环境抽取并储存部分冷量的可能性。而当处于夏季时，室外环境温度较高，此时被动制冷模式以及储存的冷量已无法满足数据机房中心的降温需求，需要采取主动制冷模式，制取大量冷量以满足数据中心降温需求。为此，本发基于所述的冷却系统，提出了一种多冷源协同工作，灵活运行的冷却方法，以实现机房系统高效低能耗冷却的需求。

[0020] 一种基于上述任一所述冷却系统的冷却方法，其特征在于，根据不同环境温度下各冷源的工作状态，分为蓄冷模式、释冷模式和制冷模式，在蓄冷模式、释冷模式和制冷模式三种模式的任何一种模式下，所述的自驱动气液相变传热装置均保持运行状态，将所述的机柜内主要发热元件的热量迅速转移到室外。

[0021] 在所述的蓄冷模式下，引入室外空气直接对所述的机房进行冷却，所述的地下蓄冷装置从空气中吸收冷量并储存，所述的辐射制冷装置从制取的冷却水中吸收冷量并保存，补冷装置不开启；

[0022] 在所述的释冷模式下，依靠所述的薄膜辐射制冷制取的冷量进行降温冷却，所述的蓄冷箱为所述的冷却盘管提供冷量，所述的地下蓄冷体为引入的空气提供冷量，所述的补冷装置不开启；

[0023] 在所述的制冷模式下，依靠所述的补冷装置中的制冷机组提供冷量，所述的辐射制冷装置产生低温循环水，为所述的制冷机组提供冷却水，所述的地下蓄冷装置对空气进行预降温处理，为通风系统提供较低温度空气。

[0024] 所述的蓄冷模式主要在冬季启用。

[0025] 启用时，所述的自驱动气液相变传热装置对机柜内主要发热元件进行散热；

[0026] 关闭所述的通风系统与所述的地下蓄冷装置之间的通道，室外空气直接进入通风系统，经处理后送入室内，降低室内温度；所述的地下蓄冷装置将室外低温空气引入至所述的分叉变径通道中，吸收所述的蓄冷体热量后排出室外，所述的蓄冷体温度下降，实现蓄冷；

[0027] 关闭所述的辐射制冷装置与所述的补冷装置之间的通道，开启所述的降温循环，由所述的TPX薄膜辐射制取的多余冷量，通过所述的循环水在流经所述的仿叶片脉络通道时传递给位于所述蓄冷箱内的相变蓄冷工质，实现蓄冷。

[0028] 所述的释冷模式主要在过渡季节（春秋两季）启用。

[0029] 启用时，所述的自驱动气液相变传热装置对机柜内主要发热元件进行散热；

[0030] 关闭所述的辐射制冷装置与所述的补冷装置之间的通道，开启所述的降温循环，依靠所述的TPX薄膜辐射制冷对进入通风系统的空气进行降温；

[0031] 若空气降温所需冷量大于辐射制冷量，由蓄冷箱释放冷量进行补足；

[0032] 若空气降温所需冷量大于辐射制冷量与蓄冷箱释冷量，则开启所述的通风系统与所述的地下蓄冷装置之间的通道，将室外空气先引入至所述的地下分叉变径通道内，与蓄冷体进行热量交换，经过降温处理后，再送入通风系统，由所述的辐射制冷装置进行降温处理。

[0033] 所述的制冷模式主要在夏季启用。

[0034] 启用时，所述的自驱动气液相变传热装置对机柜内主要发热元件进行散热；

[0035] 开启所述的补冷装置，打开所述的辐射制冷装置与所述的补冷装置之间的通道，开启所述的冷却循环，此时由TPX薄膜辐射制冷制取的循环水作为冷却水，为所述的制冷机组提供冷量。所述的制冷机组制取的冷量，通过所述的制冷盘管，在所述的通风系统内对空气进行降温。

[0036] 开启所述的通风系统与所述的地下蓄冷装置之间的通道，将室外空气引入地下蓄冷装置，进行降温预处理，降低空气与所述的换热器之间的温差，减少换热量，降低所述的制冷机组能耗，提高能源利用率。

[0037] 所述的集成冷却系统充分利用了自然资源，根据外界环境及热负荷动态变化灵活调整，可在最大限度降低额外能耗的情况下实现高效冷却，节能环保，可靠稳定。

[0038] 有益效果

[0039] 第一，本发明公开了一种机房的集成冷却系统，依靠自驱动相变传热，相变蓄冷，TPX薄膜辐射等方式自发地进行散热，可不分昼夜，不消耗能源的情况下持续稳定的高效运行。

