CN117580335A - 模块多联热管制冷组合式机柜及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模块多联热管制冷组合式机柜及其控制方法,其中,模块多联热管制冷组合式机柜用于容置服务器,模块多联热管制冷组合式机柜包括:机壳,机壳内设置有容置腔和回风通道,机壳上开设有进风口和出风口,进风口与容置腔相连通,回风通道分别与容置腔和出风口相连通;容置腔用于容置服务器,服务器的进风端与进风口相对应;第一散热单元,设置于回风通道内,且靠近于回风通道与容置腔的连通处;第二散热单元,设置于回风通道内,位于第一散热单元和出风口之间;制冷装置,与第一散热单元和第二散热单元相连通,用于向第一散热单元和第二散热单元内传输冷媒,以使第一散热单元和第二散热单元对回风通道内的气流进行冷却。

Description

模块多联热管制冷组合式机柜及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域,具体提出了一种模块多联热管制冷组合式机柜和一种模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法。
背景技术
相关技术中,数据中心机柜功耗往往不同,为解决较高功耗机柜局部热点难题,空调系统往往“大水漫灌”式制冷,造成能量浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一,本发明的第一个目的提出了一种模块多联热管制冷组合式机柜。
本发明的第二个目的提出了一种模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法。
有鉴于此,根据本发明的第一个目的,本发明所提出的模块多联热管制冷组合式机柜用于容置服务器,模块多联热管制冷组合式机柜包括:机壳,机壳内设置有容置腔和回风通道,机壳上开设有进风口和出风口,进风口与容置腔相连通,回风通道分别与容置腔和出风口相连通;容置腔用于容置服务器,服务器的进风端与进风口相对应;第一散热单元,设置于回风通道内,且靠近于回风通道与容置腔的连通处;第二散热单元,设置于回风通道内,位于第一散热单元和出风口之间;制冷装置,与第一散热单元和第二散热单元相连通,用于向第一散热单元和第二散热单元内传输冷媒,以使第一散热单元和第二散热单元对回风通道内的气流进行冷却。
本发明所提出的模块多联热管制冷组合式机柜具体用于容置服务器,以对服务器进行保护。
模块多联热管制冷组合式机柜包括机壳、第一散热单元、第二散热单元和制冷装置。机壳为内部中空的壳体结构,机壳内设置有容置腔和回风通道,机壳上开设有进风口和出风口,其中进风口与容置腔相连通,回风通道与容置相相连通,回风通道还与出风口相连通,气流能够于进风口处进入到容置腔内,再由容置腔进入到与之连通的回风通道中,再由回风通道流至出风口处,排出机壳。
容置腔用于容置服务器,服务器的进风端与进风口相对应,使得气流在通过进风口进入到容置腔时,可直接作用于服务器的进风端,服务器在气流的作用下散热,而热气流进入到回风通道中。
第一散热单元和第二散热单元设置于回风通道内,第一散热单元靠近于回风通道与容置腔的连通处,第二散热单元位于第一散热单元和出风口之间,制冷装置与第一散热单元和第二散热单元相连通,用于向第一散热单元和第二散热单元内传输冷媒,以使第一散热单元和第二散热单元对回风通道内的气流进行冷却。
本发明通过在回风通道与容置腔的连通处布置第一散热单元,使得第一散热单元贴近服务器,贴近热负荷部件进行制冷,剩余热量由回风通道内的第二散热单元梯级带走,通过对散热单元的数量设置和散热单元的位置设置提高散热效率,避免了在回风通道内布满散热单元或采用高功率散热部件所造成的资源浪费。
另外,根据本发明提供的上述技术方案中的模块多联热管制冷组合式机柜,还可以具有如下附加技术特征:
在一些技术方案中,可选地,第一散热单元包括:第一盘管,设置于回风通道内,第一盘管包括第一冷媒进口和第一冷媒出口;制冷装置包括:蒸发冷凝器,与第一冷媒进口相连通;第一管路,与第一冷媒出口相连通;第二管路,与第一管路相连通;第一阀体,设置于第二管路上,用于控制第二管路的通断;冷凝管路,与第二管路和蒸发冷凝器相连通,用于将气态冷媒冷凝成液态冷媒;补冷组件,与蒸发冷凝器相连接,用于与蒸发冷凝器内的冷媒进行热交换。
