CN205510638U - 一种顶置热管模块结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种顶置热管模块结构，包括模块化型材拼装通道，模块化机柜，顶置热管元件，型材拼装吊架组件，气管分集管组件，液管分集管组件；顶置热管元件由吊装组件吊装固定后与模块化型材拼装通道实现密封搭接；气、液管分集管组件分别固定于型材拼装吊架组件和模块化型材拼装通道上。本实用新型提供的顶置热管模块结构，顶置热管内低温工质吸收服务器高温排热后及时将热量排出机房，匹配的风机可根据温控调速节能运行，从而实现高效排热；模块化型材拼装通道，模块化机柜，型材拼装吊架组件均可实现在现场进行拼装；模块化型材拼装通道不占用模块化机柜位，从而保障出架率；模块化机柜根据安装、维护需要可快速移入、移出顶置热管模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及高散热密度机房排热领域，特别涉及一种顶置热管模块结构。
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。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺点和不足，本实用新型提供一种顶置热管模块结构，结合机房内高散热密度机架服务器温控需求，利用顶置热管内的低温工质吸收服务器高温排热后及时将热量排出机房，与之匹配的风机可根据温控调速节能运行，从而实现高效排热；采用模块化设计理念，模块化型材拼装通道，模块化机柜，型材拼装吊架组件均可实现在现场进行拼装；模块化机柜与模块化型材拼装通道紧密贴合；模块化机柜之间无框架，模块化型材拼装通道不占用模块化机柜位，从而保障出架率；模块化机柜根据安装、维护需要可快速移入、移出顶置热管模块。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种顶置热管模块结构，包括模块化型材拼装通道和顶置热管元件，其特征在于：
所述模块化型材拼装通道，包括模块化型材拼装封闭上通道和模块化型材拼装封闭下通道，所述模块化型材拼装封闭上通道靠近机房顶部设置且在其外侧壁上设有通风口，所述模块化型材拼装封闭下通道靠近机房地面设置，其中，
所述顶置热管元件设置在所述模块化型材拼装封闭上通道内，所述顶置 热管元件的进风侧与所述模块化型材拼装封闭上通道相连通，所述顶置热管元件的送风侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通；或，所述顶置热管元件的进风侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通，所述顶置热管元件的出风侧与所述模块化型材拼装封闭上通道相连通；
所述模块化型材拼装封闭下通道的两侧均分别应设置一列模块化机柜，当所述顶置热管元件的进风侧与所述模块化型材拼装封闭上通道相连通时，每列所述模块化机柜的冷风进气侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通，每列所述模块化机柜的热风排气侧与机房环境直接连通，机房环境中的热风可通过所述通风口回流至所述模块化型材拼装封闭上通道中；当所述顶置热管元件的进风侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通时，每列所述模块化机柜的热风排气侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通，所述模块化型材拼装封闭上通道中的冷风经所述通风口排入机房环境中，之后进入每列所述模块化机柜的冷风进气侧。
优选地，所述顶置热管元件，包括热管换热器和与之适配的风机，所述热管换热器上设置有气管连接口和液管连接口。
优选地，所述顶置热管元件由吊装组件吊装固定，并与所述模块化型材拼装封闭热通道密封搭接。
优选地，所述模块化型材拼装封闭上通道内还设置有气管分集管组件和液管分集管组件，所述气管分集管组件固定于型材拼装吊架组件上，所述型材拼装吊架组件靠近机房顶部设置，所述液管分集管组件固定于所述模块化型材拼装封闭上通道上。
进一步地，所述气管分集管组件中的气管连接管的进气口与所述顶置热管元件上的气管连接口连通，所述液管分集管组件中的液管连接管的出液口与所述顶置热管元件上的所述液管连接口连接。
