CN210725820U - 一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统 - Google Patents
一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统，属于建筑综合能源管理领域。本实用新型解决数据中心服务器的热量难以散失热量散失后没有得到有效的利用的问题。主要部件包括服务器、热管、换热器、水泵、集水器、分水器、冷却塔回水管、毛细管辐射板、水套等。本实用新型利用服务器热量作为热源，通过热管导出热量，保证服务器的正常运行，同时利用水循环并联导出各个热管中的热量，在冬季工况下，可防止空调冷却水管冻结，利用毛细管辐射板和辐射地暖保证室内的环境；在全年工况下，预热生活用水管中的存水，提供舒适的体验。本系统保证服务器的正常运行，同时利用余热废热，既提供舒适的生活环境，还可保障了数据机房冷源的安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统，属于建筑综合能源管理领域。
背景技术
数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其他与之配套的设备(例如通信和存储系统)，还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备以及各种安全装置。数据中心随着互联网、物联网和云系统的大量应用，也迎来了新的建筑浪潮。根据美国斯坦福大学Jonathan Koomey教授的一项调查显示，2010年全球数据中心电力消耗为2355亿度，约占全球电力消耗的1.3％。我国数据中心的能耗也显著高于世界平均水平，据ICT Research统计，2012我国数据中心能耗高达664.5亿度，占当年全国工业用电量的1.8％。2015年数据中心的能耗已经高达1000亿度，相当于三峡水电站全年的发电量。而另一方面，数据中心的能源效率却普遍低下，如中国联通2012年营业收入407亿美元，利润仅为12亿美元，但其电费开支却高达17亿美元。，数据中心的在节能方面有很大的发展空间，数据中心的节能不仅可以为企业创造利润，也大大减少世界能源的消耗。尤其是数据中心全年四季均散发非常多的热量，如若不加以利用，会造成极大的能源浪费。
为了对数据中心进行能源管理，一般都会采用辐射板用于供热系统，比如在专利CN 102305424 A大温差低温辐射系统中，利用循环水的高利用率，在供热面积不变的情况下减少的流量，达到降低能耗的效果，此专利的缺点是对数据中心的能源利用过于单一；在专利CN 103267329 A中，利用太阳能蒸发冷却和毛细管辐射在制冷、制热和热水供应方面进行节能研究，此专利没有考虑充分利用数据中心产生的热量，反而利用太阳能进行蒸发冷却，且太阳能并非稳定的能源，最终系统能消耗仍然难以控制。
本专利建立的数据中心的余热回收系统，分三个部分对余热进行利用：首先，在冬季可以利用余热对空调冷却水水管进行预热，防止冬季水管冻裂，影响数据中心空调的正常运行；同时内置毛细辐射管利用热量对机房相邻的房间供热；还可以针对一般生活热水放水时总要先放出一部分凉水浪费水资源问题，预热水管内的生活用水，这样随时随地放出的水均可立即使用。既对机房的能源管理进行了充分利用，又避免了由于设备复杂带来的再次能源消耗
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统。
一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统由机柜(1)、第一服务器(2)、第二服务器(3)、第三服务器(4)、第四服务器(5)、第一热管管束蒸发端(6)、第二热管管束蒸发端(7)、第三热管管束蒸发端(8)、第四热管管束蒸发端(9)、第一热管管束冷凝端(10)、第二热管管束冷凝端(11)、第三热管管束冷凝端(12)、第四热管管束冷凝端(13)、第一换热器(14)、第一换热器冷水通道(15)、第二换热器(16)、第二换热器冷水通道(17)、第三换热器(18)、第三换热器冷水通道(19)、第四换热器(20)、第四换热器冷水通道(21)、水泵(22)、第一集水器出水口(23)、第一集水器第一进水口(24)、第一集水器第二进水口(25)、第一集水器第三进水口(26)、第一集水器(27)、第一集水器出水截止阀(28)、第一集水器第一进水截止阀(29)、第一集水器第二进水截止阀(30)、第一集水器第三进水截止阀(31)、冷却水回水管(32)、冷却水回水管水套(33)、冷却塔(34)、制冷机组(35)、冷却水泵(36)、毛细管辐射板(37)、地暖管(38)、生活用水管(39)、生活用水管水套(40)、第一分水器进水截止阀(41)、第一分水器进水口(42)、第一分水器第一出水口(43)、第一分水器第二出水口(44)、第一分水器第三出水口(45)、第一分水器(46)、第一分水器第一出水截止阀(47)、第一分水器第二出水截止阀(48)、第一分水器第三出水截止阀(49)、第二分水器(50)、第二分水器进水口(51)、第二分水器第一分水口(52)、第二分水器第二分水口(53)、第二分水器第三分水口(54)、第二分水器第四分水口(55)、第二分水器第一出水截止阀(56)、第二分水器第二出水截止阀(57)、第二分水器第三出水截止阀(58)、第二分水器第四出水截止阀(59)、第二分水器进水截止阀(60)、第二集水器(61)、第二集水器出水口(62)、第二集水器第四进水口(63)、第二集水器第三进水口(64)、第二集水器第二进水口(65)、第二集水器第一进水口(66)、第二集水器第四进水截止阀(67)、第二集水器第三进水截止阀(68)、第二集水器第二进水截止阀(69)、第二集水器第一进水截止阀(70)、第二集水器出水口出水截止阀(71)组成；
