一种数据中心机柜及其重力喷淋系统技术方案

本发明专利技术提供一种数据中心机柜，包括机柜本体、分油器、若干布液器；机柜本体由高至低依次安装有若干服务器外壳；每一服务器外壳上方设有一布液器；本发明专利技术还涉及一种重力喷淋系统；一方面将冷却液态油集中于上置的分油箱内，油因重力的作用，自动顺着油道流动，油路中无需设置压力，降低了油泵的功耗，提高散热系统效能(COP)以及降低数据中心总体PUE；另一方面，解决机柜内服务器因由上而下依次排列带来的高度差，导致重力分油油路的油量分配不一致的问题，采用分油单元中的油量调节器，确保分配到每层服务器的流量一致。本发明专利技术设计巧妙，结构合理，方法创新，突破传统的大型服务器冷却方式，同时实用性强，便于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心机柜及其重力喷淋系统
本专利技术涉及大型服务器的冷却设备，具体涉及一种数据中心机柜及其重力喷淋系统。
技术介绍
数据中心内使用的各类服务器、刀片机等，受大数据业务及市场的带动，其功率大幅度提升，排布密度越来越高；相应的，高热流密度下的散热问题备受关注，也成为数据中心建设及其运维工作的重点和技术瓶颈；间接或直接液冷散热模式由于其综合换热效率高，被认为是数据中心散热的必然趋势；特别的，鉴于热源直接接触吸热、液冷综合换热系数高、传热热阻非常小的优点，直接液冷散热模式从理论上分析是最有效的散热方式。传统机柜大多采用风冷散热的方式，制冷量有限，如果机柜中设备的放置密度增加，设备的内部温度会急剧上升，不能有效的制冷。另外，传统机柜是开放结构，IP等级低，存在局部紊流和散热死角，散热效率低，能耗高。现有技术不成熟，在工程化应用实践中，液冷的关键环节之一为供液系统，如何提高供液效率，同时降低供给循环系统的能耗，是解决工程应用的关键。一方面，散热系统要维持正常工作，供液系统需要配备液体泵提供泵功以及备压。散热系统中，泵结构及泵消耗将占据系统一大部分硬件配备和软件控制，如果能减少泵的用量，特别是高压泵的使用，将会大幅度提升此类散热系统的综合能效，同时降低工程成本和运维成本。如果此过程中泵的功率消耗过大，将增加散热系统的总功耗，从而降低散热系统效能(COP)以及数据中心总体PUE，降低节能环保效果。另一方面，机柜内的服务器通常从上至下层层累加摆放。如果供液接口为各层服务器提供循环液的过程中存在不同程度的压损，由于供液量不同、散热温度不同、散热效率不同，严重影响各层服务器的散热效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种数据中心柜及其重力喷淋系统，提高散热系统效能(COP)以及降低数据中心总体PUE。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种数据中心机柜，包括机柜本体、分油器、若干布液器；所述的机柜本体包括若干安装架；所述的机柜本体由高至低依次安装有若干服务器外壳；所述的服务器外壳内安放有服务器；每一所述的服务器外壳上方设有一所述的布液器；所述的分油器安装于所有所述的布液器上方；所述的分油器与所述的布液器通过进油装置连接；冷却液态油通过所述的分油器分油流至所述的布液器，所述的布液器喷淋冷却液态油至服务器上冷却。进一步的，所述的分油器包括盒体、至少一分油进油端、若干分油单元；所述的若干分油单元安装于所述的盒体内；所述的分油单元包括分油出油端；冷却液态油从所述的分油进油端进入所述的分油器内，从所述的分油出油端连接所述的布液器。进一步的，所述的分油单元还包括通气管、油量调节器、分流导流板；所述的油量调节器正对所述的分油出油端，所述的油量调节器控制所述的分油出油端出油量；所述的分流导流板将各所述的分油单元分隔成独立单元；所述的通气管与所述的分油出油端连通；所述的油量调节器包括锥体、弹性件、压杆；所述的压杆固定安装于所述的盒体一侧；所述的锥体固定于所述的压杆下端；所述的锥体正对所述的分油出油端；所述的弹性件调节所述的锥体与所述的分油出油端之间距离。