在一些技术方案中,可选地,补冷组件包括:第一冷凝器;压缩机,压缩机的输出端与第一冷凝器的输入端连通;补冷管道,补冷管道的一端与第一冷凝器的输出端连通,补冷管道的另一端与压缩机的输入端连通,部分补冷管道位于蒸发冷凝器内。
在一些技术方案中,可选地,制冷装置还包括第三管路、第二阀体和第二冷凝器,其中,第三管路与第一管路相连通,第二阀体设置于第三管路上,用于控制第三管路的通断,第二冷凝器与第三管路和冷凝管路相连通。
在一些技术方案中,第二散热单元包括:第二盘管,设置于回风通道内,第二盘管包括第二冷媒进口和第二冷媒出口,第二冷媒进口与蒸发冷凝器相连通,第二冷媒出口与第一管路相连通。
在一些技术方案中,可选地,模块多联热管制冷组合式机柜还包括风机,风机设置于回风通道内,位于第二散热单元和出风口之间,且靠近于出风口;风机的出风方向为由回风通道至出风口的方向,以将回风通道内的气流导出回风通道。
在一些技术方案中,可选地,机壳包括架体和隔板,架体包括相对的第一壁和第二壁,第一壁开设有开口;隔板设置于架体内,隔板的一端与第一壁相连接,隔板的另一端与第二壁之间具有间隙,以将开口分隔成进风口和出风口,将架体内分隔出容置腔和回风通道。
在一些技术方案中,可选地,架体包括本体,本体包括第一壁和第二壁,本体至少一侧开设有通孔;架体还包括侧板,侧板可拆卸的设置于本体,且罩设于通孔。
根据本发明的第二方面,本发明还提出了一种模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法,用于控制如上述任一技术方案中的模块多联热管制冷组合式机柜,其中,模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法包括:获取室外环境温度;根据室外环境温度,控制制冷装置工作。
本发明第二方面所提出的模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法,用于控制如上述任一技术方案中的模块多联热管制冷组合式机柜,因此具有如上述任一技术方案中的模块多联热管制冷组合式机柜的全部有益效果。
模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法包括:首先获取室外环境温度,即制冷装置所处的环境温度,之后根据室外环境温度,控制制冷装置工作。
本发明通过根据室外环境温度控制制冷装置工作,实现了更好的利用室外冷源,可准确调控制冷装置的工作状态,避免资源浪费。
在一些技术方案中,可选地,根据室外环境温度,控制制冷装置工作,包括:基于室外环境温度小于第一预设温度,控制制冷装置的第一阀体关闭,控制制冷装置的第二阀体打开;基于室外环境温度大于等于第一预设温度,且小于第二预设温度,控制制冷装置的第一阀体关闭,控制制冷装置的第二阀体打开,控制制冷装置的补冷组件以第一预设频率运行;基于室外环境温度大于等于第二预设温度,控制制冷装置的第一阀体打开,控制制冷装置的补冷组件以第二预设频率运行,控制制冷装置的第二阀体关闭,其中,第二预设频率大于第一预设频率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的结构示意图;
图2示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的组合使用示意图;
图3示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法的流程示意图之一;
图4示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法的流程示意图之二;
图5示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法的流程示意图之三;
图6示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法的流程示意图之四。
