[發明專利]一種接觸式冷卻的服務器散熱系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201811516034.0
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109508083A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 向軍;田中軒;肖學海
• 申請（專利權）人: 廣東合一新材料研究院有限公司
• 主分類號: G06F1/20
• 分類號: G06F1/20
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 侯莉

本發明公開了一種接觸式冷卻的服務器散熱系統及使用方法，包括液冷系統和換熱系統，液冷系統采用冷卻液冷卻服務器內發熱器件，換熱系統主要是由換熱器、壓縮機、冷凝器、輸送泵和膨脹閥依次相連組成的內有換熱介質循環流動的第一回路，液冷系統通過換熱器與換熱系統相連形成內有冷卻液循環流動的第二回路，在液冷系統中與發熱器件換熱后的冷卻液在換熱器內與制冷劑進行間壁式熱交換，換熱系統還包括第一通閥和第二通閥，第一通閥通過第一連接管路與輸送泵并聯，第二通閥通過第二連接管路與壓縮機并聯。本發明液冷系統采用冷卻液冷卻發熱器件，可帶走高功率服務器中所有熱量，本發明僅針對一個臨界溫度進行控制調節，簡化了結構，降低了建設成本。

技術領域

本發明涉及一種服務器或數據中心機房散熱系統，尤其涉及一種接觸式冷卻的服務器散熱系統，還涉及該服務器散熱系統的使用方法。

背景技術

現代生活離不開數據，但隨著數據流量的增長，數據中心的大量建設，人們在通過數據創造了一個更美好的世界的同時，將面臨對數據中心日益增長的資源和電力需求。

一個大型數據中心使用的電量相當于一個小城市的總電量。其中為服務器供電和冷卻所需的電能就占到數據中心總運營成本的40％，因此，數據中心的能源低效問題不容忽視。同時，數據中心的建設需要考慮包括選址、地區溫度、綠色能源和供配電系統等問題。傳統的數據中心利用風冷系統的模式，但風冷系統能效比較低，靠風直接散熱。從冷卻角度看，主要能耗產生于壓縮機、室內風機、風冷室外冷凝器。由于室外機布置集中，夏季時室外機全部開啟時，局部熱堆積現象明顯，會降低制冷效率，影響使用效果。為了改變這種現狀，液冷服務器及其散熱系統應運而生，其基本原理是：將液態換熱介質通入具有液冷結構的服務器中，通過熱交換將服務器中主要發熱元件的熱量帶走。相比于傳統服務器，液冷服務器可以就近帶走熱量，不但具有很好的節能效果，還可以通過提高功率密度來減小服務器尺寸；此外，使用液冷服務器還能夠減少噪音，也更容易實現熱能的回收。

通過液冷服務器散熱系統與其他散熱系統的結合，可有效提高數據中心的散熱效果，并降低數據中心的PUE值，該類散熱系統逐步得到廣泛的應用。目前多采取冷板式液冷服務器系統和風冷系統結合的方式來降低數據中心的PUE，實現節能減排的目的。該系統的冷板式液冷服務器系統由多個服務器組成，通過板路中的冷卻液與發熱元件間接接觸帶走發熱元件的熱量；風冷系統對液冷系統中未吸收的熱量進行補充散熱，風冷系統一般包括蒸發器、蒸發器風扇和間壁式換熱器的冷側、壓縮機、冷凝器、流量控制裝置、換熱介質泵、溫度檢測裝置以及多個根據控制裝置指令對線路進行調節的閥門等。此類散熱系統可根據室外環境溫度通過各閥門的開閉對風冷系統中各部件進行控制，同時壓縮機在不同溫度區間段開啟，對風冷系統中的換熱介質進行加壓處理，提升散熱系統的換熱能力。

但是，這種冷板式液冷服務器系統和風冷系統結合散熱的方式存在著以下缺陷：

⑴為了達到一定的散熱效果，在全年中壓縮機開啟的時間較長，系統能耗依然較大。

⑵由于對各溫度區間段中散熱系統各部件的開啟關閉都有著不同的設置要求，因而導致系統結構復雜，制造成本高。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種結構簡單、制造成本低、能耗較低的接觸式冷卻的服務器散熱系統。

本發明的第一個目的通過如下的技術方案來實現：一種接觸式冷卻的服務器散熱系統，它包括液冷系統和換熱系統，其特征在于：所述液冷系統采用冷卻液對服務器內發熱器件進行冷卻，所述換熱系統主要是由換熱器、壓縮機、冷凝器、輸送泵和膨脹閥依次相連組成的內有換熱介質循環流動的第一回路，所述液冷系統通過換熱器與換熱系統相連形成內有冷卻液循環流動的第二回路，在液冷系統中與發熱器件換熱后的冷卻液在換熱器內與制冷劑進行間壁式熱交換，所述換熱系統還包括第一通閥和第二通閥，所述第一通閥通過第一連接管路與所述輸送泵并聯，所述第二通閥通過第二連接管路與所述壓縮機并聯。