CN105737298A - 一种节能机房散热系统 - Google Patents

Abstract

一种节能机房散热系统，包括精密空调、静压箱、回风装置、全显热交换器、降温模块和智能服务器机柜。所述散热系统由精密空调、静压箱、智能服务器机柜、回风装置和全显热交换器组成内部循环。所述散热系统由全显热交换器和降温模块组成外部循环。所述机房内部循环与外部循环相互耦合，在室外空气温度较高的情况下，服务器所需空气由外部循环先将其降低部分温度，再由精密空调降到要求的标称值；在室外温度较低的情况下，服务器所需空气直接经过外部循环达到要求的标称值。上述系统可以在不影响机房内部环境的同时将机房较高温度空气和外部较低温度空气进行热量交换。该机房智能散热系统结构紧凑，绿色环保、可靠性高、便于维护。

Description

一种节能机房散热系统

技术领域

本发明关于一种节能机房散热系统，尤其涉及在较寒冷地区使用的一种对信息机房内电子通信设备进行通风降温处理的机房散热和预冷系统。

背景技术

信息机房例如数据中心机房、核心机房是放置通信电子设备的重要场所。随着全球通信、互联网、物联网、电子商务以及云计算产业等行业的快速发展，无论是通信运营商还是政府、企业等均在建设大量的电子信息机房。这些机房内的电子设备在运行时会持续产生热量。为保证信息电子设备的正常工作，电子信息机房内一般安装有专用空调，通过专用空调冷却信息电子设备。信息电子设备的集成度越来越高，其热量密度也越来越高，由此给机房专用空调带来的负荷量就会越来越大，能耗也就越来越高。同等条件下，传统的机房空调只能是增加空调的数量或更换更大制冷量的机房空调，使机房的有效面积变小。有数据表明，目前信息电子设备的能耗占机房整体能耗的45%，而机房专用空调等制冷设备的能耗占机房整体能耗的40%，直逼信息电子设备能耗或超过其电子设备能耗。可见，通过改进通信机房制冷系统，通信机房仍有较大的节能空间。现有机房的散热，除了传统机房散热方式外，还有其他两种方式：（1）机房空调和热交换器配合使用，此种散热方式虽然能满足大热量密度的机房机柜散热，但是其占用空间大，增加了一定的设备量，造成更高的租金和更高的建设费用，同时造成施工建设周期增加。（2）机房空调和新风组合使用，此种散热方式其在满足散热要求的同时也引进了新风，即使是对其进行过滤，也难免有室外灰尘和湿度进入机房内部，给机房内部环境的保持增加一定难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种不仅结构简单、可靠性高，而且安全、绿色环保、便于维护的机房散热和预冷系统。

本发明通过如下技术方案实现：一种节能机房散热系统，其特征在于：包括机房精密空调、智能服务器机柜，静压箱，回风装置、全显热交换器和降温模块。所述机房散热系统由精密空调、静压箱、服务器机柜、回风装置和全显热交换器组成内部循环。所述机房散热系统由全显热交换器和降温模块组成外部循环。所述外部循环系统由降温模块、全显热交换器、外部可调速风扇和风管组成。所述机房内部循环与外部循环相互耦合，外部循环的全显热交换器置于内部循环精密空调进风口的前端。

作为本发明的进一步改进，所述内部循环包括精密空调、静压箱或冷通道、服务器机柜、回风装置（包括回风管、热通道、热池等其他形式中的一种或几种组合之一）和全显热交换器。

作为本发明的进一步改进，所述精密空调为水冷空调，冷冻水空调，风冷空调，新风空调，节能空调等中的一种或几种组合之一。

精密空调的送风端和静压箱（或冷通道、送风管、冷池等其他送风形式）相连，将冷风送至服务器机柜。在服务器相同负载距离精密空调不同距离，或相同距离不同负载的时候，到服务器的送风端可以自动调节进风大小，在满足服务器所需冷空气的同时最大限度节约能源，达到有效利用的目的。

