CN107613722A - 数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，包括蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器通过分离式热管换热器分别连接若干机架，每相邻的两个机架之间还设置有蒸发式冷风扇；分离式热管换热器包括冷凝端热管，冷凝端热管依次接通供液总管、供液支管、蒸发端热管、回气支管和回气总管并形成闭合管路。本发明冷却系统将蒸发端热管加装在机架上对服务器进行降温，能够消除机柜内形成的局部热点，稳定机柜内温度；机房内全回风运行，用蒸发式冷风扇来处理机房内的高显热回风，不仅使室内回风得到了降温加湿，而且有利于消除局部热点；使用蒸发式冷凝器作为冷凝端热管的散热设备，散热效果好，节能效果明，有很好的实用价值。

Description

数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统

技术领域

本发明属于空调制冷设备技术领域，具体涉及一种数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统。

背景技术

近年来随着数据机房的高速发展，特别是高发热、高密度设备的大量使用，且由于数据机房内机柜服务器发热量大，基本为全年8760h运行，对于不采用新风的机房而言，全年均需供冷，其空调能耗约占数据机房整体能耗的40％～50％：这使得机房冷却问题和空调能耗问题面临着巨大压力，甚至机房的冷却问题直接关系着机房的建设、増容，因此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。高密度的数据机房还存在的一个问题就是机柜内容易形成局部热点，在使用过程中，使得服务器不能够正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，解决了现有数据中心空调系统不能有效去除局部热点、能源消耗大的问题。

本发明所采用的技术方案是，数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，包括蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器通过分离式热管换热器分别连接若干机架，每相邻的两个机架之间还设置有蒸发式冷风扇。

本发明的特征还在于，

分离式热管换热器包括冷凝端热管，冷凝端热管依次接通供液总管、供液支管、蒸发端热管、回气支管和回气总管并形成闭合管路。

冷凝端热管和蒸发端热管均为连续“S”状排列的盘管。

供液总管上设置有加压泵。

蒸发式冷凝器包括壳体，壳体相对两端分别设置有进风口和排风口，壳体内按照空气流动方向依次设置有冷凝端热管、填料、布水器和挡水板；

壳体内底部设置有循环水箱，循环水箱和布水器通过水管接通。

水管上还设置有水泵。

进风口的数量不少于两个。

排风口处还设置有排风机。

每个机架中服务器一侧均设置有蒸发端热管，每两个相邻的蒸发端热管均相对设置；

每个蒸发端热管对应的机架上还均匀分布有若干风扇。

每个蒸发式冷风扇相对两侧均设置有送风口，每个蒸发式冷风扇底部还连接有滚轮，滚轮有与其配合的轨道。

本发明冷却系统的有益效果是：

(1)本发明冷却系统将分离式热管换热器应用到数据中心，蒸发端热管背板安装在机架上，服务器产生的热量由蒸发端热管背板来消除，降低了机架局部热点的形成，稳定了机柜内部的温度，使服务器稳定运行；

(2)本发明冷却系统中冷凝端热管置于蒸发式冷凝器内部作为冷凝盘管，盘管内工作介质所携带的热量通过蒸发冷凝的形式散出去，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)本发明冷却系统中每两排相邻机架背靠背放置，中间过道设置有轨道，轨道上装有移动蒸发式冷风扇，蒸发式冷风扇通过移动对不同的机架进行吹冷风，不仅起到了消除局部热点的作用，而且可以对机房内干燥的空气起到了降温、加湿的作用；

(4)本发明冷却系统中机房没有引进室外空气，全回风运行，保证了机房高洁净度的要求。

附图说明

图1是本发明冷却系统的结构示意图；

图2是本发明冷却系统中机架的结构示意图；

图3是本发明冷却系统中蒸发端热管的结构示意图；

图4是本发明冷却系统中蒸发式冷风扇的结构示意图。

图中，1.机架，2.蒸发式冷风扇，3.供液支管，4.壳体，5.供液总管，6.加压泵，7.蒸发式冷凝器，8.进风口，9.冷凝端热管，10.水泵，11.填料，12.布水器，13.挡水板，14.排风口，15.排风机，16.回气总管，17.服务器，18.蒸发端热管，19.风扇，20.轨道，21.送风口，22.循环水箱，23.水管，24.回气支管，25.滚轮。

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。

本发明数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，如图1所示，包括蒸发式冷凝器7，蒸发式冷凝器7通过分离式热管换热器分别连接若干机架1，每相邻的两个机架1之间还设置有蒸发式冷风扇2。

如图1和图2所示，分离式热管换热器包括冷凝端热管9，冷凝端热管9依次接通供液总管5、供液支管3、蒸发端热管18、回气支管24和回气总管16并形成闭合管路；供液总管5上设置有加压泵6。加压泵6提供动力，将冷凝端热管9内的液体通过供液总管5和供液支管3送至蒸发端热管18，蒸发端热管18与数据中心内空气进行换热，随后通过回气支管24和回气总管16又送至冷凝端热管9冷却，如此循环工作。

如图3所示，冷凝端热管9和蒸发端热管18均为连续“S”状排列的盘管；加大与空气的接触面积，提高换热效率，更好的利用资源。

蒸发式冷凝器7包括壳体4，壳体4相对两端分别设置有进风口8和排风口14，壳体4内按照空气流动方向依次设置有冷凝端热管9、填料11、布水器12和挡水板13；壳体4内底部设置有循环水箱22，循环水箱22和布水器12通过水管23接通；水管23上还设置有水泵10。水泵10提供动力，将循环水箱22内的循环水通过水管23送达布水器12处，布水器12喷洒循环水，与新风形成逆流换热，分别经填料11吸收、冷凝端热管9吸收热量后回落至循环水箱22，挡水板13阻挡水汽防止排风机15损坏。