其中第一分水器(46)有一个第一分水器进水口(42)和三个出水口，三个出水口分别为第一分水器第一出水口(43)、第一分水器第二出水口(44)、第一分水器第三出水口(45)；第二分水器(50)有一个第二分水器进水口(51)和四个出水口，四个出水口分别为第二分水器第一分水口(52)、第二分水器第二分水口(53)、第二分水器第三分水口(54)、第二分水器第四分水口(55)；第一集水器(27)有一个第一集水器出水口(23)和三个进水口，三个进水口分别为第一集水器第一进水口(24)、第一集水器第二进水口(25)、第一集水器第三进水口(26)；第二集水器(61)有一个第二集水器出水口(62)和四个进水口，四个进水口分别为第二集水器第一进水口(66)、第二集水器第二进水口(65)、第二集水器第三进水口(64)、第二集水器第四进水口(63)；
第二分水器进水口(60)与水泵(22)出口相连，第二分水器第一分水口(52)与第一换热器(14)的入口相连，第二分水器第二分水口(53)与第二换热器(16)的入口相连，第二分水器第三分水口(54)与第三换热器(18)的入口相连，第二分水器第四分水口(55)与第四换热器(20)的入口相连；第一换热器冷水通道(15)的出口与第二集水器(61)的第二集水器第一进水口(66)相连，第二换热器冷水通道(17)的出口与第二集水器第二进水口(65)相连，第三换热器冷水通道(19)的出口与第二集水器第三进水口(64)相连，第四换热器冷水通道(21)的出口与第二集水器第四进水口(63)相连；
第二集水器(61)的第二集水器出水口(62)与第一分水器进水口(42)相连，流经第二集水器出水口出水截止阀(71)和第一分水器进水截止阀(41)；
第一分水器第一出水口(43)与第一分水器第一出水截止阀(47)的入口相连，第一分水器第一出水截止阀(47)的出口与冷却水回水管水套(33)的入口相连，冷却水回水管水套(33)的出口与第一集水器第一进水截止阀(29)的入口相连，第一集水器第一进水截止阀(29)的出口与第一集水器第一进水口(24)相连；
第一分水器第二出水口(44)与第一分水器第二出水截止阀(48)的入口相连，第一分水器第二出水截止阀(48)的出口与毛细管辐射板(37)和地暖管(38)的入口相连，毛细管辐射板(37)和地暖管(38)的出口与第一集水器第二进水截止阀(30)的入口相连，第一集水器第二进水截止阀(30)的出口与第一集水器第二进水口(25)相连；
第一分水器第三出水口(45)与第一分水器第三出水截止阀(49)的入口相连，第一分水器第三出水截止阀(49)的出口与生活用水管水套(40)的入口相连，生活用水管水套(40)的出口与第一集水器第三进水截止阀(31)的入口相连，第一集水器第三进水截止阀(31)的出口与第一集水器第三进水口(26)相连；
第一集水器出水口(23)与集水器出水截止阀(28)的入口相连，集水器出水截止阀(28)的出口与水泵(22)的入口相连，水泵(22)的出口与第二分水器(50)的第二分水器进水口(51)相连；
机柜(1)由第一服务器(2)、第二服务器(3)、第三服务器(4)、第四服务器(5)构成；第一热管管束蒸发端(6)固定于第一服务器(2)内部，第一热管管束冷凝端(10)固定于第一换热器(14)内部；第二热管管束蒸发端(7)固定于第二服务器(3)内部，第二热管管束冷凝端(11)固定于第二换热器(16)内部；第三热管管束蒸发端(8)固定于第三服务器(4)内部，第三热管管束冷凝端(12)固定于第三换热器(18)内部；第四热管管束蒸发端(9)固定于第四服务器(5)内部，第四热管管束冷凝端(13)固定于第四换热器(20)内部；
在冬季工况下，水泵(22)开启；第一集水器出水截止阀(28)、第一集水器第一进水截止阀(29)、第一集水器第二进水截止阀(30)、第一集水器第三进水截止阀(31)、第二集水器第四进水截止阀(67)、第二集水器第三进水截止阀(68)、第二集水器第二进水截止阀(69)、第二集水器第一进水截止阀(70)、第二集水器出水口出水截止阀(71)开启；第一分水器进水截止阀(41)、第一分水器第一出水截止阀(47)、第一分水器第二出水截止阀(48)、第一分水器第三出水截止阀(49)、第二分水器第一出水截止阀(56)、第二分水器第二出水截止阀(57)、第二分水器第三出水截止阀(58)、第二分水器第四出水截止阀(59)、第二分水器进水截止阀(60)开启；
在冬季工况下，系统开始运行时，机柜(1)中的第一服务器(2)、第二服务器(3)、第三服务器(4)、第四服务器(5)工作放出大量的热量；第一热管管束蒸发端(6)内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第一热管管束冷凝端(10)冷凝放出热量，第一热管管束冷凝端(10)在第一换热器(14)中将热量传递给第一换热器冷水通道(15)中的水；第二热管管束蒸发端(7)内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第二热管管束冷凝端(11)冷凝放出热量，第二热管管束冷凝端(11)在第二换热器(16)中将热量传递给第二换热器冷水通道(17)中的水；第三热管管束蒸发端(8)内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第三热管管束冷凝端(12)冷凝放出热量，第三热管管束冷凝端(12)在第三换热器(18)中将热量传递给第三换热器冷水通道(19)中的水；第四热管管束蒸发端(9)内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第四热管管束冷凝端(13)冷凝放出热量，第四热管管束冷凝端(13)在第四换热器(20)中将热量传递给第一换热器冷水通道(21)中的水；
