機房空調機組的製作方法
2023-12-05 21:52:16 3
機房空調機組的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種機房空調機組，其能夠對機房內的機櫃進行冷卻，機房空調機組包括：冷端換熱輸送單元，其包括冷端換熱器，冷端換熱器能夠與冷凍機組的進出水對應接通；熱端冷卻單元，其包括熱端換熱器，熱端冷卻單元與機櫃的熱源通過熱管對接；製冷劑循環管路，其包括液管部分和氣管部分，冷端換熱器的出口端通過液管部分與熱端換熱器的進口端接通，熱端換熱器的出口端與冷端換熱器的進口端接通，氣態製冷劑在冷端換熱器內能夠與冷凍機組的冷凍水進行熱交換，液態製冷劑在熱端換熱器內與機組的熱源進行熱交換。該機組可從源頭捕獲設備排出的熱空氣加以中和並可以配送覆蓋整個環境的冷空氣，從根本上解決虛擬化和高密度應用所帶來的熱點問題。
【專利說明】機房空調機組
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及製冷系統，特別涉及一種機房空調機組。
【背景技術】
[0002]目前，大型的計算機數據交換中心、網絡業務和網管系統都採用體積更小、速度更快、功能更強大的刀片式伺服器、網絡交換機等電子設備，而且該電子設備大都應用在越來越小的空間裡。而且，一個機房的設備往往被壓縮到一個機架中，極大地提高了設備的熱流密度，傳統的機房空調已經無法滿足使用要求，散熱問題影響到設備的正常運行，而且，傳統的機房空調能耗大，佔用空間。
[0003]公開於該【背景技術】部分的信息僅僅旨在增加對本實用新型的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種機房空調機組，採用熱管技術從源頭捕獲設備排出的熱空氣並加以中和，並為機房配送覆蓋整個環境的冷空氣，從根本上解決了虛擬化和高密度應用所帶來的熱點問題，有效的保障電子設備的正常運行，同時可以大幅降低機組的能耗，節省空間。
[0005]為實現上述目的，本實用新型提供了一種機房空調機組，其能夠對機房內的機櫃進行冷卻，機房空調機組包括:冷端換熱輸送單元，其包括冷端換熱器，冷端換熱器能夠與冷凍機組的進出水對應接通；熱端冷卻單元，其包括熱端換熱器，熱端冷卻單元與機櫃的熱源通過熱管對接；製冷劑循環管路，其包括液管部分和氣管部分，冷端換熱器的出口端通過液管部分與熱端換熱器的進口端接通，熱端換熱器的出口端與冷端換熱器的進口端接通，氣態製冷劑在冷端換熱器內能夠與冷凍機組的冷凍水進行熱交換，液態製冷劑在熱端換熱器內與機組的熱源進行熱交換。
[0006]優選地，冷端換熱輸送單元還包括儲液罐，儲液罐接入液管部分。
[0007]優選地，冷端換熱輸送單元還包括驅動泵，驅動泵接入儲液罐與熱端換熱器之間的液管部分。
[0008]優選地，在驅動泵的兩端的液管部分分別接入減震管。
[0009]優選地，液管部分接入與儲液罐並聯設置的電磁液位計。
[0010]優選地，液管部分還接入過濾器、乾燥過濾器、單向閥及電磁閥。
[0011]優選地，熱端冷卻單元為多個且並聯設置，每個熱端冷卻單元的熱端換熱器的進口端與液管部分通過流量分配單元接通。
[0012]優選地，流量分配單元為流量調節閥。
[0013]優選地，每個熱端冷卻單元分別固定於對應的機櫃頂部，冷端換熱輸送單元置於設備間，製冷劑循環管路為銅管；製冷劑採用四氟乙烷。[0014]優選地，冷端換熱器通過比例三通調節閥與冷凍機組的進出水對應接通。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:通過熱端冷卻單元直接與機櫃熱源的熱管對接，可以從源頭捕獲設備排出的熱空氣並加以中和，並為空間配送覆蓋整個環境的冷空氣，從根本上解決虛擬化和高密度應用所帶來的熱點問題；熱端冷卻單元通過吊頂式設計，無需佔用任何額外的機房地面空間，有助於提高現有數據中心環境的靈活性與可適應性；冷端換熱輸送單元可支持多臺熱端冷卻單元，熱端冷卻單元製冷劑輸出0-100%可調節，無最低負載要求，其散熱能力強；冷端換熱輸送單元和熱端冷卻單元系統的靈活配置真正實現了模塊化的擴容，為整個機房製冷系統提供更大、更簡便的冗餘；製冷系統中所採用的製冷劑為無毒四氟乙烷，即使發生洩漏，也不會對IT設備造成任何影響，並且其臭氧層潛在消耗為零，在機房熱交換中低壓製冷劑在常溫下會轉變成氣態，這使得機房中的精密電子設備更安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是根據本實用新型的機房空調機組的模型原理圖；
