一种用于机柜冷却的大温差空调末端装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于机柜冷却的大温差空调末端装置，包括柜体，所述柜体内设置有空气‑液体换热模块和气流分配模块，所述空气‑液体换热模块包括若干个平行排列的空气‑液体换热器，所述气流分配模块包括送风气流导向叶片、回风气流导向叶片和一组风机，所述送风气流导向叶片、所述风机、所述空气‑液体换热器和所述回风气流导向叶片依次设置于所述柜体内。本实用新型专利技术的优点在于：本实用新型专利技术通过使冷源紧靠机柜的方式减小气流输送距离，降低气流输送能耗，且不会出现局部过热现象。

Large temperature difference air conditioner end device for cabinet cooling

The utility model discloses a terminal for large temperature difference air conditioner cooling cabinet comprises a cabinet body, wherein the air liquid heat exchange module and air distribution module set cabinet, the air liquid heat exchange module comprises a plurality of air liquid parallel heat exchanger, the airflow distribution module including supply air exhaust air flow guide vane and guide vane, a group of fan, the air flow guide vane, wherein the blower, air liquid heat exchanger and the air flow guide vanes are orderly arranged in the cabinet body. The utility model has the advantages that the utility model can reduce the air conveying distance and reduce the energy consumption of the air flow transmission by making the cold source close to the cabinet, and the local overheating phenomenon can not occur.

