换热系统的制作方法

本申请涉及设备冷却技术领域，具体地，涉及可用于(包括但不限于)云计算、云存储、大数据计算、深度学习和图像处理等应用的数据中心的冷却技术领域。

背景技术：

数据中心机房在工作时内部设备会产生热量，为了不影响数据中心机房的正常工作，需要配置相应的换热系统对数据中心机房进行换热。冷却塔作为换热系统的设备之一，通常被设置在室外环境下工作。然而，在低温环境下受室外冷空气影响，冷却塔在换热过程中其内部的换热部件上出现结冰的情况，当换热部件上结冰较多时，会对冷却塔和整个换热系统的工作造成影响，甚至影响冷却塔的使用寿命，造成冷却塔损坏。

技术实现要素：

根据本申请的一方面，提供一种换热系统，包括：

第一冷却塔，设置在数据中心机房的外部；

热通道，设置在数据中心机房的内部；

热管，具有蒸发段、冷凝段和循环管路，蒸发段设置在热通道中，用于吸收数据中心机房内的设备产生的热量；冷凝段设置在第一冷却塔的进风口，用于将蒸发段吸收的热量散发至第一冷却塔的进风口；循环管路连通蒸发段和冷凝段。

在一个实施例中，循环管路包括第一输送管和第二输送管，第一输送管连接于蒸发段的输出端以及冷凝段的输入端之间，第二输送管连接于蒸发段的输入端以及冷凝段的输出端。

在一个实施例中，冷凝段的输入端通过快速接头与第一输送管可拆卸连接，冷凝段的输出端通过快速接头与第二输送管可拆卸连接。

在一个实施例中，蒸发段设置在设备的散热口的外侧，设备的散热口与热通道连通。

在一个实施例中，第一冷却塔为多个，热管为多个，各热管的蒸发段均设置在热通道中，各热管的冷凝段一一对应地设置在各第一冷却塔的进风口。

在一个实施例中，换热系统还包括：

冷通道，设置在数据中心机房的内部；

制冷装置，与热通道、冷通道以及第一冷却塔连接，制冷装置用于根据第一冷却塔提供的冷量对热通道输入的热空气进行换热，并将换热后的冷空气通过冷通道输入至数据中心机房中。

在一个实施例中，换热系统还包括：

第二冷却塔，设置在数据中心机房的外部，第二冷却塔的进风口设置有进风格栅，所述第二冷却塔的出风口处设置有喷淋装置，所述第二冷却塔的换热芯体分别与所述热通道和所述冷通道连接。

在一个实施例中，冷凝段包括多个散热片，各散热片间隔设置在第一冷却塔的进风口，且各散热片与第一冷却塔的进风口可拆卸连接。

在一个实施例中，循环管路上设置有热力膨胀阀。

在一个实施例中，循环管路上设置有压力检测点、隔离阀和制冷剂充注口中的至少一个。

本申请实施例由于将热管的蒸发段设置在数据中心机房的热通道中，将热管的冷凝段设置在第一冷却塔的进风口，因此可以实现通过热管的冷凝段将热管的蒸发段从数据中心机房中吸收的热量散发至第一冷却塔的进风口处，从而实现利用散发的热量对经由第一冷却塔的进风口流入第一冷却塔的室外风进行升温。

应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1是根据本申请一实施例的换热系统的示意图；

图2是根据本申请另一实施例的换热系统的示意图；

图3是根据本申请另一实施例的换热系统的示意图；

图4是根据本申请另一实施例的换热系统的示意图；

图5是根据本申请另一实施例的换热系统的示意图；

图6是根据本申请另一实施例的换热系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

根据本申请的实施例，如图1所示，本申请提供了一种换热系统，包括：第一冷却塔10、热通道20以及热管30。

第一冷却塔10设置在数据中心机房100的外部。第一冷却塔10可采用现有技术中的任意冷却塔。例如，根据换热介质的不同，采用空气和空气间接换热的冷却塔，或利用空气与冷却液换热的冷却塔。第一冷却塔10可以设置在数据中心机房100外部的其他空间区域中，或设置在室外环境下。

热通道20设置在数据中心机房100的内部。热通道20用于将数据中心机房100内各设备在工作时产生的热量输送至数据中心机房100的外部。具体的，热通道20可以将数据中心机房100内各机柜110中的服务器周围的热空气输送至数据中心机房100的外部进行换热。热通道20在数据中心机房100中的布置方式、布置位置以及布置数量等可以根据换热需要进行选择和调整，在此不做具体限定。数据中心机房100可以为用于进行云计算、云服务、云平台、云存储以及大数据等业务领域的数据中心机房100，还可以为应用于神经网络、深度学习等数据处理场景的数据中心机房100。

