热管背板空调分级处理系统及其控制方法

1.本发明涉及数据中心冷却系统技术领域，特别是涉及一种热管背板空调分级处理系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着信息技术的快速发展，数据中心、通讯基站等基础设施建设规模在全球范围内日益扩大，其承担的计算量也在飞速增长，与之同时带来的是计算机、服务器等设备工作时的高发热密度和高发热量。为了保障该类设备的常年可靠运行，需要设置空调系统对其温湿度进行控制。目前，用于数据中心冷却降温的空调系统的能耗占比约为40％，因此，在保障设备安全运行的同时降低空调系统能耗。相关技术中，热管背板空调末端部分均为利用单一温度品位的冷源对服务器排风进行冷却，由于热管背板的进、出风温差较大，其空气冷却过程中存在明显的不匹配问题，导致其对冷源温度必须较低，从而导致自然冷源的利用时间不长，整个空调系统的能耗仍然较高；在冷源部分多采用干冷器或冷却塔的单一自然冷源，在使用机械制冷时，仅用一种低温冷冻水冷却室内空气，无法同时利用温度低于室内温度的自然冷源，造成整个空调系统的能耗过大。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种热管背板空调分级处理系统，热管背板空调至少包括设置在换热室内的第一级换热器、第二级换热器以及风机，第一级换热器和第二级换热器的温度可以相同或者不同，不仅可以机械制冷，还可以利用温度低于室内温度的自然冷源，降低了整个空调系统的能耗。
4.本发明实施例还提供了一种热管背板空调分级处理系统的控制方法。
5.本发明实施例还提供了另一种热管背板空调分级处理系统的控制方法。
6.根据本发明第一方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统，包括：
7.机柜，所述机柜设有用于放置电子设备的换热室，所述机柜的侧壁形成有连通于所述换热室的进风口和出风口；
8.热管背板空调，至少包括设置在所述换热室内的第一级换热器、第二级换热器以及风机；
9.多种冷源采集装置，至少包括第一冷源和第二冷源，所述第一冷源通过第一冷媒管路连通于所述第一级换热器，所述第二冷源通过第二冷媒管路连通于所述第二级换热器；
10.其中，所述风机使所述进风口的空气依次通过电子设备、所述第一级换热器、所述第二级换热器以及所述出风口。
11.根据本发明的一个实施例，所述第一冷源和所述第二冷源为两组独立的集成冷源。
12.根据本发明的一个实施例，所述第一冷源和所述第二冷源共用一组集成冷源。
13.根据本发明的一个实施例，所述集成冷源包括并联的多条平行支路，每条所述平行支路包括空气换热器、第一冷却装置、第二冷却装置和冷机蒸发器其中的至少一个；
14.每条所述平行支路包括至少一组相互对应的进口端和出口端，所述进口端和所述出口端其中的至少一端设置有阀门。
15.根据本发明的一个实施例，所述平行支路还包括备用冷源。
16.根据本发明的一个实施例，所述第一冷源还包括与多条所述平行支路并联的第一换热器以及为载冷剂提供动力的第一水泵；
17.所述第二冷源还包括与多条所述平行支路并联的第二换热器以及为载冷剂提供动力的第二水泵；
18.所述第一换热器通过所述第一冷媒管路连通于所述第一级换热器，所述第二换热器通过所述第二冷媒管路连通于所述第二级换热器。
19.根据本发明的一个实施例，所述空气换热器、所述第一冷却装置、所述第二冷却装置、所述冷机蒸发器和所述备用冷源一一对应设置于多条所述平行支路。
20.根据本发明的一个实施例，所述第一冷媒管路设有第一三通阀，所述第一三通阀的第一端连通于所述第一冷源，所述第一三通阀的第二端通过第一制冷支路连通于所述第一级换热器，所述第一三通阀的第三端通过第一旁通支路连通于所述第一级换热器，所述第一制冷支路设有第一压缩机；
21.所述第二冷媒管路设有第二三通阀，所述第二三通阀的第一端连通于所述第二冷源，所述第二三通阀的第二端通过第二制冷支路连通于所述第二级换热器，所述第二三通阀的第三端通过第二旁通支路连通于所述第二级换热器，所述第二制冷支路设有第二压缩机；
22.所述第一冷媒管路还设有第一节流阀，所述第一节流阀并联有第一旁通阀，所述第二冷媒管路还设有第二节流阀，所述第二节流阀并联有第二旁通阀。
23.根据本发明的一个实施例，所述第一冷却装置包括开式直接蒸发冷却塔或者闭式直接蒸发冷却塔，所述第二冷却装置包括开式间接蒸发冷却塔或者闭式间接蒸发冷却塔。
