本實用新型屬于空調(diào)機(jī)組的制冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及集空調(diào)、配電、服務(wù)器等于一體化的一體化機(jī)柜。

背景技術(shù)：

近年來，數(shù)據(jù)中心散熱的兩大課題：高熱密度場合的散熱問題和如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能運(yùn)行。

高熱密度方面：近年來，隨著數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心單個機(jī)柜的熱密度越來越高，達(dá)到15kW/機(jī)柜，甚至更高，采用傳統(tǒng)的直膨式機(jī)房空調(diào)或冷凍水機(jī)房空調(diào)已經(jīng)很難解決這類高熱密度機(jī)房的散熱事宜，很容易在局部產(chǎn)生熱點(diǎn)。

能耗方面，隨著數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，熱量越大，風(fēng)量相應(yīng)的也會越大，采用傳統(tǒng)的機(jī)房空調(diào)方面，將會采用更大的送風(fēng)系統(tǒng)；由于送風(fēng)距離較大，送風(fēng)的壓頭損失也較大，因此風(fēng)機(jī)功耗大幅度增加，也是帶來了額外的熱負(fù)荷，部分情況下風(fēng)機(jī)的功耗達(dá)到了機(jī)房熱負(fù)荷的10％。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供一種新型熱管背板空調(diào)系統(tǒng)，解決了高熱密度機(jī)柜的散熱問題，降溫效率更高、能耗更低。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種新型熱管背板空調(diào)系統(tǒng)，包括至少一套冷凝器、多個機(jī)柜和與機(jī)柜對應(yīng)數(shù)量的背板空調(diào)，所述多個機(jī)柜依次并排連接，且相鄰機(jī)柜之間為串通設(shè)計，僅有最外側(cè)機(jī)柜設(shè)有密封側(cè)板；所述背板空調(diào)對應(yīng)的設(shè)在機(jī)柜背面，包括換熱器、風(fēng)機(jī)、溫濕度傳感器和控制部件，所述換熱器內(nèi)流通有制冷劑，所述換熱器包括熱端和冷端，所述熱端設(shè)在機(jī)柜內(nèi)并設(shè)有進(jìn)液口和回氣出口，并通過管道與設(shè)在外環(huán)境的冷端循環(huán)連通，所述風(fēng)機(jī)設(shè)在機(jī)柜內(nèi)并將流經(jīng)機(jī)柜的氣流強(qiáng)制經(jīng)過換熱器的熱端對氣流降溫，所述溫濕度傳感器與控制部件連接；所述冷凝器設(shè)在外環(huán)境中并設(shè)有冷凝器進(jìn)水口和冷凝器出水口，所述背板空調(diào)的換熱器的冷端與冷凝器實現(xiàn)熱交換。

作為優(yōu)選，包括兩套冷凝器，所述相鄰機(jī)柜中的換熱器分別與兩套冷凝器連通。

作為優(yōu)選，所述冷凝器為管殼式換熱器或板式換熱器。

作為優(yōu)選，所述換熱器為翅片管式換熱器或微通道換熱器。

作為優(yōu)選，所述冷凝器的安裝高度超過背板空調(diào)底部至少1.5米，或者換熱器冷端和熱端之間的管道設(shè)有制冷劑泵。

作為優(yōu)選，所述換熱器的熱端為單盤管結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，還包括設(shè)在機(jī)柜背面并鉸接的機(jī)柜背板架，所換熱器的熱端設(shè)在機(jī)柜背板架上，所述風(fēng)機(jī)為引風(fēng)機(jī)設(shè)在換熱器熱端的外層并呈矩陣排列。

作為優(yōu)選，所述換熱器的回氣出口與冷凝器連接的管道為回氣管道，所述回氣管道包括內(nèi)管和包裹在外觀外的保護(hù)套，所述內(nèi)管的管徑呈周期漸變，且與冷凝器連接的一端管徑大于與換熱器的連接端的管徑。

作為優(yōu)選，所述回氣管道的內(nèi)管的內(nèi)壁設(shè)有海綿銅層。

有益效果：相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：背板空調(diào)利用熱管的原理，安裝于機(jī)柜的后門，空調(diào)直接貼近機(jī)柜，將有效解決上述問題：1)解決高熱密度機(jī)柜的散熱問題，目前背板空調(diào)可為15kW/機(jī)柜的場合提供解決方案；2)采用了貼近冷源式的冷卻方案，大大減小風(fēng)機(jī)功率，風(fēng)機(jī)功率減少高達(dá)75％；3)采用靠近冷源式的冷卻方法，回風(fēng)溫度提高，換熱效率也相應(yīng)的增加。