水经水泵(22)驱动，流入第二分水器(50)的第二分水器进水口(51)后同时流出第二分水器第一分水口(52)、第二分水器第二分水口(53)、第二分水器第三分水口(54)、第二分水器第四分水口(55)，以相同流量分别流经第一换热器(14)、第二换热器(16)、第三换热器(18)和第四换热器(20)。其中，第二分水器第一分水口(52)流经第一换热器(14)，在第一换热器冷水通道(15)中与第一热管管束冷凝端(10)换热，换热后流经第二集水器第一进口截止阀(70)进入第二集水器第一进水口(66)；第二分水器第二分水口(53)流经第二换热器(16)在第二换热器冷水通道(17)中与第二热管管束冷凝端(11)换热，换热后流经第二集水器第二进口截止阀(69)进入第二集水器第二进水口(65)；第二分水器第三分水口(54)流经第三换热器(18)在第三换热器冷水通道(19)中与第三热管管束冷凝端(12)换热，换热后流经第二集水器第三进口截止阀(68)进入第二集水器第三进水口(64)；第二分水器第四分水口(55)流经第四换热器(20)在第四换热器冷水通道(21)中与第四热管管束冷凝端(13)换热，换热后流经第二集水器第四进口截止阀(67)进入第二集水器第四进水口(63)；随后经过第二集水器出水口(62)、第二集水器出水口出水截止阀(71)，通过第一分水器进水截止阀(41)流入第一分水器进水口(42)；
水在分水器中分别流向支路I、支路II和支路III；水在支路I中，流经第一分水器第一出水截止阀(47)，流入冷却水回水管水套(33)入口，在冷却水回水管水套(33)中与冷却水换热保持冷却水回水温度在凝结点以上，冷却水回水管水套(33)中换热后的水流经第一集水器第一进水截止阀(29)流入第一集水器第一进水口(24)；水在支路II中，流经第一分水器第二出水截止阀(48)，流入毛细管辐射板(37)、地暖管(38)的入口，在毛细管辐射板(37)、地暖管(38)中与室内空气换热，并室内辐射热量，换热后的水从毛细管辐射板(37)和地暖管(38)的出口流出，流经第一集水器第二进水截止阀(30)流入第一集水器第二进水口(25)；水在支路III中，流经第一分水器第三出水截止阀(48)，流入生活用水管水套(40)，在生活用水管水套(40)中与生活用水管中的存水换热，生活用水管水套(40)中换热后的水流经第一集水器第三进水截止阀(31)流入第一集水器第三进水口(26)；
支路I、支路II和支路III中的水集中流向第一集水器(27)，第一集水器(27)中的水流出第一集水器出水口(23)，流经第一集水器出水截止阀(28)，流入水泵(22)的入口，经水泵(22)驱动流经第二分水器进水口截止阀(60)流入第二分水器进水口(51)，随后通过第二分水器(50)的四个分水口进入四个换热器冷水通道，开始下一次循环；
在夏季和过渡季节工况下，水泵(22)开启；第一集水器出水截止阀(28)、第一集水器第三进水截止阀(31)开启；第二分水器进水截止阀(60)、第二分水器第一进水截止阀(56)、第二分水器第二进水截止阀(57)、第二分水器第三出水截止阀(58)、第二分水器第四出水截止阀(59)开启；第一分水器进水截止阀(41)、第一分水器第三出水截止阀(49)开启；第二集水器出水截止阀(71)、第二集水器第一进水截止阀(70)、第二集水器第二进水截止阀(69)、第二集水器第三进水截止阀(68)第二集水器第四进水截止阀(67)开启；第一集水器第一进水截止阀(29)、第一集水器第二进水截止阀(30)、第一分水器第一出水截止阀(47)、第一分水器第二出水截止阀(48)关闭；
在夏季和过渡季节工况下，系统开始运行时，机柜(1)中的第一服务器(2)、第二服务器(3)、第三服务器(4)、第四服务器(5)工作放出大量的热量；第一热管管束蒸发端(6)内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第一热管管束冷凝端(10)冷凝放出热量，第一热管管束冷凝端(10)在第一换热器(14)中将热量传递给第一换热器冷水通道(15)中的水；第二热管管束蒸发端(7)内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第二热管管束冷凝端(11)冷凝放出热量，第二热管管束冷凝端(11)在第二换热器(16)中将热量传递给第二换热器冷水通道(17)中的水；第三热管管束蒸发端(8)内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第三热管管束冷凝端(12)冷凝放出热量，第三热管管束冷凝端(12)在第三换热器(18)中将热量传递给第三换热器冷水通道(19)中的水；第四热管管束蒸发端(9)内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第四热管管束冷凝端(13)冷凝放出热量，第四热管管束冷凝端(13)在第四换热器(20)中将热量传递给第一换热器冷水通道(21)中的水；