其中,图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100模块多联热管制冷组合式机柜,102机壳,104架体,106本体,108第一壁,110开口,112进风口,114出风口,116第二壁,118通孔,120侧板,122隔板,124容置腔,126间隙,128回风通道,130第一散热单元,132第一盘管,134第一冷媒进口,136第二冷媒出口,138第三阀体,140第二散热单元,142第二盘管,144第二冷媒进口,146第二冷媒出口,148第四阀体,150制冷装置,152蒸发冷凝器,154第一管路,156第二管路,158第一阀体,160冷凝管路,162补冷组件,164第一冷凝器,166压缩机,168补冷管道,170膨胀阀,172氟泵,174第三管路,176第二阀体,178第二冷凝器,180风机,200服务器,202进风端。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例中的模块多联热管制冷组合式机柜100和模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法。
如图1和图2所示,在本发明的一个实施例中,提出了一种模块多联热管制冷组合式机柜100,模块多联热管制冷组合式机柜100用于容置服务器200,模块多联热管制冷组合式机柜100包括:机壳102,机壳102内设置有容置腔124和回风通道128,机壳102上开设有进风口112和出风口114,进风口112与容置腔124相连通,回风通道128分别与容置腔124和出风口114相连通;容置腔124用于容置服务器200,服务器200的进风端202与进风口112相对应;第一散热单元130,设置于回风通道128内,且靠近于回风通道128与容置腔124的连通处;第二散热单元140,设置于回风通道128内,位于第一散热单元130和出风口114之间;制冷装置150,与第一散热单元130和第二散热单元140相连通,用于向第一散热单元130和第二散热单元140内传输冷媒,以使第一散热单元130和第二散热单元140对回风通道128内的气流进行冷却。
本发明所提出的模块多联热管制冷组合式机柜100具体用于容置服务器200,以对服务器200进行保护。
模块多联热管制冷组合式机柜100包括机壳102、第一散热单元130、第二散热单元140和制冷装置150。机壳102为内部中空的壳体结构,机壳102内设置有容置腔124和回风通道128,机壳102上开设有进风口112和出风口114,其中进风口112与容置腔124相连通,回风通道128与容置相相连通,回风通道128还与出风口114相连通,气流能够于进风口112处进入到容置腔124内,再由容置腔124进入到与之连通的回风通道128中,再由回风通道128流至出风口114处,排出机壳102。
容置腔124用于容置服务器200,服务器200的进风端202与进风口112相对应,使得气流在通过进风口112进入到容置腔124时,可直接作用于服务器200的进风端202,服务器200在气流的作用下散热,而热气流进入到回风通道128中。
第一散热单元130和第二散热单元140设置于回风通道128内,第一散热单元130靠近于回风通道128与容置腔124的连通处,第二散热单元140位于第一散热单元130和出风口114之间,制冷装置150与第一散热单元130和第二散热单元140相连通,用于向第一散热单元130和第二散热单元140内传输冷媒,以使第一散热单元130和第二散热单元140对回风通道128内的气流进行冷却。
本发明通过在回风通道128与容置腔124的连通处布置第一散热单元130,使得第一散热单元130贴近服务器200,贴近热负荷部件进行制冷,剩余热量由回风通道128内的第二散热单元140梯级带走,通过对散热单元的数量设置和散热单元的位置设置提高散热效率,避免了在回风通道128内布满散热单元或采用高功率散热部件所造成的资源浪费。
如图1和图2所示,在一些实施例中,可选地,第一散热单元130包括:第一盘管132,设置于回风通道128内,第一盘管132包括第一冷媒进口134和第一冷媒出口136;制冷装置150包括:蒸发冷凝器152,与第一冷媒进口134相连通;第一管路154,与第一冷媒出口136相连通;第二管路156,与第一管路154相连通;第一阀体158,设置于第二管路156上,用于控制第二管路156的通断;冷凝管路160,与第二管路156和蒸发冷凝器152相连通,用于将气态冷媒冷凝成液态冷媒;补冷组件162,与蒸发冷凝器152相连接,用于与蒸发冷凝器152内的冷媒进行热交换。
