用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統的製作方法

2023-12-11 05:04:57

專利名稱：用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雲箱安全溫控技術領域，特別是涉及一種用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統。
背景技術：
雲箱，又稱雲貨櫃，一種貨櫃式機房系列產品的統稱，其利用貨櫃為載體，在貨櫃中放置機房運行環境所需的各種設備，比如動力設備、製冷設備、伺服器設備、消防設備、監控設備等。雲箱可以組成微型數據中心、中小型的數據中心、大規模數據中心，能夠滿足客戶多場景、多應用的需求。其和傳統網際網路數據中心(Internet Data Center,簡稱「IDC」)相比，具有很多優點，主要表現為採用高密度設計，計算容量5倍於同面積傳統機房；可按需、分步、快速部署，及時應對動態業務需求；貨櫃的電源使用效率(PowerUsage Effectiveness，簡稱「PUE」)值可降至I. 5，能耗節約可達30% ;節省75%空間，集裝·箱即插即用的功能模塊組成，讓IDC從工程變為即用產品。雲箱採用業界最先進的水冷、自然風冷等技術，其PUE可達I. 2-1. 4。而傳統網際網路數據中心的PUE大於2，較好情況時PUE在I. 5-2之間，如騰訊的天津數據中心就將要把PUE控制在I. 5左右。作為特殊的數據中心，通常由一類市電供電，其一般為從兩個穩定可靠的獨立電源各自引入一路供電線。該兩路不應同時出現檢修停電，平均每月停電次數不應大於I次，平均每次故障時間不應大於0. 5小時。但是，很多基層的數據中心，沒有一類市電供電的待遇，只能享受二類市電供應，其供電線路允許有計劃檢修停電，平均每月停電次數不應大於3. 5次，平均每次故障時間不應大於6小時。一旦斷電後，需要蓄電池供電，其相應的配置時間為一類市電供電的通信樞紐、中小型綜合通信局要達到I小時放電。二類市電供電的通信樞紐、中小型綜合通信局要達到2小時放電。雲箱斷電後，一般有兩種運行方式其一為純通信設備工作；其二為通信設備與不間斷電源(Uninterruptible Power System ,簡稱「UPS」)同時工作,此時製冷系統由UPS驅動，可繼續運行10分鐘。通常失去製冷後，在短短幾分鐘後設備溫度就可高達55攝氏度，導致停機或燒機的故障。目前，雲箱所配置的蓄電池能達到0. 5小時放電(純支持通信設備時);或者0.25小時放電(同時支持通信設備與UPS時)。顯然，目前的雲箱尚未達到在斷電後能夠對內部設備有效提供安全溫控的要求。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種在斷電後能夠對內部設備進行有效提供安全溫控的用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統。為解決上述技術問題，本實用新型用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統包括位於雲箱內的室內熱交換器、位於雲箱外的室外製冷機和相變材料蓄能器；所述室內熱交換器的出口端通過出水管與所述室外製冷機的入口相連，所述室外製冷機的出口與所述相變材料蓄能器的入口相連，所述相變材料蓄能器的出口通過進水管與所述室內熱交換器的入口相連。作為本實用新型的一種優選方案，所述室外製冷機由室外風機、室外換熱器和風冷式冷水機並聯組成。作為本實用新型的一種優選方案，所述室內熱交換器由室內風機和室內換熱器並聯組成。作為本實用新型的一種優選方案，所述相變材料蓄能器包括用於放置相變材料的箱體、用於釋放相變材料能量的換熱器和連接管道；所述換熱器位於箱體內，並通過所述連 接管道分別與室內熱交換器和室外製冷機相連。作為本實用新型的一種優選方案，所述相變材料製成板狀結構並分層布置在所述箱體內。作為本實用新型的一種優選方案，所述相變材料浸於冷媒液中並與冷媒液充分接觸。為解決上述技術問題，用於雲箱的相變蓄能安全溫控方法，包括以下步驟(I)雲箱獲得正常的供電時，室外製冷機給雲箱製冷的同時，並給所述相變材料蓄能器提供冷源；(2)當雲箱斷電後，數據中心的通信設備由蓄電池供電，制冷機停止工作；由相變材料蓄能器釋放冷源，並向室內熱交換器提供冷媒介，繼續製冷。本實用新型的技術效果在於通過一種預先儲冷系統，在設備製冷系統失去供電並產生大量熱源的情況下，利用相變材料預先存儲的冷量進行釋放，吸收設備發出的熱量，達到控制設備運行環境溫度的目的，保證設備安全可靠的運行。採用相變材料能在較小空間內儲存大量能量，能量密度高，從而提高能量使用效率。通過本實用新型的系統，在市電停電，柴油發電機尚未穩定運行，設備仍在工作的情況下，將室內部溫度控制在理想範圍內，可防止過溫等危害設備運行的現象發生。在上電或斷電時可自動實現快速、平滑切換，斷電瞬時即開始釋放預先蓄積的冷量，並且本實用新型安裝施工簡單，蓄能箱可直接介入原有製冷系統中，其他結構可以不做任何改變。本實用新型還可以用於IDC機房或監控中心。
以下結合附圖