[0040] 第二，该集成冷却系统可根据外界环境与热负荷动态变化调整运行方式，灵活可靠。整个集成冷却系统运动部件少，结构简单，方便维修。

[0041] 第三，具有变径管道的地下分叉变径通道，不仅增大了蓄冷体与空气的换热面积，而且能够使空气均匀且充分的与蓄冷体进行热量交换，可有效提高换热效率。

[0042] 第四，具有仿叶片脉络结构的蓄冷箱，遵从自然优化规律，可使流体在流经蓄冷箱时，与脉络架构蓄冷体进行充分的热量交换；同时，脉络架构蓄冷体中多孔脉络骨架，也可有效提高热量在相变蓄冷介质中的传递速率，进一步提高换热效率。

[0043] 第五， 各冷源协同工作且相互支持，有效提高了能源资源利用率。例如，由辐射制冷装置制取的低温循环水，在冬季可为蓄冷装置提供蓄冷量，在过渡季节可直接用于冷却室内温度，在夏季则可为制冷机组提供冷量，最大化利用了辐射制冷量，不但提高了能源利用率，还节约了宝贵的水资源。

附图说明

[0044] 图1 为一种集成冷却系统的结构示意图；

[0045] 图2 为蓄冷模式工作原理示意图；

[0046] 图3 为释冷模式工作原理示意图；

[0047] 图4 为制冷模式工作原理示意图；

[0048] 图5 为蓄冷箱内仿叶片脉络通道结构示意图；

[0049] 图6 为分叉变径通道结构示意图；

[0050] 图中，1.辐射制冷板；2.循环水冷却板；3.蓄冷箱；4.仿叶片脉络通道；5.脉络架构蓄冷体；6.三通阀；7.冷却盘管；8.制冷机组；9.制冷盘管；10.新风口；11.排风口；12.回风管道；13.回风口；14.送风管道；15.回风口；16.冷凝单元；17.上升管；18.下降管；19.蒸发单元；20.风井；21.地下排风口；22.蓄冷体；23.分叉变径通道；24.静压室；25.连接管道；26.机柜；27.气流隔板。

具体实施方式

[0051] 以下说明书附图介绍本发明的优选实施例，以使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

[0052] 下面结合附图说明进行更进一步的详细说明：

[0053] 图1所示为一种机房的集成冷却系统结构示意图，是由辐射制冷装置，自驱动气液相变传热装置，地下蓄冷装置，补冷装置以及通风系统组成的复合式自冷却散热系统。其中，

[0054] 辐射制冷装置包括辐射制冷板1，循环水冷却板2，蓄冷箱3，仿叶片脉络通道4，脉络架构蓄冷体5；三通阀6以及冷却盘管7等。辐射制冷板1面向天空侧贴有TPX辐射薄膜，背面与循环水冷却板2紧密贴合。仿叶片脉络通道4位于蓄冷箱3内，蓄冷箱3与仿叶片脉络通道4之间填充有脉络架构蓄冷体5，冷却盘管7位于通风系统内。三通阀6控制循环水的循环路径。

[0055] 自驱动气液相变传热装置包括冷凝单元16，下降管17，上升管18以及蒸发单元19等。冷凝单元16同样与辐射制冷板1背面紧密贴合，蒸发单元19位于机柜26内部，与主要发热元件贴合。冷凝单元16，下降管17，上升管18以及蒸发单元19构成一个密封闭合回路。

[0056] 地下蓄冷装置包括风井20，地下排风口21，蓄冷体22，分叉变径通道23以及静压室24。蓄冷体22主体为地下土壤，在机房建设地基时，埋入分叉变径通道23，静压室24位于蓄冷体22下方，风井20、分叉变径通道23与通风系统通过连接管道25连通。

[0057] 补冷装置包括制冷机组8，制冷盘管9等。制冷机组8与辐射制冷装置相连，制冷盘管9位于通风系统内。

[0058] 通风系统包括新风口10，排风口11，回风管道12，回风口13，送风管道14，送风口15以及气流隔板27。回风管道12通过冷却盘管7，制冷盘管9后与送风管道14连通。气流隔板27将机房内空间分隔为回风热区与送风冷区，回风口13位于机房内的回风热区上方，送风口15位于机房内的送风冷区上方。

[0059] 图2为蓄冷模式工作原理示意图。蓄冷模式启用时。

[0060] 对于辐射制冷装置，辐射制冷板1向外界辐射散热，自身温度较低，循环水冷却板2内的水将热量传递给辐射制冷板1，温度降低。较低温度的循环水从循环水冷却板2出来之后，进入蓄冷箱3内的仿叶片脉络通道4，将部分冷量传递给脉络架构蓄冷体5，实现蓄冷。随后，循环水从蓄冷箱3内出来，进入冷却盘管7，为通风系统提供冷量，随后再回到循环水冷却板2，放出热量，完成循环。

