CN105627476A - 一种机房排热用热管分布式冷却备份系统 - Google Patents

一种机房排热用热管分布式冷却备份系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105627476A
CN105627476A CN201610143707.7A CN201610143707A CN105627476A CN 105627476 A CN105627476 A CN 105627476A CN 201610143707 A CN201610143707 A CN 201610143707A CN 105627476 A CN105627476 A CN 105627476A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mechanical refrigeration
indoor
heat
threeway
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610143707.7A
Other languages
English (en)
Inventor
庞晓风
冯剑超
刘志辉
任聪颖
李宾
陈莉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Nayuanfeng Science & Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Beijing Nayuanfeng Science & Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Nayuanfeng Science & Technology Development Co Ltd filed Critical Beijing Nayuanfeng Science & Technology Development Co Ltd
Priority to CN201610143707.7A priority Critical patent/CN105627476A/zh
Publication of CN105627476A publication Critical patent/CN105627476A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/0017—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice
    • F24F5/0021—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice using phase change material [PCM] for storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Abstract

本发明提供了一种机房排热用热管分布式冷却备份系统，其中的室外制冷单元包括机械制冷模块，自然冷却模块，机械制冷分集管模块；中间换热单元分若干个中间换热模块；室内排热单元分若干个室内排热模块。每个室内排热模块对应1列排热机柜和2套室内集气管、室内分液管；1列排热机柜中的奇数排热机柜与其中1套室内集气管Ⅰ、室内分液管Ⅰ连接，偶数排热机柜与另1套室内集气管Ⅱ、室内分液管Ⅱ连接，且2套室内集气管、室内分液管分别接入不同的中间换热模块，从而实现排热互为备份；室外制冷单元包括机械制冷和自然冷却模式，根据室外自然冷源满足情况，可选择只采用且优先采用自然冷却模式或只采用机械制冷模式或同时采用自然冷却和机械制冷模式。

Description

一种机房排热用热管分布式冷却备份系统
技术领域
本发明涉及高散热密度机房排热领域，特别涉及一种机房排热用热管分布式冷却备份系统。
背景技术
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大，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三种方式：
其一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。
其二是采用列间空调的方式，列间空调有采用直接蒸发式，也有采用冷冻水式，布置在两台机柜的中间，实现就近制冷。列间空调因布置在两台机柜之间，所以较精密空调相比，其送风传输距离近，无需选用功耗大的大压头风机，也因靠近热源制冷，一定程度上解决了机房内局部热点问题。但列间空调为保障其送风有效的传至服务器机柜进风口，其回风有效的吸收服务器机柜高温排风，就需要通过一定的外围通道进行隔绝，外围通道的设置，在提高了列间空调排热效果的同时，增加了占地面积和成本投入。
其三是采用水冷柜门替代机房内机柜的前后门板的排热方式，该方式都实现了靠近服务器热源从而就近冷却的效果，但水冷柜门存在水进入机房的隐患。
发明内容