24.根据本发明的一个实施例，所述第一冷媒管路和所述第二冷媒管路内的冷媒包括气液相变制冷剂或者采用液泵驱动的液态载冷介质或者气液相变制冷剂。
25.根据本发明第二方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统的控制方法，所述控制方法包括差温分级制冷模式；
26.在所述差温分级制冷模式，第一级换热器内的冷媒温度高于第二级换热器内的冷媒温度。
27.根据本发明第三方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统的控制方法，所述控制方法包括同温分级制冷模式；
28.在所述同温分级制冷模式，第一级换热器内的冷媒温度与第二级换热器内的冷媒温度相同。
29.本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
30.根据本发明第一方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统，包括机柜、热管背板空调和多种冷源采集装置；机柜内设有换热室，换热室内用于放置电子设备，机柜的侧壁形成有连通于换热室的进风口和出风口；热管背板空调至少包括设置在换热室内的第一
级换热器、第二级换热器以及风机；多种冷源采集装置至少包括第一冷源和第二冷源，第一冷源通过第一冷媒管路连通于第一级换热器，第二冷源通过第二冷媒管路连通于第二级换热器；其中，风机使进风口的空气依次通过电子设备、第一级换热器、第二级换热器以及出风口。第一级换热器和第二级换热器的温度可以相同或者不同，不仅可以机械制冷，还可以利用温度低于室内温度的自然冷源。热管背板空调分级处理系统对数据中心内的空气进行分级处理、逐级降温，构建包含机械冷源与多种温度品位自然冷源的复合冷源系统，延长了自然冷源的利用时间，降低了机械冷源的冷量需求，缩短了机械冷源的运行时间，降低了数据中心空调系统的能耗，可以实现数据中心的进一步节能，推动了数据中心空调系统的低碳运行。
31.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统的示意图一；
34.图2是本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统的示意图二；
35.图3是本发明实施例提供的多种冷源采集装置的示意图一；
36.图4是本发明实施例提供的多种冷源采集装置的示意图二；
37.图5是本发明实施例提供的多种冷源采集装置的示意图三；
38.图6是本发明实施例提供的多种冷源采集装置的示意图四；
39.图7是本发明实施例提供的多种冷源采集装置的示意图五；
40.图8是本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统的示意图三；
41.图9是本发明实施例直接蒸发-间接蒸发冷却模式的示意图；
42.图10是本发明实施例间接蒸发-机械制冷模式的示意图；
43.图11是本发明实施例空气冷却模式的示意图；
44.图12是本发明实施例直接蒸发冷却模式的示意图；
45.图13是本发明实施例备用冷源冷却模式的示意图。
46.附图标记：
47.1、机柜；2、热管背板空调；21、第一级换热器；22、第二级换热器；23、风机；3、多种冷源采集装置；31、第一冷源；32、第二冷源；41、第一压缩机； 42、第二压缩机；51、第一节流阀；52、第二节流阀；61、第一三通阀；62、第二三通阀；71、第一旁通阀；72、第二旁通阀；81、空气换热器；82、第一冷却装置；83、第二冷却装置；84、冷机蒸发器；85、备用冷源；111、第一换热器； 112、第二换热器；121、第一水泵；122、第二水泵。
具体实施方式
48.为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中
的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
49.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明实施例和简化描述，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发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
