CN105263294A - 数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统，由通过管网连接的蒸发式冷凝器和降温式机柜系统组成。本发明的冷却系统，能较好的消除机柜内形成的局部热点，使用蒸发式冷凝器作为热管冷凝端的散热设备，散热效果好，节能效果明显。

Description

数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统

技术领域

本发明属于空调制冷系统技术领域，具体涉及一种数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统。

背景技术

近年来，随着数据机房的高速发展，特别是高发热密度设备的大量使用，使得数据机房中服务器的发热量很大，且服务器基本为全年8760h运行。

对于不采用新风的数据机房而言，全年均需供冷，据数据统计其空调能耗约占数据机房整体能耗的40％～50％，这使得数据机房冷却问题和空调能耗问题面临着巨大压力；由此可见，数据机房的冷却问题直接关系着数据机房的建设、増容，寻求更有效的冷却方式和更低的冷却能耗是业界关注的焦点。此外，对于高发热密度的数据机房还存在的一个问题就是存放服务器的机柜内容易形成局部热点，使服务器无法长期正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统，能良好的消除机柜内形成的局部热点，使用蒸发式冷凝器作为热管冷凝端的散热设备，散热效果好，节能效果明显。

本发明所采用的技术方案是，数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统，由通过管网连接的蒸发式冷凝器和降温式机柜系统组成。

本发明的特点还在于：

蒸发式冷凝器，包括有冷凝器壳体，冷凝器壳体的顶壁上设置有排风口；冷凝器壳体内自上而下依次设置有挡水板、布水单元、填料、分离式热管换热器的热管冷凝端及集水箱；集水箱通过供水管与布水单元连接；热管冷凝端与集水箱之间形成风道，风道对应的冷凝器壳体两侧壁上均设置有进风口；热管冷凝端通过管网与降温式机柜系统内的多个热管蒸发端连接构成分离式热管换热器。

降温式机柜系统由多个降温式机柜单元组成；

每个降温式机柜单元，包括有两个机柜，两个机柜的冷风入口相对设置，两个机柜之间设置有轨道，轨道上设置有蒸发式冷风扇，蒸发式冷风扇能沿着轨道在两个机柜之间运动，用于向两个机柜送冷风。

机柜，包括有柜体，柜体相对的两侧壁上分别设置有冷风入口和出风单元；柜体内自上而下依次设置有多个服务器，多个服务器的出风侧靠近出风单元，且多个服务器的出风侧与出风单元之间设置有一个热管蒸发端；热管蒸发端通过回气支管与回气总管连接，热管蒸发端还通过供液支管与供液总管连接，回气总管和供液总管均与热管冷凝端连接；供液总管上设置有加压泵。

热管冷凝端和热管蒸发端均呈盘管状。

出风单元由自上而下依次设置的多个出风口组成；每个出风口对应一个服务器，且每个出风口内均设置有风扇。

蒸发式冷风扇，包括有冷风扇壳体，冷风扇壳体相对的两侧壁上部各设置有一个冷风送风口，每个冷风送风口的下部设置一个进风窗；冷风扇壳体内设置有填料式直接蒸发冷却单元；冷风扇壳体底部设置有滑轮，滑轮嵌于轨道中。

每个冷风送风口内均设置有风量控制阀。

排风口内设置有排风机；每个进风口内设置有百叶。

布水单元由布水管和多个均匀设置于布水管上、且面向下喷淋的喷嘴组成；布水管与供水管连接；供水管上设置有水泵。

本发明的有益效果在于：

(1)在本发明的冷却系统中，将分离式热管换热器应用到数据机房内，并且将热管蒸发端安装在存放服务器机柜上，服务器产生的热量由热管蒸发端来消除，有效降低了机柜内局部热点的形成，稳定了机柜内部的温度，使机柜内的服务器可以长期稳定运行。

(2)在本发明的冷却系统中，将分离式热管换热器的热管冷凝端设置于蒸发式冷凝器内部作为冷凝盘管，热管冷凝端内的工作介质可以携带热量通过蒸发冷凝的形式散出，蒸发式冷凝器充分利用了水的气化潜热，结合了水冷式冷凝器和风冷式冷凝器的优点，散热效果好、节能效果明显。

(3)本发明的冷却系统，对数据机房内的机柜进行了改良，将两个机柜联合起来，并在两个机柜之间设置轨道，在轨道上设置蒸发式冷风扇，蒸发式冷风扇能沿着轨道运动，实现对两个机柜的降温，不仅起到了消除局部热点的作用，而且能对数据机房内干燥的空气起到了降温、加湿的作用。

