一種數據中心油冷系統的製作方法

2023-11-11 00:07:47 1

專利名稱：一種數據中心油冷系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及油冷技術領域，尤其涉及一種數據中心油冷系統。
背景技術：
現有階段數據中心散熱系統是使用風冷技術，是指通過中央空調降低數據中心室溫，機櫃送風通道將機櫃中熱風與機櫃外部冷風循環以及伺服器內部散熱風扇的工作，來將伺服器內部元件散發出來的熱量，通過空氣的循環流動帶走，從而達到散熱的目的。使用現階段數據中心散熱系統需要消耗電能非常大，這是因為首先此系統需要數據中心的室內溫度要保持在18-21攝氏度左右，維持此低溫會讓中央空調消耗大量的電能。其次現有階段數據中心散熱系統是使用風冷技術，因為空氣的熱傳導效率非常低，所以需要風冷系統消耗大量的電能，不停的將熱量吹走，才能保證伺服器等設備正常工作。由於現階段的散熱系統要求空氣循環很快，不潔淨的空氣會導致通風管道和散熱系統結塵嚴重，所以對空氣品質、粉塵情況等要求很高。風冷散熱的系統需要散熱系統持續穩定的工作，當系統發生故障時，會導致伺服器內部溫度急劇增高，影響伺服器配件使用壽命或直接發生故障，影響伺服器正常工作，所以使用風冷技術散熱的系統容錯率也偏低。將本實用新型運用在數控中心散熱系統上，可以很好的解決節能、對空氣品質要求高、容錯率低的問題。

實用新型內容本實用新型要解決的 技術問題在於提供了一種將伺服器浸泡在礦物油中的數據中心油冷系統。為解決上述技術問題，本實用新型通過以下方案來實現:一種數據中心油冷系統，所述系統主要由冷卻水塔、熱交換器、若干油冷機櫃三部分組成，冷卻水塔底部通過水管分別連接1#水泵、2#水泵、3#水泵,所述1#水泵、2#水泵、3#水泵的出水方向的水管合併成一條水管連接至熱交換器的進水孔，在所述熱交換器進水孔同側設有出水孔，該出水孔連接的出水管與冷卻水塔側邊底部連接；所述熱交換器上的進油孔通過油管分別連接1#油泵、2#油泵、3#油泵的出油孔，所述熱交換器上的出油孔通過油管連接若干油冷機櫃的進油孔，所述1#油泵、2#油泵、3#油泵的進油孔通過油管連接所述若干油冷機櫃的出油孔；所述冷卻水塔、熱交換器、若干油冷機櫃、1#水泵、2#水泵、3#水泵、1#油泵、2#油泵、3#油泵都與自控系統設備連接，該自控系統設備與監控管理中心連接。進一步的，所述冷卻水塔頂端還設有風機及傳感器。進一步的，在每個油冷機櫃的進出管道上都裝有溫度傳感器、液面平衡閥、手動閥和過濾設備。進一步的，所述1#水泵、2#水泵、3#水泵的進出管道上裝有流量傳感器和手動閥。進一步的，所述1#油泵、2#油泵、3#油泵的進出管道上裝有流量傳感器和手動閥。[0013]進一步的，所述熱交換器的進出水管、油管管道上都裝有溫度傳感器、手動閥。進一步的，所述冷卻水塔進出水管管道上都裝有溫度傳感器、手動閥和過濾設備。進一步的，所述油冷機櫃裝滿了含有抗氧化劑的礦物油，伺服器浸泡在礦物油中。進一步的，所述1#水泵、2#水泵、3#水泵連接有變頻器。進一步的，所述1#油泵、2#油泵、3#油泵連接有變頻器。本實用新型的有益效果:本實用新型降低數據中心散熱系統建設成本，相對現有技術中的風冷技術更加經濟和節能，運用本實用新型的散熱系統對於機房的溫度及空調環境要求基本為零，由於本系統中伺服器是直接浸泡在礦物油中，伺服器等設備都不與空氣直接接觸，因此對環境空氣品質無要求。