51.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
53.相关技术中，热管背板空调末端部分均为单一温度品位的冷源对服务器排风进行冷却，由于热管背板的进、出风温差较大，其空气冷却过程中存在明显的不匹配问题，导致其对冷源温度必须较低，从而导致自然冷源的利用时间较短，整个空调系统的能耗仍然较高；冷源部分多采用干冷器或冷却塔的单一自然冷源，在使用机械制冷时，仅用一种低温冷冻水冷却室内空气，无法同时利用温度低于室内温度的自然冷源，造成整个空调系统的能耗过大。
54.根据本发明第一方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统，请参阅图1 至图13，包括机柜1、热管背板空调2以及多种冷源采集装置3。
55.机柜1内形成有换热室，换热室具有一定的空间体积，用于放置电子设备等。机柜1的侧壁形成有连通于换热室的进风口和出风口，机柜1外部的空气沿着进风口进入换热室，在换热室内换热后，沿着出风口流出。
56.热管背板空调2至少包括设置在换热室内的第一级换热器21、第二级换热器22以及风机23，风机23用于驱动换热室内的空气沿着固定的方向流动。第一级换热器21和第二
级换热器22可以实现两次热量交换过程，可以对数据中心内的空气进行分级处理、逐级降温。
57.需要说明的是，热管背板空调2中的换热器可以为多级，例如三级、四级、五级
…
，可以根据数据中心的实际需求设置，进而实现对空气分级处理以及逐级降温。
58.多种冷源采集装置3至少包括第一冷源31和第二冷源32，第一冷源31通过第一冷媒管路连通于第一级换热器21并形成第一循环回路，第二冷源32通过第二冷媒管路连通于第二级换热器22并形成第二循环回路。第一冷源31和第二冷源32独立运行，可以使第一级换热器21和第二级换热器22处于相同或者不同的温度。
59.需要说明的是，多种冷源采集装置3内冷源的数量与换热器的数量相对应，多个冷源一一对应连通于多级换热器，进而实现分级处理以及逐级降温。
60.根据本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统，风机23可以使进风口的空气依次通过电子设备、第一级换热器21、第二级换热器22以及出风口。
61.机柜1外部的空气沿着进风口进入换热室，空气接触电子设备后升温。高温空气首先接触第一级换热器21，由于此时空气温度较高，即使第一级换热器 21内的冷媒温度较高，也不影响高温空气与第一级换热器21进行热量交换，因此第一级换热器21可以充分利用低于室内温度的自然冷源。空气经过第一级换热器21后降温，然后再接触第二级换热器22，第二级换热器22连通于间接蒸发冷却塔或者冷机蒸发器制造的低温冷源，降温后的空气仍可以与温度较低的第二级换热器22进行热量交换。
62.第一级换热器21和第二级换热器22的温度可以相同，也可以不同，不仅可以机械制冷，还可以利用温度低于室内温度的自然冷源。热管背板空调分级处理系统对数据中心内的空气进行分级处理、逐级降温，构建包含机械冷源与多种温度品位自然冷源的复合冷源系统，延长了自然冷源的利用时间，降低了机械冷源的冷量需求，缩短了机械冷源的运行时间，降低了数据中心空调系统的能耗，可以实现数据中心的进一步节能，推动了数据中心空调系统的低碳运行。
63.根据本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统，第一冷源31和第二冷源32可以均采用自然冷源，例如数据中心设置在地理温度较低的区域，空气温度以及地下水温度较低，可以直接用于数据中心降温。在数据处理需求较大的城市，则可以通过辅助降温的结构，促进自然冷源的利用。
64.在一些实施例中，请参阅图2，在自然冷源换热能力不足时，可以在冷媒管路上设置压缩机以及节流阀等结构，辅助热管背板空调分级处理系统进行降温，进而充分利用自然冷源。
65.第一冷媒管路设有第一三通阀61，第一三通阀61的第一端连通于第一冷源 31，第一三通阀61的第二端通过第一制冷支路连通于第一级换热器21，第一三通阀61的第三端通过第一旁通支路连通于第一级换热器21，第一旁通支路并联于第一制冷支路，第一制冷支路设有第一压缩机41。第一冷媒管路还设有第一节流阀51，第一节流阀51并联有第一旁通阀7。