[0017]圖2是一種使用本實用新型的機房空調機組的具體布置示意圖。
[0018]主要附圖標記說明:
[0019]10-冷端換熱輸送單元，101-冷端換熱器，102-儲液罐，103-電磁液位計，104-驅動泵，105-減震管，106-過濾器，107-乾燥過濾器，20-熱端冷卻單元，30-流量分配單元，301-流量調節閥，401-液管部分，402-氣管部分。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本實用新型的保護範圍並不受【具體實施方式】的限制。
[0021]除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語「包括」或其變換如「包含」或「包括有」等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而並未排除其它元件或其它組成部分。
[0022]如圖1所示，根據本實用新型【具體實施方式】的一種機房空調機組，其能夠對機房60內的機櫃601 (參見圖2)進行冷卻，機房空調機組包括冷端換熱輸送單元10、熱端冷卻單元20以及製冷劑循環管路，製冷劑循環管路具體包括液管部分401和氣管部分402，其中，熱端冷卻單元20可以並聯設置多個，比如1-16個任意數目，熱端冷卻單元20的數目根據機房內的機櫃個數確定，熱端冷卻單元20分別與對應的機櫃的熱源通過熱管對接，機櫃的熱源迅速通過熱管傳遞給熱端冷卻單元20進行熱交換，同時，經過熱端冷卻單元20冷卻後的氣流從熱端冷卻單元20排出釋放到機房60內環境(參見圖2中箭頭方向)，此時，液管部分401內的製冷劑需要通過若干個流量分配單元30分配給每個熱端冷卻單元20，流量分配單元30根據每個熱端冷卻單元20需要的冷量調節製冷劑的流量，流量分配單元可以選用流量調節閥301。製冷劑吸熱氣化後進入冷端換熱輸送單元10與冷凍水進行熱交換，再進行上述重複循環。
[0023]作為一種優選實施例，冷端換熱輸送單元10包括冷端換熱器101、儲液罐102、電磁液位計103、驅動泵104、減震管105、過濾器106、乾燥過濾器107及單向閥108，冷端換熱器101能夠與冷凍機組(圖中未示出)的冷凍水的進出水對應接通，圖中501為冷凍水出水管，502為冷凍水進水管，在冷凍水出水管501與冷凍水進水管502之間接入比例三通調節閥503用來控制冷端換熱器101內的冷凍水的溫度。本機房空調機組的製冷劑採用四氟乙烷，在冷端換熱輸送單元10裡利用冷凍水的能量在冷端換熱器101裡將常溫的低壓製冷劑冷凝成機房高於露點溫度的液體，依靠製冷劑本身的重力作用儲存在儲液罐102中，儲液罐102可以並列設計多個，本實施例以3個為例，為了控制儲液罐102中製冷劑的量，在儲液罐102的側面安裝電磁液位計103。製冷劑在製冷劑循環管路中的循環動力來自驅動泵104，驅動泵104接入儲液罐102與熱端換熱器201之間的液管部分401，在驅動泵104的兩端的液管部分分別接入減震管105，儲液罐102與驅動泵104之間的液管部分接入過濾器106對製冷劑進行過濾，最後在液管部分內的製冷劑進入流量分配單元30前依次接入乾燥過濾器107、單向閥108。經過熱端冷卻單元20的製冷劑通過氣管部分402進入冷端換熱器101進行下一次循環。熱端冷卻單元20由熱端換熱器201和變速風扇部件組成。
[0024]上述方案中，在儲液罐102兩端、電磁液位計103兩端、乾燥器106兩端、熱端換熱器201兩端分別接入球閥(圖中未標記)，在冷端換熱輸送單元10內的製冷劑進出端分別接入球閥和電磁閥(圖中未標記)，在流量分配單元30內的流量調節閥301之前也可以接入電磁閥。
[0025]如圖2所示，該機房空調機組特別適用於中高密度伺服器機房和數據中心，能夠從源頭捕獲高達75kW的IT設備排出的熱空氣並加以中和，並為IT空間配送覆蓋整個環境的冷空氣，從根本上解決虛擬化和高密度應用所帶來的熱點問題，為了高熱密度製冷需求，冷端換熱輸送單元和熱端冷卻單元系統將冷量直接送到機房最需要製冷的熱點，而且相對傳統的機房專用空調節省電能。同時，冷端換熱輸送單元與熱端冷卻單元包含集成式熱量遏制系統，可避免冷熱氣流混合，從而提高製冷效果的可預測性。具體安裝該機房空調機組時，每個熱端冷卻單元20分別固定於對應的機櫃601頂部或固定於熱通道上方的天花板上，這種吊頂式設計無需佔用任何額外的機房地面空間，有助於提高現有數據中心環境的靈活性與可適應性。冷端換熱輸送單元10可支持多臺熱端冷卻單元20，其散熱能力高達75kW，熱端冷卻單元製冷劑輸出0-100%可調節，無最低負載要求，並可安裝於IT環境或相鄰空間，從而進一步提聞IT設備的機房空間利用率。
