[發明專利]模塊化風冷設備和冷卻系統

在審

• 申請號: 202210042941.6
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114206086A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 王劍;林彬;呂智超;王世鋒;王玉龍;王瑞東
• 申請（專利權）人: 北京字節跳動網絡技術有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 黃倩;范懷志

本公開的實施例提供一種模塊化風冷設備和冷卻系統。模塊化風冷設備包括：風冷箱，適于密封地容納待冷卻的預定數目的電子設備；以及換熱單元，耦合至風冷箱并且包括：殼體，密封地包圍換熱室，換熱室與風冷箱的內部密封地連通，以允許空氣在電子設備的風扇的作用下在風冷箱的內部和換熱室之間循環；換熱器，布置在換熱室中，并且包括用于供循環的空氣流通的通路；以及冷卻接口，至少部分地布置殼體上，并且適于供冷卻介質在外部冷源和換熱器內部連通，以冷卻流經換熱器的空氣。以此方式，使得冷卻系統的部署更加靈活，并顯著提高部署效率。此外，該模塊化風冷設備還可以部署在液冷系統中以提高液冷系統的兼容性。

技術領域

本公開的實施例總體上涉及數據中心的領域，并且更具體地，涉及用于為數據中心提供冷卻的模塊化風冷設備和冷卻系統。

背景技術

隨著5G萬物互聯時代的到來，高性能高密度的計算需求加速增長，數據中心能耗問題日益凸顯。目前，數據中心已經被正式納入新基建。由此，數據中心從服務部分企業拓展到服務整個社會，成為一種新類的基礎設施。

新基礎設施對數據中心的散熱解決方案、整體能效提出更高要求。一方面，眾所周知，如果散熱不良，高溫不僅會降低芯片的工作穩定性，還會因為模塊內部與外部環境間的溫差而產生過大的熱應力，影響芯片的電性能、工作頻率、機械強度及可靠性。電子設備的故障發生率隨工作溫度的提高而呈指數關系增長，單個半導體元件的溫度每升高10度，系統的可靠性可能會降低50％。傳統的數據中心冷卻解決方案已難以滿足電子信息設備高效散熱的需求。另一方面，國家、地方、行業陸續出臺能源政策，對數據中心的節能指標提出更高要求。應對大數據、超密度計算的“功耗墻”，使用液態冷卻液替代空氣來對計算機設備進行冷卻，是未來數據中心的一場技術革命。然而，目前對于一些數據中心中使用的電子設備而言，無法使用液冷冷卻方案。這為數據中心的液冷化部署帶來了困難。

發明內容

本公開的實施例提供一種模塊化風冷設備和冷卻系統，以至少部分地解決現有技術中存在的上述問題以及其他潛在問題。

在本公開的一個方面，提供了一種模塊化風冷設備。該模塊化風冷設備包括：風冷箱，適于密封地容納待冷卻的預定數目的電子設備；以及換熱單元，耦合至風冷箱并且包括：殼體，密封地包圍換熱室，換熱室與風冷箱的內部密封地連通，以允許空氣在電子設備的風扇的作用下在風冷箱的內部和換熱室之間循環；換熱器，布置在換熱室中，并且包括用于供循環的空氣流通的通路；以及冷卻接口，至少部分地布置殼體上，并且適于供冷卻介質在外部冷源和換熱器內部連通，以冷卻流經換熱器的空氣。

通過部署根據本公開實施例的模塊化風冷設備，通過將具有內部循環能力和外部循環接口的換熱單元和風冷箱附接到一起，形成了一種模塊化風冷設備。在部署根據本公開實施例的風冷設備時，只需要將數據中心的預留接口和風冷設備的冷卻接口耦合即可完成部署，從而形成一種分布式的冷卻系統。此外，根據本公開實施例的模塊化風冷設備還可以與浸沒式液冷設備一起部署，來在液冷系統中部署那些不能使用液冷冷卻的電子設備。以此方式，利用液冷設備高效冷卻能力的同時提高了液冷系統的兼容性。此外，用戶可以根據所需要的規模來選擇不同數量的風冷設備和/或液冷設備。只需要預留一定量的預留接口，用戶可以根據業務量的調整隨時增減所需的風冷設備和/或液冷設備，從而使得數據中心的冷卻設備的部署更加靈活，并顯著提高部署效率，進而能夠助力實現碳中和。

在一些實施例中，模塊化風冷設備還包括安裝架，用于接納風冷箱和換熱單元，以使得換熱單元鄰近風冷箱而布置至風冷箱的一側。通過采用安裝架承載風冷箱和換熱單元，使得風冷設備更加易于部署。

在一些實施例中，換熱單元可拆卸地接納在安裝架中。這種布置方式更加便于換熱單元乃至整個風冷設備的安裝和維護。