CN110278691A - 用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统 - Google Patents

用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110278691A
CN110278691A CN201910586668.1A CN201910586668A CN110278691A CN 110278691 A CN110278691 A CN 110278691A CN 201910586668 A CN201910586668 A CN 201910586668A CN 110278691 A CN110278691 A CN 110278691A
Authority
CN
China
Prior art keywords
server
heat exchanger
port
refrigerant
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910586668.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110278691B (zh
Inventor
袁卫星
任柯先
杨波
苗泽
杨通智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Beijing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201910586668.1A priority Critical patent/CN110278691B/zh
Publication of CN110278691A publication Critical patent/CN110278691A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110278691B publication Critical patent/CN110278691B/zh
Priority to PCT/CN2020/099583 priority patent/WO2021000873A1/zh
Priority to US17/624,139 priority patent/US11528829B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20754—Air circulating in closed loop within cabinets
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20309—Evaporators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20318—Condensers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20327—Accessories for moving fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20354—Refrigerating circuit comprising a compressor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/20609—Air circulating in closed loop within cabinets wherein heat is removed through air-to-liquid heat-exchanger
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20718—Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20736—Forced ventilation of a gaseous coolant within cabinets for removing heat from server blades
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208—Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20818—Liquid cooling with phase change within cabinets for removing heat from server blades
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统，包括依次连通的制冷剂储液罐、泵、过滤器、分流管、多个服务器散热单元、汇流管、热交换器，热交换器和制冷剂储液罐连通从而形成循环回路，分流管包括进液端口、自下而上层状排列的多个第一分流端口和第二分流端口；汇流管包括主出口、自下而上层状排列的多个第一汇流端口、第二汇流端口和辅助出口，第二分流端口通过单向阀与第二汇流端口连接，各服务器散热单元的进液口的前端设置有局部阻力元件。本系统可以对服务器主要发热元件进行散热，有效解决了服务器和机柜局部热点的问题，并利用微小通道流动沸腾换热技术，显著提升单个机柜内服务器的功率密度，并降低机柜散热风扇噪音。

Description

用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统
技术领域