附圖說明

圖1為本實用新型所述熱管背板空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型所述背板空調(diào)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型所述回氣管道的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-水冷冷凝器A,2-水冷冷凝器A出水口，3-水冷冷凝器A進(jìn)水口，4-水冷冷凝器B，5-水冷冷凝器B出水口，6-水冷冷凝器B進(jìn)水口，7-水冷冷凝器A制冷劑回氣管路，8-水冷冷凝器A制冷劑進(jìn)液管路，9-水冷冷凝器B制冷劑進(jìn)液管路，10-水冷冷凝器B制冷劑回氣管路,11-制冷劑泵單元A，12-制冷劑泵單元B、13-內(nèi)管、14-保護(hù)套、15-海綿銅層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本實用新型，應(yīng)理解這些實施例僅 用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖1和2所示，本實用新型的新型熱管背板空調(diào)系統(tǒng)，包括2套冷凝器、多個機(jī)柜和與機(jī)柜對應(yīng)數(shù)量的背板空調(diào)，所述多個機(jī)柜依次并排連接，且相鄰機(jī)柜之間為串通設(shè)計，從而有利于氣流串流，并僅有最外側(cè)機(jī)柜設(shè)有密封側(cè)板用于密封。

所述背板空調(diào)對應(yīng)的設(shè)在機(jī)柜的背面，包括換熱器、風(fēng)機(jī)、溫濕度傳感器和控制部件，所述換熱器內(nèi)流通有制冷劑，所述換熱器包括熱端和冷端，所述熱端設(shè)在機(jī)柜內(nèi)并設(shè)有進(jìn)液口和回氣出口，并通過管道與設(shè)在外環(huán)境的冷端循環(huán)連通，所述風(fēng)機(jī)設(shè)在機(jī)柜內(nèi)并將流經(jīng)機(jī)柜的氣流強(qiáng)制經(jīng)過換熱器的熱端對氣流降溫，所述溫濕度傳感器與控制部件連接；所述冷凝器設(shè)在外環(huán)境中并設(shè)有冷凝器進(jìn)水口和冷凝器出水口，用于流通冷凝液進(jìn)而對熱管的冷端降溫是熱管中的制冷劑液化降溫回流至設(shè)在機(jī)柜背面的熱端，在與機(jī)柜散熱形成的熱風(fēng)進(jìn)行熱交換過程中氣化吸收熱量后形成氣液混合再次通過管道進(jìn)入冷凝器冷卻成液態(tài)。

為了使經(jīng)過冷凝器冷卻成液態(tài)的制冷劑回流至機(jī)柜背面的背板空調(diào)內(nèi)，可以將冷凝器的安裝高度設(shè)定在距背板空調(diào)底部至少1.5米以上的部位。如果安裝空間有限制，則可以在熱管的冷端和熱端之間的連接管道上設(shè)置制冷劑泵進(jìn)行強(qiáng)制輸送。如圖3所示，換熱器的回氣出口與冷凝器連接的管道作為回氣管道，進(jìn)行特殊處理：回氣管道的內(nèi)管的管徑從與換熱器的連接端開始逐漸增大，然后縮小，依次重復(fù)周期性出現(xiàn)，也就是管徑呈周期漸變的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有利于熱管中制冷劑的快速氣化吸熱，這是由于制冷劑在管道進(jìn)入空間較大局部區(qū)域受壓力減小更容易氣化從而驅(qū)動制冷劑的氣相部分向前流動利于散熱，由于周期性的漸變結(jié)構(gòu)能盡可能延長向前的驅(qū)動力，進(jìn)而加快制冷劑的吸熱效率。同時內(nèi)管內(nèi)壁的海綿銅層具有足夠的表面積能吸附氣相制冷劑的回流液。

本實用新型采用的送風(fēng)方式為經(jīng)過機(jī)柜服務(wù)器后的熱風(fēng)氣流在矩陣排列的風(fēng)機(jī)吸引下通過背板空調(diào)中的熱管降溫后，從機(jī)柜內(nèi)排出。熱管將熱量從熱端輸送至冷端，并經(jīng)過冷凝器冷卻后排出得到室外環(huán)境空氣中，從而使得排出機(jī)柜較冷的氣流再循環(huán)進(jìn)入機(jī)柜對服務(wù)器冷卻。

