CN206743754U - 一种数据中心列间热管散热*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数据中心列间热管散热***，包括室外机械制冷单元，自然冷却单元，泵组单元，冷量分配单元，室内列间热管散热单元，***稳压单元，冷量分配单元，压力传感器，冷凝水积水盘和排水管；所述室外机械制冷单元，自然冷却单元和室内列间热管散热它们采用并联形式或串联形式。本实用新型的优点在于：该***将室外机械制冷单元与室外自然冷却单元相结合，建立对数据中心机柜进行更合理的冷却***，并增加机柜的布置空间，提高数据中心有效利用空间，节约用地，另一方面，通过自然环境冷源的利用，可以大大节约数据中心电耗，通过室内列间散热器出风方向的合理布置，有效进行气流组织的优化，实现更合理的冷量分配，减少冷量的浪费。

Description

一种数据中心列间热管散热***

技术领域

本实用新型涉及数据中心机房环境控制技术领域，特别是一种数据中心列间热管散热***。

背景技术

我国数据中心发展迅猛，总量已超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的1.5％，预计数据中心能耗每年将相当于三峡电站一年的发电量，其中大多数数据中心的PUE仍普遍大于2.2，与国际先进水平相比有较大差距。数据中心IT设备需要全天候进行冷却，通常机房内采用精密空调进行制冷，从而保证数据中心的环境控制要求。数据中心空调机组耗能占到了机房总耗能的35％-45％，仅次于数据中心IT设备的能耗，造成数据中心PUE值较高，能效利用率低。数据中心现有的冷却方式通常为先冷却环境再冷却设备，如GB50174-2008《电子信息***机房设计规范》中所述A、B类机房要求环境温度23℃±1℃，现结合自然冷源与风冷冷水机组冷却技术相结合，采用靠近热源的列间冷却对服务器机柜进行冷却，对精密空调可以完全替代，并通过气流合理的组织，一方面可有效降低PUE，提高能效利用率，另一方面可有效解决由于精密空调机组气流组织不合理造成局部热点等问题；同时，通过空调机组的完全替代，有效提高机房空间利用率，可布置更多服务器机柜，从而可有效提高经济效益及节地的效果。

实用新型内容

为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供了一种数据中心列间热管散热***，可以改善以上的不足。

本实用新型涉及一种数据中心列间热管散热***，包括室外机械制冷单元，自然冷却单元，泵组单元，冷量分配单元，室内列间热管散热单元，***稳压单元，冷量分配单元，泵组单元，温度传感器，压力传感器，流量开关，温度表，压力表，冷凝水积水盘和排水管；所述室外机械制冷单元，自然冷却单元和室内列间热管散热单元它们采用并联形式或串联形式，所述串联形式为：所述室外机械制冷单元与自然冷却单元连接，所述自然冷却单元通过冷水供水干管与泵组单元连接，所述泵组单元通过冷水供水干管与冷量分配单元连接，所述冷量分配单元通过冷水回水干管与机械制冷单元连接；所述冷量分配单元和泵组单元分别与室内列间热管散热单元分别连接；所述机械制冷单元包括一组并联组件，所述并联组件包括依次串联在一起的电动调节阀，蝶阀，压力表，风冷冷水机组，温度表和流量开关；所述自然冷却单元含有一组并联的自然风冷换热器；在自然冷却单元与泵组单元连接的冷水供水干管上设置***稳压单元，在***稳压单元与泵组单元之间设置压力传感器和湿度传感器；所述冷量分配单元含有换热器；所述并联形式为：所述室外机械制冷单元一端与室内列间热管散热单元一端通过机械制冷低压管连接，所述室内列间热管散热单元另一端通过机械制冷高压管与室外机械制冷单元另一端连接；所述自然冷却单元一端通过自然冷源制冷回冷干管与室内列间热管散热单元连接，所述自然冷却单元通过冷水干管与泵组单元连接，所述泵组单元通过自然冷源制冷供冷干管与室内列间热管散热单元连接；在自然冷却单元与泵组单元之间的冷水供水干管上依次设置***稳压单元，压力传感器和温度传感器；所述机械制冷单元包括电动调节阀，蝶阀，压力表，风冷冷水机组，温度表和流量开关，它们依次连联；所述自然冷却单元含有一组并联的自然风冷换热器。