热管30具有蒸发段31、冷凝段32和循环管路33。蒸发段31设置在热通道20中，用于吸收数据中心机房100内的设备产生的热量。冷凝段32设置在第一冷却塔10的进风口11，用于将蒸发段31吸收的热量散发至第一冷却塔10的进风口11。循环管路33连通蒸发段31和冷凝段32，用于将蒸发段31内的液态制冷剂吸收热量后会相变成的气态制冷剂输送至冷凝段32中，以及将冷凝段32段内的气态制冷剂吸收外界冷量后相变成的液态制冷剂输送至蒸发段31中。蒸发段31内的液态制冷剂在相变为气态制冷剂的过程中会吸收热通道20内输送的热空气的热量，因此可以实现对热通道20内输送的热空气进行降温。冷凝段32内的气态制冷剂在相变为液态制冷剂的过程中会吸收周围外界冷空气的冷量并向周围散发热量，因此可以实现对冷凝段32周围的外界空气进行温升，也即是说提高第一冷却塔10的进风口11周围的空气温度，从而使得外界冷空气通过进风口11流入第一冷却塔10内部时温度会上升。

热管30可以采用现有技术中的任意热管30结构，只要能够实现热管30内部的制冷剂受温度影响自动相变换热即可。热管30内部的制冷剂也可以根据需要进行选择，例如制冷剂可以采用r134a、r22、r410c、r407等任何受温度影响可相变的制冷剂。

在本实施例中，由于热管30的蒸发段31设置在数据中心机房100的热通道20中，冷凝段32设置在第一冷却塔10的进风口11处，因此，通过热管30的冷凝段32能够将热管30的蒸发段31从数据中心机房100中吸收的热量散发至冷却塔的进风口11处，从而实现利用散发的热量对经由第一冷却塔10的进风口11流入第一冷却塔10的室外风进行升温。使得在低温环境下，通过进风口11流入第一冷却塔10的空气的温度不会过低导致第一冷却塔10内部的器件或冷却水被冻结成冰。有效提高了第一冷却塔10的使用寿命，以及第一冷却塔10的工作效率。

在一个实施例中，如图1所示，循环管路33包括第一输送管331和第二输送管332。第一输送管331连接于蒸发段31的输出端以及冷凝段32的输入端之间，用于将蒸发段31中相变为气态的制冷剂输送至冷凝段32。第二输送管332连接于蒸发段31的输入端以及冷凝段32的输出端，用于将冷凝段32中相变为液态的制冷剂输送至蒸发段31中。在本实施例中，通过第一输送管331和第二输送管332可以使得制冷剂在热管30中进行循环换热。

在本实施例中，通过第一输送管331和第二输送管332，可以使得制冷剂在热管30中进行循环相变，从而使得制冷剂能够有效的吸收蒸发段31外部的空气热量，以及有效的向冷凝段32的外部空气中散发热量。

在一个示例中，第一输送管331和第二输送管332为绝热管30路。

在一个实施例中，冷凝段32的输入端通过快速接头与第一输送管331可拆卸连接，冷凝段32的输出端通过快速接头与第二输送管332可拆卸连接。快速接头可以采用现有技术中的任意快速接头，在此不做具体限定。

在本实施例中，由于冷凝段32的输入端和输出端通过快速接头连接第一输送管331和第二输送管332，因此可以便于热管30的冷凝段32的拆装。当第一冷却塔10不需要热管30的冷凝段32对进风口11的空气进行加热时，可以快速的拆出热管30的冷凝段32。

在一个实施例中，蒸发段31设置在设备的散热口111的外侧，设备的散热口111与热通道20连通。

在一个示例中，如图1、2所示，数据中心机房100中设置有多个机柜110。每个机柜110中设置有至少一个服务器。每个机柜110的后部均设置有散热口111，散热口111上设置有排风扇112。相邻两列机柜110的散热口111之间形成有第一热通道20，各第一热通道20还与第二热通道20连通。第一热通道20用于将各机柜110的散热口111排出的热空气输送至第二热通道20中，第二热通道20中的热空气被输送至数据中心机房100外部的制冷空调中进行换热后变为冷空气，并通过冷通道40输送回数据中心机房中。热管30的蒸发段31延伸至至少部分第一热通道20中，且位于机柜110的散热口111外部，用于直接吸收机柜110的散热口111排出的热空气的部分热量，从而降低输送至第二热通道20中的热空气的热量。热管30的蒸发段31在吸收散热口111排出的热空气的热量后，蒸发段31内的制冷剂相变为气态并流向位于第一冷却塔10的进风口11的冷凝段32，使得冷凝段32中的气态制冷剂能够与进风口11处的冷空气接触冷凝，并向进风口11处散发热量。

