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用于數據中心的熱管式空調系統及其散熱方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610016385.X

申請日:

2016.01.11

公開號:

CN105423472A

公開日:

2016.03.23

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F24F 5/00申請日:20160111|||公開
IPC分類號: F24F5/00; F24F13/30; F24F11/00 主分類號: F24F5/00
申請人: 中國航天空氣動力技術研究院
發明人: 薛志虎; 陳思員; 謝銘慧; 陳亮; 曲偉; 俞繼軍; 艾邦成
地址: 100074北京市豐臺區云崗西路17號
優先權:
專利代理機構: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)11369 代理人: 史霞
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610016385.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.08.07|||2016.04.20|||2016.03.23

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種用于數據中心的熱管式空調系統,通過空調、機柜通風單元和熱管單元組成內循環子系統和外循環子系統,通過隔板將殼體分割為兩個封閉空間,熱管組以其熱端和冷端分別位于殼體的兩個封閉空間之中的方式配置于殼體中,空調出風口經由管道與機柜通風單元入風口連通,機柜通風單元的出風口通過管道與熱管單元的熱端的封閉空間一側的入風口連通,位于其相對一側的出風口通過管道與空調的入風口相連,從而構成內循環子系統,熱管單元的冷端密閉空間的一側具有入風口,相對的一側具有出風口,從而,熱管單元的冷端密閉空間風機的作用與外部環境構成外部循環子系統。本發明能夠有效避免機房內冷熱氣流的相互摻混,提高機房的整體散熱效率。

權利要求書

1.一種用于數據中心的熱管式空調系統,其特征在于:通過空調、機柜
通風單元和熱管單元組成內循環子系統和外循環子系統,所述熱管單元包括
殼體和熱管組,通過隔板將所述殼體分割為兩個封閉空間,所述熱管組以其
熱端和冷端分別位于殼體的兩個封閉空間之中的方式配置于所述殼體中,由
此,所述內循環子系統為:所述空調出風口經由管道與所述機柜通風單元入
風口連通,所述機柜通風單元的出風口通過管道與所述熱管單元的熱端的封
閉空間一側的入風口連通,位于其相對一側的出風口通過管道與所述空調的
入風口相連,從而構成內循環子系統,所述外循環子系統為:所述熱管單元
的冷端密閉空間的一側具有入風口,相對的一側具有出風口,從而,所述熱
管單元的冷端密閉空間通過風機的作用與外部環境構成外部循環子系統。
2.根據權利要求1所述的用于數據中心的熱管式空調系統,其特征在于:
所述熱管單元采用重力型熱管組,配置方式為冷端高于熱端,所述熱管組的
熱管均以逆時針5-15度的傾斜角度平行配置,所述熱管單元通過支撐架將所
述殼體固定在機房側墻壁的上部,固定好后,所述冷端密閉空間的出風口和
入風口均位于機房外,從而使所述冷端密閉空間與機房外的環境形成外循環
子系統,而所述熱端密閉空間與機房內的所述空調和所述機柜通風單元形成
內循環子系統。
3.根據權利要求1所述的用于數據中心的熱管式空調系統,其特征在于:
所述熱管單元采用重力型熱管組,配置方式為冷端高于熱端,所述熱管組的
熱管均豎直地平行配置,所述熱管單元通過所述殼體固定于機房的房頂上,
所述熱端的密閉空間的入風口和出風口通入機房內,與設置于機房內的所述
空調和所述機柜通風單元形成內循環子系統,所述冷端的密閉空間直接與機
房外的環境形成外部循環子系統。
4.根據權利要求1~3中任一項所述的用于數據中心的熱管式空調系統,
其特征在于:所述機柜通風單元為在機柜的兩側分別配置有封閉冷柜和封閉
熱柜,所述機柜通風單元的入風口位于所述封閉冷柜的底部,所述機柜通風
單元的出風口位于所述封閉熱柜的頂部;與所述空調出風口連通的管道經由
地底靜壓箱通道與所述機柜通風單元的入風口連通,與所述熱端的密閉空間
的出風口經由機房的吊頂與所述空調的入風口連通。
5.根據權利要求1~3中任一項所述的用于數據中心的熱管式空調系統,
其特征在于:所述熱管采用鋁-氨熱管或者銅-氟利昂熱管或鋁-甲醇熱管。
6.根據權利要求1所述的用于數據中心的熱管式空調系統,其特征在于:
所述機柜通風單元的出風口處安裝有抽氣風扇,所述熱端密閉空間的出風口
處安裝有熱端風機,所述冷端密閉空間的入風口處安裝有冷端風機,所述抽
氣風扇和熱端風機為定頻風機,所述冷端風機為變頻調速風機。
7.根據權利要求1所述的一種用于數據中心的熱管式空調系統,其特征
在于:多個連接到服務器機柜的熱端進風管道可以以并聯的方式同時連接到
熱管式空調殼體的熱端一側的進風口。
8.一種用于數據中心的散熱方法,其利用權力要求1~7中任一項所述
的用于數據中心的熱管式空調系統,其特征在于,包括:
步驟一、設定機房空調壓縮機啟動的工作溫度T0;
步驟二、設定熱管式空調系統的冷端風機開啟的啟動閥值ΔT;
步驟三、獲取熱端進風管道中的溫度T1、機房外溫度T2和熱端出風管
道中的溫度T3;
步驟四、設定T4=T1-T2,當T4≥ΔT時,控制程序開啟冷端風機,熱
管啟動工作,否則冷端風機不啟動,熱管不啟動;
步驟五、當步驟四中的T4≥ΔT時,進一步設定T5=T4-ΔT,控制程序
根據溫度T5的大小調節冷端風機的頻率,從而調節冷端風機的轉速,T5越
大,轉速可以越低,反之轉速越高;
步驟六、當T3≥T0時,機房空調的壓縮機啟動,開始制冷過程,否則
機房空調的壓縮機不啟動,僅空調風扇運轉。
9.根據權利要求8所述的用于數據中心的散熱方法,其特征在于:熱管
式空調系統和機房空調屬于串聯關系,并且熱管式空調系統位于前面,因此
服務器產生的熱量大部分通過熱管直接排放到機房外,少部分熱量負荷由機
房空調來承擔。
10.根據權利要求8所述的用于數據中心的散熱方法,其特征在于:熱
管式空調系統中的熱管的傳熱具有單向性。當T4≥ΔT時,熱管能夠自動啟
動,而無需額外的動力,熱管啟動后,熱量自動從熱管的蒸發段傳向冷凝段;
當T4<ΔT時,熱管不啟動,外界大氣中的熱量無法逆向地從熱管的冷凝段
向蒸發段進行傳遞。

關 鍵 詞:
用于 數據中心 熱管 空調 系統 及其 散熱 方法
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