[发明专利]一种液冷监测方法和装置

说明书

本发明公开了一种液冷监测方法和装置，方法包括：从负压液冷散热系统的一次侧入液端采集冷媒温度和冷媒流量，从二次侧供液端采集冷媒温度和冷媒流量，从二次侧回液端采集冷媒温度和冷媒压强；根据一次侧入液端的冷媒温度和冷媒流量、二次侧供液端的冷媒温度和冷媒流量、以及二次侧回液端的冷媒温度和冷媒压强确定是否存在冷媒空化；从发热设备采集功耗信息，并响应于确定存在冷媒空化而根据功耗信息、二次侧供液端的冷媒温度和冷媒流量、以及二次侧回液端的冷媒温度和冷媒压强来调节一次侧入液端的冷媒温度和冷媒流量，并选择性地发出告警和/或关闭发热设备。本发明能够保护服务器芯片不会超温烧毁，提高服务器的稳定性与可靠性。

技术领域

本发明涉及一种液冷监测方法和装置。

背景技术

随着CPU、GPU等部件功耗的成倍增长，传统风冷技术已经达到其经济有效的散热极限，伴随着国家建设绿色数据中心的倡议，可以解决更高热流密度散热问题同时具有更高能效的液冷散热技术应运而生，在近几年时间里得到了蓬勃发展。目前常用的芯片级液冷技术有浸没式液冷和冷板式液冷。浸没式液冷由于成本高、维护困难，应用规模较小。冷板式液冷是采用泵驱动冷却液(水、乙二醇等)流过芯片背部的通道，冷却液在通道内通过板壁与芯片进行热交换，带走芯片上的热量达到散热目的，该技术具有技术成熟、节能降噪等优势，应用较为广泛。

目前常规液冷系统内部为正压，即系统内气压大于外部大气压，存在着当系统某处发生破裂或者松动时冷却液泄漏的缺陷，而水和乙二醇等冷却液具有导电性，会造成服务器损毁的致命危害。为解决上述问题，负压冷板式液冷技术正在冉冉兴起，其系统内压强均低于外部大气压，系统某处存在破损时，冷却液不会泄漏至服务器，而是外部气体进入系统中。

温度和压力会影响流体的流态，液体在每个温度下都有对应的饱和蒸汽压力，当液体压力降至饱和蒸气压以下时就会产生汽化现象，这种由于压力降低使其低于饱和蒸气压而产生的汽化现象称之为空化。空化过程中，空泡急速产生、扩张和溃灭，在液体中形成激波或高速微射流，会对系统和管路造成巨大的冲击作用。而且液体中空泡溃灭会产生空蚀、噪音(一种很强的水动力噪声)和振动等现象，这些都会使得液冷系统运行不稳，阻碍流体的正常流动，在系统运行时应该避免空化现象的发生。

负压系统内部压强小于外部大气压，压强最低处通常可以达到30kpa，在此压强下，水的沸点仅为70℃，易产生汽化问题。因为沿程阻力和局部阻力的存在，系统中冷却液在流动方向上压强逐渐减小，流过散热部件后，因管路摩擦或者与管路的热交换热量可忽略不计，冷却液温度基本保持不变，当回路中液体压强降低至饱和蒸气压以下，就会产生空化现象，会对系统和管路造成冲击，阻碍流体流动，带来振动噪音等不良影响，从而影响系统正常稳定运行甚至导致系统失效。当外界气候环境变化或者负载发生改变，如果液冷循环散热系统不能自适应调节，很容易因为没有及时的监测、调整和告警会产生空化现象使得液冷系统失效从而让服务器设备元器件因为过热损坏。

针对现有技术中负压液冷散热系统的冷媒空化导致负压液冷散热系统不能正常运转甚至损坏服务器设备的问题，目前尚无有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种液冷监测方法和装置，能够降低由于负载或气候条件变化导致负压液冷系统空化导致液冷失效的风险，保护服务器芯片不会超温烧毁，提高服务器的稳定性与可靠性。

基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种液冷监测方法，包括执行以下步骤：

从负压液冷散热系统的一次侧入液端采集冷媒温度和冷媒流量，从二次侧供液端采集冷媒温度和冷媒流量，从二次侧回液端采集冷媒温度和冷媒压强；

根据一次侧入液端的冷媒温度和冷媒流量、二次侧供液端的冷媒温度和冷媒流量、以及二次侧回液端的冷媒温度和冷媒压强确定是否存在冷媒空化；