一种新型数据中心液冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型数据中心液冷系统，属于数据中心散热技术领域。所述系统包括一次侧室外循环系统、板式换热器及二次侧室内循环系统；所述一次侧室外循环系统通过所述板式换热器与二次侧室内循环系统连接；所述一次侧室外循环系统包括混合通风冷却塔；所述二次侧室内循环系统包括若干相变储能冷板，所述相变储能冷板用于对数据中心中的发热元件进行冷却。本发明专利技术通过设置相变储能冷板对数据中心的主要发热元件进行散热，提高了数据中心散热能力，降低了液冷系统的能耗。降低了液冷系统的能耗。降低了液冷系统的能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种新型数据中心液冷系统


[0001]本专利技术涉及数据中心散热
，更具体的说是涉及一种新型数据中心液冷系统。

技术介绍

[0002]随着现在人工智能、云计算、大数据技术的高速发展，数据中心、5G基站成为支撑未来经济社会发展的战略资源和公共基础设施，也是关系新型基础设施节能降耗的最关键环节，高能耗已成为制约数据中心发展的重大瓶颈，不仅会带来高昂的经济支出，也会造成极大的社会资源浪费。尤其我国将信息化建设向绿色化创新发展推进的新时期，需要对这类高能耗问题引起高度重视。
[0003]面对迫切的节能降耗需求，传统的冷却技术已不能满足目前的PUE(电能利用效率Power Usage Effectiveness)标准，因此对数据中心液冷系统设计的研究是降低能源消耗的必要手段。液冷技术主要分为冷板式、浸没式和喷淋式三种。
[0004]目前数据中心的液冷系统主要采用冷板式和浸没式，由于浸没式液冷技术对服务器的密封性要求较高，对现有的数据中心改造成本高，大型数据中心和5G基站的基础设施建设，提出了平均电能利用效率的要求，即PUE值必须控制在1.3以下。而传统的冷板式液冷系统PUE低于浸没式。
[0005]因此，在满足系统散热性能要求的前提下，如何提高冷板式液冷系统整体可靠性，进一步并降低数据中心PUE是本领域技术人员亟需解决的问题

