液冷服务器的散热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种液冷服务器的散热系统，以提高液冷服务器散热系统的散热效率，节约系统能耗，从而降低数据中心PUE。液冷服务器的散热系统包括液冷系统和风冷系统，其中：液冷系统包括位于第一循环回路中且依次连接的间壁式换热器的热侧以及位于机柜中的多个液冷服务器；风冷系统包括蒸发器、蒸发器风扇和间壁式换热器的冷侧，蒸发器和间壁式换热器的冷侧位于第二循环回路中且依次连接，蒸发器风扇与蒸发器相对设置。

【技术实现步骤摘要】
液冷服务器的散热系统
本技术涉及制冷设备
，特别是涉及一种液冷服务器的散热系统。
技术介绍
随着互联网与云计算等技术的发展，数据中心(俗称机房)应用高密度机柜的数量逐渐增加，设备的集成度越来越高，功耗越来越大。另外，我国数据中心迅猛发展，数据中心年耗电量也迅猛增加，根据《国家绿色数据中心试点工作方案》中表述，我国数据中心数量已经超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的1.5％，其中大多数数据中心的PUE(PowerUsageEffectiveness，电源使用效率，PUE＝数据中心总设备能耗/IT设备能耗)仍普遍高于2.2，因此，降低数据中心PUE、实现节能减排是数据中心一直追求的目标。目前，对机柜中传统服务器散热主要采用风冷方式，不但冷却能耗高、噪音大、而且导致机柜尺寸较大。随着机柜热密度的增加，传统服务器已无法满足机房需求，液冷服务器及其散热系统应运而生，其基本原理是：将液态换热介质通入设计有液冷功能的服务器内部，通过热交换将服务器中主要发热元件的热量带走。相比传统服务器，液冷服务器可以就近带走热量，不但具有很好的节能效果，还可以通过设计提高功率密度来减小服务器尺寸；此外，使用液冷服务器还能够减少噪音，也更容易实现热能的回收。液冷服务器主要分为冷板式液冷服务器和浸没式液冷服务器两类。浸没式液冷服务器又叫直接式液冷服务器，如图1a所示，浸没式液冷服务器001内部的发热元件005与冷却液004直接接触，即主板、CPU、内存等发热量大的元件完全浸没在冷却液004中，由于冷却液004与被冷却对象直接接触，因此散热效果较佳，但由于该类液冷服务器需制作密封舱体来容纳冷却液004，并且对冷却液004的物理化学特性要求比较高，要求冷却液004具备绝缘性好、无毒无害、无腐蚀性等物理化学特性，因此，该类液冷服务器开发难度较大，尚停留在实验室研究阶段，还未实现工业化。冷板式液冷服务器又叫间接式液冷服务器，如图1b所示，在冷板式液冷服务器002内部，发热元件005与冷却液004并不直接接触，主要发热元件产生的热量通过液冷板003等高效热传导部件传递到冷却液004中。相比浸没式液冷服务器001，冷板式液冷服务器002则在技术上相对成熟，应用也更为广泛，但该类服务器的传热温差较大，且实际中只能针对主要发热元件进行散热，因此，散热效果逊于前述浸没式液冷服务器001。图1c所示为现有一种冷板式液冷服务器的散热原理示意图，机柜01内设置有多个冷板式液冷服务器02，该散热系统包括第一循环回路03和第二循环回路04，其中，第一循环回路03包括通过第一管道05闭环顺序连接的间壁式换热器010的热侧H(以C和H分别代表间壁式换热器010的冷侧和热侧)和前述的液冷服务器02，第二循环回路04包括通过第二管道06闭环顺序连接的间壁式换热器010的冷侧C、水泵07、冷却塔08和冷水机组09。第一循环回路03中的换热介质在液冷服务器02内吸热升温后被输送至间壁式换热器010的热侧H，在与间壁式换热器010的冷侧C进行热交换降温后，再次被输送至液冷服务器02内，如此循环。与此同时，水在间壁式换热器010的冷侧C与间壁式换热器010的热侧H进行热交换升温后，在水泵07的作用下，依次被输送至冷却塔08和冷水机组09冷却降温，而后再次被输送至间壁式换热器010的冷侧C，如此循环。受液冷服务器结构特点的制约，上述散热方式只能将液冷服务器中主要发热元件产生的热量(约占服务器发热量的60％～70％)带走，而剩下30％～40％的热量仍需要采用其它方式进行散热。如何在满足液冷服务器散热需求的前提下，提高系统能效，节约系统能耗，从而降低数据中心PUE，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术实施例的目的是提供一种液冷服务器的散热系统，以提高液冷服务器散热系统的散热效率，节约系统能耗，从而降低数据中心PUE。本技术实施例所提供的液冷服务器的散热系统，包括液冷系统和风冷系统，其中：所述液冷系统包括位于第一循环回路中且依次连接的间壁式换热器的热侧以及位于机柜中的多个液冷服务器；所述风冷系统包括蒸发器、蒸发器风扇和所述间壁式换热器的冷侧，所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧位于第二循环回路中且依次连接，所述蒸发器风扇与所述蒸发器相对设置。本技术上述实施例液冷服务器的散热系统，包括液冷系统和风冷系统，液冷系统对液冷服务器中的主要发热元件进行散热，风冷系统则可以通过降低机房室内温度来满足液冷服务器中其它发热元件的散热需求。由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，间壁式换热器冷侧的换热介质的蒸发温度或者水温也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统中压缩机、换热介质泵、冷水机组或冷却塔等耗能元件的功耗。采用本技术上述实施例方案，可以在满足液冷服务器散热需求的前提下，节约系统能耗，提高系统能效，从而降低数据中心PUE。可选的，所述风冷系统能够工作于压缩机循环模式、换热介质泵循环模式、压缩机和换热介质泵复合循环模式，以及冷冻水循环模式中的至少一种。