进一步的，所述的分油器还包括进油调节阀、除气泡装置、泄压管、呼吸器；所述的进油调节阀通过管路与所述的分油进油端连接；所述的进油调节阀包括进油阀体、连杆、浮体；所述的浮体上浮，带动所述的连杆运动，关闭所述的进油阀体；所述的除气泡装置安装于邻近所述的分油单元处；所述的泄压管包括至少一泄压进油口、至少一泄压出油口、若干泄压孔；所述的泄压进油口连接所述的进油调节阀；所述的若干泄压孔位于泄压管管壁上；所述的呼吸器安装于所述的盒体的上盖；所述的呼吸器用于连通所述的分油器内部空气与外界空气。进一步的，所述的布液器包括回油腔、喷淋油腔、布液进油口、回油口；所述的回油腔位于所述的喷淋油腔上方；所述的布液进油口位于所述的喷淋油腔内；所述的喷淋油腔下底面设有喷淋孔；所述的喷淋孔正对所述的服务器；所述的回油腔承接流经所述布液器上方的服务器中的冷却液态油；所述的回油口用于排出所述回油腔中的冷却液态油。进一步的，所述的布液器还包括溢流孔；所述的溢流孔设于所述的喷淋油腔下底面；所述的溢流孔高于所述的喷淋油腔下底面；所述的回油腔与水平面呈一夹角。进一步的，所述的服务器外壳包括上盖、箱体；所述上盖固定于所述箱体上；所述上盖包括冷却液进口管、至少1个喷淋压力腔、至少1个喷淋孔、上盖壳体，所述箱体包括箱体壳体、冷却液出口管；所述上盖壳体的内表面上设有所述喷淋压力腔，所述冷却液进口管连接所述喷淋压力腔，各所述喷淋压力腔上均设有所述喷淋孔；所述喷淋孔正对服务器发热芯片区域。进一步的，所述的箱体内设有流道，所述冷却液出口管与流道相通；服务器外壳还包括密封件，所述上盖通过所述密封件与所述箱体密封安装；所述箱体壳体的内表面上还设有隔板；所述的流道与服务器发热芯片区域位于所述的隔板同侧。进一步的，所述的数据中心机柜还包括进油开关阀；所述的进油开关阀安装于所述的服务器外壳与所述的进油装置连接处、所述的布液器与所述的进油装置连接处；所述的进油开关阀包括开关阀进油口、阀芯、阀体、开关、伸缩出油口；所述的关阀进油口连接所述的进油装置；所述的开关控制所述的阀芯、所述的伸缩出油口。一种数据中心机柜重力喷淋系统，包括主油箱、泵、散热器、数据中心柜、进油装置、回油装置、冷却液态油；所述的主油箱、泵、散热器、数据中心柜通过进油装置、回油装置连接成闭合油路；所述的泵将冷却液态油从所述的主油箱泵出，经过所述的散热器交换热量通过管路进入所述的数据中心柜中的分油器中；所述的分油器位于所述的数据中心柜上部；所述的分油器分油，所述的布液器布液喷淋冷却所述的服务器；冷却处理完成的冷却液态油经所述的回油装置回流至所述的主油箱中。进一步的，所述的数据中心机柜重力喷淋系统还包括过滤器、辅助油箱；所述的过滤器接入所述的闭合油路中；所述的进油装置包括进油管路、进油箱、进油支管；所述的进油箱上端连接所述的分油器，下端连接所述的辅助油箱；所述的进油箱一侧连接所述的进油支管；所述的进油支管另一端连接所述的服务器外壳或所述的布液器；所述的进油箱与所述的进油支管的连接处还设有进油调节阀；所述的回油装置包括回油箱、回油管路；所述的辅助油箱与所述的主油箱通过回油管路连接；所述的布液器的回油口与所述的回油箱连通。进一步的，所述的冷却液态油为绝缘液态油，包括天然矿物油、硅油、植物油、变压油、导热油中的至少一种；所述的服务器外壳内存有冷却液态油；所述的冷却液态油占用所述服务器外壳空间比例为0％-50％。本专利技术的有益效果如下:1.采用液冷喷淋系统，冷却液态油的比热大，且与发热元件直接接触，传热效率高；2.该装置采用标准化模块设计，不仅满足了使用要求，还能满足安装、装配要求。在实际的使用中，能满足所有的机柜服务器使用；3.该装置采用了标准化模块设计，对于量产，维护有相当大的优势；4.从宏观的看，油的整个流动性很好，全部是从上而下流动，能满足更快的传热；5.油在整个过程中，都是处于流动状态，不会出现集油而形成局部高温现象；6.在实际的大型工程应用中，系统采用了全重力流动设计，泵只需将液体抽到高处，不仅不需支出额外的泵功来给每个服务器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据中心机柜，包括机柜本体、分油器(4)、若干布液器(7)，其特征在于：所述的机柜本体包括若干安装架；所述的机柜本体由高至低依次安装有若干服务器外壳(10)；所述的服务器外壳(10)内安放有服务器；每一所述的服务器外壳(10)上方设有一所述的布液器(7)；所述的分油器(4)安装于所有所述的布液器(7)上方；所述的分油器(4)与所述的布液器(7)通过进油装置(6)连接；冷却液态油通过所述的分油器(4)分油流至所述的布液器(7)，所述的布液器(7)喷淋冷却液态油至服务器上冷却。

