一种可分级冷却的数据中心冷却系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可分级冷却的数据中心冷却系统，涉及数据中心冷却设备技术领域。该系统包括水冷单元和风冷单元。所述的水冷单元包括第一箱体，且所述第一箱体的内部空间被第一隔板分割成上下两部分，所述的第一箱体内设置有多个第一热管。所述服务器的主要发热元件上设置有冷板，且所述的冷板通过管路与第一箱体的下部空间相连，共同形成冷却水循环回路。所述的风冷单元包括第二箱体，且所述第二箱体的内部空间被第二隔板分割成上下两部分，所述的第二箱体内设置有多个第二热管。所述的服务器、连接箱体和第二箱体的下部空间共同形成了气冷循环回路，且所述的连接箱体内设置有散热扇。该系统将自然冷源制冷技术与液冷技术相组合，可降低功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种可分级冷却的数据中心冷却系统
本专利技术涉及数据中心冷却设备
，具体地说是一种可分级冷却的数据中心冷却系统。
技术介绍
伴随着我国数据中心产业技术创新步伐的加快，数据中心和服务器国产化水平不断提升，涌现出越来越多的产品。数据中心又是耗电大户，全年不间断运行的电子信息设备以及制冷机组会消耗大量电能，采取节能措施降低制冷机组的功耗，有利于实现整个数据中心的节能。目前数据中心节能效果比较好的是利用自然冷源，如空气、水等，利用过渡季节和冬季的低温环境，用来冷却数据中心，可以降低数据中心制冷机组的负荷。利用自然冷源对数据中心进行制冷，现阶段效果较好的技术是利用热管空调制冷或结合氟泵。室内机部分利用原有的列间空调室内机，室外部分在冷凝器的基础上根据实际需求增加喷淋，采取蒸发式冷凝器。但对于热管空调，制约其换热效率的主要方面来自于换热管壁与空气的对流换热，其换热热阻较大，传统的通过增加管内冷却液流速及增加空调风机风量、风速均难以对提高换热效率起到显著作用，部分服务器部件依旧会呈现高温状态，单独采用该种方法，无法完全替代压缩机，实现自然冷源制冷。液冷是新兴的一种服务器制冷方法，分为间接接触式液冷和直接浸没式液冷两种方式。间接接触式液冷是利用冷板接触CPU，冷板中通过连接管道或设置流动槽道使纯水在其中流动，代替传统的风扇换热。采用该种换热方式，其优点是将传统的空气与CPU的对流换热变为“水-冷板-CPU”的对流换热和导热，极大地增大了对流换热系数，对CPU降温具有明显优势。但液冷板仅能对CPU芯片等高功耗规格，结构规则部件进行散热，其余低功耗及不规则部件需额外进行风冷散热，额外配置风冷压缩机列间空调，综合能耗依然较高，无法实现真正自然冷源冷却。直接浸没式液冷是将服务器完全浸入装满冷却液的箱体中，利用冷却液直接带走服务器芯片、内存等部件产生的热量。该种冷却方式虽然能够适应低功耗及不规则部件，但该种制冷方式所选用冷却液多为矿物油、硅油、氟化液等，其特点是冷媒沸点较低，导电性差。由于浸没液冷箱需定期开启和运维，多次开启的结果会造成沸腾气态冷却液量的不断减少，同时要求系统工艺较为复杂，冷却液成本较高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种可分级冷却的数据中心冷却系统，该系统将自然冷源制冷技术与液冷技术相组合，在实际运行过程中，服务器芯片等高功耗元件的发热量由冷板冷却，服务器其余部件发热量由环形风道风冷带走。该系统是在对新兴的数据中心制冷方式自然冷源和液冷的分析的基础上，结合上述两种制冷方式的优点，弥补了两种方式在制冷方面的不足，可以实现全年完全替代压缩机运行，有效的降低功耗，节能减排。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种可分级冷却的数据中心冷却系统，包括水冷单元和风冷单元，且所述的水冷单元和风冷单元之间叠设有多个服务器；所述的水冷单元包括第一箱体，且所述第一箱体的内部空间被第一隔板分割成上下两部分，所述的第一箱体内固定设置有多个第一热管，且所述的第一热管内填充有制冷剂；所述服务器的主要发热元件上设置有冷板，且所述的冷板通过管路与所述第一箱体的下部空间相连，共同形成了冷却水循环回路；所述的风冷单元包括第二箱体，且所述第二箱体的内部空间被第二隔板分割成上下两部分，所述的第二箱体内固定设置有多个第二热管，且所述的第二热管内填充有制冷剂；所述第二箱体的下部空间的前端和后端分别与所述的服务器相连通，所述的服务器和第二箱体的下部空间共同形成了气冷循环回路；所述第一箱体和第二箱体的上部分别设置有第一冷却扇和第二冷却扇。