一种高散热密度机房热管排热系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高散热密度机房热管排热系统，为一年四季都需要制冷的高散热密度机房提供排热，包括机房室内单元、室外单元，室内单元和室外单元通过气管汇管、液管汇管连通，室内单元包括若干热管排热一级子系统，每个一级子系统包括前、后背板热管排热二级子系统，室外单元包括三通阀Ⅰ、Ⅱ，自然冷源模块一级子系统，冷水机组，分水器，中间换热器一级子系统，集水器。本发明专利技术根据高散热密度机房环境温控需要，灵活地在后背板热管排热二级子系统和/或前背板热管排热二级子系统工作模式间进行选择;本发明专利技术根据自然环境能提供自然冷源的状况灵活地启动自然冷源模块一级子系统，对冷水机组进行辅助或替代制冷，以降低系统功耗，节约能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高散热密度机房热管排热领域，特别涉及一种一年四季都需要制冷的高散热密度机房热管排热系统。
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高，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两种方式一种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。一种是采用水冷背板替代机房内机柜的前后门板的点对点排热，该种排热方式有效解决了机房局部热点问题，但是因水冷背板采用的冷冻水直接引入机房，系统防漏水安全设计复杂，且复杂的防漏水设计并不能避免系统泄漏时水进入机房，而只是在水泄漏时发出报警，因此该种排热方式并未大规模采用。
技术实现思路
本专利技术提供的一种一年四季都需要制冷的高散热密度机房热管排热系统，根据高散热密度机房环境温控需要，机房室内通过灵活地在单独启动后背板热管排热二级子系统，单独启动前背板热管排热二级子系统或后背板热管排热二级子系统与前背板热管排热二级子系统同时启动的工作模式间进行选择，本专利技术根据自然环境能提供自然冷源的状况灵活地启动自然冷源模块一级子系统，对冷水机组进行辅助或替代制冷，另外，本专利技术高散热密度机房室内冷媒采用氟利昂制冷剂，机房室外采用的冷却水与机房室内完全隔离，杜绝了水进入机房的隐患。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种高散热密度机房热管排热系统，包括机房室内单元、机房室外单元，其特征在于所述机房室内单元包括若干列独立的一体化机柜热管排热一级子系统；所述一体化机柜热管排热一级子系统包括置于机架上的后背板热管排热二级子系统和前背板热管排热二级子系统，机架上布置多个高散热密度机房服务器；所述后背板热管排热二级子系统包括若干排后背板热管三级子系统，气管汇管I和液管汇管I;toon] 所述前背板热管排热二级子系统包括若干排前背板热管三级子系统，气管汇管II和液管汇管II ；所述后背板热管三级子系统包括通过连接管路依次连通的气管截止阀I、后背板换热管和液管截止阀I，每个后背板热管三级子系统通过连接管路与气管汇管I和液管汇管I连通；所述前背板热管三级子系统包括通过连接管路依次连通的气管截止阀II、前背板换热管，和液管截止阀II，每个前背板热管三级子系统通过连接管路与气管汇管II和液管汇管II连通；所述机房室外单元包括通过管路依次连通的中间换热器一级子系统、集水器、自然冷源模块一级子系统、冷水机组、及分水器，·每个中间换热器一级子系统对应一个一体化机柜热管排热一级子系统，包括中间换热器I和中间换热器II，所述中间换热器I的热侧通过气管汇管I和液管汇管I与所述后背板热管三级子系统连通，所述中间换热器II的热侧通过气管汇管II和液管汇管II与所述前背板热管排热二级子系统连通；所述中间换热器一级子系统的冷侧两端分别通过管路同分水器、集水器连通。优选的，所述机房室外单元还包括三通阀I、三通阀II、定压及补水装置及水泵，定压及补水装置、水泵、三通阀II依次设置在自然冷源模块一级子系统的出口侧和冷水机组的进口侧之间的管路上，其中，所述三通阀I、三通阀II均包括入口、第一出口和第二出口，所述入口可择一地与所述第一出口、第二出口连通，也可同时与所述第一出口、第二出口连通；三通阀II的入口连通水泵的出口，第一出口连通冷水机组的进口侧，第二出口连通冷水机组的出口侧；三通阀I的入口连通集水器，第一出口连通自然冷源模块一级子系统的入口侧，第二出口连通水泵的入口侧。优选的，所述自然冷源模块一级子系统包括若干个并联的风冷模块，其出口侧管路上设置单向阀I。