一種雙系統(tǒng)互備機柜熱管背板排熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)中心機房環(huán)境控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙系統(tǒng)互備機柜熱管背板排熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]全球數(shù)據(jù)中心總量超過300萬個，耗電量占到全球總電量的1.1%_1.5%，我國數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅猛，總量已超過40萬個，年耗電量超過全社會用電量的1.5%，其中大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的PUE仍普遍大于2.2，與國際先進水平相比有較大差距。數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備需要全天候進行散熱，通常數(shù)據(jù)中心內(nèi)采用精密空調(diào)或者機械冷源進行制冷，而隨著數(shù)據(jù)機房的快速發(fā)展，每年機房的耗電量以20%的速度快速增長，而其中在數(shù)據(jù)機房中空調(diào)的能耗占到35% -45%，某些機房空調(diào)占比更高。數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的冷卻方式通常為先冷卻環(huán)境再冷卻設(shè)備，如GB50174-2008《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》中所述A、B類機房要求環(huán)境溫度23°C 土 1°C，而實際數(shù)據(jù)中心服務(wù)器機柜內(nèi)溫度可達45°C左右，如采用直接冷卻設(shè)備的理念，可有效減少冷負荷浪費，尤其根據(jù)不同地域及季節(jié)周期性變化，結(jié)合自然冷源與機械冷源技術(shù)，采用雙系統(tǒng)互備機柜熱管背板排熱系統(tǒng)對服務(wù)器機柜進行冷卻，大幅度減少甚至完全替代實現(xiàn)精密空調(diào)的使用，一方面可有效降低PUE，提高能效利用率，另一方面可有效解決由于精密空調(diào)機組氣流組織不合理造成局部熱點等問題；同時，通過空調(diào)機組的完全替代，有效提高機房空間利用率，可布置更多服務(wù)器機柜，從而可有效提高經(jīng)濟效益及節(jié)地的效果；此外，雙系統(tǒng)互備機柜熱管背板排熱系統(tǒng)采用相對獨立的管翅式換熱器，在實現(xiàn)冗余的同時，降低末端風阻，實現(xiàn)鋁翅片共用，從而有效保證散熱系統(tǒng)的有效性與安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于充分利用自然冷源及能效比較高的機械冷源，并通過雙系統(tǒng)互備機柜熱管背板排熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置，大幅度減少甚至完全替代傳統(tǒng)精密空調(diào)的能耗，有效降低數(shù)據(jù)中心PUE值，達到節(jié)能減排的效果，并提高散熱系統(tǒng)的冗余性、安全性與有效性；另外，通過排熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的布置，可優(yōu)化氣流組織，實現(xiàn)精確制冷，改變傳統(tǒng)精密空調(diào)“先冷環(huán)境后冷設(shè)備”的傳統(tǒng)理念，有效提高冷量利用效率，解決局部熱點問題的產(chǎn)生；同時，通過該系統(tǒng)的機柜背板安裝方式，可有效提高數(shù)據(jù)中心空間的利用率，提高服務(wù)器機柜的布置數(shù)量，有效的提高經(jīng)濟效益并達到節(jié)地的效果。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):本發(fā)明提供的技術(shù)方案它包括自然冷源單元、機械冷源單元、冷量分配單元、機柜末端熱管背板換熱單元、循環(huán)栗組、過濾器、壓力儲液罐、供回水管路、傳感器等。自然冷源單元依次與機械冷源單元并聯(lián)或串聯(lián)、與所述冷量分配單元、機柜末端熱管背板換熱單元串聯(lián)。
[0005]進一步地，所述機柜末端熱管背板換熱單元采用雙系統(tǒng)管翅式熱管換熱器，所述雙系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)相互獨立，末端換熱器上采用同一個散熱翅片。這樣其中任何一路出現(xiàn)故障，另一路換熱系統(tǒng)能夠充分利用散熱翅片，獨立保證機柜散熱量。
[0006]進一步地，所述自然冷源單元與機械冷源單元采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式與所述冷量分配單元連接。
[0007]進一步地，所述冷量分配單元采用管殼式換熱器或板式換熱器。既可根據(jù)機房要求，采用獨立系統(tǒng)為機柜排熱系統(tǒng)單元提供冷量，也可將冷量分配單元中換熱器互為備份地為機柜排熱系統(tǒng)提供冷量，實現(xiàn)冗余布置。
[0008]進一步地，所述的機柜末端熱管背板換熱單元通過鉸鏈結(jié)構(gòu)連接，設(shè)置在機柜前方或機柜背面。設(shè)置在機柜前方作為冷卻前板，設(shè)置在機柜背面作為冷卻背板，冷卻前板、背板通過鉸鏈等結(jié)構(gòu)連接，能夠有效開啟，從而不影響機柜內(nèi)電子元器件的檢修與維護。
[0009]進一步地，所述的自然冷源單元采用風冷冷凝器或冷卻塔，更進一步地，所述的自然冷源單元采用攜帶潛熱預(yù)冷卻裝置的風冷冷凝器。
