一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统技术方案

技术编号:15620982 阅读:99 留言:0更新日期:2017-06-14 04:40
本实用新型专利技术涉及一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,包括太阳能吸收式制冷装置,还包括冷却装置、用于服务器机柜散热的空调末端以及用于与服务器发热芯片换热的液冷模块,所述太阳能吸收式制冷装置通过管路与空调末端连接形成循环回路,冷却装置通过管路与液冷模块连接形成循环回路。本专利通过结合太阳能吸收式制冷技术与液冷技术,高效制冷,保证服务器的散热需求,解决机房局部过热的问题,又可在无需电压缩制冷装置的情况下充分利用太阳能制取冷冻水辅助散热,降低机房PUE值与耗电量,节能环保。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统
本专利涉及机房空调散热领域,具体涉及一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统。
技术介绍
统计数据表明,我国2014年IDC(互联网数据中心)年耗电量超过828.5亿度(相当于燃烧了超过3000万吨标准煤),约占当年全社会用电总量1.5%,所增加的CO2排放量超过8000万吨。在节能与环保两大社会发展主题下,数据中心背后巨大的能源消耗制约了我国节能减排工作的进一步开展。无论数据中心(或服务器机柜)规模如何,它们都有一个共同点:都包括会散热的设备,而散发的热量必须排掉,又加上温度较低的情况下设备的寿命更长,并能够更快速地运行,这使得机房空调被大量应用在数据中心里,直接导致机房空调的耗电量占数据中心耗电量的40%,而与数据中心配套的周边办公、运维和宿舍等辅助建筑在冬季需要大量的热量来解决供暖的问题,在常规设计中,供暖需要锅炉或者热泵解决,需要消耗大量煤炭、燃油、天然气等不可再生能源,其中化石原料燃烧过程种产生的大量CO2是造成温室效应的主要原因,并且发电过程中粉尘和酸性气体等排放物严重污染环境,对人体健康造成损害,因此,如何在保证机房服务器设备正常使用条件下,最大限度降低机房内空调系统的能耗以及向周边配套设施提供更佳的能源用于供暖是数据机房运营行业面临的一个重要问题。压缩机是空调系统主要的耗电部件,运行时噪声大,因此如何减少压缩机运行时间甚至去除压缩机是降低机房能耗的关键。在公开号为CN102734979A的中国专利技术专利申请中提供了一种太阳能吸收式制冷系统,包括用于制冷剂蒸发制冷的蒸发器,采用吸收剂吸收制冷剂蒸气的吸收器,用于加热蒸发制冷剂溶液的发生器,用于制冷剂蒸气放热的冷凝器,冷却水经吸收器吸取吸收过程热量后再经冷凝器吸收制冷剂蒸气释放热量;还包括一个包括太阳能集热器和集热水箱的太阳能加热系统,所述太阳能加热系统用于加热发生器中制冷剂溶液。该技术方案利用了吸收式制冷机的原理,去除了压缩机,且利用清洁能源作为热源驱动,避免了上文提及的引入室外冷空气与采用气气蜂窝式换热器的制冷方式所带来的缺陷,同时也降低了能耗,但是随着IT技术的快速发展和数据业务需求的迅猛增长,高热密度服务器运用增多,单个机架的功率越来越高,促使机房出现局部过热的现象,因此,仅仅是传统的空气冷却的方式将难以满足服务器的散热需求。在公开号为CN104703449A的中国专利技术专利申请中提供了一种门式热管空调和液冷装置结合的服务器机柜散热系统,包括液冷服务器机柜,所述液冷服务器机柜包括机柜柜体和设置机于柜柜体内的多个液冷服务器,设有液冷装置对液冷服务器进行直接的液冷散热,还设有门式热管空调进行辅助散热。该技术方案采用液冷散热技术进行主制冷,机柜级热管散热技术进行辅助制冷,虽然制冷效率高,效果好,不会出现局部过热的问题,但是其中的门式热管空调包括冷水机,冷水机中的核心组件仍然为压缩机,没有解决机房能耗过大的问题。如何将太阳能吸收式制冷和液冷技术结合在一起,成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足,本专利提供一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,通过结合太阳能吸收式制冷技术与液冷技术,高效制冷,保证服务器的散热需求,解决机房局部过热的问题,又可在无需电压缩制冷装置的情况下充分利用太阳能制取冷冻水辅助散热,降低机房PUE值与耗电量,节能环保。针对本专利一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统来说,上述技术问题是这样加以解决的:一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,包括太阳能吸收式制冷装置,还包括冷却装置、用于服务器机柜散热的空调末端以及用于与服务器发热芯片换热的液冷模块,所述太阳能吸收式制冷装置通过管路与空调末端连接形成循环回路,冷却装置通过管路与液冷模块连接形成循环回路。太阳能是一种取之不尽用之不竭的绿色清洁能源,因此,利用太阳能作为驱动热源的太阳能吸收式制冷装置除了能够显著降低散热系统能耗、节约能源以及产生积极的社会和经济效益以外,还具有清洁无污染和使用安全的特点。