一種熱管內(nèi)循環(huán)式服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)，尤其涉及一種熱管內(nèi)循環(huán)式服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著IDC互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房高密度機(jī)柜的不斷增加，設(shè)備的集成度越來越高，處理能力也逐漸增高，但設(shè)備的功率消耗也隨之增大，導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)設(shè)備的發(fā)熱量越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)大型IDC機(jī)房內(nèi)機(jī)柜服務(wù)器發(fā)熱量大，且基本為全年8760h運(yùn)行，對于不采用新風(fēng)的機(jī)房而言，全年均需供冷，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)能耗巨大，其空調(diào)能耗約占數(shù)據(jù)機(jī)房整體能耗的 40%~50%。
[0003]傳統(tǒng)數(shù)據(jù)機(jī)房送風(fēng)方式有底板風(fēng)道送風(fēng)、冷熱通道隔離送風(fēng)和全房間制冷送風(fēng)等方式，該模式已不滿足現(xiàn)代化機(jī)房高密度機(jī)柜的制冷需求，出現(xiàn)了局部過熱、耗電量大、機(jī)房空調(diào)能耗過高、噪音大等問題。同時(shí)機(jī)房精密空調(diào)需反復(fù)加濕、除濕運(yùn)轉(zhuǎn)或配套專用除濕機(jī)進(jìn)行機(jī)房空氣濕度、露點(diǎn)控制，以確保設(shè)備內(nèi)部不發(fā)生凝露，導(dǎo)致機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)制冷效率降低、能耗增大。如果機(jī)房的散熱問題解決不好，就會(huì)嚴(yán)重威脅機(jī)房設(shè)備的安全運(yùn)行。因此如何在滿足設(shè)備使用要求的情況下，有效降低機(jī)房內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的能耗是空調(diào)行業(yè)和數(shù)據(jù)機(jī)房運(yùn)營行業(yè)面臨的一個(gè)重要問題。
[0004]從節(jié)能角度考慮，目前有直接采用將室外空氣引入室內(nèi)為機(jī)房降溫的方案，其優(yōu)點(diǎn)是制冷效率高、初投資低、能耗低，但缺點(diǎn)是引入室外冷空氣后，使得室內(nèi)空氣潔凈度、濕度難以保證，帶來了安全隱患，后期運(yùn)行維護(hù)量較大。另外也有采用氣氣蜂窩式換熱器，將熱管熱空氣與室外冷空氣間接換熱，從而降低機(jī)房內(nèi)溫度；其優(yōu)點(diǎn)是在利用室外冷源時(shí)不引入室外的空氣，不影響機(jī)房內(nèi)的空氣的潔凈度和濕度，缺點(diǎn)是初投資相對較高，換熱器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，容易堵塞，需要定期清洗，維護(hù)工作量大。
[0005]申請?zhí)枮?01420045986.X的中國專利《一種雙系統(tǒng)節(jié)能的機(jī)柜散熱空調(diào)》提供了一種雙系統(tǒng)節(jié)能的機(jī)柜散熱空調(diào)，設(shè)置熱管系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，所述空調(diào)系統(tǒng)包括蒸發(fā)器和冷凝器，所述熱管系統(tǒng)包括蒸發(fā)段和冷凝段，所述蒸發(fā)段和蒸發(fā)器與第一換熱器集成為一體，蒸發(fā)段和蒸發(fā)器由內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)提供流動(dòng)空氣，所述冷凝段和冷凝器與第二換熱器集成為一體，冷凝段和冷凝器由外循環(huán)風(fēng)機(jī)提供流動(dòng)的空氣。該實(shí)用新型主要用于戶外，且不能用于大型機(jī)房的服務(wù)器散熱。
[0006]申請?zhí)枮?01010033887.6的中國專利《一種機(jī)柜散熱方法及裝置》提供了一種機(jī)柜散熱裝置，包括:機(jī)柜，上部設(shè)置有熱風(fēng)出口，下部設(shè)置有冷風(fēng)入口 ；吹風(fēng)單元，將由冷風(fēng)入口輸入的冷風(fēng)由機(jī)柜下部由下向上輸送；液冷單元，將由熱風(fēng)出口排出的熱空氣進(jìn)行冷卻，并由冷風(fēng)入口輸入到機(jī)柜內(nèi)。該專利雖然將垂直制冷與水冷方式進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，但是能耗大，且無法應(yīng)用于大型機(jī)房的服務(wù)器散熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能耗低、換熱效率高、可靠性高、噪音小、壽命長的熱管內(nèi)循環(huán)式服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)及其控制方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主動(dòng)防凝露，確保了機(jī)房內(nèi)空氣的潔凈度和濕度。