进一步的，所述泵组单元含有一组并联组件，每个组件包括止回阀，离心水泵和Y型过滤器。

进一步的，所述室内列间热管散热单元内含有多个机柜，位于机柜下方出口端设置积水盘和排水管，在机柜入口端设置截止阀。

进一步的，所述室内列间热管散热器，其出风形式可根据具体机房的布置情况采用正面出风、斜面出风和侧面出风。

进一步的，所述室内列间热管散热单元的风机是无级直流变速风机。

进一步的，所述的冷量分配单元，可为板式换热器，可为管壳式换热器。

本实用新型具有以下优点：

1、通过在数据中心设置该***，可充分利用自然冷源，结合机械制冷单元，完全替代传统的精密空调，提高制冷***能效比，有效降低PUE，提高能量的利用效率；

2、通过在数据中心内设置该***，尤其根据机房内机柜的布置特点采用不同的送风方式，改变原有的“先冷环境后冷设备”的观点，优化气流组织，避免由于气流不均造成和引起的服务器机柜局部高温及“局部热岛”现象；

3、通过在数据中心内设置该***，可有效提高数据中心的空间利用效率，同比可布置更多的机柜，有效的提高经济效益并达到节地的目的。

附图说明

图1为本实用新型的机械制冷单元与自然风冷单元串联制冷二级换热单***结构示意图；

图2为本实用新型的机械制冷单元与自然风冷单元并联制冷双***结构示意图；

图3为本实用新型的末端单***结构列间热管散热器循环风机正面出风结构示意图；

图4为本实用新型的末端单***结构列间热管散热器循环风机斜面出风结构示意图；

图5为本实用新型的末端单***结构列间热管散热器循环风机侧面出风结构示意图；

图6为本实用新型的末端双***结构列间热管散热器循环风机正面出风结构示意图；

图7为本实用新型的末端双***结构列间热管散热器循环风机斜面出风结构示意图；

图8为本实用新型的末端双***结构列间热管散热器循环风机侧面出风结构示意图；

图中：1机械制冷单元，1-1风冷冷水机组，1-2压力表，1-3蝶阀，1-4电动调节阀，1-5温度表，1-6流量开关，1-7机械风冷冷凝器，2自然冷却单元，2-1自然风冷换热器，2-2软管，3***稳压单元，4压力传感器，5温度传感器，6泵组单元，6-1离心水泵，6-2Y型过滤器，6-3止回阀，7冷水供水干管，8，冷量分配单元，8-1冷量分配换热器，9，列间热管散热单元，9-1，截止阀，9-2机柜，9-3，列间热管散热器，9-4循环风机，9-5列间热管散热器供冷管，9-6列间热管散热器回冷管，9-7，自然冷源列间热管散热器，9-8自然冷源列间热管散热器供冷管，9-9自然冷源列间热管散热器回冷管，9-10，积水盘，9-11，排水管，10冷水回水干管，11机械制冷高压管，12机械制冷低压管，13自然冷源制冷供冷干管，14自然冷源制冷回冷干管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种数据中心列间热管散热***，包括室外机械制冷单元1，自然冷却单元2，泵组单元6，冷量分配单元8，室内列间热管散热单元9，***稳压单元3，冷量分配单元8，泵组单元6，温度传感器5，压力传感器4，流量开关1-6，温度表1-5，压力表1-2，冷凝水积水盘和排水管9-11；所述室外机械制冷单元1，自然冷却单元2和室内列间热管散热单元9配置灵活，它们采用并联形式或者串联形式，所述串联形式为：所述室外机械制冷单元1与自然冷却单元2连接，所述自然冷却单元2通过冷水供水干管7与泵组单元6连接，所述泵组单元6通过冷水供水干管7与冷量分配单元8连接，所述冷量分配单元8通过冷水回水干管10与机械制冷单元1连接；所述冷量分配单元8和泵组单元6分别与室内列间热管散热单元9分别连接；所述室内列间热管散热单元9内含有多个机柜9-2，位于机柜9-2下方出口端设置积水盘和排水管9-11，在机柜9-2入口端设置截止阀9-1；所述泵组单元6含有一组并联组件，每个组件包括止回阀6-3，离心水泵6-1和Y型过滤器6-2。所述机械制冷单元1包括一组并联组件，所述组件包括：电动调节阀1-4，蝶阀1-3，压力表1-2，风冷冷水机组1-1，温度表1-5和流量开关1-6，它们依次串联；所述自然冷却单元2含有一组并联的自然风冷换热器2-1，它与其他部件通过软管2-2连接；在自然冷却单元2与泵组单元6连接的冷水供水干管7上设置***稳压单元3，在***稳压单元3与泵组单元6之间设置压力传感器4和湿度传感器；所述冷量分配单元8含有冷量分配换热器8-1。所述的冷量分配单元8，可为板式换热器，可为管壳式换热器。所述室内列间热管散热器9-3，其出风形式可根据具体机房的布置情况采用正面出风(如图3)、斜面出风(如图4)和侧面出风(如图5)。所述室内列间热管散热单元9的风机是无级直流变速风机。

