[发明专利]一种结合管壳式换热器的服务器机柜液冷系统及控制方法在审

专利信息
申请号: 202011573733.6 申请日: 2020-12-25
公开(公告)号: CN112672611A 公开(公告)日: 2021-04-16
发明(设计)人: 潘敏强;牛亚婷;李超;浮恒;陈坚泽;陈阳 申请(专利权)人: 佛山市液冷时代科技有限公司
主分类号: H05K7/20 分类号: H05K7/20
代理公司: 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340 代理人: 王泽云
地址: 528251 广东省佛山市南海区桂城街*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 结合 管壳 换热器 服务器 机柜 系统 控制 方法
【说明书】:

发明公开了一种结合管壳式换热器的服务器机柜液冷系统及控制方法,所述系统包括服务器机柜、换热器机柜和外循环单元;所述换热器机柜安装于服务器机柜的后部;所述外循环单元安装于服务器机柜与换热器机柜外;所述外循环单元通过第一供液管和第一回液管分别与服务器机柜内设置的多个液冷服务器相连;以及外循环单元通过第二供液管和第二回液管分别与换热器机柜内设置的多个管壳式换热器相连。本发明旨在将服务器产生的全部热量传递给冷流体,从而大幅减少或免除数据中心空调的使用,降低数据中心能耗。

技术领域

本发明涉及服务器机柜液冷技术领域,尤其涉及一种结合管壳式换热器的服务器机柜液冷系统及其控制方法。

背景技术

随着互联网数据中心机房高密度机柜的不断增加,设备的集成度越来越高,处理能力也逐渐增高,但设备的功率消耗也随之增大,使机柜内设备的发热量增多,且基本都是全年8760h不停运行,对于不采用新风的机房而言,全年均需供冷,导致空调系统能耗巨大,其空调能耗约占数据机房整体能耗的40%-50%。所以,随着数据中心的发展,旧的机房空调设备设计理念无法满足当代数据中心的散热需求,同时也导致了极高的能耗。

传统机房精密空调通过压缩制冷循环,再将室内空气冷却,通过专用通道将冷空气送入机房内,冷空气经由机柜底部或前部进入机柜,而高温空气被服务器自带的风扇由服务器后方吹出,机柜易造成局部过热现象、机房空调能耗过高、噪音大等问题,已不能满足现代化机房高密度机柜的制冷需求。

目前有直接采用将室外空气引入室内为机房降温的方案,其优点是制冷效率高、初投资低、能耗低,但缺点是引入室外冷空气后,使得室内空气洁净度、湿度难以保证,带来了安全隐患,后期运行维护量较大。另外也有采用翅片换热器,将热管的热空气与室外冷空气间接换热,从而降低机房内温度,其优点是在利用室外冷源时不引入室外的空气,不影响机房内的空气的洁净度和湿度,缺点是初投资相对较高,换热器结构比较复杂,需要定期清洗,维护工作量大。

相对于精密空调风冷散热技术,液体冷却因具有更高的散热效率和更低的能耗近年来在高热流密度数据中心冷却领域得到了长足发展和应用,但目前大部分液冷技术主要针对主要发热元件CPU精密降温,但其他元件和模块所产生的热量依然由精密空调散热技术解决。因此,现有技术有待进一步解决。

发明内容

为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种结合管壳式换热器的服务器机柜液冷系统及其控制方法,用于解决数据中心服务器的散热问题以及降低数据中心能耗问题。本发明具有散热效率高,噪声小,造价低廉,安装方便,维护简单的特点,解决了传统数据中心风冷散热系统能耗高与现有服务器液冷系统中服务器内局部发热元件散热的问题。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现:

一种结合管壳式换热器的服务器机柜液冷系统,包括:服务器机柜(1)、换热器机柜(2)和外循环单元(3);所述换热器机柜(2)安装于服务器机柜(1)的后部;所述外循环单元(3)安装于服务器机柜(1)与换热器机柜(2)外;所述外循环单元(3)通过第一供液管(311)和第一回液管(312)分别与服务器机柜(1)内设置的多个液冷服务器(11)相连;以及外循环单元(3)通过第二供液管(321)和第二回液管(322)分别与换热器机柜(2)内设置的多个管壳式换热器(21)相连。

一种结合管壳式换热器的服务器机柜液冷系统的控制方法,包括:

S1第一循环泵通过第一供液口将水箱内的冷却液导出,冷却液依次通过第一电磁阀、第一流量计进入服务器机柜的液冷服务器内,冷却液在服务器机柜内流动可将主要发热元件的大部分热量带走;同时,第二循环泵通过第二供液口将水箱内的冷却液导出,冷却液依次通过第二电磁阀、第二流量计进入换热器机柜内的管壳式换热器;

S2冷却液进入液冷服务器后,通过液冷服务器内设的相变元件传热模块的导热作用将主要发热元件产生的大部分热量快速传导至冷却液;吸收了热量的冷却液在第一循环泵作用下通过第一回液管和第一回液口流入水箱中;

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