优选地，所述模块化型材拼装通道、模块化机柜、型材拼装吊架组件均可实现在现场进行拼装。
优选地，每列所述模块化机柜中均包含至少一台模块化机柜，对应每列所述模块化机柜，所述顶置热管元件的数量按照N+X个冗余备份，其中，N≥1，X≥0，N代表与模块化机柜所需冷量相匹配的顶置热管元件数量；X代表冗余备份的顶置热管元件数量。
优选地，各所述模块化机柜均与所述模块化型材拼装封闭下通道紧密贴合；所述模块化机柜之间无框架，所述模块化型材拼装封闭下通道不占用模块化机柜位，从而保障出架率；所述模块化机柜根据安装、维护需要快速移入、移出所述顶置热管模块结构。
优选地，所述气管连接管中的气态制冷工质与室外冷源连通，经过室外冷源冷却后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至所述液管连接管。
优选地，所述室外冷源采用机械制冷、水直接蒸发冷却、风冷冷却或热管水冷冷凝器结合冷冻水的冷却方式。
优选地，所述室外冷源包括室外制冷机组，所述室外制冷机组冷却后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至液管分集管组件，经由所述液管分集管组件分配至各条液管连接管中，从而流至各所述顶置热管元件内并吸收模块化机柜的高温排热蒸发为气体后，经各气管连接管汇集至气管分集管组件内，再回流至室外制冷机组内进行冷却，从而实现将热量排出机房。优选地，所述室外制冷机组采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却方式。
优选地，所述室外冷源包括冷冻水源和热管水冷冷凝器，经过热管水冷冷凝器冷凝后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至液管分集管组件，经由液管分集管组件分配至各条液管连接管中，从而流至各个顶置热管内并吸收模块化机柜的高温排热蒸发为气体后，经过气管连接管汇集至气管 分集管组件内，再回流至热管水冷冷凝器内进行冷却；热管水冷冷凝器中的冷冻水由冷冻水源提供。优选地，所述热管水冷冷凝器为壳管式冷凝器或板式换热器，所述冷冻水来自冷水机组、冷却塔、湖水或地源换热系统。
优选地，所述模块化型材拼装通道的顶部设置有消防联动翻转天窗。
优选地，所述热管换热器采用单块竖直放置、单块倾斜放置或双块上下成V型的方式布置。
优选地，所述风机可根据所述顶置热管元件内部的测温控制元件进行转速控制，从而根据热负荷情况进行风量调节；所述风机可根据所述顶置热管元件应用于热通道或冷通道的不同情况，进行不同的位置布置。
优选地，位于所述模块化机柜靠近进风侧上方的所述模块化型材拼装通道区域，预留有电缆、光纤安装区域和维护通道。
优选地，所述气管连接管、液管连接管上均设置有截止阀；所述气管连接口、液管连接口均为采用螺纹、快速连接或焊接形成的预留接口等形式；所述气管连接管、液管连接管可以为硬管或软管。
同现有技术相比，本实用新型的顶置热管模块结构具有显著的技术效果：顶置热管内低温工质吸收服务器高温排热后及时将热量排出机房，匹配的风机可根据温控调速节能运行，从而实现高效排热；采用模块化设计理念，模块化型材拼装通道，模块化机柜，型材拼装吊架组件均可实现在现场进行拼装；模块化机柜与模块化型材拼装通道紧密贴合；模块化机柜之间无框架，模块化型材拼装通道不占用模块化机柜位，从而保障出架率；模块化机柜根据安装、维护需要可快速移入、移出顶置热管模块。
附图说明
图1为本实用新型的顶置热管模块的结构示意图。
图2为本实用新型中的模块化型材拼装封闭下通道作为热通道且室外冷源采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却时的结构示意图。
图3为本实用新型中的模块化型材拼装封闭下通道作为热通道且室外冷源采用“热管水冷冷凝器+冷冻水”的冷却方式时的结构示意图。
图4为本实用新型中的模块化型材拼装封闭下通道作为冷通道且室外冷源采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却时的结构示意图。
图5为本实用新型中的模块化型材拼装封闭下通道作为冷通道且室外冷源采用“热管水冷冷凝器+冷冻水”的冷却方式时的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。
