在线插拔机柜级喷淋液冷系统技术方案

本实用新型专利技术是关于一种在线插拔机柜级喷淋液冷系统。其中，该系统包括：服务器机柜柜体，冷媒外循环装置，集中管理装置；服务器机柜柜体分割出多个机柜液冷单元，通过冷媒接触关键发热点完成服务器的制冷；冷媒外循环装置，用于将液态冷媒集中储存至冷媒储液罐中，通过冷媒循环泵调节冷媒管压力，将低温冷媒输送至服务器机柜柜体中，完成冷媒循环；集中管理装置，用于接收采集装置采集的服务器工作状态参数，并通过预设算法计算各服务器关键发热点制冷需求，控制冷媒循环泵和循环风机实现对系统的控制。本实用新型专利技术液冷系统具有适应性强、布置成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
在线插拔机柜级喷淋液冷系统
本技术涉及电气领域，具体而言，涉及一种在线插拔机柜级喷淋液冷系统。
技术介绍
随着5G、物联网、云计算等新一代信息技术产业飞速发展，数据量激增，据IDC统计，2016年全球数据存量达16ZB，预计到2020年将增长至40ZB以上，2025年或高达160ZB。数据量激增，导致全球云计算产业加速发展，数据中心IDC作为IT底层基础设施，直接受益。目前中国数据中心的耗电量已连续八年以超过12％的速度增长，预计2020年总耗电量将达到2962亿千瓦，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PUE仍普遍较高，因此，降低数据中心PUE，对我国节能降耗有非常大的意义。目前，主流数据中心主要以机械制冷方式，通过冷风换热形式对数据中心机房进行降温，这种机械制冷方式，能耗始终居高不下，另随着单机柜功率密度逐步增加至10KW或更高的功率密度，传统风冷制冷方式已无法满足需求。液冷散热方式应运而生，其原理是将冷媒与服务器直接或间接接触，通过热交换带走服务器热量，液冷服务器及其散热系统不仅能解决20KW及以上的高密服务器问题，还能将服务器散热空调功耗降低至传统空调方案无法达到的水平，是解决我国数据中心高密及节能降耗的最佳方案之一。目前液冷服务器散热系统两个主要研究方向为冷板式液冷服务器及浸没式液冷服务器。浸没式液冷服务器方案是利用冷媒直接浸泡服务器，通过循环冷媒带走热量；冷板液冷服务器方案是利用背板贴片的形式，将背板贴片与服务器关键散热点进行接触，通过冷媒间接接触的方式，循环带走热量。但是这些液体方案在实际运行过程中，存在着非常多的问题。最为典型的是上述冷板式液冷系统或者其他服务器级别的液冷系统不仅需要对服务器进行深度定制(对服务器进行改造，加装精密背板，以及昂贵的自密封快速接头)，需要服务器厂家完全改变现有产品形态，生产出新的服务器产品以来匹配现有制冷系统，适用性差，而且该液冷系统活动接头点众多(每台服务器至少2个)，在线插拔风险高，且存在严重的泄露风险。还有浸没式液冷系统，该系统需要冷媒完全浸没服务器，冷媒用量过多，其初次投资成本CAPEX异常高，在运行维护时，存在冷媒大量蒸发耗散现象，运行成本OPEX也非常高昂，如果进行频繁在线插拔操作，将导致运行费用OPEX进一步上升，该型液冷系统总拥有成本TCO异常高，不具备应用价值。如何解决目前液冷系统涉及到的服务器适应性问题，无风险低成本在线插拔问题，总拥有成本TCO高成本问题，成为了一项有待解决的问题。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分技术的信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种在线插拔机柜级喷淋液冷系统，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。