本发明提供了一种机房排热用热管分布式冷却备份系统，为机房内高散热密度机架服务器提供排热解决方案，每个室内排热模块对应1列排热机柜和2套室内集气管、室内分液管；1列排热机柜中的奇数排热机柜与其中1套室内集气管Ⅰ、室内分液管Ⅰ连接，偶数排热机柜与另1套室内集气管Ⅱ、室内分液管Ⅱ连接，且2套室内集气管、室内分液管分别接入不同的中间换热模块，从而实现排热互为备份；室外制冷单元分别采用机械制冷和自然冷却模式，根据室外自然冷源满足情况，可选择只采用自然冷却模式或只采用机械制冷模式或同时采用自然冷却和机械制冷模式；机械制冷模块中的2台机械制冷机组互为备份或同时启用；机械制冷模块中的工质可以为水或R22、R134a、R407C或R410A中的任意一种；监控单元可进行用电参数、温湿度、风机转速等基础数据采集、整合、显示、存储，及时监测机房环境温度变化，对整个系统进行调控、切换，保障系统工作在最佳状态。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种机房排热用热管分布式冷却备份系统，包括室外制冷单元、中间换热单元、室内排热单元和监控单元，其特征在于：室外制冷单元包括机械制冷模块，自然冷却模块，机械制冷分集管模块；机械制冷分集管模块分若干个机械制冷分集管子模块；中间换热单元分若干个中间换热模块；室内排热单元分若干个室内排热模块。
进一步地，所述机械制冷模块包括机械制冷机组Ⅰ，机械制冷机组Ⅱ，三通阀Ⅰ，三通阀Ⅱ及连通所述机械制冷机组Ⅰ入口和所述三通阀Ⅰ第一出口的机械制冷回管Ⅰ，连通所述机械制冷机组Ⅰ出口和所述三通阀Ⅱ第一入口的机械制冷出管Ⅰ，连通所述机械制冷机组Ⅱ入口和所述三通阀Ⅰ第二出口的机械制冷回管Ⅱ，连通所述机械制冷机组Ⅱ出口和所述三通阀Ⅱ第二入口的机械制冷出管Ⅱ；所述自然冷却模块包括若干个热管室外机，室外集气管，室外分液管，动力泵，及连通所述热管室外机和所述室外集气管的若干条室外集气管支管、若干个室外集气管支管阀门，连通所述热管室外机和所述室外分液管的若干条室外分液管支管、若干个室外分液管支管阀门，与所述室外集气管连通的若干条中间集气管支管及连接在其上的若干个截止阀Ⅰ，与所述室外分液管连通的若干条中间分液管支管及连接在其上的若干个截止阀Ⅱ；所述机械制冷分集管模块包括机械制冷集管，机械制冷分管及与所述机械制冷集管、机械制冷分管连通的若干组机械制冷分集管支管管路。
进一步地，所述机械制冷分集管支管管路包括连接在所述机械制冷集管上的截止阀Ⅲ、截止阀Ⅳ，连接在所述机械制冷分管上的截止阀Ⅴ、截止阀Ⅵ，位于所述截止阀Ⅲ之后且与所述机械制冷集管连通的机械制冷集管支管Ⅰ及连接在其上的截止阀Ⅶ，位于所述截止阀Ⅳ之后且与所述机械制冷集管连通的机械制冷集管支管Ⅱ及连接在其上的截止阀Ⅸ，位于所述截止阀Ⅴ之后且与所述机械制冷分管连通的机械制冷分管支管Ⅰ及依次连接在其上的截止阀Ⅷ、过滤器Ⅰ，位于所述截止阀Ⅵ之后且与所述机械制冷分管连通的机械制冷分管支管Ⅱ及依次连接在其上的截止阀Ⅹ、过滤器Ⅱ。
进一步地，所述中间换热模块包括中间换热器Ⅰ，中间换热器Ⅱ及与所述中间换热器Ⅰ进气口连通的进气管Ⅰ，与所述中间换热器Ⅰ出气口连通的出液管Ⅰ，与所述中间换热器Ⅱ进气口连通的进气管Ⅱ，与所述中间换热器Ⅱ出气口连通的出液管Ⅱ。
进一步地，所述室内排热模块包括三通阀Ⅲ及与之连通的室内集气管Ⅰ，三通阀Ⅳ及与之连通的室内分液管Ⅰ，三通阀Ⅴ及与之连通的室内集气管Ⅱ，三通阀Ⅵ及与之连通的室内分液管Ⅱ，排热机柜及连通其和所述室内集气管Ⅰ、室内集气管Ⅱ的若干根室内集气管Ⅰ支管、若干个室内集气管Ⅰ支管阀门、若干条室内集气管Ⅰ连接气管，连通所述排热机柜和所述室内分液管Ⅰ、室内分液管Ⅱ的若干根室内分液管Ⅰ支管、若干个室内分液管Ⅰ支管阀门、若干条室内分液管Ⅰ连接液管。
进一步地，所述机械制冷模块与所述机械制冷分集管模块通过所述机械制冷集管、机械制冷分管连通；所述机械制冷分集管模块与所述中间换热模块通过所述机械制冷集管支管Ⅰ、机械制冷分管支管Ⅰ、机械制冷集管支管Ⅱ、机械制冷分管支管Ⅱ连通；所述中间换热模块与所述室内排热模块通过所述三通阀Ⅲ、三通阀Ⅳ、三通阀Ⅴ、三通阀Ⅵ连通；所述自然冷却模块与所述室内排热模块通过所述三通阀Ⅲ、三通阀Ⅳ、三通阀Ⅴ、三通阀Ⅵ连通；所述三通阀Ⅰ、三通阀Ⅲ、三通阀Ⅴ均包括入口、第一出口和第二出口，所述入口择一地与所述第一出口、第二出口连通；所述三通阀Ⅱ、三通阀Ⅳ、三通阀Ⅵ均包括第一入口、第二入口和出口，所述出口择一地与所述第一入口、第二入口连通。
优选地，所述室内排热模块对应1列所述排热机柜，所述排热机柜中的奇数排热机柜与所述室内集气管Ⅰ、室内分液管Ⅰ连接，所述排热机柜中的偶数排热机柜与所述室内集气管Ⅱ、室内分液管Ⅱ连接，从而形成2套室内排热子系统，2套室内排热子系统互为备份，正常状态下同时运行，当其中1套出现问题需要维护时，另外1套兼顾本室内排热子系统外相邻排热机柜的排热。
优选地，所述室内集气管Ⅰ、室内分液管Ⅰ分别通过所述三通阀Ⅲ的第二出口、三通阀Ⅳ的第二入口与所述中间换热器Ⅰ入口连接；所述室内集气管Ⅱ、室内分液管Ⅱ分别通过所述三通阀Ⅴ的第二出口、三通阀Ⅵ的第二入口与所述中间换热器Ⅱ出口连接，所述中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ分别对应2套室内排热子系统。
优选地，所述室外制冷单元分别采用机械制冷和自然冷源两种制冷模式，根据室外自然冷源满足情况，可选择只采用且优先采用自然冷却模式或只采用机械制冷模式或同时采用自然冷却和机械制冷模式。当室外自然冷源条件满足时，所述室内排热模块中的所述三通阀Ⅲ、三通阀Ⅴ的第一出口分别与所述自然冷却模块中的2根所述中间集气管支管导通，所述室内排热模块中的所述三通阀Ⅳ、三通阀Ⅵ的第一入口分别与所述自然冷却模块中的2根所述中间分液管支管导通，从而充分利用自然冷源；当室外自然冷源条件不能满足时，所述室内排热模块中的所述三通阀Ⅲ、三通阀Ⅴ的第二出口分别与所述中间换热器Ⅰ入口，所述中间换热器Ⅱ入口导通，所述室内排热模块中的所述三通阀Ⅳ、三通阀Ⅵ的第二入口分别与所述中间换热器Ⅰ出口，所述中间换热器Ⅱ出口导通；所述机械制冷模块、机械制冷分集管模块、中间换热模块启动工作；当室外自然冷源条件部分满足时，所述室内排热模块中的所述三通Ⅲ、三通Ⅴ的第一出口分别与所述自然冷却模块中的2根所述中间集气管支管导通，所述室内排热模块中的所述三通Ⅲ、三通Ⅴ的第二出口分别与所述中间换热器Ⅰ入口，所述中间换热器Ⅱ入口导通；所述室内排热模块中的所述三通Ⅳ、三通Ⅵ的第一入口分别与所述自然冷却模块中的2根所述中间分液管支管导通；所述室内排热模块中的所述三通Ⅳ、三通Ⅵ的第二入口分别与所述中间换热器Ⅰ出口，所述中间换热器Ⅱ出口导通，此时所述室外制冷单元中的机械制冷和自然冷源两种制冷模式同时工作。