在该实施例中,第一散热单元130具体包括第一盘管132,第一盘管132设置于回风通道128内,其中,第一盘管132包括第一冷媒进口134和第一冷媒出口136,具体地,第一冷媒进口134用于供冷媒进入到第一盘管132的内部,第一冷媒出口136用于供冷媒排出第一盘管132的内部。
制冷装置150包括蒸发冷凝器152、第一管路154、第二管路156、第一阀体158和第一冷凝管。其中,蒸发冷凝器152与第一冷媒进口134相连通,蒸发冷凝器152可将液态冷媒通过第一冷媒进口134传输至第一盘管132中,以使第一盘管132对空气进行冷却。
第一管路154与第一冷媒出口136相连通,第一管路154用于对第一冷媒出口136所流出的冷媒进行传输,具体地,在液态冷媒流入第一盘管132后,第一盘管132对回风通道128内的气流进行作用,第一盘管132内的液态冷媒会逐渐变为气态冷媒,气态冷媒可由第一冷媒出口136排出,进入到第一管路154中,由第一管路154进行传输。
第二管路156与第一管路154相连通,第一阀体158设置于第二管路156上,用于控制第二管路156的通断,第一冷凝管与第二管路156和蒸发冷凝器152相连通,用于将气态冷媒冷凝成液态冷媒。
本发明设置了制冷装置150包括补冷组件162和冷凝管路160,可实现对应于室温的差异,更准确的进行制冷,避免无意义的能耗。
具体地,第一阀体158为电动阀。
如图1和图2所示,在一些实施例中,可选地,补冷组件162包括:第一冷凝器164;压缩机166,压缩机166的输出端与第一冷凝器164的输入端连通;补冷管道168,补冷管道168的一端与第一冷凝器164的输出端连通,补冷管道168的另一端与压缩机166的输入端连通,部分补冷管道168位于蒸发冷凝器152内。
在该实施例中,补冷组件162具体包括第一冷凝器164、压缩机166和补冷管道168,第一冷凝器164用于对气体或蒸汽转变成液体,即将气态冷媒转变为液态冷媒。
补冷组件162还包括压缩机166,压缩机166的输出端与第一冷凝器164的输入端连通,压缩机166用于对冷媒进行压缩,也可驱动冷媒进行循环。
补冷管道168的一端与第一冷凝器164的输出端连通,补冷管道168的另一端与压缩机166的输入端连通,部分补冷管道168位于蒸发冷凝器152内,压缩机166和第一冷凝器164工作产生低温物质,并通过补冷管道168传输低温物质,补冷管道168因低温物质的进入而管壁温度变低,位于蒸发冷凝器152内的补冷管道168可与蒸发冷凝器152内的冷媒进行接触,与蒸发冷凝器152内的冷媒进行热交换,进一步降低蒸发冷凝器152内的冷媒的温度,使气态冷媒变为液态冷媒。
本发明通过设置包括第一冷凝器164、压缩机166和补冷管道168的补冷组件162,可以使制冷装置150具有更多级的制冷能力,实现避免无意义的制冷能耗,准确的进行制冷作业。
具体地,第一冷凝器164为机械压缩冷凝器。
具体地,补冷组件162还包括膨胀阀170,膨胀阀170设置于补冷管道168上,位于第一冷凝器164的输出端与蒸发冷凝器152之间,膨胀阀170用于调节补冷管道168内低温物质的流量。
如图1和图2所示,在一些实施例中,可选地,制冷装置150还包括第三管路174、第二阀体176和第二冷凝器178,其中,第三管路174与第一管路154相连通,第二阀体176设置于第三管路174上,用于控制第三管路174的通断,第二冷凝器178与第三管路174和冷凝管路160相连通。
在该实施例中,制冷装置150还包括第三管路174、第二阀体176和第二冷凝器178,其中,第三管路174与第一管路154相连通,而第二阀体176设置于第三管路174上,用于控制第三管路174的通断,第二冷凝器178与第三管路174和冷凝管路160相连通,第二冷凝器178用于对气体或蒸汽转变呈液体,即将气态冷媒转变为液态冷媒。
本发明除了压缩冷凝回路外,还设置了一条单独利用冷凝器进行冷凝的回路,压缩冷凝回路与单独利用冷凝器进行冷凝的回路具有不同的制冷能力,通过对第一阀体158和第二阀体176的控制,可实现使制冷装置150以不同的制冷能力工作,进而实现避免无意义的制冷能耗,准确的进行制冷作业。
如图1和图2所示,在一些实施例中,第二散热单元140包括:第二盘管142,设置于回风通道128内,第二盘管142包括第二冷媒进口144和第二冷媒出口146,第二冷媒进口144与蒸发冷凝器152相连通,第二冷媒出口146与第一管路154相连通。
