集装箱式单向浸没液冷系统技术方案

本发明专利技术提供了集装箱式单向浸没液冷系统，属于温控技术领域，包括设置在集装箱内的TANK容器单元、配电单元、板换单元和控制单元，还包括设置在集装箱外部的液冷系统；TANK容器单元，内置多台算力服务器，作为冷却液与算力服务器热交换场所；液冷系统用于冷却从板换单元出来的二次侧介质，在板换单元与液冷系统之间设有旁通管路，旁通管路中的二次侧介质作为热源，通过余热回收用热水出水口连通外部的设备，用作余热回收，余热利用后冷却的介质再次回流到冷水管道中；板换单元，作为热交换中心；控制单元为液冷系统提供稳定流量和压力、并监视和维持系统运行。本发明专利技术集成度高，占用空间小，单位空间内密度高，而且安全可靠。而且安全可靠。而且安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
集装箱式单向浸没液冷系统


[0001]本专利技术属于温控
，涉及集装箱式数据中心，尤其涉及集装箱式单向浸没液冷系统。

技术介绍

[0002]目前主流的服务器散热/芯片散热方案是风冷，但是由于空气密度低、比热容低，空气散热的瓶颈很快到来。而且随着芯片从7nm进一步缩小到5nm、3nm，单位面积的发热量越来越高，在风冷满足散热需求的时候，服务器的密度会降低，等同于提升了成本，如果保持密封不变，风冷无法满足单位体积内的散热需求，所以液冷越来越受到重视。
[0003]液冷又分为水冷板式的液冷和浸没的油冷，水冷板式的水冷是水通过封闭的铝外壳与芯片接触，而水的密度和比热容等散热性能远高于空气，但是需要水冷板和PCB电路板一起设计，门槛较高。而浸没油冷，可以将风冷状态的服务器浸没到散热能力更强的油里，对服务器改动小，门槛低，散热能力强，因此得到广泛关注。
[0004]油冷又分为单相和两相油冷，虽然两相油冷散热能力更强，但是两相油冷涉及油的相变，对容器密封性要求高、而且油蒸发散热成本很高，如何在低成本下实现更好的散热效果是至关重要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的问题是在于提供集装箱式单向浸没液冷系统，采用单相浸没液冷方式，既能达到当前散热要求，又保证了较低的成本，整体产品工厂预制化生产，工程产品化，现场只需要通电、通水、通网即可运行，保证了质量和交期的同时，极大减少现场施工量和时间。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：集装箱式单向浸没液冷系统，包括设置在集装箱内的TANK容器单元、配电单元、板换单元和控制单元，还包括设置在集装箱外部的液冷系统；
[0007]TANK容器单元，包括并列设置的多台TANK容器，每台TANK容器均作为冷却液的容器，内置多台算力服务器，作为冷却液与算力服务器热交换场所；
[0008]液冷系统，用于冷却从板换单元出来的二次侧介质，将热量散向外界环境，在板换单元与液冷系统之间设有旁通管路，旁通管路中的二次侧介质作为热源，通过余热回收用热水出水口连通外部的设备，用作余热回收，余热利用后冷却的介质再次回流到冷水管道中；
[0009]板换单元，作为热交换中心，为TANK服务器单元降温；
[0010]配电单元，为整个集装箱内所有设备进行供电；
[0011]控制单元，为液冷系统提供稳定流量和压力、并监视和维持系统运行。
[0012]进一步的，TANK容器单元包括一个出水管道，一个回水管道，多个并列设置TANK容器公用一个出水管道和一个回水管道，将从TANK容器流出的介质流道定义为出水管道，将
流入TANK容器的介质流道定义为回水管道，介质从TANK容器经出水管道连通板换单元，换热后的冷却介质经过回水管道流再次流到TANK容器中。
[0013]进一步的，出水管道上从TANK容器侧都板换单元间依次设有压力变送器、温度变送器、外循环水泵和流量传感器、控制阀门和排气阀，还包括一个旁通支路，旁通支路的一端设在流量传感器与蝶阀之间，另一端设在手动排气阀与板换单元之间，旁通支路上设有过滤器。
[0014]进一步的，每台TNAK容器内放置多台算力服务器，设置为上下多层，算力服务器电源接口均朝下放置；回水管道沿TANK容器的长度方向平行铺设，沿算力服务器的底部布置，回水管道上表面开有孔。
[0015]进一步的，TANK容器内还设有回液盒，出水管道与回液盒的底部连接，中部有一段可拆卸部，根据回液盒的高度拆卸部选择性安装，回液盒是一种开口向上的盒形结构，回液盒的两端设置为与TANK容器的内壁可拆卸连接，回液盒内装有网格。
[0016]进一步的，液冷系统包括冷却塔、热侧管道和冷却管道，热侧管道用于连接板换单元的热介质出口与冷却，冷却管道用于连接冷却塔与板换单元的冷介质入口。
[0017]进一步的，热侧管道上设有温度变送器、压力变送器和阀门，其中设有至少一个旁通管道作为余热回收利用管道，冷却后的介质通过余热回收回液口再次回流到冷却管道中；冷却管道上设有过滤器、排气阀、内循环水泵、温度变送器和压力变送器。
