專利名稱：一種數(shù)據(jù)中心散熱方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)中心，特別是一種數(shù)據(jù)中心散熱方案。
背景技術(shù)：
伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，企業(yè)信息化步伐不斷加快。IT資源的應(yīng)用和管理模式正發(fā)生著深刻的變革，將逐步從獨立、分散的功能性資源發(fā)展成以數(shù)據(jù)中心為承載平臺的服務(wù)型創(chuàng)新資源。數(shù)據(jù)中心是大型的集中運算設(shè)施，它承擔(dān)著計算、存儲、應(yīng)用等職能，其將成為信息化建設(shè)的新熱點和核心內(nèi)容。隨著數(shù)據(jù)爆炸時代的來臨，對數(shù)據(jù)中心也提出了更高的要求，在有限的空間內(nèi)需堆放更多服務(wù)器硬件，其包括大量服務(wù)器，這些服務(wù)器放置于機架，由于服務(wù)器系統(tǒng)較多且均設(shè)置于數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心整體的散熱方案變得相當重要。 對于采用傳統(tǒng)機械制冷的方案而言，增加冷卻器的做法，雖然可以保證室內(nèi)空間降溫的安全性，但高發(fā)熱量空間由于需要全年供冷，空調(diào)能耗很高，無法從根本上實現(xiàn)空調(diào)的運行節(jié)能，同時而也帶來了電力和成本的問題。IDC的研究報告指出在對硬件投入的花費上，電源和冷卻裝置要占據(jù)一半的成本，而數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)占據(jù)了數(shù)據(jù)中心總功耗的40%。
國內(nèi)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在物理環(huán)境方面往往存在整體布局不合理，制冷系統(tǒng)不能按實際設(shè)備的需要進行分配，導(dǎo)致總體能源浪費高且存在局部過熱的問題；在IT設(shè)備方面， IDC的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在亞太地區(qū)，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電力消耗以每年23%的速度遞增，與每年16%的世界平均增長水平相比，亞太區(qū)數(shù)據(jù)中心的電力消耗增長速度遠超出了世界平均水平。
這樣的現(xiàn)狀也一直促使企業(yè)探索更好的散熱方式，如將硬件全部淹沒于油或液體中，由于硬件完全浸入其中，油冷可以更好的將組件和硬件設(shè)施的熱量導(dǎo)出。雖然油冷可提供更高的散熱效率，并允許服務(wù)器更安靜和密集的運行，但同時也存在一些問題(1)油冷方式導(dǎo)致硬件的重量要比普通數(shù)據(jù)中心內(nèi)服務(wù)器要大得多，而這就需要地板可以承受足夠的重量；(2)安裝水泵散熱器和必要的連接管道的初始費用非常昂貴；(3)完全浸沒在油冷裝備中的意味著硬件設(shè)備將很難升級，這需要額外的技術(shù)培訓(xùn)。
更有甚者采用Peltier冷卻(半導(dǎo)體制冷片)的方式，也會采用干冰或液氮來保證他們在極限超頻時無需擔(dān)心硬件因為溫度過高而停止工作。實際上某些時候處理器在溫度過低時也會停止工作，例如當年的Core 2 Extreme QX9650在-60度到-90度時將會自動斷電。
因此尋找一種如何在有限的空間和空調(diào)投入前提下，保障有效的散熱效果，以實現(xiàn)機柜的數(shù)量最大化和機柜內(nèi)服務(wù)器的數(shù)量最大化的散熱方案迫在睫毛。發(fā)明內(nèi)容