采用太阳能吸收式制冷装置结合就近机柜安装的空调末端可高效带走服务器的分布式热量:由于空调末端用于对服务器机柜直接散热,所以即便将机房设备的进风温度提高到23℃以上也能够满足散热需求,提高了送风温度和冷却效率;另外服务器中70%~80%的热量已被液冷模块带走,服务器中其余的分布式热量允许进一步提高送风温度到27℃以上,并可提高冷冻水温度8-10℃,可以显著提高系统的能效比。采用液冷方式带走服务器主要发热器件的热量的优点在于:服务器发热芯片正常运行时温度在50~70℃之间,进行散热的液冷模块只需30~40℃的液体换热介质即可满足散热需求,液冷模块利用热管高效导热以及液体换热介质比热容大、对流换热快、蒸发潜热大等特点,结合冷却装置把服务器的热量高效地带到机房外,从而达成更好的散热效果。本专利结合太阳能吸收式制冷技术与液冷技术两者的优点,由太阳能吸收式制冷装置进行散热的空调末端负责带走服务器发热芯片外的发热元件的热量,冷却装置配合液冷模块带走服务器发热芯片的热量,在节能环保的同时提高制冷效率,解决了机房局部过热的问题,散热系统运作过程中无需电压缩机,节能效果显著,同时减少了噪音。进一步地,所述空调末端用于与服务器机柜并排设置。一般机房里设有多排并列的服务器机柜,两排服务器机柜之间形成密闭的冷通道,空调末端与服务器机柜并列相对安装,吹出的冷空气进入封闭的冷通道中,对冲后进入服务器中,使冷空气在服务器中的分布更为均匀,更好地吸收除服务器发热芯片外的其他元件的热量,吸收热量后形成的热空气流到空调末端的回风口,在空调末端中放热后再形成冷空气,如此循环。进一步地,所述空调末端用于设置在服务器机柜的背部。服务器中除芯片外的元件,其发热量只占据服务器发热量的20%~30%,利用空气对流散热足以满足其散热需求,利用液冷技术进行散热虽然效果好,但是需要额外铺设能使液体流动的管路,而且为了让服务器内部所有元件进行液冷散热,所需管路的设计也比较复杂,因此,此处不适宜对服务器发热元件统一液冷散热,而是使用结构简单,容易实施的空调末端设置在服务器机柜的背部,通过将服务器中的热空气吹送到空调末端中进行换热。进一步地,所述空调末端包括门式冷水换热器以及安装在门式冷水换热器上的风机;所述门式冷水换热器通过管路与太阳能吸收式制冷装置连接形成循环回路。进一步地,所述液冷模块包括热管部件、水冷板、集流器以及分配器,热管部件一端用于与服务器发热芯片换热,另一端与水冷板接触;所述分配器、水冷板、集流器与冷却装置按顺序依次通过管路连接形成循环回路。服务器发热芯片的发热量占据服务器发热量70%~80%,液冷模块利用热管高效导热以及液冷换热介质比热容大、对流换热快以及蒸发潜热大等特点对服务器发热芯片进行换热,使得服务器发热芯片的内部温度保持在50~65℃之间正常运行;所述热管部件一端受热时,管中的液体迅速汽化,在热扩散的动力下流向另外一端,即与水冷板连接的一端,冷凝并释放出热量,然后再流回受热的那一端,如此循环不止地将服务器发热芯片的热量传递到水冷板中;芯片与水冷板之间通过热管部件换热,确保了水冷板的中流体介质在发生泄漏时不会影响到服务器发热芯片的正常工本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,包括太阳能吸收式制冷装置,其特征在于,还包括冷却装置、用于服务器机柜散热的空调末端以及用于与服务器发热芯片换热的液冷模块,所述太阳能吸收式制冷装置通过管路与空调末端连接形成循环回路,冷却装置通过管路与液冷模块连接形成循环回路。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,包括太阳能吸收式制冷装置,其特征在于,还包括冷却装置、用于服务器机柜散热的空调末端以及用于与服务器发热芯片换热的液冷模块,所述太阳能吸收式制冷装置通过管路与空调末端连接形成循环回路,冷却装置通过管路与液冷模块连接形成循环回路。2.根据权利要求1所述的一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,其特征在于,所述空调末端用于与服务器机柜并排设置。3.根据权利要求1所述的一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,其特征在于,所述空调末端用于设置在服务器机柜的背部。4.根据权利要求3所述的一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,其特征在于,所述空调末端包括门式冷水换热器以及安装在门式冷水换热器上的风机;所述门式冷水换热器通过管路与太阳能吸收式制冷装置连接形成循环回路。5.根据权利要求1~4任一项所述的一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,其特征在于,所述液冷模块包括热管部件、水冷板、集流器以及分配器,热管部件一端用于与服务器发热芯片换热,另一端与水冷板接触;所述分配器、水冷板、集流器与冷却装置按顺序依次通过管路连接形成循环回路。6.根据权利要求1~4任一项所述的一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶向阳谢春辉顾剑彬
申请(专利权)人:广东申菱环境系统股份有限公司
类型:新型
国别省市:广东,44

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