水经水泵(22)驱动，流入第二分水器(50)的第二分水器进水口(51)后同时流出第二分水器第一分水口(52)、第二分水器第二分水口(53)、第二分水器第三分水口(54)、第二分水器第四分水口(55)，以相同流量分别流经第一换热器(14)、第二换热器(16)、第三换热器(18)和第四换热器(20)。其中，第二分水器第一分水口(52)流经第一换热器(14)，在第一换热器冷水通道(15)中与第一热管管束冷凝端(10)换热，换热后流经第二集水器第一进口截止阀(70)进入第二集水器第一进水口(66)；第二分水器第二分水口(53)流经第二换热器(16)在第二换热器冷水通道(17)中与第二热管管束冷凝端(11)换热，换热后流经第二集水器第二进口截止阀(69)进入第二集水器第二进水口(65)；第二分水器第三分水口(54)流经第三换热器(18)在第三换热器冷水通道(19)中与第三热管管束冷凝端(12)换热，换热后流经第二集水器第三进口截止阀(68)进入第二集水器第三进水口(64)；第二分水器第四分水口(55)流经第四换热器(20)在第四换热器冷水通道(21)中与第四热管管束冷凝端(13)换热，换热后流经第二集水器第四进口截止阀(67)进入第二集水器第四进水口(63)；随后经过第二集水器出水口(62)、第二集水器出水口出水截止阀(71)，通过第一分水器进水截止阀(41)流入第一分水器进水口(42)；
水在第一分水器中流向支路III；水在支路III中，流经第一分水器第三出水截止阀(48)，流入生活用水管水套(40)，在生活用水管水套(40)中与生活用水管中的存水换热，生活用水管水套(40)中换热后的水流经第一集水器第三进水截止阀(31)流入第一集水器第三进水口(26)；
支路III中的水流向第一集水器(27)，第一集水器(27)中的水流出集水器出水口(23)，流经第一集水器出水截止阀(28)，流入水泵(22)的入口，经水泵(22)驱动流经第二分水器进水口截止阀(60)流入第二分水器进水口(51)，随后通过第二分水器(50)的四个分水口进入四个换热器冷水通道，开始下一次循环；
第一热管管束蒸发端(6)在第一服务器(2)中吸收热量，第一热管(6)中的介质吸热蒸发，蒸气在压差下流向第一热管管束冷凝端(10)，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；第二热管管束蒸发端(7)在第二服务器(3)中吸收热量，第二热管(7)中的介质吸热蒸发，蒸气在压差下流向第一热管管束冷凝端(11)，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；第三热管管束蒸发端(8)在第三服务器(4)中吸收热量，第三热管(8)中的介质吸热蒸发，蒸气在压差下流向第三热管管束冷凝端(12)，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；第四热管管束蒸发端(9)在第四服务器中(5)吸收热量，第四热管(9)中的介质吸热蒸发，蒸气在压差下流向第四热管管束冷凝端(13)，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；如此实现热量由热管管束的一端传至另一端。
在冬季工况下，冷却塔(34)用于冷却制冷机组(35)的冷却水时，室外温度较低，容易引起冷却水回水管(32)内的冷却水凝结，影响制冷机组(35)的正常运行，将与服务器换热出的水经分水器引入冷却水回水管水套(33)中，可以提高冷却水的水温，防止其凝结，确保制冷机组的运行；
在冬季工况下，将与服务器换热出的水经分水器引入毛细管辐射板(37)和地暖管(38)中，毛细管辐射板(37)和地暖管(38)与室内空气进行对流和辐射换热，提高室内温度，提高室内环境舒适度；
在冬季工况下，将与服务器换热出的水经分水器引入包裹在生活用水管(39)外侧的生活用水管水套(40)中，提高生活用水管(39)中存水的温度，在人员开始用水时，提供较为合适的温度，解决了生活用水使用时必须先放掉一部分凉水的问题。
附图说明
附图1为本实用新型的原理图。
附图1中的标号名称：1.机柜、2.第一服务器、3.第二服务器、4.第三服务器、5.第四服务器、6.第一热管管束蒸发端、7.第二热管管束蒸发端、8.第三热管管束蒸发端、9.第四热管管束蒸发端、10.第一热管管束冷凝端、11.第二热管管束冷凝端、12.第三热管管束冷凝端、13.第四热管管束冷凝端、14.第一换热器、15.第一换热器冷水通道、16.第二换热器、17.第二换热器冷水通道、18.第三换热器、19.第三换热器冷水通道、20.第四换热器、21.第四换热器冷水通道、22.水泵、23.集水器出水口、24.集水器第一进水口、25.集水器第二进水口、26.集水器第三进水口、27.集水器、28.集水器出水截止阀、29.集水器第一进水截止阀、30.集水器第二进水截止阀、31.集水器第三进水截止阀、32.冷却水回水管、33.冷却水回水管水套、34.冷却塔、35.制冷机组、36.冷却水泵、37.毛细管辐射板、38.地暖管、39.生活用水管、40.生活用水管水套、41.分水器进水截止阀、42.分水器进水口、43.分水器第一进水口、44.分水器第二出水口、45.分水器第三出水口、46.分水器、47.分水器第一出水截止阀、48.分水器第二出水截止阀、49.分水器第三出水截止阀、50.第二分水器、51.第二分水器进水口、52.第二分水器第一分水口、53.第二分水器第二分水口、54.第二分水器第三分水口、55.第二分水器第四分水口、56.第二分水器第一出水截止阀、57.第二分水器第二出水截止阀、58.第二分水器第三出水截止阀、59.第二分水器第四出水截止阀、60.第二分水器进水截止阀、61.第二集水器、62.第二集水器出水口、63.第二集水器第四进水口、64.第二集水器第三进水口、65.第二集水器第二进水口、66.第二集水器第一进水口、67.第二集水器第四进水截止阀、68.第二集水器第三进水截止阀、69.第二集水器第二进水截止阀、70.第二集水器第一进水截止阀、71.第二集水器出水口出水截止阀。