在该实施例中,第二散热单元140具体包括第二盘管142,第二盘管142设置于回风通道128内,第二盘管142在回风通道128内进行作用,对回风通道128内的气流进行冷却。
第二盘管142包括第二冷媒进口144和第二冷媒出口146,第二冷媒进口144与蒸发冷凝器152相连通,第二冷媒出口146与第一管路154相连通,蒸发冷凝器152将低温的液态冷媒于第二冷媒进口144输入至第二盘管142中,第二盘管142内的液态冷媒再作用于热气流后会变为气态,而从第二冷媒出口146流出,流入到第一管路154中,经冷凝与蒸发的作用后重新变为液态冷媒。
本发明将第一散热单元130和第二散热单元140连接至同一个制冷装置150,进而可提高对第一散热单元130和第二散热单元140控制的便捷性。
具体地,第二散热单元140还包括第四阀体148,第四阀体148安装于第二盘管142的第二冷媒进口144处,通过调整第四阀体148的阀门开度调节第二盘管142的冷媒进液量。
具体地,第四阀体148为电动阀。
具体地,蒸发冷凝器152与第二冷媒进口144相连通的管路上可设置氟泵172,以实现在不满足冷媒重力回流坡度的场景下提供冷媒循环流动的动力。
具体地,如图2所示,制冷装置150的数量为多个,第一散热单元130和第二散热单元140也可接入不同的制冷装置150中,本发明采用多级制冷理念,使得第一散热单元130和第二散热单元140可以以不同蒸发温度运行,更好的利用室外冷源。
如图1和图2所示,在一些实施例中,可选地,模块多联热管制冷组合式机柜100还包括风机180,风机180设置于回风通道128内,位于第二散热单元140和出风口114之间,且靠近于出风口114;风机180的出风方向为由回风通道128至出风口114的方向,以将回风通道128内的气流导出回风通道128。
在该实施例中,模块多联热管制冷组合式机柜100还包括风机180,而风机180设置于回风通道128内,位于第二散热单元140和出风口114之间,且靠近于出风口114,风机180的出风方向为由回风通道128至出风口114的方向,以将回风通道128内的气流导出回风通道128,实现对服务器200的散热,且降低机房内的房间负荷。
如图1和图2所示,在一些实施例中,可选地,机壳102包括架体104和隔板122,架体104包括相对的第一壁108和第二壁116,第一壁108开设有开口110;隔板122设置于架体104内,隔板122的一端与第一壁108相连接,隔板122的另一端与第二壁116之间具有间隙126,以将开口110分隔成进风口112和出风口114,将架体104内分隔出容置腔124和回风通道128。
在该实施例中,模块多联热管制冷组合式机柜100包括架体104,架体104具体包括第一壁108和与第一壁108相对的第二壁116,其中第一壁108上开设有开口110,第二壁116具体为完全封闭的壁面结构。
机壳102还包括隔板122,隔板122设置于架体104内,隔板122的一端与第一壁108相连接,而隔板122的另一端与第二壁116之间具有间隙126,隔板122与第一壁108相连接的一端对第一壁108上开设的开口110进行划分,进而将开口110划分出进风口112和出风口114因隔板122设置在壳体内,且隔板122的另一端与第二壁116之间具有间隙126,因此隔板122也会对壳体内的空间进行划分,将壳体内的空间分隔成容置腔124和回风通道128。
本发明在壳体内通过隔板122对壳体的内部空间进行划分,在壳体内将服务器200所处的空间与散热组件采用隔板122分隔,将服务器200的主体及其进风端202与第一散热单元130和第二散热单元140隔离。利用间隙126使回风通道128与容置腔124连通,使服务器200出风进入第一散热单元130和第二散热单元140冷却。本发明在模块多联热管制冷组合式机柜100的内部形成微型热通道,气流组织良好,贴近热源制冷,节能高效,且安装更为便捷灵活,整体占地面积小。
如图1和图2所示,在一些实施例中,可选地,架体104包括本体106,本体106包括第一壁108和第二壁116,本体106至少一侧开设有通孔118;架体104还包括侧板120,侧板120可拆卸的设置于本体106,且罩设于通孔118。
在该技术方案中,架体104具体包括本体106和侧板120。本体106具有上述第一壁108和第二壁116,此外,在第一壁108和第二壁116之间,即本体106的侧壁上,本体106的至少一侧还开设有通孔118,通孔118与回风通道128相连通。
