一种基于微通道换热技术的数据中心机柜内服务器冷却系统，属于数据中心环境控制领域。本实用新型专利技术可解决随着芯片热流密度增大而带来的机柜内服务器局部热积聚问题。主要部件包括空调冷却水入口、进水泵、进水截止阀、进水流量调节阀、支路进水截止阀、二级进水泵、支路流量调节阀、微通道、服务器、二级排水泵、支路排水截止阀、排水泵、排水截止阀和空调冷却水出口。本专利在夏冬季节分别以机房空调冷却水和外界冷空气作为冷源，在微通道换热器中与服务器表面换热，换热完成后的水流入空调冷却塔或热管中冷却。本系统与机房空调系统耦合，有效利用了空调和外界冷量实现对服务器的精确液冷；且微通道换热效率高、体积小，在消除热积聚问题的基础上不会影响系统的正常运行。
【技术实现步骤摘要】
一种基于微通道换热技术的数据中心机柜内服务器冷却系统
本专利涉及一种基于微通道换热技术的数据中心机柜内服务器冷却系统，属于数据中心环境控制领域。
技术介绍
随着大数据、互联网+和云计算等信息技术的蓬勃发展，数据中心作为信息技术必要的基础设施逐渐向大规模、高密度的方向发展，导致了近10年内数据中心内单位面积发热量增加了10倍。电子信息设备的高密度发展带来的一个突出问题是机柜内服务器发热量急剧增大，机柜内产生局部热点。局部热点在很大程度上会影响各种电子信息设备的运行效率和使用寿命，甚至会导致电子信息设备不可修复的损坏。目前，对于局部热点的处理方式主要分为两大类：(1)通过加大系统送风量，或者降低送风温度等方式从整体上增大对机房的供冷量，全面降低机房及服务器的温度；(2)通过封闭冷通道，精确送风，列间送风等方式对机房的气流组织形式进行调整，使其直接作用于多个或单个机柜，提高冷量的利用效率。如专利201611207244.2采用一种数据机房用逆流空气换热自然冷却系统，保证机房设备良好地运行，其缺陷在于均为机柜级冷却，冷空气并未深入机柜内部服务器，无法解决机柜内部仍然存在的服务器温度积聚。专利201310459541.6提出将空调机组直接置于机柜内，相当于精确送风，提高了制冷效率，同时也在可操作性方面有所提升，其缺陷在于机柜内空气有限，增加空调机组后会导致机柜内过于拥挤，空调机组会影响机柜正常运行。此外，随着科技的进步，风冷方式带走的热流密度大小已逐渐无法与服务器芯片增大的发热量相匹配。微通道冷却是被冷却物体通过通道壁面与通道内流动的冷却介质进行换热的一种新型冷却方式，其优点在于：高传热系数、高表面积-体积比、低传热温差、高效的定点冷却能力、可与现有的芯片制造工艺相结合等。本专利充分考虑不同季节不同工况下的实际条件和冷却需求。在夏季工况下，引入数据中心空调冷却水作为冷源；在冬季工况下，使用环境低温空气作为冷源，微通道换热模块安装于服务器表面，与服务器一一对应；冷却水通过微通道换热模块的壁面与服务器表面进行降温，消除服务器的热堆积。夏季工况下，换热完成后的水收集入空调水系统，通过空调冷却塔降温后再次送入微通道模块；冬季工况下，换热完成后的水进入热管，通过热管冷却后再次送入微通道模块。从而实现服务器级的数据中心机柜冷却功能。
技术实现思路
本专利的目的是提供一种基于微通道换热技术的数据中心机柜内服务器冷却系统。一种基于微通道换热技术的数据中心机柜内服务器冷却系统，其特征在于：由空调冷却水入口(1)、第一三通阀(2)、进水泵(3)、进水截止阀(4)、进水流量调节阀(5)、第一支路进水截止阀(6)、第一二级进水泵(7)、第一支路流量调节阀(8)、机组(9)、第一微通道换热模块(10)、第一二级排水泵(11)、第一支路排水截止阀(12)、第一服务器(13)、第二支路进水截止阀(14)、第二二级进水泵(15)、第二支路流量调节阀(16)、第二微通道换热模块(17)、第二二级排水泵(18)、第二支路排水截止阀(19)、第二服务器(20)、第三支路进水截止阀(21)、第三二级进水泵(22)、第三支路流量调节阀(23)、第三微通道换热模块(24)、第三二级排水泵(25)、第三支路排水截止阀(26)、第三服务器(27)、第四支路进水截止阀(28)、第四二级进水泵(29)、第四支路流量调节阀(30)、第四微通道换热模块(31)、第四二级排水泵(32)、第四支路排水截止阀(33)、第四服务器(34)、冷却水出口(35)、第二热管蒸发段(36)、第一热管蒸发段(37)、冷却水入口(38)、冷空气出口(39)、第二热管冷凝段(40)、第一热管冷凝段(41)、冷空气入口(42)、排水泵(43)、排水截止阀(