胶囊换热器、液冷罐及液冷系统技术方案

本申请涉及数据中心散热技术领域，公开了一种胶囊换热器、液冷罐及液冷系统，胶囊换热器包括换热器本体和传热管路，换热器本体内部具有容纳空间，容纳空间内填充有液冷介质，且服务器浸没于液冷介质中。传热管路贯穿换热器本体，传热管路的两端均位于换热器本体外部，并与外部冷却环境连通，且液冷介质与传热管路内部相互隔绝。本申请公开的胶囊换热器，不仅可减少对液冷介质的需求量，降低成本，还可便于匹配不同数量的服务器。于匹配不同数量的服务器。于匹配不同数量的服务器。

【技术实现步骤摘要】
胶囊换热器、液冷罐及液冷系统


[0001]本申请涉及数据中心散热
，特别涉及一种胶囊换热器、液冷罐及液冷系统。

技术介绍

[0002]随着数据中心向高功率密度的方向发展，传统的风冷冷却的形式已经不能满足数据中心的散热需求，目前已有采用液冷的方式对数据中心进行散热的设计。在液冷系统中，浸没式液冷方案由于可使制冷工质氟化液直接接触服务器，从而在能效上具有巨大的优势。
[0003]现有的浸没式液冷主要有两种形式，一种是将服务器置于充满液冷介质的大槽内，在大槽中的液冷介质流动而不发生相变，仅与服务器产生对流传热导热，然而该形式对于液冷介质的需求量很大，导致成本过高。另外一种是将服务器置于充满液冷介质的小模块中，液冷介质发生相变将服务器中的热量吸收，而后再由顶部的冷凝器将热量带出，然而该形式对能够同时冷却的服务器的数量有限制。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种胶囊换热器、液冷罐及液冷系统，不仅可减少对液冷介质的需求量，降低成本，还可便于匹配不同数量的服务器。
[0005]第一方面，本申请可提供一种胶囊换热器，可用于对服务器进行散热，该胶囊换热器包括换热器本体以及传热管路。其中，换热器本体内部具有容纳空间，该容纳空间可用于填充液冷介质，服务器可浸没于液冷介质中。传热管路可贯穿换热器本体设置，传热管路包括进液端和出液端，进液端和出液端均位于换热器本体的外部，并与外部冷却环境连通，位于换热器本体内的液冷介质与传热管内部相互隔绝。
[0006]相较于传统的换热器，本申请提供的胶囊换热器，通过设置传热管路贯穿换热器本体，传热管路的两端均与外部的冷却环境连通，使得冷源可通过传热管路流通。服务器浸没于液冷介质中，当服务器工作产生热量后，周围的液冷介质吸热并蒸发气化，气化后的液冷介质与传热管路接触换热后并冷凝，流回服务器周围，这样完成一个传热的循环。此外，服务器周围的液冷介质传热但未气化的液冷介质还可通过换热器壁面与换热器本体外部的冷源进行传热。由于设置了传热管路，可强化换热器本体内部的传热，强化了胶囊换热器的散热能力，减少了对液冷介质的需求。并且，还可通过增加传热管路的数量来增大传热面积，进而使得胶囊换热器可匹配更多的服务器。
[0007]在一些可能的实施方案中，传热管路可包括两端分别与外部冷却环境连通的第一管道组件，第一管道组件位于换热器本体内的部分位于服务器的周围。这样，服务器周围的液冷介质在受热升温相变气化后，可直接、及时地与周围的第一管道传热之后冷凝，从而强化传热效果。
[0008]在一些实施例中，第一管道组件可以包括微通道、扁管通道或者圆管通道，这样，
可以增大第一管道的传热面积，从而可进一步强化传热效果。
[0009]在一些可能的实施方案中，换热器本体可包括第一腔体和第二腔体。第一腔体的顶部设有开口，第二腔体连接于第一腔体的顶部，并可通过开口与第一腔体之间相互连通。液冷介质填充于第一腔体内。传热管路包括第二管道组件，第二管道组件贯穿第二腔体，并且第二管道组件的两端分别与外部冷却环境连通。服务器放置于第一腔体内，液冷介质受热升温相变气化后，在重力的作用下可进入第二腔体内，气态的液冷介质与第二管道组件传热后冷凝，冷凝后的液冷介质在重力的作用下流回第一腔体内，从而完成一个传热的循环。这样，通过利用液冷介质在液态和气态的不同状态的特性，来完成传热的循环，可有利于强化传热效果。
[0010]在一些实施例中，第二腔体内可设置传热组件，传热组件可以为泡沫金属或者类翅片等传热结构，以进一步提高传热面积，从而进一步强化胶囊换热器的散热能力。
