[實用新型]制冷除濕復合熱管系統

有效

• 申請號: 201521007390.1
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN205245411U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 井湯博;王鋒;張春風
• 申請（專利權）人: 艾默生網絡能源有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 高占元

技術領域

本實用新型涉及熱管制冷與除濕技術，更具體地說，涉及一種制冷除濕復 合熱管系統。

背景技術

隨著新一代計算機集成密度越來越高，處理速度越來越快，其發熱量也急 劇增長，這對機柜內服務器的高密度安裝及如何散熱提出了嚴峻挑戰。同時， 國民經濟迅速發展，能源形勢已經十分嚴峻，人們逐漸意識到節約能源的重要 性，而數據中心作為能耗大戶，其中空調能耗又占很大的比例。

現有數據中心機房空調主要有直接膨脹式(DX)空調系統和冷凍水(CW) 空調系統兩大類。圖1是現有技術中的直接膨脹式空調系統100的簡圖。如圖 1所示，直接膨脹式空調系統100包括布置在機房外的冷凝器101、以及布置 在機房內的室內空調主機102，兩者通過管道相連，室內空調主機102包括膨 脹閥103、蒸發器104、壓縮機105、以及風扇106。液體制冷劑通過膨脹閥 103節流成為低溫低壓的濕蒸汽，然后制冷劑在蒸發器104中吸收熱量，達到 制冷效果，風扇106將冷風吹出。制冷劑之后在壓縮機105處被壓縮成高溫高 壓的過熱氣體，并在冷凝器101處冷凝為液體，散發大量熱量到室外環境中。 這種直接膨脹式空調系統100有壓縮機105等高耗能設備，能效比低，功耗大。

圖2是現有技術中冷凍水空調系統200的簡圖。如圖2所示，冷凍水空調 系統200包括布置在機房外的集中式冷水機組201、以及布置在機房內的室內 空調主機202，兩者通過管道相連，室內空調主機202包括表面冷卻器203和 風扇204。來自集中式冷水機組201的冷凍水進入表面冷卻器203，對熱空氣 進行冷卻，變成冷空氣后被風扇204吹出，從而對機房內的空氣進行冷卻。這 種冷凍水空調系統200雖然能效比高，功耗低，但是存在水進入機房和服務器 的安全隱患，且冷凍水溫度較低，會在表面冷卻器203表面產生凝露，不僅影 響了實際的制冷效果，表面冷卻器203上的凝結水還會吹進服務器或者漏水導 致服務器宕機。

圖3是現有技術中的熱管空調系統300的簡圖。如圖3所示，熱管空調系 統300包括布置在機房外的集中式冷水機組301和中間換熱器302、以及布置 在機房內的室內空調主機303。集中式冷水機組301和中間換熱器302通過冷 凍水管道相連。室內空調主機303包括與中間換熱器302相連的蒸發器304、 以及風扇305。制冷劑在蒸發器304中吸收熱量，達到制冷效果，風扇305將 冷風吹出。制冷劑從蒸發器304處回到中間換熱器302，來自集中式冷水機組 301的冷凍水在中間換熱器處302將制冷劑中的熱量帶走，之后冷凍水再回到 集中式冷水機組301。

作為現有技術的替代方案，熱管空調系統300具有獨特的優勢，通過由中 間換熱器302及相關控制閥門組成的制冷主機實現了冷凍水與制冷劑的隔離， 利用重力和熱虹吸作用或者泵將制冷劑輸送到機房服務器熱源處的蒸發器 304，節能效果與冷凍水空調系統相近，同時實現了無水進機房的高可靠性。 同時，通過中間熱器換熱后，可通過制冷劑的溫度控制高于空氣露點溫度，避 免制冷末端產生冷凝水，實現干冷換熱，顯熱比近100％，可靠性高，冷卻效 果更好。

但是，當前大多數數據中心出于節能考慮，將冷凍水供回水溫度從7/12 ℃提升至10/15℃甚至15/21℃，而經過中間換熱器302后的制冷劑溫度較高， 一般會達到23℃以上；當機房濕度過高需要進行除濕時，熱管空調系統300 中的末端換熱器無法產生凝露從而除濕，影響服務器可靠運行。現有的設計方 案中，往往需要額外搭配普通的機房精密空調或者工業專用除濕機，不僅造成 工程量的增加，減少機房有效面積，同時由于不同設備之間的通訊無法完全實 現聯動，也不利于數據機房整體的溫度和濕度精確控制。同時，傳統熱管空調 系統300在機房高濕度時會通過調小水流量或提高進水溫度使制冷終端內冷 卻介質的溫度大于空氣露點溫度，實現制冷末端不產生冷凝水，確保電子設備 的安全。這種控制方式將導致整個冷卻系統的冷卻能力下降，難以滿足服務器 設備的散熱需求，造成服務器過溫甚至宕機。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種 制冷除濕復合熱管系統，集成了制冷和除濕功能，且具有較低的能耗。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種制冷除濕復合 熱管系統，包括：

制冷主機，其上設置有空氣入口和空氣出口；