[0018]进一步的，内循环水泵的功率根据介质流量以及介质传输的路径进行选择，总功率大于理论上计算出来的功率，安全系数1.5倍以上。
[0019]进一步的，集装箱整体防护等级IP53，防腐等级C3，集装箱上还设有风机，温湿度变送器和漏油检测传感器。
[0020]进一步的，集装箱长度方向的一端设有双开大门，作为日常运维设备和人员进出的通道，双开大门上设有新风进风百叶窗，集装箱内部对应新风进风百叶窗位置对应设置有新风排风扇，双开大门的外侧还设有门禁读卡器，作为一种身份验证；集装箱长度方向的一侧设有检修门，作为板换和水泵维护用的大门。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果如下。
[0022]1、本专利技术整个结构采用模块化设计，设置为TANK容器单元、配电单元、板换单元、控制单元和液冷系统，每个模块均可以独立组装成模块结构，多个模块可在集装箱外同时进行组装，各自组装完成后再设置的集装箱内进行总的连接装配，这样同时组装提升效率，而且在集装箱外组装不受空间的限制，进一步提升组装效率，而且方便后续的维修，局部需要维修的时候，单独的模块进行更换和维修即可，也快速的判定需要维护的点并进行更换；在此基础上，TANK容器单元又分为并列设置的多个独立的TANK容器，每个TANK容器都是可独立运行的，多个TANK容器之间又可同时运行，根据需求进行调整，降低能耗；在此基础上每个模块内的服务器从上到下平行设置，其中一个服务器出现故障的时候，直接进行更换即可，不影响其他服务的器的运行和连接，以上结构等同于实现了整个结构三级模块的设置，大大提升了组装效率，后续的维护成本，以及设备运行的稳定性；
[0023]2、本专利技术设置板换单元，用于实现TANK容器冷却用介质与冷却塔中冷却介质的热交换，即板换单元实现了热量的交换，保证了TANK容器中冷却介质的低温，经过板换单元换热后的高温介质经过液冷系统后再次降低变为冷却介质后再次进入到板换单元，如此反复
持续进行，实现了持续降温的需求，与此同时，在板换单元与液冷系统之间设有旁通管路，旁通管路中的二次侧介质，作为热源，通过余热回收用热水出水口连通外部的设备，用作余热回收，作为供暖或者其他功能，可用作农业大棚、工业厂房、办公楼、水产养殖等用热场景，余热利用后的介质温度降低后，通过余热回收用冷水回水口回流到冷却管道中，形成一个闭环的系统，既可实现对TANK容器的尺寸降温，又可实现持续供暖需求；
[0024]3、本申请中，回水管道沿TANK容器的长度方向平行铺设，沿算力服务器的底部布置，能够将冷却油的出口对准算力服务器，冷却效果更好，回水管道上表面开有孔，使得出油更加均匀，进而使得每个服务器所获得的冷却效果更均匀；
[0025]4、本申请中，TANK容器内还设有回液盒，出水管道与回液盒的底部连接，中部有一段可拆卸部，当需要降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.集装箱式单向浸没液冷系统，其特征在于：包括设置在集装箱内的TANK容器单元、配电单元、板换单元和控制单元，还包括设置在集装箱外部的液冷系统；TANK容器单元，包括并列设置的多台TANK容器，每台TANK容器均作为冷却液的容器，内置多台算力服务器，作为冷却液与算力服务器热交换场所；液冷系统，用于冷却从板换单元出来的二次侧介质，将热量散向外界环境，在板换单元与液冷系统之间设有旁通管路，旁通管路中的二次侧介质作为热源，通过余热回收用热水出水口连通外部的设备，用作余热回收，余热利用后冷却的介质再次回流到冷水管道中；板换单元，作为热交换中心，为TANK服务器单元降温；配电单元，为整个集装箱内所有设备进行供电；控制单元，为液冷系统提供稳定流量和压力、并监视和维持系统运行。2.根据权利要求1所述的集装箱式单向浸没液冷系统，其特征在于：TANK容器单元包括一个出水管道，一个回水管道，多个并列设置TANK容器公用一个出水管道和一个回水管道，将从TANK容器流出的介质流道定义为出水管道，将流入TANK容器的介质流道定义为回水管道，介质从TANK容器经出水管道连通板换单元，换热后的冷却介质经过回水管道流再次流到TANK容器中。3.根据权利要求2所述的集装箱式单向浸没液冷系统，其特征在于：出水管道上从TANK容器侧都板换单元间依次设有压力变送器、温度变送器、外循环水泵和流量传感器、控制阀门和排气阀，还包括一个旁通支路，旁通支路的一端设在流量传感器与蝶阀之间，另一端设在手动排气阀与板换单元之间，旁通支路上设有过滤器。4.根据权利要求2所述的集装箱式单向浸没液冷系统，其特征在于：每台TNAK容器内放置多台算力服务器，设置为上下多层，算力服务器电源接口均朝下放置；回水管道沿TANK容...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明辉，刘书伟，李晟，
申请(专利权)人：杭州大热若寒科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：