优选地，所述机械制冷模块中的所述机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ互为备份或同时启用；当启用所述机械制冷机组Ⅰ时，所述三通阀Ⅰ的第一出口与所述机械制冷机组Ⅰ导通，所述三通阀Ⅱ的第一入口与所述机械制冷机组Ⅰ导通；当启用所述机械制冷机组Ⅱ时，所述三通阀Ⅰ的第二出口与所述机械制冷机组Ⅱ导通，所述三通阀Ⅱ的第二入口与所述机械制冷机组Ⅱ导通；当所述机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ同时启用时，所述三通阀Ⅰ的第一出口、第二出口分别与所述机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ导通，所述三通阀Ⅱ的第一入口、第二入口分别与所述机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ导通。
优选地，所述机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ中的工质可以为水或R22、R134a、R407C或R410A中的任意一种。
优选地，所述动力泵为选配件；当所述自然冷却模块中冷媒驱动力为重力时，不选用所述动力泵；当所述自然冷却模块中冷媒依靠重力无法实现循环驱动时，选用动力泵。
优选地，所述室内集气管Ⅰ连接气管，室内分液管Ⅰ连接液管为特制软管。
优选地，排热机柜采用调速风机且风量、风机数量分别采用冗余备份设计，根据机柜的负载情况，风机自动调节转速，机柜负荷大时，背板风机转速升高；机柜负荷小时，背板风机转速降低，通过风量调节实现冷量输出可调，且风机满转时风量有冗余备份；风机数量采用冗余设计，单个或几个风机发生故障时，不影响所述排热机柜正常冷量输出。
优选地，进一步包括与所述监控单元连接用于测量所述机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ进、出口温度，所述中间换热器Ⅰ、中间换热器Ⅱ进、出口温度，所述排热机柜湿度，送、回风温度，所述热管室外机回风温度，所述室外集气管、室外分液管管路温度及室内、外环境温度的温湿度传感器；所述监控单元可进行用电参数、温湿度、风机转速等基础数据采集、整合、显示、存储，及时监测机房环境温度变化，对整个系统进行调控、切换，保障系统工作在最佳状态。
同现有技术相比，本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统具有显著的技术优点：
1、室内排热模块备份方式新颖可靠，可保障在某台排热机柜排热出现故障时，服务器机柜仍能正常运行：1列排热机柜中奇数、偶数排热机柜分别对应2套室内集气管、室内分液管中的其中1套，且2套室内集气管、室内分液管分别接入不同的中间换热模块的方式，可实现通过排热机柜制冷量和冷媒管路的冗余备份设计，在1列排热机柜中某台出现故障的情况下，热量由相邻机柜排走，从而保障整列IT机柜仍能正常运行；
2、室外制冷采用机械制冷和自然冷源两种制冷模式，可选择只采用且优先采用自然冷却模式或只采用机械制冷模式或同时采用自然冷却和机械制冷模式，三种制冷模式各有特点：采用自然冷源时，室内高温制冷剂蒸汽直接循环至室外，利用室外低温空气冷却后回流至室内，无中间换热环节，高效节能；采用机械制冷时，两台机械制冷机组互为备份或同时启用；机械制冷机组内工质可以为水或R22、R134a、R407C或R410A中的任意一种；同时采用自然冷却和机械制冷模式时，在充分利用自然冷源节能运行同时，保障系统制冷需求；
3、排热机柜采用调速风机且风量、风机数量采用冗余备份设计：根据机柜的负载情况，风机自动调节转速，从而调节风量进而实现冷量输出调节，且风机满转时风量有冗余备份；风机数量采用冗余设计，单个或几个风机发生故障时，不影响排热机柜正常冷量输出。
附图说明
图1为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统的结构示意图。
图2为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统采用自然冷源方式结构示意图。
图3为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统机械制冷机组Ⅰ单独启用时结构示意图。
图4为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统机械制冷机组Ⅱ单独启用时结构示意图。
图5为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ同时启用时结构示意图。