和優選實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。圖I是本實用新型的系統示意圖；圖2是本實用新型的流程圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型的用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統包括位於雲箱內的室內熱交換器2、位於雲箱外的室外製冷機I和相變材料蓄能器3 ;所述室內熱交換器2的出口端通過出水管與所述室外製冷機I的入口相連，所述室外製冷機I的出口與所述相變材料蓄能器3的入口相連，所述相變材料蓄能器3的出口通過進水管與所述室內熱交換器2的入口相連。在進行換熱時，位於雲箱內的室內熱交換器2的入口端連接進水管，進水管內輸入冷水，冷水經過室內熱交換器2的冷熱交換後，從出口端的出水管流出熱水。室外製冷機I由室外風機11、室外換熱器12和風冷式冷水機13並聯組成。其中，在室外換熱器12和風冷式冷水機13的出水端均可設置一個控制閥門以控制兩者的出水，在室外換熱器12和風冷式冷水機13的共同進水端可設置一個循環水泵和一個控制閥門，在室外換熱器12和風冷式冷水機13的共同出水端也可以設置一個控制閥門。室內熱交換器2由室內風機21和室內換熱器22並聯組成。所述室外製冷機I與所述室內熱交換器2通過管路相連用以構成封閉的冷媒液循環迴路。室外製冷機I與所述室內熱交換器2之間還裝設有相變材料蓄能器3，該相變材料蓄能器3包括用於放置相變材料的箱體、用於釋放相變材料能量的換熱器和連接管道；所 述換熱器位於箱體內，並通過所述連接管道分別與室內熱交換器和室外製冷機相連。所述相變材料製成板狀結構並分層布置在所述箱體內，並且該相變材料浸於冷媒液中並與冷媒液充分接觸。相變材料泛指有大量溶解潛熱的物質，該物質在其典型溶解溫度時可用於被動存儲和釋放能量。例如，冰就是一種普遍存在的相變材料，其在溶解溫度零攝氏度時能夠等溫吸收或釋放大量的能量。由於相變材料可作為能量存儲器，利用這一特性可將許多形式的能源存儲起來，在需要的時候加以釋放，從而起到節能的作用。另外，相變材料是無機物和增稠劑的混合物，其不會對周圍環境造成有害影響。安裝在相變材料蓄能器的相變材料通過液體溫度變化釋放或儲存冷量，當液體溫度低於相變材料相變點的溫度時，相變材料開始吸收冷量，當液體溫度高於相變材料相變點的溫度時，相變材料開始釋放冷量。如圖2所示，本實用新型的用於雲箱的相變蓄能安全溫控方法，包括以下步驟步驟201，雲箱獲得正常的供電時，室外製冷機給雲箱製冷的同時，並給所述相變材料蓄能器提供冷源；步驟202，當雲箱斷電後，數據中心的通信設備由蓄電池供電，制冷機停止工作；由相變材料蓄能器釋放冷源，並向室內熱交換器提供冷媒介，繼續製冷。相變材料蓄能器串接在室內換熱器的前端(即進水側)，在正常製冷狀態，相變材料蓄能器蓄好冷量，一旦停電，系統失去室外製冷機的製冷，如果沒有製冷，發熱的設備就會迅速發生熱失控，系統就會停機或者損壞。本實用新型在此時釋放相變材料蓄能器中相變材料存儲的冷量，吸收設備發出的熱量，達到控制設備運行環境溫度的目的，保證設備安全可靠的運行。通過本實用新型的相變材料蓄能器預先儲冷，在設備製冷系統失去供電並產生大量熱源的情況下，利用相變材料預先存儲的冷量進行釋放，吸收設備發出的熱量，達到控制設備運行環境溫度的目的，保證設備安全可靠的運行。以上已對本實用新型創造的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型創造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。
權利要求1.一種用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統，其特徵在於，包括位於雲箱內的室內熱交換器、位於雲箱外的室外製冷機和相變材料蓄能器；所述室內熱交換器的出口端通過出水管與所述室外製冷機的入口相連，所述室外製冷機的出口與所述相變材料蓄能器的入口相連，所述相變材料蓄能器的出口通過進水管與所述室內熱交換器的入口相連。
2.如權利要求I所述的用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統，其特徵在於，所述室外製冷機由室外風機、室外換熱器和風冷式冷水機並聯組成。
3.如權利要求I所述的用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統，其特徵在於，所述室內熱交換器由室內風機和室內換熱器並聯組成。
4.如權利要求I所述的用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統，其特徵在於，所述相變材料蓄能器包括用於放置相變材料的箱體、用於釋放相變材料能量的換熱器和連接管道；所述換熱器位於箱體內，並通過所述連接管道分別與室內熱交換器和室外製冷機相連。
5.如權利要求4所述的用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統，其特徵在於，所述相變材料製成板狀結構並分層布置在所述箱體內。
6.如權利要求5所述的用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統,其特徵在於,所述相變材料浸於冷媒液中並與冷媒液充分接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種用於雲箱的相變蓄能安全溫控系統。系統包括位於雲箱內的室內熱交換器、位於雲箱外的室外製冷機和相變材料蓄能器；所述室內熱交換器的出口端通過出水管與所述室外製冷機的入口相連，所述室外製冷機的出口與所述相變材料蓄能器的入口相連，所述相變材料蓄能器的出口通過進水管與所述室內熱交換器的入口相連。本實用新型利用相變材料預先儲冷，在設備製冷系統失去供電並產生大量熱源的情況下，利用相變材料預先存儲的冷量進行釋放，吸收設備發出的熱量，達到控制設備運行環境溫度的目的，保證設備安全可靠的運行。
文檔編號H05K7/20GK202799540SQ20122045179
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者甘立翔 申請人:上海凌御電氣有限公司