CN111609498A - 一种利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,通过在机房中设置机房空调回风通道,在机房空调回风通道中设置主空调单元的基础上,通过在机房空调回风通道的顶部设置一热管冷墙预制冷单元,热管冷墙换热器作为吸热蒸发端,安装在机房空调回风通道热风进口处,利用热管高效传热,对机房空调高温回风进行预冷;热管蒸发冷凝机组作为放热冷凝端,根据预冷回风的温度是否达到机房设定温度判断是否启动空调循环回路,并根据系统负荷判断热管冷墙预制冷单元仅采用风冷或同时采用风冷和蒸发式冷凝两种冷却方式;系统充分利用自然冷源,有助于降低机房空调能耗,可有效降低数据中心整体PUE值。

Description

一种利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统
技术领域
本发明涉及机房排热领域,涉及一种机房排热系统,特别涉及一种利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统。
背景技术
目前很多数据中心要求将PUE值(Power Usage Effectiveness)控制在1.3以下,而对于采用机房精密空调进行冷却的数据中心而言,为达到PUE值控制目标,需要进一步寻求节能优化方案,从而实现降低数据中心整体PUE值。
节能优化方案中,可考虑充分利用自然冷源,如采用风冷模块或水冷冷却塔对来自中间换热器冷侧的冷冻水回水进行预冷,该两种方式都一定程度上利用了自然冷源,但二者均需要中间换热器,增加了中间换热单元,且二者都仅是从室外侧实现预冷,如果可从室内侧同时考虑预冷,室内侧预冷不采用中间换热单元的话,其自然冷源利用效果将更加显著,降低PUE值将更加明显。
发明内容
针对现有技术的缺点和不足,本发明提供了一种利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,通过在机房中设置机房空调回风通道,在机房空调回风通道中设置主空调单元的基础上,通过在机房空调回风通道的顶部设置一热管冷墙预制冷单元,热管冷墙换热器作为吸热蒸发端,安装在机房空调回风通道热风进口处,利用热管高效传热,对机房空调高温回风进行预冷;热管蒸发冷凝机组作为放热冷凝端,根据预冷回风的温度是否达到机房设定温度判断是否启动空调循环回路,并根据系统负荷判断热管冷墙预制冷单元仅采用风冷或同时采用风冷和蒸发式冷凝两种冷却方式;系统充分利用自然冷源,有助于降低机房空调能耗,可有效降低数据中心整体PUE值。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,包括一设置在机房中的机房空调回风通道,所述机房空调回风通道的顶部设置有热风进口、底部设置有冷风出口,所述热风进口、冷风出口均与所述机房的主空间连通,所述机房的主空间中设置有多排机柜,所述机房空调回风通道内设置一主空调单元,所述主空调单元至少包括一设置在所述机房空调回风通道底部的空调室内机和一设置在所述机房外的空调室外机,所述空调室内机与空调室外机通过管路相互连通形成一空调循环回路,其特征在于:
所述机房空调回风通道内还设置一热管冷墙预制冷单元,所述热管冷墙预制冷单元至少包括一热管冷墙换热器、一热管蒸发冷凝机组,其中,
所述热管冷墙换热器作为吸热蒸发端,安装在所述机房空调回风通道的热风进口处;所述热管蒸发冷凝机组作为放热冷凝端,布置在机房室外,且其布置高度高于所述热管冷墙换热器,所述热管蒸发冷凝机组至少包括热管冷凝器、冷凝风机、喷淋装置;所述热管冷墙换热器、热管冷凝器通过集气管和分液管进行连通形成一热管循环回路;
所述热管冷墙预制冷单元用以对进入所述机房空调回风通道中的高温回风进行预冷,所述系统根据预冷后的回风温度是否达到机房设定温度判断是否启动空调循环回路。
本发明的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统中,所述热管冷墙预制冷单元对机房空调回风进行预冷,从而有助于降低机房空调能耗。
优选地,经所述热管冷墙预制冷单元预冷后的机房空调回风温度,当其达到机房设定温度时,此时所述空调循环回路不启动,仅所述机房空调室内机中的送风机运转,预冷回风经所述机房空调室内机输送至机房;当预冷回风的温度未达到机房设定温度,此时启动所述空调循环回路,在所述机房空调室内机中对预冷回风进行进一步冷却后输送至机房。
优选地,根据系统的热负荷情况,所述热管蒸发冷凝机组提供风冷冷却方式或风冷+蒸发式冷凝冷却方式,以充分利用自然冷源。
进一步地,当所述热管蒸发冷凝机组采用风冷冷却方式时,仅所述热管冷凝器、冷凝风机启动,所述喷淋装置不启动。
进一步地,当所述热管蒸发冷凝机组采用风冷+蒸发式冷凝冷却方式时,所述热管冷凝器、冷凝风机、喷淋装置均启动。