图6为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统同时采用自然冷源和机械制冷机组Ⅰ时结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统的结构示意图。本发明的热管分布式冷却备份系统包括室外制冷单元1，中间换热单元2，室内排热单元3，监控单元4；室外制冷单元1包括机械制冷模块5，自然冷却模块6，机械制冷分集管模块7；机械制冷分集管模块7分若干个机械制冷分集管子模块8；中间换热单元2分若干个中间换热模块9；室内排热单元3分若干个室内排热模块10；机械制冷模块5包括机械制冷机组Ⅰ11，机械制冷机组Ⅱ12，三通阀Ⅰ17，三通阀Ⅱ18及连通机械制冷机组Ⅰ11入口和三通阀Ⅰ17第一出口的机械制冷回管Ⅰ14，连通机械制冷机组Ⅰ11出口和三通阀Ⅱ18第一入口的机械制冷出管Ⅰ13，连通机械制冷机组Ⅱ12入口和三通阀Ⅰ17第二出口的机械制冷回管Ⅱ16，连通机械制冷机组Ⅱ12出口和三通阀Ⅱ18第二入口的机械制冷出管Ⅱ15；自然冷却模块6包括若干个热管室外机41，室外集气管42，室外分液管43，动力泵48，及连通热管室外机41和室外集气管42的若干条室外集气管支管44、若干个室外集气管支管阀门46，连通热管室外机41和室外分液管43的若干条室外分液管支管45、若干个室外分液管支管阀门47，与室外集气管42连通的若干条中间集气管支管37及连接在其上的若干个截止阀Ⅰ39，与室外分液管43连通的若干条中间分液管支管38及连接在其上的若干个截止阀Ⅱ40；机械制冷分集管模块7包括机械制冷集管19，机械制冷分管20及与机械制冷集管19、机械制冷分管20连通的若干组机械制冷分集管支管管路8；机械制冷分集管支管管路8包括连接在机械制冷集管19上的截止阀Ⅲ27、截止阀Ⅳ32，连接在机械制冷分管20上的截止阀Ⅴ30、截止阀Ⅵ35，位于截止阀Ⅲ27之后且与机械制冷集管19连通的机械制冷集管支管Ⅰ21及连接在其上的截止阀Ⅶ28，位于截止阀Ⅳ32之后且与机械制冷集管19连通的机械制冷集管支管Ⅱ22及连接在其上的截止阀Ⅸ33，位于截止阀Ⅴ30之后且与机械制冷分管20连通的机械制冷分管支管Ⅰ31及依次连接在其上的截止阀Ⅷ29、过滤器Ⅰ23，位于截止阀Ⅵ35之后且与机械制冷分管20连通的机械制冷分管支管Ⅱ36及依次连接在其上的截止阀Ⅹ34、过滤器Ⅱ24；中间换热模块9包括中间换热器Ⅰ49，中间换热器Ⅱ53及与中间换热器Ⅰ49进气口连通的进气管Ⅰ50，与中间换热器Ⅰ49出气口连通的出液管Ⅰ51，与中间换热器Ⅱ53进气口连通的进气管Ⅱ52，与中间换热器Ⅱ53出气口连通的出液管Ⅱ54；室内排热模块10包括三通Ⅲ55及与之连通的室内集气管Ⅰ59，三通Ⅳ56及与之连通的室内分液管Ⅰ60，三通Ⅴ57及与之连通的室内集气管Ⅱ61，三通Ⅵ58及与之连通的室内分液管Ⅱ62，排热机柜63及连通其和室内集气管Ⅰ59、室内集气管Ⅱ61的若干根室内集气管Ⅰ支管64、若干个室内集气管Ⅰ支管阀门65、若干条室内集气管Ⅰ连接气管66，连通排热机柜63和室内分液管Ⅰ60、室内分液管Ⅱ62的若干根室内分液管Ⅰ支管68、若干个室内分液管Ⅰ支管阀门69、若干条室内分液管Ⅰ连接液管67；机械制冷模块5与机械制冷分集管模块7通过机械制冷集管19、机械制冷分管20连通；机械制冷分集管模块7与中间换热模块9通过机械制冷集管支管Ⅰ21、机械制冷分管支管Ⅰ31、机械制冷集管支管Ⅱ22、机械制冷分管支管Ⅱ36连通；中间换热模块9与室内排热模块10通过三通Ⅲ55、三通Ⅳ56、三通Ⅴ57、三通Ⅵ58连通；自然冷却模块6与室内排热模块10通过三通Ⅲ55、三通Ⅳ56、三通Ⅴ57、三通Ⅵ58连通；三通阀Ⅰ17、三通Ⅲ55、三通Ⅴ57均包括入口、第一出口和第二出口，入口择一地与第一出口、第二出口连通；三通阀Ⅱ18、三通Ⅳ56、三通Ⅵ58均包括第一入口、第二入口和出口，出口择一地与第一入口、第二入口连通；室内排热模块10对应1列排热机柜63，排热机柜63中的奇数排热机柜与室内集气管Ⅰ59、室内分液管Ⅰ60连接，排热机柜63中的偶数排热机柜与室内集气管Ⅱ61、室内分液管Ⅱ62连接。
图2为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统采用自然冷源方式结构示意图。当室外自然冷源条件满足时，室内排热模块10中的三通Ⅲ55、三通Ⅴ57的第一出口分别与自然冷却模块6中的2根中间集气管支管37导通，室内排热模块10中的三通Ⅳ56、三通Ⅵ58的第一入口分别与自然冷却模块6中的2根中间分液管支管38导通，从而形成2套室内排热子系统，2套室内排热子系统互为备份，正常状态下同时运行，2套室内排热子系统中制冷工质流动方向分别如图2中箭头A、箭头B方向所示。当其中1套室内排热子系统出现问题需要维护时，另外1套兼顾本室内排热子系统外相邻排热机柜的排热，此时制冷工质流动方向为箭头A或箭头B其中的一种。
图3为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统机械制冷机组Ⅰ单独启用时结构示意图。当室外自然冷源条件不能满足，且单独机械制冷机组Ⅰ11时，三通阀Ⅰ17的第一出口与机械制冷机组Ⅰ11导通，三通阀Ⅱ18的第一入口与机械制冷机组Ⅰ11导通；室内排热模块10中的三通Ⅲ55、三通Ⅴ57的第二出口分别与中间换热器Ⅰ49入口，中间换热器Ⅱ53入口导通，室内排热模块10中的三通Ⅳ56、三通Ⅵ58的第二入口分别与中间换热器Ⅰ49出口，中间换热器Ⅱ53出口导通，从而形成2套室内中间排热子系统，2套室内中间排热子系统互为备份，正常状态下同时运行，系统中制冷工质流动方向分别如图3中箭头C、箭头D方向所示，当其中1套室内中间排热子系统出现问题需要维护时，另外1套兼顾本室内中间排热子系统外相邻排热机柜的排热，此时制冷工质流动方向为箭头箭头C或箭头D其中的一种。机械制冷机组Ⅰ11、机械制冷分集管模块7、中间换热模块9启动工作，其中的工质流动方向如图3中箭头E方向所示。
