一种用于改造机房的顶置热管模块系统的制作方法

1.本实用新型属于服务器机房排热领域，涉及一种热管模块系统，特别涉及一种用于改造机房的顶置热管模块系统，适用于采用传统冷冻水精密空调冷却且存在局部热点的服务器机房，通过安装在封闭冷通道顶部的顶置热管空调，可实现近距离均匀送风，系统节能高效，可有效消除“局部热点”问题、降低空调末端能耗。


背景技术：

2.机房内机柜服务器集成密度越来越高，服务器的发热量越来越大，采用房间级精密空调冷却的传统服务器机房，因送风距离远，风机功耗大，机房内气流组织混乱，会出现比较严重的局部热点问题，局部热点问题往往会产生比较严重的后果，例如会导致服务器性能降低(服务器运行时产生的热量无法有效散热，会导致服务器内部温度升高，从而影响服务器的稳定性和性能)、服务器寿命缩短(过高的温度会加速服务器部件的老化，降低其寿命，从而增加服务器维护和更换的成本)、增加能耗成本(为了解决局部热点问题，需要增加机房内的空调设备，这不仅会增加能耗成本，还会导致机房空调系统的不必要的运行，增加机房设备的维护成本)、机房稳定性降低(过高的温度和湿度会对机房设备产生不利影响，从而增加机房设备的故障率，甚至可能导致机房系统崩溃，带来较大的经济损失)等。
3.为解决服务器机房内可能出现的局部热点问题，根据现场具备的条件，现有技术常用的技术解决方案包括：高效风机+带风道的冷通道设计(这种解决方案通过采用高效风机和带风道的冷通道设计，将冷风直接送到机柜内部，使得机柜内部热量及时散出，从而有效避免了热点问题。其优点在于可以一定程度解决热点问题，而且成本较低，缺点在于其降温能力有限、增加了能耗且需要对机房进行重新设计和改造，会增加投资成本)、冷水机房式空调(冷水机房式空调是一种采用冷水制冷的空调系统。通过将冷水加压流动，将冷水输送到机柜内侧，将机柜内的热量传递给冷水，然后将冷水带走供热交换器使用，从而解决热点问题。其优点在于可以有效地解决热点问题，缺点在于需要进行一定的改造将冷水引入机柜，具有很大的安全隐患，且需要定期清洁和维护)等。除上述现有技术外，还可以采用将服务器机柜后门更换为热管背板空调的冷却技术，该技术节能高效、水不进机房且可有效消除“局部热点”问题，但热管背板空调需要与机柜耦合且占用部分通道宽度空间，并且需要现场具备在线改造条件及安装、维护空间。


技术实现要素：

4.(一)技术问题
5.为解决现有技术存在的上述缺点和不足，本实用新型旨在提供一种用于改造机房的顶置热管模块系统，适用于采用传统冷冻水精密空调冷却且存在局部热点的机房，且当机房有足够的高度空间时，采用不占用通道宽度空间而通过安装在封闭冷通道顶部的顶置热管空调，可实现近距离均匀送风，系统节能高效，可有效消除“局部热点”问题、降低空调末端能耗。
6.(二)技术方案
7.本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：
8.一种用于改造机房的顶置热管模块系统，包括原有设置在服务器机房中中的原冷冻水精密空调以及与所述原冷冻水精密空调连通的原冷冻水供水管、原冷冻水回水管，所述系统还包括用于改造机房的顶置热管空调单元、中间换热单元、封闭冷通道，其特征在于：
9.所述封闭冷通道至少包括两相对布置并具有相对间距的成列机柜以及设置在两所述成列机柜的周边及顶部用于形成闭通道空间的通道侧板，每一所述成列机柜均包括多个紧邻布置的服务器机柜，且每一所述服务器机柜的进风侧均正对所述封闭冷通道、排风侧均直接连通服务器机房环境；
10.所述顶置热管空调单元整体布置在所述封闭冷通道的顶部，并包括多个沿所述封闭冷通道的长度方向阵列布置的顶置热管空调，每一所述顶置热管空调均至少包括一钣金支架、两热管换热器、两风机，所述钣金支架的顶部设有用于吊挂在服务器机房屋顶上的吊耳，两所述热管换热器分别独立安装在所述钣金支架的左右两个相对的竖直面上，两所述风机安装在所述钣金支架的底部附近的水平面上并在宽度方向上布置在两所述热管换热器之间，两所述风机用以向下向所述封闭冷通道内输送冷风；
11.所述中间换热单元包括多个中间换热器，且所述中间换热器与所述顶置热管空调的数量相同，每一所述中间换热器的冷侧进口设有一供水支管、冷侧出口设有一回水支管，各所述供水支管通过一供水支管汇管与所述原冷冻水供水管连通，各所述回水支管通过一回水支管汇管与所述原冷冻水回水管连通；每一所述顶置热管空调中的两热管换热器的进口、出口分别汇合后接入一所述中间换热器的热侧并形成为一套制冷工质封闭循环，或每一所述顶置热管空调中的两热管换热器分别通过其各自的进口、出口接入不同的中间换热器的热侧从而构成两套独立的制冷工质封闭循环。