优选地,设置在机房主空间中的多排机柜中,相邻各排机柜之间形成为封闭冷通道。
由以上技术方案可知,本发明的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,通过在机房中设置机房空调回风通道,在机房空调回风通道中设置主空调单元的基础上,通过在机房空调回风通道的顶部设置热管冷墙预制冷单元,热管冷墙作为吸热蒸发端,安装在机房空调回风通道上,利用热管高效传热,对机房空调高温回风进行预冷;热管蒸发冷凝机组作为放热冷凝端,根据预冷回风的温度是否达到机房设定温度判断是否启动空调循环回路,并根据系统负荷判断热管冷墙预制冷单元仅采用风冷或同时采用风冷和蒸发式冷凝两种冷却方式;系统充分利用自然冷源,有助于降低机房空调能耗,可有效降低数据中心整体PUE值。
附图说明
图1为本发明的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统示意图。
图2为本发明中热管冷墙预制冷单元仅采用热管冷墙进行机房制冷且热管蒸发冷凝机组同时采用风冷和蒸发式冷凝时的空气、制冷剂流动示意图。
图3为本发明中热管冷墙预制冷单元同时采用热管冷墙和机房空调进行制冷且热管蒸发冷凝机组同时采用风冷和蒸发式冷凝时的空气、制冷剂流动示意图。
图中,热管冷墙换热器1,热管蒸发冷凝机组2,热管冷凝器2-1,冷凝风机2-2,喷淋装置2-3,集气管3,分液管4,空调室内机5,机柜6,封闭冷通道7,空调室外机8,机房9,机房空调回风通道10。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的结构、技术方案作进一步的具体描述,给出本发明的一个实施例。
图1为本发明的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统示意图。本发明的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,包括一设置在机房9中的机房空调回风通道10,所述机房空调回风通道10的顶部设置有热风进口、底部设置有冷风出口,所述热风进口、冷风出口均与所述机房9的主空间连通,所述机房9的主空间中设置有多排机柜6,且优选相邻各排机柜6之间形成为封闭冷通道7,所述机房空调回风通道10的顶部设置一热管冷墙预制冷单元、底部设置一主空调单元,其中,所述主空调单元,至少包括一设置在所述机房空调回风通道10底部的空调室内机5和一设置在所述机房9室外的空调室外机8,所述空调室内机5和空调室外机8通过管路相互连通形成空调循环回路;所述热管冷墙预制冷单元,至少包括一热管冷墙换热器1、热管蒸发冷凝机组2,其中,热管冷墙换热器1作为吸热蒸发端,安装在机房空调回风通道10的热风进口处;热管蒸发冷凝机组2作为放热冷凝端,布置在机房9的室外,包括热管冷凝器2-1、冷凝风机2-2、喷淋装置2-3;热管冷墙换热器1、热管蒸发冷凝机组2通过集气管3和分液管4进行连通形成一热管循环回路。机房排热系统的热管冷墙预制冷单元和主空调单元中,热管冷墙预制冷单元利用热管高效传热,对进入述机房空调回风通道10中的高温回风进行预冷,预冷后的空气形成为机房空调室内机5的回风,机房空调室内机5根据预冷回风的温度是否达到机房设定温度判断是否启动空调循环回路,当预冷回风的温度达到机房设定温度,此时空调循环回路不启动,机房空调室内机5中仅送风机运转,预冷回风回流至机房空调室内机5的回风口,再经由机房空调室内机5的送风口输送至机房9;当预冷回风的温度未达到机房设定温度,此时启动空调循环回路,对预冷回风进行进一步冷却,达到机房设定温度后经由机房空调室内机5的送风口输送至机房9。由于在传统主空调单元的基础上,通过增加热管冷墙预制冷单元,利用热管高效传热,对机房空调高温回风进行预冷,一方面降低了主空调单元的热负荷,另一方面使得系统充分利用自然冷源,有助于降低机房空调能耗,可有效降低数据中心整体的PUE值。
根据系统负荷情况,热管蒸发冷凝机组2可提供仅采用风冷或同时采用风冷和蒸发式冷凝两种冷却方式,充分利用自然冷源;当仅采用风冷冷却方式时,仅热管冷凝器2-1、冷凝风机2-2启动,喷淋装置2-3不启动;当同时采用风冷和蒸发式冷凝两种冷却方式时,热管冷凝器2-1、冷凝风机2-2、喷淋装置2-3均启动。
图2为本发明的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统中,热管冷墙预制冷单元仅采用热管冷墙进行机房预制冷且热管蒸发冷凝机组同时采用风冷和蒸发式冷凝时的空气、制冷剂流动示意图。根据系统负荷情况,当热管蒸发冷凝机组2同时采用风冷和蒸发式冷凝两种冷却方式,热管冷凝器2-1、冷凝风机2-2、喷淋装置2-3均启动,当热管冷墙换热器1对机房空调室内机5的回风进行预冷且达到机房设定温度,此时经预冷后的空气回流至机房空调室内机5的回风口,再经由机房空调室内机5的送风口输送至机房9,此时机房空调室内机5的制冷系统不启动,机房空调室内机5中仅送风机运转。此时,热管冷墙换热器1与热管蒸发冷凝机组2及集气管3、分液管4所构成的热管循环回路中制冷剂流动如图中箭头A方向所示;热管蒸发冷凝机组2中空气流动如图中箭头B方向所示;热管冷墙换热器1、机房空调室内机5与机房9内的机柜6及封闭冷通道7构成的空气循环如图中箭头C方向所示。
