CN108919927B - 一种服务器芯片冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种服务器芯片冷却系统，包括冷凝系统、转换降温系统、冷板，所述冷凝系统包括冷凝器，冷凝器通过管道连接转换降温系统；所述冷板上设有冷却盘管，上述连接方式形成了两种循环系统，分别是第一循环系统和第二循环系统：当室外环境温度高于25℃时，开启第一循环系统；当室外环境温度低于25℃时，切换为第二循环系统，通过变频第一氟泵控制冷却介质流量(控制换热程度)、换热器换热，以保证第二氟泵驱动的进入冷板盘管的冷却液温度高于露点温度，以防内部凝露。

Description

一种服务器芯片冷却系统
技术领域
本发明涉及服务器散热领域，具体地说是一种有两套循环系统的服务器芯片冷却系统。
背景技术
随着移动数据、云计算和大数据业务的迅猛发展，数据中心建设规模越来越大，单机柜密度增加，服务器设备芯片的发热量也不断增大，传统的风冷模式不但耗电量大而且已越来越不能满足IT设备的散热需求，对数据中心节能的诉求，也逐渐突显出来。免费冷却几乎是一项节约能源的强制要求，将被普遍运用。现需要一种服务器芯片冷却系统，充分利用自然冷源，来实现系统节能和芯片快速冷却。
发明内容
本发明就是为了解决现有技术存在的上述不足，提供一种服务器芯片冷却系统，通过通道隔离技术、蒸发器制冷和蒸发冷气机空调送风技术，可以达到数据中心节能降耗的目的，第一冷却系统和第二冷却系统在不同的温度下配合使用，大大提高服务器温度控制精度。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种服务器芯片冷却系统，包括冷凝系统、转换降温系统、冷板，所述冷凝系统包括冷凝器，冷凝器通过管道连接转换降温系统；所述冷板上设有冷却盘管；
所述转换降温系统包括第一氟泵、第二氟泵、换热器，所述第一氟泵输入端连接冷凝器输出端，所述第一氟泵输出端通过膨胀阀连接到第二氟泵输出端，所述第一氟泵输出端通过第一电磁阀连接到换热器低温侧输入端；
所述换热器的低温侧输出端通过管道连接冷凝器输入端，所述换热器的高温侧输出端连接第二氟泵输入端，所述换热器的高温侧输入端连接冷却盘管的输出端，所述换热器的高温侧输入端通过第二电磁阀连接换热器的低温侧输出端；
所述冷却盘管输入端连接第二氟泵输出端。
上述连接方式形成了两种循环系统，分别是第一循环系统和第二循环系统：第一循环系统起作用时，第一氟泵开启，此时第二氟泵、第一电磁阀关闭，冷却介质不通过换热器，在冷却盘管内冷却液通过冷板吸收服务器芯片散发的热量不断的蒸发为气态，通过在冷却液蒸汽转移的过程就对服务器芯片进行实时的冷却降温，气态的冷却液在氟泵的驱动下进入蒸发式冷凝器后被冷却为液态，经干燥过滤器、储液器、第一氟泵、膨胀阀节流后再次进入机柜内服务器上的冷板。
第二循环系统起作用时，开启第一氟泵、开启第二氟泵、第一电磁阀，关闭膨胀阀和第二电磁阀，在冷却盘管内冷却液通过冷板吸收服务器芯片散发的热量不断的蒸发为气态，气态的冷却液在第二氟泵的驱动下进入换热器后被来自冷凝器的液态冷却介质冷却为液态，经第二氟泵后再次进入机柜内服务器冷板，在换热器内吸热气化后的冷却介质进入蒸发冷凝器冷却为液态，如此往复循环。
所述冷凝器包括冷凝器箱体，所述冷凝器箱体内设有冷凝管，所述冷凝管上部设有喷淋管，所述喷淋管通过水管连接水泵，所述水泵设在冷凝器箱体下部，所述冷凝器箱体上设有风扇，所述风扇吹向冷凝管。
所述第一氟泵和冷凝器之间设有干燥过滤器，第一氟泵和干燥过滤器之间设有储液器。
当室外环境温度高于25℃时，开启第一循环系统；当室外环境温度低于25℃时，切换为第二循环系统，通过变频第一氟泵控制冷却介质流量(控制换热程度)、换热器换热，以保证第二氟泵驱动的进入冷板盘管的冷却液温度高于露点温度，以防内部凝露。
本发明的有益效果是：
1、服务器芯片接触的冷板冷却盘管内有冷却介质，通过蒸发冷却吸收服务器芯片散发的热量，对服务器进行温度控制，以满足服务器可靠运行
2、当室外环境温度高于25℃时，开启第一循环系统；当室外环境温度低于25℃时，切换为第二循环系统，通过变频第一氟泵控制冷却介质流量(控制换热程度)、换热器换热，以保证第二氟泵驱动的进入冷板盘管的冷却液温度高于露点温度，以防内部凝露。
3、所采用的的冷凝器为蒸发式冷凝器，可以最大限度的利用自然冷源，通过喷淋蒸发冷却盘管内的冷却介质。
4、通过氟泵、蒸发冷却技术和冷板换热技术，达到提高服务器芯片冷却的安全性和可靠性的目的。
附图说明
图1为本发明管路连接图。
图中：1-冷凝系统，2-转换降温系统，3-冷板，11-水泵，12-水管，13-冷凝管，14-干燥过滤器，15-风扇，16-冷凝器，17-储液器，18-泠凝器箱体，19-喷淋管，21-第一氟泵，22-膨胀阀，23-第二电磁阀，24-第一电磁阀，25-第二氟泵，26-换热器，31-冷却盘管。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的具体实施方式。