本发明属于设备散热技术领域，特别涉及一种用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统。
背景技术
随着信息技术的突飞猛进，对运算速度更快、功能更强的服务器需求猛增，由此导致单个机柜功率密度显著提升。
传统的风冷模式利用空气强制对流对服务器进行散热，由于空气热阻大，空气和服务器之间需要较大的温差实现传热，因此需要配套的制冷设备，诸如机房空调，来冷却空气，维持有效的散热温差。当单个机柜功率密度不断提高，风冷模式只能通过不断降低空气温度，或者是提高风速加强对流来应对机柜散热问题，两者都会显著提升散热系统的能耗。
传统的液冷模式利用单相液体强制对流对服务器进行散热，散热能力高于风冷模式。然而液冷散热机理与风冷模式相同，其对于机柜功率密度提升时的应对措施也相同。并且，液体泄露对服务器运行的潜在威胁或特种液体的高昂成本均制约了其在服务器散热领域的广泛应用。
目前结合传统热管(主要是毛细热管)的散热模式在服务器散热领域得到了广泛的应用和实践，其主要形式为：热管热交换器贴合在服务器主要发热元件(如CPU，GPU芯片)之上，其内部工质吸热相变后，将热量从热管的蒸发端转移到冷凝端，并在热管冷凝端将热量传递给一个冷却循环。这种模式换热能力强，扩展性强。但是由于热管需要和发热元件和冷却循环产生接触面，才能将产热转移，即会产生两次接触热阻，而接触热阻在整体热阻中占比明显，这无疑产生了不必要的温差，增加了散热代价。此外，热管自身传热能力有限，且蒸发端和冷凝端均需较大散热面积才能传递高功率密度的热量，决定了热管并不完全适合高功率密度芯片服务器对高效、紧凑散热的需求。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统，本系统可以对服务器主要发热元件进行散热，有效解决了局部热点的问题，并利用微小通道流动沸腾换热技术，显著提升单个机柜内服务器的功率密度，降低机柜冷却风扇的噪音。
根据本发明的一方面，提供了一种用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统，包括依次连通的制冷剂储液罐、泵、过滤器、分流管、多个服务器散热单元、汇流管、热交换器，所述热交换器和制冷剂储液罐连通从而形成循环回路；
所述分流管包括位于分流管底部的进液端口、自下而上层状排列的多个第一分流端口以及位于分流管顶部的第二分流端口，所述进液端口与所述过滤器连通，各层的第一分流端口通过可插拔自锁接头分别连接于各服务器散热单元的进液口；
所述汇流管包括位于汇流管底部的主出口、自下而上层状排列的多个第一汇流端口、位于汇流管顶部的第二汇流端口和辅助出口，所述主出口和所述辅助出口通过管路均连接于所述热交换器的制冷剂入口，各层的第一汇流端口通过可插拔自锁接头分别连接于各服务器散热单元的出液口，
所述第二分流端口通过单向阀与所述第二汇流端口连通，
各服务器散热单元的进液口的前端设置有局部阻力元件，以使所述分流管整体形成自下而上逐渐变小的局部阻力。
在一些实施方式中，所述泵、所述制冷剂储液罐、所述过滤器以及所述热交换器可以设置于机柜底部的抽屉式方舱，所述方舱可以通过可插拔自锁接头与所述分流管和所述汇流管连接。
在一些实施方式中，所述局部阻力元件可以为限流环，各限流环的内径自下而上逐渐变大。
在一些实施方式中，各服务器散热单元可以包括一个或多个微小通道换热器。
在一些实施方式中，多个微小通道换热器可以通过串联、并联或两者组合的方式连接。
在一些实施方式中，位于上部的各服务器散热单元中的多个微小通道换热器可以并联的方式连接，位于下部的各服务器散热单元中的多个微小通道换热器可以串联的方式连接。在多个微小通道换热器以并联的方式连接的情况下，各服务器散热单元还可以包括流体分配模块和流体汇集模块，来自所述分流管的液相制冷剂通过所述流体分配模块进入各微小通道换热器，吸收服务器发热元件产热后变成气液两相制冷剂，进入所述流体汇集模块后进入所述汇流管。
在一些实施方式中，所述微小通道换热器可以通过夹具固定于服务器发热元件上，所述微小通道换热器与服务器发热元件之间连接有高导热材料。
在一些实施方式中，所述散热系统还可以包括与所述泵并联布置的冗余泵。
在一些实施方式中，所述制冷剂储液罐可以在重力方向的位置低于所述热交换器。
在一些实施方式中，所述泵可以根据机柜内各服务器发热元件的最高温度来自动调节转速，从而调节供液流量。在一些实施方式中，所述热交换器可以为板式或其它类型高效热交换器，所述制冷剂可以为常温低压制冷剂。
本发明的有益效果：
1)通过服务器散热单元对服务器中主要发热元件(如CPU，GPU芯片)进行散热，有效解决了机柜局部热点问题；
2)采用层状排列，提高了机柜利用率，使得机柜内可以装填更多的服务器，大幅节约了机柜占地面积；
3)主要部件安装在抽屉式方舱，并且方舱与外界通过可插拔自锁接头形式连接，从而便于安装、维护和拆卸；
4)制冷剂在服务器散热单元的微小通道换热器内的干度变化可以适应服务器芯片较大的功率波动，大幅降低了散热系统流量控制策略的复杂程度，同时制冷剂沸腾对流换热能力远大于风冷、液冷单相对流换热能力，能够有效解决高功率密度机柜的散热问题；
5)服务器故障或者需要更换时，可以断开可插拔自锁接头来修复和更换服务器，其余服务器及整个散热系统不需要停机；
6)制冷剂本身是绝缘介质，即使泄露也会瞬间气化，不会对服务器运行造成危害，并且制冷剂属于常温低压制冷剂，沸点高于室温(例如25℃)，系统可以运行在很低的正压状态，其各部件不需要额外的耐压要求；
7)本发明从服务器主要发热元件到外部冷却循环之间只有：界面导热材料产生的接触热阻和微通道相变散热器的整体传热热阻，因此减少了散热环节，有效降低了传热温差；
8)泵运行功耗小，可以显著降低散热系统的能耗。
附图说明
图1为本发明的用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统的结构示意图。