进一步地，所述水冷单元和风冷单元的后侧设置有连接箱体，且所述的水冷单元、风冷单元和连接箱体共同形成了一开口朝向前侧的U型结构，所述的服务器位于所述的U型结构内，所述第二箱体下部空间的后端通过通过连接箱体与所述的服务器相连通，且所述的连接箱体内设置有散热扇。进一步地，所述的第一箱体从上往下依次包括第一上箱体和第一下箱体，所述的第一隔板设置于所述的第一上箱体和第一下箱体之间，所述的第二箱体从上往下依次包括第二上箱体和第二下箱体，所述的第二隔板设置于所述的第二上箱体和第二下箱体之间。进一步地，所述的第一下箱体上设置有与所述的服务器一一对应的第一进水管和第一出水管，且所述的第一进水管和第一出水管穿过所述连接箱体的前侧壁延伸至所述连接箱体的内部，所述服务器的后窗上设置有第二进水管和第二出水管，且所述的第二进水管和第二出水管穿过所述连接箱体的前侧壁延伸至所述连接箱体的内部，所述冷板的进水口和出水口分别通过软管与第二进水管和第二出水管相连，所述的第二出水管和第二进水管分别通过软管与对应的第一进水管和第一出水管相连，所述第一进水管和第二出水管之间的软管上均设置有循环泵。进一步地，所述的第二下箱体的后侧壁和左侧壁上分别设置有与所述的服务器一一对应的第一进风管和第一出风口，且所述的第一进风管穿过所述连接箱体的前侧壁延伸至所述连接箱体的内部，所述连接箱体的前侧壁与所述服务器的后窗相对应的区域呈格栅状，服务器的右侧壁上设置有与对应的第一出风口相连通的第二进风口。进一步地，所述的连接箱体内沿上下方向设置有多个横向隔板，且所述的横向隔板将所述连接箱体的内部空间分割成多个与所述的服务器一一对应的子空间，每个所述的子空间内位于所述的服务器和第二箱体之间均设置有竖向隔板，且所述的散热扇设置于所述的竖向隔板上。进一步地，所述服务器的后窗和连接箱体的前侧壁之间设置有密封垫，所述的第一进风管上位于所述的第一箱体和连接箱体之间套设有密封垫，所述的第一出风口沿左右方向贯穿所述的第二箱体，且所述的第一出风口内设置有一左端开口右端封闭的导风管，所述导风管的右端与所述第二箱体的右侧壁螺纹密封连接，所述导风管的左端抵靠在对应的服务器的右侧壁上，且所述导风管的左端面上设置有密封垫，所述导风管的位于所述第二箱体内部的部分上设置有多个漏风孔，所述导风管的圆柱侧面与所述第二箱体左侧壁之间设置有密封圈。进一步地，所述第一热管和第二热管的中部分别设置有第一凸台和第二凸台，所述的第一隔板和第二隔板上分别设置有用于容纳所述第一热管和第二热管的通孔，所述第一热管上位于所述第一隔板的上方设置有第一压紧螺母，所述第二热管上位于所述第二隔板的上方设置有第二压紧螺母。进一步地，所述第一箱体的下部空间内设置有多个导流板，且所述的导流板将所述第一箱体的下部空间分割成蛇形流道。进一步地，所述第一上箱体的内部空间被分隔板分割成上下两部分，所述分隔板的上侧面上设置有用于容纳所述第一热管的套筒，且所述套筒的内径大于所述第一热管的外径，所述的第一热管上位于所述套筒的上方套设有呈伞状的导流管，且所述导流管的上端直径等于所述第一热管的外径，所述导流筒的下端直径大于所述套筒的外径，所述分隔板的上方设置有潜水泵和喷管，所述潜水泵的出水口通过软管与所述喷管上的进水口相连，所述的第一冷却扇设置于所述第一上箱体的后侧壁上，且位于所述分隔板的下方，所述第二上箱体的结构与所述第一上箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可分级冷却的数据中心冷却系统，其特征在于：包括水冷单元和风冷单元，且所述的水冷单元和风冷单元之间叠设有多个服务器；/n所述的水冷单元包括第一箱体，且所述第一箱体的内部空间被第一隔板分割成上下两部分，所述的第一箱体内固定设置有多个第一热管，且所述的第一热管内填充有制冷剂；/n所述服务器的主要发热元件上设置有冷板，且所述的冷板通过管路与所述第一箱体的下部空间相连，共同形成了冷却水循环回路；/n所述的风冷单元包括第二箱体，且所述第二箱体的内部空间被第二隔板分割成上下两部分，所述的第二箱体内固定设置有多个第二热管，且所述的第二热管内填充有制冷剂；/n所述第二箱体的下部空间的前端和后端分别与所述的服务器相连通，所述的服务器和第二箱体的下部空间共同形成了气冷循环回路；/n所述第一箱体和第二箱体的上部分别设置有第一冷却扇和第二冷却扇。/n

