[發明專利]調節雙相冷板液冷系統并聯支路流量的系統、方法及裝置

有效

• 申請號: 202110866425.0
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113597215B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 朱歡來
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張營磊

本發明提供一種調節雙相冷板液冷系統并聯支路流量的系統、方法及裝置，所述系統包括循環泵、預熱器、冷凝器、雙相冷板液冷并聯支路、控制模塊以及數采模塊；循環泵與預熱器和冷凝器均連接；雙相冷板液冷并聯支路包括若干冷卻支路，與預熱器和冷凝器連接均；各冷卻支路上分別設置有電動閥門和若干蒸發器，蒸發器處設置有溫度傳感器；電動閥門與各蒸發器串聯形成冷卻支路，且在冷卻支路中每個蒸發器的出口處還串聯有焓值變送器和壓力變送器；數采模塊與溫度傳感器、焓值變送器及壓力變送器均連接；控制模塊與循環泵、數采模塊以及電動閥門連接。本發明實現各液冷支路流量精確控制，可以根據負載功耗提前通過調節循環泵轉速控制流量，避免延遲效應。

技術領域

本發明屬于數據中心散熱技術領域，具體涉及一種調節雙相冷板液冷系統并聯支路流量的系統、方法及裝置。

背景技術

隨著云計算及大數據的發展，數據中心發展迅猛，而對于數據中心PUE有了更新的要求，為滿足不斷增長的算力需求，單機柜功率密度越來越高。未來五年內，40kW機柜將會成為主流，而當單機柜功率密度達到20kW時風冷系統就已接近其經濟有效的制冷極限。在此背景下，低PUE、高解熱密度的液冷數據中心散熱技術應運而生。雙相冷板式液冷利用工質的汽化相變潛熱快速帶走熱量，無疑具有更高的冷卻效率，同時相變潛熱遠大于顯熱，循環工質流量更小，循環泵的功耗更低，必然有更低的PUE值。但是雙相冷板液冷系統多并聯支路時流量分配困難，系統會出現支路熱負載越大，干度越大導致流動阻力越大，流量反而越小的情況，存在“干燒”等散熱風險。所謂干度，是指蒸汽質量與總質量的比值。從溫度控制來看，這種支路熱負載越大，流量反而越小的負反饋現象，極易導致溫度曲線振蕩甚至發散，最終導致CPU降頻甚至高溫關機保護，極大的降低了系統的可靠性。

現有的雙相冷板液冷系統并聯支路流量調節主要依靠流量和負載溫度來實現，這種調節方法依賴于流量計和負載溫度值。兩相流由于流態復雜導致流量計的檢測偏差太大，往往難以達到理想的調節效果，容易誘發不同程度的氣塞，進而導致系統出現不同程度的循環停滯，影響系統的穩定魯棒性。同時負載溫度值具有不可避免的延遲效應，當發現溫度接近閾值時往往來不及調節導致負載降頻甚至系統宕機，極大降低了系統的可靠性。

此為現有技術的不足，因此，針對現有技術中的上述缺陷，提供一種調節雙相冷板液冷系統并聯支路流量的系統、方法及裝置，是非常有必要的。

發明內容

針對現有技術的上述現有雙相冷板液冷系統并聯支路流量調節依靠流量和負載溫度，調節效果差，容易出現干燒現象、誘發氣塞以及負載溫延遲，最終導致負載降頻甚至宕機風險的缺陷，本發明提供一種調節雙相冷板液冷系統并聯支路流量的系統、方法及裝置，以解決上述技術問題。

第一方面，本發明提供一種調節雙相冷板液冷系統并聯支路流量的系統，包括循環泵、預熱器、冷凝器、雙相冷板液冷并聯支路、控制模塊以及數采模塊；

循環泵第一端與預熱器連接，循環泵第二端與冷凝器連接；

雙相冷板液冷并聯支路包括若干冷卻支路，各冷卻支路第一端相連接，并與預熱器連接；各冷卻支路第二端相連接，并與冷凝器連接；

各冷卻支路上分別設置有電動閥門和若干蒸發器，蒸發器處設置有溫度傳感器；

電動閥門與各蒸發器串聯形成冷卻支路，且在冷卻支路中每個蒸發器的出口處還串聯有焓值變送器和壓力變送器；

數采模塊與溫度傳感器、焓值變送器及壓力變送器均連接；

控制模塊與循環泵、數采模塊以及電動閥門連接。

進一步地，控制模塊檢測雙相液冷并聯支路中各冷卻支路的實時功耗，并根據實時功耗計算出循環泵所需工作流量，再根據循環泵所需工作流量調整循環泵轉速；