66.第二冷媒管路设有第二三通阀62，第二三通阀62的第一端连通于第二冷源 32，第二三通阀62的第二端通过第二制冷支路连通于第二级换热器22，第二三通阀62的第三端通过第二旁通支路连通于第二级换热器22，第二旁通支路并联于第二制冷支路，第二制冷支
路设有第二压缩机42。第二冷媒管路还设有第二节流阀52，第二节流阀52并联有第二旁通阀72。
67.可以理解的是，在第一冷源31和第二冷源32均采用自然冷源时，第一压缩机41和第二压缩机42可以辅助制冷，自然冷源不能满足数据中心的制冷需求时，启动第一压缩机41和第二压缩机42弥补自然冷源的制冷缺口，可以使自然冷源的利用达到最大化，不仅降低了数据中心空调系统的能耗，还拓展了自然冷源的地域适用范围。
68.根据本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统，第一冷源31和第二冷源32独立运行。
69.在一些实施例中，第一冷源31和第二冷源32为两组独立的集成冷源，如图3、图4以及图8所示，第一级换热器21连接于其中一组集成冷源，第二级换热器22连接于其中另一组集成冷源，两组集成冷源独立工作，互相不发生干扰。通过调整集成冷源的温度或者工作模式，可以调整第一级换热器21和第二级换热器22内冷媒的温度。
70.在另一些实施例中，第一冷源31和第二冷源32共用一组集成冷源，该集成冷源包括两套输入输出系统，第一级换热器21连接于其中一套输入输出系统，第二级换热器22连接于其中另一套输入输出系统，利用一组集成冷源形成两个独立的冷源，如图5、图6及图7所示，控制不同输入输出系统的流速或者流量，可以调整第一级换热器21和第二级换热器22内冷媒的温度。
71.在一些实施例中，请参阅图3至图8，集成冷源包括并联的多条平行支路，每条平行支路均包括空气换热器81、第一冷却装置82、第二冷却装置83和冷机蒸发器84其中的至少一个，每条平行支路包括至少一组相互对应的进口端和出口端，进口端和出口端其中的至少一端设置有阀门。
72.需要说明的是，每一组相互对应的进口端和出口端构成上文的输入输出系统，不同组进口端和出口端之间互相不干扰，避免第一级换热器21和第二级换热器22内的冷媒出现串温现象。
73.在第一冷源31和第二冷源32为两组独立的集成冷源时，每条平行支路包括一组相互对应的进口端和出口端。
74.在第一冷源31和第二冷源32共用一组集成冷源时，每条平行支路包括两组相互对应的进口端和出口端。
75.当然，多组冷源共用一组集成冷源时，每条平行支路包括多组相互对应的进口端和出口端。
76.可以理解的是，切换不同位置的阀门，可以使空气换热器81、第一冷却装置82、第二冷却装置83、冷机蒸发器84以及备用冷源85成为第一冷源31的一部分，也可以成为第二冷源32的一部分，进而缩减了多种冷源采集装置3的体积，精简了热管背板空调分级处理系统的结构，有利于提高空间利用效率。
77.根据本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统，如图3至图8所示，每条平行支路仅显示了空气换热器81、第一冷却装置82、第二冷却装置83和冷机蒸发器84其中的一个。实际使用时，每条平行支路内不限于一个冷却装置，可以包括多个并联或者串联的冷却装置，多个冷却装置串联或者并联之后形成一条平行支路，多条平行支路并联后形成集成冷源。
78.进口端和出口端的其中至少一端设置有阀门，打开阀门可以使该平行支路启动换热工作。
79.根据本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统，第一冷源31或者第二冷源32可能会遇到突发情况，例如正在工作的某个或者多个冷却装置管路漏水，需要进行维护，而数据中心需要持续稳定工作，因此可以设置应急冷却装置。
80.在一些实施例中，平行支路还包括备用冷源85，即每条平行支路包括空气换热器81、第一冷却装置82、第二冷却装置83、冷机蒸发器84和备用冷源85 其中的至少一个，至少有一条平行支路设置有备用冷源85。
81.可以理解的是，备用冷源85包括蓄冷装置、热回收装置以及地埋管换热器等，在冷站设备维修、电力故障等场景，打开备用冷源85两端的阀门，可以保障数据中心的服务器安全运行。
82.根据本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统，第一级换热器21或者第二级换热器22可以与空气换热器81、第一冷却装置82、第二冷却装置83、冷机蒸发器84以及备用冷源85直接进行热量交换，也可以间接进行热量交换。
