[發明專利]一種雙系統互備機柜熱管背板排熱系統

在審

• 申請號: 201510563521.2
• 申請日: 2015-09-07
• 公開（公告）號: CN105188316A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 王丁會;陳楊;朱建斌
• 申請（專利權）人: 四川斯普信信息技術有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王學強;羅滿

技術領域

本發明涉及數據中心機房環境控制技術領域，具體涉及一種雙系統互備機柜熱管背板排熱系統。

背景技術

全球數據中心總量超過300萬個，耗電量占到全球總電量的1.1％-1.5％，我國數據中心發展迅猛，總量已超過40萬個，年耗電量超過全社會用電量的1.5％，其中大多數數據中心的PUE仍普遍大于2.2，與國際先進水平相比有較大差距。數據中心IT設備需要全天候進行散熱，通常數據中心內采用精密空調或者機械冷源進行制冷，而隨著數據機房的快速發展，每年機房的耗電量以20％的速度快速增長，而其中在數據機房中空調的能耗占到35％-45％，某些機房空調占比更高。數據中心現有的冷卻方式通常為先冷卻環境再冷卻設備，如GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》中所述A、B類機房要求環境溫度23℃±1℃，而實際數據中心服務器機柜內溫度可達45℃左右，如采用直接冷卻設備的理念，可有效減少冷負荷浪費，尤其根據不同地域及季節周期性變化，結合自然冷源與機械冷源技術，采用雙系統互備機柜熱管背板排熱系統對服務器機柜進行冷卻，大幅度減少甚至完全替代實現精密空調的使用，一方面可有效降低PUE，提高能效利用率，另一方面可有效解決由于精密空調機組氣流組織不合理造成局部熱點等問題；同時，通過空調機組的完全替代，有效提高機房空間利用率，可布置更多服務器機柜，從而可有效提高經濟效益及節地的效果；此外，雙系統互備機柜熱管背板排熱系統采用相對獨立的管翅式換熱器，在實現冗余的同時，降低末端風阻，實現鋁翅片共用，從而有效保證散熱系統的有效性與安全性。

發明內容

本發明的目的在于充分利用自然冷源及能效比較高的機械冷源，并通過雙系統互備機柜熱管背板排熱系統結構的合理設置，大幅度減少甚至完全替代傳統精密空調的能耗，有效降低數據中心PUE值，達到節能減排的效果，并提高散熱系統的冗余性、安全性與有效性；另外，通過排熱系統結構的布置，可優化氣流組織，實現精確制冷，改變傳統精密空調“先冷環境后冷設備”的傳統理念，有效提高冷量利用效率，解決局部熱點問題的產生；同時，通過該系統的機柜背板安裝方式，可有效提高數據中心空間的利用率，提高服務器機柜的布置數量，有效的提高經濟效益并達到節地的效果。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：本發明提供的技術方案它包括自然冷源單元、機械冷源單元、冷量分配單元、機柜末端熱管背板換熱單元、循環泵組、過濾器、壓力儲液罐、供回水管路、傳感器等。自然冷源單元依次與機械冷源單元并聯或串聯、與所述冷量分配單元、機柜末端熱管背板換熱單元串聯。

進一步地，所述機柜末端熱管背板換熱單元采用雙系統管翅式熱管換熱器，所述雙系統內循環相互獨立，末端換熱器上采用同一個散熱翅片。這樣其中任何一路出現故障，另一路換熱系統能夠充分利用散熱翅片，獨立保證機柜散熱量。

進一步地，所述自然冷源單元與機械冷源單元采用并聯或串聯的方式與所述冷量分配單元連接。

進一步地，所述冷量分配單元采用管殼式換熱器或板式換熱器。既可根據機房要求，采用獨立系統為機柜排熱系統單元提供冷量，也可將冷量分配單元中換熱器互為備份地為機柜排熱系統提供冷量，實現冗余布置。

進一步地，所述的機柜末端熱管背板換熱單元通過鉸鏈結構連接，設置在機柜前方或機柜背面。設置在機柜前方作為冷卻前板，設置在機柜背面作為冷卻背板，冷卻前板、背板通過鉸鏈等結構連接，能夠有效開啟，從而不影響機柜內電子元器件的檢修與維護。

進一步地，所述的自然冷源單元采用風冷冷凝器或冷卻塔，更進一步地，所述的自然冷源單元采用攜帶潛熱預冷卻裝置的風冷冷凝器。

進一步地，所述的自然冷源單元、機械冷源單元、循環泵組及機柜末端熱管背板換熱單元采用變頻電機及啟停臺數來控制系統的供回溫度及流量，從而保證系統的安全性、設備的節能性。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明通過機柜末端熱管背板換熱單元雙系統互備結構的布置，可有效提高機柜末端換熱的安全性。一方面提高了冗余換熱，保證了末端散熱系統的備份；另一方面末端采用的兩路銅管散熱翅片換熱器共用換熱散熱翅片，可有效降低末端風阻，提高了單個系統換熱的效率，在一路出現故障時，故障的一路不會對有效的末端換熱單元造成過大的系統阻力，保證單系統散熱的有效性。

2、本發明通過在數據中心內設置該系統，可充分利用自然冷源，大幅度減少甚至完全替代傳統的精密空調，提高制冷系統能效比，有效降低PUE，提高能量的利用效率。