一种数据中心用水冷散热双通道系统及其散热方法技术方案

本发明专利技术公开了一种数据中心用水冷散热双通道系统，包括：主散热链路、辅散热链路、控制器、流速传感器、装有冷水的主水槽；流速传感器设置在主散热链路上；所述主散热链路的一端、辅散热链路一端均和热源件连接，所述主散热链路的另一端、辅散热链路另一端均和主水槽连接，所述流速传感器和第一控制器连接；所述辅散热链路，用于当流速传感器检测到主散热链路水流速度异常时，则辅散热链路和主水槽之间进行水循环，水循环流动过程中带走热源件的热量。本发明专利技术在主散热链路被堵塞、热源件温度超高预设温度时等故障情况时，辅散热链路工作对热源件进行散热，保证数据中心的持续的安全可靠运行。

A dual channel water cooling and cooling system for data center and its heat dissipation method

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心用水冷散热双通道系统及其散热方法
本专利技术涉及数据中心服务器系统的散热
，具体涉及一种数据中心用水冷散热双通道系统及其散热方法。
技术介绍
随着互联网技术和通信技术的快速发展，尤其是5G技术的到来，数据中心的应用越来越广泛。数据中心内服务器的核心电子元器件(譬如北桥芯片、南桥芯片和内存条)在高效运行时会产生大量的热量，如果热量得不到及时地散发，服务器的性能和运转不可避免地会受到影响，数据遭到破坏或丢失的可能性也大大增加，甚至有可能导致整个数据中心的瘫痪。因此，如何将数据中心产生的热量快速地排去显得特别重要。目前，传统数据中心机房一般采用安装空调的方法来散热，这种方法虽然能有效解决数据中心的散热问题，但空调必须常年累月不间断地开着，导致消耗的电量非常多。据统计，传统数据中心采用空调散热的方法，空调所消耗的电量最高可达整个机房耗电量的40％～50％，更严重的是空调所消耗的电量并不是直接作用于服务器内直接发热的关键电子元器件上，而是大部分浪费在机房环境中。对于此类问题，有研究者提出使用水冷式热管散热方法对服务器的关键发热芯片进行散热。这种方法虽然可以实现对服务器的关键元器件进行直接散热，但却又带来了额外的问题，即目前所采用的水冷式热管在散热时，水冷管路在长期循环流动过程中会因为水质或水垢问题出现堵塞，更为严重的是，热管直接接触芯片进行散热并没有采用冗余设计或者备份设计，一旦热管模组失效或者破裂，芯片热量就不能及时传递到热管水冷端，导致芯片热量瞬间升高甚至引起整个服务器失效。专利技术内容本专利技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种可靠的具有冗余设计的数据中心用水冷散热双通道系统及其散热方法，其有效保证数据中心稳定可靠连续地运行。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种数据中心用水冷散热双通道系统，包括：主散热链路、辅散热链路、控制器、流速传感器、装有冷水的主水槽；流速传感器设置在主散热链路上；所述主散热链路的一端、辅散热链路一端均和热源件连接，所述主散热链路的另一端、辅散热链路另一端均和主水槽连接，所述流速传感器和控制器连接；所述主散热链路，用于当流速传感器检测到主散热链路水流速度正常时，则主散热链路和主水槽之间进行水循环，水循环流动过程中带走热源件的热量，将热源件保持在预设温度T0以下；所述辅散热链路，用于当流速传感器检测到主散热链路水流速度异常时，则辅散热链路和主水槽之间进行水循环，水循环流动过程中带走热源件的热量。优选地，所述主散热链路包括：主相变传热元件、主降温腔、第一四通接头、第二四通接头、第三四通接头、第一过滤器、主泵、第一并联接头和第二并联接头；主泵上设置有角速度传感器，主泵、角速度传感器均和控制器连接；所述主相变传热元件的一端和热源件连接，所述主相变传热元件的另一端和主降温腔连接，主降温腔的进水口和主水槽之间连接有第一进水管，第一进水管上从右到左依次连接有第一过滤器、主泵、第一四通接头、第一并联接头、第二四通接头，其中，第一四通接头的主入口和第一进水管连接，第一四通接头的主出口通过第一进水管连接第一并联接头的一端，第二四通接头的主入口通过第一进水管连接至第一并联接头的另一端，第二四通接头的主出口连接至第一进水管；主降温腔的出水口和主水槽之间连接有第一出水管，第一出水管上从左到右依次连接有第三四通接头和第二并联接头，其中，第一出水管连接至第三四通接头的主入口，第三四通接头的主出口通过第一出水管和第二并联接头的一端连接，第二并联接头的另一端通过第一出水管连接至主水槽。