图3为本发明的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统中,热管冷墙预制冷单元同时采用热管冷墙和机房空调进行制冷且热管蒸发冷凝机组同时采用风冷和蒸发式冷凝时的空气、制冷剂流动示意图。根据系统负荷情况,当热管蒸发冷凝机组2同时采用风冷和蒸发式冷凝两种冷却方式,热管冷凝器2-1、冷凝风机2-2、喷淋装置2-3均启动,当经热管冷墙换热器1预冷后的机房空调室内机5的回风,未达到机房9设定温度而需要进一步冷却时,启动机房空调室内机5中的制冷系统从而进一步冷却,达到设定温度的空气再经由机房空调室内机5的送风口输送至机房9。此时,热管冷墙换热器1与热管蒸发冷凝机组2及集气管3、分液管4所构成的热管循环回路中制冷剂流动如图中箭头A方向所示;热管蒸发冷凝机组2中空气流动如图中箭头B方向所示;热管冷墙换热器1、机房空调室内机5与机房内机柜6及封闭冷通道7构成的空气循环如图中箭头C方向所示;机房空调室内机5和与其相连通的空调室外机8中的制冷剂流动如图中箭头D所示。
通过上述实施例,完全有效地实现了本发明的目的。该领域的技术人员可以理解本发明包括但不限于附图和以上具体实施方式中描述的内容。虽然本发明已就目前认为最为实用且优选的实施例进行说明,但应知道,本发明并不限于所公开的实施例,任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (6)

1.一种利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,包括一设置在机房中的机房空调回风通道,所述机房空调回风通道的顶部设置有热风进口、底部设置有冷风出口,所述热风进口、冷风出口均与所述机房的主空间连通,所述机房的主空间中设置有多排机柜,所述机房空调回风通道内设置一主空调单元,所述主空调单元至少包括一设置在所述机房空调回风通道底部的空调室内机和一设置在所述机房外的空调室外机,所述空调室内机与空调室外机通过管路相互连通形成一空调循环回路,其特征在于:
所述机房空调回风通道内还设置一热管冷墙预制冷单元,所述热管冷墙预制冷单元至少包括一热管冷墙换热器、一热管蒸发冷凝机组,其中,
所述热管冷墙换热器作为吸热蒸发端,安装在所述机房空调回风通道的热风进口处;所述热管蒸发冷凝机组作为放热冷凝端,布置在机房室外,且其布置高度高于所述热管冷墙换热器,所述热管蒸发冷凝机组至少包括热管冷凝器、冷凝风机、喷淋装置;所述热管冷墙换热器、热管冷凝器通过集气管和分液管进行连通形成一热管循环回路;
所述热管冷墙预制冷单元用以对进入所述机房空调回风通道中的高温回风进行预冷,所述系统根据预冷后的回风温度是否达到机房设定温度判断是否启动空调循环回路。
2.根据上述权利要求所述的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,其特征在于:经所述热管冷墙预制冷单元预冷后的机房空调回风温度,当其达到机房设定温度时,此时所述空调循环回路不启动,仅所述机房空调室内机中的送风机运转,预冷回风经所述机房空调室内机输送至机房;当预冷回风的温度未达到机房设定温度,此时启动所述空调循环回路,在所述机房空调室内机中对预冷回风进行进一步冷却后输送至机房。
3.根据上述权利要求所述的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,其特征在于:根据系统的热负荷情况,所述热管蒸发冷凝机组提供风冷冷却方式或风冷+蒸发式冷凝冷却方式,以充分利用自然冷源。
4.根据权利要求3所述的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,其特征在于:当所述热管蒸发冷凝机组采用风冷冷却方式时,仅所述热管冷凝器、冷凝风机启动,所述喷淋装置不启动。
5.根据权利要求3所述的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,其特征在于:当所述热管蒸发冷凝机组采用风冷+蒸发式冷凝冷却方式时,所述热管冷凝器、冷凝风机、喷淋装置均启动。
6.根据上述权利要求所述的利用热管冷墙进行预制冷的机房排热系统,其特征在于:设置在机房主空间中的多排机柜中,相邻各排机柜之间形成为封闭冷通道。
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