图4为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统机械制冷机组Ⅱ单独启用时结构示意图。当室外自然冷源条件不能满足，且单独机械制冷机组Ⅱ12时，三通阀Ⅰ17的第二出口与机械制冷机组Ⅱ12导通，三通阀Ⅱ18的第二入口与机械制冷机组Ⅱ12导通；室内排热模块10中的三通Ⅲ55、三通Ⅴ57的第二出口分别与中间换热器Ⅰ49入口，中间换热器Ⅱ53入口导通，室内排热模块10中的三通Ⅳ56、三通Ⅵ58的第二入口分别与中间换热器Ⅰ49出口，中间换热器Ⅱ53出口导通；从而形成2套室内中间排热子系统，2套室内中间排热子系统互为备份，正常状态下同时运行，系统中制冷工质流动方向分别如图4中箭头C、箭头D方向所示，当其中1套室内中间排热子系统出现问题需要维护时，另外1套兼顾本室内中间排热子系统外相邻排热机柜的排热，此时制冷工质流动方向为箭头箭头C或箭头D其中的一种。机械制冷机组Ⅰ12、机械制冷分集管模块7、中间换热模块9启动工作，其中的工质流动方向如图4中箭头F方向所示。
图5为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ同时启用时结构示意图。当室外自然冷源条件不能满足，且机械制冷机组Ⅰ11、机械制冷机组Ⅱ12同时启用时，三通阀Ⅰ17的第一出口、第二出口分别与机械制冷机组Ⅰ11、机械制冷机组Ⅱ12导通，三通阀Ⅱ18的第一入口、第二入口分别与机械制冷机组Ⅰ11、机械制冷机组Ⅱ12导通；室内排热模块10中的三通Ⅲ55、三通Ⅴ57的第二出口分别与中间换热器Ⅰ49入口，中间换热器Ⅱ53入口导通，室内排热模块10中的三通Ⅳ56、三通Ⅵ58的第二入口分别与中间换热器Ⅰ49出口，中间换热器Ⅱ53出口导通；从而形成2套室内中间排热子系统，2套室内中间排热子系统互为备份，正常状态下同时运行，系统中制冷工质流动方向分别如图5中箭头C、箭头D方向所示，当其中1套室内中间排热子系统出现问题需要维护时，另外1套兼顾本室内中间排热子系统外相邻排热机柜的排热，此时制冷工质流动方向为箭头箭头C或箭头D其中的一种。机械制冷机组Ⅰ11、机械制冷机组Ⅰ12、机械制冷分集管模块7、中间换热模块9启动工作，其中的工质流动方向如图5中箭头G方向所示。
图6为本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统同时采用自然冷源和机械制冷机组Ⅰ时结构示意图。当室外自然冷源条件部分满足时，室内排热模块10中的三通Ⅲ55、三通Ⅴ57的第一出口分别与自然冷却模块6中的2根中间集气管支管37导通，室内排热模块10中的三通Ⅲ55、三通Ⅴ57的第二出口分别与中间换热器Ⅰ49入口，中间换热器Ⅱ53入口导通；室内排热模块10中的三通Ⅳ56、三通Ⅵ58的第一入口分别与自然冷却模块6中的2根中间分液管支管38导通；室内排热模块10中的三通Ⅳ56、三通Ⅵ58的第二入口分别与中间换热器Ⅰ49出口，中间换热器Ⅱ53出口导通；当单独机械制冷机组Ⅰ11时，三通阀Ⅰ17的第一出口与机械制冷机组Ⅰ11导通，三通阀Ⅱ18的第一入口与机械制冷机组Ⅰ11导通；此时自然冷源和机械制冷机组Ⅰ同时工作。此时制冷工质流动方向如图6中箭头H、J方向所示，机械制冷机组Ⅰ11、机械制冷分集管模块7、中间换热模块9中的工质流动方向如图6中箭头E方向所示。
本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统同时采用自然冷源和机械制冷机组Ⅱ时结构示意图，本发明的机房排热用热管分布式冷却备份系统同时采用自然冷源和机械制冷机组Ⅰ、机械制冷机组Ⅱ时结构示意图在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种机房排热用热管分布式冷却备份系统，包括室外制冷单元(1)、中间换热单元(2)、室内排热单元(3)和监控单元(4)，其特征在于：
--室外制冷单元(1)包括机械制冷模块(5)、自然冷却模块(6)和机械制冷分集管模块(7)，其中，机械制冷分集管模块(7)包括若干个机械制冷分集管子模块(8)；
--中间换热单元(2)包括若干个中间换热模块(9)；
--室内排热单元(3)包括若干个室内排热模块(10)。
2.根据权利要求1所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，
--所述机械制冷模块(5)包括：机械制冷机组Ⅰ(11)，机械制冷机组Ⅱ(12)，三通阀Ⅰ(17)，三通阀Ⅱ(18)，连通所述机械制冷机组Ⅰ(11)入口和所述三通阀Ⅰ(17)第一出口的机械制冷回管Ⅰ(14)，连通所述机械制冷机组Ⅰ(11)出口和所述三通阀Ⅱ(18)第一入口的机械制冷出管Ⅰ(13)，连通所述机械制冷机组Ⅱ(12)入口和所述三通阀Ⅰ(17)第二出口的机械制冷回管Ⅱ(16)，连通所述机械制冷机组Ⅱ(12)出口和所述三通阀Ⅱ(18)第二入口的机械制冷出管Ⅱ(15)；
--所述自然冷却模块(6)包括：若干个热管室外机(41)，室外集气管(42)，室外分液管(43)，动力泵(48)，连通所述热管室外机(41)和所述室外集气管(42)的若干条室外集气管支管(44)、若干个室外集气管支管阀门(46)，连通所述热管室外机(41)和所述室外分液管(43)的若干条室外分液管支管(45)、若干个室外分液管支管阀门(47)，与所述室外集气管(42)连通的若干条中间集气管支管(37)及连接在其上的若干个截止阀Ⅰ(39)，与所述室外分液管(43)连通的若干条中间分液管支管(38)及连接在其上的若干个截止阀Ⅱ(40)；
--所述机械制冷分集管模块(7)包括：机械制冷集管(19)，机械制冷分管(20)，与所述机械制冷集管(19)、机械制冷分管(20)连通的若干组机械制冷分集管支管管路(8)。