一种服务器芯片冷却系统，包括冷凝系统1、转换降温系统2、冷板3，所述冷凝系统1包括冷凝器16，冷凝器16通过管道连接转换降温系统2；所述冷板3上设有冷却盘管31；
所述转换降温系统2包括第一氟泵21、第二氟泵25、换热器26，所述第一氟泵21输入端连接冷凝器16输出端，所述第一氟泵21输出端通过膨胀阀22连接到第二氟泵25输出端，所述第一氟泵21输出端通过第一电磁阀24连接到换热器26低温侧输入端；
所述换热器26的低温侧输出端通过管道连接冷凝器16输入端，所述换热器26的高温侧输出端连接第二氟泵25输入端，所述换热器26的高温侧输入端连接冷却盘管31的输出端，所述换热器26的高温侧输入端通过第二电磁阀23连接换热器26的低温侧输出端；
所述冷却盘管31输入端连接第二氟泵25输出端。
上述连接方式形成了两种循环系统，分别是第一循环系统和第二循环系统：第一循环系统起作用时，第一氟泵21开启，此时第二氟泵25、第一电磁阀24关闭，冷却介质不通过换热器26，在冷却盘管31内冷却液通过冷板3吸收服务器芯片散发的热量不断的蒸发为气态，通过在冷却液蒸汽转移的过程就对服务器芯片进行实时的冷却降温，气态的冷却液在第一氟泵21的驱动下进入蒸发式冷凝器16后被冷却为液态，经干燥过滤器14、储液器17、第一氟泵21、膨胀阀22节流后再次进入机柜内服务器上的冷板。
第二循环系统起作用时，开启第一氟泵21、开启第二氟泵25、第一电磁阀24，关闭膨胀阀22和第二电磁阀23，在冷却盘管31内冷却液通过冷板吸收服务器芯片散发的热量不断的蒸发为气态，气态的冷却液在第二氟泵25的驱动下进入换热器26后被来自冷凝器16的液态冷却介质冷却为液态，经第二氟泵25后再次进入机柜内服务器冷板3，在换热器26内吸热气化后的冷却介质进入蒸发冷凝器16冷却为液态，如此往复循环。
所述冷凝器16包括冷凝器箱体18，所述冷凝器箱体18内设有冷凝管13，所述冷凝管13上部设有喷淋管19，所述喷淋管19通过水管12连接水泵11，所述水泵11设在冷凝器箱体18下部，所述冷凝器箱体18上设有风扇15，所述风扇15吹向冷凝管13。
所述第一氟泵21和冷凝器16之间设有干燥过滤器14，第一氟泵21和干燥过滤器14之间设有储液器17。
当室外环境温度高于25℃时，开启第一循环系统；当室外环境温度低于25℃时，切换为第二循环系统，通过变频的第一氟泵21控制冷却介质流量(控制换热程度)、换热器换热，以保证第二氟泵25驱动的进入冷板盘管31的冷却液温度高于露点温度，以防内部凝露。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种服务器芯片冷却系统，其特征是，包括冷凝系统、转换降温系统、冷板，所述冷凝系统包括冷凝器，冷凝器通过管道连接转换降温系统；所述冷板上设有冷却盘管；
所述转换降温系统包括第一氟泵、第二氟泵、换热器，所述第一氟泵输入端连接冷凝器输出端，所述第一氟泵输出端通过膨胀阀连接到第二氟泵输出端，所述第一氟泵输出端通过第一电磁阀连接到换热器低温侧输入端；
所述换热器的低温侧输出端通过管道连接冷凝器输入端，所述换热器的高温侧输出端连接第二氟泵输入端，所述换热器的高温侧输入端连接冷却盘管的输出端，所述换热器的高温侧输入端通过第二电磁阀连接热器的低温侧输出端；
所述冷却盘管输入端连接第二氟泵输出端；
所述冷凝器包括冷凝器箱体，所述冷凝器箱体内设有冷凝管，所述冷凝管上部设有喷淋管，所述喷淋管通过水管连接水泵，所述水泵设在冷凝器箱体下部，所述冷凝器箱体上设有风扇，所述风扇吹向冷凝管；
所述第一氟泵和冷凝器之间设有干燥过滤器，第一氟泵和干燥过滤器之间设有储液器；
上述连接方式形成了两种循环系统，分别是第一循环系统和第二循环系统：第一循环系统起作用时，第一氟泵开启，此时第二氟泵、第一电磁阀关闭，冷却介质不通过换热器，在冷却盘管内冷却液通过冷板吸收服务器芯片散发的热量不断的蒸发为气态，通过在冷却液蒸汽转移的过程就对服务器芯片进行实时的冷却降温，气态的冷却液在氟泵的驱动下进入蒸发式冷凝器后被冷却为液态，经干燥过滤器、储液器、第一氟泵、膨胀阀节流后再次进入机柜内服务器上的冷板；第二循环系统起作用时，开启第一氟泵、开启第二氟泵、第一电磁阀，关闭膨胀阀和第二电磁阀，在冷却盘管内冷却液通过冷板吸收服务器芯片散发的热量不断的蒸发为气态，气态的冷却液在第二氟泵的驱动下进入换热器后被来自冷凝器的液态冷却介质冷却为液态，经第二氟泵后再次进入机柜内服务器冷板，在换热器内吸热气化后的冷却介质进入蒸发冷凝器冷却为液态，如此往复循环；
当室外环境温度高于25℃时，开启第一循环系统；当室外环境温度低于25℃时，切换为第二循环系统。
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