图2(a)-(b)为本发明的一实施方式的服务器散热单元的结构示意图，其中，图2(a)为服务器散热单元中的微小通道换热器的串联结构示意图，图2(b)为服务器散热单元中的微小通道换热器的并联结构示意图。
图3为本发明的服务器散热单元和分液管、汇流管的连接示意图。
图4(a)-(b)为本发明的可插拔自锁接头的结构示意图，其中，图4(a)为自锁公头的结构示意图，图4(b)为自锁母头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式进一步描述本发明，应该理解，以下所述实施方式旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1所示，本发明的用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统包括依次连通的制冷剂储液罐7、泵1、分流管3、多个服务器散热单元4、汇流管5和热交换器6，热交换器6和制冷剂储液罐7连通从而形成循环回路。其中，泵1、过滤器2、热交换器6和制冷剂储液罐7固定在机柜底部的抽屉式方舱内，方舱与外界的管路连接通过可插拔自锁接头8完成，以便于安装，维护和拆卸。
在本实施方式中，还包括与泵1并联布置的冗余泵1-1，其可在泵1出现故障后代替泵1工作，保证散热系统正常工作。特别地，泵1和冗余泵1-1在重力方向上的位置低于制冷剂储液罐7，制冷剂储液罐7在重力方向上的位置低于热交换器6。
分流管3用于给每层服务器的服务器散热单元4供制冷剂，其包括位于分流管底部的进液端口3-1、自下而上层状排列的多个第一分流端口3-2以及位于分流管3顶部的第二分流端口3-3，其中，进液端口3-1与过滤器2连通，各层的第一分流端口3-2通过可插拔自锁接头8分别连接于各服务器散热单元4的进液口。
各服务器散热单元4用于对服务器内发热元件进行冷却，其包括一个或多个微小通道换热器。在图2所示示例中，各服务器散热单元4包括两个串联(如图2(a)所示)或并联(如图2(b)所示)的微小通道换热器4-1。在微小通道换热器相互并联的情况下，如图2(b)所示，各服务器散热单元4还包括流体分配模块4-2和流体汇集模块4-3，来自分流管3的液相制冷剂通过流体分配模块4-2进入微小通道换热器4-1，吸收服务器发热元件产热，发生沸腾，由液相制冷剂变成气液两相制冷剂，进入流体汇集模块4-3后进入汇流管5。在一些实施方式中，微小通道换热器4-1通过夹具固定在服务器发热元件(如CPU，GPU芯片)上，并且两者之间连接有高效导热材料。
特别地，在液相制冷剂进入分流管3后，由于需要克服重力因素和分支结构对流量分配的影响，因此在每层服务器散热单元5入口前安装局部阻力元件，通过特定规律设计局部阻力元件得到不同的局部阻力(例如整体形成自下而上逐渐变小的局部阻力)，同时可以结合微小通道换热器4-1串并联或两者组合形式。在一些实施方式中，可以将位于上部的各服务器散热单元中的多个微小通道换热器以并联的方式连接，将位于下部的各服务器散热单元中的多个微小通道换热器以串联的方式连接(并联形式阻力小，串联形式阻力大)，以便调控每层的整体阻力，达到制冷剂流量均匀分配的目的。在一些实施方式中，局部阻力元件可以为限流环，例如各限流环的内径自下而上逐渐变大。
汇流管5包括位于汇流管底部的主出口5-1、自下而上层状排列的多个第一汇流端口5-2、位于汇流管5顶部的第二汇流端口5-3和辅助出口5-4，其中，主出口5-1和辅助出口5-4通过管路均连接于热交换器6的制冷剂入口6-1，各层的第一汇流端口5-2通过可插拔自锁接头分别连接于各服务器散热单元的出液口。
汇流管5的辅助出口5-4可以使得由于浮力作用聚集在汇流管5顶部的气态制冷剂得以及时排出，降低了汇流管5的顶部压力，平衡了整个汇流管5内部的压力，为每一层服务器散热单元4的出口建立了相近的出口压力，有利于制冷剂的在每一层服务器散热单元4的均匀分配。
特别地，如图1所示，第二分流端口3-2通过单向阀9与第二汇流端口5-2直接连通。单向阀9用于调节分流管3和汇流管5之间的压力，当分流管3顶部有气态制冷剂聚集时，单向阀9可以将其导入汇流管5，保证液态制冷剂顺利进入顶部的服务器散热单元4，进而调节分流管3和汇集管5之间的压力。
如图3和4所示，可插拔自锁接头8包括自锁母头8-1和自锁公头8-2，自锁公头8-2与分流管3和汇流管5连接，自锁母头8-1与服务器散热单元4的两端软连接。当自锁母头8-1和自锁公头8-2接合时，内部导通；当两者断开时，各自自锁，保证系统子部件与环境隔绝。
下面结合本发明的散热系统的具体散热过程来进一步说明本发明，在本实施方式中，制冷剂选择为R-141b，常压沸点32℃；热交换器6选为板式热交换器，所用机柜为标准42U机柜，包含30个1U服务器，服务器从上到下连续布置，服务器内部有两颗需要散热的CPU芯片。具体过程如下：
-液相R-141b制冷剂在泵1驱动下，经过滤器2通过分流管3的进液端口3-1进入分流管3。分流管3的每层分流端口3-2与各服务器散热单元4之间设有具有不同内径的限流环，限流环内径自下而上逐渐变大，形成不同的局部阻力，保证液相制冷剂均匀分配给每层服务器散热单元4。
-分流管3顶部运行一段时间后，会有气态冷却介质聚集，从第二分流端口3-3流出通过单向阀9调节，通过第二汇流端口6-3进入汇流管5，从而不会影响液相制冷剂进入靠近顶部的服务器散热单元4。
-液相制冷剂通过流体分配模块4-2均匀分配到每个微小通道换热器4-1，微小通道换热器4-1贴合在CPU芯片之上，当芯片工作时，液相制冷剂吸收芯片产热，发生沸腾，转变为气液两相，之后流经流体汇集模块4-3后通过第一汇流端口5-2进入汇流管5，大部分两相状态的制冷剂(以液态制冷剂为主)由于重力作用会向汇流管5的下部汇集，并从汇流管5底部的主出口5-1流出进入热交换器7。为了使汇流管5内部压力趋于一致，少部分两相状态制冷剂(以气态制冷剂为主)从汇流管5顶部的辅助出口5-4流出，与从主出口5-1流出的两相状态的制冷剂汇合后，进入热交换器6。