3.根据权利要求2所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，
--所述机械制冷分集管支管管路(8)包括：连接在所述机械制冷集管(19)上的截止阀Ⅲ(27)、截止阀Ⅳ(32)，连接在所述机械制冷分管(20)上的截止阀Ⅴ(30)、截止阀Ⅵ(35)，位于所述截止阀Ⅲ(27)之后且与所述机械制冷集管(19)连通的机械制冷集管支管Ⅰ(21)及连接在其上的截止阀Ⅶ(28)，位于所述截止阀Ⅳ(32)之后且与所述机械制冷集管(19)连通的机械制冷集管支管Ⅱ(22)及连接在其上的截止阀Ⅸ(33)，位于所述截止阀Ⅴ(30)之后且与所述机械制冷分管(20)连通的机械制冷分管支管Ⅰ(31)及依次连接在其上的截止阀Ⅷ(29)、过滤器Ⅰ(23)，位于所述截止阀Ⅵ(35)之后且与所述机械制冷分管(20)连通的机械制冷分管支管Ⅱ(36)及依次连接在其上的截止阀Ⅹ(34)、过滤器Ⅱ(24)。
4.根据权利要求3所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，
--所述中间换热模块(9)包括：中间换热器Ⅰ(49)，中间换热器Ⅱ(53)，与所述中间换热器Ⅰ(49)进气口连通的进气管Ⅰ(50)，与所述中间换热器Ⅰ(49)出气口连通的出液管Ⅰ(51)，与所述中间换热器Ⅱ(53)进气口连通的进气管Ⅱ(52)，与所述中间换热器Ⅱ(53)出气口连通的出液管Ⅱ(54)。
5.根据权利要求4所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，
--所述室内排热模块(10)包括：三通Ⅲ(55)及与之连通的室内集气管Ⅰ(59)，三通Ⅳ(56)及与之连通的室内分液管Ⅰ(60)，三通Ⅴ(57)及与之连通的室内集气管Ⅱ(61)，三通Ⅵ(58)及与之连通的室内分液管Ⅱ(62)，排热机柜(63)及连通其和所述室内集气管Ⅰ(59)、室内集气管Ⅱ(61)的若干根室内集气管Ⅰ支管(64)、若干个室内集气管Ⅰ支管阀门(65)、若干条室内集气管Ⅰ连接气管(66)，连通所述排热机柜(63)和所述室内分液管Ⅰ(60)、室内分液管Ⅱ(62)的若干根室内分液管Ⅰ支管(68)、若干个室内分液管Ⅰ支管阀门(69)、若干条室内分液管Ⅰ连接液管(67)。
6.根据权利要求5所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，
所述机械制冷模块(5)与所述机械制冷分集管模块(7)通过所述机械制冷集管(19)、机械制冷分管(20)连通；
所述机械制冷分集管模块(7)与所述中间换热模块(9)通过所述机械制冷集管支管Ⅰ(21)、机械制冷分管支管Ⅰ(31)、机械制冷集管支管Ⅱ(22)、机械制冷分管支管Ⅱ(36)连通；
所述中间换热模块(9)与所述室内排热模块(10)通过所述三通Ⅲ(55)、三通Ⅳ(56)、三通Ⅴ(57)、三通Ⅵ(58)连通；
所述自然冷却模块(6)与所述室内排热模块(10)通过所述三通Ⅲ(55)、三通Ⅳ(56)、三通Ⅴ(57)、三通Ⅵ(58)连通；
所述三通阀Ⅰ(17)、三通Ⅲ(55)、三通Ⅴ(57)均包括入口、第一出口和第二出口，所述入口择一地与所述第一出口、第二出口连通；
所述三通阀Ⅱ(18)、三通Ⅳ(56)、三通Ⅵ(58)均包括第一入口、第二入口和出口，所述出口择一地与所述第一入口、第二入口连通。
7.根据权利要求6所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，所述室内排热模块(10)对应1列所述排热机柜(63)，所述排热机柜(63)中的奇数排热机柜与所述室内集气管Ⅰ(59)、室内分液管Ⅰ(60)连接，所述排热机柜(63)中的偶数排热机柜与所述室内集气管Ⅱ(61)、室内分液管Ⅱ(62)连接，从而形成2套室内排热子系统，2套室内排热子系统互为备份，正常状态下同时运行，当其中1套出现问题需要维护时，另外1套兼顾本室内排热子系统外相邻排热机柜的排热。
8.根据权利要求7所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，所述室内集气管Ⅰ(59)、室内分液管Ⅰ(60)分别通过所述三通Ⅲ(55)的第二出口、三通Ⅳ(56)的第二入口与所述中间换热器Ⅰ(49)入口连接；所述室内集气管Ⅱ(61)、室内分液管Ⅱ(62)分别通过所述三通Ⅴ(57)的第二出口、三通Ⅵ(58)的第二入口与所述中间换热器Ⅱ(53)出口连接，所述中间换热器Ⅰ(49)、中间换热器Ⅱ(53)分别对应2套室内排热子系统。
9.根据权利要求8所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，所述室外制冷单元(1)包括机械制冷和自然冷源两种制冷模式，根据室外自然冷源满足情况，可选择只采用且优先采用自然冷却模式或只采用机械制冷模式或同时采用自然冷却和机械制冷模式：当室外自然冷源条件满足时，所述室内排热模块(10)中的所述三通Ⅲ(55)、三通Ⅴ(57)的第一出口分别与所述自然冷却模块(6)中的2根所述中间集气管支管(37)导通，所述室内排热模块(10)中的所述三通Ⅳ(56)、三通Ⅵ(58)的第一入口分别与所述自然冷却模块(6)中的2根所述中间分液管支管(38)导通；当室外自然冷源条件不能满足时，所述室内排热模块(10)中的所述三通Ⅲ(55)、三通Ⅴ(57)的第二出口分别与所述中间换热器Ⅰ(49)入口，所述中间换热器Ⅱ(53)入口导通，所述室内排热模块(10)中的所述三通Ⅳ(56)、三通Ⅵ(58)的第二入口分别与所述中间换热器Ⅰ(49)出口，所述中间换热器Ⅱ(53)出口导通