热管背板空调分级处理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及数据中心冷却系统技术领域，提供一种热管背板空调分级处理系统及其控制方法，热管背板空调分级处理系统包括机柜、热管背板空调和多种冷源采集装置；机柜内设有换热室，热管背板空调至少包括设置在换热室内的第一级换热器、第二级换热器以及风机；多种冷源采集装置至少包括第一冷源和第二冷源，第一冷源通过第一冷媒管路连通于第一级换热器，第二冷源通过第二冷媒管路连通于第二级换热器；风机使空气依次通过第一级换热器和第二级换热器。本发明专利技术对数据中心内的空气分级处理、逐级降温，延长了自然冷源的利用时间，降低了机械冷源的冷量需求和数据中心空调系统的能耗。冷源的冷量需求和数据中心空调系统的能耗。冷源的冷量需求和数据中心空调系统的能耗。

【技术实现步骤摘要】
热管背板空调分级处理系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及数据中心冷却系统
，特别是涉及一种热管背板空调分级处理系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术的快速发展，数据中心、通讯基站等基础设施建设规模在全球范围内日益扩大，其承担的计算量也在飞速增长，与之同时带来的是计算机、服务器等设备工作时的高发热密度和高发热量。为了保障该类设备的常年可靠运行，需要设置空调系统对其温湿度进行控制。目前，用于数据中心冷却降温的空调系统的能耗占比约为40％，因此，在保障设备安全运行的同时降低空调系统能耗。相关技术中，热管背板空调末端部分均为利用单一温度品位的冷源对服务器排风进行冷却，由于热管背板的进、出风温差较大，其空气冷却过程中存在明显的不匹配问题，导致其对冷源温度必须较低，从而导致自然冷源的利用时间不长，整个空调系统的能耗仍然较高；在冷源部分多采用干冷器或冷却塔的单一自然冷源，在使用机械制冷时，仅用一种低温冷冻水冷却室内空气，无法同时利用温度低于室内温度的自然冷源，造成整个空调系统的能耗过大。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种热管背板空调分级处理系统，热管背板空调至少包括设置在换热室内的第一级换热器、第二级换热器以及风机，第一级换热器和第二级换热器的温度可以相同或者不同，不仅可以机械制冷，还可以利用温度低于室内温度的自然冷源，降低了整个空调系统的能耗。
[0004]本专利技术实施例还提供了一种热管背板空调分级处理系统的控制方法。
[0005]本专利技术实施例还提供了另一种热管背板空调分级处理系统的控制方法。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统，包括：
[0007]机柜，所述机柜设有用于放置电子设备的换热室，所述机柜的侧壁形成有连通于所述换热室的进风口和出风口；
[0008]热管背板空调，至少包括设置在所述换热室内的第一级换热器、第二级换热器以及风机；
[0009]多种冷源采集装置，至少包括第一冷源和第二冷源，所述第一冷源通过第一冷媒管路连通于所述第一级换热器，所述第二冷源通过第二冷媒管路连通于所述第二级换热器；
[0010]其中，所述风机使所述进风口的空气依次通过电子设备、所述第一级换热器、所述第二级换热器以及所述出风口。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述第一冷源和所述第二冷源为两组独立的集成冷源。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述第一冷源和所述第二冷源共用一组集成冷源。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述集成冷源包括并联的多条平行支路，每条所述平行支路包括空气换热器、第一冷却装置、第二冷却装置和冷机蒸发器其中的至少一个；
[0014]每条所述平行支路包括至少一组相互对应的进口端和出口端，所述进口端和所述出口端其中的至少一端设置有阀门。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述平行支路还包括备用冷源。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述第一冷源还包括与多条所述平行支路并联的第一换热器以及为载冷剂提供动力的第一水泵；
[0017]所述第二冷源还包括与多条所述平行支路并联的第二换热器以及为载冷剂提供动力的第二水泵；
[0018]所述第一换热器通过所述第一冷媒管路连通于所述第一级换热器，所述第二换热器通过所述第二冷媒管路连通于所述第二级换热器。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，所述空气换热器、所述第一冷却装置、所述第二冷却装置、所述冷机蒸发器和所述备用冷源一一对应设置于多条所述平行支路。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，所述第一冷媒管路设有第一三通阀，所述第一三通阀的第一端连通于所述第一冷源，所述第一三通阀的第二端通过第一制冷支路连通于所述第一级换热器，所述第一三通阀的第三端通过第一旁通支路连通于所述第一级换热器，所述第一制冷支路设有第一压缩机；