12.优选地，所述顶置热管空调单元包括顶置热管空调ⅰ、顶置热管空调ⅱ、顶置热管空调ⅲ，其中，
13.所述顶置热管空调ⅰ包括热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ、风机ⅰ、风机ⅱ、钣金支架ⅰ，所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ分别独立安装在所述钣金支架的左右两个相对的竖直面上；所述风机ⅰ、风机ⅱ安装在所述钣金支架的底部附近的水平面上，且所述风机ⅰ、风机ⅱ位于所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ之间；所述钣金支架ⅰ的顶部有用于吊挂在机房屋顶上的吊耳ⅰ；
14.所述顶置热管空调ⅱ包括热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ、风机ⅲ、风机ⅳ、钣金支架ⅱ；所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ分别独立安装在所述钣金支架ⅱ的左右两个相对的竖直面上；所述风机ⅲ、风机ⅳ安装在所述钣金支架ⅱ的底部附近的水平面上，且所述风机ⅲ、风机ⅳ位于所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ之间；所述钣金支架ⅱ的顶部有用于吊挂在机房屋顶上的吊耳ⅱ；
15.所述顶置热管空调ⅲ包括热管换热器
ⅴ
、热管换热器ⅵ、风机
ⅴ
、风机ⅵ、钣金支架ⅲ；所述热管换热器
ⅴ
、热管换热器ⅵ分别独立安装在所述钣金支架ⅲ的左右两个相对的竖直面上；所述风机
ⅴ
、风机ⅵ安装在所述钣金支架ⅲ的底部附近的水平面上，且所述风机
ⅴ
、风机ⅵ位于所述热管换热器
ⅴ
、热管换热器ⅵ之间；所述钣金支架ⅲ的顶部有用于吊
挂在机房屋顶上的吊耳ⅲ。
16.优选地，所述中间换热单元包括中间换热器ⅰ、中间换热器ⅱ、中间换热器ⅲ，并且其中，
17.所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ的进口通过一液管ⅰ引入经过所述中间换热器ⅰ的热侧中冷却的制冷工质，制冷工质在所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ内吸收机柜内服务器排热后蒸发，通过与所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ的出口连通的一气管ⅰ将受热蒸发为气态的制冷工质回流至所述中间换热器ⅰ的热侧；所述中间换热器ⅰ的冷侧进口经供水支管ⅰ、供水支管汇管与原冷冻水供水管连通，所述中间换热器ⅰ的冷侧出口经回水支管ⅰ、回水支管汇管与原冷冻水回水管连通，引入所述中间换热器ⅰ冷侧中的冷冻水用于冷却所述中间换热器ⅰ热侧中的制冷工质；
18.所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ的进口通过一液管ⅱ引入经过所述中间换热器ⅱ的热侧中冷却的制冷工质，制冷工质在所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ内吸收机柜内服务器排热后蒸发，通过与所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ的出口连通的一气管ⅱ将受热蒸发为气态的制冷工质回流至所述中间换热器ⅱ的热侧；所述中间换热器ⅱ的冷侧进口经供水支管ⅱ、供水支管汇管与原冷冻水供水管连通，所述中间换热器ⅱ的冷侧出口经回水支管ⅱ、回水支管汇管与原冷冻水回水管连通，引入所述中间换热器ⅱ冷侧中的冷冻水用于冷却所述中间换热器ⅱ热侧中的制冷工质；
19.所述热管换热器
ⅴ
、热管换热器ⅵ的进口通过一液管ⅲ引入经过所述中间换热器ⅲ的热侧中冷却的制冷工质，制冷工质在所述热管换热器
ⅴ
、热管换热器ⅵ内吸收机柜内服务器排热后蒸发，通过与所述热管换热器
ⅴ
、热管换热器ⅵ的出口连通的一气管ⅲ将受热蒸发为气态的制冷工质回流至所述中间换热器ⅲ的热侧；所述中间换热器ⅲ的冷侧进口经供水支管ⅲ、供水支管汇管与原冷冻水供水管连通，所述中间换热器ⅲ的冷侧出口经回水支管ⅲ、回水支管汇管与原冷冻水回水管连通，引入所述中间换热器ⅲ冷侧中的冷冻水用于冷却所述中间换热器ⅲ热侧中的制冷工质。