；所述机械制冷模块(5)、机械制冷分集管模块(7)、中间换热模块(9)启动工作；当室外自然冷源条件部分满足时，所述室内排热模块(10)中的所述三通Ⅲ(55)、三通Ⅴ(57)的第一出口分别与所述自然冷却模块(6)中的2根所述中间集气管支管(37)导通，所述室内排热模块(10)中的所述三通Ⅲ(55)、三通Ⅴ(57)的第二出口分别与所述中间换热器Ⅰ(49)入口，所述中间换热器Ⅱ(53)入口导通；所述室内排热模块(10)中的所述三通Ⅳ(56)、三通Ⅵ(58)的第一入口分别与所述自然冷却模块(6)中的2根所述中间分液管支管(38)导通；所述室内排热模块(10)中的所述三通Ⅳ(56)、三通Ⅵ(58)的第二入口分别与所述中间换热器Ⅰ(49)出口，所述中间换热器Ⅱ(53)出口导通，此时所述室外制冷单元(1)中的机械制冷和自然冷源两种制冷模式同时工作。
10.根据权利要求9所述的热管分布式冷却备份系统，其特征在于，所述机械制冷模块(5)中的所述机械制冷机组Ⅰ(11)、机械制冷机组Ⅱ(12)互为备份或同时启用；当启用所述机械制冷机组Ⅰ(11)时，所述三通阀Ⅰ(17)的第一出口与所述机械制冷机组Ⅰ(11)导通，所述三通阀Ⅱ(18)的第一入口与所述机械制冷机组Ⅰ(11)导通；当启用所述机械制冷机组Ⅱ(12)时，所述三通阀Ⅰ(17)的第二出口与所述机械制冷机组Ⅱ(12)导通，所述三通阀Ⅱ(18)的第二入口与所述机械制冷机组Ⅱ(12)导通；当所述机械制冷机组Ⅰ(11)、机械制冷机组Ⅱ(12)同时启用时，所述三通阀Ⅰ(17)的第一出口、第二出口分别与所述机械制冷机组Ⅰ(11)、机械制冷机组Ⅱ(12)导通，所述三通阀Ⅱ(18)的第一入口、第二入口分别与所述机械制冷机组Ⅰ(11)、机械制冷机组Ⅱ(12)导通。
CN201610143707.7A 2016-03-14 2016-03-14 一种机房排热用热管分布式冷却备份系统 Pending CN105627476A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610143707.7A CN105627476A (zh) 2016-03-14 2016-03-14 一种机房排热用热管分布式冷却备份系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610143707.7A CN105627476A (zh) 2016-03-14 2016-03-14 一种机房排热用热管分布式冷却备份系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105627476A true CN105627476A (zh) 2016-06-01

Family

ID=56042646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610143707.7A Pending CN105627476A (zh) 2016-03-14 2016-03-14 一种机房排热用热管分布式冷却备份系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105627476A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106852093A (zh) * 2017-04-07 2017-06-13 广东浪潮大数据研究有限公司 一种微模块数据中心及其空调管路系统
CN107182191A (zh) * 2017-07-20 2017-09-19 四川斯普信信息技术有限公司 一种能够同时实现对cpu芯片和服务器进行散热的系统
CN107560027A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 浙江盾安人工环境股份有限公司 制冷热管复合空调系统
CN108566761A (zh) * 2018-01-26 2018-09-21 青岛理工大学 一种采用机柜级热管的数据机房排热及废热利用系统
CN109539388A (zh) * 2018-12-25 2019-03-29 北京纳源丰科技发展有限公司 一种双循环式顶置热管微模块
CN110068048A (zh) * 2019-05-28 2019-07-30 北京远大天益生态建筑设计院有限公司 一种集成微孔管机组
CN113543605A (zh) * 2021-08-04 2021-10-22 河北安瑞通信技术有限公司 一种双循环热管列间散热系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202938440U (zh) * 2012-12-05 2013-05-15 北京纳源丰科技发展有限公司 一种重力热管与蒸汽压缩复合制冷机房空调
WO2013072569A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-23 Rittal Oy Cooling system
CN103697552A (zh) * 2013-12-24 2014-04-02 北京中科信能机电设备有限责任公司 一种适用于通信基站的空调系统及空调方法
CN104764122A (zh) * 2015-03-12 2015-07-08 广东海悟科技有限公司 一种制冷系统以及一种机房用制冷系统
CN105188316A (zh) * 2015-08-21 2015-12-23 四川斯普信信息技术有限公司 一种双系统互备机柜热管背板排热系统