為了能夠解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可根據(jù)機柜內(nèi)服務(wù)器系統(tǒng)散熱的溫度提供冷空氣的均勻性、供冷量的可變性以及節(jié)能的散熱裝置，還提供一種包括上述散熱裝置的數(shù)據(jù)中心散熱方案。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，包括一機箱、和設(shè)置于機箱的制冷設(shè)備，所述制冷設(shè)備包括熱管換熱系統(tǒng)和熱泵制冷系統(tǒng)共用的蒸發(fā)器；所述機箱包括相互平行的前后壁、連接前后壁的左右兩側(cè)壁、垂直所述機箱的上下壁、與所述機箱前后壁平行的背板；所述背板將所述機箱間隔成前后兩個空間，分別為第一空間和第二空間；所述機箱內(nèi)部的第一空間、第二空間被若干并排放置的蒸發(fā)器相互隔離成若干機柜，分別為設(shè)備放置區(qū)以及風(fēng)扇室；所述服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)置在所述設(shè)備放置區(qū)中；所述送風(fēng)裝置和空氣加濕裝置放置在所述風(fēng)扇室；所述每一個機柜都設(shè)有一扇門；所述機箱內(nèi)靠近兩側(cè)壁的第一、第二空間的機柜是沒有背板的風(fēng)扇室，既可以為第一、第二空間的服務(wù)器系統(tǒng)送風(fēng)和加濕，又可以導(dǎo)通第一、第二空間的空氣流動；所述中間服務(wù)器系統(tǒng)區(qū)可以根據(jù)風(fēng)量需求設(shè)置相應(yīng)的風(fēng)扇室；所述蒸發(fā)器為熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)公用的蒸發(fā)器，其安裝在每一組服務(wù)器機柜的側(cè)壁處，把第一、第二空間分割成若干服務(wù)器設(shè)備放置區(qū)和風(fēng)扇室；這樣從機箱的第一空間的左側(cè)壁風(fēng)扇室開始沿著風(fēng)道內(nèi)風(fēng)的方向，第一空間的第一組的服務(wù)器系統(tǒng)的左側(cè)壁的蒸發(fā)器放出冷的空氣進入服務(wù)器系統(tǒng)，服務(wù)器系統(tǒng)產(chǎn)生的熱的空氣進入其右側(cè)蒸發(fā)器進行冷卻，冷卻的空氣進入下一組服務(wù)器系統(tǒng)，依次重復(fù)流動下去循環(huán)至第一空間的右側(cè)壁風(fēng)扇室，然后進入第二空間右臂風(fēng)扇室，進行第二空間的制冷循環(huán)，其和第一空間循環(huán)模式相同，最后風(fēng)被送入第二空間的左側(cè)壁風(fēng)扇室，與第一空間交換，則就完成了一個封閉的內(nèi)部循環(huán)。
以上所述蒸發(fā)器為熱管換熱系統(tǒng)和熱泵制冷系統(tǒng)兩套系統(tǒng)共用的一套蒸發(fā)器，， 其安裝在每一組服務(wù)器機柜的側(cè)壁處，把第一、第二空間分割成若干服務(wù)器系統(tǒng)區(qū)和風(fēng)扇室；每一機柜的側(cè)面蒸發(fā)器分別有自己的獨立輸入輸出端，與其對應(yīng)的熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)的冷凝器通過中間裝置相連接，形成一個個獨立的小循環(huán)回路，它們有獨立的大壓縮機和小壓縮機，其工作運行時相互不影響。由于機柜側(cè)壁的熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)的蒸發(fā)器的翅片溫度比機箱內(nèi)流動氣體的溫度低，會使流動氣體里面的水蒸氣遇到翅片后達到其露點溫度，冷凝成液態(tài)的水，從而能夠自發(fā)的降低機箱內(nèi)的濕度。
以上所述機箱內(nèi)靠近左右兩側(cè)壁的第一、第二空間的機柜設(shè)置為中間是沒有背板隔開的四個風(fēng)扇室；所述風(fēng)扇室設(shè)有送風(fēng)裝置和加濕裝置；所述中間服務(wù)器系統(tǒng)區(qū)可以根據(jù)風(fēng)量需求設(shè)置相應(yīng)的風(fēng)扇室，其風(fēng)扇室的密集程度根據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)的需求而設(shè)定。