44)、第二三通阀(45)、空调冷却水出口(46)、热管换热箱(47)组成；冷却水出口(35)、第二热管蒸发段(36)、第一热管蒸发段(37)、冷却水入口(38)、冷空气出口(39)、第二热管冷凝段(40)、第一热管冷凝段(41)、冷空气入口(42)位于热管换热箱(47)内部；其中第一三通阀(2)有两个入口和一个出口，两个入口分别对应空调冷却水出口和冷却水出口(35)；进水流量调节阀(5)有一个入口和四个出口，四个出口分别对应第一微通道换热模块(10)、第二微通道换热模块(17)、第三微通道换热模块(24)和第四微通道换热模块(31)；排水泵(43)有四个入口和一个出口，四个入口分别对应第一支路排水截止阀(12)、第二支路排水截止阀(19)、第三支路排水截止阀(26)、第四支路排水截止阀(33)；第二三通阀(45)有一个入口和两个出口，两个出口分别对应空调冷却水出口(46)和冷却水入口(38)；空调冷却水入口(1)的出口与第一三通阀(2)的第一入口相连，冷却水出口(35)与第一三通阀(2)的入口相连，第一三通阀(2)的出口与进水泵(3)的入口相连，进水泵(3)的出口与进水截止阀(4)的入口相连，进水截止阀(4)的出口与进水流量调节阀(5)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第一出口与第一支路进水截止阀(6)的入口相连，第一支路进水截止阀(6)的出口与第一二级进水泵(7)的入口相连，第一二级进水泵(7)的出口与第一支路流量调节阀(8)的入口相连，第一支路流量调节阀(8)的出口与第一微通道换热模块(10)的入口相连，第一微通道换热模块(10)的出口与第一二级排水泵(11)的入口相连，第一二级排水泵(11)的出口与第一支路排水截止阀(12)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第二出口与第二支路进水截止阀(14)的入口相连，第二支路进水截止阀(14)的出口与第二二级进水泵(15)的入口相连，第二二级进水泵(15)的出口与第二支路流量调节阀(16)的入口相连，第二支路流量调节阀(16)的出口与第二微通道换热模块(17)的入口相连，第二微通道换热模块(17)的出口与第二二级排水泵(18)的入口相连，第二二级排水泵(18)的出口与第二支路排水截止阀(19)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第三出口与第三支路进水截止阀(21)的入口相连，第三支路进水截止阀(21)的出口与第三二级进水泵(22)的入口相连，第三二级进水泵(22)的出口与第三支路流量调节阀(23)的入口相连，第三支路流量调节阀(23)的出口与第三微通道换热模块(24)的入口相连，第三微通道换热模块(24)的出口与第三二级排水泵(25)的入口相连，第三二级排水泵(25)的出口与第三支路排水截止阀(26)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第四出口与第四支路进水截止阀(28)的入口相连，第四支路进水截止阀(28)的出口与第四二级进水泵(29)的入口相连，第四二级进水泵(29)的出口与第四支路流量调节阀(30)的入口相连，第四支路流量调节阀(30)的出口与第四微通道换热模块(31)的入口相连，第四微通道换热模块(31)的出口与第四二级排水泵(32)的入口相连，第四二级排水泵(32)的出口与第四支路排水截止阀(33)的入口相连；第一支路排水截止阀(12)的出口与排水泵(43)的第一入口相连，第二支路排水截止阀(19)的出口与排水泵(43)的第二入口相连，第三支路排水截止阀(26)的出口与排水泵(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于微通道换热技术的数据中心机柜内服务器冷却系统，其特征在于：由空调冷却水入口(1)、第一三通阀(2)、进水泵(3)、进水截止阀(4)、进水流量调节阀(5)、第一支路进水截止阀(6)、第一二级进水泵(7)、第一支路流量调节阀(8)、机柜(9)、第一微通道换热模块(10)、第一二级排水泵(11)、第一支路排水截止阀(12)、第一服务器(13)、第二支路进水截止阀(14)、第二二级进水泵(15)、第二支路流量调节阀(16)、第二微通道换热模块(17)、第二二级排水泵(18)、第二支路排水截止阀(19)、第二