一种数据中心的液冷散热系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种数据中心的液冷散热系统及其控制方法，系统包括：服务器、液冷架构，服务器位于液冷架构上方；液冷架构包括液冷隔层、供液管网；液冷隔层包括冷液腔、换液口及屏蔽执行件，屏蔽执行件设置于冷液腔之间；换液口，用于将冷液引入或排出冷液腔；冷液腔，用于容纳冷液流动，以利用冷液对服务器进行散热；屏蔽执行件，用于截止或连通冷液腔，形成不同流道；供液管网包括供液管道、冷液制冷设备、冷液驱动设备及冷液执行件；冷液制冷设备，用于调节冷液制冷效率；冷液驱动设备，用于调节冷液流速；冷液执行件，用于将冷液通过换液口引入或排出冷液腔。本发明专利技术对数据中心改动小，且能根据实际产热，合理制定制冷策略，实现最佳散热效果。散热效果。散热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心的液冷散热系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及数据中心散热领域，更具体地，涉及一种数据中心的液冷散热系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前传统数据中心一般采用风冷的方式进行制冷，而随着数据中心制冷技术的发展，原有的风冷因制冷效率较低，效果不明显，能耗较大的问题，被逐渐普及的液冷技术给替代，但是老式数据中心由于其原有的风冷系统的设计，一般液冷的替代方式需要对服务器进行更换，同时对整个数据中心进行程度较大的改动，而进一步需要停止服务器的运行以及需要较长的改造时间，甚至对服务器的软件模块也要进行更换，成本较高。此外，数据中心的服务器在实际使用过程中，产热情况随时都在变化，且各个服务器由于使用情况不同导致产热不同，若不进行加以合理控制，对数据中心的服务器进行统一散热，将导致服务器不能得到合理散热，从而无法正常工作，以及造成能源浪费。

技术实现思路

[0003]在本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷（不足），提供一种数据中心的液冷散热系统及其控制方法，用于解决现有数据中心替换散热系统时，改动程度大、时间长、成本高的问题，以及无法根据服务器实际产热情况合理控制散热的问题。
[0004]本专利技术采取的技术方案是，一种数据中心的液冷散热系统，包括：若干服务器、液冷架构，所述服务器设置于所述液冷架构上方；所述液冷架构包括液冷隔层、供液管网，所述液冷隔层与所述供液管网相连；所述液冷隔层包括若干冷液腔、换液口以及屏蔽执行件，所述换液口围绕所述冷液腔外侧设置，每一所述换液口均与所述供液管网相连；每个冷液腔至少与一个换液口相连；所述屏蔽执行件设置于所述冷液腔之间，与所述冷液腔活动连接；所述换液口，用于将冷液从所述供液管网引入所述冷液腔，或将冷液从所述冷液腔排出至所述供液管网；所述冷液腔，用于容纳冷液在其内部流动，以利用冷液对所述服务器进行散热；所述屏蔽执行件，用于截止或连通相邻的冷液腔，以使冷液在冷液腔之间形成不同流道对服务器进行散热；所述供液管网包括供液管道、冷液制冷设备、冷液驱动设备以及冷液执行件，所述冷液制冷设备、冷液驱动设备以及冷液执行件均与所述供液管道相连；所述供液管道，用于输入及输出冷液；所述冷液制冷设备，用于调节冷液的制冷效率；所述冷液驱动设备，用于调节冷液的流速；所述冷液执行件，用于将冷液从所述供液管道通过所述换液口引入至所述冷液腔，或将冷液从所述冷液腔通过所述换液口排出至所述供液管道。
[0005]进一步的，所述服务器包括服务器主体、安装底板，所述安装底板可拆卸连接于所述服务器主体底部；所述安装底板包括安装槽孔、导热板以及导热桥；所述导热板安装于所述安装槽孔内部，所述导热桥的一端连接于所述服务器主体内部的产热区，另一端连接于所述导热板；所述导热板与所述冷液腔位置一一对应，且所述导热板贯穿所述安装槽孔，以使所述导热板的两端分别位于所述服务器主体的内部以及所述冷液腔内部。