侧板120可拆卸的设置于本体106,且罩设于通孔118,在多个模块多联热管制冷组合式机柜100组合使用时,可将侧板120于本体106上拆下,之后将不同本体106的通孔118相对,实现回风通道128的连通,利用第一散热单元130和/或第二散热单元140为不同的回风通道128内的气流进行冷却。
如图3所示,示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法的流程示意图之一,其中,模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法包括:
S302:获取室外环境温度;
S304:根据室外环境温度,控制制冷装置工作。
在该实施例中,本发明所提出的模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法,用于控制如上述任一实施例中的模块多联热管制冷组合式机柜,因此具有如上述任一实施例中的模块多联热管制冷组合式机柜的全部有益效果。
模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法包括:首先获取室外环境温度,即制冷装置所处的环境温度,之后根据室外环境温度,控制制冷装置工作。本发明通过根据室外环境温度控制制冷装置工作,实现了更好的利用室外冷源,可准确调控制冷装置的工作状态,避免资源浪费。
如图4所示,示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法的流程示意图之二,其中,模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法包括:
S402:获取室外环境温度;
S404:基于室外环境温度小于第一预设温度,控制制冷装置的第一阀体关闭,控制制冷装置的第二阀体打开。
在该实施例中,对于根据室外环境温度,控制制冷装置工作的过程,本发明设置为:基于室外环境温度小于第一预设温度,控制制冷装置的第一阀体关闭,控制制冷装置的第二阀体打开。当室外环境温度小于第一预设温度时,此时室外环境温度相对较低,热量可通过第二冷凝器的制冷循环全部带走,无需开启补冷组件补冷,通过基于室外环境温度进行控制,可使得制冷装置的制冷能力适用于当前的模块多联热管制冷组合式机柜设备,适用于当前服务器的热负荷,减少非必要能耗。
如图5所示,示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法的流程示意图之三,其中,模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法包括:
S502:获取室外环境温度;
S504:基于室外环境温度大于等于第一预设温度,且小于第二预设温度,控制制冷装置的第一阀体关闭,控制制冷装置的第二阀体打开,控制制冷装置的补冷组件以第一预设频率运行。
在该实施例中,对于根据室外环境温度,控制制冷装置工作的过程,本发明设置为:基于室外环境温度大于等于第一预设温度,且小于第二预设温度,控制制冷装置的第一阀体关闭,控制制冷装置的第二阀体打开,控制制冷装置的补冷组件以第一预设频率运行。在室外环境温度大于等于第一预设温度,且小于第二预设温度时,此时室外环境温度相对较高,可通过第二冷凝器进行预冷,而后通过补冷组件非全频率运行进行补冷,实现制冷组件既能够满足对气流的冷却需求,又可以具有较好的能耗表现。
如图6所示,示出了本发明一个实施例中模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法的流程示意图之四,其中,模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法包括:
S602:获取室外环境温度
S604:基于室外环境温度大于等于第二预设温度,控制制冷装置的第一阀体打开,控制制冷装置的补冷组件以第二预设频率运行,控制制冷装置的第二阀体关闭。
