[发明专利]液冷模块及其控制方法和用于数据中心的液冷系统

说明书

本申请提供了一种液冷模块及其控制方法和应用于数据中心的液冷系统，液冷模块包括：具有冷却液管道入口和冷却液管道出口的冷却液管道；依次串联在所述冷却液管道入口和所述冷却液管道出口之间的冷却器、泵浦机构、和第一单向阀；入口设置在所述泵浦机构的出口和所述第一单向阀的入口之间，出口设置在所述冷却器和所述冷却液管道入口之间的旁通管道；和设置在所述旁通管道上的旁通阀，该旁通阀的开度具可调性。根据本申请的液冷模块，可以在负载回路中的热负载较小的情况下，避免液冷模块内压力过大或者泵转速过低而导致的宕机，以及避免在具有多个液冷模块的系统中，液冷模块的流量互相串扰。

技术领域

本申请涉及数据中心机柜的散热技术领域，尤其涉及一种液冷散热模块及其控制方法和用于数据中心的液冷系统。

背景技术

随着计算机集群的ICT机柜功率越来越高，在数据中心的部署日渐成为难题，液体冷却在部分数据中心实现了部署，解决了这一难题。液冷系统中，液冷模块(CDU，CoolantDistribution Unit)是关键部件，其承担了散热、流体循环动力、控温等作用，且对于某些业务而言，重要等级较高，液冷需减少故障影响范围，相应地，液冷管道进行了环网设计，液冷CDU也是N+1备份。

但是，如图1所示，现有的液冷模块内部缺乏如旁通管道和旁通阀等的流量调节管道，在特定的运用场景下，例如在连接很少节点/冷板或者无节点/冷板时开机，容易造成液冷模块内压力过大或者泵转速过低导致的宕机，具体而言，本申请针对液冷模块这种设备，通常是大流量，例如能够同时冷却300个节点/冷板，但是负载侧设备在系统中并非一次性部署的，而是可能分批次进行部署，具体举例如第一批只部署了10个节点/冷板至系统中，其他的尚未到货或者正在安装；又例如，在系统正式运行前，需要对系统整体环路提前进行调试，如测试管道系统是否顺畅、是否有漏液的情况等，此时，作为负载的节点/冷板尚未安装或者尚未运行，容易造成液冷模块内压力过大或者泵转速过低导致的宕机。同时，在具有多个液冷模块的环路网，例如系统中的两台液冷模块工作状态不一致，其中一台液冷模块压力高，导致其出口的流量进入了另一台液冷模块，并经过旁通反向流出，从而容易出现液冷模块之间的流量互相串扰，导致冷却效率降低、能耗上升。

发明内容

本申请提供一种用于计算机集群的液冷模块，以解决在负载回路中的热负载较小的情况下，避免液冷模块内压力过大或者泵转速过低而导致的宕机的技术问题；还解决了具有多个液冷模块的系统中，液冷模块的流量互相串扰的技术问题。

第一方面，本申请提供一种液冷模块，包括具有冷却液管道入口和冷却液管道出口的冷却液管道，依次串联在所述冷却液管道入口和所述冷却液管道出口之间的冷却器、泵浦机构、和第一单向阀；液冷模块还包括旁通管道和旁通阀，旁通管道的入口设置在泵浦机构的出口和第一单向阀的入口之间，旁通管道的出口设置在冷却器和所述冷却液管道入口之间；旁通阀设置在旁通管道上，并且旁通阀的开度具可调性。

当负载回路中的接入的电子设备数量较少，或者处于低载运行的状态时，由泵浦机构所泵出的冷却液压力和流量过高，此时，通过调节旁通阀的开度，使得多余的冷却液流入旁通管道，并回流至冷却器，确保了泵浦机构的正常运行，从而避免由于接入负载很低而导致泵浦机构低频运行直至憋死宕机。

具体而言，旁通阀开度调节的方法，可以在通过在液冷模块内部设置控制系统驱动旁通阀的开度，也可以将旁通阀电连接到液冷模块之外的控制单元中，例如可以通过数据中心其它控制单元来控制旁通阀的开度。

另外，在上述冷却液通过旁通管道回流的情况下，液冷模块侧的压力降低，此时负载回路侧的压力可能反而高于液冷模块侧，尤其是在系统中有多台液冷模块的情况下。设置的第一单向阀可以防止负载回路侧压力较高的冷却液进入液冷模块中，从而避免冷却液流量的串扰造成的效率降低以及可能的故障。