CN107643810A - 一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，包括柜体，所述柜体内安装有板式换热器、主循环泵、膨胀缓冲罐、止回阀、主过滤器，柜体一侧安装板式换热器，板式换热器连接有第一供液口、第一回液口、第二供液口、第二回液口，主循环泵出口以管道连接第一供液口，止回阀设置于主循环泵出口处，膨胀缓冲罐以管道并联在第一回液口前端管道上；第二供液口和第二回液口之间，以管道连接有分水单元，所述分水单元将冷却液体通入到若干被冷却设备，主过滤器设置于被冷却设备进水管道。本发明的系统采用循环冷却工程先进的工程方法，冷却系统设计保证系统可长期稳定运行，可同时对多台服务器实现恒温控制，机械结构简单坚固、便于检修维护。
Description
技术领域
本发明涉及服务器液冷系统领域，具体地，涉及一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统。
背景技术
冷却系统设计保证设计系统可长期稳定运行，可准确实现恒温控制，系统机械结构应该简单坚固、便于检修维护。设备部件应可满足因热胀冷缩及其他正常条件下引起的自由膨胀、收缩和并确保系统部件具备足够的强度；设计时应该考虑系统零部件检修时便于移动和更换。然而，现有的水冷或液冷系统限于成本、工况等考虑，往往顾此失彼，且系统运行过程中，或者随着使用时间的延长，出现机械振动、运行阻力增大等，效率下降；冷却系统的控温精确度也很难达到要求。另外，一个制冷系统对多台服务器进行降温显得能力不足。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种服务器闭式液冷系统，采用一个分水单元对多台服务器进行冷却水分配，运行高效，精确控温，产品美观，易于操作维修。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
发明内容：一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，包括柜体，所述柜体内安装有板式换热器、主循环泵、膨胀缓冲罐、止回阀、主过滤器，柜体一侧安装板式换热器，板式换热器连接有第一供液口、第一回液口、第二供液口、第二回液口，主循环泵出口以管道连接第一供液口，止回阀设置于主循环泵出口处，膨胀缓冲罐以管道并联在第一回液口前端管道上；第二供液口和第二回液口之间，以管道连接有分水单元，所述分水单元将冷却液体通入到若干被冷却设备，主过滤器设置于被冷却设备进水的管道上。
作为优选，所述主循环泵为离心泵，设置2台并联，一用一备。一用一备的两台泵方便使用损坏后可快速替代，不至于设备瘫痪。
进一步，每台所述主循环泵的出口各设置一只止回阀。主循环泵出口各采用1只止回阀，确保每个支路互不干扰。
作为优选，所述第二供液口与第二回液口之间，还连有三通旁路。三通旁路，为旁路调节方式，极其方便对被冷却设备进行冷却介质流量的调节。
作为优选，所述主过滤器精度为100μm，所述主过滤器设置于分水单元前端或中间，分水单元再将冷却液体向后通入到若干并联的被冷却设备。主过滤器极其精度，可防止冷却介质在快速循环流动中可能冲刷脱落的刚性颗粒进入被冷却器件，造成被冷却器件内部损伤或堵塞；主过滤器仅设置一个在分水单元，可有效过滤并且无需在各个分配支管再设置过滤器，简单、易更换。
作为优选，所述柜体一侧还安装有控制面板，柜体内设置控制器，控制面板与控制器电连接，控制器对主循环泵进行控制。控制器连接可自动化控制泵等设备和各种监测仪器提高精度和安全性，控制面板便于操作。
进一步，所述第二供液口、第二回液口附近，均设置有温度传感器、压力传感器、流量传感器，所述温度传感器、压力传感器、流量传感器与控制器连接。温度、压力、流量传感器实时监测供给负载的温度和压力，便于工况的调节。
进一步，每台所述主循环泵还设置有报警器，报警器与控制器连接，所述报警器在主循环泵故障或者压力、流量的超限时发出报警信号。当主循环泵故障或不能提供额定压力或流量时，影响到设备安全，立即发出报警信号，提高了安全性。