图1为本实用新型的顶置热管模块的结构示意图。本实用新型的顶置热管模块，包括模块化型材拼装通道1，模块化机柜2，顶置热管元件3，吊装组件4，型材拼装吊架组件5，气管分集管组件6，液管分集管组件7，气管连接管8，液管连接管9。
模块化型材拼装通道1，包括模块化型材拼装封闭上通道101和模块化型材拼装封闭下通道102，模块化型材拼装封闭上通道101靠近机房顶部设置且在其外侧壁上设有通风口，模块化型材拼装封闭下通道102靠近机房地面设置。
顶置热管元件3设置在模块化型材拼装封闭上通道101内，包括热管换热器10、风机11、气管连接口12、液管连接口13。顶置热管元件3由吊装组件4吊装固定后与模块化型材拼装通道1实现密封搭接。气管分集管组件6、液管分集管组件7分别固定于型材拼装吊架组件5和模块化型材拼装通道1 上后，通过气管连接管8、液管连接管9分别与顶置热管3上的气管连接口12、液管连接口13连接；模块化型材拼装通道1的顶部设置有消防联动翻转天窗14。
图2为本实用新型的模块化型材拼装下通道102作为热通道且室外冷源采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却时的顶置热管模块工质和空气流动结构示意图。模块化型材拼装下通道102对应的两列模块化机柜2排风相对，顶置热管3进风侧与模块化型材拼装下通道相连接，构成封闭热通道；室外冷源采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却方式。
对于空气流动而言，机房内的温度较低的空气经由模块化机柜2的前门进入，吸收模块化机柜2内服务器热量后变成高温空气经由模块化机柜2的后门排出并上升至顶置热管3的进风口处，经过热管换热器10冷却变成低温空气后由风机11排出封闭热通道。
对于制冷工质流动而言，经过采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却方式的室外制冷机组15冷却后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至液管分集管组件7，经由液管分集管组件7分配至各条液管连接管9中，从而流至各个顶置热管3内并吸收服务器高温排热蒸发为气体后，经过气管连接管8汇集至气管分集管组件6内，再回流至室外制冷机组15内进行冷却，从而实现将热量排出机房。空气流动方向如图2中箭头A方向所示。制冷工质流动方向如图2中箭头B方向所示。
图3为本实用新型的模块化型材拼装下通道102作为热通道且室外冷源采用“热管水冷冷凝器(如壳管式冷凝器、板式换热器等多种间壁式换热器)+冷冻水(来自冷水机组、冷却塔、湖水或地源换热系统)”的冷却方式时的顶置热管模块工质和空气流动结构示意图。模块化型材拼装通道1对应的两列模块化机柜2排风相对，顶置热管3进风侧与模块化型材拼装通道1相 连接，构成封闭热通道；室外冷源采用“热管水冷冷凝器(如壳管式冷凝器、板式换热器等多种间壁式换热器)+冷冻水(来自冷水机组、冷却塔、湖水或地源换热系统)”的冷却方式。对于空气流动而言，机房内的温度较低的空气经由模块化机柜2的前门进入，吸收模块化机柜2内服务器热量后变成高温空气经由模块化机柜2的后门排出并上升至顶置热管3的进风口处，经过热管换热器10冷却变成低温空气后由风机11排出封闭热通道。对于制冷工质流动而言，经过热管水冷冷凝器16冷凝后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至液管分集管组件7，经由液管分集管组件7分配至各条液管连接管9中，从而流至各个顶置热管3内并吸收服务器高温排热蒸发为气体后，经过气管连接管8汇集至气管分集管组件6内，再回流至热管水冷冷凝器16内进行冷却；热管水冷冷凝器16中的冷冻水由冷水机组、冷却塔、湖水或地源换热系统17提供。空气流动方向如图3中箭头A方向所示。制冷工质流动方向如图3中箭头C方向所示。冷冻水流动方向如图3中箭头D方向所示。