以上所述風(fēng)扇室內(nèi)設(shè)有送風(fēng)裝置，每個風(fēng)扇室內(nèi)的送風(fēng)裝置的個數(shù)和送風(fēng)量的大小根據(jù)兩個風(fēng)扇室之間的服務(wù)器系統(tǒng)的需求而定，如果風(fēng)扇室之間有多個服務(wù)器系統(tǒng)，則可以在中間來增加送風(fēng)裝置的個數(shù)或加快每個送風(fēng)裝置的轉(zhuǎn)速，使最遠處服務(wù)器系統(tǒng)側(cè)壁的蒸發(fā)器的冷空氣送入服務(wù)器系統(tǒng)所在空間內(nèi)。
以上所述風(fēng)扇室內(nèi)設(shè)有加濕裝置，加濕裝置的開啟和加濕量的大小根據(jù)每一組的服務(wù)器系統(tǒng)的需求通過相應(yīng)的探測裝置的信息反饋而自動調(diào)節(jié)。
以上所述服務(wù)器系統(tǒng)內(nèi)每個服務(wù)器的放置要順著整個空間的風(fēng)向，不能擋風(fēng)，即服務(wù)器的橫截面積要與風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)向平行，使從側(cè)壁蒸發(fā)器送入的冷空氣進入，服務(wù)器系統(tǒng)散出的熱空氣沿著風(fēng)向進入下一組蒸發(fā)器進行冷卻。
以上所述電路控制部分控制著整個裝置的電路邏輯運算和設(shè)備運行開關(guān)，主要是通過一些溫度檢測設(shè)備監(jiān)控著高溫環(huán)境和低溫環(huán)境的一些溫度變化，選擇性地運行熱泵制冷工作模式或熱管制冷工作模式，并且可以根據(jù)需要避免“大馬拉小車”的情況，選擇使熱泵制冷工作模式或熱管制冷工作模式的部分單元相互替代間歇性的工作，這樣在一定程度上也延長了整個系統(tǒng)的使用壽命。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，將用熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)的蒸發(fā)器作為機箱內(nèi)機柜的側(cè)壁來使用，使每一個機柜內(nèi)的服務(wù)器系統(tǒng)都有一個可根據(jù)散熱需求而提供不同冷風(fēng)量的供冷風(fēng)裝置和一個吸取服務(wù)器系統(tǒng)散出來的熱風(fēng)的裝置，即可以定點提供均勻的冷卻氣體給機柜內(nèi)服務(wù)器系統(tǒng)，這樣就保證了每一個機柜內(nèi)冷卻氣體的充足和適宜溫度，排除了外界混合氣體的干擾。將動力熱管技術(shù)和熱泵制冷技術(shù)相互融合，能夠以同一套設(shè)備實現(xiàn)熱管和熱泵制冷2種模式，當冬季室外溫度較低時，復(fù)合系統(tǒng)一般運行于熱管模式，壓縮機一直處于停機狀態(tài)，節(jié)能效果最佳；在過渡季，由于室外溫度較高，熱管的供冷能力減小，機組一般處于熱泵和熱管的交替運行模式，節(jié)能效果比較顯著；在夏季室外溫度較高時，機組一般運行于熱泵模式，但在夜間和陰雨天氣也會運行在熱泵和熱管的交替運行模式，仍具有良好的節(jié)能效果。因此這種數(shù)據(jù)中心散熱方案通過熱管熱泵制冷裝置的融合提高了送風(fēng)冷卻效率，降低了制冷能耗，不僅能夠滿足數(shù)據(jù)中心內(nèi)部對制冷的需求，而且避免了粉塵對服務(wù)器系統(tǒng)的影響，整個方案設(shè)計簡單合理、占地面積小、利用率高、使用方便。


圖I為本發(fā)明數(shù)據(jù)中心散熱方案的機箱內(nèi)部空間分割簡圖。
圖2為此機箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體曲線刨面圖。
圖3為此數(shù)據(jù)中心散熱方案的機柜實施方式圖。
圖4此數(shù)據(jù)中心散熱方案的實施例一。
圖5此數(shù)據(jù)中心散熱方案的實施例二。