优选的，所述中间换热器一级子系统还包括三通阀III、单向阀II、三通阀IV、单向阀III，其中，所述三通阀III、三通阀IV均包括入口、第一出口和第二出口，所述入口可择一地与所述第一出口、第二出口连通，也可同时与所述第一出口、第二出口连通；三通阀III的入口连通分水器，第一出口连通三通阀IV的入口，第二出口连通中间换热器II冷侧的入水口；三通阀IV的入口还与中间换热器II冷侧的出水口连通，三通阀IV的入口和中间换热器II冷侧的出水口之间的管路上设置单向阀II，三通阀IV的第一出口连通中间换热器I冷侧的入水口，第二出口连通集水器，中间换热器I冷侧的出水口通过设置有单向阀III的管路连通集水器。优选地，所述系统根据所述后、前背板换热管的回风温度、送风温度及高散热密度机房环境温控要求，通过所述三通阀III、三通阀IV的选择连通来决定所述机房室内单元是单独启动所述后背板热管排热二级子系统还是单独启动所述前背板热管排热二级子系统，或是所述后背板热管排热二级子系统和所述前背板热管排热二级子系统同时启动。优选地，当所述后背板换热管回风温度高于设定温度，高散热密度机房环境温控要求控制所述后背板换热管送风温度保持在一定温度范围内从而保障整个机房环境温度稳定时，所述机房室单元内可单独启动所述后背板热管排热二级子系统，此时所述三通阀III、三通阀IV的入口均与其第一出口连通。优选地，当所述前背板换热管回风温度高于设定温度，高散热密度机房环境温控要求重点为消除机房局部热点，要求位于所述机架内的所述高散热密度机房服务器进风温度，即所述前背板换热管的送风温度在较低的温度范围内，从而保障所述高散热密度机房服务器出风在一定温度范围内，以避免产生机房局部热点时，所述机房室内单元可单独启动所述前背板热管排热二级子系统，此时所述三通阀III、三通阀IV的入口均与其第二出口连通。优选地，当所述后背板换热管、前背板换热管的回风温度、送风温度均高于设定温度，高散热密度机房环境温控要求同时消化和消除局部热点，控制所述后背板换热管和所述前背板换热管的送风温度在一定温度范围内从而保障整个机房环境温度和所述高散热密度机房服务器出风均在一定温度范围内时，所述机房室内单元可同时启动所述后背板热管排热二级子系统和所述前背板热管排热二级子系统，此时所述三通阀III的入口与其第二 出口连通，所述三通阀IV的入口与其第一出口连通。优选地，当自然环境不能提供所述系统节能运行所需自然冷源时，所述机房室内排热所需的冷源仅由所述冷水机组提供，此时所述三通阀I、三通阀II的入口均与其第一出口连通。优选地，当自然环境能部分提供所述系统节能运行所需自然冷源时，所述机房室内排热所需的冷源由所述自然冷源模块一级子系统和所述冷水机组共同提供，此时所述三通阀I的入口与其第一出口和第二出口同时连通，三通阀II的入口与其第一出口连通。优选地，当自然环境能全部提供所述系统节能运行所需自然冷源时，所述机房室内排热所需的冷源仅由所述自然冷源模块一级子系统提供，所述三通阀I的入口与其第二出口连通，所述三通阀II的入口与其第二出口连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高散热密度机房热管排热系统，包括机房室内单元（1）、机房室外单元（25），其特征在于：所述机房室内单元（1）包括若干列独立的一体化机柜热管排热一级子系统（2）；所述一体化机柜热管排热一级子系统（2）包括置于机架（18）上的后背板热管排热二级子系统（3）和前背板热管排热二级子系统（4），机架（18）上布置多个高散热密度机房服务器（19）；所述后背板热管排热二级子系统（3）包括若干排后背板热管三级子系统（5），气管汇管Ⅰ（9）和液管汇管Ⅰ（10）；所述前背板热管排热二级子系统（4）包括若干排前背板热管三级子系统（6），气管汇管Ⅱ（7）和液管汇管Ⅱ（8）；所述后背板热管三级子系统（5）包括通过连接管路依次连通的气管截止阀Ⅰ（13）、后背板换热管（20）和液管截止阀Ⅰ（14），每个后背板热管三级子系统（5）通过连接管路与气管汇管Ⅰ（9）和液管汇管Ⅰ（10）连通；所述前背板热管三级子系统（6）包括通过连接管路依次连通的气管截止阀Ⅱ（13）、前背板换热管（17），和液管截止阀Ⅱ（14），每个前背板热管三级子系统（6）通过连接管路与气管汇管Ⅱ（7）和液管汇管Ⅱ（8）连通；所述机房室外单元（25）包括通过管路依次连通的中间换热器一级子系统（51）、集水器（45）、自然冷源模块一级子系统（26）、冷水机组（43）、及分水器（44），每个中间换热器一级子系统（51）对应一个一体化机柜热管排热一级子系统（2），包括中间换热器Ⅰ（53）和中间换热器Ⅱ（52），所述中间换热器Ⅰ（53）的热侧通过气管汇管Ⅰ（9）和液管汇管Ⅰ（10）与所述后背板热管三级子系统（5）连通，所述中间换热器Ⅱ（52）的热侧通过气管汇管Ⅱ（7）和液 管汇管Ⅱ（8）与所述前背板热管排热二级子系统（4）连通；所述中间换热器一级子系统（51）的冷侧两端分别通过管路同分水器（44）、集水器（45）连通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庞晓风，刘志辉，田浩，冯剑超，任聪颖，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：