在该实施例中,对于根据室外环境温度,控制制冷装置工作的过程,本发明设置为:基于室外环境温度大于等于第二预设温度,控制制冷装置的第一阀体打开,控制制冷装置的补冷组件以第二预设频率运行,控制制冷装置的第二阀体关闭,其中,第二预设频率大于第一预设频率。在室外环境温度大于等于第二预设温度时,此时室外气温很高,制冷组件的第二冷凝器无法提供足够的冷量,因此关闭第二冷凝器的工作管路,使热量全部通过补冷组件的压缩补冷循环带走。
在发明的一个实施例中,模块多联热管制冷组合式机柜100内设置有容置腔124和回风通道128,回风通道128内设置有第一散热单元130和第二散热单元140及风机,容置腔124和回风通道128后部连通,中间由隔板122隔开。
服务器200热风先流经第一散热单元130进行初级冷却,剩余热量由第二散热单元140进行冷却,冷却后的气流经风机180吹至模块多联热管制冷组合式机柜100的前侧,第一散热单元130和第二散热单元140由制冷装置150提供冷媒。
具体地,第二冷凝器178为热管冷凝器,本发明设置制冷装置150由热管制冷循环和机械压缩补冷循环组成。热管制冷循环主要包括热管冷凝器,蒸发冷凝器152(冷凝侧)及相应的管路,在室外环境温度较低时,室内蒸发而来的高温气态冷媒经热管冷凝器冷凝为低温液体,流经蒸发冷凝器152(不进行热交换)后靠重力回流至第一散热单元130和第二散热单元140中。
机械压缩制冷循环主要包括补冷组件162、蒸发冷凝器152(蒸发侧)及相应管路。在室外环境温度较高时,低压冷媒经压缩机166被压缩成高温高压气体,后在机械压缩冷凝器处被冷凝为高压液体,经膨胀阀170节流后变为低压液体后在蒸发冷凝器152中蒸发吸热,为热管循环补冷。
具体地,第一散热单元130还包括第三阀体138,第三阀体138安装于第一盘管132的第一冷媒进口134处,通过调整第三阀体138的阀门开度调节第一盘管132的冷媒进液量。
具体地,第三阀体138为电动阀。
具体地,蒸发冷凝器152与第一冷媒进口134相连通的管路上可设置氟泵172,以实现在不满足冷媒重力回流坡度的场景下提供冷媒循环流动的动力。
本发明所提出的模块多联热管制冷组合式机柜100具有纯热管运行模式、机械压缩部分补冷模式和机械压缩完全补冷运行模式。
1、纯热管运行模式。
当T(室外环境温度)<T1(第一预设温度,第一预设温度可调)时,第一阀体158关闭,第二阀体176开启,此时室外温度相对较低,机房内的热量通过热管制冷循环全部带走,无需开启机械压缩补冷循环,整体耗能单元较少,系统能效极高。
2、机械压缩部分补冷模式。
当T1≤T<T2(第二预设温度,第二预设温度可调)时,第一阀体158关闭,第二阀体176开启,此时室外温度相对较高,机房内的热量通过热管冷凝器预冷后,机械压缩补冷循环运行补冷,由于此时能耗最高的压缩机166无需全负荷运行,空调系统仍有较好的能耗表现。
3、机械压缩完全补冷运行模式。
室外气温T≥T2时,第一阀体158开启,第二阀体176关闭,此时室外气温很高,热管冷凝器已无法提供冷量,机房内的热量需要由压缩补冷循环全部带走。由于系统贴近发热负荷制冷,机房内冷媒蒸发温度相较普通风冷系统有较大提升,故T2相应提升,从而本模式运行时长大大减少,整体能耗增加有限。
具体地,热管冷凝器与机械压缩冷凝器可“V”型叠放(热管冷凝器靠外层),共用一套散热风机。热管冷凝器和机械压缩冷凝器侧可增设蒸发喷淋模组,进一步延长自然冷却时长及提升冷凝效率。
具体地,如图2所示,针对数据中心多模块多联热管制冷组合式机柜100场景,散热单元1与散热单元2可分别接入不同的主机系统,通过拆卸侧板120,此时整个模块多联热管制冷组合式机柜100后部形成贯通的回风通道128。其中贴近服务器200制冷、高蒸发温度的第一散热单元130可以更充分的利用自然冷源进行初级冷却,其接入的热管压缩制冷一体机可减配甚至不配置压缩机系统。第二散热单元140以相对较低的蒸发温度进行梯级冷却,满足模块多联热管制冷组合式机柜100进风温度要求。
在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模块多联热管制冷组合式机柜,其特征在于,用于容置服务器,所述模块多联热管制冷组合式机柜包括:
机壳,所述机壳内设置有容置腔和回风通道,所述机壳上开设有进风口和出风口,所述进风口与所述容置腔相连通,所述回风通道分别与所述容置腔和所述出风口相连通;
所述容置腔用于容置所述服务器,所述服务器的进风端与所述进风口相对应;
第一散热单元,设置于所述回风通道内,且靠近于所述回风通道与所述容置腔的连通处;