圖中(1)蒸發(fā)器；(2)冷凝器；(3)大壓縮機；(4)小壓縮機；(5)節(jié)流閥；(6)儲液罐；(71) (72)電磁閥；(81) (84)單向閥；(9)回液毛細管；(10)回氣孔；(11)四通閥；(12)機箱；(13)背板；(14)第一空間；(15)第二空間；(16)熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)的蒸發(fā)器；(17)風(fēng)扇室；(18)設(shè)備室；(19)供風(fēng)裝置；(20)加濕裝置；(21)機柜門。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的描述一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，包括機箱(12)、背板(13)、第一空間(14)、第二空間(15)、熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)的蒸發(fā)器(16)、風(fēng)扇室(17)、設(shè)備室(18)、供風(fēng)裝置(19)、加濕裝置(20)、 機柜門(21)以及電路控制元件，整個系統(tǒng)可以根據(jù)需要做成包含N個機柜的機箱。
圖I為本發(fā)明數(shù)據(jù)中心散熱方案的機箱內(nèi)部空間分割簡圖。此機箱(12)包括相互平行的前后壁、連接前后壁的左右兩側(cè)壁、垂直所述機箱的上下壁、與所述機箱前后壁平行的背板(13);所述背板(13)將所述機箱(12)間隔成前后兩個空間，分別為第一空間(14) 和第二空間(15)，并且此背板(13)與機箱的左右側(cè)壁間留有一通道為第一空間(14)和第二空間(15)的導(dǎo)通區(qū)；這樣整個機箱內(nèi)部的空氣圍繞背板(13)做一個周期循環(huán)。
圖2為此機箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體曲線刨面圖。在圖I的基礎(chǔ)上，使機箱內(nèi)部的第一空間(14)、第二空間(15)被若干并排放置的蒸發(fā)器(16)相互隔離成若干機柜，分別為設(shè)備放置區(qū)(18)以及風(fēng)扇室(17);此蒸發(fā)器(16)為熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)公用的蒸發(fā)器，根據(jù)負載的需求可以選擇使熱泵制冷工作模式或熱管制冷工作模式。所述服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)置在設(shè)備放置區(qū)(18)中，送風(fēng)裝置(19)和空氣加濕裝置(20)放置在風(fēng)扇室(17)，每一個機柜都設(shè)有一扇門(21)，要求機箱內(nèi)靠近兩側(cè)壁的第一、第二空間(3 ;4)沒有背板的機柜是四個風(fēng)扇室，且機箱內(nèi)中間服務(wù)器系統(tǒng)區(qū)可以根據(jù)風(fēng)量需求設(shè)置相應(yīng)的風(fēng)扇室(17)，以保證每一個機柜內(nèi)服務(wù)器系統(tǒng)區(qū)有足量的風(fēng)量氣體。
圖3為此數(shù)據(jù)中心散熱方案的機柜實施方式圖。此數(shù)據(jù)中線散熱方案工作時，熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)所需設(shè)定溫度和室外溫度的差異，選擇性地運行熱泵制冷工作模式或管制冷工作模式，每一個工作模式使機箱內(nèi)部散熱原理和空氣流向都是一樣的。 對于圖3內(nèi)部循環(huán)如圖中所示，從機箱的第一空間的左側(cè)壁風(fēng)扇室開始沿著風(fēng)道內(nèi)風(fēng)的方向，第一空間的第一組的服務(wù)器系統(tǒng)的左側(cè)壁的熱交換器釋放出冷的空氣進入服務(wù)器系統(tǒng)，服務(wù)器系統(tǒng)產(chǎn)生的熱的空氣進入其右臂熱交換器進行冷卻，冷卻的空氣進入下一組服務(wù)器系統(tǒng)，依次重復(fù)流動下去循環(huán)至第一空間的右側(cè)壁風(fēng)扇室，然后進入第二空間右臂風(fēng)扇室，進行第二空間的制冷循環(huán)，其和第一空間循環(huán)模式相同，最后風(fēng)被送入第二空間的左側(cè)壁風(fēng)扇室，與第一空間交換，則就完成了一個封閉的內(nèi)部循環(huán)。