作为本发明的进一步改进，所述服务器机柜和回风装置相连，精密空调的回风端和回风装置（包括回风管、热通道、热池等其他形式中的一种或几种组合之一）。当服务器进风端不便于安装调节装置的时候，可以采用在服务器与回风装置之间安装可调风量大小的装置，以便在权利3所述情况下达到节约能源，绿色环保的目的。

作为本发明的进一步改进，所述精密空调回风在经过回风装置后还需经过热交换芯体。全显热交换器芯体的最明显的特点就是在隔绝内外部空气，不影响机房内部空气湿度和洁净度的同时，将经过服务器的较高温度的空气进行降温处理。

作为本发明的进一步改进，所述内部循环的直接动力是精密空调的风扇和服务器风扇。服务器进风端和出风端的可调装置只有在需要的时候才打开，可视为间接动力。当经过初次降温的回风空气在满足所需温度的时候，直接由精密空调上的风扇送至服务器机柜的进风装置处。当经过初次降温的回风空气在不满足所需温度的时候，精密空调将初次降温的回风空气进行二次降温，达到所需温度后，再有精密空调的风扇将其送到服务器机柜进风装置处。

作为本发明的进一步改进，所述机房外部循环，包括固定百叶或可调百叶，过滤网，湿帘系统，进风装置，全显热交换器，风扇，出风装置。

作为本发明的进一步改进，所述湿帘系统由水泵，管路，膨胀水箱，纸帘片，洒水头和接水盘组成。

作为本发明的进一步改进，所述纸帘片为统称，其具体形式为特种纸或亲水铝箔等其他等同作用的耐水材料或装置。

作为本发明的进一步改进，所述湿帘系统的环路，为膨胀水箱的水（自来水、软化水或经处理的纯净水）经过水泵，将其送至洒水头，洒水头位于纸帘片的上方，将水均匀的洒在纸帘片上，水在纸帘片上形成一层薄膜，剩余的水则汇聚在接水盘，接水盘在将水收集后靠自然重力或外部动力回到膨胀水箱，或者经过处理装置再回至膨胀水箱，如此循环，有效利用水源，节约资源，绿色环保。

作为本发明的进一步改进，所述外部循环的室外空气，在经过百叶后进入过滤网，过滤网将其进行灰尘过滤和整流。经过过滤网的空气由常压状态变为相对负压状态，湿帘片上的水膜在负压空间变得易于蒸发，对经过的空气进行冷却。

作为本发明的进一步改进，所述外部循环的室外空气经过水帘降温后，经过进风装置进入热交换器。在热交换器内部，较低温度的空气与机房内部较高温度空气进行热量交换，将较低温度的室外空气加热的同时，将机房内部空气降温。

作为本发明的进一步改进，所述的机房散热系统，其特征在于，所述外部循环用的风扇和精密空调的风扇进行联动，当经过热交换器的机房内部空气达到所需标称值以下时，对外部风扇进行转速控制；当经过热交换器的空气在所需标称值以上时，外部风扇全转，进行最大能力热交换。

作为本发明的进一步改进，所述的机房散热和预冷系统，其特征在于，所述外部循环的空气经过热交换器变成较高温度空气后，进入出风装置，将其排除外部循环系统。

本发明的有益效果是：本发明的节能机房散热系统实际有益效果：（1）通过将预冷模块及热量交换模块分别设置在所述精密空调回风端的前端，且将所述预冷模块及所述热量交换模块均设置在外部循环，不仅便于散热，而且可以防止散热系统因冷却将外部介质带入到机房内部而损坏通信设备。（2）本发明的机房散热系统，因为整个循环系统和机房大环境隔离，所以当人员在维护的时候，在人行通道，环境温度和机房内循环温度隔离，使人更为舒服。（3）本发明的机房散热系统，因为精密空调和服务器组成内部循环，与外部环境隔离，机房的整体噪音在较低水平。（4）本发明的节能型机房散热系统，因为精密空调冷却的直接对应服务器，而不是冷却大环境，所以针对机房服务器散热，响应速度快，整体机房更加节能，绿色环保。本发明的机房散热系统不仅结构简单、可靠性高，而且安全、便于维护。