服务器(20)、第三支路进水截止阀(21)、第三二级进水泵(22)、第三支路流量调节阀(23)、第三微通道换热模块(24)、第三二级排水泵(25)、第三支路排水截止阀(26)、第三服务器(27)、第四支路进水截止阀(28)、第四二级进水泵(29)、第四支路流量调节阀(30)、第四微通道换热模块(31)、第四二级排水泵(32)、第四支路排水截止阀(33)、第四服务器(34)、冷却水出口(35)、第二热管蒸发段(36)、第一热管蒸发段(37)、冷却水入口(38)、冷空气出口(39)、第二热管冷凝段(40)、第一热管冷凝段(41)、冷空气入口(42)、排水泵(43)、排水截止阀(44)、第二三通阀(45)、空调冷却水出口(46)、热管换热箱(47)组成；冷却水出口(35)、第二热管蒸发段(36)、第一热管蒸发段(37)、冷却水入口(38)、冷空气出口(39)、第二热管冷凝段(40)、第一热管冷凝段(41)、冷空气入口(42)位于热管换热箱(47)内部；其中第一三通阀(2)有两个入口和一个出口，两个入口分别对应空调冷却水出口和冷却水出口(35)；进水流量调节阀(5)有一个入口和四个出口，四个出口分别对应第一微通道换热模块(10)、第二微通道换热模块(17)、第三微通道换热模块(24)和第四微通道换热模块(31)；排水泵(43)有四个入口和一个出口，四个入口分别对应第一支路排水截止阀(12)、第二支路排水截止阀(19)、第三支路排水截止阀(26)、第四支路排水截止阀(33)；第二三通阀(45)有一个入口和两个出口，两个出口分别对应空调冷却水出口(46)和冷却水入口(38)；空调冷却水入口(1)的出口与第一三通阀(2)的第一入口相连，冷却水出口(35)与第一三通阀(2)的入口相连，第一三通阀(2)的出口与进水泵(3)的入口相连，进水泵(3)的出口与进水截止阀(4)的入口相连，进水截止阀(4)的出口与进水流量调节阀(5)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第一出口与第一支路进水截止阀(6)的入口相连，第一支路进水截止阀(6)的出口与第一二级进水泵(7)的入口相连，第一二级进水泵(7)的出口与第一支路流量调节阀(8)的入口相连，第一支路流量调节阀(8)的出口与第一微通道换热模块(10)的入口相连，第一微通道换热模块(10)的出口与第一二级排水泵(11)的入口相连，第一二级排水泵(11)的出口与第一支路排水截止阀(12)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第二出口与第二支路进水截止阀(14)的入口相连，第二支路进水截止阀(14)的出口与第二二级进水泵(15)的入口相连，第二二级进水泵(15)的出口与第二支路流量调节阀(16)的入口相连，第二支路流量调节阀(16)的出口与第二微通道换热模块(17)的入口相连，第二微通道换热模块(17)的出口与第二二级排水泵(18)的入口相连，第二二级排水泵(18)的出口与第二支路排水截止阀(19)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第三出口与第三支路进水截止阀(21)的入口相连，第三支路进水截止阀(21)的出口与第三二级进水泵(22)的入口相连，第三二级进水泵(22)的出口与第三支路流量调节阀(23)的入口相连，第三支路流量调节阀(23)的出口与第三微通道换热模块(24)的入口相连，第三微通道换热模块(24)的出口与第三二级排水泵(25)的入口相连，第三二级排水泵(25)的出口与第三支路排水截止阀(26)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第四出口与第四支路进水截止阀(28)的入口相连，第四支路进水截止阀(28)的出口与第四二级进水泵(29)的入口相连，第四二级进水泵(29)的出口与第四支路流量调节阀(30)的入口相连，第四支路流量调节阀(30)的出口与第四微通道换热模块(31)的入口相连，第四微通道换热模块(31)的出口与第四二级排水泵(32)的入口相连，第四二级排水泵(32)的出口与第四支路排水截止阀(33)的入口相连；第一支路排水截止阀(12)的出口与排水泵(43)的第一入口相连，第二支路排水截止阀(19)的出口与排水泵(43)的第二入口相连，第三支路排水截止阀(26)的出口与排水泵(43)的第三入口相连，第...