具体实施方式
如图1所示，一种基于热管换热冷却技术的数据中心能源管理系统主要包括机柜1、第一服务器2、第二服务器3、第三服务器4、第四服务器5、第一热管管束蒸发端6、第二热管管束蒸发端7、第三热管管束蒸发端8、第四热管管束蒸发端9、第一热管管束冷凝端10、第二热管管束冷凝端11、第三热管管束冷凝端12、第四热管管束冷凝端13、第一换热器14、第一换热器冷水通道15、第二换热器16、第二换热器冷水通道17、第三换热器18、第三换热器冷水通道19、第四换热器20、第四换热器冷水通道21、水泵22、集水器出水口23、集水器第一进水口24、集水器第二进水口25、集水器第三进水口26、集水器27、集水器出水截止阀28、集水器第一进水截止阀29、集水器第二进水截止阀30、集水器第三进水截止阀31、冷却水回水管32、冷却水回水管水套33、冷却塔34、制冷机组35、冷却水泵36、毛细管辐射板37、地暖管38、生活用水管39、生活用水管水套40、分水器进水截止阀41、分水器进水口42、分水器第一进水口43、分水器第二出水口44、分水器第三出水口45、分水器46、分水器第一出水截止阀47、分水器第二出水截止阀48、分水器第三出水截止阀49、第二分水器50、第二分水器进水口51、第二分水器第一分水口52、第二分水器第二分水口53、第二分水器第三分水口54、第二分水器第四分水口55、第二分水器第一出水截止阀56、第二分水器第二出水截止阀57、第二分水器第三出水截止阀58、第二分水器第四出水截止阀59、第二分水器进水截止阀60、第二集水器61、第二集水器出水口62、第二集水器第四进水口63、第二集水器第三进水口64、第二集水器第二进水口65、第二集水器第一进水口66、第二集水器第四进水截止阀67、第二集水器第三进水截止阀68、第二集水器第二进水截止阀69、第二集水器第一进水截止阀70、第二集水器出水口出水截止阀71。
在冬季工况下，水泵22开启；第一集水器出水截止阀28、第一集水器第一进水截止阀29、第一集水器第二进水截止阀30、第一集水器第三进水截止阀31、第二集水器第四进水截止阀67、第二集水器第三进水截止阀68、第二集水器第二进水截止阀69、第二集水器第一进水截止阀70、第二集水器出水口出水截止阀71开启；第一分水器进水截止阀41、第一分水器第一出水截止阀47、第一分水器第二出水截止阀48、第一分水器第三出水截止阀49、第二分水器第一出水截止阀56、第二分水器第二出水截止阀57、第二分水器第三出水截止阀58、第二分水器第四出水截止阀59、第二分水器进水截止阀60开启；
在冬季工况下，系统开始运行时，机柜1中的第一服务器2、第二服务器3、第三服务器4、第四服务器5工作放出大量的热量；第一热管管束蒸发端6内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第一热管管束冷凝端10冷凝放出热量，第一热管管束冷凝端10在第一换热器14中将热量传递给第一换热器冷水通道15中的水；第二热管管束蒸发端7内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第二热管管束冷凝端11冷凝放出热量，第二热管管束冷凝端11在第二换热器16中将热量传递给第二换热器冷水通道17中的水；第三热管管束蒸发端8内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第三热管管束冷凝端12冷凝放出热量，第三热管管束冷凝端12在第三换热器18中将热量传递给第三换热器冷水通道19中的水；第四热管管束蒸发端9内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第四热管管束冷凝端13冷凝放出热量，第四热管管束冷凝端13在第四换热器20中将热量传递给第一换热器冷水通道21中的水；
水经水泵22驱动，流入第二分水器50的第二分水器进水口51后同时流出第二分水器第一分水口52、第二分水器第二分水口53、第二分水器第三分水口54、第二分水器第四分水口55，以相同流量分别流经第一换热器14、第二换热器16、第三换热器18和第四换热器20；其中，第二分水器第一分水口52流经第一换热器14，在第一换热器冷水通道15中与第一热管管束冷凝端10换热，换热后流经第二集水器第一进口截止阀70进入第二集水器第一进水口66；第二分水器第二分水口53流经第二换热器16在第二换热器冷水通道17中与第二热管管束冷凝端11换热，换热后流经第二集水器第二进口截止阀69进入第二集水器第二进水口65；第二分水器第三分水口54流经第三换热器18在第三换热器冷水通道19中与第三热管管束冷凝端12换热，换热后流经