[0021]所述第二冷媒管路设有第二三通阀，所述第二三通阀的第一端连通于所述第二冷源，所述第二三通阀的第二端通过第二制冷支路连通于所述第二级换热器，所述第二三通阀的第三端通过第二旁通支路连通于所述第二级换热器，所述第二制冷支路设有第二压缩机；
[0022]所述第一冷媒管路还设有第一节流阀，所述第一节流阀并联有第一旁通阀，所述第二冷媒管路还设有第二节流阀，所述第二节流阀并联有第二旁通阀。
[0023]根据本专利技术的一个实施例，所述第一冷却装置包括开式直接蒸发冷却塔或者闭式直接蒸发冷却塔，所述第二冷却装置包括开式间接蒸发冷却塔或者闭式间接蒸发冷却塔。
[0024]根据本专利技术的一个实施例，所述第一冷媒管路和所述第二冷媒管路内的冷媒包括气液相变制冷剂或者采用液泵驱动的液态载冷介质或者气液相变制冷剂。
[0025]根据本专利技术第二方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统的控制方法，所述控制方法包括差温分级制冷模式；
[0026]在所述差温分级制冷模式，第一级换热器内的冷媒温度高于第二级换热器内的冷媒温度。
[0027]根据本专利技术第三方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统的控制方法，所述控制方法包括同温分级制冷模式；
[0028]在所述同温分级制冷模式，第一级换热器内的冷媒温度与第二级换热器内的冷媒温度相同。
[0029]本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
[0030]根据本专利技术第一方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统，包括机柜、热管背板空调和多种冷源采集装置；机柜内设有换热室，换热室内用于放置电子设备，机柜的侧壁形成有连通于换热室的进风口和出风口；热管背板空调至少包括设置在换热室内的第一
级换热器、第二级换热器以及风机；多种冷源采集装置至少包括第一冷源和第二冷源，第一冷源通过第一冷媒管路连通于第一级换热器，第二冷源通过第二冷媒管路连通于第二级换热器；其中，风机使进风口的空气依次通过电子设备、第一级换热器、第二级换热器以及出风口。第一级换热器和第二级换热器的温度可以相同或者不同，不仅可以机械制冷，还可以利用温度低于室内温度的自然冷源。热管背板空调分级处理系统对数据中心内的空气进行分级处理、逐级降温，构建包含机械冷源与多种温度品位自然冷源的复合冷源系统，延长了自然冷源的利用时间，降低了机械冷源的冷量需求，缩短了机械冷源的运行时间，降低了数据中心空调系统的能耗，可以实现数据中心的进一步节能，推动了数据中心空调系统的低碳运行。
[0031]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热管背板空调分级处理系统，包括机柜，所述机柜设有用于放置电子设备的换热室，所述机柜的侧壁形成有连通于所述换热室的进风口和出风口，其特征在于，还包括：热管背板空调，至少包括设置在所述换热室内的第一级换热器、第二级换热器以及风机；多种冷源采集装置，至少包括第一冷源和第二冷源，所述第一冷源通过第一冷媒管路连通于所述第一级换热器，所述第二冷源通过第二冷媒管路连通于所述第二级换热器；其中，所述风机使所述进风口的空气依次通过电子设备、所述第一级换热器、所述第二级换热器以及所述出风口。2.根据权利要求1所述的热管背板空调分级处理系统，其特征在于，所述第一冷源和所述第二冷源为两组独立的集成冷源。3.根据权利要求1所述的热管背板空调分级处理系统，其特征在于，所述第一冷源和所述第二冷源共用一组集成冷源。4.根据权利要求2或3所述的热管背板空调分级处理系统，其特征在于，所述集成冷源包括并联的多条平行支路，每条所述平行支路包括空气换热器、第一冷却装置、第二冷却装置和冷机蒸发器其中的至少一个；每条所述平行支路包括至少一组相互对应的进口端和出口端，所述进口端和所述出口端其中的至少一端设置有阀门。5.根据权利要求4所述的热管背板空调分级处理系统，其特征在于，所述平行支路还包括备用冷源。6.根据权利要求5所述的热管背板空调分级处理系统，其特征在于，所述第一冷源还包括与多条所述平行支路并联的第一换热器以及为载冷剂提供动力的第一水泵；所述第二冷源还包括与多条所述平行支路并联的第二换热器以及为载冷剂提供动力的第二水泵；所述第一换热器通过所述第一冷媒管路连通于所述第一级换热器，所述第二换热器通过所述第二冷媒管路连通于所述第二级换热器。7.根据权利要求1至3任一项所述的热管背板空调分级处理系统，其特征在于，所述第一冷媒管路设有第一三通阀，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先庭，查富海，梁辰吉昱，王文涛，王源，王宝龙，石文星，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：