【技术实现步骤摘要】
一种用于机柜冷却的大温差空调末端装置
本技术涉及数据中心空调节能系统
，特别是一种用于机柜冷却的大温差空调末端装置。
技术介绍
数据中心是一个聚集了大量服务器、存储设备、网络设备的场所，是实现数据信息集中处理、存储、传输、交换和管理等业务的服务平台。数据中心的电耗主要由信息设备、空调系统和供配电系统三部分构成，其中空调系统电耗约占总量的40％。随着我国信息行业的快速发展，数据中心将呈现爆发增长，其电耗呈几何级数增长，能源消耗巨大。随着信息设备集成度的进一步提高，单台服务器运算能力和发热量大幅增加，同时体积越来越小，造成数据中心单机柜功率密度迅速增加，传统架空地板下送风方式已经渐渐无法满足高功率密度机柜的冷却需求。并且，传统下送风方式由于冷源距离热源较远，气流组织不够合理，带来数据中心机柜冷却不够充分以及能耗居高不下的问题。改善数据中心能耗和末端有效冷却问题需要改变现有数据中心空调末端的送风形式，使冷源尽量靠近热源，同时要充分利用免费自然冷源进行冷却。现有机房精密空调冷冻水供水温度较低且供回水温差较小，供回水温差通常为5℃，主机能效较低且不利于对免费自然冷源的充分利用。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种用于机柜冷却的大温差空调末端装置，该装置循环液体流量低、供/回液温差大、冷却效率高，解决了现有技术存在的问题。本技术是通过以下技术方案来实现的：一种用于机柜冷却的大温差空调末端装置包括柜体，所述柜体内设置有空气-液体换热模块和气流分配模块，所述空气-液体换热模块包括若干个平行排列的空气-液体换热器，所述气流分配模块包括送风气流导向叶片、回风气流导向叶片和一组风机，所述送风气流导向叶片、所述风机、所述空气-液体换热器和所述回风气流导向叶片依次设置于所述柜体内。在本技术中，用于机柜冷却的大温差空调末端装置与控制系统连接，根据控制系统监测到的信号，使大温差空调末端装置根据控制系统实现自动调节。控制系统通过监测机柜内服务器输入电流和回风口温度对风机转速、送风气流导向叶片角度、可旋转空气-液体换热器的角度以及空气-液体换热模块内载冷液体流速进行调节。当机柜服务器输入电流增加或回风口竖向各点空气温度提高时，增大风机转速使得风量增大；且使送风气流导向叶片旋转一定角度，使得送风气流流向与服务器进风方向的角度更小，以增大服务器进风风速；此时可旋转空气-液体换热器保持与气流流向垂直。当机柜服务器输入电流减小且回风口温度降低时，降低风机转速使得风量减小；且使送风气流导向叶片旋转一定角度，使得送风气流流向与服务器进风方向的角度更小；且调节可旋转空气-液体换热器与气流流向的夹角小于90°；且降低空气-液体换热模块内载冷液体的流速。本技术通过将用于机柜冷却的大温差空调末端装置与被冷却机柜封装于一个与机房环境隔离的构建物中，该构建物具有保温隔热效果，其实现仅对机柜实施的局部环境冷却，避免因冷却整个机房环境造成的能源浪费，同时降低了对机房环境温度的要求。用于机柜冷却的大温差空调末端装置布置于机柜的侧面，可以位于两台机柜之间或者位于单台机柜一侧；大温差空调末端装置的高度与机柜高度相同或相近；大温差空调末端装置水平进深大于机柜水平进深，出风口位置突出于机柜正面，回风口位置突出于机柜背面。本技术中用于机柜冷却的大温差空调末端装置的工作流程是：机柜背面服务器排出的热空气经过回风导向叶片改变流向后，反向流入空气-液体换热模块，经过空气-液体换热模块后，热空气被冷却降温至合适的温度，再经风机增压后流向送风气流导向叶片改变风向，最终反向流入机柜正面的服务器进风口，形成水平闭合循环。所述风机的风量可以根据机柜实时发热量实现自动调节，所述送风气流导向叶片角度可以根据机柜实时发热量实现自动调节；所述送风气流导向叶片和回风气流导向叶片均为竖直布置。优选地，所述若干个空气-液体换热器串联连接或者并联连接。空气-液体换热器串联连接可以增大液体流动管路内表面面积和液体流动路径长度实现小流量、大温差的设计目的。优选地，所述若干个空气-液体换热器中的至少一个设置有旋转装置，所述旋转装置的旋转角度不大于90°。若干个空气-液体换热器中一个或多个空气-液体换热器可以根据机柜发热量变化沿其自身竖直中轴线进行旋转，旋转角度根据机柜发热量大小自动调节，旋转角度最大能够达到90°，设置有旋转装置的空气-液体换热器采用软连接方式与集液管和回液管连接。设置有旋转装置的空气-液体换热器的自动调节方式是通过控制系统监测每台服务器输入电功率和回风气流导向叶片处竖向各点空气温度来实现；所述风机风量的自动调节方式是通过监测每台服务器输入电功率和回风气流导向叶片处竖向各点空气温度来实现；所述送风气流导向叶片角度自动调节方式是通过监测每台服务器输入电功率和回风气流导向叶片处竖向各点空气温度来实现。优选地，所述空气-液体换热器为平行流微通道换热器或管翅式换热器。优选地，所述空气-液体换热器的冷却介质的温差为10～15℃，所述冷却介质为水。冷却介质的温差为10～15℃，能够更加充分利用免费自然冷源，在配套有蓄冷系统的数据中心，大温差供冷方式还能够增加蓄冷系统的蓄冷温差，提高蓄冷系统蓄冷能力，一方面可以实现更佳的移峰填谷效果，另一方面可以蓄存更多的自然冷量用于免费供冷。优选地，所述风机竖向排列。优选地，所述空气-液体换热器的载冷液体采用双路供液，两路分别来自不同冷源的供液管同时连接所述空气-液体换热器的进液管，空气-液体换热器的出液管同时连接去往不同的冷源的回液管。本技术中的双路供液系统在运行中互为备份，同一时间只有一路液体循环，当正在循环的回路出现故障时，另一回路液体将自动开始循环。本技术的有益效果是：1、本技术通过使冷源紧靠机柜的方式减小气流输送距离，降低气流输送能耗，且不会出现局部过热现象；2、本技术通过增大循环液体流动管路内表面面积来增大单个换热器换热面积，通过将若干换热器进行串联连接，显著增加循环液体流动路径长度，通过与空气充分接触换热，实现循环液体小流量、进出口大温差的运行方式3、本技术通过增大循环液体供/回液温差，提高循环液体出口温度，能够显著增加免费自然冷源利用率，减少电制冷机组开启时间，降低数据中心空调系统能耗；4、本技术通过增大循环液体供/回液温差，对配套有蓄冷系统的数据中心，能够大幅增加蓄冷系统的蓄冷温差，提高蓄冷系统蓄冷能力，一方面实现更佳的移峰填谷效果、降低电网负荷，另一方面蓄存更多的自然冷量用于免费供冷；5、本技术采用可调节风量的风机，能够依据机柜发热量进行风量自动调节，对机柜发热量的动态变化迅速做出响应，及时将热量带走，实现针对机柜冷却的动态调节；6、本技术在出风口和回风口设置气流导向叶片，有效降低气流改变流向时的局部阻力损失，出风口气流导向叶片能够根据机柜发热量自动调节叶片角度，实现对机柜更有效的冷却；7、本技术通过与被冷却机柜封装于一个与机房环境隔离的构建物中，该构建物具有保温隔热效果，其实现仅对机柜实施的局部环境冷却，避免因冷却整个机房环境造成的能源浪费，同时降低了对机房环境温度的要求。附图说明图1为实施例1用于机柜冷却的大温差空调末端装置的结构示意图；图2为图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机柜冷却的大温差空调末端装置，其特征在于：包括柜体，所述柜体内设置有空气‑液体换热模块和气流分配模块，所述空气‑液体换热模块包括若干个平行排列的空气‑液体换热器，所述气流分配模块包括送风气流导向叶片、回风气流导向叶片和一组风机，所述送风气流导向叶片、所述风机、所述空气‑液体换热器和所述回风气流导向叶片依次设置于所述柜体内，所述空气‑液体换热器的冷却介质的温差为10～15℃。

【技术特征摘要】
1.一种用于机柜冷却的大温差空调末端装置，其特征在于：包括柜体，所述柜体内设置有空气-液体换热模块和气流分配模块，所述空气-液体换热模块包括若干个平行排列的空气-液体换热器，所述气流分配模块包括送风气流导向叶片、回风气流导向叶片和一组风机，所述送风气流导向叶片、所述风机、所述空气-液体换热器和所述回风气流导向叶片依次设置于所述柜体内，所述空气-液体换热器的冷却介质的温差为10～15℃。2.根据权利要求1所述的用于机柜冷却的大温差空调末端装置，其特征在于：所述若干个空气-液体换热器串联连接或者并联连接。3.根据权利要求1所述的用于机柜冷却的大温差空调末端装置，其特征在于：所述若干个空气-液体换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏林，董凯军，刘腾庆，孙钦，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：新型
国别省市：广东,44