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种新型数据中心液冷系统，用以解决
技术介绍
中存在的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术公开了一种新型数据中心液冷系统，包括：
[0009]一次侧室外循环系统、板式换热器及二次侧室内循环系统；
[0010]所述一次侧室外循环系统通过所述板式换热器与二次侧室内循环系统连接；
[0011]所述一次侧室外循环系统包括混合通风冷却塔；
[0012]所述二次侧室内循环系统包括若干相变储能冷板，所述相变储能冷板用于对数据中心中的发热元件进行冷却。
[0013]优选的，所述相变储能冷板的一面覆盖有相变材料，所述相变材料以微胶囊的形式封装固定在相变储能冷板的一面。
[0014]优选的，所述相变储能冷板内部的流体管道设置有多组特斯拉阀。
[0015]优选的，所述二次侧室内循环系统还设置有自动补液装置。
[0016]优选的，所述自动补液装置包括压力传感器、补液控制器、储液罐、以及与所述储液罐依次连接的循环水泵、连接软管、止回阀和颗粒过滤器，所述压力传感器用于检测二次
侧室内循环系统中的管道液压大小，所述补液控制器分别与所述压力传感器和所述循环水泵连接。
[0017]优选的，所述系统还包括温度控制模块，所述温度控制模块包括一次侧室外循环系统控制单元、板式换热器控制单元及二次侧室内循环系统控制单元；
[0018]所述一次侧室外循环系统控制单元用于根据外部环境的温度高低实现对混合通风冷却塔的机械制冷控制；
[0019]所述板式换热器控制单元用于根据板式换热器进出流体温度的高低实现对板式换热器中冷热流体流量的控制；
[0020]所述二次侧室内循环系统控制单元用于根据相变储能冷板出口流体温度的高低、以及数据中心发热元件温度的高低，实现对相变储能冷板进出口流体流量的控制。
[0021]优选的，所述温度控制模块采用基于递推最小二乘法在线辨识算法的PID控制方法分别实现对混合通风冷却塔的机械制冷控制、板式换热器中冷热流体流量的控制及相变储能冷板进出口流体流量的控制。
[0022]优选的，采用基于递推最小二乘算法在线辨识的PID控制方法分别实现对混合通风冷却塔的机械制冷控制、板式换热器中冷热流体流量的控制及相变储能冷板进出口流体流量的控制具体包括以下步骤：
[0023]S1、确定基于递推最小二乘PID控制的输入输出方程及最小二乘初始调参系数；
[0024]所述输入输出方程的过程输入量包括一次侧室外循环系统控制单元对应的室外环境温度值，板式换热器控制单元控制单元对应的板式换热器输出管道的流体温度值，以及二次侧室内循环系统控制单元对应的相变储能冷板出口管道的流体温度值和数据中心发热元件的初始温度值；
[0025]所述输入输出方程的输出量包括混合通风冷却塔的机械制冷温度值，板式换热器输出管道的流体流量值，以及相变储能冷板出口管道的流体流量值；
[0026]S2、测量并计算随机噪声对温度的干扰值，所述随机噪声包括电流干扰量及流体流量干扰量；
[0027]S3、根据干扰值对输入输出关系方程进行修正，获取修正后的输入输出关系方程；
[0028]S4、根据修正后的输入输出关系方程，建立最小二乘调参系数估计方程；
[0029]S5、根据最小二乘调参系数估计方程获取最小二乘调参系数矩阵；
[0030]S6、根据最小二乘调参系数矩阵，求解下一时刻的最小二乘调参系数，并计算最小二乘调参系数的修正值；
[0031]S7、根据最小二乘调参系数的修正值对最小二乘调参系数θ
k
进行修正，并将修正后的最小二乘调参系数带入修正后的输入输出关系方程，获取实际过程输出量。
[0032]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种新型数据中心液冷系统，具有以下有益效果：
[0033]1.与传统的液冷系统相比，本专利技术通过设置相变储能冷板对数据中心的主要发热元件进行散热，提高了数据中心散热能力，进一步降低数据中心PUE；
[0034]2.与传统的冷板结构相比，本专利技术通过改进冷板结构，在相变储能冷板的进口管道和出口管道均设置多组特斯拉阀，减少了由于相变储能冷板流速过低导致的回流现象，从一定程度上提高了冷板的散热效率；
Processing Unit)是一块超大规模的集成电流，是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心(ControlUnit)，它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等，其发热量占整个数据中心服务器的60％。
[0053]作为一个完整的液冷系统，一次侧室外循环系统还包括第一电磁流量阀102、颗粒过滤器103、第二电磁流量阀104、第一循环水泵105，如图1所示，第一电磁流量阀102、颗粒过滤器103、第二电磁流量阀104、第一循环水泵105和混合通风冷却塔101形成完整的一次侧室外循环系统回路。
[0054]二次侧室内循环系统还包括了颗粒过滤器107、第一连接软管108、第三电磁流量阀109、第二循环水泵110、旁路化学过滤器111、膨胀罐120、排气阀121，二次侧室内循环系统这些元件与相变储能冷板119共同构成了完整的二次侧室内循环系统回路。在二次侧室内循环系统中相变储能冷板119通过第一分液歧管116和第二分液歧管118接入二次侧室内循环系统回路。
[0055]一次侧室外循环系统与二次侧室内循环系统通过板式换热器106本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型数据中心液冷系统，其特征在于，所述系统包括：一次侧室外循环系统、板式换热器及二次侧室内循环系统；所述一次侧室外循环系统通过所述板式换热器与二次侧室内循环系统连接；所述一次侧室外循环系统包括混合通风冷却塔；所述二次侧室内循环系统包括若干相变储能冷板，所述相变储能冷板用于对数据中心中的发热元件进行冷却。2.根据权利要求1所述的新型数据中心液冷系统，其特征在于，所述相变储能冷板的一面覆盖有相变材料，所述相变材料以微胶囊的形式封装固定在相变储能冷板的一面。3.根据权利要求1所述的新型数据中心液冷系统，其特征在于，所述相变储能冷板内部的流体管道设置有多组特斯拉阀。4.根据权利要求1所述的新型数据中心液冷系统，其特征在于，所述二次侧室内循环系统还设置有自动补液装置。5.根据权利要求4所述的新型数据中心液冷系统，其特征在于，所述自动补液装置包括压力传感器、补液控制器、储液罐、以及与所述储液罐依次连接的循环水泵、连接软管、止回阀和颗粒过滤器，所述压力传感器用于检测二次侧室内循环系统中的管道液压大小，所述补液控制器分别与所述压力传感器和所述循环水泵连接。6.根据权利要求1所述的新型数据中心液冷系统，其特征在于，其特征在于，所述系统还包括温度控制模块，所述温度控制模块包括一次侧室外循环系统控制单元、板式换热器控制单元及二次侧室内循环系统控制单元；所述一次侧室外循环系统控制单元用于根据外部环境的温度高低实现对混合通风冷却塔的机械制冷控制；所述板式换热器控制单元用于根据板式换热器进出流体温度的高低实现对板式换热器中冷热流体流量的控制；所述二次侧室内循环系统控制单元用于根据相变储能冷板出口流体温度的高低、以及数据中心发热元件温度的高低，实现对相变储能冷板进出口流体流量的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梓宇，李爱蓉，雷宪章，丁文武，
申请(专利权)人：成都岷山绿氢能源有限公司，
类型：发明
国别省市：