20.优选地，每一所述顶置热管空调中，两所述风机均为调速风机，两所述热管换热器的外侧均为进风面、内侧均为出风面，且外侧进风面处选配有空气过滤器。
21.优选地，所述封闭冷通道还包括设置在其顶部的旋转天窗、固定天窗，设置在其至少一端的通道门，所述封闭冷通道中还设有通道照明设备、天窗控制装置，所述天窗控制装置用以控制所述旋转天窗配合消防联动开启，所述通道照明设备根据感应开关动作开启。
22.优选地，所述回水支管ⅰ、回水支管ⅱ、回水支管ⅲ上均安装有电动调节阀，所述电动调节阀可根据负载及温控情况调节所述中间换热器ⅰ、中间换热器ⅱ、中间换热器ⅲ中各自的冷冻水流量，从而保障封闭冷通道内温度控制需求。
23.优选地，所述系统还选配有恒湿机，用于调节所述机房和封闭冷通道内的湿度。
24.优选地，所述系统还设有群控系统及温湿度探测元件，用于监测所述封闭冷通道内的温湿度情况，并通过控制各所述顶置热管空调的运行及备用、调控风机的转速、调控所述电动调节阀的启闭、控制所述恒湿机的运行来实现所述封闭冷通道内的温湿度满足设定要求。
25.优选地，所述原冷冻水供水管、原冷冻水回水管分别通过原冷冻水精密空调供水管、原冷冻水精密空调回水管与所述原冷冻水精密空调连通，且所述原冷冻水供水管、原冷
冻水回水管、原冷冻水精密空调供水管、原冷冻水精密空调回水管、供水支管汇管、回水支管汇管的适当位置处均设有阀门，以实现所述中间换热单元的冷侧管路及冷冻水的接入及维护。
26.(三)技术效果
27.同现有技术相比，本实用新型提供的用于改造机房的顶置热管模块系统，适用于采用传统冷冻水精密空调冷却且存在局部热点的机房，通过安装在封闭冷通道顶部的顶置热管空调，可实现近距离均匀送风，系统节能高效，可有效消除“局部热点”问题、降低空调末端能耗。
附图说明
28.图1为本实用新型的用于改造机房的顶置热管模块系统的标示简图。
29.图2为本实用新型的用于改造机房的顶置热管模块系统的标示全图。
30.图3为本实用新型中顶置热管空调ⅰ的结构示意俯视图。
31.图4为本实用新型中封闭冷通道的结构示意俯视图。
32.图5为本实用新型中主要管路连接示意图。
33.图6为本实用新型的用于改造机房的顶置热管模块系统中的制冷剂、冷冻水流动方向示意图。
34.图7为本实用新型的用于改造机房的顶置热管模块系统中的空气流动示意图。
35.附图标记说明：
36.1-顶置热管空调单元，1-1顶置热管空调ⅰ，1-1-1热管换热器ⅰ，1-1-2热管换热器ⅱ，1-1-3风机ⅰ，1-1-4风机ⅱ，1-1-5钣金支架ⅰ，1-1-5-1吊耳ⅰ，1-1-6空气过滤器ⅰ，1-2顶置热管空调ⅱ，1-2-1热管换热器ⅲ，1-2-2热管换热器ⅳ，1-2-3风机ⅲ，1-2-4风机ⅳ，1-2-5钣金支架ⅱ，1-2-5-1吊耳ⅱ，1-2-6空气过滤器ⅱ，1-3顶置热管空调ⅲ，1-3-1热管换热器
ⅴ
，1-3-2热管换热器ⅵ，1-3-3风机
ⅴ
，1-3-4风机ⅵ，1-3-5钣金支架ⅲ，1-3-5-1吊耳ⅲ，1-3-6空气过滤器ⅲ，2-中间换热单元，2-1中间换热器ⅰ，2-2中间换热器ⅱ，2-3中间换热器ⅲ，3-封闭冷通道，3-1旋转天窗，3-2固定天窗，3-3通道门，3-4通道侧板，3-5通道照明设备，3-6天窗控制装置，4-气管，4-1气管ⅰ，4-2气管ⅱ，4-3气管ⅲ，5-液管，5-1液管ⅰ，5-2液管ⅱ，5-3液管ⅲ，6-供水支管，6-1供水支管ⅰ，6-2供水支管ⅱ，6-3供水支管ⅲ，6-4供水支管汇管，7-回水支管，7-1回水支管ⅰ，7-2回水支管ⅱ，7-3回水支管ⅲ，7-4回水支管汇管，8-电动调节阀，9-恒湿机，10-原冷冻水供水管，11-原冷冻水回水管，12-原冷冻水精密空调供水管，13-原冷冻水精密空调回水管，14-阀门，15-原冷冻水精密空调，16-机柜，17-群控系统。
具体实施方式
37.为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。需要说明的是，以下所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明的内容不局限于下面的实施例。实际上，在未背离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化，这对本领域技术人员来说将是显而易见的。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用来产