第二集水器第三进口截止阀68进入第二集水器第三进水口64；第二分水器第四分水口55流经第四换热器20在第四换热器冷水通道21中与第四热管管束冷凝端13换热，换热后流经第二集水器第四进口截止阀67进入第二集水器第四进水口63；随后经过第二集水器出水口62、第二集水器出水口出水截止阀71，通过第一分水器进水截止阀41流入第一分水器进水口42；水在分水器中分别流向支路I、支路II和支路III；水在支路I中，流经第一分水器第一出水截止阀47，流入冷却水回水管水套33入口，在冷却水回水管水套33中与冷却水换热保持冷却水回水温度在凝结点以上，冷却水回水管水套33中换热后的水流经第一集水器第一进水截止阀29流入第一集水器第一进水口24；水在支路II中，流经第一分水器第二出水截止阀48，流入毛细管辐射板37、地暖管38的入口，在毛细管辐射板37、地暖管38中与室内空气换热，并室内辐射热量，换热后的水从毛细管辐射板37和地暖管38的出口流出，流经第一集水器第二进水截止阀30流入第一集水器第二进水口25；水在支路III中，流经第一分水器第三出水截止阀48，流入生活用水管水套40，在生活用水管水套40中与生活用水管中的存水换热，生活用水管水套40中换热后的水流经第一集水器第三进水截止31流入第一集水器第三进水口26；
支路I、支路II和支路III中的水集中流向第一集水器27，第一集水器27中的水流出第一集水器出水口23，流经第一集水器出水截止阀28，流入水泵22的入口，经水泵22驱动流经第二分水器进水口截止阀60流入第二分水器进水口51，随后通过第二分水器50的四个分水口进入四个换热器冷水通道，开始下一次循环；
在冬季工况下，将与服务器换热出的水经分水器分别流入第一出口43、第二出口44、第三出口45。流入第一出口43的水流入冷却水回水管水套33，加热冷却水管回水管32，对冬季的冷却水管回水管32进行防冻预热；流入第二出口44的水分别流向毛细管辐射板37和地暖管38，用于通过内置的辐射管给房间供热；流入第三出口45的水经分水器引入包裹在生活用水管39外侧的生活用水管水套40中，提高生活用水管39中存水的温度，使管内的水保持在一个合适的温度，不被白白放掉。
在夏季和过渡季节工况下，水泵22开启；第一集水器出水截止阀28、第一集水器第三进水截止阀31开启；第二分水器进水截止阀60、第二分水器第一进水截止阀56、第二分水器第二进水截止阀57、第二分水器第三出水截止阀58、第二分水器第四出水截止阀59开启；第一分水器进水截止阀41、第一分水器第三出水截止阀49开启；第二集水器出水截止阀71、第二集水器第一进水截止阀70、第二集水器第二进水截止阀69、第二集水器第三进水截止阀68第二集水器第四进水截止阀67开启；第一集水器第一进水截止阀29、第一集水器第二进水截止阀30、第一分水器第一出水截止阀47、第一分水器第二出水截止阀48关闭；
在夏季和过渡季节工况下，系统开始运行时，机柜1中的第一服务器2、第二服务器3、第三服务器4、第四服务器5工作放出大量的热量；第一热管管束蒸发端6内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第一热管管束冷凝端10冷凝放出热量，第一热管管束冷凝端10在第一换热器14中将热量传递给第一换热器冷水通道15中的水；第二热管管束蒸发端7内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第二热管管束冷凝端11冷凝放出热量，第二热管管束冷凝端11在第二换热器16中将热量传递给第二换热器冷水通道17中的水；第三热管管束蒸发端8内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第三热管管束冷凝端12冷凝放出热量，第三热管管束冷凝端12在第三换热器18中将热量传递给第三换热器冷水通道19中的水；第四热管管束蒸发端9内工作介质蒸发吸收热量，工作介质在第四热管管束冷凝端13冷凝放出热量，第四热管管束冷凝端13在第四换热器20中将热量传递给第一换热器冷水通道21中的水；
水经水泵22驱动，流入第二分水器50的第二分水器进水口51后同时流出第二分水器第一分水口52、第二分水器第二分水口53、第二分水器第三分水口54、第二分水器第四分水口55，以相同流量分别流经第一换热器14、第二换热器16、第三换热器18和第四换热器20；其中，第二分水器第一分水口52流经第一换热器14，在第一换热器冷水通道15中与第一热管管束冷凝端10换热，换热后流经第二集水器第一进口截止阀70进入第二集水器第一进水口66；第二分水器第二分水口53流经第二换热器16在第二换热器冷水通道17中与第二热管管束冷凝端11换热，换热后流经第二集水器第二进口截止阀69进入第二集水器第二进水口65；第二分水器第三分水口54流经第三换热器18在第三换热器冷水通道19中与第三热管管束冷凝端12换热，换热后流经第二集水器第三进口截止阀68进入第二集水器第三进水口64；第二分水器第四分水口55流经第四换热器20在第四换热器冷水通道21中与第四热管管束冷凝端13换热，换热后流经第二集水器第四进口截止阀67进入第二集水器第四进水口63；随后经过第二集水器出水口62、第二集水器出水口出水截止阀71，通过第一分水器进水截止阀41流入第一分水器进水口42；该过程中，第二分水器(50)的第二分水器第一分水口(52)、第二分水器第二分水口(53)、第二分水器第三分水口(54)、第二分水器第四分水口(55)同时开启，同时分别流入第一换热器(14)、第二换热器(16)、第三换热器(18)和第四换热器(20)；