【技术特征摘要】
1.一种数据中心机柜，包括机柜本体、分油器(4)、若干布液器(7)，其特征在于：所述的机柜本体包括若干安装架；所述的机柜本体由高至低依次安装有若干服务器外壳(10)；所述的服务器外壳(10)内安放有服务器；每一所述的服务器外壳(10)上方设有一所述的布液器(7)；所述的分油器(4)安装于所有所述的布液器(7)上方；所述的分油器(4)与所述的布液器(7)通过进油装置(6)连接；冷却液态油通过所述的分油器(4)分油流至所述的布液器(7)，所述的布液器(7)喷淋冷却液态油至服务器上冷却。2.根据权利要求1所述的一种数据中心机柜，其特征在于：所述的分油器(4)包括盒体(41)、至少一分油进油端(43)、若干分油单元(44)；所述的若干分油单元安装于所述的盒体(41)内；所述的分油单元(44)包括分油出油端(442)；冷却液态油从所述的分油进油端(43)进入所述的分油器(4)内，从所述的分油出油端(442)连接所述的布液器(7)。3.根据权利要求2所述的一种数据中心机柜，其特征在于：所述的分油单元(44)还包括通气管(441)、油量调节器(443)、分流导流板(444)；所述的油量调节器(443)正对所述的分油出油端(442)，所述的油量调节器(443)控制所述的分油出油端(442)出油量；所述的分流导流板(444)将各所述的分油单元(44)分隔成独立单元；所述的通气管(441)与所述的分油出油端(442)连通；所述的油量调节器(443)包括锥体、弹性件、压杆；所述的压杆固定安装于所述的盒体(41)一侧；所述的锥体固定于所述的压杆下端；所述的锥体正对所述的分油出油端(442)；所述的弹性件调节所述的锥体与所述的分油出油端(442)之间距离。4.根据权利要求3所述的一种数据中心机柜，其特征在于：所述的分油器(4)还包括进油调节阀(42)、除气泡装置(45)、泄压管(46)、呼吸器(47)；所述的进油调节阀(42)通过管路与所述的分油进油端(43)连接；所述的进油调节阀(42)包括进油阀体(421)、连杆(422)、浮体(423)；所述的浮体(423)上浮，带动所述的连杆(422)运动，关闭所述的进油阀体(421)；所述的除气泡装置(45)安装于邻近所述的分油单元(44)处；所述的泄压管(46)包括至少一泄压进油口(461)、至少一泄压出油口(462)、若干泄压孔(463)；所述的泄压进油口(461)连接所述的进油调节阀(42)；所述的若干泄压孔(463)位于泄压管(46)管壁上；所述的呼吸器(47)安装于所述的盒体(41)的上盖；所述的呼吸器(47)用于连通所述的分油器(4)内部空气与外界空气。5.根据权利要求1至4其中之一所述的一种数据中心机柜，其特征在于：所述的布液器(7)包括回油腔(71)、喷淋油腔(72)、布液进油口(73)、回油口(74)；所述的回油腔(71)位于所述的喷淋油腔(72)上方；所述的布液进油口(73)位于所述的喷淋油腔(72)内；所述的喷淋油腔(72)下底面设有喷淋孔(76)；所述的喷淋孔(76)正对所述的服务器；所述的回油腔(71)承接流经所述布液器(7)上方的服务器中的冷却液态油；所述的回油口(74)用于排出所述回油腔(71)中的冷却液态油。6.根据权利要求5所述的一种数据中心机柜，其特征在于：所述的布液器(7)还包括溢流孔(75)；所述的溢流孔(75)设于所述的喷淋油腔(72)下底面；所述的溢流孔(75)高于所述的喷淋油腔(72)下底面；所述的回油腔(71)与水平面呈一夹角。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，肖玮，任昌磊，
申请(专利权)人：广东合一新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44