[發明專利]一種數據中心氣液散熱系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210564176.4
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114980669A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 潘敏強;邱貴乾;劉琨祺;李超
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本發明公開了一種數據中心氣液散熱系統及控制方法，包括氣液散熱熱管模組、空冷單元、液冷單元、室外冷卻機組及控制單元，所述氣液散熱熱管模組設置在待散熱服務器上，所述空冷單元及液冷單元分別與氣液散熱熱管模組連接，所述室外冷卻機組分別與空冷單元及液冷單元連接，所述控制單元分別與空冷單元、液冷單元及室外冷卻機組連接，用于根據氣液散熱熱管模組的進出液體和/或氣體的溫度實現空冷模式、液冷模式以及氣液協同冷卻模式。本發明實現不同功耗下服務器的定制化散熱，滿足服務器散熱需求的同時，減少了資源的浪費。

技術領域

本發明涉及數據中心散熱冷卻技術領域，具體涉及一種數據中心氣液散熱系統及控制方法。

背景技術

隨著5G技術的成熟，智能制造、工程模擬、智慧工廠等海量數據以及高性能計算相關的技術應用開始跨越式發展，已經從實驗室研究發展到真正的工業應用領域，進而促使數據中心趨于集群化和高功率密度，同時對數據中心散熱方式提出了更高的要求。

在此背景下，液體冷卻由于具有更高的散熱效率，近年來在數據中心冷卻領域得到了長足發展和應用。在眾多液體冷卻方式中，微通道液冷板式熱管散熱器能夠避免液體工質與電子設備的直接接觸，減少液體工質對電子設備的腐蝕，降低由于直接接觸而造成電子設備短路等風險，具有可靠性高、維護便利等優勢，是解決數據中心散熱問題的理想之選。

然而，雖然微通道液冷板式熱管散熱器能夠很好滿足服務器在高負荷工作狀態時的散熱需求，保障服務器的運行安全，但服務器并不是始終在滿負荷運行。現有的數據中心間接液冷系統不間斷地利用冷卻液對發熱元件CPU精密降溫，在服務器低功耗時冷量是供給過剩的，造成了極大的資源浪費，不符合綠色數據中心的發展要求。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種數據中心氣液散熱系統及控制方法。

本發明采用如下技術方案：

一種數據中心氣液散熱系統，包括氣液散熱熱管模組、空冷單元、液冷單元、室外冷卻機組及控制單元，所述氣液散熱熱管模組設置在待散熱服務器上，所述空冷單元及液冷單元分別與氣液散熱熱管模組連接，所述室外冷卻機組分別與空冷單元及液冷單元連接，所述控制單元分別與空冷單元、液冷單元及室外冷卻機組連接，用于根據氣液散熱熱管模組的進出液體和/或氣體的溫度實現空冷模式、液冷模式以及氣液協同冷卻模式。

進一步，所述空冷單元包括空氣壓縮機、儲氣罐、空冷控制閥、空冷過濾器、空冷板式換熱器、氣體流量計及用于監測氣液散熱熱管模組進氣口和出氣口氣體溫度的空冷溫度傳感器。

進一步，所述液冷單元包括儲液罐、動力泵、液冷過濾器、液冷控制閥、液體流量計、液冷板式換熱器及用于監測氣液散熱熱管模組進液口和出液口液體溫度的液冷溫度傳感器。

進一步，所述氣液散熱熱管模組包括熱管導熱單元及換熱單元，所述熱管導熱單元包括熱沉及熱管；所述換熱單元包括氣液冷板及密封板蓋。

進一步，所述氣液冷板包括兩層流道，分別為空冷流道及液冷流道，兩層流道上下對稱分布且互不相通。

一種基于所述的數據中心氣液散熱系統的控制方法，包括如下：

待散熱服務器啟動，數據中心氣液散熱系統啟動；

啟動空冷模式；

控制單元采集氣液散熱熱管模組進氣口的氣體溫度和出氣口的氣體溫度，得到氣體溫度差值；

判斷該氣體溫度差值是否大于T_Air-1(max)，若是，則進入下一步驟啟動液冷模式，否則執行判斷氣體溫度差值步驟；

啟動液冷模式，空冷模式停止運行；

控制單元采集氣液散熱熱管模組進液口的液體溫度和出液口的液體溫度，計算其液體溫度差值；