[0006]每一冷液腔和对应的导热板之间设置有换热密封件，所述换热密封件将所述导热板的一部分密封至冷液腔内。
[0007]此外，进一步的，所述供液管网包括有冷液进液口、冷液出液口，每一所述换液口配置有一液冷执行件，所述液冷执行件配置为液冷切换阀，所述换液口通过冷液切换阀与冷液进液口导连通或者冷液出液口连通。
[0008]或者，所述供液管网包括有冷液进液口、冷液出液口，定义两个换液口为一换液组，每一换液组对应设置有一冷液执行件，所述冷液执行件配置为换液分选阀，当同一换液组的一换液口通过冷液分选阀与进液口连通时，另一换液口与冷液出液口连通。
[0009]另一方面，本专利技术采取的另一种技术方案是，一种数据中心的液冷散热系统的控制方法，应用于上述的液冷散热系统，包括：监测服务器的产热温度，并根据服务器的位置分布生成产热分布模型；从所述产热分布模型中提取产热分布特征，并根据产热分布特征确定流道执行策略、冷量执行策略以及流速执行策略；按照流道执行策略，控制屏蔽执行件和冷液执行件动作，以使冷液在冷液腔之间形成对应的流道；按照所述冷量执行策略，控制冷液制冷设备，调节冷液的制冷效率；按照所述流速执行策略，控制冷液驱动设备，调节冷液的流速。
[0010]进一步的，根据产热分布特征确定流道执行策略、冷量执行策略以及流速执行策略，具体包括：预先配置流道执行策略表、冷量执行策略表以及流速执行策略表，所述流道执行策略表存储若干流道执行策略，每一流道执行策略以产热特征向量为索引；所述冷量执行策略表存储若干冷量执行策略，每一冷量执行策略以热量产热范围为索引；所述流速执行策略表存储若干流速执行策略，每一流速执行策略以热密度范围为索引；根据产热分布特征，计算产热特征向量、热量集合值以及模型热密度；根据所述产热特征向量，从所述流道执行策略表中调取对应的流道执行策略；根据所述热量集合值落入的热量产热范围，从所述冷量执行策略表中调取对应的冷量执行策略；根据所述模型热密度落入的热密度范围，从所述流速执行策略表中调取对应的流速执行策略。
[0011]具体的，根据产热分布特征，计算产热特征向量、热量集合值以及模型热密度，包括步骤：A1、从所述产热分布模型中计算所有具有相邻关系的节点之间的热差向量，所述
热差向量的方向为节点相邻关系方向，所述热差向量的模长为节点之间产热温度的差值；A2、利用以下公式，求和所述热差向量以获得产热特征向量：其中，为产热特征向量，为第i个的热差向量；A3、利用以下公式，通过产热特征向量和每一热差向量计算向量偏差：其中，为向量偏差；A4、根据产热温度计算每一节点的有效热量值：其中，为有效热量值，为预设的基准质量值，为预设的基准比热值，对应的产热温度，为预设的基准温度；A5、配置一基准热量，利用以下公式，筛选并求和高于基准热量的有效热量值：其中，其中为热量集合值，为基准热量，为第i个高于基准热量的有效热量值；A6、利用以下公式，计算模型热密度：其中，为模型热密度，为预设的转换系数。
[0012]进一步的，所述流道执行策略包括：与所述产热特征向量的向量模长对应的基准换液数、以及与所述产热特征向量的向量角对应的基准流道轨迹；按照流道执行策略，控制屏蔽执行件和冷液执行件动作，以使冷液在冷液腔之间形成对应的流道，具体包括：根据所述基准流道轨迹，控制对应的屏蔽执行件动作；根据所述基准换液数，确定对应的换液口数量；配置换液匹配子策略，根据换液口数量生成目标切换指令；根据所述目标切换指令控制对应的冷液执行件动作；配置流量触发条件以及流道触发条件，并实时监控所述产热分布模型，当产热分布模型满足所述流量触发条件时，执行流量调节子策略以增加基准换液数，当产热分布模型满足所述流道触发条件时，执行流道调节子策略以增加冷液腔连通的数量。
