[發明專利]液冷模塊及其控制方法和用于數據中心的液冷系統

有效

• 申請號: 202010480208.3
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN111642108B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 賈暉;丁俊峰
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強;李稷芳

本申請提供了一種液冷模塊及其控制方法和應用于數據中心的液冷系統，液冷模塊包括：具有冷卻液管道入口和冷卻液管道出口的冷卻液管道；依次串聯在所述冷卻液管道入口和所述冷卻液管道出口之間的冷卻器、泵浦機構、和第一單向閥；入口設置在所述泵浦機構的出口和所述第一單向閥的入口之間，出口設置在所述冷卻器和所述冷卻液管道入口之間的旁通管道；和設置在所述旁通管道上的旁通閥，該旁通閥的開度具可調性。根據本申請的液冷模塊，可以在負載回路中的熱負載較小的情況下，避免液冷模塊內壓力過大或者泵轉速過低而導致的宕機，以及避免在具有多個液冷模塊的系統中，液冷模塊的流量互相串擾。

技術領域

本申請涉及數據中心機柜的散熱技術領域，尤其涉及一種液冷散熱模塊及其控制方法和用于數據中心的液冷系統。

背景技術

隨著計算機集群的ICT機柜功率越來越高，在數據中心的部署日漸成為難題，液體冷卻在部分數據中心實現了部署，解決了這一難題。液冷系統中，液冷模塊(CDU，CoolantDistribution Unit)是關鍵部件，其承擔了散熱、流體循環動力、控溫等作用，且對于某些業務而言，重要等級較高，液冷需減少故障影響范圍，相應地，液冷管道進行了環網設計，液冷CDU也是N+1備份。

但是，如圖1所示，現有的液冷模塊內部缺乏如旁通管道和旁通閥等的流量調節管道，在特定的運用場景下，例如在連接很少節點/冷板或者無節點/冷板時開機，容易造成液冷模塊內壓力過大或者泵轉速過低導致的宕機，具體而言，本申請針對液冷模塊這種設備，通常是大流量，例如能夠同時冷卻300個節點/冷板，但是負載側設備在系統中并非一次性部署的，而是可能分批次進行部署，具體舉例如第一批只部署了10個節點/冷板至系統中，其他的尚未到貨或者正在安裝；又例如，在系統正式運行前，需要對系統整體環路提前進行調試，如測試管道系統是否順暢、是否有漏液的情況等，此時，作為負載的節點/冷板尚未安裝或者尚未運行，容易造成液冷模塊內壓力過大或者泵轉速過低導致的宕機。同時，在具有多個液冷模塊的環路網，例如系統中的兩臺液冷模塊工作狀態不一致，其中一臺液冷模塊壓力高，導致其出口的流量進入了另一臺液冷模塊，并經過旁通反向流出，從而容易出現液冷模塊之間的流量互相串擾，導致冷卻效率降低、能耗上升。

發明內容

本申請提供一種用于計算機集群的液冷模塊，以解決在負載回路中的熱負載較小的情況下，避免液冷模塊內壓力過大或者泵轉速過低而導致的宕機的技術問題；還解決了具有多個液冷模塊的系統中，液冷模塊的流量互相串擾的技術問題。

第一方面，本申請提供一種液冷模塊，包括具有冷卻液管道入口和冷卻液管道出口的冷卻液管道，依次串聯在所述冷卻液管道入口和所述冷卻液管道出口之間的冷卻器、泵浦機構、和第一單向閥；液冷模塊還包括旁通管道和旁通閥，旁通管道的入口設置在泵浦機構的出口和第一單向閥的入口之間，旁通管道的出口設置在冷卻器和所述冷卻液管道入口之間；旁通閥設置在旁通管道上，并且旁通閥的開度具可調性。

當負載回路中的接入的電子設備數量較少，或者處于低載運行的狀態時，由泵浦機構所泵出的冷卻液壓力和流量過高，此時，通過調節旁通閥的開度，使得多余的冷卻液流入旁通管道，并回流至冷卻器，確保了泵浦機構的正常運行，從而避免由于接入負載很低而導致泵浦機構低頻運行直至憋死宕機。

具體而言，旁通閥開度調節的方法，可以在通過在液冷模塊內部設置控制系統驅動旁通閥的開度，也可以將旁通閥電連接到液冷模塊之外的控制單元中，例如可以通過數據中心其它控制單元來控制旁通閥的開度。

另外，在上述冷卻液通過旁通管道回流的情況下，液冷模塊側的壓力降低，此時負載回路側的壓力可能反而高于液冷模塊側，尤其是在系統中有多臺液冷模塊的情況下。設置的第一單向閥可以防止負載回路側壓力較高的冷卻液進入液冷模塊中，從而避免冷卻液流量的串擾造成的效率降低以及可能的故障。