-两相状态的制冷剂进入热交换器6后，其中气相制冷剂与冷却介质发生换热，发生冷凝变为具有一定过冷度的液相，之后进入制冷剂储液罐7，而冷却液吸收热量后流出热交换器6。
-制冷剂储液罐7内的液相制冷剂被泵1抽走，形成循环，持续对服务器进行散热。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以对本发明的实施方式做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统，其特征在于，包括依次连通的制冷剂储液罐、泵、过滤器、分流管、多个服务器散热单元、汇流管、热交换器，所述热交换器和制冷剂储液罐连通从而形成循环回路；
所述分流管包括位于分流管底部的进液端口、自下而上层状排列的多个第一分流端口以及位于分流管顶部的第二分流端口，所述进液端口与所述过滤器连通，各层的第一分流端口通过可插拔自锁接头分别连接于各服务器散热单元的进液口；
所述汇流管包括位于汇流管底部的主出口、自下而上层状排列的多个第一汇流端口、位于汇流管顶部的第二汇流端口和辅助出口，所述主出口和所述辅助出口通过管路均连接于所述热交换器的制冷剂入口，各层的第一汇流端口通过可插拔自锁接头分别连接于各服务器散热单元的出液口，
所述第二分流端口通过单向阀与所述第二汇流端口连通，
各服务器散热单元的进液口的前端设置有局部阻力元件，以使所述分流管整体形成自下而上逐渐变小的局部阻力。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述泵、所述制冷剂储液罐、所述过滤器以及所述热交换器设置于机柜底部的抽屉式方舱，所述方舱通过可插拔自锁接头与所述分流管和所述汇流管连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述局部阻力元件为限流环，各限流环的内径自下而上逐渐变大。
4.根据权利要求1-3之一所述的系统，其特征在于，各服务器散热单元包括一个或多个微小通道换热器。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，多个微小通道换热器通过串联、并联或两者组合的方式连接。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，位于上部的各服务器散热单元中的多个微小通道换热器以并联的方式连接，位于下部的各服务器散热单元中的多个微小通道换热器以串联的方式连接，
在多个微小通道换热器以并联的方式连接的情况下，各服务器散热单元还包括流体分配模块和流体汇集模块，来自所述分流管的液相制冷剂通过所述流体分配模块进入各微小通道换热器，吸收服务器发热元件产热后变成气液两相制冷剂，进入所述流体汇集模块后进入所述汇流管。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述微小通道换热器通过夹具固定于服务器发热元件，所述微小通道换热器与服务器发热元件之间连接有高导热材料。
8.根据权利要求1-3之一所述的系统，其特征在于，还包括与所述泵并联布置的冗余泵。
9.根据权利要求1-3之一所述的系统，其特征在于，所述制冷剂储液罐在重力方向的位置低于所述热交换器。
10.根据权利要求1-3之一所述的系统，其特征在于，
所述泵根据机柜内各服务器发热元件的最高温度来自动调节转速，从而调节供液流量，
所述热交换器为板式或其它类型高效热交换器，所述制冷剂为常温低压制冷剂。
CN201910586668.1A 2019-07-01 2019-07-01 用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统 Active CN110278691B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910586668.1A CN110278691B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统
PCT/CN2020/099583 WO2021000873A1 (zh) 2019-07-01 2020-06-30 一种高功率密度机柜的整体高效散热系统
US17/624,139 US11528829B2 (en) 2019-07-01 2020-06-30 Overall efficient heat dissipation system for high power density cabinet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910586668.1A CN110278691B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110278691A true CN110278691A (zh) 2019-09-24
CN110278691B CN110278691B (zh) 2020-03-31

Family

ID=67962759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910586668.1A Active CN110278691B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11528829B2 (zh)
CN (1) CN110278691B (zh)