CN205481495U (zh) * 2016-03-14 2016-08-17 北京纳源丰科技发展有限公司 一种热管分布式冷却备份系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013072569A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-23 Rittal Oy Cooling system
CN202938440U (zh) * 2012-12-05 2013-05-15 北京纳源丰科技发展有限公司 一种重力热管与蒸汽压缩复合制冷机房空调
CN103697552A (zh) * 2013-12-24 2014-04-02 北京中科信能机电设备有限责任公司 一种适用于通信基站的空调系统及空调方法
CN104764122A (zh) * 2015-03-12 2015-07-08 广东海悟科技有限公司 一种制冷系统以及一种机房用制冷系统
CN105188316A (zh) * 2015-08-21 2015-12-23 四川斯普信信息技术有限公司 一种双系统互备机柜热管背板排热系统
CN205481495U (zh) * 2016-03-14 2016-08-17 北京纳源丰科技发展有限公司 一种热管分布式冷却备份系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107560027A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 浙江盾安人工环境股份有限公司 制冷热管复合空调系统
CN106852093A (zh) * 2017-04-07 2017-06-13 广东浪潮大数据研究有限公司 一种微模块数据中心及其空调管路系统
CN106852093B (zh) * 2017-04-07 2023-04-07 广东浪潮大数据研究有限公司 一种微模块数据中心及其空调管路系统
CN107182191A (zh) * 2017-07-20 2017-09-19 四川斯普信信息技术有限公司 一种能够同时实现对cpu芯片和服务器进行散热的系统
CN107182191B (zh) * 2017-07-20 2023-04-18 四川斯普信信息技术有限公司 一种能够同时实现对cpu芯片和服务器进行散热的系统
CN108566761A (zh) * 2018-01-26 2018-09-21 青岛理工大学 一种采用机柜级热管的数据机房排热及废热利用系统
CN109539388A (zh) * 2018-12-25 2019-03-29 北京纳源丰科技发展有限公司 一种双循环式顶置热管微模块
CN110068048A (zh) * 2019-05-28 2019-07-30 北京远大天益生态建筑设计院有限公司 一种集成微孔管机组
CN113543605A (zh) * 2021-08-04 2021-10-22 河北安瑞通信技术有限公司 一种双循环热管列间散热系统
CN113543605B (zh) * 2021-08-04 2023-08-15 河北安瑞通信技术有限公司 一种双循环热管列间散热系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105627476A (zh) 一种机房排热用热管分布式冷却备份系统
CN104754924B (zh) 液冷装置和辅助散热装置结合的服务器散热系统
CN101694311B (zh) 一种带自然冷却功能的液泵供液多联式空调机组
US20120218711A1 (en) Cooling system for electronic equipment
CN104703447A (zh) 自然冷却冷水装置和液冷装置结合的服务器散热系统
CN103344016B (zh) 一种机房节能空调
CN207741250U (zh) 一种机房节能循环系统
CN203432016U (zh) 台式便携半导体制冷空调
CN201396875Y (zh) 嵌入式机柜专用空调
CN104833029A (zh) 一种数据中心水冷热管冷却系统及方法
CN204665544U (zh) 一种机房水冷多联热管系统
CN105805838A (zh) 全显热节能型机房/机柜专用精密空气调节器
CN105423413A (zh) 一种机房的制冷系统
CN102297481A (zh) 一种节能空调系统
CN104329790A (zh) 用于通信基站机房的节能型换热设备及其构成的空调系统
CN102889659B (zh) 一种高散热密度机房热管排热系统
CN202282922U (zh) 一种节能散热机柜
CN204425887U (zh) 液冷装置和辅助散热装置结合的服务器散热系统
CN205481495U (zh) 一种热管分布式冷却备份系统
CN206531220U (zh) 一种新型热管背板空调系统
CN206073290U (zh) 一种行级热管空调末端
CN205641216U (zh) 全显热节能型机房/机柜专用精密空气调节器
CN204513660U (zh) 一种制冷系统以及一种机房用制冷系统
CN107062467B (zh) 一种新型热管背板空调系统
CN104764122A (zh) 一种制冷系统以及一种机房用制冷系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160601

RJ01 Rejection of invention patent application after publication