[发明专利]一种浸没式数据中心机柜冷却系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种浸没式数据中心机柜冷却系统及其控制方法，包括支架隔板、接线口、气孔隔板、导气管、水槽、喷头、喷淋管、风机、盘管、水循环泵、集管、排污阀、压力表、第一过滤器、刀片式服务器、第二过滤器、储液罐、工质循环泵、工质回收器和热交换池。本发明以直接接触的方式，通过浸没式沸腾换热，减少换热次数，降低换热热阻，增大换热系数，散热均匀，保证服务器稳定安全运行。

技术领域

本发明涉及制冷设备的技术领域，更具体地，涉及一种浸没式数据中心机柜冷却系统及其控制方法。

背景技术

芯片散热是服务器中最重要的部分，服务器安全可靠的稳定运行是数据中心的必须要求，一般芯片的最佳工作温度为60-70℃，近年来，电子技术迅速发展，电子器件运行速度的加快以及集成电路不断的小型化，使电子器件热流密度不断增加。据统计，目前有芯片的热流密度已超过100W/cm2，且为不断增大的趋势。根据2018全球电力报告及2020年2月发布的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》，明确到2022年我国数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型数据中心的PUE(电能使用效率)小于1.4的目标。因此数据中心散热过程的能耗降低与冷却技术的优化是未来发展趋势中亟待解决的重要问题。从国家层面来说，国家有节能减排相关任务，而制冷技术的变革及突破能够帮助数据中心真正把能源消耗降下来。从运营者的层面看，数据中心运营70％的成本是电费成本。通过新技术帮助降低运营成本可驱动行业快速发展。

数据中心冷却常采用传统的风冷和液冷。风冷利用风扇产生的循环气流对电子芯片冷却,风冷冷凝器温度高功耗大，风冷时，芯片温度下降有限，为满足散热量，提高风速将带来风扇噪音与功耗增大的问题，该方法仅仅适用于集成度和运算速度低的普通芯片散热。虽然水冷作为循环冷却方式能达到比风冷更好的效果，但容易出现损坏，如果泄露，水直接接触服务器将造成烧毁等问题。且传统的风冷水冷中间换热热阻大，不可逆损失大，散热不均匀，无法保证服务器连续安全稳定运行。

因此，现有技术中亟需避免水源不足问题,冷却效果好,提高系统整体效率的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种浸没式数据中心机柜冷却系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种浸没式数据中心机柜冷却系统，包括支架隔板、接线口、气孔隔板、导气管、水槽、喷头、喷淋管、风机、盘管、水循环泵、集管、排污阀、压力表、第一过滤器、刀片式服务器、第二过滤器、储液罐、工质循环泵、工质回收器和热交换池，所述压力表设置在所述热交换池上，所述接线口设置在所述热交换池上，所述刀片式服务器的接线穿过接线口，所述热交换池的底部与所述第二过滤器的进口端连接，所述第二过滤器的出口端分别与所述工质循环泵和所述储液罐连接，所述储液罐还与所述工质回收器连接；所述热交换池内充有工质，所述支架隔板设置在所述热交换池内，所述支架隔板内设置有横向槽，所述刀片式服务器设置在所述横向槽内，所述支架隔板和所述刀片式服务器均浸没在工质中，所述气孔隔板设置在所述热交换池内且位于工质上方，所述气孔隔板上设置有气孔，所述热交换池的顶部与所述导气管的下端连接，所述导气管的上端与所述盘管的前端连接，所述盘管的后端与所述集管的进口连接，所述集管的出口与所述热交换池连接，所述第一过滤器设置所述集管上，所述水槽设置在所述盘管的下方，所述水槽内充有水，所述盘管的下部浸没在所述水槽内的水中，所述喷头设置在所述盘管的上方，所述风机设置在所述喷头的上方，所述喷头与所述喷淋管的一端连接，所述喷淋管的另一端与所述水循环泵的出口连接，所述水循环泵的进口与所述水槽中的水连通，所述排污阀设置在所述水槽的底部；所述水槽设置在所述热交换池的上方。

所述热交换池与所述第二过滤器之间、所述第二过滤器与所述工质循环泵之间、所述第二过滤器与所述储液罐之间、以及所述储液罐与所述工质回收器之间的管路上均设置有控制阀。

工质采用十氟戊烷(C₅H₂F₁₀)。