[0011]在一些可能的实施方案中，第二通道组件可以包括微通道、扁管通道或者圆管通道，这样可增大传热面积，从而进一步提高胶囊换热器的散热能力。
[0012]在一些可能的实施方案中，第一腔体和第二腔体之间可拆卸式连接。这样，不仅可便于将服务器浸没于液冷介质中，还可便于将传热管路穿过第二腔体设置。
[0013]第二方面，本申请可提供一种液冷罐，该液冷罐可包括罐体和上述任一实施方案中的胶囊换热器。罐体内可填充冷却液，胶囊换热器可设置于罐体内，并且使得传热管路的两端均与冷却液连通。上述液冷罐，可容纳多个胶囊换热器，并通过利用冷却液对服务器进行散热，从而增强了对服务器的散热效果。
[0014]第三方面，本申请可提供一种液冷系统，该液冷系统可包括冷却液供给模块以及液冷罐。其中，冷却液供给模块包括第一水罐和第二水罐，液冷罐包括进液口和出液口，进液口和出液口分别与第一水罐和第二水罐连通。当第一水罐将冷却液供给液冷罐后，冷却液可在液冷罐内流动，并与胶囊换热器进行换热，完成换热的冷却液可进入第二水罐，从而提高胶囊换热器的散热能力。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例中液冷系统的一种结构示意图；
[0016]图2为图1中液冷罐的一种结构示意图；
[0017]图3为图2中胶囊换热器的一种结构示意图；
[0018]图4为图2中胶囊换热器的一种结构侧视图；
[0019]图5为图2中胶囊换热器的又一种结构示意图；
[0020]图6a
‑
图6c分别为图2中胶囊换热器的不同结构示意图；
[0021]图7为图2中胶囊换热器的又一种结构示意图；
[0022]图8为图2中胶囊换热器的又一种结构示意图；
[0023]图9a
‑
图9c分别为图2中胶囊换热器设置传热管路与否时氟化液的液相体积分数云图；
[0024]图10a
‑
图10c分别为图2中胶囊换热器设置传热管路与否时氟化液的温度云图。
[0025]附图标记：
[0026]1‑
液冷系统；10
‑
液冷罐；20
‑
冷却液供给模块；21
‑
第一水罐；22
‑
第二水罐；100
‑
胶
囊换热器；110
‑
换热器本体；111
‑
第一腔体；112
‑
第二腔体；120
‑
液冷介质；130
‑
传热管路；131
‑
第一管道组件；1311
‑
圆管通道；1312
‑
进水管道；1313
‑
扁管通道；1314
‑
出水管道；132
‑
第二管道组件；200
‑
罐体；300
‑
水泵；400
‑
旁通阀；500
‑
电源模块。
具体实施方式
[0027]以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶囊换热器，用于对服务器进行散热，其特征在于，包括：换热器本体，所述换热器本体具有容纳空间，所述容纳空间可用于填充冷却介质，所述服务器浸没于所述液冷介质中；传热管路，所述传热管路贯穿所述换热器本体，所述传热管路具有进液端和出液端，所述进液端和所述出液端均位于所述换热器本体外部，并与外部冷却环境连通。2.根据权利要求1所述的胶囊换热器，其特征在于，所述传热管路包括第一管道组件，所述第一管道组件与外部冷却环境连通，且所述第一管道组件贯穿所述换热器本体内的部分位于所述服务器的周边。3.根据权利要求2所述的胶囊换热器，其特征在于，所述第一管道组件包括微通道、扁管通道或圆管通道。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的胶囊换热器，其特征在于，所述换热器本体包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体连通，其中：所述液冷介质填充于所述第一腔体内；所述第一腔体的顶部设有开口，所述第二腔体设置于所述第一腔体的顶部，并且通过所述开口与所述第一腔体连通；所述传热管路包括第二管道组件，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑尧，
申请(专利权)人：西安华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：