以下結合附圖對本實用新型作詳細說明。

圖1為本實用新型數據中心油冷系統的系統組成連接示意圖；圖2為本實用新型數據中心油冷系統的自控系統設備與各設備連接示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種數據中心油冷系統，所述系統是利用礦物油絕緣，導熱效率高等特性，將伺服器浸泡在礦物油中，伺服器工作時散發的熱量，通過礦物油吸收與傳遞，再通過油冷散熱系統，持續高效的散發出去；所述油冷散熱系統主要由冷卻水塔1、熱交換器5、若干油冷機櫃9三部分 組成，冷卻水塔I底部通過水管分別連接1#水泵2、2#水泵3、3#水泵4，所述1#水泵2、2#水泵3、3#水泵4的出水方向的水管合併成一條水管連接至熱交換器5的進水孔，在所述熱交換器5進水孔同側設有出水孔，該出水孔連接的出水管與冷卻水塔I側邊底部連接；所述熱交換器5上的進油孔通過油管分別連接1#油泵6、2#油泵7、3#油泵8的出油孔，所述熱交換器5上的出油孔通過油管連接若干油冷機櫃9的進油孔，所述1#油泵6、2#油泵7、3#油泵8的進油孔通過油管連接所述若干油冷機櫃9的出油孔。所述冷卻水塔I頂端還設有風機13，所述冷卻水塔1、熱交換器5、若干油冷機櫃9、1#水泵2、2#水泵3、3#水泵4、1#油泵6、2#油泵7、3#油泵8都與自控系統設備連接，該自控系統設備與監控管理中心連接。本實用新型各設備的作用如下:I)、冷卻水塔1，是用於冷卻熱交換後的水；2)、1#水泵2、2#水泵3、3#水泵4，用於將冷卻水從冷卻水塔I抽出，並輸送到熱交換器5中，進行水循環；3)、熱交換器5，是用於冷卻水與礦物油進行熱交換；4)、1#油泵6、2#油泵7、3#油泵8，用於將礦物油從油冷機櫃9中抽出，並輸送到熱交換器5中，進行油循環；5)、油冷機櫃9，是用於放置礦物油和浸泡伺服器等設備的裝置。實現本實用新型數據中心油冷系統所需設備的工作過程如下:I)、運用礦物油絕緣、導熱、不宜氧化、無腐蝕性、防火、無毒、流動性好等特性，將拆除所有散熱設備的伺服器浸泡在裝滿礦物油的油冷機櫃9機組中。當伺服器工作時，月艮務器以及其他設備會發熱，通過熱傳遞效應，熱量傳遞到礦物油中，礦物油在油冷機櫃9中循環對流，使得熱量能均勻的、迅速的擴散到該油冷機櫃9的礦物油中；2)、油泵組中的一個油泵啟動後，油泵內的葉輪高速旋轉運動，受熱後的礦物油在離心力的作用下，通過油管從油冷機櫃9中流入熱交換器5中，熱油進行熱交換後，再經過油泵的作用返回油冷機櫃9，進行油循環流動；3)、當礦物油進入熱交換器5後，熱交換器5內的管擴大了導熱面積，通過熱傳導原理，有效的將礦物油中的熱量傳遞到冷卻水中，散熱後的礦物油通過油管回到油冷機櫃9機組中繼續吸收熱量；4)、水泵組中的一個水泵啟動後，水泵內的葉輪高速旋轉運動，受熱後的冷卻水在水泵離心力的作用下，通過水管回到冷卻水塔I進行冷卻，再將水冷卻後輸送到熱交換器5中，如此進行水的循環流動；5)、冷卻水塔I將乾燥的空氣，經過風機13的抽動進入塔內，空氣與水在冷卻塔內進行蒸發作用，從而將水冷卻；6)、油溫控制在40-50攝氏度之間，在此環境下，伺服器及其設備能夠正常工作，油泵組和水泵組一般由2個以上的油泵和水泵組成，正常情況下，油泵組和水泵組中的油泵和水泵都是交替工作的，在同一時間只有一個油泵和水泵工作，另外的油泵和水泵處於備用狀態。通過傳感器和控制電路可以監控和控制油泵與水泵的工作。