83.在一些实施例中，请参阅图4及图7，第一冷源31还包括第一换热器111和第一水泵121，第一换热器111并联于多条平行支路，第一水泵121设置在第一换热器111的一端，第一水泵121用于为载冷剂提供动力。
84.第二冷源32还包括第二换热器112和第二水泵122，第二换热器112并联于多条平行支路，第二水泵122设置在第二换热器112的一端，第二水泵122用于为载冷剂提供动力。
85.第一换热器111通过第一冷媒管路连通于第一级换热器21，第二换热器112 通过第二冷媒管路连通于第二级换热器22。
86.可以理解的是，第一级换热器21先与第一换热器111之间进行热量交换，第一换热器111再与空气换热器81、第一冷却装置82、第二冷却装置83、冷机蒸发器84以及备用冷源85进行热量交换，形成间接换热结构。
87.需要说明的是，间接换热结构中，热管背板空调2与多种冷源采集装置3之间的管路不直接连通，安全性较高。
88.在一些实施例中，如图3至图8所示，集成冷源包括五条平行支路，每条平行支路仅设置一个冷却装置，空气换热器81、第一冷却装置82、第二冷却装置83、冷机蒸发器84以及备用冷源85一一对应设置于五条平行支路，不同平行支路的冷却装置不同，进而使集成冷源涵盖了多种制冷方式，提高了热管背板空调分级处理系统的适用范围。
89.在一些实施例中，第一冷却装置82包括开式直接蒸发冷却塔或者闭式直接蒸发冷却塔，第二冷却装置83包括开式间接蒸发冷却塔或者闭式间接蒸发冷却塔。
90.在一些实施例中，第一冷媒管路和第二冷媒管路内的冷媒包括气液相变制冷剂或者采用液泵驱动的液态载冷介质或者气液相变制冷。
91.根据本发明第二方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统的控制方法，请参阅图9至图10，控制方法包括差温分级制冷模式。
92.在差温分级制冷模式下，第一级换热器21内的冷媒温度高于第二级换热器22 内的冷媒温度。
93.可以理解的是，机柜1外部的空气沿着进风口进入换热室，空气接触电子设备后升
温。高温空气首先接触第一级换热器21，由于此时空气温度较高，即使第一级换热器21内的冷媒温度较高，也不影响高温空气与第一级换热器21进行热量交换，因此第一级换热器21可以充分利用低于室内温度的自然冷源。空气经过第一级换热器21后降温，然后再接触第二级换热器22，第二级换热器22 连通于间接蒸发冷却塔或者冷机蒸发器制造的低温冷源，可以使降温后的空气与第二级换热器22进行热量交换。
94.第一级换热器21和第二级换热器22的温度不同，不仅可以机械制冷，还可以利用温度低于室内温度的自然冷源。热管背板空调分级处理系统对数据中心内的空气进行分级处理、逐级降温，构建包含机械冷源与多种温度品位自然冷源的复合冷源系统，延长了自然冷源的利用时间，降低了机械冷源的冷量需求，缩短了机械冷源的运行时间，降低了数据中心空调系统的能耗，可以实现数据中心的进一步节能，推动了数据中心空调系统的低碳运行。
95.在一些实施例中，差温分级制冷模式包括直接蒸发-间接蒸发冷却模式以及间接蒸发-机械制冷模式。
96.在直接蒸发-间接蒸发冷却模式，请参阅图9，第一冷源31中仅有第一冷却装置82工作，第二冷源32中仅有第二冷却装置83工作。
97.在第一冷源31中打开第一冷却装置82两端的阀门，在第二冷源32中打开第二冷却装置83两端的阀门，第一冷却装置82为第一级换热器21的冷源，第二冷却装置83为第二级换热器22的冷源，此时第一冷却装置82产生的冷媒介质温度较高，第二冷却装置83产生的冷媒介质温度较低，可以对数据中心内的空气进行分级处理、逐级降温，延长了自然冷源的利用时间，降低了机械冷源的冷量需求，缩短了机械冷源的运行时间，降低了数据中心空调系统的能耗。
98.在间接蒸发-机械制冷模式，请参阅图10，第一冷源31中仅有第二冷却装置工作，第二冷源32中仅有冷机蒸发器84工作。
99.在第一冷源31中打开第二冷却装置83两端的阀门，在第二冷源32中打开冷机蒸发器84两端的阀门，第二冷却装置83为第一级换热器21的冷源，冷机蒸发器84 为第二级换热器22的冷源，此时第二冷却装置83产生的冷媒介质温度较高，冷机蒸发器84产生的冷媒介质温度较低，可以对数据中心内的空气进行分级处理、逐级降温，此模式适用于自然冷源无法完全满足冷却需求的场景。