可选的，所述风冷系统还包括位于所述第二循环回路中的压缩机、冷凝器和流量控制装置，以及与所述冷凝器相对设置的冷凝器风扇；所述压缩机、所述冷凝器、所述流量控制装置、所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧依次连接。由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，间壁式换热器冷侧的换热介质的蒸发温度也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统中压缩机的功耗。可选的，所述风冷系统还包括压缩机、冷凝器、换热介质泵、流量控制装置、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀和冷凝器风扇，其中：所述第一调节阀、所述压缩机、所述冷凝器、所述第二调节阀、所述换热介质泵、所述流量控制装置、所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧呈闭环依次连接；所述第三调节阀与所述第一调节阀和所述压缩机并联设置；所述第四调节阀与所述第二调节阀和所述换热介质泵并联设置；所述冷凝器风扇与所述冷凝器相对设置。可选的，所述散热系统还包括：控制器以及用于检测室外环境温度的温度检测装置，其中：所述控制器与所述压缩机、所述换热介质泵、所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述第三调节阀、所述第四调节阀和所述温度检测装置分别连接，用于当所述室外环境温度小于第一设定温度阈值时，关闭所述第一调节阀、所述压缩机和所述第四调节阀，并开启所述第二调节阀、所述换热介质泵和所述第三调节阀；当所述室外环境温度大于第二设定温度阈值时，关闭所述第二调节阀、所述换热介质泵和所述第三调节阀，并开启所述第一调节阀、所述压缩机和所述第四调节阀，所述第二设定温度阈值大于所述第一设定温度阈值；当所述室外环境温度不小于所述第一设定温度阈值且不大于所述第二设定温度阈值时，关闭所述第三调节阀和所述第四调节阀，并开启所述压缩机和所述换热介质泵。由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，间壁式换热器冷侧的换热介质的蒸发温度也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统中压缩机和换热介质泵等耗能元件的功耗。另一方面，在换热介质泵循环模式下，即使室外环境温度高于常规换热介质泵循环模式的适用温度，由于换热介质与室外环境温度存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液冷服务器的散热系统，其特征在于，包括液冷系统和风冷系统，其中：所述液冷系统包括位于第一循环回路中且依次连接的间壁式换热器的热侧以及位于机柜中的多个液冷服务器；所述风冷系统包括蒸发器、蒸发器风扇和所述间壁式换热器的冷侧，所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧位于第二循环回路中且依次连接，所述蒸发器风扇与所述蒸发器相对设置。

【技术特征摘要】
1.一种液冷服务器的散热系统，其特征在于，包括液冷系统和风冷系统，其中：所述液冷系统包括位于第一循环回路中且依次连接的间壁式换热器的热侧以及位于机柜中的多个液冷服务器；所述风冷系统包括蒸发器、蒸发器风扇和所述间壁式换热器的冷侧，所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧位于第二循环回路中且依次连接，所述蒸发器风扇与所述蒸发器相对设置。2.如权利要求1所述的液冷服务器的散热系统，其特征在于，所述风冷系统能够工作于压缩机循环模式、换热介质泵循环模式、压缩机和换热介质泵复合循环模式，以及冷冻水循环模式中的至少一种。3.如权利要求1所述的液冷服务器的散热系统，其特征在于，所述风冷系统还包括位于所述第二循环回路中的压缩机、冷凝器和流量控制装置，以及与所述冷凝器相对设置的冷凝器风扇；所述压缩机、所述冷凝器、所述流量控制装置、所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧依次连接。4.如权利要求1所述的液冷服务器的散热系统，其特征在于，所述风冷系统还包括压缩机、冷凝器、换热介质泵、流量控制装置、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀和冷凝器风扇，其中：所述第一调节阀、所述压缩机、所述冷凝器、所述第二调节阀、所述换热介质泵、所述流量控制装置、所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧呈闭环依次连接；所述第三调节阀与所述第一调节阀和所述压缩机并联设置；所述第四调节阀与所述第二调节阀和所述换热介质泵并联设置；所述冷凝器风扇与所述冷凝器相对设置。5.如权利要求4所述的液冷服务器的散热系统，其特征在于，还包括：控制器以及用于检测室外环境温度的温度检测装置，其中：所述控制器与所述压缩机、所述换热介质泵、所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述第三调节阀、所述第四调节阀和所述温度检测装置分别连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，郭凯，王南南，王丽，
申请(专利权)人：维谛技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44