一种冷却胶囊、浸没液冷系统及数据中心技术方案

本实用新型专利技术提供一种冷却胶囊、浸没液冷系统和数据中心，涉及数据中心冷却技术领域，用于解决现有分布式液冷系统冷却效率较低和冷却液用量较大的问题。其中，冷却胶囊可包括冷却胶囊壳体和第一布液器。冷却胶囊内部用于容纳服务器和第一冷却液，第一布液器设置在冷却胶囊的外侧壁顶部位置，以使冷却胶囊外侧壁表面分布第二冷却液的降膜。本申请提供的冷却胶囊结构简单，换热效率高，且极大地减少了浸没冷却系统对第二冷却液的用量，缩短了浸没冷却系统的传热路径，提高了冷却效率。提高了冷却效率。提高了冷却效率。

【技术实现步骤摘要】
一种冷却胶囊、浸没液冷系统及数据中心


[0001]本申请涉及数据中心散热
，尤其涉及一种冷却胶囊、浸没液冷系统及数据中心。

技术介绍

[0002]5G、云计算、边缘计算等大量技术的应用促进“新基建”的迅猛发展，从而对数据中心中电子信息设备的性能和集成度提出了更高的要求；如何平衡大型数据中心的高密度高能耗与低电源使用效率(Power Usage Effectiveness，PUE)的关系成为了亟需解决的问题。在数据中心的全生命周期中，制冷能耗占比较高，因此提高制冷效率成为了实现数据中心高能效、低PUE的有效途径之一。
[0003]目前，数据中心主要包括风冷、液冷、蒸发冷却和自然冷却几种制冷方式。其中，风冷技术因成本低、易维护等优点成为了当前主流的冷却方式。然而，空气对流换热的制冷效率低下，难以满足高密度化数据中心的散热需求。
[0004]基于上述问题，行业提出了比风冷具有更高制冷效率的液冷技术。但是当前基于胶囊的分布式浸没液冷技术存在着冷却液用量大，对容器强度要求高，易存在换热死区等缺点。而基于胶囊的分布式喷淋液冷技术则存在着需要额外给喷淋管路加压，且所喷的冷却液难以在胶囊外壁面形成均匀覆盖的冷却液膜等缺点，降低了液冷系统的制冷效率。