作为优选，所述柜体从上到下分为上部、中部、下部，膨胀缓冲罐位于上部，所述主循环泵位于下部，所述主过滤器位于中部前侧，所述板式换热器位于中部后侧，所述分水单元位于中部、靠主过滤器下侧。柜体的空间分布，泵为底部出水端，打入板式换热器后，经过主过滤器、分水单元、被冷却设备后，经由回水端，最后到达膨胀缓冲罐；此设置一方面，泵较重放置于下部利于结构稳定，膨胀缓冲罐设置于上部则有万一故障重力缓冲的优势，另一方面，方便了后部换热器的排热和前部过滤器的拆装维护。
和现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，结构紧凑、分配合理、调温可靠。循环冷却系统的设计和制造基准是保证系统在额定的环境条件下适应被冷却器件的各种运行工况；主循环泵提供动力克服沿程阻力，使恒定压力和流速的冷却介质源源不断地输送进入板式换热器，将从被冷却器件中带出的热量通过与板式换热器的热交换转移到外部工艺冷冻水中，并最终通过工艺冷冻水系统散发到外部环境中；被冷却后的介质从板式换热器出口流出，通过主循环管路中的主过滤器过滤后再进入被冷却器件，形成一个密闭式冷却循环；根据被冷却器件热负荷的变化，冷却介质温度发生相应变化，冷却系统的PLC根据检测供水温度的高低来控制换热设备工作负荷，从而达到精确控制冷却介质温度的要求，确保被冷却器件进水温度在设计范围之内；分水单元简单方便地将冷却液分配到各个被冷却负载中；泵、膨胀缓冲罐、办事换热器和过滤器的空间分布，利于结构稳定，增加重力缓冲的优势，方便了后部换热器的排热和前部过滤器的拆装维护。设备部件可满足因热胀冷缩及其他正常条件下引起的自由膨胀、收缩和并确保系统部件具备足够的抗拉强度；系统运行过程中，无变形、泄漏、异常振动和其他影响冷却系统正常工作的材料、设计缺陷或功能缺陷；所有机电设备和仪表的选型均选择国际知名的可靠产品；管路系统设计在满足客户需求前提下确保其沿程水阻为最小。本发明的系统采用循环冷却工程目前最先进的工程方法，冷却系统设计保证系统可长期稳定运行，可同时对多台服务器准确实现水冷恒温控制，系统机械结构简单坚固、便于检修维护。
附图说明
图1是本发明实施例的柜体内部框架立体结构图，图2是本发明的外部立体结构图。
图中：1-柜体，11-上部，12-中部，13-下部，2-板式换热器，3-主循环泵，4-膨胀缓冲罐，5-主过滤器，6-分水单元，7-控制面板。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例作简单的介绍。
如图1~2，一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，适用于20KW-200KW服务器的冷却，包括柜体1，柜体尺寸：600mm（宽）×1000mm（深）×2200mm（高）；所述柜体1内安装有板式换热器2、主循环泵3、膨胀缓冲罐4、止回阀、主过滤器5、控制器、分水单元6，柜体空间安装结构如下：柜体1从上到下分为上部11、中部12、下部13，膨胀缓冲罐4位于上部11，所述主循环泵3位于下部13，所述主过滤器5位于中部12前侧，所述板式换热器2位于中部12后侧，所述分水单元6位于中部12、靠主过滤器2下侧；
所述板式换热器2连接有第一供液口、第一回液口、第二供液口、第二回液口，板式换热器2液接材质为304及以上规格不锈钢（304、304L、316、316L、321等），优选316，柜体1一侧还安装有控制面板7，控制面板7与控制器电连接，控制面板7可为触摸屏等形式，控制器对主循环泵3进行控制；板式换热器2为核心部件，其四个口中水的流动方向为，主循环泵3提供动力，冷却水从第一供液口经过板式换热器2到第一回液口，形成内循环，经过服务器（被冷却设备）的较热的水从第二供液口经过板式换热器2到第二回液口，形成外循环，从而实现热交换；
所述主循环泵3为离心泵，设置2台并联，一用一备，主循环泵3出口以管道连接第一供液口，每台所述主循环泵3的出口各设置一只止回阀，膨胀缓冲罐4以管道并联在第一回液口前端管道上，以避免循环冷却系统正常运行时因冷却介质热胀冷缩导致系统压强剧烈波动，所述膨胀缓冲罐4采用304不锈钢；每台所述主循环泵3还设置有报警器，报警器与控制器连接，所述报警器在主循环泵3故障或者压力、流量的超限时发出报警信号；
