一种双循环式顶置热管微模块制造技术

技术编号:20718022 阅读:30 留言:0更新日期:2019-03-30 16:22
本发明专利技术提供了一种双循环式顶置热管微模块,其室外冷却单元采用双自然冷却模块及双室外冷却系统设计,并提供了风冷、淋水蒸发、压缩制冷、冷冻水冷却等多种不同冷凝供给方式,多种冷凝方式中,优先利用风冷这一自然冷却方式,淋水蒸发、压缩制冷或冷冻水冷却作为补充,在充分利用自然冷源同时,保障微模块整体排热能力及冗余排热需求;所述室外冷却回路采用互为备份方式,第一、二换热回路互为备份且可则一或同时运行,第三、四换热回路互为备份且可则一或同时运行,当其中一套换热回路发生故障时,另外一套正常运行,可保障相对的两台顶置热管有一台可正常运行,从而保障相对机柜的散热补充需求和微模块的均匀散热需求。

【技术实现步骤摘要】
一种双循环式顶置热管微模块
本专利技术涉及机房排热领域,特别涉及一种双循环式顶置热管微模块。
技术介绍
机房内机柜服务器集成密度越来越高,服务器的发热量越来越大,为了保证高散热密度机房内服务器工作在最适宜的环境温度下,目前高散热密度机房排热方式也在不断发展变化。目前高散热密度机房排热主要有如下几种方式:其一是精密空调精确送风,该方式机房室内采用风道将精密空调的冷风直接引至服务器机柜,主要优点是实现了冷风直接引至服务器机柜,使机柜服务器进风处于较理想的低温状态下,缺点是风机需要选用可以克服风道阻力的大压头风机,因此风机功耗较大,随之带来了精密空调功耗较大;另外,采用该方式排热,一方面因风道中的冷量分配不均,不能有效解决机房局部热点问题,另一方面因机房内服务器机柜排风口距离精密空调回风口远近不同,容易产生远距离机柜排风回风不畅而使机房局部环境温度高于设定值的局部热点问题。其二是采用列间空调的方式,列间空调有采用直接蒸发式,也有采用冷冻水式,布置在两台机柜的中间,实现就近制冷。列间空调布置因在两台机柜之间,且可通过一定的外围结构形成封闭通道,所以较精密空调相比,其送风传输距离近,无需选用功耗大的大压头风机,也因靠近热源制冷,一定程度上解决了机房内局部热点问题。但列间空调因布置在成列机柜之间,在提高了排热效果的同时,需要占据一定的机柜位空间,浪费了机房宝贵的面积,且采用冷冻水型列间空调,会将水引入机房,带来了一定的安全隐患。其三是采用制冷柜门替代机房内机柜的前后门板的排热方式,采用制冷柜门分为采用水冷换热器制冷柜门和采用氟利昂热管换热器制冷柜门方式,两种方式都实现了靠近服务器热源从而就近冷却的效果,因水冷换热器制冷柜门会有水引入机房的缺点,所以采用氟利昂热管换热器制冷柜门方式是目前比较理想的选择,但是两种方式都需要将换热器集成于服务器机柜门板上,此时门板重量的增加对机架承重和门铰链的可靠性要求较高。除如上三种排热方式外,顶置热管产品具备不占用机柜位、高效、节能、安全可靠等优势,在机房排热领域得到越来越广泛地应用。但应用时,需要注意顶置热管与室外冷凝端高度差需满足重力驱动力要求,且注意顶置热管度机房高度的要求。
技术实现思路
针对现有技术的缺点和不足,本专利技术旨在提供一种双循环式顶置热管微模块,室外冷却单元采用双自然冷却模块及双室外冷却系统设计,并提供了风冷、淋水蒸发、压缩制冷、冷冻水冷却等多种不同冷凝供给方式,多种冷凝方式中,优先利用风冷这一自然冷却方式,淋水蒸发、压缩制冷或冷冻水冷却作为补充,在充分利用自然冷源同时,保障微模块整体排热能力及冗余排热需求;所述室外冷却回路采用互为备份方式,第一换热回路与第二换热回路互为备份且可则一或同时运行,当其中一套换热回路发生故障时,另外一套换热回路正常运行,可保障相对的两台顶置热管有一台可正常运行冷却循环,从而保障相对机柜的散热需求和微模块的均匀散热需求;第三换热回路与第四换热回路互为备份且可则一或同时运行,当其中一套换热回路发生故障时,另外一套换热回路正常运行,可保障相对的两台顶置热管有一台可正常运行冷却循环,从而保障相对机柜的散热补充需求和微模块的均匀散热需求。