[發(fā)明專利]一種基于分離式熱管換熱器的液冷服務(wù)器換熱設(shè)備

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• 申請(qǐng)日: 2021-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN113056167A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范惠文;王紅偉;王四虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海菡威裝備有限公司
• 主分類號(hào): H05K7/20
• 分類號(hào): H05K7/20
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 余永莉

本發(fā)明提供一種基于分離式熱管換熱器的液冷服務(wù)器換熱設(shè)備，包括：由服務(wù)器和氟化液組成的液冷服務(wù)器，裝載有冷媒的分離式熱管換熱器，以及裝載有冷水的冷卻箱體；其中，所述服務(wù)器浸沒于氟化液中，所述分離式熱管換熱器的一部分浸沒于所述氟化液中，另一部分浸沒于冷水中，通過分離式熱管換熱器內(nèi)冷媒的相變換熱實(shí)現(xiàn)氟化液、冷媒、冷水之間的熱傳遞，降低服務(wù)器的溫度。所述分離式熱管換熱器包括：蒸發(fā)段、冷凝段、以及用于連接二者的導(dǎo)氣管和導(dǎo)液管。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種高效節(jié)能、節(jié)約占地面積、具有提高的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和安全性的換熱設(shè)備，同時(shí)提高了液冷服務(wù)器的密封性與安全性，最大程度地保證氟化液的不導(dǎo)電率，降低了氟化液的泄漏率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器液冷領(lǐng)域，具體涉及一種基于分離式熱 管換熱器的液冷服務(wù)器換熱設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器冷卻系統(tǒng)，是以空氣為媒介為數(shù)據(jù)中心 服務(wù)器降溫的。機(jī)房內(nèi)服務(wù)器所散發(fā)的熱量被精密空調(diào)(CRACs)冷風(fēng)換熱 帶走。這種空調(diào)方式包括了制冷機(jī)組、水泵、風(fēng)機(jī)、精密空調(diào)等用電設(shè)備。 在數(shù)據(jù)中心設(shè)置在全年平均氣溫較低的地區(qū)的情況下，風(fēng)冷系統(tǒng)在能效比較 高的使用情況下，IDC機(jī)房PUE值大約在1.8～2.0之間。同時(shí)常規(guī)的風(fēng)冷服 務(wù)器數(shù)據(jù)中心耗電大，占地大，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差，需要維修養(yǎng)護(hù)成本高。

工信部提出，為加快綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，到2022年，要求數(shù)據(jù)中心平 均能耗基本達(dá)到國際先進(jìn)水平，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的電能使用效率 值達(dá)到1.4以下。加快先進(jìn)適用綠色技術(shù)產(chǎn)品推廣應(yīng)用加快綠色數(shù)據(jù)中心先 進(jìn)適用技術(shù)產(chǎn)品推廣應(yīng)用，重點(diǎn)領(lǐng)域包括液冷服務(wù)器系統(tǒng)。

所以，服務(wù)器液冷技術(shù)是當(dāng)前技術(shù)革新的主要方向。

液體冷卻較空氣冷卻換熱效率高100～2000倍，因而液冷系統(tǒng)對(duì)芯片的 散熱有著巨大的優(yōu)勢。服務(wù)器液冷系統(tǒng)，傳熱介質(zhì)是氟化液，因其換熱效率 的提升，使得服務(wù)器液冷系統(tǒng)的PUE值可以降至1.06以下，大大降低了數(shù) 據(jù)中心的能耗。通常情況下，服務(wù)器CPU允許的工作溫度低于70℃，如果 超過允許的工作溫度，每升高2℃，其可靠性相應(yīng)的降低10％。由于氟化液 的比熱容較空氣是數(shù)量級(jí)的放大，因此能吸收大量的熱量而保持溫度變化不 大，液冷服務(wù)器重點(diǎn)CPU、GPU的溫度能夠得到很好的控制，從而不會(huì)引起 芯片溫度的瞬間大幅度上升，影響到服務(wù)器的工作。

目前在服務(wù)器液冷技術(shù)上，絕大多數(shù)是通過板式換熱的形式，通過冷 卻水來給服務(wù)器的氟化液來降溫。然而，目前氟化液需要通過磁力泵進(jìn)入板 式換熱器進(jìn)行換熱。由于氟化液極易揮發(fā)，不導(dǎo)電，密度比水大，不溶于水， 且氟化液昂貴，氟化液通過板式換熱的系統(tǒng)增加了氟化液泄露的風(fēng)險(xiǎn)；且空 氣中的冷凝水容易進(jìn)入氟化液循環(huán)系統(tǒng)，如果水含量多，會(huì)增加服務(wù)器導(dǎo)電 燒毀導(dǎo)致丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于分離式熱管換熱器的液冷服務(wù)器換熱設(shè) 備，從而解決現(xiàn)有液冷系統(tǒng)中氟化液泄露率高、服務(wù)器易燒毀丟失數(shù)據(jù)的問 題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

提供一種基于分離式熱管換熱器的液冷服務(wù)器換熱設(shè)備，所述液冷服 務(wù)器換熱設(shè)備包括：由服務(wù)器和氟化液組成的液冷服務(wù)器，裝載有冷媒的分 離式熱管換熱器，以及裝載有冷水的冷卻箱體；其中，所述服務(wù)器浸沒于氟 化液中，所述分離式熱管換熱器的一部分浸沒于所述氟化液中，另一部分浸 沒于冷水中，通過所述分離式熱管換熱器內(nèi)冷媒的相變換熱實(shí)現(xiàn)氟化液、冷 媒、冷水之間的熱傳遞，降低所述服務(wù)器的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，所述分離式熱管換熱器包括：蒸發(fā)段、 冷凝段、以及用于連接所述蒸發(fā)段和冷凝段的導(dǎo)氣管和導(dǎo)液管，所述蒸發(fā)段 浸沒于氟化液中，所述冷凝段浸沒于冷水中，所述氟化液、冷媒、冷水彼此 不相通。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，所述分離式熱管換熱器的蒸發(fā)段和冷凝 段相互垂直布置，所述蒸發(fā)段和冷凝段上均密布有若干散熱翅片。