實施例一如圖4所示本發(fā)明的第一種方案的工作流程圖，大壓縮機(3)、冷凝器(2)、單向閥(83)、儲液罐(6)、單向閥(84)、節(jié)流閥(5)、蒸發(fā)器(I)以及電磁閥(71)通過連接管道按照上列順序連接起來，組成了一個熱泵循環(huán)回路；單向閥(81)、儲液罐(6)以及單向閥(82)所形成的回路并聯(lián)與大壓縮機(3)上，且單向閥(83)的輸出端以及單向閥(84)的輸入端位于儲液罐(6)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的上部；所述小壓縮機(4)、電磁閥(72)和回液毛細管(9)串聯(lián)支路的輸出端與單向閥(84)和節(jié)流閥(5)串聯(lián)支路的輸出端連接于蒸發(fā)器(I)進液端； 所述回液毛細管(9)的輸出端位于儲液罐(6)內(nèi)液態(tài)制冷劑液面的下部，其輸出端與單向閥(83)的輸入端、冷凝器(2)出液端以及小壓縮機(4)抽液連接于四通閥(11);這樣小壓縮機(4)、電磁閥(72)、蒸發(fā)器(I)、單向閥(81)、儲液罐(6)、單向閥(82)、冷凝器(2)以及四通閥(11)通過連接管道按照上列順序連接起來，組成了一個熱管主循環(huán)回路，通過小壓縮機(4)、電磁閥(72)、蒸發(fā)器(I)、單向閥(81)、儲液罐(6)、回液毛細管(9)以及四通閥(11) 的有機組合，形成獨立的工作液循環(huán)，即熱管循環(huán)中的回液循環(huán)回路；當系統(tǒng)以熱管循環(huán)方式工作時。
當系統(tǒng)以熱泵循環(huán)方式工作時，大壓縮機(3)開啟，單向閥(83 ；84)處于導(dǎo)通狀態(tài)，小壓縮機(4)關(guān)閉，電磁閥(72)、單向閥(81 ；82)以及回液毛細管(9)處于截止狀態(tài)，大壓縮機(3)從蒸發(fā)器(I)內(nèi)部抽取氣態(tài)工質(zhì)，通過大壓縮機(3)氣態(tài)制冷劑變成高溫高壓狀態(tài)并向冷凝器(2 )輸送，高溫高壓氣態(tài)制冷劑進入冷凝器(2 )后在冷凝器(2 )中散熱，部分氣體液化，氣液兩相制冷劑在高壓氣態(tài)制冷劑的推動下經(jīng)冷凝器(2)導(dǎo)液管進入儲液罐(6),氣液制冷中間介質(zhì)根據(jù)各自物理性質(zhì)在儲液罐內(nèi)分離，高壓液態(tài)中間介質(zhì)通過單向閥(84)依次經(jīng)節(jié)流閥(5)和蒸發(fā)器(I)導(dǎo)液管進入到蒸發(fā)器(I)中進行下一次循環(huán)。
使用熱管制冷工作模式時，小壓縮機(4)開啟，電磁閥(72)、單向閥(81 ；82)以及回液毛細管(9)處于導(dǎo)通狀態(tài)，大壓縮機(3)關(guān)閉，單向閥(83 ;84)處于截止狀態(tài)，冷凝器(2)與低溫?zé)嵩唇佑|，氣態(tài)工作介質(zhì)在冷凝器(2)內(nèi)受低溫?zé)嵩吹睦鋮s而冷凝為液體，并放出熱量，冷凝形成的液體工作介質(zhì)在小壓縮機(4)的帶動下，它們從冷凝器(2)進入到蒸發(fā)器(I)中，蒸發(fā)器(I)與高溫?zé)嵩唇佑|，液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器(I)內(nèi)受高溫?zé)嵩吹募訜岫舭l(fā)為氣體，并吸收熱量，蒸發(fā)形成的氣體和部分沒有蒸發(fā)的液體中間介質(zhì)在高速流動中相互混合形成氣液二相流體，它們從蒸發(fā)器(I)流出經(jīng)單向閥(81)進入儲液罐(6)中，氣液二相流中間工作介質(zhì)根據(jù)各自物理性質(zhì)在儲液罐內(nèi)分離，氣態(tài)中間介質(zhì)通過單向閥(82 )所在支路送到冷凝器(2)中進行下一次循環(huán)，液態(tài)中間介質(zhì)通過回液毛細管(9)輸出，輸出的液態(tài)中間介質(zhì)和從冷凝器(2)出來的液態(tài)中間介質(zhì)匯合同時經(jīng)小壓縮機(4)進入到蒸發(fā)器(1)中，這樣就組成一種新型節(jié)能熱管換熱裝置的循環(huán)過程；上述兩種循環(huán)可以根據(jù)環(huán)境和需求進行切換工作。