(4)本发明的冷却系统没有引进室外空气，而是采用全回风运行，保证了数据机房内高洁净度的要求。

附图说明

图1是本发明冷却系统的结构示意图；

图2是本发明冷却系统内机柜的结构示意图；

图3是本发明冷却系统内分离式热管换热器的热管蒸发端的结构示意图；

图4是本发明冷却系统内蒸发式冷风扇的结构示意图。

图中，1.机柜，2.蒸发式冷风扇，3.供液支管，4.回气支管，5.供液总管，6.加压泵，7.蒸发式冷凝器，8.进风口，9.热管冷凝端，10.水泵，11.填料，12.布水管，13.挡水板，14.排风口，15.排风机，16.回气总管，17.服务器，18.热管蒸发端，19.风扇，20.轨道，21.冷风送风口，22.集水箱，23.喷嘴，24.供水管，25.滑轮，26.进风窗，27.冷风入口，28.出风口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统，其结构如图1所示，由通过管网连接的蒸发式冷凝器7和降温式机柜系统组成。

蒸发式冷凝器7，其结构如图1所示，包括有冷凝器壳体，冷凝器壳体的顶壁上设置有排风口14；冷凝器壳体内自上而下依次设置有挡水板13、布水单元、填料11、分离式热管换热器的热管冷凝端9及集水箱22，集水箱22通过供水管24与布水单元连接；热管冷凝端9与集水箱22之间形成风道，风道对应的冷凝器壳体两侧壁上均设置有进风口8；热管冷凝端9通过管网与降温式机柜系统内的多个热管蒸发端18连接构成分离式热管换热器。

排风口14内设置有排风机15；每个进风口8内设置有百叶。

布水单元由布水管12和多个均匀设置于布水管12上、且面向下喷淋的喷嘴23组成；布水管与供水管24连接；供水管24上设置有水泵10。

如图1所示，降温式机柜系统由多个降温式机柜单元组成。

每个降温式机柜单元，包括有两个机柜1，两个机柜1的冷风入口27呈相对设置，两个机柜1之间设置有轨道20，轨道20上设置有蒸发式冷风扇2，蒸发式冷风扇2能沿着轨道20在两个机柜1之间运动，用于向两个机柜1送冷风。

机柜1，其结构如图2所示，包括有柜体，柜体相对的两侧壁上分别设置有冷风入口27和出风单元；柜体内自上而下依次设置有多个服务器17，多个服务器17的出风侧靠近出风单元，且多个服务器17的出风侧与出风单元之间设置有一个热管蒸发端18，热管蒸发端18通过回气支管4与回气总管16连接，热管蒸发端18还通过供液支管3与供液总管5连接，回气总管16和供液总管5均与热管冷凝端9连接；供液总管5上设置有加压泵6。

如图3所示，热管冷凝端9和热管蒸发端18均呈盘管状。

出风单元由自上而下依次设置的多个出风口28组成；每个出风口28对应一个服务器17，且每个出风口28内均设置有风扇19。

蒸发式冷风扇2，其结构如图4所示，包括有冷风扇壳体，冷风扇壳体相对的两侧壁上部各设置有一个冷风送风口21，每个冷风送风口21的下部设置一个进风窗26；冷风扇壳体内设置有填料式直接蒸发冷却单元；冷风扇壳体底部设置有滑轮25，滑轮25嵌于轨道20中，滑轮能沿轨道20滑动。

每个冷风送风口21内均设置有风量控制阀。

本发明数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统的工作过程如下：

在多个风扇19的驱动下，由蒸发式冷风扇2送出的低温空气经冷风入口27进入机柜1内对所有的服务器17进行降温；吸收热量的空气再与服务器17出风侧的热管蒸发端18进行换热降温后排到数据机房内，而热管蒸发端18吸收了热量后，其工作介质吸热蒸发成气体，通过回气总管16回流到蒸发式冷凝器7中的热管冷凝端9，气态工作介质在热管冷凝端9放出热量变成液态工作介质；此时液态工作介质在加压泵6的作用下通过供液总管5分流至多根供液支管3，多根供液支管3分别将液态工作介质送到多个热管蒸发端18再次进行换热，如此不断的循环。

由于蒸发式冷风扇2安装于两个机柜1之间设置有轨道20上，蒸发式冷风扇2上设置有两个冷风送风口21，两个冷风送风口21分别面向两个机柜1的冷风入口27，随着蒸发式冷风扇2沿轨道20不断的移动，就可以将冷风送入两个机柜1内；此外，蒸发式冷风扇2还实现了对数据机房内高显热的回风进行降温加湿。