进风口8的数量不少于两个，进风口8均匀分布在壳体4底部一周，加大新风的进风量。

排风口14处还设置有排风机15，加速排风口14处空气的流动速率。

每个机架1中服务器17一侧均设置有蒸发端热管18，每两个相邻的蒸发端热管18均相对设置；每个蒸发端热管18对应的机架1上还均匀分布有若干风扇19。数据中心内的空气与蒸发端热管18进行换热，风扇19一方面帮助服务器17形成的局部热点散热，风扇19另一方面加速室内空气与蒸发端热管18接触时的速率，提高换热速率。

如图4所示，每个蒸发式冷风扇2相对两侧均设置有送风口21，每个蒸发式冷风扇2底部还连接有滚轮25，滚轮25有与其配合的轨道20；送风口21对应两侧的蒸发端热管18，消除了服务器17产生的局部热点，滚轮25和轨道20相互配合、使蒸发式冷风扇2方便移动，对更多的局部热点送冷风散热。

本发明冷却系统的工作过程如下：

(a)蒸发式冷凝器7的工作过程：蒸发式冷凝器7中循环水箱22通过循环水泵10和水管23将水送至布水器12，布水器12喷淋循环水与新风形成逆流换热。布水器12先将水喷洒到填料11上，然后填料11将水均匀的喷淋到冷凝端热管9上，形成一层很薄的水膜，水膜吸收冷凝端热管9的热量蒸发，而后由进风口8进入的新风带走，新风从排风口14排走。其余没蒸发的水落回落至循环水箱22，再次由循环水泵10将水打到布水器12上，循环工作；

(b)分离式热管换热器的工作过程：加压泵6提供动力，将冷凝端热管9内的液体通过供液总管5和供液支管3送至蒸发端热管18，蒸发端热管18与数据中心内空气进行换热，蒸发端热管18吸收热量后，其工作介质吸热蒸发成气体，随后通过回气支管24和回气总管16又送至冷凝端热管9冷却，工作介质在冷凝端热管9与水膜、空气交换放热变成液体，如此循环工作；

(c)数据中心机房内的工作过程：在风扇19的驱动下，空气进入机架1内对服务器17进行降温，吸收热量的空气再与蒸发端热管18进行换热降温后排到机房内，而在相邻的两个机架1中间过道上设置有轨道20，在每个轨道20上都装有移动的蒸发式冷风扇2来对室内高显热的回风进行降温加湿，蒸发式冷风扇2通过不断的移动对两侧的机架进行间歇吹冷风，消除局部热点，并对房间内进行降温。

本发明冷却系统将热管技术和蒸发冷凝技术相结合，蒸发端热管18背板加装在机架1上对服务器17进行降温，能够很好的消除机柜内形成的局部热点，稳定机柜内的温度；机房内全回风运行，用移动蒸发式冷风扇2来处理机房内的高显热的回风，不仅使得室内的回风得到了降温加湿，而且有利于消除局部热点；另外使用蒸发式冷凝器7作为冷凝端热管9的散热设备，散热效果好，节能效果明，有很好的实用价值。

Claims (10)

1.数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，包括蒸发式冷凝器(7)，蒸发式冷凝器(7)通过分离式热管换热器分别连接若干机架(1)，每相邻的两个机架(1)之间还设置有蒸发式冷风扇(2)。

2.根据权利要求1所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，所述分离式热管换热器包括冷凝端热管(9)，冷凝端热管(9)依次接通供液总管(5)、供液支管(3)、蒸发端热管(18)、回气支管(24)和回气总管(16)并形成闭合管路。

3.根据权利要求2所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，所述冷凝端热管(9)和蒸发端热管(18)均为连续“S”状排列的盘管。

4.根据权利要求2所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，所述供液总管(5)上设置有加压泵(6)。

5.根据权利要求1所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，所述蒸发式冷凝器(7)包括壳体(4)，壳体(4)相对两端分别设置有进风口(8)和排风口(14)，壳体(4)内按照空气流动方向依次设置有冷凝端热管(9)、填料(11)、布水器(12)和挡水板(13)；

所述的壳体(4)内底部设置有循环水箱(22)，循环水箱(22)和布水器(12)通过水管(23)接通。

6.根据权利要求5所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，所述水管(23)上还设置有水泵(10)。

7.根据权利要求5所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，所述进风口(8)的数量不少于两个。

8.根据权利要求5所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，所述排风口(14)处还设置有排风机(15)。

9.根据权利要求1所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，每个所述机架(1)中服务器(17)一侧均设置有蒸发端热管(18)，每两个相邻的蒸发端热管(18)均相对设置；

每个蒸发端热管(18)对应的机架(1)上还均匀分布有若干风扇(19)。

10.根据权利要求1所述的数据中心用分离式热管和蒸发式冷凝器结合的冷却系统，其特征在于，每个所述蒸发式冷风扇(2)相对两侧均设置有送风口(21)，每个蒸发式冷风扇(2)底部还连接有滚轮(25)，滚轮(25)有与其配合的轨道(20)。