工作过程：如图1所示为机械制冷单元与自然风冷单元串联制冷二级换热单***结构示意图，机械制冷单元1与自然冷却单元2采用串联的形式，根据室外环境工况条件，控制机械制冷单元1中冷水机组1-1的运行负荷及自然冷却单元2中自然风冷换热器2-1风扇启停或转速，控制工质的出口温度，在泵组单元6作用下，低温工质进入冷量分配单元8，与列间热管散热单元9传递的热工质进行换热，完成后，在泵组单元6作用下再次回到机械制冷单元1及自然冷却单元2中，从而形成闭式***，不断提供冷负荷，形成的该闭式***为一级换热***；列间热管散热单元9内布置列间热管散热器9-3，该***工质在列间热管散热器9-3内吸收机柜9-2产生的热量，在热管作用下，将高温工质带入冷量分配单元8，与其中由机械制冷单元1或自然冷却单元2提供的低温工质进行热交换，从而实现冷却，并在热管作用下，再次回到列间热管散热单元9内，从而形成闭式循环，即二级冷却***。前述所述机械制冷单元1中风冷冷水机组1-1与自然冷却单元2中自然风冷换热器2-1所提供为多组列间热管散热器9-3提供集中冷负荷，实现数据中心冷却。

前述一级换热***，为保证***稳定性及安全性，在供水干管7上设置***稳压单元3，用于保证***压力的稳定性；在冷水供水干管10上分别设置压力传感器4及温度传感器5，通过供回水温度及室外环境工况，有效控制机械制冷单元1及自然冷却单元2的冷负荷量，保证冷量分配单元8中的换热量；在机械制冷单元1及自然冷却单元2冷负荷可通过冷水机组1-1的运行负荷、自然风冷换热器2-1的运行负荷及泵组单元6的运行负荷进行控制，可采用变频手段及运行台数达到冷负荷控制的目的；前述一级换热***，泵组单元6中离心泵6-1可进行冗余，实现***运行的安全性与稳定性。

实施例二：如图2所示为机械制冷单元与自然风冷单元并联制冷双***结构示意图，具体实施方式与实施方案1相似，该***中机械制冷单元1与自然冷却单元2互为独立；自然冷却单元2和室内列间热管散热单元9为并联形式：所述室外机械制冷单元1一端与室内列间热管散热单元9一端通过机械制冷低压管12连接，所述室内列间热管散热单元9另一端通过机械制冷高压管11与室外机械制冷单元1另一端连接；所述自然冷却单元2一端通过自然冷源制冷回冷干管14与室内列间热管散热单元9连接，所述自然冷却单元2通过冷水干管与泵组单元6连接，所述泵组单元6通过自然冷源制冷供冷干管13与室内列间热管散热单元9连接；在自然冷却单元2与泵组单元6之间的冷水供水干管7上依次设置***稳压单元3，压力传感器4和温度传感器5；所述机械制冷单元1包括电动调节阀1-4，蝶阀1-3，压力表1-2，风冷冷水机组1-1，温度表1-5和流量开关1-6，它们依次串联；所述所述自然冷却单元2含有一组并联的自然风冷换热器2-1。所述泵组单元6含有一组并联组件，每个组件包括止回阀6-3，离心水泵6-1和Y型过滤器6-2。所述室内列间热管散热单元9内含有多个机柜9-2，位于机柜9-2下方出口端设置积水盘和排水管9-11，在机柜9-2入口端设置截止阀9-1。所述室内列间热管散热器9-3，其出风形式可根据具体机房的布置情况采用正面出风(图6)、斜面出风(图7)和侧面出风(图8)。所述室内列间热管散热单元9的风机是无级直流变速风机。