[0008]本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種熱管內(nèi)循環(huán)式服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)，包括機(jī)房單元和冷媒供回氟單元，所述冷媒供回氟單元包括循環(huán)動(dòng)力單元和冷卻單元，所述循環(huán)動(dòng)力單元通過第一冷媒環(huán)路與機(jī)房單元形成閉合循環(huán)，通過第二冷媒環(huán)路與冷卻單元形成閉合循環(huán)。本發(fā)明通過兩個(gè)閉合循環(huán)來實(shí)現(xiàn)氟利昂循環(huán)和中間換熱器換熱循環(huán)、冷媒水循環(huán)和中間換熱器換熱循環(huán)，采用中間換熱的熱管內(nèi)循環(huán)式系統(tǒng)，確保不把冷媒水帶進(jìn)機(jī)房，不存在因爆管而造成水進(jìn)機(jī)房的危險(xiǎn)。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一冷媒環(huán)路為設(shè)有機(jī)房冷媒環(huán)路供氟干管和機(jī)房冷媒環(huán)路回氟干管分別連接機(jī)房單元和循環(huán)動(dòng)力單元。所述第二冷煤環(huán)路為設(shè)有冷媒水供水管和冷媒水回水管分別連接循環(huán)動(dòng)力單元和冷卻單元。
[0010]所述機(jī)房單元包括多個(gè)并聯(lián)的機(jī)柜服務(wù)器散熱系統(tǒng)，所述機(jī)柜服務(wù)器散熱系統(tǒng)包括服務(wù)器機(jī)柜、多個(gè)散熱風(fēng)扇、多個(gè)服務(wù)器和多個(gè)熱管散熱器，多個(gè)散熱風(fēng)扇設(shè)置于服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)部頂端，所述多個(gè)熱管散熱器分別設(shè)置在服務(wù)器下端。熱管散熱器直接換熱冷卻服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)冷風(fēng)的短距離輸送，解決機(jī)柜局部過熱和存在熱點(diǎn)問題。同時(shí)，熱管散熱器由機(jī)柜服務(wù)器聯(lián)鎖控制，當(dāng)某一機(jī)柜服務(wù)器停止工作時(shí)，其對應(yīng)的熱管散熱器也自動(dòng)關(guān)斷，不再有冷媒流通；當(dāng)機(jī)柜服務(wù)器重啟時(shí)，熱管散熱器聯(lián)鎖自動(dòng)重啟并對服務(wù)器冷卻。熱管散熱器結(jié)構(gòu)類型包括但不限于翅片式熱管散熱器、微通道熱管散熱器和陶瓷式熱管散熱器等。
[0011]更進(jìn)一步地，所述機(jī)房冷媒環(huán)路供氟干管和機(jī)房冷媒環(huán)路回氟干管分別設(shè)有多個(gè)冷媒環(huán)路供氟支管和環(huán)路回氟支管，所述冷媒環(huán)路供氟支管和環(huán)路回氟支管之間接入多個(gè)并聯(lián)的熱管散熱器。
[0012]所述循環(huán)動(dòng)力單元由儲(chǔ)液器、中間換熱器和外循環(huán)水泵串聯(lián)組成，所述中間換熱器與機(jī)房冷媒環(huán)路供氟干管和機(jī)房冷媒環(huán)路回氟干管分別連接，所述儲(chǔ)液器設(shè)于于中間換熱器的供氟口處。能夠適應(yīng)不同工況下對氟利昂的不同需求，保證供氟充足，使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。
[0013]所述中間換熱器水平高于熱管散熱器，使得氟利昂在重力作用下進(jìn)入第一冷媒循環(huán)。中間換熱器包括但不限于板式換熱器、殼管式換熱器等換熱器類型。
[0014]所述冷卻單元包括冷卻塔，所述冷卻塔頂部設(shè)有變頻風(fēng)機(jī)，下側(cè)設(shè)有進(jìn)風(fēng)隔柵，內(nèi)部設(shè)有換熱盤管與冷媒水供水管和冷媒水回水管分別連接，所述換熱盤管上端設(shè)有噴淋裝置，所述噴淋裝置上端設(shè)有脫水裝置，還設(shè)有變頻噴淋水泵與噴淋裝置連接。所述冷卻塔另一下側(cè)設(shè)有溢水管、補(bǔ)水管和排水管。