优选地，所述辅散热链路包括：辅助相变传热元件、辅助降温腔、第一常闭开关阀、第一安全阀、第二安全阀、第三安全阀、第二过滤器和辅助泵；所述第一常闭开关阀、第一安全阀、第二安全阀、第三安全阀和辅助泵均和控制器连接；所述辅助相变传热元件的一端和热源件连接，所述辅助相变传热元件的另一端和辅助降温腔连接，辅助降温腔的进水口和主水槽之间连接有第二进水管，第二进水管从右到左依次连接有第二过滤器、辅助泵、第一四通接头、第一并联接头、第一安全阀、第二四通接头和第一常闭开关阀，其中，第一四通接头的辅助入口和第二进水管连接，第一四通接头的辅助出口通过第二进水管和第一并联接头的一端连接，第一安全阀的一端通过第二进水管和第二四通接头的辅助入口连接，第二四通接头的辅助出口连接通过第二进水管和第一常闭开关阀连接；辅助降温腔的出水口和主水槽之间连接有第二出水管，所述第二出水管从左到右设置有第三四通接头、第二安全阀、第二并联接头和第三安全阀，第二出水管连接至第三四通接头的辅助入口，第三四通接头的辅助出口通过第二出水管和第二安全阀的一端连接，第二安全阀的另一端通过第二出水管和第二并联接头的一端连接。第二并联接头的另一端通过第二出水管和第三安全阀的一端连接。优选地，所述主水槽的槽顶设置有电风机，所述主水槽的顶端设置有入风口，所述主水槽的一侧边设置有热水上入口、热水下入口，第一出水管连接至热水下入口，第二出水管连接至热水上入口，所述主水槽的另一侧边设置有污水排水口、冷水上出口或冷水下出口，所述污水排水口连接第二常闭开关阀，所述主水槽的侧边还设置洁净水入口，所述洁净水入口连接第三常闭开关阀，所述第三常闭开关阀、第二常闭开关阀和电风机均和控制器连接；所述主水槽内设置温度传感器、水位传感器和冷却水杂质浓度检测传感器，所述温度传感器、控制器和电风机依次连接，所述水位传感器、控制器和第三常闭开关阀依次连接，所述冷却水杂质浓度检测传感器、控制器和第二常闭开关阀依次连接。优选地，还包括：固定板；所述固定板，用于将辅助相变传热元件和主相变传热元件固定在热源件上进行导热，所述固定板上设置有温度传感器，所述温度传感器和控制器连接。优选地，所述主降温腔和辅助降温腔相同，所述主降温腔内部依次设置有液冷一腔、一二腔分流部和液冷二腔；液冷一腔、一二腔分流部和液冷二腔分别被隔板隔开，所述主降温腔的一侧边设置用于固定主相变传热元件的固定槽，所述主降温腔的另一侧边设置降温腔入口和降温腔出口；所述液冷一腔还设置有第一出口、出口流道和第二出口；冷却水从降温腔入口流入后，经过一二腔分流部将冷却水一分为二，分别进入液冷一腔和液冷二腔；液冷一腔内的冷却水从液冷一腔的第一出口流入出口流道，再从第二出口流出，最后与液冷二腔的冷却水汇流并从降温腔出口流出。一种利用上述数据中心用水冷散热双通道系统的散热方法，包括：S1，正常情况下，主散热链路和主水槽之间进行水循环，冷却水在主散热链路内流动将热源件的热量带走，热源件保持预设温度T0以下；S2，当主散热链路发生故障时，控制器控制辅散热链路工作，辅散热链路和主水槽之间进行水循环，冷却水在辅散热链路内流动将热源件的热量带走。优选地，S1步骤包括：S11，主泵从主水槽中抽出冷却水，冷却水在第一进水管内依次经过第一过滤器、第一四通接头、第一并联接头和第二四通接头，进入主降温腔；S12，主相变传热元件将热源件产生的热量传到主降温腔；S13，主降温腔内的冷却水将热量带走本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据中心用水冷散热双通道系统，其特征在于，包括：主散热链路、辅散热链路、控制器、流速传感器、装有冷水的主水槽；流速传感器设置在主散热链路上；/n所述主散热链路的一端、辅散热链路一端均和热源件连接，所述主散热链路的另一端、辅散热链路另一端均和主水槽连接，所述流速传感器和第一控制器连接；/n所述主散热链路，用于当流速传感器检测到主散热链路水流速度正常时，则主散热链路和主水槽之间进行水循环，水循环流动过程中带走热源件的热量，将热源件保持在预设温度T0以下；/n所述辅散热链路，用于当流速传感器检测到主散热链路水流速度异常时，则辅散热链路和主水槽之间进行水循环，水循环流动过程中带走热源件的热量。/n

