一种服务器机柜多级冷却热管节能系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种服务器机柜多级冷却热管节能系统，通过在热管列间空调中布置至少四组独立的热管换热器，并分别与中间换热单元中的两水/制冷剂换热器的制冷剂侧接口相互连接匹配，形成至少四组独立的热管换热系统，并通过对中间换热单元中两水/制冷剂换热器的冷冻水供水、回水管路的设计，使得各热管换热系统中的制冷剂工作在不同的蒸发温度下，从而形成多级换热，可实现热管列间空调回风温度与出风温度温差较大的情况下，采用提高冷冻水供回水温度的情况下，仍可满足热管列间空调出风温度要求，系统节能运行。

A multi-stage cooling heat pipe energy saving system for server cabinet

【技术实现步骤摘要】
一种服务器机柜多级冷却热管节能系统
本技术涉及机房排热领域，特别涉及一种服务器机柜多级冷却热管节能系统。
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。目前采用热管列间空调冷却的封闭通道制冷方式，因热管运行节能，送风距离近等优势，在机房服务器机柜散热中，得到越来越广泛的应用。目前与热管空调列间相匹配的室外冷冻水供回水温度，通常采用7℃/12℃，12℃/17℃，14℃/19℃，近年来为减小整个系统的能耗，也有将室外冷冻水供回水温度提高到15℃/20℃的情况，而在保障室内散热能力和送风温度满足要求的前提下，如果能将室外冷冻水供回水温度再进一步提高，将会使系统更加节能。
技术实现思路
针对现有技术的缺点和不足，本技术旨在提供一种服务器机柜多级冷却热管节能系统，采用多级换热，可实现热管列间空调回风温度与出风温度温差较大的情况下，采用提高冷冻水供回水温度的情况下，仍可满足热管列间空调出风温度要求，系统节能运行。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种服务器机柜多级冷却热管节能系统，包括室内封闭通道模块、中间换热单元，其特征在于：--所述室内封闭通道模块，包括一列或两列服务器机柜、若干台热管列间空调、封闭通道组件，其中，每列服务器机柜中包括多台服务器机柜，其中各服务器机柜的进风方向、排风方向均相同，且所述多台服务器机柜之间间隔布置若干台热管列间空调，其中各热管列间空调的出风方向、回风方向均相同，每一所述热管列间空调前部出风、后部回风且出风临近相邻服务器机柜的进风、回风临近相邻服务器机柜的排风；每一所述热管列间空调均至少包括四组独立的热管换热器，分别为热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ、热管换热器Ⅲ、热管换热器Ⅳ，每一热管换热器均包括一液管进管和一气管出管，高温回风依次经过所述热管换热器Ⅳ、热管换热器Ⅲ、热管换热器Ⅱ、热管换热器Ⅰ逐级冷却为所需温度的出风；所述中间换热单元，包括水/制冷剂换热器Ⅰ、水/制冷剂换热器Ⅱ，每一水/制冷剂换热器均包括一水进管、一水出管、一制冷剂进口Ⅰ、一制冷剂出口Ⅰ、一制冷剂进口Ⅱ、一制冷剂出口Ⅱ；每列服务器机柜中间隔布置的热管列间空调对应一所述中间换热单元，各所述热管列间空调中的热管换热器Ⅰ、Ⅱ的气管出管分别通过集气管Ⅰ、Ⅱ与所述中间换热单元中的水/制冷剂换热器Ⅰ的制冷剂进口Ⅰ、Ⅱ连通，热管换热器Ⅰ、Ⅱ的液管进管分别通过出液管Ⅰ、Ⅱ与水/制冷剂换热器Ⅰ的制冷剂出口Ⅰ、Ⅱ连通；热管换热器Ⅲ、Ⅳ的气管出管分别通过集气管Ⅲ、Ⅳ与水/制冷剂换热器Ⅱ的制冷剂进口Ⅰ、Ⅱ连通，热管换热器Ⅲ、Ⅳ的液管进管分别通过出液管Ⅲ、Ⅳ与水/制冷剂换热器Ⅱ的制冷剂出口Ⅰ、Ⅱ连通；所述中间换热单元中，所述水/制冷剂换热器Ⅰ的水进管与室外冷冻水直接连通，冷冻水经由所述水/制冷剂换热器Ⅰ的水出管流出后，进入所述水/制冷剂换热器Ⅱ的水进管，再由所述水/制冷剂换热器Ⅱ的水出管回流至室外冷冻水回水管。优选地，当所述室内封闭通道模块中仅布置一列服务器机柜时，该列服务器机柜通过封闭通道组件形成封闭换热通道；当所述室内封闭通道模块中布置两列服务器机柜时，该两列服务器机柜相对布置且通过封闭通道组件形成封闭换热通道。优选地，所述热管换热器Ⅰ对应的蒸发温度A、所述热管换热器Ⅱ对应的蒸发温度B、所述热管换热器Ⅲ对应的蒸发温度C、所述热管换热器Ⅳ对应的蒸发温度D、冷冻水供水温度E、冷冻水回水温度F、热管列间空调的回风温度G、热管列间空调的出风温度H之间满足：G＞D＞F＞C＞B＞H＞A＞E。