[0026]冷端換熱輸送單元10置於設備間70，冷端換熱輸送單元10和熱端冷卻單元20系統的靈活配置真正實現了模塊化的擴容，為整個機房製冷系統提供更大、更簡便的冗餘。而且，冷端換熱輸送單元10和熱端冷卻單元20系統終端體積小，不佔用地板空間，相對只用傳統機房專用空調，冷端換熱輸送單元10和熱端冷卻單元20系統的加入大大提高的機房面積的使用率。製冷劑循環管路為銅管，以確保製冷終端所需冷量，以及保持製冷劑溫度高於露點溫度，消除在機房中產生冷凝水的顧慮，消除了漏水對IT設備所造成的安全隱患。
[0027]製冷系統中所採用的製冷劑為無毒四氟乙烷(R134a)，即使發生洩漏，也不會對IT設備造成任何影響，並且其臭氧層潛在消耗為零，在機房熱交換中低壓製冷劑在常溫下會轉變成氣態，這使得機房中的精密電子設備更安全。
[0028]前述對本實用新型的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述並非想將本實用新型限定為所公開的精確形式，並且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在於解釋本實用新型的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現並利用本實用新型的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本實用新型的範圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。
【權利要求】
1.一種機房空調機組，其能夠對機房內的機櫃進行冷卻，其特徵在於，所述機房空調機組包括: 冷端換熱輸送單元，其包括冷端換熱器，所述冷端換熱器能夠與冷凍機組的進出水對應接通； 熱端冷卻單元，其包括熱端換熱器，所述熱端冷卻單元與所述機櫃的熱源通過熱管對接; 製冷劑循環管路，其包括液管部分和氣管部分，所述冷端換熱器的出口端通過所述液管部分與所述熱端換熱器的進口端接通，所述熱端換熱器的出口端與所述冷端換熱器的進口端接通，氣態製冷劑在所述冷端換熱器內能夠與所述冷凍機組的冷凍水進行熱交換，液態製冷劑在所述熱端換熱器內與所述機組的熱源進行熱交換。
2.根據權利要求1所述的機房空調機組，其特徵在於，所述冷端換熱輸送單元還包括儲液罐，所述儲液罐接入所述液管部分。
3.根據權利要求2所述的機房空調機組，其特徵在於，所述冷端換熱輸送單元還包括驅動泵，所述驅動泵接入所述儲液罐與所述熱端換熱器之間的液管部分。
4.根據權利要求3所述的機房空調機組，其特徵在於，在所述驅動泵的兩端的液管部分分別接入減震管。
5.根據權利要求4所述的機房空調機組，其特徵在於，所述液管部分接入與所述儲液罐並聯設置的電磁液位計。
6.根據權利要求5所述的機房空調機組，其特徵在於，所述液管部分還接入過濾器、乾燥過濾器、單向閥及電磁閥。
7.根據權利要求1至6任一項所述的機房空調機組，其特徵在於，所述熱端冷卻單元為多個且並聯設置，每個熱端冷卻單元的熱端換熱器的進口端與所述液管部分通過流量分配單元接通。
8.根據權利要求7所述的機房空調機組，其特徵在於，所述流量分配單元為流量調節閥。
9.根據權利要求8所述的機房空調機組，其特徵在於，每個熱端冷卻單元分別固定於對應的機櫃頂部，所述冷端換熱輸送單元置於設備間，所述製冷劑循環管路為銅管；所述製冷劑米用四氟乙燒。
10.根據權利要求1至6任一項所述的機房空調機組，其特徵在於，所述冷端換熱器通過比例三通調節閥與所述冷凍機組的進出水對應接通。
【文檔編號】H05K7/20GK203823985SQ201420260407
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月20日 優先權日:2014年5月20日
【發明者】陳越增, 汪志強 申請人:寧波惠康實業有限公司