實施例二 如圖5所示本發(fā)明第二種方案的工作流程圖，所述電磁閥(72)、大壓縮機(3)、冷凝器(2)、儲液罐(6)、單向閥(84)、節(jié)流閥(5)以及蒸發(fā)器(I)通過相互之間的管道按照上列順序連接起來，組成了一個熱泵循環(huán)回路；所述單向閥(85 )并聯(lián)在大壓縮機(3 )上，小壓縮機(4)和電磁閥(72)串聯(lián)支路的輸出端與單向閥(84)和節(jié)流閥(5)串聯(lián)支路的輸出端都連接于蒸發(fā)器(I)的導(dǎo)液管，它們的輸入端連接于儲液罐(6)，則小壓縮機(4)、電磁閥(72)、 蒸發(fā)器(I)、單向閥(85)、冷凝器(2)以及儲液罐(6)通過相關(guān)管道按照上列順序連接起來， 組成了一個熱管循環(huán)回路，這樣這兩個循環(huán)根據(jù)環(huán)境和需求進行交換工作就組成了一種熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)。
當使用熱泵制冷工作模式時，大壓縮機(3)開啟，電磁閥(71)和單向閥(84)處于導(dǎo)通狀態(tài)，同時小壓縮機(4)關(guān)閉，電磁閥(72)和單向閥(85)處于關(guān)閉狀態(tài)，由于大壓縮機(3)的抽壓力，單向閥(85)所在支路幾乎沒有制冷工質(zhì)的通過，這樣液態(tài)冷凝劑在蒸發(fā)器 (O中吸熱降低室內(nèi)溫度，吸熱后的液態(tài)冷凝劑變成氣態(tài)，通過大壓縮機(3)氣態(tài)制冷劑變成高溫高壓狀態(tài)并向冷凝器(2)輸送，高溫高壓氣態(tài)制冷劑進入冷凝器(2)中后在冷凝器 (2)中散熱，部分氣體液化，氣液兩相制冷劑在高壓氣態(tài)制冷劑的推動下經(jīng)冷凝器(2)導(dǎo)液管進入儲液罐(6)，氣液制冷中間介質(zhì)根據(jù)各自物理性質(zhì)在儲液罐內(nèi)分離，高壓液態(tài)中間介質(zhì)通過單向閥(84)依次經(jīng)節(jié)流閥(5)和蒸發(fā)器(I)導(dǎo)液管進入到蒸發(fā)器(I)中進行下一次循環(huán)。
使用熱管制冷工作模式時，小壓縮機(4)開啟，電磁閥(72)和單向閥(85)處于導(dǎo)通狀態(tài)，大壓縮機(3)關(guān)閉，電磁閥(71)和單向閥(84)處于關(guān)閉狀態(tài)，同時小壓縮機(4)從儲液罐(6)內(nèi)抽取大量液態(tài)制冷工質(zhì)和通過回氣孔(10)的部分補充整個循環(huán)穩(wěn)定的少量氣態(tài)制冷工質(zhì)，依次經(jīng)電磁閥(72)、和蒸發(fā)器(I)導(dǎo)液管進入蒸發(fā)器(1)，蒸發(fā)器(I)與高溫?zé)嵩唇佑|，液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器(I)內(nèi)受高溫?zé)嵩吹募訜岫舭l(fā)為氣體，并吸收熱量，蒸發(fā)形成的氣體和部分沒有蒸發(fā)的液體中間介質(zhì)在高速流動中相互混合形成氣液二相流體， 它們依次經(jīng)蒸發(fā)器(I)導(dǎo)氣管、單向閥(85)以及冷凝器(2)導(dǎo)氣管進入冷凝器(2)，冷凝器(2)與低溫?zé)嵩唇佑|，氣態(tài)工作介質(zhì)在冷凝器(2)內(nèi)受低溫?zé)嵩吹睦鋮s而冷凝為液體，并放出熱量，冷凝形成的液體工作介質(zhì)在小壓縮機(4)的抽壓力作用下，經(jīng)冷凝器(2)導(dǎo)液管進入儲液罐(6)中，其進行氣液分離、儲存與分流，進行下一次循環(huán)。
