一种无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统的制作方法

本实用新型涉及热管系统，属于机房散热系统的技术领域。

背景技术：

机房中服务器发热量越来越大，而现有的机房系统主要采用集中处理机房空气的方式，换热效率较低。如果采用点对点的直接换热形式，将可大大减少送风能耗，提高性能及换热效率。因此，机柜级的制冷解决方案，越来越受到市场的青睐。分离式重力热管背板系统，由于既实现了背板式的机柜级制冷，又不采用水做为载冷剂，解决了“水患”问题，具有很大的市场应用前景。

公开号为CN202095242 U的中国实用新型专利介绍了一种服务器机柜热管散热系统。该热管散热系统主要包括第一换热器和第二换热器，两换热器之间主管路用铜管焊接连接，支管路为软连接管螺纹连接。在现场施工、安装期间，需要“动火”焊接，且螺纹连接施工要求高，施工质量保障难度大，严重影响了服务器整机柜交付的速度。

因此，现有技术还需要进一步改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种结构简单合理、装配简便快捷、没有动力部件、能耗低的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，以克服现有技术中的不足之处。

一种无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，包括背板换热器、系统管和冷凝换热单元，所述系统管分别连接背板换热器和冷凝换热单元形成闭式循环系统，该循环系统内充有换热介质，背板换热器内换热介质吸收外界环境热量后经系统管进入到冷凝换热单元中，通过冷凝换热单元的热交换实现换热介质降温。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，所述背板换热器与系统管之间连接、系统管之间连接、冷凝换热单元与系统管之间连接均采用径向密封连接形式。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，所述冷凝换热单元的最底面安装位置不低于背板换热器的最高面安装位置，所述系统管设置在背板换热器最底端或最底端以下位置。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，所述冷凝换热单元为板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，所述冷凝换热单元的冷侧换热介质为来自冷却塔的冷却水或者来自冷水机组的冷冻水，所述冷凝换热单元用于冷侧换热介质流通的系统管外设置有冷水流量调节阀，所述冷水流量调节阀为电动二通阀或电动三通阀。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，所述背板换热器安装于服务器机柜出风口位置，其中，所述背板换热器为铜管翅片式换热器或者微通道换热器。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，所述换热介质为R22、R134a、R410A、R407C、R32、R125中的一种或多种。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，所述系统管之间连接处设置有密封圈，通过密封圈挤压变形产生径向密封，其中，所述密封圈沿系统管径向至少设置有1个。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，两处于连接状态的系统管中管径较小的系统管上对应密封圈设置有用于容置密封圈的环槽。

所述的无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其中，所述系统管为铝质、铜质或铜铝合金材质金属硬管。

本实用新型无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统针对服务器散热特点开发，其运行时不需额外提供动力设备，运行时完全依靠背板换热器和冷凝换热单元通过系统管以径向密封形式的闭式循环系统，把背板换热器与机柜热空气进行热交换后的热量，通过换热介质传递到冷凝换热单元的冷侧媒介，放热后的换热介质利用自身重力回流，实现整个系统的持续循环运行。

在背板换热器换热量变化调节中，出风温度数据传输到冷水流量调节阀控制器，控制器根据信号参数，自动调节冷水水流量，实现冷凝温度的适配调节。

附图说明

图1为本实用新型一实施例无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统的径向密封示意图。

图3为本实用新型一实施例无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统的径向密封管轴合页结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示一种无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统，其结构针对服务器点对点直接换热形式设计，该无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统包括背板换热器1、系统管2、系统管3和冷凝换热单元4，背板换热器1与系统管2和系统管3的连接、系统管之间的连接、冷凝换热单元4与系统管2和系统管3的连接均使用径向密封连接形式，形成闭式循环系统，循环系统内充有换热介质，背板换热器内换热介质吸收外界环境热量后经系统管2进入到冷凝换热单元中，通过冷凝换热单元的热交换实现换热介质降温，冷却后的换热介质经系统管3回流至背板换热器。

较佳的是，冷凝换热单元的最底面安装位置不低于背板换热器的最高面。这样设置即能确保冷凝换热单元位置高于背板换热器，背板换热器内的换热介质与服务器机柜内热空气热交换后，换热介质吸热成为气态，进入到位置较高的冷凝换热单元内，在冷凝换热单元内经冷侧媒介的热交换，换热介质由气态变为液态，从而使换热介质能够利用自身重量回流，确保系统无需额外驱动力即能实现循环的正常运行。优选实施例中，所述冷凝换热单元为板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器。采用板式换热器、套管式换热器或壳管式换热器能够与背板换热器很好地整合，且结构简单，安装方便。