本发明数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统内蒸发式冷凝器的工作过程如下：

集水箱22内的水在水泵10的作用下，经供水管24将水送至布水管12内，由布水管12上设置的多个喷嘴23将水喷淋在填料11上，填料11可以将水均匀的淋到热管冷凝端9上，在热管冷凝端9表面形成一层很薄的水膜，吸收热管冷凝端9的热量后蒸发，而后被进风口8进入的空气带走，在排风机15的作用下由排风口14排出；其余没蒸发的水则落回集水箱22内，再次在水泵10的作用下将水输送到布水管12内由喷嘴23进行喷淋，如此不断的循环。

本发明数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统，将热管技术和蒸发冷凝技术相结合，采用分离热管换热器，将其中的热管蒸发端18设置于机柜1内服务器17的出风侧，用于对服务器17排出的热风进行降温，能够很好的消除机柜1内形成的局部热点，稳定机柜1内的温度；整个数据机房内全回风运行，用可移动的蒸发式冷风扇2来处理数据机房内的高显热回风，不仅使得数据机房内的回风得到了降温加湿，而且有利于消除局部热点；另外，本发明的冷却系统内还使用蒸发式冷凝器作为热管冷凝端的散热设备，具有散热效果好及节能效果明显的优势。

Claims (10)

1.数据机房用分离式热管复合蒸发式冷凝器的冷却系统，其特征在于，由通过管网连接的蒸发式冷凝器(7)和降温式机柜系统组成。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述蒸发式冷凝器(7)，包括有冷凝器壳体，所述冷凝器壳体的顶壁上设置有排风口(14)；

所述冷凝器壳体内自上而下依次设置有挡水板(13)、布水单元、填料(11)、分离式热管换热器的热管冷凝端(9)及集水箱(22)；所述集水箱(22)通过供水管(24)与布水单元连接；所述热管冷凝端(9)与集水箱(22)之间形成风道，所述风道对应的冷凝器壳体两侧壁上均设置有进风口(8)；

所述热管冷凝端(9)通过管网与降温式机柜系统内的多个热管蒸发端(18)连接构成分离式热管换热器。

3.根据权利要求1或2所述的冷却系统，其特征在于，所述降温式机柜系统由多个降温式机柜单元组成；

每个所述降温式机柜单元，包括有两个机柜(1)，所述两个机柜(1)的冷风入口(27)相对设置，所述两个机柜(1)之间设置有轨道(20)，所述轨道(20)上设置有蒸发式冷风扇(2)，所述蒸发式冷风扇(2)能沿着轨道(20)在两个机柜(1)之间运动，用于向两个机柜(1)送冷风。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述机柜(1)，包括有柜体，所述柜体相对的两侧壁上分别设置有冷风入口(27)和出风单元；所述柜体内自上而下依次设置有多个服务器(17)，多个服务器(17)的出风侧靠近出风单元，且多个服务器(17)的出风侧与出风单元之间设置有一个热管蒸发端(18)；

所述热管蒸发端(18)通过回气支管(4)与回气总管(16)连接，所述热管蒸发端(18)还通过供液支管(3)与供液总管(5)连接，所述回气总管(16)和供液总管(5)均与热管冷凝端(9)连接；

所述供液总管(5)上设置有加压泵(6)。

5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述热管冷凝端(9)和热管蒸发端(18)均呈盘管状。

6.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述出风单元由自上而下依次设置的多个出风口(28)组成；

每个所述出风口(28)对应一个服务器(17)，且每个出风口(28)内均设置有风扇(19)。

7.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述蒸发式冷风扇(2)，包括有冷风扇壳体，所述冷风扇壳体相对的两侧壁上部各设置有一个冷风送风口(21)，每个所述冷风送风口(21)的下部设置一个进风窗(26)；

所述冷风扇壳体内设置有填料式直接蒸发冷却单元；

所述冷风扇壳体底部设置有滑轮(25)，所述滑轮(25)嵌于轨道(20)中。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，每个所述冷风送风口(21)内均设置有风量控制阀。

9.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述排风口(14)内设置有排风机(15)；

每个所述进风口(8)内设置有百叶。

10.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述布水单元由布水管(12)和多个均匀设置于布水管(12)上、且面向下喷淋的喷嘴(23)组成；所述布水管与供水管(24)连接；

所述供水管(24)上设置有水泵(10)。