[发明专利]一种浸没式“四角切圆”自扰流冷却系统

说明书

本发明提供了一种浸没式“四角切圆”自扰流冷却系统，所述系统包括机柜、分液装置、自扰流装置和集液装置，所述的自扰流装置是“四角切圆”自扰流装置，包括四根射流管放置在机柜四个角的竖直方向上，射流管下端开口和分液母管相连通，上端口密封；所述射流管上竖直方向上开有一排射流孔，所述射流孔开口方向依次沿服务器所在内切圆的切线方向，处于对角处的两根射流管上的射流孔的方向两两平行。本发明利用了“四角切圆”原理，在机柜四个角竖直方向上设置自扰流装置，射流孔喷射出的绝缘冷却液在水平方向上围绕服务器形成了环形流动，形成的环形扰动和从机柜底部均匀上升的冷却液相混合，使冷却液围绕服务器螺旋式上升，增强了机柜内冷却液流场的扰动强度。在一定程度上，扰动越强，换热性能越好，换热效率越高。

技术领域

本发明涉及管壳式换热器领域，具体涉及一种浸没式自扰流冷却技术。

背景技术

随着云存储技术的迅猛发展，近几年互联网数据中心机房的数据密度越来越高，但是也随之带来了发热功率高、热流密度大的问题，导致服务器元件温度升高，为保持服务器高效稳定运行，需要对其进行更有效的冷却方式。传统服务器风冷技术已经越来越不能满足人们对于节能的要求，数据中心的耗电量有三分之一以上被用于冷却服务器。

为了对服务器进行更有效的散热，采用直接液冷的浸没式冷却技术应运而生，采用将服务器整体浸泡在充满绝缘且性能稳定的冷却液的机柜中，绝缘冷却液与服务器直接接触，带走服务器散出的热量，再通过外循环散热装置对绝缘冷却液进行冷却，从而实现持续高效的冷却效果。

浸没式冷却和传统的机房风冷散热方式相比，由于冷却液的换热效率是空气的1000倍，而且计算设备无需风扇，室内无需额外空调，可节约20%-30%电量。浸没式冷却技术和采用间接液冷的水冷板式冷却技术相比，散热冷却性能更高，也无需考虑冷却液密封泄露的风险。此外，服务器系统完全浸泡在封闭液体环境的设计使得计算部署密度获得大幅度提升，CPU和GPU计算部件可长时间稳定工作在高性能频率状态，并几乎完全免除湿度、灰尘、振动的影响，极大优化服务器运行环境，提升设备寿命。

然而，现有的服务器浸没式液冷技术中，冷却液从机柜底部向上流动浸没服务器进行冷却，竖直方向上的流场比较均匀,在水平方向上缺乏相应的扰动，服务器浸没冷却换热的性能可以进一步提升。本发明基于“四角切圆”原理提供了一种自扰流技术，从而增强了冷却液在机柜内流场的扰动，提高了服务器冷却散热效果。“四角切圆”基本思路如下：一个矩形的四个顶点分别向矩形内引出射线，其中对角处的点引出的射线相互平行，那么这两组平行线在矩形内部相交围成一个平行四边形或矩形，这个平行四边形或矩形有一个内切圆或内切椭圆。同样的，如果四个角处的四个顶点沿两组射线方向喷射出流体，那这四组流体将在内切圆处混合，并且流动方向和内切圆切线方向相吻合，形成一个个环状流动的旋涡状的流场，从而加强了流体的扰动程度。基于以上思路，我们发明了一种服务器浸没式自扰流冷却技术。

发明内容

本发明的主要目的之一是提供一种服务器浸没式自扰流冷却技术，该技术通过“四角切圆”原理，增强了绝缘冷却液在水平方向上的扰动，从而提高液体浸没式冷却系统的散热性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种浸没式“四角切圆”自扰流冷却系统，所述系统包括机柜、分液装置、自扰流装置和集液装置，所述机柜设有冷却液进液口和冷却液出液口，所述冷却液进液口和分液装置相连通，所述分液装置和自扰流装置相连通，所述集液装置位于机柜上部的冷却液液面下方，所述集液装置和冷却液出液口相连通，所述绝缘冷却液依次通过冷却液进液口、分液装置和自扰流装置进入到机柜内，通过集液装置从冷却液出液口流出，服务器浸没在机柜内的绝缘冷却液内进行冷却散热；所述分液装置包括分液母管和射流管，所述分液母管和冷却液进液口相连通；

所述的自扰流装置是“四角切圆”自扰流装置，包括四根射流管放置在机柜四个角的竖直方向上，射流管下端开口和分液母管相连通，上端口密封；