科技成果——分布式熱管冷卻技術適用范圍通信行業可應用于通信基站、通信機房、新建IDC數據中心、學校信息機房、政企信息機房等高發熱密度的信息機房的溫度控制系統行業現狀在北京，移動、電信、聯通三家通信運營商的數據中心約為30萬m2,全國共擁有約300萬m2左右；百度、阿里、騰訊以及其他一些政府、企業都有大量的數據中心需求和應用；大量的提供數據服務的企業也擁有大量的數據中心；全國擁有超過100萬座通信基站。按照常規機房面積600m2,配置的IT設備功率為500kW來核算，全國數據中心年耗電量超過千億kWh量級，能耗巨大，CO2排放量超過3000萬tCO2/a，具有較大的節能潛力。成果簡介1、技術原理采用“自然冷源”，或“自然冷源+強制制冷”的方式，通過小溫差驅動熱管系統內部循環工質的氣液形成自適應的動態相變循環，把信息機房內熱量帶到室外的排熱，實現室內外無動力、自適應平衡的冷量傳輸。通過特定的設備設計形式，實現數據中心機柜級/行間級/通道級的精確供冷、低能耗供冷。熱管技術是利用工質相變（氣/液態轉變）實現熱量快速傳遞的一項傳熱技術。熱管工作原理：（1）熱管的蒸發段與熱源（機房熱空氣）接觸；（2）熱管液態工質在蒸發段吸熱蒸發，成為氣態；（3）氣態工質沿著熱管的蒸汽管快速流動至冷凝段；（4）熱管的冷凝段與冷源接觸；（5）氣態工質在冷凝段放出熱量，冷凝為液態；液態工質在重力的作用下沿著液體管回流至蒸發段；（6）以上流程循環往復，實現熱量快速傳遞。2、關鍵技術（1）通過全封閉連接管路中的工質自然循環進行熱傳遞，不直接引入室外空氣，保證機房室內空氣的潔凈度。（2）室內末端循環工質為不燃、無毒、無腐蝕、常壓下為氣態的制冷劑，通過小溫差驅動換熱芯體中介質達到動態的氣液相變熱力平衡，實現數據中心內設備的節能冷卻，且保證無水進入機房，杜絕水浸機房的安全隱患，安全可靠。（3）室內設備全顯熱換熱，無冷凝水產生，杜絕常規精密空調除濕、加濕同時進行這種不合理的費能現象。（4）采用分布式自適應按需冷卻，根據機房實際需求，實現機柜級、行間級、通道級按需供冷的個性化溫、濕度調控。（5）設備與數據中心的機柜、冷/熱通道緊密結合，占地空間小，空間利用率高。（6）有效解決機房氣流組織混亂的問題，消除局部熱點。（7）用抗震結構設計，容災能力強。

3、工藝流程分布式熱管冷卻技術由在機房內的SIS熱管冷卻末端、安裝室外的DCU、冷凍水系統以及控制系統構成。熱管排熱機1巨圖1分布式熱管冷卻系統的運行原理圖人）室內部分設備：分布式熱管冷卻末端熱管背板列間熱管頂置式熱管圖2分布式熱管冷卻末端設備優點：高密度冷卻，單機柜散熱能力超過14kW。分布式冷卻，各機柜按需供冷，消除局部熱點。安全可靠，采用無毒、無腐蝕的氣態工質，無液態物質進機房，避免因泄漏引發的安全隱患。監控完善，監控等級細化至單個機柜，更易于及時發現機房的運行異常，提高機房的安防等級。容錯能力強，某個機柜發生故障時，附近區域內的機柜可提供充足的冷量，柜內IT設備可正常運行，機柜實現在線修復。能耗低，與常規風冷精密空調系統相比，年節電率〉70%節約用地，冷媒管路安裝于地板下方、機柜上方，不占用機房地面空間。B）DCU（熱管冷凝器）原理：DCU作為分布式熱管冷卻系統的冷凝端，負責將分布式熱管末端中制冷劑所攜帶的熱量傳遞至系統的冷源（冷水）中。DCU可根據分布式熱管末端的負載情況，自動調節冷量輸出，實現按需供冷。通過DCU使分布式熱管冷卻系統能夠把冷量充分的攜帶至最靠近機房內熱源的地方，又能夠保證機房內無水進入，確保機房內設備運行的安全性。DCU的冷源（冷水）可來自于冷卻塔、冷水機、或者是現有空調系統的冷凍水。C）冷源部分冷源部分用于為DCU供冷，冷源可由各種形式的自然冷源模塊、冷卻塔（直接蒸發、間接蒸發、開式冷塔、閉式冷塔）、冷水機（風冷機組、水冷機組）組成。