當有水泵和油泵出現故障時，傳感器會接受到信號，並將信號傳遞至控制電路，從而會屏蔽掉故障泵，啟用其他的泵進行循環工作，並將故障信息提交到控制中心，因此提高了油冷系統的容錯率，使數據中心可以穩定、可靠的連續工作；如圖2所示，實現本實用新型所需的這套油冷散熱設備安裝有一套自控系統設備，對各個設備的工作狀況進行檢測，並將信息收集反饋給監控管理中心。自控系統設備可以對故障進行監測和自·動處理，當各個設備的檢測裝置檢測到異常時，會通過電子信號反饋給自控系統設備，自控系統設備將自動處理異常，並將信息傳遞給監控管理中心，如果自控系統設備處理不了，則會發出警報並將信息反饋給監控管理中心，提醒工作人員進行手動處理。由於自控系統設備與監控管理中心連接，可以通過監控管理中心對油冷系統中的各項數據進行收集和各個設備的遠程控制。實現本實用新型數據中心油冷系統所需設備的自控系統設備有監測故障、自動處理故障、反饋信息等功能。其各個部分的處理流程如下:I)、油冷機櫃9機組，油冷機櫃9機組上的溫度傳感器可以用來檢測進出油管和機櫃內礦物油的溫度，如果溫度超過設定值時，會將信息傳遞給自控系統設備處理，並反饋到監控管理中心。油冷機櫃9側面有一個液面平衡閥，通過油管將機櫃組中的油冷機櫃9連接起來，在大氣壓的作用下，可以自動調節機櫃中礦物油的液面高度，使之保持平衡；2)、油泵、水泵組部分，由於油、水泵組是由多個油泵和多個水泵組成，油泵和水泵，都是各自交替循環使用的(每個泵體啟動10-20天後輪換)。當工作中的泵體出現故障時，流量檢測器會將此信息傳遞給自控系統設備，自控系統設備通過發出電子信號將故障泵關閉，並啟動備用泵，在後續輪換中略過該泵。最後將處理結果發送到監控管理中心，提醒工作人員維修或者更換，工作人員處理完畢後可以重新將故障泵加入輪換循環；3)、熱交換器5，當異常出現時，溫度傳感器會將信息傳遞給自控系統設備進行處理，並反饋給監控管理中心；4)、冷卻水塔1，當異常出現時，接近傳感器或溫度傳感器會將信息傳遞給自控系統設備進行處理，並反饋給監控管理中心。5)、系統的負載設計是參照了最殘酷的環境的，所以在一般環境下(氣溫較低時)，散熱能力會大於熱量產生的速度，這個時候變頻器會開始工作，對系統進行節能降耗。實現本實用新型數據中心油冷系統所需設備，在工作一定時間後要進行維護和保養，從而保證設備正常、穩定的工作，其主要內容有:I)、礦物油的過濾及系統中過濾設備的清洗；2)、熱交換器5的清洗。由於熱交換器5長期運行，用來冷卻的水的純度不同，以及工藝介質本身性質的差異導致熱交換器5結垢，結垢後使內部通道截面積變小甚至堵塞，造成熱交換器5換熱效率降低，從而影響油冷系統的正常運行和設備的安全，因此熱交換器5應定期清洗，除掉汙垢，以保證熱交換器5的高效換熱；3)、水泵組、油泵組的維護，檢查水泵組、油泵組電源導線，是否有老化，破皮，電源線銅芯外漏，檢查水泵葉輪是否有泥土，異物等堵住出水葉輪或是出水口，檢查水泵運轉時聲音是否良好，如果有雜脆聲，說明水泵軸承損壞，需要檢修，加油，更換。檢查水泵運轉時是否漏電，如果漏電請送維修部門檢修；4)、冷卻水塔I的維護。檢查冷卻水塔I主水管、分水管、噴頭有無破損鬆動，及時進行修補、固定，徹底清除布水管及噴頭內部的汙物，以保證水管暢通，噴頭布水均勻，徹底衝洗冷卻塔水盤及出水過濾網罩，避免水垢汙物積存堵塞管道。以上所述僅為本實用新型的優選實施方式，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關 的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
權利要求1.一種數據中心油冷系統，其特徵在於:所述系統主要由冷卻水塔(I)、熱交換器(5)、若干油冷機櫃(9)三部分組成，冷卻水塔(I)底部通過水管分別連接1#水泵(2)、2#水泵(3)、3#水泵(4)，所述1#水泵(2)、2#水泵(3)、3#水泵(4)的出水方向的水管合併成一條水管連接至熱交換器(5)的進水孔，在所述熱交換器(5)進水孔同側設有出水孔，該出水孔連接的出水管與冷卻水塔(I)側邊底部連接；所述熱交換器(5)上的進油孔通過油管分別連接1#油泵(6)、2#油泵(7)、3#油泵⑶的出油孔，所述熱交換器(5)上的出油孔通過油管連接若干油冷機櫃(9)的進油孔，所述1#油泵(6)、2#油泵(7)、3#油泵⑶的進油孔通過油管連接所述若干油冷機櫃(9)的出油孔；所述冷卻水塔(I)、熱交換器(5)、若干油冷機櫃(9)、1#水泵(2)、2#水泵(3)、3#水泵(4)、1#油泵(6)、2#油泵(7)、3#油泵(8)都與自控系統設備連接，該自控系統設備與監控管理中心連接。
2.按照權利要求1所述的一種數據中心油冷系統，其特徵在於:所述冷卻水塔(I)頂端還設有風機(13)及傳感器。
3.按照權利要求1所述的一種數據中心油冷系統，其特徵在於，在每個油冷機櫃(9)的進出管道上都裝有溫度傳感器、液面平衡閥、手動閥和過濾設備。
4.按照權利要求1所述的一種數據中心油冷系統，其特徵在於，所述1#水泵(2)、2#水泵(3)、3#水泵(4)的進出管道上裝有流量傳感器和手動閥。
5.按照權利要求1所述的一種數據中 心油冷系統，其特徵在於，所述1#油泵(6)、2#油泵(7)、3#油泵(8)的進出管道上裝有流量傳感器和手動閥。
6.按照權利要求1所述的一種數據中心油冷系統，其特徵在於:所述熱交換器(5)的進出水管、油管管道上都裝有溫度傳感器、手動閥。
7.按照權利要求1所述的一種數據中心油冷系統，其特徵在於:所述冷卻水塔(I)進出水管管道上都裝有溫度傳感器、手動閥和過濾設備。
8.按照權利要求1或3所述的一種數據中心油冷系統，其特徵在於:所述油冷機櫃(9)裝滿了含有抗氧化劑的礦物油，伺服器浸泡在礦物油中。
9.按照權利要求1所述的一種數據中心油冷系統，其特徵在於:所述1#水泵(2)、2#水泵(3)、3#水泵(4)連接有變頻器。
10.按照權利要求1所述的一種數據中心油冷系統，其特徵在於:所述1#油泵(6)、2#油泵(7)、3#油泵(8)連接有變頻器。
專利摘要本實用新型公開了一種數據中心油冷系統，所述系統是利用礦物油絕緣，導熱效率高等特性，將伺服器浸泡在礦物油中，伺服器工作時散發的熱量，通過礦物油吸收與傳遞，再通過油冷散熱系統，持續高效的散發出去。本實用新型降低數據中心散熱系統建設成本，相對現有技術中的風冷技術更加經濟和節能，運用本實用新型的散熱系統對於機房的環境溫度及空調要求基本為零，由於本系統中伺服器是直接浸泡在礦物油中，伺服器等設備都不與空氣直接接觸，因此對環境的空氣品質也無要求。由於油冷的效率高，所以數據中心的密度可以最到更高。
文檔編號H05K7/20GK203136430SQ20132013521
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者儲敏健 申請人:儲敏健