水在分水器中流向支路III；水在支路III中，流经分水器第三出水截止阀48，流入生活用水管水套40，在生活用水管水套40中与生活用水管中的存水换热，生活用水管水套40中换热后的水流经集水器第三进水截止阀31流入集水器第三进水口26；
支路III中的水流向第一集水器27，第一集水器27中的水流出集水器出水口23，流经第一集水器出水截止阀28，流入水泵22的入口，经水泵22驱动流经第二分水器进水口截止阀60流入第二分水器进水口51，随后通过第二分水器50的四个分水口进入四个换热器冷水通道，开始下一次循环；
第一热管管束蒸发端6在第一服务器2中吸收热量，热管中的介质吸热蒸发，蒸气在压差下流向第一热管管束冷凝端10，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；第二热管管束蒸发端7在第二服务器3中吸收热量，热管中的介质吸热蒸发，蒸气在压差下流向第一热管管束冷凝端11，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；第三热管管束蒸发端8在第三服务器4中吸收热量，热管中的介质吸热蒸发，蒸气在压差下流向第三热管管束冷凝端12，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；第四热管管束蒸发端9在第四服务器中5吸收热量，热管中的介质吸热蒸发，蒸气在压差下流向第四热管管束冷凝端13，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；如此实现热量由热管管束的一端传至另一端。
在春夏秋工况下，将与服务器换热出的水经分水器引入包裹在生活用水管39外侧的生活用水管水套40中，提高生活用水管39中存水的温度，这样在人员开启热水器时，管内存水也具有较为合适的温度，不会被白白放掉。
本实用新型所提供的一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统利用服务器运行时产生的热量作为热源，使用热管冷却技术将热量导出后，保障制冷机组的运行的同时维持室内舒适的环境，还提供温度适宜的生活用水，节约水资源。该系统在维护服务器正常工作的同时实现了能源的充分高效利用。
Claims (2)
1.一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统，其特征在于：
由机柜(1)、第一服务器(2)、第二服务器(3)、第三服务器(4)、第四服务器(5)、第一热管管束蒸发端(6)、第二热管管束蒸发端(7)、第三热管管束蒸发端(8)、第四热管管束蒸发端(9)、第一热管管束冷凝端(10)、第二热管管束冷凝端(11)、第三热管管束冷凝端(12)、第四热管管束冷凝端(13)、第一换热器(14)、第一换热器冷水通道(15)、第二换热器(16)、第二换热器冷水通道(17)、第三换热器(18)、第三换热器冷水通道(19)、第四换热器(20)、第四换热器冷水通道(21)、水泵(22)、第一集水器出水口(23)、第一集水器第一进水口(24)、第一集水器第二进水口(25)、第一集水器第三进水口(26)、第一集水器(27)、第一集水器出水截止阀(28)、第一集水器第一进水截止阀(29)、第一集水器第二进水截止阀(30)、第一集水器第三进水截止阀(31)、冷却水回水管(32)、冷却水回水管水套(33)、冷却塔(34)、制冷机组(35)、冷却水泵(36)、毛细管辐射板(37)、地暖管(38)、生活用水管(39)、生活用水管水套(40)、第一分水器进水截止阀(41)、第一分水器进水口(42)、第一分水器第一出水口(43)、第一分水器第二出水口(44)、第一分水器第三出水口(45)、第一分水器(46)、第一分水器第一出水截止阀(47)、第一分水器第二出水截止阀(48)、第一分水器第三出水截止阀(49)、第二分水器(50)、第二分水器进水口(51)、第二分水器第一分水口(52)、第二分水器第二分水口(53)、第二分水器第三分水口(54)、第二分水器第四分水口(55)、第二分水器第一出水截止阀(56)、第二分水器第二出水截止阀(57)、第二分水器第三出水截止阀(58)、第二分水器第四出水截止阀(59)、第二分水器进水截止阀(60)、第二集水器(61)、第二集水器出水口(62)、第二集水器第四进水口(63)、第二集水器第三进水口(64)、第二集水器第二进水口(65)、第二集水器第一进水口(66)、第二集水器第四进水截止阀(67)、第二集水器第三进水截止阀(68)、第二集水器第二进水截止阀(69)、第二集水器第一进水截止阀(70)、第二集水器出水口出水截止阀(71)组成；
其中第一分水器(46)有一个第一分水器进水口(42)和三个出水口，三个出水口分别为第一分水器第一出水口(43)、第一分水器第二出水口(44)、第一分水器第三出水口(45)；第二分水器(50)有一个第二分水器进水口(51)和四个出水口，四个出水口分别为第二分水器第一分水口(52)、第二分水器第二分水口(53)、第二分水器第三分水口(54)、第二分水器第四分水口(55)；第一集水器(27)有一个第一集水器出水口(23)和三个进水口，三个进水口分别为第一集水器第一进水口(24)、第一集水器第二进水口(25)、第一集水器第三进水口(26)；第二集水器(61)有一个第二集水器出水口(62)和四个进水口，四个进水口分别为第二集水器第一进水口(66)、第二集水器第二进水口(65)、第二集水器第三进水口(64)、第二集水器第四进水口(63)；