技术实现思路

[0005]本申请的实施例提供了一种冷却胶囊、浸没液冷系统及数据中心，用于解决数据中心液冷系统制冷效率较低的问题。
[0006]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0007]本申请实施例的第一方面，提供一种冷却胶囊，所述冷却胶囊包括：冷却胶囊壳体和第一布液器；
[0008]冷却胶囊壳体用于容纳第一冷却液，第一冷却液浸没服务器。第一冷却液通过与服务器进行单相对流换热或两相沸腾换热的方式，带走服务器产生的热负载，第一冷却液再通过对流换热或冷凝换热的方式将热负载传递到冷却胶囊内侧壁，冷却胶囊内侧壁通过热传导将热量传递到冷却胶囊外侧壁。
[0009]第一布液器设置在冷却胶囊外侧壁的顶部位置，使冷却胶囊外侧壁表面分布第二冷却液，进而带走服务器产生的热负载；
[0010]通过第一布液器的设置，可以使第二冷却液在冷却胶囊外侧壁的表面形成第二冷却液的流动降膜，第二冷却液通过与冷却胶囊外侧壁进行对流换热，降低冷却胶囊内部第一冷却液的温度，进而带走服务器的热负载。
[0011]通过第一布液器的设置，可以使冷却胶囊外侧壁表面分布非常薄的第二冷却液流动降膜，极大地减少了第二冷却液用量，进而降低了对储液箱(tank)强度的要求，降低了tank的制造成本，同时降低了整个冷却系统的泵功耗和能耗。
[0012]在一些实施例中，第一布液器包括顶面、底面和侧面：
[0013]第一布液器的顶面与冷却胶囊外侧壁垂直设置，第一布液器的侧面与冷却胶囊外侧壁平行设置，第一布液器的底面与冷却胶囊外侧壁垂直设置；
[0014]第一布液器顶面的两端分别与冷却胶囊外侧壁及第一布液器侧面的顶端连接；
[0015]第一布液器侧面的两端分别与第一布液器的顶面及底面连接；
[0016]第一布液器底面的一端与第一布液器侧面的底端连接，另一端与冷却胶囊外侧壁间存在缝隙。
[0017]在一些实施例中，第一布液器的侧面设置有一个或多个进液口，结构简单，易于实现。
[0018]在一些实施例中，第一布液器的底面与所述冷却胶囊外侧壁之间存在所述缝隙，以使第二冷却液流出；或者
[0019]所述第一布液器还包括引流板，引流板从第一布液器的底面靠近冷却胶囊外侧壁的一端延伸出，引流板与冷却胶囊外侧壁之间存在所述缝隙，以使第二冷却液流出。
[0020]在一些实施例中，第一布液器的腔体内部还包括均流板，所述均流板垂直设置于第一布液器的底面上，以使第二冷却液从进液口流入后，先从均流板顶部溢出，再从所述缝隙流出。通过在第一布液器腔体内部设置均流板，可以缓解第二冷却液在所述缝隙不同位置的流量分布差异，使冷却胶囊外侧壁表面分布更加均匀的第二冷却液流动降膜。
[0021]在一些实施例中，冷却胶囊还包括第二布液器，第二布液器设置于所述第一布液器的垂直下方，用于缓解第二冷却液沿所述冷却胶囊外侧壁表面流动时出现的收缩现象。
[0022]在一些实施例中，第二布液器包括导流板和集液槽。导流板的上端与冷却胶囊的外侧壁连接，导流板的下端位于集液槽的垂直上方，且不与集液槽直接接触，用于将冷却胶囊外侧壁表面流动的第二冷却液导流至集液槽中。集液槽底部靠近冷却胶囊的外侧壁的一端与冷却胶囊的外侧壁之间存在缝隙。通过第二布液器的设置，可以重新收集在冷却胶囊外侧壁表面流动了一段距离的第二冷却液，并使第二冷却液再次在重力作用下分布在冷却胶囊外侧壁的表面，缓解了第二冷却液在冷却胶囊外侧壁表面流动过程中出现的收缩现象。
[0023]在一些实施例中，所述冷却胶囊外侧壁表面还应用了纳米二氧化钛涂层或纳米二氧化硅涂层。
[0024]通过在冷却胶囊外侧壁表面应用纳米二氧化钛涂层或纳米二氧化硅涂层，可以提高第二冷却液在冷却胶囊外侧壁表面的亲润性，进而使第二冷却液更均匀地分布在冷却胶囊外侧壁表面，增大第二冷却液与冷却胶囊外侧壁表面的接触面积，提高换热效率。
[0025]在一些实施例中，所述冷却胶囊外侧壁表面还包括可以扰流的结构，如翅片结构、扰流片结构、泡沫铜板结构或波纹板结构，所述可以扰流的结构与冷却胶囊外侧壁为一体结构或通过焊接、压接等方式连接。
[0026]通过在冷却胶囊外侧壁表面加工可以扰流的结构，可以使第二冷却液的流动降膜形成湍流，增大换热系数，从而强化第二冷却液与冷却胶囊外侧壁的换热，进一步提高换热效率。
[0027]本申请实施例的第二方面，提供一种浸没液冷系统，包括第一方面任一项所述的冷却胶囊和tank等。
[0028]冷却胶囊的内部用于容纳第一冷却液和服务器；
[0029]tank用于承载冷却胶囊并收集沿冷却胶囊外侧壁表面流下的第二冷却液。
[0030]在一些实施例中，tank的侧面除包括线缆或管路连接通道外为密封结构。结构简单，技术成熟，便于实现。
[0031]本申请提供的浸没液冷系统可以极大地减少冷却液用量，进而减少整个浸没液冷系统的泵功耗和其他能耗，降低了浸没液冷系统对tank的强度的要求，减少了tank的制造成本。
[0032]本申请实施例的第三方面，提供一种浸没液冷数据中心，包括第二方面任一项所述的浸没液冷系统和服务器，服务器浸没在浸没液冷系统的冷却胶囊内。
[0033]相比基于胶囊的分布式浸没液冷系统和基于胶囊的分布式喷淋液冷系统，本申请提供的浸没液冷系统具有更高的冷却效率和更少的耗水量，对于进一步提高数据中心效率和降低PUE具有直接促进作用。此外，即使在浸没液冷数据中心建成以后，也可根据实际需求的扩大，通过增加冷却胶囊数量来对数据中心进行扩容，具有较好的灵活性。
附图说明
[0034]图1为本申请实施例提供的一种冷却胶囊的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷却胶囊，其特征在于，所述冷却胶囊包括：冷却胶囊壳体，用于容纳第一冷却液；第一布液器，所述第一布液器设置在所述冷却胶囊壳体外侧壁的顶部位置，以使所述冷却胶囊外侧壁表面分布第二冷却液。2.如权利要求1所述的冷却胶囊，其特征在于，所述第一布液器包括顶面、底面和侧面：所述顶面与所述冷却胶囊外侧壁垂直设置，所述侧面与所述冷却胶囊外侧壁平行设置，所述底面与所述冷却胶囊外侧壁垂直设置；所述顶面的两端分别与所述冷却胶囊外侧壁及所述侧面的顶端连接；所述侧面的两端分别与所述顶面及所述底面连接；所述底面的一端与所述侧面的底端连接，另一端与所述冷却胶囊外侧壁间存在缝隙。3.如权利要求2所述的冷却胶囊，其特征在于，所述第一布液器的侧面设置有一个或多个进液口。4.如权利要求3所述的冷却胶囊，其特征在于，所述第一布液器的底面与所述冷却胶囊外侧壁之间存在所述缝隙，以使所述第二冷却液流出；或者所述第一布液器还包括引流板，所述引流板从所述第一布液器的底面靠近所述冷却胶囊外侧壁的一端延伸出，所述引流板与所述冷却胶囊外侧壁之间存在所述缝隙，以使所述第二冷却液流出。5.如权利要求3或4所述的冷却胶囊，其特征在于，所述第一布液器的腔体内部包括均流板，所述均流板垂直设置于所述第一布液器的底面上，以使所述第二冷却液从所述进液口流入后，先从所述均流板顶部溢出，再从所述缝隙流出。6.如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：文涛，范思邈，潘刚，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：