這樣這種熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)所需設(shè)定溫度和室外溫度的差異，選擇性地(其可以完全自動控制，也可以通過人工手動控制調(diào)節(jié)工作狀態(tài))運行于熱泵制冷工作模式或熱管制冷工作模式，在保證室內(nèi)降溫要求的前提下達到節(jié)能運行；當室外溫度較高7或者室內(nèi)負荷過大時，熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)運行熱泵制冷工作模式，工作原理與一般變頻或者非變頻空調(diào)相同，室內(nèi)的熱量通過蒸汽壓縮制冷循環(huán)散至室外空間，達到室內(nèi)空間的降溫冷卻效果；當室外溫度低于室內(nèi)溫度一定值時，壓縮機關(guān)閉，機組自動進入熱管制冷工作模式，通過熱管節(jié)能模塊把氣態(tài)制冷劑帶至冷凝器中冷凝放熱，最后成為冷凝液，冷凝液又在熱管節(jié)能模塊作用下流至蒸發(fā)器吸收熱量，整個系統(tǒng)通過熱管節(jié)能模塊將室內(nèi)熱量向室外傳遞。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，其特征在于，包括一機箱(12)、和設(shè)置于機箱的制冷設(shè)備，所述制冷設(shè)備包括熱管換熱系統(tǒng)和熱泵制冷系統(tǒng)共用的蒸發(fā)器(16);所述機箱(12)包括相互平行的前后壁、連接前后壁的左右兩側(cè)壁、垂直所述機箱的上下壁、與所述機箱前后壁平行的背板(13);所述背板將所述機箱間隔成前后兩個空間，分別為第一空間(14)和第二空間(15);所述機箱內(nèi)部的第一空間(14)、第二空間(15)被若干并排放置的蒸發(fā)器(16)相互隔離成若干機柜，分別為設(shè)備放置區(qū)(18)以及風(fēng)扇室(17);所述服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)置在所述設(shè)備放置區(qū)(18)中；所述送風(fēng)裝置(19)和空氣加濕裝置(20)放置在所述風(fēng)扇室(17);所述每一個機柜都設(shè)有一扇門(21);所述機箱內(nèi)靠近兩側(cè)壁的第一、第二空間(3 ；4)的機柜是沒有背板的風(fēng)扇室，既可以為第一、第二空間的服務(wù)器系統(tǒng)送風(fēng)和加濕，又可以導(dǎo)通第一、第二空間的空氣流動；所述中間服務(wù)器系統(tǒng)區(qū)可以根據(jù)風(fēng)量需求設(shè)置相應(yīng)的風(fēng)扇室(17);所述蒸發(fā)器(16)為熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)公用的蒸發(fā)器，其安裝在每一組服務(wù)器機柜的側(cè)壁處，把第一、第二空間(3 ；4)分割成若干服務(wù)器設(shè)備放置區(qū)(18)和風(fēng)扇室(17);這樣從機箱的第一空間的左側(cè)壁風(fēng)扇室開始沿著風(fēng)道內(nèi)風(fēng)的方向，第一空間的第一組的服務(wù)器系統(tǒng)的左側(cè)壁的蒸發(fā)器(16)放出冷的空氣進入服務(wù)器系統(tǒng)，服務(wù)器系統(tǒng)產(chǎn)生的熱的空氣進入其右側(cè)蒸發(fā)器進行冷卻，冷卻的空氣進入下一組服務(wù)器系統(tǒng)，依次重復(fù)流動下去循環(huán)至第一空間的右側(cè)壁風(fēng)扇室，然后進入第二空間右臂風(fēng)扇室，進行第二空間的制冷循環(huán)，其和第一空間循環(huán)模式相同，最后風(fēng)被送入第二空間的左側(cè)壁風(fēng)扇室，與第一空間交換，則就完成了一個封閉的內(nèi)部循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，其特征在于，所述蒸發(fā)器(16)為熱管換熱系統(tǒng)和熱泵制冷系統(tǒng)兩套系統(tǒng)共用的一套蒸發(fā)器，，其安裝在每一組服務(wù)器機柜的側(cè)壁處，把第一、第二空間分割成若干服務(wù)器系統(tǒng)區(qū)和風(fēng)扇室；每一機柜的側(cè)面蒸發(fā)器分別有自己的獨立輸入輸出端，與其對應(yīng)的熱管熱泵復(fù)合系統(tǒng)的冷凝器通過中間裝置相連接，形成一個個獨立的小循環(huán)回路，它們有獨立的大壓縮機和小壓縮機，其工作運行時相互