[發(fā)明專利]內(nèi)循環(huán)并聯(lián)式雙級液氣雙通道自然冷卻數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106912185B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林湧雙;張學偉;謝春輝;顧劍彬;陳華;陳前;葉向陽;梁潔平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東申菱環(huán)境系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 廣州潤禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44446
• 代理人: 凌衍芬

本專利涉及一種內(nèi)循環(huán)并聯(lián)式雙級液氣雙通道自然冷卻數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)，包括液冷模塊、風冷裝置、中間換熱器和自然散熱裝置，所述中間換熱器一側(cè)為吸熱側(cè)，另一側(cè)為制冷側(cè)，其中吸熱側(cè)的進口分別連通液冷模塊和風冷裝置的出口，吸熱側(cè)的出口分別連通風冷裝置和液冷模塊的進口，制冷側(cè)與自然散熱裝置連通形成循環(huán)回路。本專利中的風冷裝置和液冷模塊共同利用自然散熱裝置進行散熱，充分利用了自然冷源，減少了機械制冷中壓縮機等部件的運行和維護成本，極大地降低了能耗，節(jié)省了能源。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及數(shù)據(jù)中心自然冷卻領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)循環(huán)并聯(lián)式雙級液氣雙通道自然冷卻數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

常用的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器散熱系統(tǒng)中，服務(wù)器CPU等高密度熱源采用液冷通道散熱，即液態(tài)流體通過與服務(wù)器主要發(fā)熱芯片隔離接觸吸熱，帶走了服務(wù)器總發(fā)熱量70%?80%,而剩下的20%?30%的服務(wù)器熱量則通過風冷通道帶走。由于液冷通道散熱效率高，因此采用自然冷卻即可滿足散熱需求,無需壓縮機參與制備冷源，整體能耗低，而風冷通道還是有壓縮機參與制冷,所以風冷通道的壓縮機能耗成為最新散熱系統(tǒng)主要能耗設(shè)備。

傳統(tǒng)的機房冷凍水空調(diào)系統(tǒng)末端送風溫度約為15°C?16°C,在新版GB?50174《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中，服務(wù)器允許進風溫度提高到32°C,即表明提高后的服務(wù)器允許進風溫度也可滿足服務(wù)器散熱要求，同時服務(wù)器主要發(fā)熱量已經(jīng)通過高效的液冷通道散發(fā)出去，只剩下小部分分散式發(fā)熱量,這使得風冷通道去除壓縮機，利用自然冷源進行散熱成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利提供一種內(nèi)循環(huán)并聯(lián)式雙級液氣雙通道自然冷卻數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)，能夠充分利用自然冷源實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心自然冷卻，節(jié)約能源。

針對本專利來說，上述技術(shù)問題是這樣加以解決的：一種內(nèi)循環(huán)并聯(lián)式雙級液氣雙通道自然冷卻數(shù)據(jù)中心散熱系統(tǒng)，包括液冷模塊、風冷裝置、中間換熱器和自然散熱裝置，所述中間換熱器一側(cè)為吸熱側(cè)，另一側(cè)為制冷側(cè)，其中吸熱側(cè)的進口分別連通液冷模塊和風冷裝置的出口，吸熱側(cè)的出口分別連通風冷裝置和液冷模塊的進口，制冷側(cè)與自然散熱裝置連通形成循環(huán)回路。

所述液冷模塊用于吸收服務(wù)器中主要發(fā)熱元件的集中式熱量，風冷裝置用于吸收服務(wù)器中其他元件的分散式熱量。液冷模塊利用液體換熱介質(zhì)比熱容大、對流換熱快、蒸發(fā)潛熱大等特點，所以才能夠通過中間換熱器結(jié)合自然散熱裝置對服務(wù)器主要發(fā)熱元件進行自然冷卻，滿足散熱需求，其次因為服務(wù)器中70%?80%的熱量已被液冷模塊帶走，服務(wù)器中其余的分布式熱量允許進一步提高送風溫度到32°C,這使得風冷裝置能夠結(jié)合自然散熱裝置對服務(wù)器中的其他發(fā)熱元件進行自然冷卻，再者中間換熱器的設(shè)置將液冷模塊、風冷裝置與自然散熱裝置之間的換熱回路分成了兩級，間接縮短了自然散熱裝置所在的換熱回路，降低換熱介質(zhì)在換熱回路中的壓降，從而加快了換熱介質(zhì)的流速，提高換熱效率。綜上，本專利充分利用自然冷源進行散熱，減少了機械制冷中壓縮機等部件的運行和維護成本，極大地降低了能耗,節(jié)省了能源。

進一步地,還包括第一三通閥，所述第一三通閥包括第一接口、第二接口和第三接口；所述中間換熱器制冷側(cè)的出口通過第一接口和第二接口連通自然散熱裝置的進口，制冷側(cè)的進口連通自然散熱裝置的出口，形成循環(huán)回路，第三接口連通自然散熱裝置的出口。

所述第三接口連通自然散熱裝置的出口，意味著從中間換熱器制冷側(cè)出口輸出的高溫換熱介質(zhì)可以不經(jīng)自然散熱裝置進行換熱，并重新回到中間換熱器中進行換熱，所以當制冷量過剩時可以適當打開第三接口，減少制冷量，節(jié)省自然散熱裝置的能耗，還能夠在一定程度上保護液冷模塊和風冷裝置不會溫度過低，可靠性高，因為當服務(wù)器溫度過低時元件、電路板和線路等受冷收縮，有可能導(dǎo)致三者間接觸不良等現(xiàn)象發(fā)生，同時也有可能因過冷而產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，避免凝露導(dǎo)致的電路短路、霉菌滋生和材料腐蝕等安全隱患，進一步保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

進一步地,還包括第二三通閥，所述第二三通閥包括第四接口、第五接口和第六接口，中間換熱器吸熱側(cè)的出口連通第四接口，并通過第五接口連通風冷裝置的進口，通過第六接口連通液冷模塊的進口。