工作过程：如图2所示，机械制冷单元1中机械风冷冷凝器1-7通过压缩机直接膨胀换热，通过制冷剂相变从机械制冷单元中排热，将冷负荷携带到列间热管散热单元9中列间热管散热器9-3中，在循环风机9-4风机作用下，工质再次吸热相变，在压缩机作用下，再次回到机械制冷单元1中，形成闭式循环，在环境温度较高情况下，实现强制制冷；在室外环境达到一定低温后，可启动自然冷却单元2，在泵组单元6作用下，自然冷却工质在自然风冷换热器2-1中通过冷却将冷负荷带到自然冷源列间热管散热器9-7中，在循环风机9-4作用下，自然冷却工质吸收热量，在泵组单元6作用下，再次将自然冷却工质带到自然风冷换热器2-1中，实现自然冷却工质的冷却。机械制冷单元2与自然风冷单元2二者为独立***，为独立列间热管散热单元9进行供冷，同时机械制冷1单元对应列间热管散热器9-3，自然风冷单元1对应自然冷源列间热管散热器9-7，形成互为独立的两套***。

Claims (6)

1.一种数据中心列间热管散热***，其特征在于：包括室外机械制冷单元，自然冷却单元，泵组单元，冷量分配单元，室内列间热管散热单元，***稳压单元，冷量分配单元，泵组单元，温度传感器，压力传感器，流量开关，温度表，压力表，冷凝水积水盘和排水管；所述室外机械制冷单元，自然冷却单元和室内列间热管散热单元它们采用并联形式或串联形式，所述串联形式为：所述室外机械制冷单元与自然冷却单元连接，所述自然冷却单元通过冷水供水干管与泵组单元连接，所述泵组单元通过冷水供水干管与冷量分配单元连接，所述冷量分配单元通过冷水回水干管与机械制冷单元连接；所述冷量分配单元和泵组单元分别与室内列间热管散热单元分别连接；所述机械制冷单元包括一组并联组件，所述并联组件包括依次串联在一起的电动调节阀，蝶阀，压力表，风冷冷水机组，温度表和流量开关；所述自然冷却单元含有一组并联的自然风冷换热器；在自然冷却单元与泵组单元连接的冷水供水干管上设置***稳压单元，在***稳压单元与泵组单元之间设置压力传感器和湿度传感器；所述冷量分配单元含有换热器；所述并联形式为：所述室外机械制冷单元一端与室内列间热管散热单元一端通过机械制冷低压管连接，所述室内列间热管散热单元另一端通过机械制冷高压管与室外机械制冷单元另一端连接；所述自然冷却单元一端通过自然冷源制冷回冷干管与室内列间热管散热单元连接，所述自然冷却单元通过冷水干管与泵组单元连接，所述泵组单元通过自然冷源制冷供冷干管与室内列间热管散热单元连接；在自然冷却单元与泵组单元之间的冷水供水干管上依次设置***稳压单元，压力传感器和温度传感器；所述机械制冷单元包括电动调节阀，蝶阀，压力表，风冷冷水机组，温度表和流量开关，它们依次连联；所述自然冷却单元含有一组并联的自然风冷换热器。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心列间热管散热***，其特征在于：所述泵组单元含有一组并联组件，每个组件包括止回阀，离心水泵和Y型过滤器。

3.根据权利要求1所述的一种数据中心列间热管散热***，其特征在于：所述室内列间热管散热单元内含有多个机柜，位于机柜下方出口端设置积水盘和排水管，在机柜入口端设置截止阀。

4.根据权利要求1所述的一种数据中心列间热管散热***，其特征在于：所述室内列间热管散热器，其出风形式可根据具体机房的布置情况采用正面出风、斜面出风和侧面出风。

5.根据权利要求1所述的一种数据中心列间热管散热***，其特征在于：所述室内列间热管散热单元的风机是无级直流变速风机。

6.根据权利要求1所述的一种数据中心列间热管散热***，其特征在于：所述的冷量分配单元为板式换热器或管壳式换热器。