[发明专利]一种采用两级热管的数据机房列间空调系统

说明书

本发明提供了一种采用两级热管的数据机房列间空调系统，包括多个列间空调、高温热管系统、低温热管系统和冷源系统，每个列间空调内安装一个高温蒸发器和一个低温蒸发器，各列间空调的高温蒸发器之间并联，共同连接一个高温冷凝器，构成高温热管系统，各列间空调的低温蒸发器之间并联，共同连接一个低温冷凝器相连，构成低温热管系统。数据机房室内热空气被列间空调降温处理时，先被高温蒸发器冷却，再被低温蒸发器冷却，最后冷空气从列间空调送出，并进入各个机柜。本发明采用了高温和低温两级热管系统，能够实现换热过程的温度匹配，提高热管系统的换热效率，从而降低数据机房空调系统能耗。

技术领域

本发明涉及数据机房空调领域，尤其涉及一种采用两级热管的数据机房列间空调系统。

背景技术

数据机房是一类产热量大、空调能耗高的建筑，如何降低数据机房的空调能耗是业内非常关注的问题。近年来，分离式热管系统被越来越多的应用于数据机房空调系统中，并以其就近排热、高效节能的特点逐渐受到认可。目前的分离式热管系统通常采用机柜级分离式热管，即，将热管的蒸发器安装在每个机柜的后背板上，多个机柜上的热管蒸发器并联，共用一个或多个热管冷凝器，热管冷凝器安装在机房外，可利用室外空气、来自冷却塔的冷水或来自冷机的冷水进行冷却。有研究表明，多蒸发器并联的热管系统，其自调节能力(各个蒸发器内工质流量按需分配的能力)非常有限，即在各个蒸发器之间负荷相差较大的情况下，某些负荷较高的机柜的冷却效果会受到影响，而实际在数据机房中，各个机柜之间发热量不均匀的现象十分普遍，因此，目前的机柜级分离式热管系统存在一定的弊端。

分离式热管中的工质是依靠相变进行传热的，理论上来说，传热过程中其管内工质的温度应基本保持不变。在蒸发器一侧，管内工质与管外空气进行换热，在冷凝器一侧，管内工质与室外空气或冷却水进行换热，不管是空气还是冷却水，其在换热过程中温度都会不断变化，这就造成了恒温介质与变温介质换热时的温度不匹配。如果能够改善分离式热管传热过程中的温度匹配特性，热管系统的换热效率将有所改善，数据机房空调系统能效将进一步提高。

发明内容

为解决机柜级分离式热管蒸发器负荷不均匀的问题，并进一步提高分离式热管的换热效率，本发明提出一种采用两级热管的数据机房列间空调系统，采用列间式分离式热管，改善了机柜级热管蒸发器负荷不均匀的问题，采用两级热管的形式，提高了热管系统的换热效率。因此，本热管空调系统具有运行安全可靠、传热效率高等优势。

本发明采用以下技术方案予以实现：

一种采用两级热管的数据机房列间空调系统，包括数据机房，所述数据机房内设置若干机柜，还包括多个列间空调、高温热管系统、低温热管系统和冷源系统，所述机柜按照冷、热通道相间隔的方式布置，所述列间空调布置在机柜与机柜之间，每个所述列间空调内安装一个高温蒸发器、一个低温蒸发器和多个轴流风机，各列间空调的高温蒸发器之间并联，共同连接一个高温冷凝器，构成高温热管系统，各列间空调的低温蒸发器之间并联，共同连接一个低温冷凝器，构成低温热管系统，高温冷凝器和低温冷凝器均设置在机房外，所述高温蒸发器安装在列间空调的进风侧，所述低温蒸发器安装在列间空调的排风侧。热通道内温度较高的空气进入列间空调后，先被高温蒸发器冷却，再被低温蒸发器进一步冷却，最后排入冷通道内，冷通道内温度较低的空气被两侧机柜上的电子设备吸入，被用于冷却电子设备，带走其发热量。机房外冷凝器的安装位置均高于列间空调内的蒸发器，冷源系统提供的冷水，先冷却低温冷凝器，后冷却高温冷凝器。

所谓的列间空调是指把冷却末端(即一个一个的小空调)穿插在一排柜子中间，区别于集中送风的传统空调。进一步地，所述列间空调系统采用R410a或R134a氟利昂制冷剂。

进一步地，所述多个轴流风机均匀布置，安装在列间空调的高温蒸发器和低温蒸发器之间。

进一步地，所述列间空调中的高温蒸发器和低温蒸发器均采用翅片管式换热器，换热段采用多管并联同程式结构，管材为纯铜。