[發明專利]一種采用兩級熱管的數據機房列間空調系統

在審

• 申請號: 201810909884.0
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108981043A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 佟振;任美蘭
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F13/30
• 代理公司: 石家莊開言知識產權代理事務所(普通合伙) 13127
• 代理人: 徐忠麗

本發明提供了一種采用兩級熱管的數據機房列間空調系統，包括多個列間空調、高溫熱管系統、低溫熱管系統和冷源系統，每個列間空調內安裝一個高溫蒸發器和一個低溫蒸發器，各列間空調的高溫蒸發器之間并聯，共同連接一個高溫冷凝器，構成高溫熱管系統，各列間空調的低溫蒸發器之間并聯，共同連接一個低溫冷凝器相連，構成低溫熱管系統。數據機房室內熱空氣被列間空調降溫處理時，先被高溫蒸發器冷卻，再被低溫蒸發器冷卻，最后冷空氣從列間空調送出，并進入各個機柜。本發明采用了高溫和低溫兩級熱管系統，能夠實現換熱過程的溫度匹配，提高熱管系統的換熱效率，從而降低數據機房空調系統能耗。

技術領域

本發明涉及數據機房空調領域，尤其涉及一種采用兩級熱管的數據機房列間空調系統。

背景技術

數據機房是一類產熱量大、空調能耗高的建筑，如何降低數據機房的空調能耗是業內非常關注的問題。近年來，分離式熱管系統被越來越多的應用于數據機房空調系統中，并以其就近排熱、高效節能的特點逐漸受到認可。目前的分離式熱管系統通常采用機柜級分離式熱管，即，將熱管的蒸發器安裝在每個機柜的后背板上，多個機柜上的熱管蒸發器并聯，共用一個或多個熱管冷凝器，熱管冷凝器安裝在機房外，可利用室外空氣、來自冷卻塔的冷水或來自冷機的冷水進行冷卻。有研究表明，多蒸發器并聯的熱管系統，其自調節能力(各個蒸發器內工質流量按需分配的能力)非常有限，即在各個蒸發器之間負荷相差較大的情況下，某些負荷較高的機柜的冷卻效果會受到影響，而實際在數據機房中，各個機柜之間發熱量不均勻的現象十分普遍，因此，目前的機柜級分離式熱管系統存在一定的弊端。

分離式熱管中的工質是依靠相變進行傳熱的，理論上來說，傳熱過程中其管內工質的溫度應基本保持不變。在蒸發器一側，管內工質與管外空氣進行換熱，在冷凝器一側，管內工質與室外空氣或冷卻水進行換熱，不管是空氣還是冷卻水，其在換熱過程中溫度都會不斷變化，這就造成了恒溫介質與變溫介質換熱時的溫度不匹配。如果能夠改善分離式熱管傳熱過程中的溫度匹配特性，熱管系統的換熱效率將有所改善，數據機房空調系統能效將進一步提高。

發明內容

為解決機柜級分離式熱管蒸發器負荷不均勻的問題，并進一步提高分離式熱管的換熱效率，本發明提出一種采用兩級熱管的數據機房列間空調系統，采用列間式分離式熱管，改善了機柜級熱管蒸發器負荷不均勻的問題，采用兩級熱管的形式，提高了熱管系統的換熱效率。因此，本熱管空調系統具有運行安全可靠、傳熱效率高等優勢。

本發明采用以下技術方案予以實現：

一種采用兩級熱管的數據機房列間空調系統，包括數據機房，所述數據機房內設置若干機柜，還包括多個列間空調、高溫熱管系統、低溫熱管系統和冷源系統，所述機柜按照冷、熱通道相間隔的方式布置，所述列間空調布置在機柜與機柜之間，每個所述列間空調內安裝一個高溫蒸發器、一個低溫蒸發器和多個軸流風機，各列間空調的高溫蒸發器之間并聯，共同連接一個高溫冷凝器，構成高溫熱管系統，各列間空調的低溫蒸發器之間并聯，共同連接一個低溫冷凝器，構成低溫熱管系統，高溫冷凝器和低溫冷凝器均設置在機房外，所述高溫蒸發器安裝在列間空調的進風側，所述低溫蒸發器安裝在列間空調的排風側。熱通道內溫度較高的空氣進入列間空調后，先被高溫蒸發器冷卻，再被低溫蒸發器進一步冷卻，最后排入冷通道內，冷通道內溫度較低的空氣被兩側機柜上的電子設備吸入，被用于冷卻電子設備，帶走其發熱量。機房外冷凝器的安裝位置均高于列間空調內的蒸發器，冷源系統提供的冷水，先冷卻低溫冷凝器，后冷卻高溫冷凝器。

所謂的列間空調是指把冷卻末端(即一個一個的小空調)穿插在一排柜子中間，區別于集中送風的傳統空調。進一步地，所述列間空調系統采用R410a或R134a氟利昂制冷劑。

進一步地，所述多個軸流風機均勻布置，安裝在列間空調的高溫蒸發器和低溫蒸發器之間。

進一步地，所述列間空調中的高溫蒸發器和低溫蒸發器均采用翅片管式換熱器，換熱段采用多管并聯同程式結構，管材為純銅。