在一个实施例中，如图3所示，第一冷却塔10为多个，热管30为多个，各热管30的蒸发段31均设置在热通道20中，各热管30的冷凝段32一一对应地设置在各第一冷却塔10的进风口11。由于各个第一冷却塔10的进风口11都设置有热管30的蒸发段31，因此可以保证每个第一冷却塔10的内部都不会出现结冰现象。保证各个第一冷却塔10的正常运行。

在一个实施例中，如图4所示，在第一冷却塔10的进风口11尺寸较大的情况下，可以将多个热管30的冷凝段32设置在进风口11处。

在一个实施例中，如图5所示，换热系统还包括：

冷通道40，设置在数据中心机房100的内部。

制冷装置50，与热通道20、冷通道40以及第一冷却塔10连接。制冷装置50用于根据第一冷却塔10提供的冷量对热通道20输入的热空气进行换热，并将换热后的冷空气通过冷通道40输入至数据中心机房100中。

在本实施例中，利用热管30的蒸发段31对数据中心机房100内的热空气进行换热的同时，利用制冷装置50通过冷通道40向数据中心机房100输送冷空气，可以有效提高数据中心机房100的换热效率，并且由于热管30是自动换热无需驱动力，因此在提高换热效率的同时还不会增加能耗。

在一个示例中，制冷装置50可以包括换热器、冷水机组和空调。换热器用于对热通道20中的热空气进行换热。冷水机组用于通过第一冷却塔10的冷却水对空调的冷冻水进行换热。空调利用冷水机组换热后的冷冻水对换热器换热后的空气进行进一步降温，并将降温后的冷空气通过冷通道40输送至数据中心机房100中。

在一个实施例中，如图6所示，换热系统还包括第二冷却塔60，设置在数据中心机房100的外部，第二冷却塔60的进风口设置有进风格栅61，第二冷却塔60的出风口设置有喷淋装置62和风扇64。第二冷却塔的换热芯体63分别与数据中心机房100的热通道20及冷通道40连接。第二冷却塔60通过进风格栅61处流入的冷空气与换热芯体63接触，实现利用空-空换热方式对换热芯体63中的热通道20输入的热空气进行换热，并将换热后的空气输入冷通道40。

第一冷却塔10用于对换热系统中的冷却水进行降温。第二冷却塔60用于直接对数据中心机房100内部的热空气进行冷却。第二冷却塔60的进风口也可设置热管的冷凝段，冬季也可以采用喷淋进行相变换热，进而降低冷塔风扇频率，达到节能目的。

在一个实施例中，如图1所示，冷凝段32包括多个散热片321，各散热片间隔设置在第一冷却塔10的进风口11，且各散热片与第一冷却塔10的进风口11可拆卸连接。

在本实施例中，由于冷凝段32由多个散热片组成，因此可以提高散热效率，从而保证第一冷却塔10的进风口11处的冷空气能够被充分加热。

在一个实施例中，循环管路33上可以设置有热力膨胀阀。热力膨胀阀用于根据热管30内的压力控制制冷剂的流量，保证热管30的正常稳定运行。热力膨胀阀可以采用现有技术中的任意热力膨胀阀结构，在此不做具体限定。

在一个实施例中，循环管路33上可以设置有压力检测点，用于检测热管30内的压力是否正常。循环管路33上还可以设置有隔离阀，当不需要使用热管30或需要将热管30的冷凝段32从第一冷却塔10的进风口11拆卸时，可以通过隔离阀节流热管30内的制冷剂流动，避免制冷剂的泄漏。隔离阀可以采用现有技术中的任意隔离阀结构，在此不做具体限定。循环管路33上还可以设置制冷剂充注口，用于向热管30中注入制冷剂或抽取热管30中的制冷剂。

在一个示例中，如图1所示，第一冷却塔10至少包括进风口11、出风口12、排风扇13以及换热芯体14。换热芯体14用于与由进风口11流入的空气进行热交换。出风口12用于排出热交换后的空气。排风扇13用于为出风口12排出热交换后的空气提供驱动力。

在另一个示例中，第一冷却塔10和/或第二冷却塔60的换热芯体上方还可以设置有冷却液喷淋装置。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。