一种二次水环路服务器机柜散热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种二次水环路服务器机柜散热系统，采用液体传导的方式进行散热，散热系统包括内循环系统、外循环系统和控制系统，首先，内循环环路载冷剂通过服务器热管组件吸收服务器核心部件的散热，然后内循环环路载冷剂流动到中间换热器与外循环流热交换进行散热，外循环流吸收热量之后再通过冷水塔将热量散发到外界环境，实现了自然散热过程，通过控制系统可以实现散热系统温度的精确控制和节能运行。本实用新型专利技术无需任何压缩机制冷系统，完全采用自然冷却方式实现服务器的有效散热，节能效果非常显著，同时，服务器芯片采用热管间接冷却方案，水不会直接进入服务器内部，和其他直接液冷方案相比，可提高服务器的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种二次水环路服务器机柜散热系统
本技术涉及机房设备散热系统
，特别涉及一种二次水环路服务器机柜散热系统。
技术介绍
机房与基站的设备运行时发热量巨大，为维持设备的正常工作温度，机房需要配置相关设备全年运行给机房设备散热。随着信息行业的飞速发展，机房与基站建设速度增快，服务器的数量大幅度增加，其耗电量与散热量也在不断增加，机房散热设备的需求也随之增加，其节能性越来越受到生产商和用户的广泛关注。 传统的机房降温方式是降低机房空调温度，然后再使低温空气进入服务器，与散热部件强制对流换热，带走服务器运行时的热量。实际运行时，服务器中的主要待散热部件的CPU芯片自身温度只需保持在6(T80°C之间，但由于空气比热容、空气密度以及强制对流换热系数比较低，如采用上述空气冷却的方式，只能通过降低空气的温度来确保足够的散热量，根据国标的推荐，机房冷空气温度应为24°C，而要全年保持24°C的室内温度，必须通过机械制冷方式实现。一般机房采用压缩机制冷系统全年运行，制取低温冷冻水或者低温制冷剂来冷却空气；此外，空调还需要配置风机强制机房空气流动散热，配置加热、加湿装置保持机房的恒温恒湿。据统计，这种方式下，空调能耗占机房总能耗的359Γ45%，其中609Γ70%电量被压缩机消耗。也有部分空调机组利用了室外冷源包括室外新风、冷水系统自然冷却，这种降温方式主要通过减少压缩机的运行时间，来达到节能目的，但是其他部件的耗电量也不能减少，并且夏季高温时，仍然需要压缩机制冷，采用空调自然冷却时的节能效果大约可以达到50%左右，耗电量仍然比较大；此外，采用空气调节方式的降温，空调设备比较复杂，需要各种机械装置和转动设备，初投资大，维护比较麻烦。 此外，随着信息技术的发展，服务器的运算速度加快，服务器散热量和机房散热密度也随之增长，依靠大量空气进行散热的方式局限性越专利技术显。可以预见在不久的将来，从节能和散热两个角度来看，空气冷却的方式都已经难以满足服务器的散热需求。 因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种二次水环路服务器机柜散热系统，旨在解决现有的空调利用纯压缩机制冷耗能大或空调机组利用室外冷源制冷设备复杂，初投资大，维护麻烦的问题。 本技术的技术方案如下:一种二次水环路服务器机柜散热系统，其中，包括服务器热管组件、内循环系统、中间换热器、外循环系统和控制系统； 所述服务器热管组件包括热管蒸发器和热管冷凝器，热管蒸发器和热管冷凝器通过连接管路连接；服务器热管组件内部充注制冷剂，制冷剂常温常压下为气体；所述热管蒸发器的一端直接与服务器散热芯片接触传热，热管冷凝器与内循环系统进行热交换； 所述内循环系统包括内循环水泵，内循环水泵和中间换热器通过内循环管路连接，内循环水泵、中间换热器和服务器热管组件散热端通过内循环管路连接形成内循环系统环路，内循环系统环路内充注内循环环路载冷剂，内循环水泵提供动力驱动内循环管路中的内循环环路载冷剂在内循环系统环路中流动，内循环环路载冷剂与热管冷凝器进行热交换； 