根据本技术的一个方面，提供一种在线插拔机柜级喷淋液冷系统，包括：服务器机柜柜体，冷媒外循环装置，集中管理装置；服务器机柜柜体，包括机柜液冷单元、冷媒供回液管路和辅助配套单元，所述服务器机柜柜体主体分割出多个机柜液冷单元，各个机柜液冷单元独立运行；所述服务器机柜柜体中通过冷媒接触关键发热点完成服务器的制冷；冷媒外循环装置，包括冷媒循环泵，冷媒储液罐，板式换热器，冷媒管，用于将液态冷媒集中储存至冷媒储液罐中，并根据集中管理装置的控制，通过冷媒循环泵调节冷媒管压力，将所述冷媒储液罐中低温冷媒输送至服务器机柜柜体中，完成冷媒循环；集中管理装置，分别与采集装置以及所述冷媒外循环装置连接，用于接收采集装置采集的服务器工作状态参数，并通过预设算法计算各服务器关键发热点制冷需求，控制冷媒循环泵和循环风机实现对在线插拔机柜级喷淋液冷系统的控制。在本技术的一种示例性实施例中，所述服务器机柜柜体包括：机柜液冷单元、冷媒供回液管路，辅助配套单元；机柜液冷单元，包括服务器小室，辅助进排气电加热系统，服务器小室监控系统，所述服务器小室中，将冷媒供液管路输送来的液态冷媒，通过服务器小室内的冷媒喷头将低温冷媒对准服务器关键发热点喷出，使低温冷媒和服务器关键发热点进行直接接触换热，将服务器热量传导至低温冷媒，低温冷媒被服务器加热后，变成高温冷媒，完成服务器制冷；冷媒供回液管路，包括布置于服务器机柜柜体中的低温冷媒供液水平分液主管，高温冷媒回液水平分液主管，汽液回收利用水平分液主管，用于根据集中管理装置的控制，实现冷媒供回液及冷媒回收；辅助配套单元，用于辅助完成服务器机柜柜体的限位及线路连接。在本技术的一种示例性实施例中，所述机柜液冷单元，包括：服务器小室，辅助进排气电加热系统，服务器小室监控系统；服务器小室，用于放置服务器，包括服务器小室密封门，服务器小室腔体，服务器小室安装导轨及限位装置，冷媒供液管、冷媒喷头，电源插接口，进气口、排气口，所述服务器为拆除服务器外壳后的服务器，所述冷媒喷头对准所述服务器的关键发热点，用于将冷媒管里的低温冷媒直接喷出至服务器关键发热点，完成服务器制冷；辅助进排气电加热单元，包括进气口，进气电加热装置，排气口，阀门，排风扇，用于保障系统在运行或检修时，防止冷媒汽化耗散；服务器小室监控单元，包括采集装置及执行装置，用于采集服务器运行负载、温度、冷媒供回液流速、冷媒供回液温升、冷媒耗散监控数据、辅助进排气电加热系统运行参数，上传至集中管理装置，并根据集中管理装置的控制执行指令。在本技术的一种示例性实施例中，所述服务器小室设置有相对安装地面的倾斜角度，可加快喷淋后高温冷媒的汇集速度。在本技术的一种示例性实施例中，所述服务器小室的安装导轨及限位装置设置有电源接口，将所述服务器通过安装导轨推入服务器小室腔体后，自动完成电源卡接，所述冷媒喷头也自动对准服务器关键发热部位。在本技术的一种示例性实施例中，所述服务器小室为两层密封结构，防止冷媒耗散：在服务器自重的作用下，服务器端部与服务器小室腔体密封，形成第一层密封；服务器小室设置有密封门，在完成服务器光纤和网络连接后，关闭所述密封门，完成第二层密封。在本技术的一种示例性实施例中，所述机柜液冷单元数量根据系统要求设置，多个机柜液冷单元可共用同一冷媒供回液管路及辅助配套单元。本技术在线插拔机柜级喷淋液冷系统包括：服务器机柜柜体，冷媒外循环装置，集中管理装置；服务器机柜柜体分割出多个机柜液冷单元，通过冷媒接触关键发热点完成服务器的制冷；冷媒外循环装置，用于将液态冷媒集中储存至冷媒储液罐中，通过冷媒循环泵调节冷媒管压力，将低温冷媒输送至服务器机柜柜体中，完成冷媒循环；集中管理装置，用于接收采集装置采集的服务器工作状态参数，并通过预设算法计算各服务器关键发热点制冷需求，控制冷媒循环泵和循环风机实现对系统的控制。