WO (1) WO2021000873A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111442575A (zh) * 2020-03-17 2020-07-24 中国移动通信集团设计院有限公司 可调式制冷装置及制冷调节方法
CN111629571A (zh) * 2020-06-30 2020-09-04 北京航空航天大学 一种高功率密度机柜的整体高效散热系统
WO2021000873A1 (zh) * 2019-07-01 2021-01-07 北京航空航天大学 一种高功率密度机柜的整体高效散热系统
CN116027869A (zh) * 2023-02-15 2023-04-28 兰洋(宁波)科技有限公司 一种服务器温控系统及控制方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220095483A1 (en) * 2020-09-23 2022-03-24 Baidu Usa Llc Electronic rack fluid distribution system
EP4072255A1 (en) * 2021-04-09 2022-10-12 Accelsius, LLC Cooling systems and heat exchangers
CN115206708A (zh) * 2022-09-15 2022-10-18 清华大学 一种户外式固态直流断路器冷却系统及冷却方法
CN115568193B (zh) * 2022-12-07 2023-03-21 东南大学 数据中心浸没式双循环多模式液冷散热调节系统及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101592561A (zh) * 2009-06-04 2009-12-02 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 闭环系统等压差式流量分配试验方法
CN101619879A (zh) * 2009-07-03 2010-01-06 北京工业大学 一种用于机房或机柜的带气泵分离式热虹吸管散热装置
CN103052304A (zh) * 2012-12-14 2013-04-17 广州高澜节能技术股份有限公司 一种服务器机柜冷却系统
CN203120357U (zh) * 2013-01-14 2013-08-07 中兴通讯股份有限公司 液冷散热机柜
CN103327799A (zh) * 2013-07-17 2013-09-25 曙光信息产业(北京)有限公司 用于机架式服务器的冷却组件、及机架式服务器机组
JP2015005677A (ja) * 2013-06-24 2015-01-08 株式会社日立製作所 電子機器装置およびその筐体
CN105746008A (zh) * 2013-11-20 2016-07-06 日本电气株式会社 电子设备收纳装置以及电子设备冷却系统
CN106793689A (zh) * 2015-12-22 2017-05-31 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种基于微通道散热的高功率组件盲插盒体
CN107567257A (zh) * 2017-09-26 2018-01-09 北京无线电测量研究所 一种用于机载密闭环境的模块化自循环液冷机柜
CN208207714U (zh) * 2017-05-25 2018-12-07 无锡卡兰尼普热管理技术有限公司 一种液体冷却系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082566A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 N T T Facilities:Kk 空冷パッケージ空調機
AU4033100A (en) * 1999-03-29 2000-10-16 Caterpillar Inc. Modular chilled fluid system and method for providing chilled fluid for cooling
CN101336069B (zh) * 2008-06-19 2011-08-24 江苏永昇空调有限公司 低温环境无冷凝系统
US10119730B2 (en) * 2016-02-08 2018-11-06 Vertiv Corporation Hybrid air handler cooling unit with bi-modal heat exchanger
CN106016456B (zh) * 2016-05-23 2019-07-16 北京航空航天大学 一种封闭式水循环空气净化系统
US10883750B2 (en) * 2017-12-11 2021-01-05 Vertiv Corporation Air conditioning systems and methods with cooling capacity modulation via fixed pump operation and variable condenser fan operation
CN109631560A (zh) * 2018-12-10 2019-04-16 同济大学 一种开闭式可切换的热泵干燥机
CN110278691B (zh) * 2019-07-01 2020-03-31 北京航空航天大学 用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101592561A (zh) * 2009-06-04 2009-12-02 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 闭环系统等压差式流量分配试验方法