本實用新型中從水冷冷凝器出來的低溫制冷劑液體，在高度差/動力的作用下，通過制冷劑進(jìn)液管路進(jìn)入機(jī)柜后門處的背板空調(diào)，在背板空調(diào)的換熱器中吸收機(jī)柜內(nèi)的熱量升溫蒸發(fā)后，經(jīng)過制冷劑回氣管進(jìn)入水冷冷凝器，在冷凍水的冷卻作用下冷凝成低溫的制冷劑液體，形式整個循環(huán)。

兩個水冷冷凝器可以使用同一個冷凍水水源，也可以使用兩個不同的冷凍水水源。

機(jī)柜并排放置，每排機(jī)柜除了最外面的兩個機(jī)柜需要安裝側(cè)門外，其余機(jī)柜均不需要安裝側(cè)門板。

每個機(jī)柜后門處安裝有背板空調(diào)，相鄰兩個機(jī)柜的背板空調(diào)分別連接兩個不同的水冷冷凝器。即每排機(jī)柜的背板空調(diào)按照單雙序號分別連接于兩個不同水冷冷凝器上。當(dāng)其中一個背板或者一個水冷冷凝器發(fā)生故障時，相鄰的背板可以帶走故障背板所在的機(jī)柜的熱量，起到交叉?zhèn)浞莸淖饔谩?/p>

背板空調(diào)由換熱器、風(fēng)機(jī)、溫濕度傳感器以及控制部件組成。換熱器可以是翅片管換熱器，也可以是微通道換熱器。風(fēng)機(jī)為6～24個DC軸流風(fēng)機(jī)，具有無級調(diào)速功能，一方面，可以根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)速，以保證在低負(fù)荷下可以節(jié)能運(yùn)行，另一方面，可以起到相互備份的功能，當(dāng)某臺風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時，其他風(fēng)機(jī)可以通過自動增加轉(zhuǎn)速的方式，補(bǔ)充風(fēng)量，滿足制冷需求。

水冷冷凝器的安裝高度要比背板空調(diào)的頂部高1.5m以上；如果不能滿足高度安裝要求，可以在液體回路上增加制冷劑泵單元。

背板空調(diào)安裝在機(jī)柜后門，從機(jī)柜吹出來的熱風(fēng)，直接經(jīng)過背板空調(diào)的換熱器盤管，減少空調(diào)的送風(fēng)距離，同時減少了冷熱氣流的混合，提高換熱效率，減小消耗功率，具有節(jié)能降耗的作用。本實用新型的主要特點(diǎn)有：

每個背板空調(diào)采用單盤管的結(jié)構(gòu)形式，減小空氣側(cè)阻力，減小風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率；

相鄰兩個機(jī)柜的背板空調(diào)分別連接2不同的水冷冷凝器；如圖所示機(jī)柜1,3,5,7,9等奇數(shù)機(jī)柜的背板空調(diào)連接于水冷冷凝器1，機(jī)柜2,4,6,8,10,等偶數(shù)機(jī)柜的背板空調(diào)連接于水冷冷凝器2。

機(jī)柜不設(shè)側(cè)板，相鄰機(jī)柜可以起到相互備份的作用；當(dāng)一臺背板空調(diào)發(fā)生故障時，相鄰左右兩個背板均可以帶走故障機(jī)柜的熱量。

兩個水冷冷凝器相互備份；當(dāng)一臺水冷冷凝器發(fā)生故障時，末端機(jī)柜的熱量 可以由相鄰背板空調(diào)帶出。

兩個水冷冷凝器的可以使用同一路冷凍水源，也可以是不同的冷凍水源。

兩個水冷冷凝器可以是殼管冷凝器也可以是板式換熱器。

每個水冷冷凝器上均具有手動閥門，以方便檢修。

每個機(jī)柜的背板空調(diào)的進(jìn)出管路上均具有閥門，以便檢修維護(hù)。

每個背板空調(diào)均具有6～24個DC風(fēng)扇，可以進(jìn)行PWM無級調(diào)速，可以根據(jù)負(fù)荷的需要自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以保證系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行。并且保證風(fēng)機(jī)相互備份運(yùn)行。

水冷冷凝器安裝高度要求高于背板上端1.5m以上；當(dāng)安裝距離不能滿足要求時，需要在液管上增加制冷劑泵單元。