[0010]進一步地，所述的自然冷源單元、機械冷源單元、循環(huán)栗組及機柜末端熱管背板換熱單元采用變頻電機及啟停臺數(shù)來控制系統(tǒng)的供回溫度及流量，從而保證系統(tǒng)的安全性、設(shè)備的節(jié)能性。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0012]1、本發(fā)明通過機柜末端熱管背板換熱單元雙系統(tǒng)互備結(jié)構(gòu)的布置，可有效提高機柜末端換熱的安全性。一方面提高了冗余換熱，保證了末端散熱系統(tǒng)的備份；另一方面末端采用的兩路銅管散熱翅片換熱器共用換熱散熱翅片，可有效降低末端風阻，提高了單個系統(tǒng)換熱的效率，在一路出現(xiàn)故障時，故障的一路不會對有效的末端換熱單元造成過大的系統(tǒng)阻力，保證單系統(tǒng)散熱的有效性。
[0013]2、本發(fā)明通過在數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)置該系統(tǒng)，可充分利用自然冷源，大幅度減少甚至完全替代傳統(tǒng)的精密空調(diào)，提高制冷系統(tǒng)能效比，有效降低PUE，提高能量的利用效率。
[0014]3、本發(fā)明通過在數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)置該系統(tǒng)，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的冷卻方式打破原有的“先冷環(huán)境后冷設(shè)備”的觀點，可合理的優(yōu)化氣流組織，實現(xiàn)精確制冷，避免由于氣流不均造成和引起的服務(wù)器機柜局部高溫及“局部熱島”現(xiàn)象。
[0015]4、本發(fā)明通過該系統(tǒng)的設(shè)置，可有效提高數(shù)據(jù)中心的空間利用效率，同比可布置更多的機柜，有效的提高經(jīng)濟效益并達到節(jié)地的目的。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的自然冷源單元采用閉式冷卻塔的并聯(lián)系統(tǒng)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的自然冷源單元采用風冷冷凝器的并聯(lián)系統(tǒng)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的自然冷源單元與機械冷源單元串聯(lián)系統(tǒng)示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明的冷量分配單元與末端換熱單元系統(tǒng)布置示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明的末端換熱單元管路系統(tǒng)走向示意圖；
[0021]圖6為本發(fā)明的雙系統(tǒng)互備機柜末端熱管背板換熱單元布置于機柜進風口側(cè)示意圖；
[0022]圖7為本發(fā)明的雙系統(tǒng)互備機柜末端熱管背板換熱單元布置于機柜出風口側(cè)示意圖；
[0023]圖8為本發(fā)明的末端雙系統(tǒng)互備管翅結(jié)構(gòu)換熱單元主視及剖視示意圖；
[0024]圖9為圖8的A-A視圖；
[0025]圖10為本發(fā)明的末端雙系統(tǒng)互備管翅結(jié)構(gòu)換熱單元軸視示意圖。
[0026]圖中:1自然冷源單元，1-1冷卻塔，1-2水處理裝置，1-3儲壓罐，1-4電動調(diào)節(jié)閥，1-5帶本地顯示壓力傳感器，1-6循環(huán)栗組，1-7帶本地顯示溫度傳感器，1-8帶本地顯示流量傳感器，1-9風冷冷凝器，1-10濕膜裝置，1-11濕膜裝置回水管，1-12濕膜裝置供水管，1-13循環(huán)水箱供水管，1-14循環(huán)水箱(含循環(huán)栗)，1-15排水溢水管，2機械冷源單元，2-1機械冷源，3冷量分配單元，4機柜末端熱管背板換熱單元，4-1機柜排熱系統(tǒng)熱管液管支管，4-2機柜排熱系統(tǒng)熱管氣管支管，4-3機柜排熱系統(tǒng)熱管氣管干管，4-4機柜排熱系統(tǒng)熱管液管干管，4-5機柜末端換熱器，4-6機柜排熱系統(tǒng)熱管風機，5三通換向閥，6冷卻液供水管，7冷卻液回水管。
【具體實施方式】
[0027]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0028]參見圖1-圖10，本發(fā)明所描述的雙系統(tǒng)互備機柜熱管背板排熱系統(tǒng)包括自然冷源單元1、機械冷源單元2、冷量分配單元3、機柜末端熱管背板換熱單元4、循環(huán)栗組1-6、過濾器、壓力儲液罐、供回水管路、傳感器等。自然冷源單元I依次與機械冷源單元2并聯(lián)或串聯(lián)、與冷量分配單元3、機柜末端熱管背板換熱單元4串聯(lián)。
[0029]其中，自然冷源單元I包括冷卻塔1-1，水處理裝置1-2，儲壓罐1-3，電動調(diào)節(jié)閥1-4，帶本地顯示壓力傳感器1-5，循環(huán)栗組1-6，帶本地顯示溫度傳感器1-7、帶本地顯示流量傳感器1-8、風冷冷凝器1-9、濕膜裝置1-10、濕膜裝置回水管1-11、濕膜裝置供水管1-12、循環(huán)水箱供水管1-13、循環(huán)水箱(含循環(huán)栗)1-14、排水溢水管1-15。冷卻塔1_1通過閥門與水處理裝置1-2，儲壓罐1-3連接。自然冷源單元I與機械冷源單元2之間還設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥1-4，帶本地顯示壓力傳感器1-5，循環(huán)栗組1-6，帶本地顯示溫度傳感器1-7。
[0030]機械冷源單元2包括機械冷源2-1、水處理裝置1-2，儲壓罐1-3，電動調(diào)節(jié)閥1_4，帶本地顯示壓力傳感器1-5，循