[发明专利]一种高功率密度机柜的整体高效散热系统

说明书

本发明公开了一种高功率密度机柜的整体高效散热系统。高功率密度机柜的整体高效散热系统包括泵驱两相环路高功率芯片直接散热系统和机柜风冷系统。机柜风冷系统包括制冷剂循环回路和机柜内空气循环回路。为应对不同循环工况，制冷剂循环回路可分为两路，一路为泵驱两相循环回路，一路为蒸汽压缩循环回路。泵驱两相环路高功率芯片直接散热系统可以对服务器中的主要发热元件CPU、GPU等进行定点散热，机柜风冷系统可以对服务器其它发热元件进行风冷散热。高功率密度芯片定点散热和低功率密度元器件的风冷散热两者结合，一方面可以对大功率芯片直接定点散热，另一方面可以摆脱服务器机柜对空调降温的依赖，高效解决服务器机柜整体散热的问题。

技术领域

本发明涉及一种高功率密度机柜的整体高效散热系统。

背景技术

随着信息技术的突飞猛进，对运算速度更快、功能更强的服务器需求猛增，由此导致单个机柜功率密度显著提升。其中主板上的主要发热元件为CPU、GPU等,其发热功率占到总发热功率的60％～70％，主板上的其他发热元件占到总发热功率的30％～40％。通过泵驱两相环路高功率芯片散热系统，主板上主要发热元件的散热得到了很好的解决，但主板上其他发热元件的散热问题仍然需要解决。

目前在评估数据中心能源效率时，通常采用PUE(Power Usage Effectiveness)值作为评价指标，PUE是数据中心消耗的所有能耗与IT负载使用的能耗之比。由于主板上其他发热元件分布比较分散，并且每个发热元件所产生的热量比较小，风冷技术更加适合解决其散热问题。传统方法是利用机房空调对主板上其它发热元件进行风冷，但通常机房的占地面积较大，空调与发热元件距离远，空调制冷很难精准地将主板上其它发热元件产生的热量带走。同时，在机房空调制冷的空气循环回路中，冷热空气相互掺混，空气与发热元件的温差减小，换热效果严重降低。在这种情况下，无论是提高风量还是降低载冷空气自身温度从而加大温差的方法，都将显著增加机房散热设备的能耗，导致PUE值更大，大大提高了机房的运行运行成本。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种高功率密度机柜的整体高效散热系统，其中，泵驱两相环路高功率芯片散热系统可以对服务器中的主要发热元件CPU、GPU等进行散热，机柜风冷系统可以对服务器除CPU、GPU等主要发热元件之外的其它发热元件进行散热，高功率密度芯片定点散热和低功率密度元器件的风冷散热两者结合，一方面，可以彻底摆脱服务器机柜对房间空调降温的依赖，另一方面可以升高机柜内循环空气的温度，在更加节能的前提下，有效解决高功率密度机柜整体散热的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种高功率密度机柜的整体高效散热系统，其特征在于包括：

制冷剂循环回路,和

空气循环回路，

其中:

制冷剂循环回路包括：

泵驱两相循环回路，其包括制冷剂储液罐、液体泵、第一三通阀、节流装置、风冷蒸发器、第二三通阀、第三三通阀、Y型三通阀、冷凝器，

蒸汽压缩循环回路，其包括制冷剂储液罐、液体泵、第一三通阀、节流装置、风冷蒸发器、第二三通阀、蒸汽压缩机、第三三通阀、Y型三通阀、冷凝器，

空气循环回路包括风扇风冷蒸发器、密闭机柜形成的循环风道，

其中：