【技术特征摘要】
1.一种数据中心用水冷散热双通道系统，其特征在于，包括：主散热链路、辅散热链路、控制器、流速传感器、装有冷水的主水槽；流速传感器设置在主散热链路上；
所述主散热链路的一端、辅散热链路一端均和热源件连接，所述主散热链路的另一端、辅散热链路另一端均和主水槽连接，所述流速传感器和第一控制器连接；
所述主散热链路，用于当流速传感器检测到主散热链路水流速度正常时，则主散热链路和主水槽之间进行水循环，水循环流动过程中带走热源件的热量，将热源件保持在预设温度T0以下；
所述辅散热链路，用于当流速传感器检测到主散热链路水流速度异常时，则辅散热链路和主水槽之间进行水循环，水循环流动过程中带走热源件的热量。


2.根据权利要求1所述的数据中心用水冷散热双通道系统，其特征在于，所述主散热链路包括：主相变传热元件、主降温腔、第一四通接头、第二四通接头、第三四通接头、第一过滤器、主泵、第一并联接头和第二并联接头；主泵上设置有角速度传感器，主泵、角速度传感器均和控制器连接；
所述主相变传热元件的一端和热源件连接，所述主相变传热元件的另一端和主降温腔连接，主降温腔的进水口和主水槽之间连接有第一进水管，第一进水管上从右到左依次连接有第一过滤器、主泵、第一四通接头、第一并联接头、第二四通接头，其中，第一四通接头的主入口和第一进水管连接，第一四通接头的主出口通过第一进水管连接第一并联接头的一端，第二四通接头的主入口通过第一进水管连接至第一并联接头的另一端，第二四通接头的主出口连接至第一进水管；
主降温腔的出水口和主水槽之间连接有第一出水管，第一出水管上从左到右依次连接有第三四通接头和第二并联接头，其中，第一出水管连接至第三四通接头的主入口，第三四通接头的主出口通过第一出水管和第二并联接头的一端连接，第二并联接头的另一端通过第一出水管连接至主水槽。


3.根据权利要求2所述的数据中心用水冷散热双通道系统，其特征在于，所述辅散热链路包括：辅助相变传热元件、辅助降温腔、第一常闭开关阀、第一安全阀、第二安全阀、第三安全阀、第二过滤器和辅助泵；所述第一常闭开关阀、第一安全阀、第二安全阀、第三安全阀和辅助泵均和控制器连接；
所述辅助相变传热元件的一端和热源件连接，所述辅助相变传热元件的另一端和辅助降温腔连接，辅助降温腔的进水口和主水槽之间连接有第二进水管，第二进水管从右到左依次连接有第二过滤器、辅助泵、第一四通接头、第一并联接头、第一安全阀、第二四通接头和第一常闭开关阀，其中，第一四通接头的辅助入口和第二进水管连接，第一四通接头的辅助出口通过第二进水管和第一并联接头的一端连接，第一安全阀的一端通过第二进水管和第二四通接头的辅助入口连接，第二四通接头的辅助出口连接通过第二进水管和第一常闭开关阀连接；
辅助降温腔的出水口和主水槽之间连接有第二出水管，所述第二出水管从左到右设置有第三四通接头、第二安全阀、第二并联接头和第三安全阀，第二出水管连接至第三四通接头的辅助入口，第三四通接头的辅助出口通过第二出水管和第二安全阀的一端连接，第二安全阀的另一端通过第二出水管和第二并联接头的一端连接。


4.根据权利要求3所述的数据中心用水冷散热双通道系统，其特征在于，所述主水槽的顶端设置有电风机，所述主水槽的侧边设置有入风口，所述主水槽的一侧边设置有热水上入口、热水下入口，第一出水管连接至热水下入口，第二出水管连接至热水上入口，所述主水槽的另一侧边设置有污水排水口、冷水上出口或冷水下出口，所述污水排水口连接第二常闭开关阀，所述主水槽的侧边还设置洁净水入口，所述洁净水入口连接第三常闭开关阀，所述第三常闭开关阀、第二常闭开关阀和电风机均和控制器连接；所述主水槽内设置温度传感器、水位传感器和冷却水杂质浓度检测传感器，所述温度传感器、控制器和电风机依次连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘敏强，钟喜能，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44