一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线插拔机柜级喷淋液冷系统，其特征在于，所述系统包括：/n服务器机柜柜体，冷媒外循环装置，集中管理装置；/n服务器机柜柜体，包括机柜液冷单元、冷媒供回液管路和辅助配套单元，所述服务器机柜柜体主体分割出多个机柜液冷单元，各个机柜液冷单元独立运行，每个机柜液冷单元模块具备单独的服务器小室、服务器小室腔体，服务器小室安装导轨及限位装置，服务器机柜按照服务器安装U位空间，服务器小室具有与所安装服务器占用U位空间大小相配合的U位空间，通过服务器小室导轨及限位装置，服务器电源和服务器小室电源插接口卡接，完成电气连接；所述服务器机柜柜体中通过冷媒接触关键发热点完成服务器的制冷；/n冷媒外循环装置，包括冷媒循环泵，冷媒储液罐，板式换热器，冷媒管，用于将液态冷媒集中储存至冷媒储液罐中，并根据集中管理装置的控制，通过冷媒循环泵调节冷媒管压力，将所述冷媒储液罐中低温冷媒输送至服务器机柜柜体中，完成冷媒循环；/n集中管理装置，分别与采集装置以及所述冷媒外循环装置连接，用于接收采集装置采集的服务器工作状态参数，并通过预设算法计算各服务器关键发热点制冷需求，控制冷媒循环泵和循环风机实现对在线插拔机柜级喷淋液冷系统的控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种在线插拔机柜级喷淋液冷系统，其特征在于，所述系统包括：
服务器机柜柜体，冷媒外循环装置，集中管理装置；
服务器机柜柜体，包括机柜液冷单元、冷媒供回液管路和辅助配套单元，所述服务器机柜柜体主体分割出多个机柜液冷单元，各个机柜液冷单元独立运行，每个机柜液冷单元模块具备单独的服务器小室、服务器小室腔体，服务器小室安装导轨及限位装置，服务器机柜按照服务器安装U位空间，服务器小室具有与所安装服务器占用U位空间大小相配合的U位空间，通过服务器小室导轨及限位装置，服务器电源和服务器小室电源插接口卡接，完成电气连接；所述服务器机柜柜体中通过冷媒接触关键发热点完成服务器的制冷；
冷媒外循环装置，包括冷媒循环泵，冷媒储液罐，板式换热器，冷媒管，用于将液态冷媒集中储存至冷媒储液罐中，并根据集中管理装置的控制，通过冷媒循环泵调节冷媒管压力，将所述冷媒储液罐中低温冷媒输送至服务器机柜柜体中，完成冷媒循环；
集中管理装置，分别与采集装置以及所述冷媒外循环装置连接，用于接收采集装置采集的服务器工作状态参数，并通过预设算法计算各服务器关键发热点制冷需求，控制冷媒循环泵和循环风机实现对在线插拔机柜级喷淋液冷系统的控制。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器机柜柜体包括：
机柜液冷单元、冷媒供回液管路，辅助配套单元；
机柜液冷单元，包括服务器小室，辅助进排气电加热系统，服务器小室监控系统，所述服务器小室中，将冷媒供液管路输送来的液态冷媒，通过服务器小室内的冷媒喷头将低温冷媒对准服务器关键发热点喷出，使低温冷媒和服务器关键发热点进行直接接触换热，将服务器热量传导至低温冷媒，低温冷媒被服务器加热后，变成高温冷媒，完成服务器制冷；
冷媒供回液管路，包括布置于服务器机柜柜体中的低温冷媒供液水平分液主管，高温冷媒回液水平分液主管，汽液回收利用水平分液主管，用于根据集中管理装置的控制，实现冷媒供回液及...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉，
申请(专利权)人：吴玉，
类型：新型
国别省市：湖北;42