第二供液口和第二回液口之间，以管道连接有分水单元6，主过滤器5设置于分水单元6前端，分水单元6再将冷却液体向后通入到若干并联的被冷却设备，所述主过滤器5精度为100μm，液接材质均为304及以上规格不锈钢（304、304L、316、316L、321等），优选304或316，所述第二供液口与第二回液口之间、被冷却设备前端，还连有三通旁路8；外循环中，按照进水管道水流方向先后顺序为，第二供液口、三通旁路8始端、主过滤器5、分水单元6，而三通旁路8末端设置于第二回液口前端，从而三通旁路对进入被冷却设备的冷却介质流量进行旁路调节；
所述第二供液口、第二回液口附近，均设置有温度传感器、压力传感器、流量传感器，所述温度传感器、压力传感器、流量传感器与控制器连接。
本发明的柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统具体设计优化如下：
1）分水单元6管路集成于液冷系统的柜体1，可供6组服务器同时冷却；
2）在满足换热量的前提下板式换热器2采用侧卧方式；
3）管路设计水阻小于0.2bar；
4）前后门板开门，方便检修维护；
5）主过滤器5设置在前、柜体开前门，方便检修维护。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
Claims (9)
1.一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，包括柜体，所述柜体内安装有板式换热器、主循环泵、膨胀缓冲罐、止回阀、主过滤器，柜体一侧安装板式换热器，板式换热器连接有第一供液口、第一回液口、第二供液口、第二回液口，主循环泵出口以管道连接第一供液口，止回阀设置于主循环泵出口处，膨胀缓冲罐以管道并联在第一回液口前端管道上；第二供液口和第二回液口之间，以管道连接有分水单元，所述分水单元将冷却液体通入到若干被冷却设备，主过滤器设置于被冷却设备进水的管道上。
2.根据权利要求1所述的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，所述主循环泵为离心泵，设置2台并联，一用一备。
3.根据权利要求2所述的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，每台所述主循环泵的出口各设置一只止回阀。
4.根据权利要求1所述的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，所述第二供液口与第二回液口之间，还连有三通旁路。
5.根据权利要求1所述的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，所述主过滤器精度为100μm，所述主过滤器设置于分水单元前端或中间，分水单元再将冷却液体向后通入到若干并联的被冷却设备。
6.根据权利要求1所述的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，所述柜体一侧还安装有控制面板，柜体内设置控制器，控制面板与控制器电连接，控制器对主循环泵进行控制。
7.根据权利要求6所述的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，所述第二供液口、第二回液口附近，均设置有温度传感器、压力传感器、流量传感器，所述温度传感器、压力传感器、流量传感器与控制器连接。
8.根据权利要求6所述的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，每台所述主循环泵还设置有报警器，报警器与控制器连接，所述报警器在主循环泵故障或者压力、流量的超限时发出报警信号。
9.根据权利要求1所述的一种柜体式稳定分控服务器闭式液冷系统，其特征在于，所述柜体从上到下分为上部、中部、下部，膨胀缓冲罐位于上部，所述主循环泵位于下部，所述主过滤器位于中部前侧，所述板式换热器位于中部后侧，所述分水单元位于中部、靠主过滤器下侧。
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