本技术的服务器机柜多级冷却热管节能系统中，所述中间换热单元中的水/制冷剂换热器Ⅰ、水/制冷剂换热器Ⅱ与每列服务器机柜中间隔布置的热管列间空调中的热管换热器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ通过管路形成多级冷却热管节能系统，为节约系统能耗和能源，采用较高的冷冻水供水温度E、回水温度F，为保障所述多级冷却热管节能系统在采用较高的冷冻水供水温度E、回水温度F时，在所述热管列间空调的回风温度G与出风温度H差值较大时，实现所述热管列间空调的出风温度H满足机房设定温度要求，所述热管列间空调采用多级冷却方式，假设所述热管换热器Ⅰ对应的蒸发温度为A，所述热管换热器Ⅱ对应的蒸发温度为B，所述热管换热器Ⅲ对应的蒸发温度为C，所述热管换热器Ⅳ对应的蒸发温度为D，则可取热管列间空调的回风温度G＞热管换热器Ⅳ对应的蒸发温度为D＞冷冻水回水温度F＞热管换热器Ⅲ对应的蒸发温度C＞热管换热器Ⅱ对应的蒸发温度B＞热管列间空调的出风温度H＞热管换热器Ⅰ对应的蒸发温度为A＞冷冻水供水温度E，来实现多级冷却换热。优选地，所述水/制冷剂换热器Ⅰ的水出管与所述水/制冷剂换热器Ⅱ的水进管之间的连通管路中，水温约为(E+F)/2。优选地，所述热管列间空调在靠近出风侧门板附近安装有可根据热负荷变化情况进行无级调速的风机。优选地，每列服务器机柜中，各所述热管列间空调的布置方向相同，当每一所述热管列间空调的出风口均朝向所述室内封闭通道模块时，所述室内封闭通道模块形成为封闭冷通道，当每一所述热管列间空调的出风口均背离所述室内封闭通道模块时，所述室内封闭通道模块形成为封闭热通道。优选地，所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ、热管换热器Ⅲ、热管换热器Ⅳ可采用下进上出、下进下出、上进上出的接管方式，当采用下进上出、下进下出可选配底座；当采用下进下出、上进上出时可选配制冷剂泵驱动。优选地，所述热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ、热管换热器Ⅲ、热管换热器Ⅳ与所述水/制冷剂换热器Ⅰ、水/制冷剂换热器Ⅱ所构成的循环系统中的制冷剂工质为氟利昂类制冷剂。同现有技术相比，本技术的服务器机柜多级冷却热管节能系统，通过在热管列间空调中布置至少四组独立的热管换热器，并分别与中间换热单元中的两水/制冷剂换热器的制冷剂侧接口相互连接匹配，形成至少四组独立的热管换热系统，并通过对中间换热单元中两水/制冷剂换热器的冷冻水供水、回水管路的设计，使得各热管换热系统中的制冷剂工作在不同的蒸发温度下，从而形成多级换热，可实现热管列间空调回风温度与出风温度温差较大的情况下，采用提高冷冻水供回水温度的情况下，仍可满足热管列间空调出风温度要求，系统节能运行。附图说明图1为本技术的服务器机柜多级冷却热管节能系统的示意图；图2为本技术的服务器机柜多级冷却热管节能系统工作原理示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本技术进一步详细说明。需要说明的是，以下实施例是对本技术的解释，而本技术并不局限于以下实施例。图1为本技术的服务器机柜多级冷却热管节能系统的示意图。如图所示，本技术的服务器机柜多级冷却热管节能系统，包括室内封闭通道模块1、中间换热单元2，其中，室内封闭通道模块1包括一列或两列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种服务器机柜多级冷却热管节能系统，包括室内封闭通道模块、中间换热单元，其特征在于：/n所述室内封闭通道模块，包括一列或两列服务器机柜、若干台热管列间空调、封闭通道组件，所述一列或两列服务器机柜通过封闭通道组件形成封闭换热通道，其中，/n每列服务器机柜中包括多台服务器机柜，其中各服务器机柜的进风方向、排风方向均相同，且所述多台服务器机柜之间间隔布置若干台热管列间空调，其中各热管列间空调的出风方向、回风方向均相同，/n每一所述热管列间空调前部出风、后部回风且出风临近相邻服务器机柜的进风、回风临近相邻服务器机柜的排风；/n每一所述热管列间空调均包括四组独立的热管换热器，分别为热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ、热管换热器Ⅲ、热管换热器Ⅳ，每一热管换热器均包括一液管进管和一气管出管，高温回风依次经过所述热管换热器Ⅳ、热管换热器Ⅲ、热管换热器Ⅱ、热管换热器Ⅰ逐级冷却为所需温度的出风；/n所述中间换热单元，包括水/制冷剂换热器Ⅰ、水/制冷剂换热器Ⅱ，每一水/制冷剂换热器均包括一水进管、一水出管、一制冷剂进口Ⅰ、一制冷剂出口Ⅰ、一制冷剂进口Ⅱ、一制冷剂出口Ⅱ；/n每列服务器机柜中间隔布置的热管列间空调对应一所述中间换热单元，各所述热管列间空调中的热管换热器Ⅰ、Ⅱ的气管出管分别通过集气管Ⅰ、Ⅱ与所述中间换热单元中的水/制冷剂换热器Ⅰ的制冷剂进口Ⅰ、Ⅱ连通，热管换热器Ⅰ、Ⅱ的液管进管分别通过出液管Ⅰ、Ⅱ与水/制冷剂换热器Ⅰ的制冷剂出口Ⅰ、Ⅱ连通；热管换热器Ⅲ、Ⅳ的气管出管分别通过集气管Ⅲ、Ⅳ与水/制冷剂换热器Ⅱ的制冷剂进口Ⅰ、Ⅱ连通，热管换热器Ⅲ、Ⅳ的液管进管分别通过出液管Ⅲ、Ⅳ与水/制冷剂换热器Ⅱ的制冷剂出口Ⅰ、Ⅱ连通；/n所述中间换热单元中，所述水/制冷剂换热器Ⅰ的水进管与室外冷冻水直接连通，冷冻水经由所述水/制冷剂换热器Ⅰ的水出管流出后，进入所述水/制冷剂换热器Ⅱ的水进管，再由所述水/制冷剂换热器Ⅱ的水出管回流至室外冷冻水回水管。/n...