不影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，其特征在于，所述機箱內(nèi)靠近左右兩側(cè)壁的第一、第二空間的機柜設(shè)置為中間是沒有背板隔開的四個風(fēng)扇室；所述風(fēng)扇室設(shè)有送風(fēng)裝置和加濕裝置；所述中間服務(wù)器系統(tǒng)區(qū)可以根據(jù)風(fēng)量需求設(shè)置相應(yīng)的風(fēng)扇室，其風(fēng)扇室的密集程度根據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)的需求而設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I和3所述的一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，其特征在于，所述風(fēng)扇室內(nèi)設(shè)有送風(fēng)裝置(19)，每個風(fēng)扇室內(nèi)的送風(fēng)裝置的個數(shù)和送風(fēng)量的大小根據(jù)兩個風(fēng)扇室之間的服務(wù)器系統(tǒng)的需求而定，如果風(fēng)扇室之間有多個服務(wù)器系統(tǒng)，則可以在中間來增加送風(fēng)裝置的個數(shù)或加快每個送風(fēng)裝置的轉(zhuǎn)速，使最遠處服務(wù)器系統(tǒng)側(cè)壁的蒸發(fā)器的冷空氣送入服務(wù)器系統(tǒng)所在空間內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I和4所述的一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，其特征在于，所述風(fēng)扇室內(nèi)設(shè)有加濕裝置(20)，加濕裝置的開啟和加濕量的大小根據(jù)每一組的服務(wù)器系統(tǒng)的需求通過相應(yīng)的探測裝置的信息反饋而自動調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，其特征在于，所述服務(wù)器系統(tǒng)內(nèi)每個服務(wù)器的放置要順著整個空間的風(fēng)向，不能擋風(fēng)，即服務(wù)器的橫截面積要與風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)向平行，使從側(cè)壁蒸發(fā)器送入的冷空氣進入，服務(wù)器系統(tǒng)散出的熱空氣沿著風(fēng)向進入下一組蒸發(fā)器進行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)中心散熱方案，包括一機箱，和設(shè)置于機箱的制冷設(shè)備，所述制冷設(shè)備包括熱管換熱系統(tǒng)和熱泵制冷系統(tǒng)共用的蒸發(fā)器；所述機箱包括相互平行的前后壁、連接前后壁的左右兩側(cè)壁、垂直所述機柜的上下壁、與所述機箱前后壁平行的背板；所述背板將所述機箱間隔成前后兩個空間，分別為第一、第二空間；所述機箱內(nèi)部的第一、第二空間被若干并排放置的蒸發(fā)器相互隔離成若干機柜，分別為設(shè)備放置區(qū)以及風(fēng)扇室；所述服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)置在設(shè)備放置區(qū)中；所述機箱內(nèi)靠近兩側(cè)壁的機柜是沒有背板的風(fēng)扇室，且中間機柜可以根據(jù)風(fēng)量需求設(shè)置相應(yīng)的風(fēng)扇室；這種數(shù)據(jù)中心散熱方案通過熱管熱泵制冷裝置的融合不僅提高了送風(fēng)冷卻效率，降低了制冷能耗，而且避免了粉塵對服務(wù)器系統(tǒng)的影響。
文檔編號H05K7/20GK102984924SQ20121048295
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者祝長宇, 丁式平 申請人:北京德能恒信科技有限公司