附图说明

图1是本发明的一种节能机房散热系统的整体示意图。

图2是图1的一种节能机房散热系统的横截面结构示意图。

图3是图1的一种节能机房散热系统的智能服务器机柜结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种节能型的机房散热系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清晰、明确，以下结合附图对本发明一种节能机房散热系统的具体实施方式进行进一步的说明。

请参阅图1至图3所示，本发明提供的一种节能机房散热系统，包括机房精密空调5、智能服务器机柜9，静压箱6，回风装置7、全显热交换器1和降温模块11。本发明的节能机房散热系统，精密空调的送风方式采用地板下送风，但是不局限于地板下送风方式。

所述智能服务器机柜5，包括用于地板下送风入口控制模块501，热空气的出口控制模块502，探测服务器内部温度的传感器503，探测服务器内部是否有火灾发生的烟传感器505，用于机柜内部消防的气体灭火喷头部分504，前门为玻璃门，便于维护人员观察服务器状态。

所述的一种节能机房散热系统，其内循环包括精密空调5、给机柜送风静压箱部分6、智能服务器机柜9、智能服务器机柜出风管8、精密空调回风管7、全显热交换器1。所述内部循环系统工作方式如下：根据设置要求，机房精密空调5将符合要求的空气给到静压箱6，符合要求的空气在经过智能服务器机柜9的进风口调节装置501进行风量调节，符合要求的空气进入到智能服务器机柜5将内部电子元器件进行冷却，同时所经过空气将被加热，被加热后的空气经过智能服务器机柜的出口调节装置502，将空气送到风管8，之后空气被送到精密空调5的回风管7。当回风管7中的热空气在回到精密空调5之前，需要经过热交换器1。此时热交换器1将高温的空气冷却，如果冷却到符合设定要求的，精密空调5只是风机运转，内部系统暂时待机，如果没到设定值，精密空调5再对经过的空气进行冷却。至此，内部循环完成。

所述的一种节能机房散热系统，其外循环包括进风整流系统10、空气过滤降温模块11、外循环进风管4、全显热交换器1、外循环风机2、外循环出风管3。所述外部循环系统工作方式如下：室外较低温度的空气经过进风整流装置10，进入过滤降温模块11，经过初次降温的空气进入进风管4，之后进入全显热交换器1，在此热交换器1内，较低空气在被降温模块11再次降温后，与机房内部高温空气进行热量交换，在外部循环风扇2的作用下，经过升温的空气从热交换器1出来进入到出风管3，进入到风管3后，经防雨百叶窗排到外部。至此外部循环完成。

所述的一种节能机房散热系统，智能服务器机柜5内部设置有气体灭火装置504，当发生火警时，烟感505和温感503产生信号，智能服务器机柜5的进风装置501和出风装置502同时关闭，气体灭火装置504将所报警服务器灭火。当灭火完成后，打开智能服务器机柜9的前门和后门，将其灭火气体排到服务器循环外，保证在处理好问题服务器的同时其他服务器在正常有效的运行。

综上所述，本发明的一种节能机房散热系统针对目前传统的和非传统的机房散热设备提出了个新颖的方向，所述的一种节能机房散热系统，内部环境和外部环境完全隔离，可有效降低机房内部噪音，保证服务器内部循环的温湿度和洁净度。人员在维修通道12内的温度较高于服务器循环温度，使维护人员感觉更加舒适。因为服务器循环和机房大环境隔离，所以冷气的利用率得到了充分的提高，有效保证了服务器运行环境的同时降低制冷系统的能耗，结构简单方便，绿色环保。

以上具体实施方式对本发明进行了详细说明，但这些并非构成对本发明的限制。本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (15)

1.一种节能机房散热系统，其特征在于：包括机房精密空调、智能服务器机柜，静压箱，回风装置、全显热交换器和降温模块，所述机房散热系统由精密空调、静压箱、智能服务器机柜、回风装置和全显热交换器组成内部循环，所述机房散热系统由全显热交换器和降温模块组成外部循环，所述外部循环系统由降温模块、全显热交换器、外部可调速风扇和风管组成，所述机房内部循环与外部循环相互耦合，外部循环的全显热交换器置于内部循环精密空调进风口的前端。