第二分水器进水口(51)与水泵(22)出口相连，第二分水器第一分水口(52)与第一换热器(14)的入口相连，第二分水器第二分水口(53)与第二换热器(16)的入口相连，第二分水器第三分水口(54)与第三换热器(18)的入口相连，第二分水器第四分水口(55)与第四换热器(20)的入口相连；第一换热器冷水通道(15)的出口与第二集水器(61)的第二集水器第一进水口(66)相连，第二换热器冷水通道(17)的出口与第二集水器第二进水口(65)相连，第三换热器冷水通道(19)的出口与第二集水器第三进水口(64)相连，第四换热器冷水通道(21)的出口与第二集水器第四进水口(63)相连；
第二集水器(61)的第二集水器出水口(62)与第一分水器进水口(42)相连，流经第二集水器出水口出水截止阀(71)和第一分水器进水截止阀(41)；
第一分水器第一出水口(43)与第一分水器第一出水截止阀(47)的入口相连，第一分水器第一出水截止阀(47)的出口与冷却水回水管水套(33)的入口相连，冷却水回水管水套(33)的出口与第一集水器第一进水截止阀(29)的入口相连，第一集水器第一进水截止阀(29)的出口与第一集水器第一进水口(24)相连；
第一分水器第二出水口(44)与第一分水器第二出水截止阀(48)的入口相连，第一分水器第二出水截止阀(48)的出口与毛细管辐射板(37)和地暖管(38)的入口相连，毛细管辐射板(37)和地暖管(38)的出口与第一集水器第二进水截止阀(30)的入口相连，第一集水器第二进水截止阀(30)的出口与第一集水器第二进水口(25)相连；
第一分水器第三出水口(45)与第一分水器第三出水截止阀(49)的入口相连，第一分水器第三出水截止阀(49)的出口与生活用水管水套(40)的入口相连，生活用水管水套(40)的出口与第一集水器第三进水截止阀(31)的入口相连，第一集水器第三进水截止阀(31)的出口与第一集水器第三进水口(26)相连；
第一集水器出水口(23)与集水器出水截止阀(28)的入口相连，集水器出水截止阀(28)的出口与水泵(22)的入口相连，水泵(22)的出口与第二分水器(50)的第二分水器进水口(51)相连；
机柜(1)由第一服务器(2)、第二服务器(3)、第三服务器(4)、第四服务器(5)构成；第一热管管束蒸发端(6)固定于第一服务器(2)内部，第一热管管束冷凝端(10)固定于第一换热器(14)内部；第二热管管束蒸发端(7)固定于第二服务器(3)内部，第二热管管束冷凝端(11)固定于第二换热器(16)内部；第三热管管束蒸发端(8)固定于第三服务器(4)内部，第三热管管束冷凝端(12)固定于第三换热器(18)内部；第四热管管束蒸发端(9)固定于第四服务器(5)内部，第四热管管束冷凝端(13)固定于第四换热器(20) 内部。
2.根据权利要求1所述的一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统，其特征在于：
生活用水管(39)外侧包裹有生活用水管水套(40)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821957591 | 2018-11-21 | ||
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Publications (1)
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|---|---|
| CN210725820U true CN210725820U (zh) | 2020-06-09 |
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ID=70931512
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201921494761.1U Active CN210725820U (zh) | 2018-11-21 | 2019-09-05 | 一种基于热管散热技术和多用途应用热量的数据中心能源管理系统 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111779131A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-16 | 马贞超 | 一种钢结构住宅体系及钢结构柱与钢结构梁的连接结构 |
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2019
- 2019-09-05 CN CN201921494761.1U patent/CN210725820U/zh active Active
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| CN111779131A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-16 | 马贞超 | 一种钢结构住宅体系及钢结构柱与钢结构梁的连接结构 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |