[發(fā)明專利]一種單機柜模塊化服務(wù)器液冷系統(tǒng)及其控制方法

有效

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• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111465274B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘敏強;李超;陳陽;陳堅澤;李勇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州智冷節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 廣東新葉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44799
• 代理人: 王明超

本發(fā)明涉及一種機柜式服務(wù)器液冷系統(tǒng)，包括機柜柜體、液冷模塊、液冷服務(wù)器、冷卻液分配單元、機柜散熱風扇。液冷模塊根據(jù)需要可安裝在機柜柜體內(nèi)的任何位置，液冷模塊在機柜柜體內(nèi)的位置旁安裝有機柜散熱風扇。冷卻液分配單元安裝在機柜柜體的后側(cè)，液冷模塊通過冷卻液分配單元與機柜柜體內(nèi)若干液冷服務(wù)器連接；液冷模塊用于降低液冷系統(tǒng)內(nèi)冷卻液的溫度并保證冷卻液在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，液冷分配單元用于將液冷模塊處理后的冷卻液分配給各液冷服務(wù)器。所述液冷模塊與供液總管、相變元件傳熱模塊、回液總管依次通過帶有快速接頭的連接軟管相接。模塊化的設(shè)計使整套液冷系統(tǒng)的布置更加靈活，降低了數(shù)據(jù)中心機房液冷系統(tǒng)的建設(shè)與運營成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種服務(wù)器液冷裝置，特別是涉及一種單機柜模塊化服務(wù)器液冷系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center,，IDC)在全球化、信息化發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用，是電信、互聯(lián)網(wǎng)、金融等行業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，更是各國推進網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略的重要信息化基礎(chǔ)。

目前，全球IDC耗電占全球用電量1.5％，約30個核電站的發(fā)電量，電費占數(shù)據(jù)中心運營成本60％-70％，預(yù)計2023年中國數(shù)據(jù)中心總用電量超2600億千瓦時。IDC數(shù)量突增下高能耗問題爆發(fā)，預(yù)計2025年全球IDC能耗將占信息通信行業(yè)的33％。IDC嚴重高能耗情況引發(fā)節(jié)能降耗的強烈需求。

傳統(tǒng)服務(wù)器主流冷卻方式以風冷為主，廠商傾向于把數(shù)據(jù)中心建設(shè)在溫度較低，開闊的環(huán)境中，這會導致以下局限：其一，我國空氣質(zhì)量不佳，暴露在空氣流動中對機柜壽命有一定影響；其二，部分數(shù)據(jù)中心需要低時延，因而修建在主要服務(wù)區(qū)域的周圍，例如重慶等地的平均溫度較高，通過冷機和風冷手段降溫耗費大量電力，PUE(Power UsageEffectiveness，電源使用效率)值過高，不具備成本效益。

近年來隨著計算需求的逐漸加大，配備發(fā)熱芯片的大功率服務(wù)器已越來越普遍，適配傳統(tǒng)服務(wù)器機房的風冷散熱系統(tǒng)負擔加重，在滿足數(shù)據(jù)中心的散熱要求下已無法保持較低的PUE。傳統(tǒng)風冷技術(shù)主要是通過列間空調(diào)降低整個數(shù)據(jù)中心的環(huán)境溫度，無法直接對發(fā)熱元件進行散熱，效率較低。

液冷技術(shù)近年來開始應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心散熱，由于冷卻液體比熱容較空氣高，較容易實現(xiàn)精確對發(fā)熱元器件散熱的特點，采用液冷散熱已成為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器散熱的趨勢。

目前液冷技術(shù)中浸泡式和直接冷板式已經(jīng)有商業(yè)部署實例，較風冷而言在部署和改造成本較高，后期運維復雜。將液冷技術(shù)與高效導熱元件結(jié)合，應(yīng)用于整機柜進行一體化生產(chǎn)和安裝，提供更容易操作的運維流程，建設(shè)投入和投資收益具備競爭力，運維相對簡單，有較大的發(fā)展空間。

現(xiàn)有技術(shù)已有采用間接液冷技術(shù)用于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的散熱，然而這些技術(shù)都要求對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心進行大規(guī)模改造，其中包含大量冷卻管道的鋪設(shè)工作，這大大提高了數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運營成本。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種單機柜模塊化服務(wù)器液冷系統(tǒng)，用于解決數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的散熱問題，它具有模塊化，施工安裝方便的特點，避免了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心液冷系統(tǒng)繁雜，施工復雜的問題，同時具有較高的可靠性，能夠有效避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)失效導致大量服務(wù)器宕機的問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種單機柜模塊化服務(wù)器液冷系統(tǒng)，包括機柜柜體、液冷模塊、液冷服務(wù)器、冷卻液分配單元以及機柜散熱風扇；所述液冷模塊、所述液冷服務(wù)器、所述冷卻液分配單元和所述機柜散熱風扇均設(shè)置于機柜柜體內(nèi)，所述機柜散熱風扇靠近所述液冷模塊，所述液冷模塊通過冷卻液分配單元與所述液冷服務(wù)器連接。

所述液冷模塊設(shè)有模塊出液口、模塊進液口、供液管路、回液管路、循環(huán)泵、水箱、液冷散熱器和控制模塊；所述液冷散熱器包括翅片銅管散熱器和軸流風扇；所述供液管路和所述回液管路設(shè)置有溫度變送器、壓力變送器流量計和流量調(diào)節(jié)閥，所述溫度變送器、所述壓力變送器、所述流量計和所述流量調(diào)節(jié)閥與所述控制模塊電性連接。