100.根据本发明第三方面实施例提供的热管背板空调分级处理系统的控制方法，请参阅图9至图10，控制方法包括同温分级制冷模式。
101.在同温分级制冷模式下，第一级换热器21内的冷媒温度与第二级换热器22 内的冷媒温度相同。
102.可以理解的是，机柜1外部的空气沿着进风口进入换热室，空气接触电子设备后升温。当最高效的自然冷源温度可以同时满足两级换热需求时，才向第一级换热器21和第二级换热器22通入温度相同的冷源，两级自然冷源均可以与数据中心内的空气充分进行热量交换，换热效率较高。
103.在一些实施例中，控制方法还包括空气冷却模式、直接蒸发冷却模式以及备用冷源冷却模式。
104.在空气冷却模式，请参阅图11，第一冷源31和第二冷源32中均仅有空气换热器81
工作。
105.在第一冷源31中打开空气换热器81两端的阀门，在第二冷源32中打开空气换热器81两端的阀门，空气换热器81为第一级换热器21的冷源，空气换热器81为第二级换热器22的冷源，此时第一级换热器21内的冷媒介质经过空气换热器81被冷却后完成循环，第二级换热器22的冷媒介质经过空气换热器81被冷却后完成循环，此模式在室外温度低于0℃时适用。
106.在直接蒸发冷却模式，请参阅图12，第一冷源31和第二冷源32中均仅有第一冷却装置82工作。
107.在第一冷源31中打开第一冷却装置82两端的阀门，在第二冷源32中打开第一冷却装置82两端的阀门，此时第一级换热器21内的冷媒介质经过第一冷却装置82 被冷却后完成循环，第二级换热器22内的冷媒介质经过第一冷却装置82被冷却后完成循环。
108.在备用冷源冷却模式，请参阅图13，第一冷源31和第二冷源32中均仅有备用冷源85工作。
109.在第一冷源31中打开备用冷源85两端的阀门，在第二冷源32中打开备用冷源 85两端的阀门，此时第一级换热器21内的冷媒介质经过备用冷源85被冷却后完成循环，第二级换热器22的冷媒介质经过备用冷源85被冷却后完成循环。备用冷源 85包括蓄冷装置或者热回收装置等，在冷站设备维修、电力故障等场景，打开备用冷源85的进水端和出水端的阀门，可以保障数据中心的服务器安全运行。
110.综上所述，根据本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统及控制方法，热管背板空调分级处理系统包括机柜1、热管背板空调2和多种冷源采集装置3；机柜1内设有换热室，换热室内用于放置电子设备，机柜1的侧壁形成有连通于换热室的进风口和出风口；热管背板空调2至少包括设置在换热室内的第一级换热器21、第二级换热器22以及风机23；多种冷源采集装置3至少包括第一冷源31和第二冷源33，第一冷源31通过第一冷媒管路连通于第一级换热器 21，第二冷源32通过第二冷媒管路连通于第二级换热器22；其中，风机23用于使进风口的空气依次通过电子设备、第一级换热器21、第二级换热器22以及出风口。第一级换热器21和第二级换热器22的温度可以相同或者不同，不仅可以机械制冷，还可以利用温度低于室内温度的自然冷源。热管背板空调分级处理系统对数据中心内的空气进行分级处理、逐级降温，构建包含机械冷源与多种温度品位自然冷源的复合冷源系统，延长了自然冷源的利用时间，降低了机械冷源的冷量需求，缩短了机械冷源的运行时间，降低了数据中心空调系统的能耗，可以实现数据中心的进一步节能，推动了数据中心空调系统的低碳运行。
111.根据本发明实施例提供的热管背板空调分级处理系统：
112.在热管背板空调末端，采用风路多级串联、梯级冷却的热管背板换热器对空气进行分级处理，降低了低温冷源的用量，为充分利用自然冷源、延长自然能源的使用时间、降低机械制冷冷量、缩短机械冷源运行时间提供了基础前提和技术方案。
113.在冷源端，采用多种自然冷源，并根据不同自然冷源处理方式在各室外气象条件下所得到的冷源品位和功耗差异，确定各级热管背板的冷源类型和冷量大小，实现数据中心空调系统的高效节能。
114.与此同时，热管背板空调分级处理系统中，热管背板空调的分级处理的换热器数
量不限于两级，可以根据数据中心实际的散热情况设置多级散热器。
115.其次，热管循环不限于重力型热管，也可以为液相动力型或气相动力型热管。
116.再者，热管背板空调分级处理系统中，改变一个或者多个设备的位置，不影响方案的完整性。
117.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。