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是:一种双循环式顶置热管微模块,包括室内封闭通道模块、室外冷却单元,其特征在于:--所述室内封闭通道模块,包括至少两列相对布置的服务器机柜,每列服务器机柜中包括多台服务器机柜,相对布置的两列服务器机柜之间形成一列间通道,且每列服务器机柜中的服务器机柜均从所述列间通道进风,或向所述列间通道排风,每一服务器机柜顶部均布置一顶置热管,每一所述顶置热管的出风临近其下服务器机柜的进风、回风临近其下服务器机柜的排风,相邻两列服务器机柜及其顶部布置的顶置热管、以及相邻两列服务器机柜之间的列间通道,通过通道结构件形成一封闭换热通道,每一所述顶置热管中均含热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ;--所述室外冷却单元,包括自然冷却模块Ⅰ、自然冷却模块Ⅱ、室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ,其中,所述顶置热管第1列的奇数位和第2列的偶数位中的每一所述热管换热器Ⅰ,通过其气管出管、液管进管分别与所述自然冷却模块Ⅰ的集气管、分液管连通,构成第一换热回路;所述顶置热管第1列的偶数位和第2列的奇数位中的每一所述热管换热器Ⅰ,通过其气管出管、液管进管分别与所述自然冷却模块Ⅱ的集气管、分液管连通,构成第二换热回路;所述顶置热管第1列的奇数位和第2列的偶数位中的每一所述热管换热器Ⅱ,通过其气管出管、液管进管分别与所述室外冷却系统Ⅰ的集气管、分液管连通,构成第三换热回路;所述顶置热管第1列的偶数位和第2列的奇数位中的每一所述热管换热器Ⅱ,通过其气管出管、液管进管分别与所述室外冷却系统Ⅱ的集气管、分液管连通,构成第四换热回路;所述第一列奇数位和偶数位的各所述顶置热管,分别与位于第二列奇数位和偶数位的各所述顶置热管,一一相对布置;所述自然冷却模块Ⅰ、自然冷却模块Ⅱ的结构相同,其换热主体均为热管冷凝器,进入所述热管冷凝器内的制冷剂蒸气被冷凝为制冷剂液体,所述热管冷凝器的冷凝方式为风冷冷凝或风冷结合淋水蒸发冷凝;所述室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ的结构相同,进入所述室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ内的制冷剂蒸气利用风冷和/或压缩制冷的冷凝方式、或风冷和/或冷冻水冷却的冷凝方式被冷凝为制冷剂液体。优选地,各所述顶置热管的结构相同,均包括一框架,所述框架内设有接水盘、挡水格栅Ⅰ、风机、空气过滤器以及所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ,其中,所述接水盘设置在所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ的底部,用以收集换热器表面析出的冷凝水并通过其底部的排水管及时排出机房;所述挡水格栅Ⅰ临近所述接水盘设置,用以防止进入所述接水盘的冷凝水飞溅出所述顶置热管外,从而保障系统安全;所述风机设置在所述框架的侧壁上,用以驱动所述框架内的气流掠过所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ的表面;所述空气过滤器设置在所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ的回风口处,用于保障机房洁净度且可多次清洗及在线更换。优选地,所述框架内还设有一控制器Ⅰ,所述控制器Ⅰ与所述风机通信连接,用以根据系统热负荷变化情况对所述风机进行无级调速。优选地,所述自然冷却模块Ⅰ、自然冷却模块Ⅱ的结构相同,均包括一机组外壳,所述机组外壳内至少设有热管冷凝器Ⅰ、冷凝风机Ⅰ、淋水装置、挡水格栅、集水盘、循环水泵和补水装置,其中,所述冷凝风机Ⅰ设置在所述机组外壳的顶部并临近所述热管冷凝器Ⅰ布置,用以驱动气流掠过所述热管冷凝器Ⅰ的表面,从而对所述热管冷凝器Ⅰ内的制冷剂蒸气进行冷却;所述淋水装置设置在所述热管冷凝器Ⅰ的顶部并位于所述冷凝风机Ⅰ的下方,用以通过所述循环水泵将所述集水盘内储存的水,从上而下喷淋至所述热管冷凝器Ⅰ的表面;所述集水盘设置在所述热管冷凝器Ⅰ的底部,用以收集从所述热管冷凝器Ⅰ表面淋下的水,并通过所述补水装置向所述集水盘补充冷却水;所述挡水格栅设置在所述机组外壳的侧壁上,并临近所述集水盘设置,用以防止进入所述集水盘的水飞溅出所述机组外壳外;所述热管冷凝器Ⅰ包括风冷冷凝以及风冷结合淋水蒸发冷凝方式,其中,当采用风冷冷凝方式时,所述淋水装置、循环水泵不启动工作,所述冷凝风机Ⅰ根据负荷情况启动或调速运行;当采用采用风冷本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种双循环式顶置热管微模块,包括室内封闭通道模块、室外冷却单元,其特征在于:‑‑所述室内封闭通道模块,包括至少两列相对布置的服务器机柜,每列服务器机柜中包括多台服务器机柜,相对布置