在室外溫度較低的地區（全年室外濕球溫度低于16℃的時間較長的地區），可通過自然冷源模塊、冷卻塔將室外冷量引入機房，實現免費制冷。同時，機房產生的熱量可以熱回收的形式免費生產生活熱水、采暖用水等。口）自控系統自控系統是用于實現熱管背板系統自動控制以及運行狀態監控的集成式的智能監控系統，主要功能有：動力環境監視：通過溫度探點和各水路溫度探點對整個機房溫度進行全方位立體化的監控，系統還包括對供電系統電能信息的監控。綜合自動化管理：通過對采集數據進行計算分析，調節熱管排熱量，控制區域溫度防止局部熱點的出現。系統優化節能：通過對采集數據進行計算分析，按需分配各區域的排熱量。數據及時共享：提供RS485MODBUS-RTU、OPC、ODBC等多種接口，實時將數據同原有動力環境監控系統進行分享。自動監測自然冷源、熱回收等各項數據中心所用資源的使用效率。主要技術指標1、分布熱管冷卻末端能效比三60；2、系統空調末端PUE因子W0.02；3、設備結構尺寸小，熱管背板冷卻末端厚度W200mm；4、末端的供水溫度不高于14℃；系統無單點故障；5、系統無水進入機房，安全性高；模塊化、標準化設計。技術水平1、技術鑒定及獲獎情況通過國家教育部科技成果鑒定；入選北京市2013年節能低碳技術產品推薦目錄；獲北京市自主創新產品；獲得中國通信學會2011年科學技術二等獎；申請并獲得數據中心新型空調末端專利13項。2、目前技術應用現狀及產業化發展情況分布式熱管技術經過的長時間的應用測試、運行安全性評估，產品應用規模涵蓋20個機柜的小型信息機房、3000個機柜的大型數據中心，已經在通信行業、政企事業用戶得到廣泛認可。目前該項技術的應用比例較低，具有較大的推廣應用前景。產品將朝著定制化（節能改造方向），產品標準化、模塊化（新建數據中心、快速部署）兩個方向快速發展。典型案例典型案例1應用單位：中國移動通信集團山西有限公司項目名稱：山西移動計費機房節能改造項目建設規模：機房面積約550m2。IT設備輸入功率約為350kW。機房室內設定溫度為23℃，8臺上送風精密空調機房設備。為機房內局部熱點較嚴重的機柜加裝SIS熱管背板，實現機柜按需供冷。室外采用自然冷源模塊+冷機。主要設備：室內14個SIS熱管背板及熱管工質循環管路系統。室外SIS自然冷卻風冷模塊、風冷冷水機組（水系統）。項目實施投資104萬元，，年節電量為38.05萬kWh,約合122tce,房空調整體能耗降低24%,碳減排量為285tCO2,年節能經濟效益38萬元，投資回收期約為2.7年。典型案例2應用單位：中國電信股份有限公司項目名稱：中國電信股份有限公司南通分公司機房制冷改造項目建設規模:安裝13臺智能冷卻終端，單機柜制冷能力為6kW/rack。主要技改內容：機房共布置134臺機柜，其中13臺安裝智能冷卻終端，獨立為服務器提供制冷服務。主要設備：13臺智能冷卻終端，1臺冷量分配單元，1套智能控制系統，1臺冷卻塔，1臺水冷冷水機組。技改投資額44萬元，建設期為1個月。年節能量為105tce，碳減排量為227tCO2，年節能經濟效益32萬元，投資回收期約為1.4年。典型案例3應用單位：中國電信股份有限公司項目名稱：中國電信股份有限公司南京分公司機房制冷改造項目建設規模：兩個數據機房原風冷型機房精密空調制冷系統改造。主要技改內容：安裝97套熱管背板式空調，單機架設計功耗3.2kW。主要設備：97臺微功耗散熱機柜，11臺臺殼管式換熱器，單臺換熱量270kW。技改投資額125.2萬元，建設期為1個月。年節能量為160tce，碳減排量為374tCO2,年節能經濟效益49.8萬元，投資回收期約為2.5年。市場前景我國數據中心、通信行業快速發展，年投資經費超過千億元，市場容量巨大。以當前數據中心、信息機房保有量500萬m2計算，常規機房面積600m2,IT設備功率為500kW,采用常規水冷型精密空調機房PUE