【技术特征摘要】
1.一种可分级冷却的数据中心冷却系统，其特征在于：包括水冷单元和风冷单元，且所述的水冷单元和风冷单元之间叠设有多个服务器；
所述的水冷单元包括第一箱体，且所述第一箱体的内部空间被第一隔板分割成上下两部分，所述的第一箱体内固定设置有多个第一热管，且所述的第一热管内填充有制冷剂；
所述服务器的主要发热元件上设置有冷板，且所述的冷板通过管路与所述第一箱体的下部空间相连，共同形成了冷却水循环回路；
所述的风冷单元包括第二箱体，且所述第二箱体的内部空间被第二隔板分割成上下两部分，所述的第二箱体内固定设置有多个第二热管，且所述的第二热管内填充有制冷剂；
所述第二箱体的下部空间的前端和后端分别与所述的服务器相连通，所述的服务器和第二箱体的下部空间共同形成了气冷循环回路；
所述第一箱体和第二箱体的上部分别设置有第一冷却扇和第二冷却扇。


2.根据权利要求1所述的一种可分级冷却的数据中心冷却系统，其特征在于：所述水冷单元和风冷单元的后侧设置有连接箱体，且所述的水冷单元、风冷单元和连接箱体共同形成了一开口朝向前侧的U型结构，所述的服务器位于所述的U型结构内，所述第二箱体下部空间的后端通过连接箱体与所述的服务器相连通，且所述的连接箱体内设置有散热扇。


3.根据权利要求2所述的一种可分级冷却的数据中心冷却系统，其特征在于：所述的第一箱体从上往下依次包括第一上箱体和第一下箱体，所述的第一隔板设置于所述的第一上箱体和第一下箱体之间，所述的第二箱体从上往下依次包括第二上箱体和第二下箱体，所述的第二隔板设置于所述的第二上箱体和第二下箱体之间。


4.根据权利要求3所述的一种可分级冷却的数据中心冷却系统，其特征在于：所述的第一下箱体上设置有与所述的服务器一一对应的第一进水管和第一出水管，且所述的第一进水管和第一出水管穿过所述连接箱体的前侧壁延伸至所述连接箱体的内部，所述服务器的后窗上设置有第二进水管和第二出水管，且所述的第二进水管和第二出水管穿过所述连接箱体的前侧壁延伸至所述连接箱体的内部，所述冷板的进水口和出水口分别通过软管与第二进水管和第二出水管相连，所述的第二出水管和第二进水管分别通过软管与对应的第一进水管和第一出水管相连，所述第一进水管和第二出水管之间的软管上均设置有循环泵。


5.根据权利要求3所述的一种可分级冷却的数据中心冷却系统，其特征在于：所述的第二下箱体的后侧壁和左侧壁上分别设置有与所述的服务器一一对应的第一进风管和第一出风口，且所述的第一进风...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金波，刘志，王大伟，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32