[0015]所述機(jī)柜單元還設(shè)有主動(dòng)防凝露控制模塊、供氟溫度探頭和機(jī)房室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度探頭，所述主動(dòng)防凝露控制模塊與供氟溫度探頭、機(jī)房室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度探頭、外循環(huán)水泵、變頻風(fēng)機(jī)和變頻噴淋水泵分別連接，所述供氟溫度探頭設(shè)在機(jī)房冷媒環(huán)路供氟干管上。所述供氟溫度探頭、機(jī)房室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度探頭測出的供氟溫度和機(jī)房室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度，所述主動(dòng)防凝露控制模塊根據(jù)通過采集信號的不斷輸入和動(dòng)作調(diào)節(jié)信號的不斷輸出控制，徹底杜絕熱管散熱器換熱存在的凝露風(fēng)險(xiǎn)。
[0016]所述冷媒供回氟單元還設(shè)有水過濾器、室外供水連接管和室內(nèi)回水連接管，所述水過濾器與外循環(huán)水泵和室外供水連接管分別連接，所述室外供水連接管另一端與冷媒水供水管連接，所述室內(nèi)回水連接管兩端分別與中間換熱器和冷媒水回水管連接。所述室外供水連接管與冷媒水供水管之間、室內(nèi)回水連接管與冷媒水回水管之間分別設(shè)有供水閥和回水閥。所述水過濾器與外循環(huán)水泵和供水閥之間分別設(shè)有維護(hù)閥門，所述水過濾器和維護(hù)閥門串聯(lián)后與另一維護(hù)閥門并聯(lián)。
[0017]一種熱管內(nèi)循環(huán)式服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)的控制方法，由熱管內(nèi)循環(huán)式服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，包括冷媒循環(huán)、冷媒水循環(huán)、服務(wù)器機(jī)柜空氣散熱循環(huán)和冷卻塔散熱循環(huán)。
[0018]進(jìn)一步地，所述冷媒水循環(huán)為冷卻單元提供的低溫冷媒水在外循環(huán)水泵的作用下，沿室外供水連接管進(jìn)入中間換熱器，低溫冷媒水在中間換熱器中轉(zhuǎn)化成高溫冷媒水，通過室外回水連接管回到閉式冷卻塔再次轉(zhuǎn)化成低溫冷媒水。
[0019]所述冷媒循環(huán)為通過中間換熱器的低溫液態(tài)冷媒在重力的作用下，經(jīng)過儲(chǔ)液器，沿機(jī)房冷媒環(huán)路供氟干管進(jìn)入機(jī)房單元，通過與之并聯(lián)的多根冷媒環(huán)路供氟支管進(jìn)入服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)；各支管內(nèi)的冷媒在重力作用下進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)的熱管散熱器內(nèi)，與經(jīng)過熱管散熱器的熱空氣間接換熱后成為氣態(tài)冷媒，在密度差的作用下經(jīng)冷媒環(huán)路回氟支管后流入機(jī)房冷媒環(huán)路回氟干管并匯總進(jìn)入中間換熱器，再次被冷卻為低溫液態(tài)冷媒。
[0020]所述服務(wù)器機(jī)柜空氣散熱循環(huán)為在服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)置散熱風(fēng)扇的動(dòng)力作用下，機(jī)柜外部的熱空氣經(jīng)機(jī)柜底部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入機(jī)柜，熱空氣首先經(jīng)過熱管散熱器與其換熱管內(nèi)的低溫冷媒熱交換，成為溫度較低的冷空氣，再經(jīng)過服務(wù)器對機(jī)柜設(shè)備進(jìn)行降溫，實(shí)現(xiàn)短距離的冷風(fēng)輸送和精確送風(fēng)；換熱后的循環(huán)空氣溫度又升高，在完成多個(gè)升溫——降溫——升溫后，經(jīng)機(jī)柜頂部散熱風(fēng)扇排出，進(jìn)而完成機(jī)柜內(nèi)外空氣循環(huán)，同時(shí)也完成對機(jī)柜服務(wù)器的降溫冷卻處理。
[0021]所述冷卻塔散熱循環(huán)為在冷卻塔頂部變頻風(fēng)機(jī)的作用下，室外的干冷空氣經(jīng)進(jìn)風(fēng)格柵進(jìn)入冷卻塔殼體，并由下至上通過換熱盤管熱濕交換、脫水裝置成為飽和熱濕空氣，并經(jīng)冷卻塔變頻風(fēng)機(jī)排出；冷卻塔殼體底部的循環(huán)冷卻水在變頻噴淋水泵的作用下，經(jīng)噴淋裝置霧化或噴淋至換熱盤管表面，與其內(nèi)部的循環(huán)冷媒水間接換熱，吸熱后的冷卻水同時(shí)與進(jìn)入冷卻塔殼體的干冷空氣熱濕交換降溫