的两列服务器机柜之间形成一列间通道,且每列服务器机柜中的服务器机柜均从所述列间通道进风,或向所述列间通道排风,每一服务器机柜顶部均布置一顶置热管,每一所述顶置热管的出风临近其下服务器机柜的进风、回风临近其下服务器机柜的排风,相邻两列服务器机柜及其顶部布置的顶置热管、以及相邻两列服务器机柜之间的列间通道,通过通道结构件形成一封闭换热通道,每一所述顶置热管中均含热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ;‑‑所述室外冷却单元,包括自然冷却模块Ⅰ、自然冷却模块Ⅱ、室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ,其中,所述顶置热管第1列的奇数位和第2列的偶数位中的每一所述热管换热器Ⅰ,通过其气管出管、液管进管分别与所述自然冷却模块Ⅰ的集气管、分液管连通,构成第一换热回路;所述顶置热管第1列的偶数位和第2列的奇数位中的每一所述热管换热器Ⅰ,通过其气管出管、液管进管分别与所述自然冷却模块Ⅱ的集气管、分液管连通,构成第二换热回路;所述顶置热管第1列的奇数位和第2列的偶数位中的每一所述热管换热器Ⅱ,通过其气管出管、液管进管分别与所述室外冷却系统Ⅰ的集气管、分液管连通,构成第三换热回路;所述顶置热管第1列的偶数位和第2列的奇数位中的每一所述热管换热器Ⅱ,通过其气管出管、液管进管分别与所述室外冷却系统Ⅱ的集气管、分液管连通,构成第四换热回路;所述第一列奇数位和偶数位的各所述顶置热管,分别与位于第二列奇数位和偶数位的各所述顶置热管,一一相对布置;所述自然冷却模块Ⅰ、自然冷却模块Ⅱ的结构相同,其换热主体均为热管冷凝器,进入所述热管冷凝器内的制冷剂蒸气被冷凝为制冷剂液体,所述热管冷凝器的冷凝方式为风冷冷凝或风冷结合淋水蒸发冷凝;所述室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ的结构相同,进入所述室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ内的制冷剂蒸气利用风冷和/或压缩制冷的冷凝方式、或风冷和/或冷冻水冷却的冷凝方式被冷凝为制冷剂液体。...

【技术特征摘要】
1.一种双循环式顶置热管微模块,包括室内封闭通道模块、室外冷却单元,其特征在于:--所述室内封闭通道模块,包括至少两列相对布置的服务器机柜,每列服务器机柜中包括多台服务器机柜,相对布置的两列服务器机柜之间形成一列间通道,且每列服务器机柜中的服务器机柜均从所述列间通道进风,或向所述列间通道排风,每一服务器机柜顶部均布置一顶置热管,每一所述顶置热管的出风临近其下服务器机柜的进风、回风临近其下服务器机柜的排风,相邻两列服务器机柜及其顶部布置的顶置热管、以及相邻两列服务器机柜之间的列间通道,通过通道结构件形成一封闭换热通道,每一所述顶置热管中均含热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ;--所述室外冷却单元,包括自然冷却模块Ⅰ、自然冷却模块Ⅱ、室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ,其中,所述顶置热管第1列的奇数位和第2列的偶数位中的每一所述热管换热器Ⅰ,通过其气管出管、液管进管分别与所述自然冷却模块Ⅰ的集气管、分液管连通,构成第一换热回路;所述顶置热管第1列的偶数位和第2列的奇数位中的每一所述热管换热器Ⅰ,通过其气管出管、液管进管分别与所述自然冷却模块Ⅱ的集气管、分液管连通,构成第二换热回路;所述顶置热管第1列的奇数位和第2列的偶数位中的每一所述热管换热器Ⅱ,通过其气管出管、液管进管分别与所述室外冷却系统Ⅰ的集气管、分液管连通,构成第三换热回路;所述顶置热管第1列的偶数位和第2列的奇数位中的每一所述热管换热器Ⅱ,通过其气管出管、液管进管分别与所述室外冷却系统Ⅱ的集气管、分液管连通,构成第四换热回路;所述第一列奇数位和偶数位的各所述顶置热管,分别与位于第二列奇数位和偶数位的各所述顶置热管,一一相对布置;所述自然冷却模块Ⅰ、自然冷却模块Ⅱ的结构相同,其换热主体均为热管冷凝器,进入所述热管冷凝器内的制冷剂蒸气被冷凝为制冷剂液体,所述热管冷凝器的冷凝方式为风冷冷凝或风冷结合淋水蒸发冷凝;所述室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ的结构相同,进入所述室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ内的制冷剂蒸气利用风冷和/或压缩制冷的冷凝方式、或风冷和/或冷冻水冷却的冷凝方式被冷凝为制冷剂液体。