第二散热单元,设置于所述回风通道内,位于所述第一散热单元和所述出风口之间;
制冷装置,与所述第一散热单元和所述第二散热单元相连通,用于向所述第一散热单元和所述第二散热单元内传输冷媒,以使所述第一散热单元和所述第二散热单元对所述回风通道内的气流进行冷却。
2.根据权利要求1所述的模块多联热管制冷组合式机柜,其特征在于,
所述第一散热单元包括:
第一盘管,设置于所述回风通道内,所述第一盘管包括第一冷媒进口和第一冷媒出口;
所述制冷装置包括:
蒸发冷凝器,与所述第一冷媒进口相连通;
第一管路,与所述第一冷媒出口相连通;
第二管路,与所述第一管路相连通;
第一阀体,设置于所述第二管路上,用于控制所述第二管路的通断;
冷凝管路,与所述第二管路和所述蒸发冷凝器相连通,用于将气态冷媒冷凝成液态冷媒;
补冷组件,与所述蒸发冷凝器相连接,用于与所述蒸发冷凝器内的冷媒进行热交换。
3.根据权利要求2所述的模块多联热管制冷组合式机柜,其特征在于,所述补冷组件包括:
第一冷凝器;
压缩机,所述压缩机的输出端与所述第一冷凝器的输入端连通;
补冷管道,所述补冷管道的一端与所述第一冷凝器的输出端连通,所述补冷管道的另一端与所述压缩机的输入端连通,部分所述补冷管道位于所述蒸发冷凝器内。
4.根据权利要求2所述的模块多联热管制冷组合式机柜,其特征在于,所述制冷装置还包括:
第三管路,与所述第一管路相连通;
第二阀体,设置于所述第三管路上,用于控制所述第三管路的通断;
第二冷凝器,与所述第三管路和所述冷凝管路相连通。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的模块多联热管制冷组合式机柜,其特征在于,所述第二散热单元包括:
第二盘管,设置于所述回风通道内,所述第二盘管包括第二冷媒进口和第二冷媒出口;
所述第二冷媒进口与所述蒸发冷凝器相连通,所述第二冷媒进口与所述第一管路相连通。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的模块多联热管制冷组合式机柜,其特征在于,所述模块多联热管制冷组合式机柜还包括:
风机,设置于所述回风通道内,位于所述第二散热单元和所述出风口之间,且靠近于所述出风口;
所述风机的出风方向为由所述回风通道至所述出风口的方向,以将所述回风通道内的气流导出所述回风通道。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的模块多联热管制冷组合式机柜,其特征在于,所述机壳包括:
架体,所述架体包括相对的第一壁和第二壁,所述第一壁开设有开口;
隔板,设置于所述架体内,所述隔板的一端与所述第一壁相连接,所述隔板的另一端与所述第二壁之间具有间隙,以将所述开口分隔成所述进风口和所述出风口,将所述架体内分隔出所述容置腔和所述回风通道。
8.根据权利要求7所述的模块多联热管制冷组合式机柜,其特征在于,所述架体包括:
本体,所述本体包括所述第一壁和所述第二壁;
所述本体至少一侧开设有通孔;
侧板,所述侧板可拆卸的设置于所述本体,且罩设于所述通孔。
9.一种模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法,其特征在于,用于控制如权利要求1至8中任一项所述的模块多联热管制冷组合式机柜,所述模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法包括:
获取室外环境温度;
根据所述室外环境温度,控制所述制冷装置工作。
10.根据权利要求9所述的模块多联热管制冷组合式机柜的控制方法,其特征在于,所述根据所述室外环境温度,控制所述制冷装置工作,包括:
基于所述室外环境温度小于第一预设温度,控制所述制冷装置的第一阀体关闭,控制所述制冷装置的第二阀体打开;
基于所述室外环境温度大于等于第一预设温度,且小于第二预设温度,控制所述制冷装置的第一阀体关闭,控制所述制冷装置的第二阀体打开,控制所述制冷装置的补冷组件以第一预设频率运行;
基于所述室外环境温度大于等于所述第二预设温度,控制所述制冷装置的第一阀体打开,控制所述制冷装置的补冷组件以第二预设频率运行,控制所述制冷装置的第二阀体关闭;
其中,所述第二预设频率大于所述第一预设频率。
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