所述外循环系统包括冷水塔、水箱和外循环水泵；冷水塔和水箱、水箱和外循环水泵、外循环水泵和中间换热器、中间换热器和冷水塔之间通过外循环管路连接起来形成外循环系统环路，外循环系统环路内充注外循环流体，外循环水泵提供动力驱动管路中的流体流动； 所述控制系统包括控制器、内循环服务器进水温度传感器、内循环服务器出水温度传感器、外循环冷却塔出水温度传感器和外循环冷却塔出水温度传感器，内循环服务器进水温度传感器设置在内循环水泵和服务器热管组件之间，内循环服务器出水温度传感器设置在服务器热管组件和中间换热器之间；外循环冷却塔进水温度传感器设置在外循环水泵和中间换热器之间，外循环冷却塔出水温度传感器设置在中间换热器和冷水塔之间；所述内循环服务器进水温度传感器、内循环服务器出水温度传感器、外循环冷却塔出水温度传感器和外循环冷却塔出水温度传感器都与控制器电连接；所述内循环水泵、冷水塔和外循环水泵都与控制器连接。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述服务器热管组件设置多个，多个服务器热管组件之间并联连接。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述服务器热管组件设置在服务器机柜外。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述服务器热管组件与服务器一起置于机柜内。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述机柜内设置防水隔板，对各个服务器热管组件的两端进行防护隔离。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述内循环水泵抽水端的管路上引出支路水管，支路水管顶端安装定压补水装置，所述定压补水装置给内循环系统补充纯净水并且调节管路的压力。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述冷水塔为开放式冷水塔或者封闭式冷水塔；冷水塔内设置有风机和喷淋水泵，用于对外循环流体进行风冷降温和喷淋降温处理。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述内循环环路载冷剂和外循环流体采用水或者乙二醇溶液。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述内循环环路载冷剂和外循环流体采用防冻乙二醇溶液。 所述的二次水环路服务器机柜散热系统，其中，所述中间换热器为板式换热器或管壳式换热器或套管式换热器；中间换热器一侧流体为外循环流体，另一侧流体为内循环环路载冷剂。 本技术的有益效果:本技术通过提供一种二次水环路服务器机柜散热系统，直接利用液体的循环，将服务器芯片的热量传导到室外，而且由于采用了比热容、密度以及对流导热效果较好的液冷致冷，只需利用35?50°C左右的液体为服务器散热即可，这样高温的制冷工质在各个季节，都可以通过自然冷却方式获得，取代现有的利用压缩机制冷系统制冷的空气冷却系统；同时服务器芯片和外部液冷系统之间采用热管换热部件进行间接冷却，可避免水直接进入服务器内部，大幅度降低因水系统泄漏造成服务器损坏的几率。 【附图说明】 图1是本技术中二次水环路服务器机柜散热系统的结构示意图。 图2是本技术中二次水环路服务器机柜散热系统控制方法的步骤流程图。 【具体实施方式】 为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。 