【技术特征摘要】
1.一种基于微通道换热技术的数据中心机柜内服务器冷却系统，其特征在于：由空调冷却水入口(1)、第一三通阀(2)、进水泵(3)、进水截止阀(4)、进水流量调节阀(5)、第一支路进水截止阀(6)、第一二级进水泵(7)、第一支路流量调节阀(8)、机柜(9)、第一微通道换热模块(10)、第一二级排水泵(11)、第一支路排水截止阀(12)、第一服务器(13)、第二支路进水截止阀(14)、第二二级进水泵(15)、第二支路流量调节阀(16)、第二微通道换热模块(17)、第二二级排水泵(18)、第二支路排水截止阀(19)、第二服务器(20)、第三支路进水截止阀(21)、第三二级进水泵(22)、第三支路流量调节阀(23)、第三微通道换热模块(24)、第三二级排水泵(25)、第三支路排水截止阀(26)、第三服务器(27)、第四支路进水截止阀(28)、第四二级进水泵(29)、第四支路流量调节阀(30)、第四微通道换热模块(31)、第四二级排水泵(32)、第四支路排水截止阀(33)、第四服务器(34)、冷却水出口(35)、第二热管蒸发段(36)、第一热管蒸发段(37)、冷却水入口(38)、冷空气出口(39)、第二热管冷凝段(40)、第一热管冷凝段(41)、冷空气入口(42)、排水泵(43)、排水截止阀(44)、第二三通阀(45)、空调冷却水出口(46)、热管换热箱(47)组成；冷却水出口(35)、第二热管蒸发段(36)、第一热管蒸发段(37)、冷却水入口(38)、冷空气出口(39)、第二热管冷凝段(40)、第一热管冷凝段(41)、冷空气入口(42)位于热管换热箱(47)内部；其中第一三通阀(2)有两个入口和一个出口，两个入口分别对应空调冷却水出口和冷却水出口(35)；进水流量调节阀(5)有一个入口和四个出口，四个出口分别对应第一微通道换热模块(10)、第二微通道换热模块(17)、第三微通道换热模块(24)和第四微通道换热模块(31)；排水泵(43)有四个入口和一个出口，四个入口分别对应第一支路排水截止阀(12)、第二支路排水截止阀(19)、第三支路排水截止阀(26)、第四支路排水截止阀(33)；第二三通阀(45)有一个入口和两个出口，两个出口分别对应空调冷却水出口(46)和冷却水入口(38)；空调冷却水入口(1)的出口与第一三通阀(2)的第一入口相连，冷却水出口(35)与第一三通阀(2)的入口相连，第一三通阀(2)的出口与进水泵(3)的入口相连，进水泵(3)的出口与进水截止阀(4)的入口相连，进水截止阀(4)的出口与进水流量调节阀(5)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第一出口与第一支路进水截止阀(6)的入口相连，第一支路进水截止阀(6)的出口与第一二级进水泵(7)的入口相连，第一二级进水泵(7)的出口与第一支路流量调节阀(8)的入口相连，第一支路流量调节阀(8)的出口与第一微通道换热模块(10)的入口相连，第一微通道换热模块(10)的出口与第一二级排水泵(11)的入口相连，第一二级排水泵(11)的出口与第一支路排水截止阀(12)的入口相连；进水流量调节阀(5)的第二出口与第二支路进水截止阀(14)的入口相连，第二支路进水截止阀(14)的出口与第二二级进水泵(15)的入口相连，第二二级进水泵(15)的出口与第二支路流量调节阀(16)的入口相连，第二支路流量调节阀(16)的出口与第二微通道换热模块(17)的入口相连，第二微通道换热模块(17)的出口与第二二级排水...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍俊，王瑜，刘金祥，许鑫洁，袁晓磊，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32
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