较佳的是，所述背板换热器针对服务器机柜的散热点设置为多个，并分别通过系统管与冷凝换热单元连接，从而有效解决服务器机柜散热量大、散热点多且分散的问题，提高了服务器机柜的换热效率，进而大大降低了换热能耗。

优选实施例中，冷凝换热单元的冷侧换热介质为来自冷却塔的冷却水或者来自冷水机组的冷冻水。所述冷凝换热单元用于冷侧换热介质流通的系统管外设置有冷水流量调节阀5。冷凝换热单元 4通过冷水流量调节阀5进行冷侧换热量调节，进一步地，所述服务器机柜热风出口（散热口）处设置环境温度探测装置，通过其获取机柜热风出口的实时温度，无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统的控制器接收该数据，并基于该数据反馈控制冷水流量调节阀，从而实现冷水流量基于换热需要的实时调节，冷水流量的变化最终导致背板换热器端换热效率的变化，使该无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统具备自动调节冷水水流量，实现冷凝温度的适配调节的功能。优选的，所述冷水流量调节阀为电动二通阀或电动三通阀。

较佳具体示例中，所述背板换热器为铜管翅片式换热器或者微通道换热器，铜管翅片式换热器或者微通道换热器适合于服务器机柜的散热需要，其结构简单，能够针对热风进行有效快速的散热需要，系统中的铜管翅片式换热器或者微通道换热器均安装于服务器机柜出风口侧，使机柜内热风在出风口即能进行有效热交换，提高了换热效率，避免之前集中处理热空气导致的换热效率低的问题。

具体的，所述系统管为铝质、铜质或铜铝合金材质金属硬管。换热介质为由R22、R134a、R410A、R407C、R32、R125等构成的物质中的一种或多种。之所以采用上述类型的制冷剂主要基于制冷剂与冷水换热匹配以及服务器机柜散热温度范围的问题，上述换热介质能够在与冷水的热交换中实现热量有效传递，确保较高的热交换效率，同时上述制冷剂在服务器机柜的热风温度范围内吸热能力强，能够在服务器机柜的热风温度范围内进行最大限度地吸热，从而确保服务器机柜及时有效的散热，因而采用上述制冷剂，当然，针对服务器机柜的热风温度范围选择的最佳制冷剂为R22，其满足本无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统针对服务器机柜多散热点特点设置的点对点换热模式的要求，能够在低密度热风情况下实现热量的有效吸收，从而使本实用新型无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统的点对点换热方式的优点得以发挥。

针对服务器机柜柜门多，开闭频繁的特点，本实用新型无焊接快速安装的分离式重力热管背板系统中，所述背板换热器与系统管之间连接、系统管之间连接、冷凝换热单元与系统管之间连接均采用径向密封连接形式，如图2所示，系统管21与系统管23之间连接处通过O型密封圈22的挤压变形产生径向密封，安装时，仅需要保持连接的两方轴向基本一致并通过简单的管路固定保证管路密封不泄露即可。改进方案中，两处于连接状态的系统管中管径较小的系统管上对应密封圈设置有用于容置密封圈的环槽，通过环槽固定密封圈位置，所述环槽槽深小于密封圈截面宽度。所述密封圈沿系统管径向至少设置有1个，为确保管路密封效果，如图3所示，密封圈设置为3个，即三级径向密封，3个密封圈沿系统管径向排布，这样能够得到较强的连接强度，同时能够确保最佳的密封性。

如图3所示，连接背板换热器的系统管21紧固在服务器机柜门合页A侧61上，连接主管路的系统管23紧固在机柜门合页B侧62上，系统管21与系统管23之间连接采用三级径向密封形式，安装时需要保证系统管连接处轴向与合页旋转轴向一致。这样的结构，即使机柜门B侧62频繁开合，但连接主管路的系统管23也仍然能跟着合页一起旋转而保证密封不泄漏，既降低了装配难度，又让数据中心管线更为简洁，同时，还可确保密封性不打折扣。

以上所述仅为本实用新型的最佳实施例而已，并不限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。