[0013]进一步的，配置换液匹配子策略，根据换液口数量生成目标切换指令，具体包括：
根据所述基准流道轨迹和所述基准换液数，确定若干换液口组合，所述换液口组合为满足所述基准流道轨迹以及所述基准换液数的换液口的使用方式组合；根据冷量衰减算法，计算每一换液口组合的冷量有效值，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据中心的液冷散热系统，其特征在于，包括：若干服务器、液冷架构，所述服务器设置于所述液冷架构上方；所述液冷架构包括液冷隔层、供液管网，所述液冷隔层与所述供液管网相连；所述液冷隔层包括若干冷液腔、换液口以及屏蔽执行件，所述换液口围绕所述冷液腔外侧设置，每一所述换液口均与所述供液管网相连；每个冷液腔至少与一个换液口相连；所述屏蔽执行件设置于所述冷液腔之间，与所述冷液腔活动连接；所述换液口，用于将冷液从所述供液管网引入所述冷液腔，或将冷液从所述冷液腔排出至所述供液管网；所述冷液腔，用于容纳冷液在其内部流动，以利用冷液对所述服务器进行散热；所述屏蔽执行件，用于截止或连通相邻的冷液腔，以使冷液在冷液腔之间形成不同流道对服务器进行散热；所述供液管网包括供液管道、冷液制冷设备、冷液驱动设备以及冷液执行件，所述冷液制冷设备、冷液驱动设备以及冷液执行件均与所述供液管道相连；所述供液管道，用于输入及输出冷液；所述冷液制冷设备，用于调节冷液的制冷效率；所述冷液驱动设备，用于调节冷液的流速；所述冷液执行件，用于将冷液从所述供液管道通过所述换液口引入至所述冷液腔，或将冷液从所述冷液腔通过所述换液口排出至所述供液管道。2.根据权利要求1所述的一种数据中心的液冷散热系统，其特征在于，所述服务器包括服务器主体、安装底板，所述安装底板可拆卸连接于所述服务器主体底部；所述安装底板包括安装槽孔、导热板以及导热桥；所述导热板安装于所述安装槽孔内部，所述导热桥的一端连接于所述服务器主体内部的产热区，另一端连接于所述导热板；所述导热板与所述冷液腔位置一一对应，且所述导热板贯穿所述安装槽孔，以使所述导热板的两端分别位于所述服务器主体的内部以及所述冷液腔内部。3.一种数据中心的液冷散热系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1或2所述的液冷散热系统，包括：监测服务器的产热温度，并根据服务器的位置分布生成产热分布模型；从所述产热分布模型中提取产热分布特征，并根据产热分布特征确定流道执行策略、冷量执行策略以及流速执行策略；按照流道执行策略，控制屏蔽执行件和冷液执行件动作，以使冷液在冷液腔之间形成对应的流道；按照所述冷量执行策略，控制冷液制冷设备，调节冷液的制冷效率；按照所述流速执行策略，控制冷液驱动设备，调节冷液的流速。4.根据权利要求3所述的一种数据中心的液冷散热系统的控制方法，其特征在于，根据产热分布特征确定流道执行策略、冷量执行策略以及流速执行策略，具体包括：预先配置流道执行策略表、冷量执行策略表以及流速执行策略表，所述流道执行策略表存储若干流道执行策略，每一流道执行策略以产热特征向量为索引；所述冷量执行策略表存储若干冷量执行策略，每一冷量执行策略以热量产热范围为索引；所述流速执行策略表存储若干流速执行策略，每一流速执行策略以热密度范围为索引；
根据产热分布特征，计算产热特征向量、热量集合值以及模型热密度；根据所述产热特征向量，从所述流道执行策略表中调取对应的流道执行策略；根据所述热量集合值落入的热量产热范围，从所述冷量执行策略表中调取对应的冷量执行策略；根据所述模型热密度落入的热密度范围，从所述流速执行策略表中调取对应的流速执行策略。5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：余伟雄，高锡超，程伟，李堉鑫，武曼莉，梁家宝，
申请(专利权)人：联通广东产业互联网有限公司，
类型：发明
国别省市：