生又一个实施例。因此，意图是本发明将这样的修改和变化包括在所附的权利要求书和它们的等同物的范围内。
38.图1、2为本实用新型的用于改造机房的顶置热管模块系统的示意图。如图所示，本实用新型的用于改造机房的顶置热管模块系统，包括顶置热管空调单元1、中间换热单元2、封闭冷通道3、气管4、液管5、供水支管6、回水支管7等系统组件。
39.更加详细的，如图2～3所示，顶置热管空调单元1包括顶置热管空调ⅰ1-1、顶置热管空调ⅱ1-2、顶置热管空调ⅲ1-3，顶置热管空调ⅰ1-1(如图3所示)包括热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2、风机ⅰ1-1-3、风机ⅱ1-1-4、钣金支架ⅰ1-1-5，热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2分别独立安装在钣金支架ⅰ1-1-5的左右两个相对的竖直面上；风机ⅰ1-1-3、风机ⅱ1-1-4安装在钣金支架ⅰ1-1-5的底部附近的水平面上，且风机ⅰ1-1-3、风机ⅱ1-1-4位于热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2之间；钣金支架ⅰ1-1-5的顶部有用于吊挂在机房屋顶上的吊耳ⅰ1-1-5-1；顶置热管空调ⅱ1-2包括热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2、风机ⅲ1-2-3、风机ⅳ1-2-4、钣金支架ⅱ1-2-5；热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2分别独立安装在钣金支架ⅱ1-2-5的左右两个相对的竖直面上；风机ⅲ1-2-3、风机ⅳ1-2-4安装在钣金支架ⅱ1-2-5的底部附近的水平面上，且风机ⅲ1-2-3、风机ⅳ1-2-4位于热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2之间；钣金支架ⅱ1-2-5的顶部有用于吊挂在机房屋顶上的吊耳ⅱ1-2-5-1；顶置热管空调ⅲ1-3包括热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2、风机
ⅴ
1-3-3、风机ⅵ1-3-4、钣金支架ⅲ1-3-5；热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2分别独立安装在钣金支架ⅲ1-3-5的左右两个相对的竖直面上；风机
ⅴ
1-3-3、风机ⅵ1-3-4安装在钣金支架ⅲ1-3-5的底部附近的水平面上，且风机
ⅴ
1-3-3、风机ⅵ1-3-4位于热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2之间；钣金支架ⅲ1-3-5的顶部有用于吊挂在机房屋顶上的吊耳ⅲ1-3-5-1。
40.中间换热单元2包括中间换热器ⅰ2-1、中间换热器ⅱ2-2、中间换热器ⅲ2-3；封闭冷通道3(如图4所示)包括旋转天窗3-1、固定天窗3-2、通道门3-3、通道侧板3-4、通道照明3-5、天窗控制3-6等。如图5所示，气管4包括气管ⅰ4-1、气管ⅱ4-2、气管ⅲ4-3；液管5包括液管ⅰ5-1、液管ⅱ5-2、液管ⅲ5-3，供水支管6包括供水支管ⅰ6-1、供水支管ⅱ6-2、供水支管ⅲ6-3，供水支管汇管6-4；回水支管7包括回水支管ⅰ7-1、回水支管ⅱ7-2、回水支管ⅲ7-3，回水支管汇管7-4；顶置热管空调ⅰ1-1中的热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2将二者的进口汇合后通过液管ⅰ5-1引入经过中间换热器ⅰ2-1冷却的制冷工质，制冷工质在热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2内吸收机柜16内服务器排热后蒸发，通过与热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2二者汇合的出口连通的气管ⅰ4-1将热量移出机房；制冷工质在中间换热器ⅰ2-1中的冷凝，通过来自原冷冻水供水管10、供水支管汇管6-4、供水支管ⅰ6-1进入中间换热器ⅰ2-1冷侧并通过回水支管ⅰ7-1、回水支管汇管7-4、原冷冻水回水管11的冷冻水实现；顶置热管空调ⅱ1-2中的热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2将二者的进口汇合后通过液管ⅱ5-2引入经过中间换热单元ⅱ2-2冷却的制冷工质，制冷工质在热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2内吸收机柜16内服务器排热后蒸发，通过与热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2二者汇合的出口连通的气管ⅱ4-2将热量移出机房；制冷工质在中间换热单元ⅱ2-2中的冷凝，通过来自原冷冻水供水管10、供水支管汇管6-4、供水支管ⅱ6-2进入中间换热单元ⅱ2-2冷侧并通过回水支管ⅱ7-2、回水支管汇管7-4、原冷冻水回水管
11的冷冻水实现；顶置热管空调ⅲ1-3中的热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2将二者的进口汇合后通过液管ⅲ5-3引入经过中间换热器ⅲ2-3冷却的制冷工质，制冷工质在热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2内吸收机柜16内服务器排热后蒸发，通过与热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2二者汇合的出口连通的气管ⅲ4-3将热量移出机房；制冷工质在中间换热器ⅲ2-3中的冷凝，通过来自原冷冻水供水管10、供水支管汇管6-4、供水支管ⅲ6-3进入中间换热器ⅲ2-3冷侧并通过回水支管ⅲ7-3、回水支管汇管7-4、原冷冻水回水管11的冷冻水实现；顶置热管空调ⅰ1-1中的热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2安装在钣金支架ⅰ1-1-5的两个竖直进风面且进风面选配有空气过滤器ⅰ1-1-6，风机ⅰ1-1-3、风机ⅱ1-1-4安装在钣金支架ⅰ1-1-5的水平出风面上；顶置热管空调ⅱ1-2中的热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2安装在钣金支架ⅱ1-2-5的两个竖直进风面且进风面选配有空气过滤器ⅱ1-2-6，风机ⅲ1-2-3、风机ⅳ1-2-4安装在钣金支架ⅱ1-2-5的水平出风面上；顶置热管空调ⅲ1-3中的热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2安装在钣金支架ⅲ1-3-5的两个竖直进风面且进风面选配有空气过滤器ⅲ1-3-6，风机
ⅴ
1-3-3、ⅵ1-3-4安装在钣金支架ⅲ1-3-5的水平出风面上；顶置热管空调ⅰ1-1、顶置热管空调ⅱ1-2、顶置热管空调ⅲ1-3均安装在封闭冷通道3顶部；风机ⅰ1-1-3、风机ⅱ1-1-4、风机ⅲ1-2-3、风机ⅳ1-2-4、风机
ⅴ
1-3-3、风机ⅵ1-3-4均为调速风机；封闭冷通道3对应的顶置热管空调1的数量可以为3台；3台可以均低速节能运行；或3台之间有用有备，仅部分运行；封闭冷通道3中的天窗控制3-6控制旋转天窗3-1配合消防联动开启；通道照明3-5根据感应开关动作开启；回水支管ⅰ7-1、回水支管ⅱ7-2、回水支管ⅲ7-3上均安装有电动调节阀8，电动调节阀8可根据负载及温控情况调节中间换热器ⅰ2-1、中间换热单元ⅱ2-2、中间换热器ⅲ2-3中各自的水流量，从而保障封闭冷通道内温度控制需求；可进一步选配恒湿机9，用于机房和封闭冷通道3内湿度调节；进一步包括群控系统17及温湿度探测元件，用于监测封闭冷通道3内的温湿度情况，并通过控制3台顶置热管空调1的运行及备用、调控风机转速、调控电动调节阀8的开启/闭合情况、控制恒湿机9的加湿/除湿运行状态等来实现封闭冷通道3内的温湿度满足设定要求；原冷冻水供水管10、原冷冻水回水管11上在分别与供水支管6、回水支管7及原冷冻水精密空调供水管12、原冷冻水精密空调回水管13管路连接前，安装有阀门14；供水支管汇管6-4上在靠近与原冷冻水供水管10连接处的位置上设置有阀门14，回水支管汇管7-4上在靠近与原冷冻水回水管11连接处的位置上设置有阀门14；原冷冻水精密空调供水管12上在靠近与原冷冻水供水管10连接处的位置上设置有阀门14，原冷冻水精密空调回水管13上在靠近与原冷冻水回水管11连接处的位置上设置有阀门14；阀门14可实现中间换热单元2的冷冻水侧管路及冷冻水的接入及维护；顶置热管空调1接入并调试正常运行后，原冷冻水精密空调15可拆除或作为制冷备份保留。
41.图6为本实用新型的用于改造机房的顶置热管模块系统中的制冷剂、冷冻水流动方向示意图。如图所示，顶置热管空调ⅰ1-1中的热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2将二者的进口汇合后通过液管ⅰ5-1引入经过中间换热器ⅰ2-1冷却的制冷工质，制冷工质在热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2内吸收机柜16内服务器排热后蒸发，通过与热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2二者汇合的出口连通的气管ⅰ4-1将热量移出机房，该系统中制冷工质流动方向如图中箭头a方向所示；顶置热管空调ⅱ1-2中的热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2将二者的进口汇合后通过液管ⅱ5-2引入经过中间换热器ⅱ2-2冷却的制
冷工质，制冷工质在热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2内吸收机柜16内服务器排热后蒸发，通过与热管换热器ⅲ1-2-1、热管换热器ⅳ1-2-2二者汇合的出口连通的气管ⅱ4-2将热量移出机房，该系统中制冷工质流动方向如图中箭头b方向所示；顶置热管空调ⅲ1-3中的热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2将二者的进口汇合后通过液管ⅲ5-3引入经过中间换热器ⅲ2-3冷却的制冷工质，制冷工质在热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2内吸收机柜16内服务器排热后蒸发，通过与热管换热器
ⅴ
1-3-1、热管换热器ⅵ1-3-2二者汇合的出口连通的气管ⅲ4-3将热量移出机房，该系统中制冷工质流动方向如图中箭头c方向所示；制冷工质在中间换热器ⅰ2-1中的冷凝，通过来自原冷冻水供水管10、供水支管汇管6-4、供水支管ⅰ6-1进入中间换热器ⅰ2-1冷侧并通过回水支管ⅰ7-1、回水支管汇管7-4、原冷冻水回水管11的冷冻水实现；制冷工质在中间换热器ⅱ2-2中的冷凝，通过来自原冷冻水供水管10、供水支管汇管6-4、供水支管ⅱ6-2进入中间换热器ⅱ2-2冷侧并通过回水支管ⅱ7-2、回水支管汇管7-4、原冷冻水回水管11的冷冻水实现；制冷工质在中间换热器ⅲ2-3中的冷凝，通过来自原冷冻水供水管10、供水支管汇管6-4、供水支管ⅲ6-3进入中间换热器ⅲ2-3冷侧并通过回水支管ⅲ7-3、回水支管汇管7-4、原冷冻水回水管11的冷冻水实现，系统中冷冻水的流动方向如图中箭头d方向所示。
42.图7为本实用新型的用于改造机房的顶置热管模块系统中的空气流动示意图。以顶置热管空调ⅰ1-1为例，顶置热管空调ⅰ1-1中的热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2在钣金支架ⅰ1-1-5的两个竖直进风面吸收机柜16内服务器高温排风后，热量由通过液管ⅰ5-1引入的经过中间换热器ⅰ2-1冷却的箭头a方向流动的制冷工质吸热蒸发后由气管ⅰ4-1再次输送至中间换热器ⅰ2-1并由中间换热器ⅰ2-1冷侧的箭头d方向的冷冻水将热量排出机房，经过热管换热器ⅰ1-1-1、热管换热器ⅱ1-1-2冷却后的空气由风机ⅰ1-1-3、风机ⅱ1-1-4输送至封闭冷通道3中并再次进入并吸收机柜16内服务器热量后再回流至顶置热管空调ⅰ1-1中再次进行冷却，空气流动示意图如图中箭头e方向所示。
43.通过上述实施例，完全有效地实现了本发明的目的。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于改造机房的顶置热管模块系统，包括原有设置在服务器机房中中的原冷冻水精密空调以及与所述原冷冻水精密空调连通的原冷冻水供水管、原冷冻水回水管，所述系统还包括用于改造机房的顶置热管空调单元、中间换热单元、封闭冷通道，其特征在于：所述封闭冷通道至少包括两相对布置并具有相对间距的成列机柜以及设置在两所述成列机柜的周边及顶部用于形成闭通道空间的通道侧板，每一所述成列机柜均包括多个紧邻布置的服务器机柜，且每一所述服务器机柜的进风侧均正对所述封闭冷通道、排风侧均直接连通服务器机房环境；所述顶置热管空调单元整体布置在所述封闭冷通道的顶部，并包括多个沿所述封闭冷通道的长度方向阵列布置的顶置热管空调，每一所述顶置热管空调均至少包括一钣金支架、两热管换热器、两风机，所述钣金支架的顶部设有用于吊挂在服务器机房屋顶上的吊耳，两所述热管换热器分别独立安装在所述钣金支架的左右两个相对的竖直面上，两所述风机安装在所述钣金支架的底部附近的水平面上并在宽度方向上布置在两所述热管换热器之间，两所述风机用以向下向所述封闭冷通道内输送冷风；所述中间换热单元包括多个中间换热器，且所述中间换热器与所述顶置热管空调的数量相同，每一所述中间换热器的冷侧进口设有一供水支管、冷侧出口设有一回水支管，各所述供水支管通过一供水支管汇管与所述原冷冻水供水管连通，各所述回水支管通过一回水支管汇管与所述原冷冻水回水管连通；每一所述顶置热管空调中的两热管换热器的进口、出口分别汇合后接入一所述中间换热器的热侧并形成为一套制冷工质封闭循环，或每一所述顶置热管空调中的两热管换热器分别通过其各自的进口、出口接入不同的中间换热器的热侧从而构成两套独立的制冷工质封闭循环。2.根据权利要求1所述的用于改造机房的顶置热管模块系统，其特征在于，所述顶置热管空调单元包括顶置热管空调ⅰ、顶置热管空调ⅱ、顶置热管空调ⅲ，其中，所述顶置热管空调ⅰ包括热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ、风机ⅰ、风机ⅱ、钣金支架ⅰ，所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ分别独立安装在所述钣金支架的左右两个相对的竖直面上；所述风机ⅰ、风机ⅱ安装在所述钣金支架的底部附近的水平面上，且所述风机ⅰ、风机ⅱ位于所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ之间；所述钣金支架ⅰ的顶部有用于吊挂在机房屋顶上的吊耳ⅰ；所述顶置热管空调ⅱ包括热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ、风机ⅲ、风机ⅳ、钣金支架ⅱ；所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ分别独立安装在所述钣金支架ⅱ的左右两个相对的竖直面上；所述风机ⅲ、风机ⅳ安装在所述钣金支架ⅱ的底部附近的水平面上，且所述风机ⅲ、风机ⅳ位于所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ之间；所述钣金支架ⅱ的顶部有用于吊挂在机房屋顶上的吊耳ⅱ；所述顶置热管空调ⅲ包括热管换热器
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、热管换热器ⅵ、风机
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、风机ⅵ、钣金支架ⅲ；所述热管换热器
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、热管换热器ⅵ分别独立安装在所述钣金支架ⅲ的左右两个相对的竖直面上；所述风机
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、风机ⅵ安装在所述钣金支架ⅲ的底部附近的水平面上，且所述风机
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、风机ⅵ位于所述热管换热器
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、热管换热器ⅵ之间；所述钣金支架ⅲ的顶部有用于吊挂在机房屋顶上的吊耳ⅲ。3.根据权利要求2所述的用于改造机房的顶置热管模块系统，其特征在于，所述中间换热单元包括中间换热器ⅰ、中间换热器ⅱ、中间换热器ⅲ，并且其中，
所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ的进口通过一液管ⅰ引入经过所述中间换热器ⅰ的热侧中冷却的制冷工质，制冷工质在所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ内吸收机柜内服务器排热后蒸发，通过与所述热管换热器ⅰ、热管换热器ⅱ的出口连通的一气管ⅰ将受热蒸发为气态的制冷工质回流至所述中间换热器ⅰ的热侧；所述中间换热器ⅰ的冷侧进口经供水支管ⅰ、供水支管汇管与原冷冻水供水管连通，所述中间换热器ⅰ的冷侧出口经回水支管ⅰ、回水支管汇管与原冷冻水回水管连通，引入所述中间换热器ⅰ冷侧中的冷冻水用于冷却所述中间换热器ⅰ热侧中的制冷工质；所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ的进口通过一液管ⅱ引入经过所述中间换热器ⅱ的热侧中冷却的制冷工质，制冷工质在所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ内吸收机柜内服务器排热后蒸发，通过与所述热管换热器ⅲ、热管换热器ⅳ的出口连通的一气管ⅱ将受热蒸发为气态的制冷工质回流至所述中间换热器ⅱ的热侧；所述中间换热器ⅱ的冷侧进口经供水支管ⅱ、供水支管汇管与原冷冻水供水管连通，所述中间换热器ⅱ的冷侧出口经回水支管ⅱ、回水支管汇管与原冷冻水回水管连通，引入所述中间换热器ⅱ冷侧中的冷冻水用于冷却所述中间换热器ⅱ热侧中的制冷工质；所述热管换热器
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、热管换热器ⅵ的进口通过一液管ⅲ引入经过所述中间换热器ⅲ的热侧中冷却的制冷工质，制冷工质在所述热管换热器
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、热管换热器ⅵ内吸收机柜内服务器排热后蒸发，通过与所述热管换热器
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、热管换热器ⅵ的出口连通的一气管ⅲ将受热蒸发为气态的制冷工质回流至所述中间换热器ⅲ的热侧；所述中间换热器ⅲ的冷侧进口经供水支管ⅲ、供水支管汇管与原冷冻水供水管连通，所述中间换热器ⅲ的冷侧出口经回水支管ⅲ、回水支管汇管与原冷冻水回水管连通，引入所述中间换热器ⅲ冷侧中的冷冻水用于冷却所述中间换热器ⅲ热侧中的制冷工质。4.根据权利要求1所述的用于改造机房的顶置热管模块系统，其特征在于，每一所述顶置热管空调中，两所述风机均为调速风机，两所述热管换热器的外侧均为进风面、内侧均为出风面，且外侧进风面处选配有空气过滤器。5.根据权利要求1所述的用于改造机房的顶置热管模块系统，其特征在于，所述封闭冷通道还包括设置在其顶部的旋转天窗、固定天窗，设置在其至少一端的通道门，所述封闭冷通道中还设有通道照明设备、天窗控制装置，所述天窗控制装置用以控制所述旋转天窗配合消防联动开启，所述通道照明设备根据感应开关动作开启。6.根据权利要求3所述的用于改造机房的顶置热管模块系统，其特征在于，所述回水支管ⅰ、回水支管ⅱ、回水支管ⅲ上均安装有电动调节阀，所述电动调节阀可根据负载及温控情况调节所述中间换热器ⅰ、中间换热器ⅱ、中间换热器ⅲ中各自的冷冻水流量，从而保障封闭冷通道内温度控制需求。7.根据权利要求6所述的用于改造机房的顶置热管模块系统，其特征在于，所述系统还选配有恒湿机，用于调节所述机房和封闭冷通道内的湿度。8.根据权利要求7所述的用于改造机房的顶置热管模块系统，其特征在于，所述系统还设有群控系统及温湿度探测元件，用于监测所述封闭冷通道内的温湿度情况，并通过控制各所述顶置热管空调的运行及备用、调控风机的转速、调控所述电动调节阀的启闭、控制所述恒湿机的运行来实现所述封闭冷通道内的温湿度满足设定要求。9.根据权利要求3所述的用于改造机房的顶置热管模块系统，其特征在于，所述原冷冻
水供水管、原冷冻水回水管分别通过原冷冻水精密空调供水管、原冷冻水精密空调回水管与所述原冷冻水精密空调连通，且所述原冷冻水供水管、原冷冻水回水管、原冷冻水精密空调供水管、原冷冻水精密空调回水管、供水支管汇管、回水支管汇管的适当位置处均设有阀门，以实现所述中间换热单元的冷侧管路及冷冻水的接入及维护。

技术总结
本实用新型提供了一种用于改造机房的顶置热管模块系统，包括用于改造机房的顶置热管空调单元、中间换热单元、封闭冷通道。每台顶置热管空调中的热管换热器通过引入中间换热器中冷却的制冷工质，吸收机柜服务器排热后蒸发，通过与热管换热器出口连通的气管将热量移出机房。制冷工质在中间换热单元中的冷凝，通过中间换热单元冷侧的冷冻水实现。本实用新型提供的用于改造机房的顶置热管模块系统，适用于采用传统冷冻水精密空调冷却且存在局部热点的机房，通过安装在封闭冷通道顶部的顶置热管空调，可实现近距离均匀送风，系统节能高效，可有效消除“局部热点”问题、降低空调末端能耗。耗。耗。


技术研发人员：刘志辉 周健健 冯剑超 庞晓风 许荣兴 李宾 任梦
受保护的技术使用者：北京纳源丰科技发展有限公司
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/9/16