图4为本实用新型的模块化型材拼装下通道102作为冷通道且室外冷源采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却时的顶置热管模块工质和空气流动结构示意图。模块化型材拼装下通道102对应的两列模块化机柜2进风相对，顶置热管3送风侧与模块化型材拼装通道1相连接，构成封闭冷通道；室外冷源采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却方式。对于空气流动而言，由模块化机柜2排出的高温空气，上升至顶置热管3的进风口处，经过热管换热器10冷却变成低温空气后由风机11送至模块化机柜2进风侧并进入机柜。对于制冷工质流动而言，经过采用机械制冷、水直接蒸发冷却或风冷冷却方式的室外制冷机组15冷却后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至液管分集管组件7，经由液管分集管组件7分配至各条液管连接管9 中，从而流至各个顶置热管3内并吸收服务器高温排热蒸发为气体后，经过气管连接管8汇集至气管分集管组件6内，再回流至室外制冷机组15内进行冷却，从而实现将热量排出机房。空气流动方向如图4中箭头E方向所示。制冷工质流动方向如图4中箭头B方向所示。
图5为本实用新型的模块化型材拼装下通道102作为冷通道且室外冷源采用“热管水冷冷凝器(如壳管式冷凝器、板式换热器等多种间壁式换热器)+冷冻水(来自冷水机组、冷却塔、湖水或地源换热系统)”的冷却方式时的顶置热管模块工质和空气流动结构示意图。模块化型材拼装下通道102对应的两列模块化机柜2进风相对，顶置热管3送风侧与模块化型材拼装通道1相连接，构成封闭冷通道；室外冷源采用“热管水冷冷凝器(如壳管式冷凝器、板式换热器等多种间壁式换热器)+冷冻水(来自冷水机组、冷却塔、湖水或地源换热系统)”的冷却方式。对于制冷工质流动而言，经过热管水冷冷凝器16冷凝后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至液管分集管组件7，经由液管分集管组件7分配至各条液管连接管9中，从而流至各个顶置热管3内并吸收服务器高温排热蒸发为气体后，经过气管连接管8汇集至气管分集管组件6内，再回流至热管水冷冷凝器16内进行冷却；热管水冷冷凝器16中的冷冻水由冷水机组、冷却塔、湖水或地源换热系统17提供。空气流动方向如图5中箭头E方向所示。制冷工质流动方向如图5中箭头C方向所示。冷冻水流动方向如图5中箭头D方向所示。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种顶置热管模块结构，包括模块化型材拼装通道和顶置热管元件，其特征在于：
所述模块化型材拼装通道，包括模块化型材拼装封闭上通道和模块化型材拼装封闭下通道，所述模块化型材拼装封闭上通道靠近机房顶部设置且在其外侧壁上设有通风口，所述模块化型材拼装封闭下通道靠近机房地面设置，其中，
所述顶置热管元件设置在所述模块化型材拼装封闭上通道内，所述顶置热管元件的进风侧与所述模块化型材拼装封闭上通道相连通，所述顶置热管元件的送风侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通；或，所述顶置热管元件的进风侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通，所述顶置热管元件的出风侧与所述模块化型材拼装封闭上通道相连通；
所述模块化型材拼装封闭下通道的两侧均分别应设置一列模块化机柜，当所述顶置热管元件的进风侧与所述模块化型材拼装封闭上通道相连通时，每列所述模块化机柜的冷风进气侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通，每列所述模块化机柜的热风排气侧与机房环境直接连通，机房环境中的热风可通过所述通风口回流至所述模块化型材拼装封闭上通道中；当所述顶置热管元件的进风侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通时，每列所述模块化机柜的热风排气侧与所述模块化型材拼装封闭下通道相连通，所述模块化型材拼装封闭上通道中的冷风经所述通风口排入机房环境中，之后进入每列所述模块化机柜的冷风进气侧。
2.根据权利要求1所述的顶置热管模块结构，其特征在于：所述顶置热管元件，包括热管换热器和与之适配的风机，所述热管换热器上设置有气管连接口和液管连接口。
3.根据权利要求1所述的顶置热管模块结构，其特征在于：所述模块化型材拼装封闭上通道内还设置有气管分集管组件和液管分集管组件，所述气管分集管组件固定于型材拼装吊架组件上，所述型材拼装吊架组件靠近机房顶部设置，所述液管分集管组件固定于所述模块化型材拼装封闭上通道的底板上。
4.根据权利要求3所述的顶置热管模块结构，其特征在于：所述气管分集管组件中的气管连接管的进气口与所述顶置热管元件上的气管连接口连通，所述液管分集管组件中的液管连接管的出液口与所述顶置热管元件上的所述液管连接口连接。
5.根据权利要求1所述的顶置热管模块结构，其特征在于：每列所述模块化机柜中均包含至少一台模块化机柜，对应每列所述模块化机柜，所述顶置热管元件的数量按照N+X个冗余备份，其中，N≥1，X≥0，N代表与模块化机柜所需冷量相匹配的顶置热管元件数量；X代表冗余备份的顶置热管元件数量。
6.根据权利要求1所述的顶置热管模块结构，其特征在于：各所述模块化机柜均与所述模块化型材拼装封闭下通道紧密贴合；所述模块化机柜之间无框架，所述模块化型材拼装封闭下通道不占用模块化机柜位；所述模块化机柜可移入、移出所述顶置热管模块结构。
7.根据权利要求4所述的顶置热管模块结构，其特征在于：所述气管连接管中的气态制冷工质与室外冷源连通，经过室外冷源冷却后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至所述液管连接管。
8.根据权利要求7所述的顶置热管模块结构，其特征在于：所述室外冷源采用机械制冷、水直接蒸发冷却、风冷冷却或热管水冷冷凝器结合冷冻水的冷却方式。
9.根据权利要求7所述的顶置热管模块结构，其特征在于：所述室外冷源包括室外制冷机组，所述室外制冷机组冷却后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至液管分集管组件，经由所述液管分集管组件分配至各条液管连接管中，从而流至各所述顶置热管元件内并吸收模块化机柜的高温排热蒸发为气体后，经各气管连接管汇集至气管分集管组件内，再回流至室外制冷机组内进行冷却，从而实现将热量排出机房。
10.根据权利要求7所述的顶置热管模块结构，其特征在于：所述室外冷源包括冷冻水源和热管水冷冷凝器，经过热管水冷冷凝器冷凝后的液态制冷工质通过重力或动力泵驱动回流至液管分集管组件，经由液管分集管组件分配至各条液管连接管中，从而流至各个顶置热管内并吸收模块化机柜的高温排热蒸发为气体后，经过气管连接管汇集至气管分集管组件内，再回流至热管水冷冷凝器内进行冷却；热管水冷冷凝器中的冷冻水由冷冻水源提供。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620101729.2U CN205510638U (zh) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | 一种顶置热管模块结构 |
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| CN201620101729.2U CN205510638U (zh) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | 一种顶置热管模块结构 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105555104A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-05-04 | 北京纳源丰科技发展有限公司 | 一种机房排热用顶置热管模块结构 |
| 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 |
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2016
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Cited By (3)
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| CN105555104A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-05-04 | 北京纳源丰科技发展有限公司 | 一种机房排热用顶置热管模块结构 |
| CN105555104B (zh) * | 2016-02-02 | 2018-02-23 | 北京纳源丰科技发展有限公司 | 一种机房排热用顶置热管模块结构 |
| 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 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |