一種液冷伺服器冷卻系統的製作方法

2023-05-30 17:24:31

本發明涉及伺服器製冷領域，具體地說是一種液冷伺服器冷卻系統。

背景技術：

隨著移動數據、雲計算和大數據業務的迅猛發展，數據中心建設規模越來越大，數據中心擁有者對數據中心節能的訴求，也逐漸突顯出來。近年來，出現了許多數據中心節能新技術，採用電子冷媒技術的直接浸沒式液冷伺服器的產生，其高可用性、高密度、超低PUE等優點，勢必撼動業內對於數據中心節能降耗的技術認知。

直接浸沒式液冷伺服器完全浸沒於冷凍液中，採用冷凍液蒸發冷卻的方式對伺服器進行散熱，比間接冷卻的風冷模式要高效的多，因為蒸發冷卻是利用液體沸騰時的汽化潛熱來帶走熱量的，而由於液體的汽化潛熱要比它的比熱大很多，因此，蒸發冷卻這種高效的降溫方式逐漸被人們應用到計算機中，在此過程中，如何能保證吸熱後的冷凍液能夠得到快速冷卻，顯得至關重要。基於此，如何快速節能地為液冷伺服器降溫並快速冷卻冷凍液，是需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的技術任務是提供一種液冷伺服器冷卻系統，來解決如何有效為液冷伺服器降溫並快速冷卻冷凍液的問題。

本發明的技術任務是按以下方式實現的：

一種液冷伺服器冷卻系統，包括機櫃、位於機櫃內的噴淋裝置以及位於機櫃外的換熱器和蓄冷器，換熱器包括進液口Ⅰ、出液口Ⅰ、進液口Ⅱ和出液口Ⅱ，換熱器的出液口Ⅰ上連通有管道Ⅰ，管道Ⅰ穿過機櫃的側壁連通至噴淋裝置，換熱器的進液口Ⅰ上連通有管道Ⅱ，管道Ⅱ穿過機櫃的側壁連通至機櫃的內腔，上述噴淋裝置、機櫃、換熱器、管道Ⅰ和管道Ⅱ組成櫃內製冷循環迴路，櫃內製冷循環迴路內流動有絕緣的冷凍液；換熱器的進液口Ⅱ、蓄冷器和換熱器的出液口Ⅱ通過管道依次連通組成櫃外製冷循環迴路，櫃外製冷循環迴路內流動有製冷劑；換熱器與噴淋裝置之間連通有冷凍液泵，換熱器與蓄冷器之間連通有製冷劑泵。液冷伺服器浸沒在機櫃內的冷凍液中，冷凍液吸收液冷伺服器散熱的熱量，升溫後的冷凍液在換熱器內與製冷劑進行熱交換，降溫後的冷凍液循環至噴淋裝置中，為液冷伺服器提供再次冷卻，同時，升溫後的製冷劑在蓄冷器內與外部冷空氣進行熱交換，降溫後的製冷劑循環至換熱器內為冷凍液降溫。

進一步地，機櫃的側壁的上部開有供管道Ⅰ穿過的走管孔Ⅰ，機櫃的側壁的底端部開有供管道Ⅱ穿過的走管孔Ⅱ。

進一步地，噴淋裝置位於機櫃的內腔的上部。噴淋裝置設置機櫃的內腔的上部，便於冷凍液噴淋到液冷伺服器上。

進一步地，蓄冷器為乾冷器或冷卻塔。蓄冷器用於實現其內的製冷劑與外部的冷空氣進行熱交換。

進一步地，冷凍液泵為循環泵，冷凍液泵連通在管道Ⅰ或管道Ⅱ上。冷凍液泵實現了冷凍液在櫃內製冷循環迴路內的循環流動。

進一步地，製冷劑泵為循環泵，製冷劑泵連通在換熱器的進液口Ⅱ與蓄冷器之間的管道上，或者，製冷劑泵連通在蓄冷器和換熱器的出液口Ⅱ之間的管道上。製冷劑泵實現了製冷劑在櫃外製冷循環迴路內的循環流動。

本發明的一種液冷伺服器冷卻系統具有以下優點：

1、本發明在機櫃內放置高密度的伺服器設備，伺服器浸沒在機櫃內液態絕緣的冷凍液中，冷凍液不斷吸收伺服器散發的熱量，通過冷凍液轉移熱量的過程對伺服器設備進行實時冷卻降溫，相比冷風等降溫方式，提高了冷卻效率，升溫後的冷凍液在換熱器內與製冷劑進行熱交換，冷卻後的冷凍液通過噴淋裝置繼續對伺服器進行再次冷卻，提高了換熱效率，利於伺服器設備的降溫；

2、本發明具有高可用性、高密度、低PUE（英文全稱為：Power Usage Effectiveness ，中文翻譯為：評價數據中心能源效率的指標，計算方式為：數據中心總設備能耗/IT設備能耗）、節能降耗的優點。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

附圖1為一種液冷伺服器冷卻系統的結構示意圖；

圖中：1、機櫃，2、噴淋裝置，3、走管孔Ⅰ，4、管道Ⅰ，5、換熱器，6、製冷劑泵，7、蓄冷器，8、管道，9、管道Ⅱ，10、冷凍液泵，11、走管孔Ⅱ，12、冷凍液，13、液冷伺服器。

具體實施方式

參照說明書附圖和具體實施例對本發明的一種液冷伺服器冷卻系統作以下詳細地說明。

實施例：

如附圖1所示，本發明的一種液冷伺服器冷卻系統，包括機櫃1、位於機櫃1內的噴淋裝置2以及位於機櫃1外的換熱器5和蓄冷器7，機櫃1的側壁的上部開有走管孔Ⅰ3，機櫃1的側壁的底端部開有走管孔Ⅱ11，換熱器5包括進液口Ⅰ、出液口Ⅰ、進液口Ⅱ和出液口Ⅱ，管道Ⅰ4的一個管口與換熱器5的出液口Ⅰ連通，管道Ⅰ4的另一個管口穿過走管孔Ⅰ3連通至噴淋裝置2，管道Ⅱ9的一個管口與換熱器5的進液口Ⅰ連通，管道Ⅱ9的另一個管口穿過走管孔Ⅱ11連通至機櫃1的內腔，上述噴淋裝置2、機櫃1、換熱器5、管道Ⅰ4和管道Ⅱ9組成櫃內製冷循環迴路，櫃內製冷循環迴路內流動有絕緣的冷凍液12；換熱器5的進液口Ⅱ、蓄冷器7和換熱器5的出液口Ⅱ通過管道8依次連通組成櫃外製冷循環迴路，櫃外製冷循環迴路內流動有製冷劑。其中，管道Ⅱ9上連通有冷凍液泵10，換熱器5的進液口Ⅱ和蓄冷器7之間連通有製冷劑泵6，冷凍液泵10和製冷劑泵6均為循環泵。

噴淋裝置2位於機櫃1的內腔的上部。噴淋裝置2中的噴灑頭設置在液冷伺服器13的上方，便於將冷凍液12噴淋到液冷伺服器13上。

蓄冷器7為乾冷器，製冷劑在乾冷器內與外部的冷空氣進行熱交換，在熱交換器內製冷劑為冷凍液12降溫，升溫後的製冷劑流動到乾冷器內，乾冷器內製冷劑與外部冷空氣熱交換後降溫，降溫後的製冷劑循環到熱交換器內，繼續為冷凍液12降溫。乾冷器僅為蓄冷器7的一種選擇，也可選用冷卻塔作為蓄冷器7，在冷卻塔內製冷劑與外部冷空氣進行熱交換。

本發明的一種液冷伺服器冷卻系統的使用方法為：液冷伺服器13設置在機櫃1內，並位於噴灑裝置的下方；機櫃1內的冷凍液12能夠浸沒液冷伺服器13，冷凍液12吸收液冷伺服器13的熱量，升溫後的冷凍液12流動到熱交換器內與製冷劑進行熱交換，冷卻的冷凍液12循環至噴淋裝置2中，並由噴淋裝置2噴淋到液冷伺服器13上，再次為液冷伺服器13降溫；同時，在熱交換器內為冷凍液12降溫的製冷劑流動到乾冷器內，在乾冷器內製冷劑與外部冷空氣進行熱交換，冷卻後的製冷劑循環至熱交換器內再次為冷凍液12降溫。

通過上面具體實施方式，所述技術領域的技術人員可容易的實現本發明。但是應當理解，本發明並不限於上述公開的具體實施方式。在公開的實施方式的基礎上，所述技術領域的技術人員可任意組合不同的技術特徵，從而實現不同的技術方案。

除說明書所述的技術特徵外，均為本專業技術人員的已知技術。