【技术特征摘要】
1.一种服务器机柜多级冷却热管节能系统，包括室内封闭通道模块、中间换热单元，其特征在于：
所述室内封闭通道模块，包括一列或两列服务器机柜、若干台热管列间空调、封闭通道组件，所述一列或两列服务器机柜通过封闭通道组件形成封闭换热通道，其中，
每列服务器机柜中包括多台服务器机柜，其中各服务器机柜的进风方向、排风方向均相同，且所述多台服务器机柜之间间隔布置若干台热管列间空调，其中各热管列间空调的出风方向、回风方向均相同，
每一所述热管列间空调前部出风、后部回风且出风临近相邻服务器机柜的进风、回风临近相邻服务器机柜的排风；
每一所述热管列间空调均包括四组独立的热管换热器，分别为热管换热器Ⅰ、热管换热器Ⅱ、热管换热器Ⅲ、热管换热器Ⅳ，每一热管换热器均包括一液管进管和一气管出管，高温回风依次经过所述热管换热器Ⅳ、热管换热器Ⅲ、热管换热器Ⅱ、热管换热器Ⅰ逐级冷却为所需温度的出风；
所述中间换热单元，包括水/制冷剂换热器Ⅰ、水/制冷剂换热器Ⅱ，每一水/制冷剂换热器均包括一水进管、一水出管、一制冷剂进口Ⅰ、一制冷剂出口Ⅰ、一制冷剂进口Ⅱ、一制冷剂出口Ⅱ；
每列服务器机柜中间隔布置的热管列间空调对应一所述中间换热单元，各所述热管列间空调中的热管换热器Ⅰ、Ⅱ的气管出管分别通过集气管Ⅰ、Ⅱ与所述中间换热单元中的水/制冷剂换热器Ⅰ的制冷剂进口Ⅰ、Ⅱ连通，热管换热器Ⅰ、Ⅱ的液管进管分别通过出液管Ⅰ、Ⅱ与水/制冷剂换热器Ⅰ的制冷剂出口Ⅰ、Ⅱ连通；热管换热器Ⅲ、Ⅳ的气管出管分别通过集气管Ⅲ、Ⅳ与水/制冷剂换热器Ⅱ的制冷剂进口Ⅰ、Ⅱ连通，热管换热器Ⅲ、Ⅳ的液管进管分别通过出液管Ⅲ、Ⅳ与水/制冷剂换热器Ⅱ的制冷剂出口Ⅰ、Ⅱ连通；
所述中间换热单元中，所述水/制冷剂换热器Ⅰ的水进管与室外冷冻水直接连通，冷冻水经由所述水/制冷剂换热器Ⅰ的水出管流出后，进入所述水/制冷剂换热器Ⅱ的水进管，再由所述水/制冷剂换热器Ⅱ的水出管回流至室外冷冻水回水管。


2.根据权利要求1所述的服务器机柜多级冷却热管节能系统，其特征在于，当所述室内封闭通道模块中仅布置一列...

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