2.如权利要求1所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述内部循环包括精密空调、静压箱或冷通道、智能服务器机柜、回风装置（包括回风管、热通道、热池等其他形中的一种或几种组合之一）和全显热交换器。

3.如权利要求2所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述精密空调为水冷空调，冷冻水空调，风冷空调，新风空调，节能空调等中的一种或几种组合之一。

4.如权利要求2所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述精密空调的送风端和静压箱（或冷通道、送风管、冷池等其他送风形式）相连，将冷风送至智能服务器机柜；在服务器相同负载距离精密空调不同距离，或相同距离不同负载的时候，到服务器的送风端可以自动调节进风大小，在满足服务器所需冷空气的同时最大限度节约能源，达到有效利用的目的。

5.如权利2所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述智能服务器机柜和回风装置相连，精密空调的回风端和回风装置（包括回风管、热通道、热池等其他形式中的一种或几种组合之一）；当服务器进风端不便于安装调节装置的时候，可以采用在服务器与回风装置之间安装可调风量大小的装置，以便在权利3所述情况下达到节约能源，绿色环保的目的。

6.如权利要求2所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述精密空调回风在经过回风装置后还需经过热交换芯体；全显热交换器芯体的最明显的特点就是在隔绝内外部空气，不影响机房内部空气湿度和洁净度的同时，将经过服务器的较高温度的空气进行降温处理。

7.如权利要求2所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，内部循环的直接动力是精密空调的风扇和服务器风扇；服务器进风端和出风端的可调装置只有在需要的时候才打开，可视为间接动力；当经过初次降温的回风空气在满足所需温度的时候，直接由精密空调上的风扇送至服务器机柜的进风装置处；当经过初次降温的回风空气在不满足所需温度的时候，精密空调将初次降温的回风空气进行二次降温，达到所需温度后，再有精密空调的风扇将其送到服务器机柜进风装置处。

8.如权利要求1所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述机房外部循环，包括固定百叶或可调百叶，过滤网，湿帘系统，进风装置，全显热交换器，风扇，出风装置。

9.如权利要求8所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述湿帘系统由水泵，管路，膨胀水箱，纸帘片，洒水头和接水盘组成。

10.如权利要求9所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述纸帘片为统称，其具体形式为特种纸或亲水铝箔等其他等同作用的耐水材料或装置。

11.如权利要求9所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述湿帘系统的环路，为膨胀水箱的水（自来水、软化水或经处理的纯净水）经过水泵，将其送至洒水头，洒水头位于纸帘片的上方，将水均匀的洒在纸帘片上，水在纸帘片上形成一层薄膜，剩余的水则汇聚在接水盘，接水盘在将水收集后靠自然重力或外部动力回到膨胀水箱，或者经过处理装置再回至膨胀水箱，如此循环，有效利用水源，节约资源，绿色环保。

12.如权利要求8所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述外部循环的室外空气，在经过百叶后进入过滤网，过滤网将其进行灰尘过滤和整流；经过过滤网的空气由常压状态变为相对负压状态，湿帘片上的水膜在负压空间变得易于蒸发，对经过的空气进行冷却。

13.如权利要求8所述的一种节能机房散热系统，其特征在于，所述外部循环的室外空气经过水帘降温后，经过进风装置进入热交换器；在热交换器内部，较低温度的空气与机房内部较高温度空气进行热量交换，将较低温度的室外空气加热的同时，将机房内部空气降温。

14.如权利要求8所述的一种节能机房散热和预冷系统，其特征在于，所述外部循环用的风扇和精密空调的风扇进行联动，当经过热交换器的机房内部空气达到所需标称值以下时，对外部风扇进行转速控制；当经过热交换器的空气在所需标称值以上时，外部风扇全转，进行最大能力热交换。

15.如权利要求8所述的一种节能机房散热和预冷系统，其特征在于，所述外部循环的空气经过热交换器变成较高温度空气后，进入出风装置，将其排出外部循环系统。