一种数据中心用增设相变模块的列间热管的制作方法

1.本实用新型涉及暖通空调设备领域，尤其是涉及一种数据中心用增设相变模块的列间热管。


背景技术：

2.随着电子产业的快速发展以及通信技术的不断发展，信息技术的应用和管理模式逐渐从独立且分散的功能性资源发展成以数据中心为主要作业平台的操作模式。对于数据中心的运算能力需求也日益增加，从而在数据中心的有限的空间内必需堆放更多的服务器机柜才能符合使用需求。由于数据中心必需提供更多的能源来供给众多的服务器机柜运作，除了造成能源的损耗外，伴随着服务器机柜运作而产生的热能也被大量的排放至数据中心内部。因此，为了服务器机柜以及其他的电气设备也能在数据中心内正常的运作，对于数据中心整体散热方案的规划也变得相当重要。
3.目前，数据中心的散热规划已经成为备受关注的课题，列间热管空调等广泛应用于数据中心、超算中心等的冷却。该类系统对可靠性要求极高，一旦系统出现故障，将造成不可估量的损失。同时，服务器负荷在时间和空间上都存在不确定性和随机性，这就需要对制冷剂充注量等参数进行精密计算。如果参数设置不符合需求，极易引起系统的干烧等情况；另一方面，机房的面积及其紧张，采用应急制冷系统需占用较大的机房空间，进一步地，应急制冷系统的初投资高，对于中小型机房的广泛应用受到了限制。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种数据中心用增设相变模块的列间热管，通过增设相变模块，缓解热负荷不稳定性对机组的冲击和影响。
5.为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，一种数据中心用增设相变模块的列间热管，包括热管系统，热管系统包括列间热管蒸发器和冷凝器串联形成的换热器，所述列间热管蒸发器的进风口设有相变模块，所述相变模块内填充相变材料。
6.优选的，所述的相变模块的数量至少为一个。
7.优选的，所述的相变模块内填充的相变材料为在19
‑
24℃之间的有机材料、无机材料或有机/无机复合材料。所述有机材料包括ba(oh)2
·
8h2o、zn(no3) 2
·
6h2o和cabr2
·
6h2o；所述无机材料包括石蜡和脂肪酸，以上列举的各种材料，其在本实用新型的应用效果均良好。
8.优选的，所述冷凝器的冷凝侧设有冷凝风机。
9.优选的，所述列间热管蒸发器下方安装有冷凝水盘。
10.优选的，所述列间热管蒸发器的蒸发侧设有蒸发风机，所述相变模块设于蒸发风机和列间热管蒸发器之间。
11.优选的，所述热管系统的管道内充注有工质，所述工质为单质工质r22,r134a等或非共沸混合工质。
12.优选的，换热器为微通道换热器或铜管铝翅片，与相变模块实现热交换。
13.优选的，热管系统还设有控制器、安装在数据中心室内的传感器，所述控制器和传感器电连接，用于检测系统的故障和停机等工况；进一步地，所述控制模块采用支持标准通信协议的工业级控制器，工业级控制器与上位机通信连接，用于实现远程管理。
14.优选的，冷凝器和冷凝风机可以采用直膨式冷却或直接蒸发冷却。
15.优选的，冷凝风机可用轴流风机、贯流风机等。
16.本实用新型的有益效果：本实用新型结构设计合理，安装方便，通过在进风口增加填充有相变材料的相变模块；当蒸发风机正常工作时，服务器的散热量增大，超过蒸发器管道内制冷剂吸收热量的范围时，相变模块吸收热量，进行蓄热，缓冲服务器负荷压力；而当服务器负荷减小时，相变模块的热量释放至列间热管的蒸发器进行散热，可保证空调系统的连续稳定运行，从而保证数据中心高效运转。
附图说明
17.图1—为一种数据中心用增设相变模块的列间热管示意图；
18.图中：1
‑
列间热管蒸发器；2
‑
相变模块；3
‑
蒸发风机；4
‑
冷凝水盘；5
‑
冷凝器；6
‑
冷凝风机；7
‑
服务器机架。
具体实施方式
19.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
20.参照图1：
21.一种数据中心用增设相变模块的列间热管，设于数据中心室的服务器机架之间封闭的通道内；包括热管系统，热管系统包括列间热管蒸发器1和冷凝器5串联形成的换热器，所述列间热管蒸发器1的进风口设有相变模块2，所述相变模块2内填充相变材料，所述冷凝器5的冷凝侧设有冷凝风机6，列间热管蒸发器1的蒸发侧设有蒸发风机3，所述相变模块2设于蒸发风机3和列间热管蒸发器1之间。冷凝器5由冷凝风机6自数据中心外侧抽取空气与冷凝器5换热，列间热管蒸发器1由蒸发风机3带动空气换热。
22.在本实施例中，所述相变模块2的数量为一个。
23.在本实施例中，所述的相变模块2内填充的相变材料为在19
‑
24℃之间的有机材料、无机材料或有机/无机复合材料。
24.在本实施例中，所述列间热管蒸发器1下方安装有冷凝水盘4，用于收集列间热管蒸发器1排放的冷凝水。
25.在本实施例中，所述热管系统的管道内充注有工质，所述工质为单质工质r22,r134a等或非共沸混合工质；相变模块内填充的相变材料为在19
‑
24℃之间的无机材料，石蜡和脂肪酸。所述非共沸混合工质中各组分为沸点在0
‑
50度之间的有机材料、无机材料或有机/无机复合材料。相变模块内填充的相变材料的沸点高于热管系统的管道内工质的沸点，以最大效率的利用相变模块来调整换热管的工质工作效率，达到防止干烧的目的，确保制冷效果，保证数据中心高效运行。
26.在本实施例中，所述列间热管蒸发器1和冷凝器5均为微通道换热器或铜管铝翅片。
27.在本实施例中，热管系统还设有控制器、安装在数据中心室内的传感器，所述控制器和传感器电连接，用于检测系统的故障和停机等工况；在本实施例的优选实施例中，所述控制模块采用支持标准通信协议的工业级控制器，工业级控制器与上位机通信连接，用于实现远程管理。
28.在本实施例中，冷凝器5和冷凝风机6采用直膨式冷却，冷凝风机6采用轴流风机，安装方便，通风换气效果明显。
29.工作过程说明：
30.在该数据中心机房系统的运行过程中，制冷工质在列间热管蒸发器1内吸收数据中心机房内设备散发的热量而蒸发，进入冷凝器5，在冷凝器5内将热量散发到室外环境中，工质冷凝，并依靠重力回流到列间热管蒸发器中(冷凝器的安装位置高于列间热管蒸发器的安装位置)，从而完成一个制冷循环；在该过程中，当蒸发风机正常工作时服务器的散热量增大，超过蒸发器管道内工质吸收热量的范围时，相变模块吸收热量，进行蓄热，避免干烧；实现服务器负荷增加时缓冲负荷压力；而当服务器负荷减小时，相变模块的热量释放至列间热管蒸发器，并通过室外机进行散热管道内的工质，达到降低工质充注量，减低拥塞的效果。
31.以上仅是本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有前述各种技术特征的组合和变型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型的改进、变型、等同替换，或者将本实用新型的结构或方法用于其它领域以取得同的效果，都属于本实用新型包括的保护范围。