本技术提供的二次水环路服务器机柜散热系统，采取一个全新的方式来实现机房的散热，采用液一液热传导的方式，直接将机房热源散发的热量传递到室外，取代常规空气对流传热的方式(由于空气本身的热容比较低，空气对流换热的换热系数很低，通过空气作为中间介质时，需要大量的空气，且空气温度必须足够低，那么必然要耗费更多的动力驱动空气流动以及采用高能耗的压缩机方式制冷)，本技术采用液体传导方式，液体的热容是空气的好几倍，液体驱动消耗的功率比较少，另外，液体流动强制换热系数比较高，液体温度只需达到35?50°C即可满足服务器的散热量需求:如服务器芯片温度达到65°C进行散热降温，而内循环液体温度只需达到35?40°C、外循环液体温度只需达到3(T35°C即可使服务器芯片达到散热降温要求，而3(T35°C的冷冻水(外循环液体温度)可以直接依靠冷却塔制取，服务本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次水环路服务器机柜散热系统，其特征在于，包括服务器热管组件、内循环系统、中间换热器、外循环系统和控制系统；所述服务器热管组件包括热管蒸发器和热管冷凝器，热管蒸发器和热管冷凝器通过连接管路连接；服务器热管组件内部充注制冷剂，制冷剂常温常压下为气体；所述热管蒸发器的一端直接与服务器散热芯片接触传热，热管冷凝器与内循环系统进行热交换；所述内循环系统包括内循环水泵，内循环水泵和中间换热器通过内循环管路连接，内循环水泵、中间换热器和服务器热管组件散热端通过内循环管路连接形成内循环系统环路，内循环系统环路内充注内循环环路载冷剂，内循环水泵提供动力驱动内循环管路中的内循环环路载冷剂在内循环系统环路中流动，内循环环路载冷剂与热管冷凝器进行热交换； 所述外循环系统包括冷水塔、水箱和外循环水泵；冷水塔和水箱、水箱和外循环水泵、外循环水泵和中间换热器、中间换热器和冷水塔之间通过外循环管路连接起来形成外循环系统环路，外循环系统环路内充注外循环流体，外循环水泵提供动力驱动管路中的流体流动； 所述控制系统包括控制器、内循环服务器进水温度传感器、内循环服务器出水温度传感器、外循环冷却塔出水温度传感器和外循环冷却塔出水温度传感器，内循环服务器进水温度传感器设置在内循环水泵和服务器热管组件之间，内循环服务器出水温度传感器设置在服务器热管组件和中间换热器之间；外循环冷却塔进水温度传感器设置在外循环水泵和中间换热器之间，外循环冷却塔出水温度传感器设置在中间换热器和冷水塔之间；所述内循环服务器进水温度传感器、内循环服务器出水温度传感器、外循环冷却塔出水温度传感器和外循环冷却塔出水温度传感器都与控制器电连接；所述内循环水泵、冷水塔和外循环水泵都与控制器连接。...

【技术特征摘要】
1.一种二次水环路服务器机柜散热系统，其特征在于，包括服务器热管组件、内循环系统、中间换热器、外循环系统和控制系统； 所述服务器热管组件包括热管蒸发器和热管冷凝器，热管蒸发器和热管冷凝器通过连接管路连接；服务器热管组件内部充注制冷剂，制冷剂常温常压下为气体；所述热管蒸发器的一端直接与服务器散热芯片接触传热，热管冷凝器与内循环系统进行热交换； 所述内循环系统包括内循环水泵，内循环水泵和中间换热器通过内循环管路连接，内循环水泵、中间换热器和服务器热管组件散热端通过内循环管路连接形成内循环系统环路，内循环系统环路内充注内循环环路载冷剂，内循环水泵提供动力驱动内循环管路中的内循环环路载冷剂在内循环系统环路中流动，内循环环路载冷剂与热管冷凝器进行热交换； 所述外循环系统包括冷水塔、水箱和外循环水泵；冷水塔和水箱、水箱和外循环水泵、外循环水泵和中间换热器、中间换热器和冷水塔之间通过外循环管路连接起来形成外循环系统环路，外循环系统环路内充注外循环流体，外循环水泵提供动力驱动管路中的流体流动； 所述控制系统包括控制器、内循环服务器进水温度传感器、内循环服务器出水温度传感器、外循环冷却塔出水温度传感器和外循环冷却塔出水温度传感器，内循环服务器进水温度传感器设置在内循环水泵和服务器热管组件之间，内循环服务器出水温度传感器设置在服务器热管组件和中间换热器之间；外循环冷却塔进水温度传感器设置在外循环水泵和中间换热器之间，外循环冷却塔出水温度传感器设置在中间换热器和冷水塔之间；所述内循环服务器进水温度传感器、内循环服务器出水温度传感器、外循环冷却塔出水温度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，刘文飞，林湧双，何其振，李志锋，朱坤元，过松，丘文博，
申请(专利权)人：中国移动通信集团广东有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44