2.根据权利要求1所述的双循环式顶置热管微模块,其特征在于,各所述顶置热管的结构相同,均包括一框架,所述框架内设有接水盘、挡水格栅Ⅰ、风机、空气过滤器以及所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ,其中,所述接水盘设置在所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ的底部,用以收集换热器表面析出的冷凝水并通过其底部的排水管及时排出机房;所述挡水格栅Ⅰ临近所述接水盘设置,用以防止进入所述接水盘的冷凝水飞溅出所述顶置热管外,从而保障系统安全;所述风机设置在所述框架的侧壁上,用以驱动所述框架内的气流掠过所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ的表面;所述空气过滤器设置在所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ的回风口处,用于保障机房洁净度且可多次清洗及在线更换。3.根据权利要求2所述的双循环式顶置热管微模块,其特征在于,所述框架内还设有一控制器Ⅰ,所述控制器Ⅰ与所述风机通信连接,用以根据系统热负荷变化情况对所述风机进行无级调速。4.根据权利要求1所述的双循环式顶置热管微模块,其特征在于,所述自然冷却模块Ⅰ、自然冷却模块Ⅱ的结构相同,均包括一机组外壳,所述机组外壳内至少设有热管冷凝器Ⅰ、冷凝风机Ⅰ、淋水装置、挡水格栅、集水盘、循环水泵和补水装置,其中,所述冷凝风机Ⅰ设置在所述机组外壳的顶部并临近所述热管冷凝器Ⅰ布置,用以驱动气流掠过所述热管冷凝器Ⅰ的表面,从而对所述热管冷凝器Ⅰ内的制冷剂蒸气进行冷却;所述淋水装置设置在所述热管冷凝器Ⅰ的顶部并位于所述冷凝风机Ⅰ的下方,用以通过所述循环水泵将所述集水盘内储存的水,从上而下喷淋至所述热管冷凝器Ⅰ的表面;所述集水盘设置在所述热管冷凝器Ⅰ的底部,用以收集从所述热管冷凝器Ⅰ表面淋下的水,并通过所述补水装置向所述集水盘补充冷却水;所述挡水格栅设置在所述机组外壳的侧壁上,并临近所述集水盘设置,用以防止进入所述集水盘的水飞溅出所述机组外壳外;所述热管冷凝器Ⅰ包括风冷冷凝以及风冷结合淋水蒸发冷凝方式,其中,当采用风冷冷凝方式时,所述淋水装置、循环水泵不启动工作,所述冷凝风机Ⅰ根据负荷情况启动或调速运行;当采用采用风冷结合淋水蒸发冷凝方式时,所述淋水装置、循环水泵启动工作,所述冷凝风机Ⅰ调速运行,所述补水装置适时补充循环所需冷却水。5.根据权利要求4所述的双循环式顶置热管微模块,其特征在于,所述机组外壳内还设有一控制器Ⅱ,所述控制器Ⅱ与所述冷凝风机Ⅰ、循环水泵和补水装置通信连接,所述控制器Ⅱ根据系统热负荷情况判断所述热管冷凝器Ⅰ采用何种冷凝方式,当采用风冷冷凝方式时,所述控制器Ⅱ关闭所述循环水泵,并调速运行所述冷凝风机Ⅰ以适应不同热负荷情况;当采用采用风冷结合淋水蒸发冷凝方式时,所述控制器Ⅱ启动所述循环水泵、冷凝风机Ⅰ,并控制所述补水装置适时补充冷却水。6.根据权利要求1所述的双循环式顶置热管微模块,其特征在于,所述室外冷却系统Ⅰ、室外冷却系统Ⅱ的结构相同,均包括热管冷凝器Ⅱ、中间换热器Ⅰ、空调冷凝器、节流装置、压缩机、三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ、冷凝风机Ⅱ以及与所述室内封闭通道模块中的顶置热管连通的集气管、分液管,其中,所述集气管通过三通阀Ⅰ分别与所述热管冷凝器Ⅱ的进气口、中间换热器Ⅰ热侧的进气口连通,所述分液管通过三通阀Ⅱ分别与所述热管冷凝器Ⅱ的排液口、中间换热器Ⅰ热侧的排液口连通,所述冷凝风机Ⅱ临近所述热管冷凝器Ⅱ布置,用以驱动气流掠过所述热管冷凝器Ⅱ的表面,从而对所述热管冷凝器Ⅱ内的制冷剂蒸气进行冷却;所述中间换热器Ⅰ的冷侧、压缩机、空调冷凝器、节流装置通过管路依次连通形成一压缩机制冷循环,进入所述中间换热器Ⅰ冷侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘志辉冯剑超庞晓风张德军许荣兴周健健李宾
申请(专利权)人:北京纳源丰科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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