CN101619879A (zh) * 2009-07-03 2010-01-06 北京工业大学 一种用于机房或机柜的带气泵分离式热虹吸管散热装置
CN103052304A (zh) * 2012-12-14 2013-04-17 广州高澜节能技术股份有限公司 一种服务器机柜冷却系统
CN203120357U (zh) * 2013-01-14 2013-08-07 中兴通讯股份有限公司 液冷散热机柜
JP2015005677A (ja) * 2013-06-24 2015-01-08 株式会社日立製作所 電子機器装置およびその筐体
CN103327799A (zh) * 2013-07-17 2013-09-25 曙光信息产业(北京)有限公司 用于机架式服务器的冷却组件、及机架式服务器机组
CN105746008A (zh) * 2013-11-20 2016-07-06 日本电气株式会社 电子设备收纳装置以及电子设备冷却系统
CN106793689A (zh) * 2015-12-22 2017-05-31 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种基于微通道散热的高功率组件盲插盒体
CN208207714U (zh) * 2017-05-25 2018-12-07 无锡卡兰尼普热管理技术有限公司 一种液体冷却系统
CN107567257A (zh) * 2017-09-26 2018-01-09 北京无线电测量研究所 一种用于机载密闭环境的模块化自循环液冷机柜

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021000873A1 (zh) * 2019-07-01 2021-01-07 北京航空航天大学 一种高功率密度机柜的整体高效散热系统
US11528829B2 (en) 2019-07-01 2022-12-13 Beihang University Overall efficient heat dissipation system for high power density cabinet
CN111442575A (zh) * 2020-03-17 2020-07-24 中国移动通信集团设计院有限公司 可调式制冷装置及制冷调节方法
CN111629571A (zh) * 2020-06-30 2020-09-04 北京航空航天大学 一种高功率密度机柜的整体高效散热系统
CN111629571B (zh) * 2020-06-30 2021-08-31 北京航空航天大学 一种高功率密度机柜的整体高效散热系统
CN116027869A (zh) * 2023-02-15 2023-04-28 兰洋(宁波)科技有限公司 一种服务器温控系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220210954A1 (en) 2022-06-30
WO2021000873A1 (zh) 2021-01-07
US11528829B2 (en) 2022-12-13
CN110278691B (zh) 2020-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110278691A (zh) 用于高功率密度机柜的泵驱两相环路散热系统
US10356949B2 (en) Server rack heat sink system with combination of liquid cooling device and auxiliary heat sink device
CN104735959A (zh) 机柜的散热系统
CN106765760A (zh) 一种回收机房液冷散热量的供暖系统
CN106895525A (zh) 一种带热回收/全自然冷却的机房散热系统及其运行方法
CN106507647A (zh) 一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统
CN106686953A (zh) 一种机柜服务器用液冷热管散热系统及其控制方法
CN204598537U (zh) 一种机柜的散热系统
CN106895526A (zh) 一种带热回收/全自然冷却机房散热系统及其控制方法
CN206352878U (zh) 一种回收机房液冷散热量的供暖系统
CN212538113U (zh) 一种水冷空调及系统、双冷源空调系统
CN209787684U (zh) 用于冷却电子设备的液冷装置及电子设备
CN204925964U (zh) 一种用于服务器的制冷装置
CN104703448B (zh) 门式冷水换热装置和液冷装置结合的服务器机柜散热系统
CN206488666U (zh) 能量回收系统
CN206563385U (zh) 一种带热回收/全自然冷却机房散热系统
CN114071972A (zh) 一种用于高功率密度机柜的泵驱双环路热管组合散热系统
CN210425633U (zh) 跨临界二氧化碳热泵系统
CN207909063U (zh) 一种用于服务器的复合散热系统
CN106288883A (zh) 能量回收系统
CN208075438U (zh) 一种冷却用综合性多功能多合一机组
CN204925965U (zh) 一种刀片服务器液冷系统
CN110505794B (zh) 一种多机柜两相散热系统
CN213662252U (zh) 一种数据中心重力热管水冷系统
CN218480814U (zh) 一种多工况冷液循环供液系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant