CN210274959U - 一种无水微模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无水微模块，包括服务器机柜、热管列间空调、封闭换热通道等部件。本实用新型提供的无水微模块，采用热管列间空调与封闭通道组合的冷量提供方式，能够优化气流、按需制冷、提高效率、解决局部热点问题；热管列间空调采用氟利昂类制冷工质，无水进入机房，保障系统安全运行；配电单元可为机柜、热管列间空调等提供电源及能耗采集与管理，智能化管理同时，节约配电柜占用空间；封闭通道采用模块化拼装设计，快速部署、便于扩容。

Description

一种无水微模块

技术领域

本实用新型涉及高散热密度机房排热领域，特别涉及一种无水微模块。

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两种方式：

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。

其二是采用冷冻水型列间空调形式，布置在两台机柜的中间，实现就近制冷。较精密空调相比，冷冻水型列间空调送风传输距离近，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。且为保障冷冻水型列间空调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，采用封闭通道形式，提高了列间空调排热效果。但采用冷冻水型列间空调，会将水引入机房，带来了一定的安全隐患。另外，封闭通道如何快速部署、如何尽量节约机房占地面积也需要进行考虑。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺点和不足，本实用新型提供了一种无水微模块，采用热管列间空调与封闭换热通道组合的冷量提供方式，能够优化气流、按需制冷、提高效率、解决局部热点问题；热管列间空调采用氟利昂类制冷工质，无水进入机房，保障系统安全运行；配电单元可为机柜、热管列间空调等提供电源及能耗采集与管理，智能化管理同时，节约配电柜占用空间；封闭通道采用模块化拼装设计，快速部署、便于扩容。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无水微模块，包括服务器机柜、热管列间空调、封闭换热通道、中间换热器，其特征在于：

所述服务器机柜成列布置，形成至少一列服务器机柜，且每列服务器机柜中，各服务器机柜的进风和排风方向一致；

每列服务器机柜中，所述热管列间空调置于各服务器机柜之间，且各所述热管列间空调的回风和送风方向一致；

每列服务器机柜中，所述热管列间空调的回风侧与临近服务器机柜的排风侧相邻，所述热管列间空调的送风侧与临近服务器机柜的进风侧相邻；

所述至少一列服务器机柜通过通道组件形成封闭换热通道，所述封闭换热通道设置至少一集气管、一供液管，

每列服务器机柜分别对应一集气管和一供液管，其中的各热管列间空调的制冷剂出气端口均通过管路与对应的集气管连通，其中的各热管列间空调的制冷剂供液端口均通过管路与对应的供液管连通，

每列服务器机柜对应的集气管、供液管分别与一中间换热器的进气口、出液口连通。

优选地，所述封闭换热通道为封闭冷通道，每列服务器机柜中的各服务器机柜的进风侧及各热管列间空调的送风侧，均朝向所述封闭换热通道。此时，所述热管列间空调的回风侧在冷通道外吸收相邻所述服务器机柜的高温排风后，将冷却后的低温空气送至冷通道内，冷空气再由所述服务器机柜进风侧吸入，经过服务器温升后排出所述服务器机柜并再次由所述热管列间空调的回风侧吸入，从而完成空气循环。

优选地，所述封闭换热通道为封闭热通道，每列服务器机柜中的各服务器机柜的排风侧及各热管列间空调的回风侧，均朝向所述封闭换热通道。此时，所述热管列间空调的回风侧在热通道内吸收相邻所述服务器机柜的高温排风后，将冷却后的低温空气送至热通道外，冷空气再由所述服务器机柜进风侧吸入，经过服务器温升后排出所述服务器机柜并再次由所述热管列间空调的回风侧吸入，从而完成空气循环。

优选地，所述通道组件包括型材拼装通道框架、通道门、旋转天窗、顶部两侧支架、可调节通道密封板，所述通道门设置在所述型材拼装通道框架的前后两端，所述顶部两侧支架设置在所述型材拼装通道框架的顶部，所述旋转天窗设置在所述顶部两侧支架上且位于所述封闭换热通道的顶部，所述可调节通道密封板通过与成列布置的服务器机柜的拼装密封形成所述封闭换热通道。

进一步地，所述封闭换热通道通过对所述型材拼装通道框架的结构尺寸调整及所述可调节通道密封板的拼装密封，来适应现场需要进行通道封闭的同一规格、不同规格，满机位或非满机位成列设备的通道密封或增容。

进一步地，所述无水微模块还包括配电单元，所述配电单元为母线槽配电单元，置于所述顶部两侧支架上，并与各服务器机柜、热管列间空调电连接。配置于所述封闭通道顶部两侧支架上的所述配电单元，可为服务器机柜、热管列间空调等提供电源及能耗采集与管理，智能化管理同时，节约配电柜占用空间。

优选地，述无水微模块包括两列相对布置的服务器机柜，所述热管列间空调采用单系统设计或双系统设计，当采用单系统设计时，所述无水微模块中两列服务器机柜中所配备的热管列间空调分别接入不同的冷却系统，从而形成备份；当采用双系统设计时，所述无水微模块中的所述热管列间空调的其中一个系统可接入一个冷却系统，另外一个系统可接入另外一个冷却系统，从而形成备份。

优选地，所述热管列间空调采用氟利昂类制冷剂，无水进入机房，保障系统安全运行。

优选地，所述封闭通道采用模块化拼装设计，快速部署、便于扩容；所述旋转天窗采用电磁控制，当有烟雾告警时，所述旋转天窗自动打开，消防气体进入通道灭火；所述无水微模块进一步包括照明、消防传感器及灭火装置、温湿度传感器等。

优选地，所述无水微模块可选配氟泵和储液罐，所述氟泵和储液罐设置在所述供液管上，且所述储液罐设置在氟泵的上游。特别适用于当系统管路过长或热管列间空调采用重力驱动力不足时的情况。

优选地，所述无水微模块可选配恒湿机，安装在成列所述机柜之间，可选择控制无水微模块所述封闭通道内湿度或选择控制无水微模块所述封闭通道外湿度；当选择控制无水微模块所述封闭通道内湿度时，可在位于所述封闭通道内的所述恒湿机门板上分别开设回风口和送风口；当选择控制无水微模块所述封闭通道外湿度时，可选择在所述恒湿机背离所述封闭通道的门板上分别开设回风口和送风口；或在所述恒湿机顶板上开设回风口，在所述恒湿机背离所述封闭通道的门板上开设送风口；或当所述恒湿机置于列头或列尾位置时，在所述恒湿机外侧侧板上开设回风口和送风口。

优选地，所述顶部两侧支架选用型材或钢板加工而成，所述集气管、供液管均分别敷设于所述顶部两侧支架上，此时所述集气管、供液管采用上进上出形式；或仅所述集气管敷设于所述顶部两侧支架上，所述供液管设置在所述热管列间空调底部，此时所述集气管、供液管采用下进上出形式；或所述集气管、供液管均设置在所述热管列间空调底部，此时所述集气管、供液管采用下进下出形式。

同现有技术相比，本实用新型提供的无水微模块，采用热管列间空调与封闭通道组合的冷量提供方式，能够优化气流、按需制冷、提高效率、解决局部热点问题；热管列间空调采用氟利昂类制冷工质，无水进入机房，保障系统安全运行；配电单元可为机柜、热管列间空调等提供电源及能耗采集与管理，智能化管理同时，节约配电柜占用空间；封闭通道采用模块化拼装设计，快速部署、便于扩容。