[0061] 在自驱动气液相变传热装置内，机柜26内的发热元件发出的热量被蒸发单元19内的工质吸收，工质吸热后蒸发成为气体，沿着上升管18进入到冷凝单元16内后，冷凝放热成为液体，随后又沿着下降管17回到蒸发单元19内，形成回路。工质在冷凝单元16内放出的热量传递给辐射制冷板1，再由辐射制冷板1以辐射的形式散发出去。如此循环往复，可将机柜内产生的热量迅速的转移到外界中，实现高效冷却的效果。

[0062] 对于地下蓄冷装置，连接通道25关闭，地下排风口21打开。此时，室外低温空气从风井20进入，先到达静压室24，然后均匀地进入分叉变径通道23，在分叉变径通道内吸收蓄冷体22的热量，随后通过地下排风口21排出。通过这一过程，降低了蓄冷体的温度，实现了蓄冷。

[0063] 该模式下，补冷装置不启用，制冷机组8与辐射制冷装置断开，停止运行。

[0064] 图3为释冷模式工作原理示意图。释冷模式启用时，

[0065] 自驱动气液相变传热装置保持工作状态。

[0066] 对于辐射制冷装置，循环水的循环路径与蓄冷模式一致，但此时室外温度已开始升高（春秋两季），循环水温度在循环水冷却板2内的降低程度有限，进入蓄冷箱3内的仿叶片脉络通道4后，脉络架构蓄冷体5在蓄冷模式下储存的冷量开始释放给温度稍高的循环水，降低循环水的温度。随后，循环水从蓄冷箱3内出来，进入冷却盘管7，为通风系统提供冷量，随后再回到循环水冷却板2，放出热量，完成循环。

[0067] 对于地下蓄冷装置，当蓄冷箱3为循环水提供的冷量不足，导致冷却盘管7对室内空气冷却效果不理想时，关闭新风口10和地下排风口21，打开连接通道25，使室外空气先从地下蓄冷装置进入，进行降温预处理后再送入通风系统。空气从风井20进入地下，经过静压室24后进入分叉变径通道23，此时蓄冷体22温度低于空气温度，将冷量释放给空气，实现释冷。被预降温的空气经由连接通,25进入通风系统，再由冷却盘管7进一步降温处理。

[0068] 该模式下，补冷装置不启用，制冷机组8与辐射制冷装置断开，停止运行。

[0069] 图4为制冷模式工作原理示意图。制冷模式启用时，

[0070] 自驱动气液相变传热装置保持工作状态。

[0071] 开启补冷装置内的制冷机组8，打开与辐射制冷装置的连接通道，制冷机组8制取的冷量通过制冷盘管9冷却空气，实现制冷降温。

[0072] 对于辐射制冷装置，关闭冷却盘管7的连接通道，打开与制冷机组8的连接通道，循环水首先在循环水冷却板2内被冷却之后，进入蓄冷箱3内的仿叶片脉络通道4被进一步冷却，随后进入制冷机组8，为制冷机组的冷凝器提供冷量，再回到循环水冷却板2内，完成循环。

[0073] 对于地下蓄冷装置，关闭地下排风口21，打开与通风系统的连接通道25，室外高温空气从风井20进入地下，经过静压室24后进入分叉变径通道23，将热量释放被蓄冷体22后经由连接通道，进入通风系统，再由制冷盘管7做进一步降温处理。

[0074] 图5 为蓄冷箱内仿叶片脉络通道结构示意图。所述的蓄冷箱外观为椭圆形；所述的仿叶片脉络通道分为主通道与分叉次通道，分叉次通道沿着主通道两侧向椭圆边缘延伸，直至与蓄冷箱四周的合流槽连通；所述的分叉次通道的分叉次数不少于2，每个分叉次通道的通道数随着分级次数的增加，服从符合自然优化的Fibonacci数列变化规律，即第n+2级分叉次通道数量为第n级分叉次通道数量与第n+1级分叉次通道数量的和；所述的多孔
2
脉络结构的孔径的分布，服从 χ分布。

[0075] 图5为分叉变径通道结构示意图。分叉变径通道23为多级分支结构，分叉变径通道23在建设数据中心地基时埋入蓄冷体22中，分为干管和多级支管，呈逐级分叉网状结构，分叉级数M不少于3；最末级支管阵列排布在蓄冷体22下方，连接所述的静压室24；支管数从最末级支管开始向上级逐级减少，上级支管数为下级支管数的1/N,N为单个支管的分叉数（N≥3，图中为4），直到最终汇聚成为一个干管；支管水力直径从最末级支管开始，向上级逐级增加，上级支管水力直径为下级支管水力直径的N1/3倍。所述的分叉变径通道的长度从最末级支管开始，向上级逐级增加，上级支管长度的平方为下级支管长度平方的P倍，P≥2。