[发明专利]数据中心结合热管的间接蒸发自然冷却系统及其控制方法

说明书

本发明公开了数据中心结合热管的间接蒸发自然冷却系统，涉及热能技术领域，包括：板式换热器、多级热管蒸发段、多级热管冷凝段、一次侧风机、二次侧风机、喷淋装置、过滤网、旁通阀、控制器、传感器等装置，能够实现全年完全的自然冷却，不需要机械制冷，从而减少能源浪费，提高能源利用率，节能环保。

技术领域

本发明涉及热能技术领域，具体涉及一种用于数据中心的可实现全年自然冷却的热管和板式换热器相结合的间接蒸发数据中心冷却系统及其控制方式，涉及热能技术领域。

背景技术

随着云计算和大数据技术的蓬勃发展，数据中心规模越来越大，功耗也越来越多。研究表明，数据中心的能耗已经占到了全国耗电量的2％左右，而且呈不断上升的趋势。另外，研究还表明，数据中心的能耗中，除IT设备之外，空调系统的能耗占到了约70％，降低数据中心空调系统的能耗的需求非常迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现完全自然冷却的间接蒸发冷却系统及其控制和工作方式，能够在气候适宜的区域实现全年不使用机械制冷，从而减少能源浪费，提高能源利用率，节能环保。

同时，本发明还提供了一种依据室外气象条件分区的控制方法，从而可以大幅扩展数据中心空调自然冷却的工作范围。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种数据中心结合热管的间接蒸发自然冷却系统，包括空调机组20和机房模块30，所述空调机组20和机房模块30通过风管40连接，其特征在于：所述机房模块30包括IT设备机柜1、冷通道2、热通道3和吊顶回风层4；所述空调机组20包括一板式换热芯体6、一组多级热管7和喷淋装置；所述喷淋装置设置在多级热管冷凝段71上方；室内空气经一次侧送风机9进入冷通道2内，由IT设备机柜1内的IT设备发热对空气进行加热，IT设备排风至热通道3，热通道3内的空气经由回风吊顶层4吸入至空调机组20内部，经回风过滤网8过滤处理之后，进入多级热管蒸发段72，换热完成后再进入板式换热芯体6一次侧流道进行再次换热，然后再进入机房模块冷通道2内，完成整个一次侧空气循环；二次侧空气由室外吸入后进入板式换热芯体6二次侧流道，然后再进入多级热管冷凝段71，喷淋装置喷淋；板式换热芯体6二次侧内，一次侧空气与二次侧空气和水进行换热；换热后二次侧空气通过二次侧风机10排出室外；所述系统还包括控制器5，控制器5与空调机组20、机房模块30通讯连接，控制系统运行。

进一步的，上述技术方案中，所述一次侧风机9可设置在回风过滤网8之前或之后；所述二次侧风机10可设置在板式换热芯体6之前或之后。

进一步的，上述技术方案中，在一次侧气流通路与二次侧气流通路上设置各设置有一旁通阀11，所述旁通阀11分别与多级热管蒸发段72和冷凝段71相并联，与控制器5通讯连接，可以在湿球温度较低时打开，旁通气流，减少气流阻力损失，从而减少风机功耗。

进一步的，上述技术方案中，所述喷淋装置包括喷雾或喷淋头12、水泵13、集水盘14，所述水泵13与控制器5通讯连接，控制器控制水泵运行。

进一步的，上述技术方案中，所述喷淋装置还包括均流布水装置，布置在喷雾或喷淋头12和板式换热器6之间。

进一步的，上述技术方案中，依照风路，在空调机组内设置3个温湿度传感器15，分别设置在二次侧空气进入板式换热芯体之前、通过一次侧空气进入冷通道之前、一次侧空气进入多级热管蒸发段之前；上述各传感器均与控制器5通讯连接，用于采集空调机组运行参数。

进一步的，上述技术方案中，所述多级热管7可以是气液管分离的重力式分离热管，或具有吸液芯的一体式热管；每一级热管表面有换热强化措施。

进一步的，上述技术方案中，所述空调机组20可以若干个为一组，安装在机房模块30侧面或顶面，均通过风管40与机房模块30连接。

数据中心结合热管的间接蒸发自然冷却系统的控制方法，包含如下步骤：