附图说明

图1为本实用新型的无水微模块的结构示意图；

图2为无水微模块利用重力驱动且封闭冷通道时的结构示意图；

图3为无水微模块利用氟泵驱动且封闭冷通道时的结构示意图；

图4为无水微模块利用重力驱动且封闭冷通道、选配有控制封闭通道外恒湿机且恒湿机位于封闭通道列头或列尾位置时的结构示意图。

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为本实用新型的无水微模块的结构示意图。本实用新型的无水微模块，包括服务器机柜1、热管列间空调2、母线槽配电单元3、封闭换热通道4，其中，服务器机柜1成列布置；热管列间空调2置于成列服务器机柜1之间；热管列间空调2的回风侧与服务器机柜1的排风侧相邻；热管列间空调2的送风侧与服务器机柜1的进风侧相邻；封闭换热通道4包括型材拼装通道框架4-1、通道门4-2、旋转天窗4-3、顶部两侧支架4-4、可调节通道密封板4-5；母线槽配电单元3置于封闭换热通道4顶部两侧支架上；封闭换热通道4可以为封闭冷通道或封闭热通道；当为封闭冷通道时，热管列间空调2的回风侧在冷通道外吸收相邻服务器机柜1的高温排风后，将冷却后的低温空气送至冷通道内，冷空气再由服务器机柜1进风侧吸入，经过服务器温升后排出服务器机柜1并再次由热管列间空调2的回风侧吸入，从而完成空气循环；当为封闭热通道时，热管列间空调2的回风侧在热通道内吸收相邻服务器机柜1的高温排风后，将冷却后的低温空气送至热通道外，冷空气再由服务器机柜1进风侧吸入，经过服务器温升后排出服务器机柜1并再次由热管列间空调2的回风侧吸入，从而完成空气循环；封闭通道4可通过对型材拼装通道框架4-1的结构尺寸调整及可调节通道密封板4-5的拼装密封，来适应现场需要进行通道封闭的同一规格、不同规格，满机位或非满机位成列设备的通道密封或增容；热管列间空调2可采用单系统设计或双系统设计，当采用单系统设计时，无水微模块中两列服务器机柜1中所配备的热管列间空调2分别接入不同的冷却系统，从而形成备份；当热管列间空调2采用双系统设计时，无水微模块中的热管列间空调2的其中一个系统可接入一个冷却系统，另外一个系统可接入另外一个冷却系统，从而形成备份；热管列间空调2采用氟利昂类制冷剂，无水进入机房，保障系统安全运行；配置于封闭换热通道顶部两侧支架4-4上的母线槽配电单元3，可为机柜1、热管列间空调2等提供电源及能耗采集与管理，智能化管理同时，节约配电柜占用空间；封闭通道4采用模块化拼装设计，快速部署、便于扩容；旋转天窗4-3采用电磁控制，当有烟雾告警时，旋转天窗4-3自动打开，消防气体进入通道灭火；无水微模块进一步包括照明、消防传感器及灭火装置、温湿度传感器等；封闭通道4顶部两侧支架可选用型材或钢板加工而成；热管列间空调2与系统连接管路可敷设于封闭通道顶部两侧支架4-4上。

图2为本实用新型的无水微模块利用重力驱动且封闭冷通道时的结构示意图。本实用新型的一种无水微模块，热管列间空调2采用下进管、上出管形式，制冷剂依靠重力驱动，其中一列热管列间空调2出气管通过集气管Ⅰ9与中间换热器Ⅰ7进气口连通，列间空调2进液管通过供液管Ⅰ11与中间换热器Ⅰ7出液口连通；另外一列热管列间空调2出气管通过集气管Ⅱ10与中间换热器Ⅱ8进气口连通，列间空调2进液管通过供液管Ⅱ12与中间换热器Ⅱ8出液口连通；集气管Ⅰ9、集气管Ⅱ10分别置于封闭通道顶部两侧支架4-4上；当为封闭冷通道时，每列机柜1中的热管列间空调2的回风侧在冷通道外吸收相邻机柜1的高温排风后，热管列间空调2中的液态制冷剂吸热蒸发为制冷剂气体并分别通过集气管Ⅰ9、集气管Ⅱ10由与各自相连的中间换热器Ⅰ7、中间换热器Ⅱ8将热量排出室外，在中间换热器Ⅰ7、中间换热器Ⅱ8中经过室外冷源分别冷却后的制冷剂液体通过供液管Ⅰ11、供液管Ⅱ12分别回流至两列热管列间空调中用于再次蒸发循环，经过冷却后的低温空气送至冷通道内，冷空气再由机柜1进风侧吸入，经过服务器温升后排出机柜1并再次由热管列间空调2的回风侧吸入从而完成空气循环，空气循环如图中箭头A所示；其中一列热管列间空调2与中间换热器Ⅰ7构成的系统中制冷剂流动如图中箭头B所示；另外一列热管列间空调2与中间换热器Ⅱ8构成的系统中制冷剂流动如图中箭头C所示；中间换热器Ⅰ7、中间换热器Ⅱ8室外冷源进出方向分别如图中箭头D、E所示。

图3为本实用新型的无水微模块利用氟泵驱动且封闭冷通道时的结构示意图。本实施例的无水微模块，在图2所示系统基础上，可选配氟泵5，选配氟泵5时，同时增加储液罐13，两个系统的储液罐13、氟泵5依次分别安装在中间换热器Ⅰ7、供液管Ⅰ11之间，中间换热器Ⅱ8、供液管Ⅱ12之间，特别适用于当系统管路过长或热管列间空调2采用重力驱动力不足时的情况；此时其中一列热管列间空调2与中间换热器Ⅰ7构成的系统的制冷剂流动方向如图中箭头F所示，另外一列热管列间空调2与中间换热器Ⅱ8构成的系统中制冷剂流动如图中箭头G所示；中间换热器Ⅰ7、中间换热器Ⅱ8室外冷源进出方向分别如图中箭头D、E所示；封闭冷通道中空气流动方向如图中箭头A所示。

图4为本实用新型的无水微模块利用重力驱动且封闭冷通道、选配有控制封闭通道外恒湿机且恒湿机位于封闭通道列头或列尾位置时的结构示意图。本实施例的无水微模块，在图2所示系统基础上，选配有恒湿机6且恒湿机6安装在封闭通道列尾位置，采用在恒湿机6外侧侧板上开设回风口和送风口，控制无水微模块封闭通道外湿度。恒湿机中空气流动如图中箭头H所示，其中一列热管列间空调2与中间换热器Ⅰ7构成的系统中制冷剂流动如图中箭头B所示；另外一列热管列间空调2与中间换热器Ⅱ8构成的系统中制冷剂流动如图中箭头C所示；中间换热器Ⅰ7、中间换热器Ⅱ8室外冷源进出方向分别如图中箭头D、E所示；封闭冷通道中空气流动方向如图中箭头K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的范围之内。

Claims (8)

1.一种无水微模块，包括服务器机柜、热管列间空调、封闭换热通道、中间换热器，其特征在于：

服务器机柜成列布置形成至少一列服务器机柜，且每列服务器机柜中，各服务器机柜的进风和排风方向一致；

每列服务器机柜中，所述热管列间空调置于各服务器机柜之间，且各所述热管列间空调的回风和送风方向一致；

每列服务器机柜中，所述热管列间空调的回风侧与临近服务器机柜的排风侧相邻，所述热管列间空调的送风侧与临近服务器机柜的进风侧相邻；

所述至少一列服务器机柜通过通道组件形成封闭换热通道，所述封闭换热通道设置至少一集气管、一供液管，

每列服务器机柜分别对应一集气管和一供液管，其中的各热管列间空调的制冷剂出气端口均通过管路与对应的集气管连通，其中的各热管列间空调的制冷剂供液端口均通过管路与对应的供液管连通，

每列服务器机柜对应的集气管、供液管分别与一中间换热器的进气口、出液口连通。

2.根据权利要求1所述的无水微模块，其特征在于：所述封闭换热通道为封闭冷通道，每列服务器机柜中的各服务器机柜的进风侧及各热管列间空调的送风侧，均朝向所述封闭换热通道。

3.根据权利要求1所述的无水微模块，其特征在于：所述封闭换热通道为封闭热通道，每列服务器机柜中的各服务器机柜的排风侧及各热管列间空调的回风侧，均朝向所述封闭换热通道。

4.根据权利要求1所述的无水微模块，其特征在于：所述通道组件包括型材拼装通道框架、通道门、旋转天窗、顶部两侧支架、可调节通道密封板，所述通道门设置在所述型材拼装通道框架的前后两端，所述顶部两侧支架设置在所述型材拼装通道框架的顶部，所述旋转天窗设置在所述顶部两侧支架上且位于所述封闭换热通道的顶部，所述可调节通道密封板通过与成列布置的服务器机柜的拼装密封形成所述封闭换热通道。

5.根据权利要求4所述的无水微模块，其特征在于：所述无水微模块还包括配电单元，所述配电单元为母线槽配电单元，置于所述顶部两侧支架上，并与各服务器机柜、热管列间空调电连接。

6.根据权利要求1所述的无水微模块，其特征在于：所述无水微模块还包括氟泵和储液罐，所述氟泵和储液罐设置在所述供液管上，且所述储液罐设置在氟泵的上游。

7.根据权利要求1所述的无水微模块，其特征在于：所述无水微模块还包括恒湿机，所述恒湿机安装在成列的服务器机柜之间，

所述恒湿机朝向所述封闭换热通道的门板上开设有回风口和送风口，以控制所述封闭换热通道内的湿度，

或所述恒湿机背离所述封闭换热通道的门板上开设有回风口和送风口，以控制所述封闭换热通道外的湿度，

或在所述恒湿机的顶板上开设回风口，在所述恒湿机背离所述封闭换热通道的门板上开设送风口，以控制所述封闭换热通道外的湿度，

或当所述恒湿机置于列头或列尾位置时，在所述恒湿机外侧侧板上开设回风口和送风口，以控制所述封闭换热通道外的湿度。

8.根据权利要求4所述的无水微模块，其特征在于：所述顶部两侧支架选用型材或钢板加工而成，所述集气管、供液管均分别敷设于所述顶部两侧支架上，此时所述集气管、供液管采用上进上出形式；或仅所述集气管敷设于所述顶部两侧支架上，所述供液管设置在所述热管列间空调底部，此时所述集气管、供液管采用下进上出形式；或所述集气管、供液管均设置在所述热管列间空调底部，此时所述集气管、供液管采用下进下出形式。

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