CN112153878B - 一种切换液冷管串并联的管路装置、散热系统、切换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种切换液冷管串并联的管路装置、散热系统、切换方法，所述管理装置包括液冷管路组件，液冷管路组件包括若干管路和与管路连接的三通阀；管路包括进水管路和若干支管路；进水管路通过第一三通电磁阀分别连通第一支管路和第二支管路；第二支管路通过第二三通电磁阀分别连通第三支管路和第四支管路；第一支管路、第三支管路和第五支管路连通；第六支管路与进水管路的进水口位置连通；第六支管路通过第三三通电磁阀与第四支管路连通。可以调节为并联配置有效降低温差,使其流经的各个冷却部件可以得到适当的温度散热策略,而当系统内需要加速循环散热各部件时,可以切换为串联配置,可以让其有效降低系统散热。
Description
技术领域
本发明涉及数据中心散热设计技术领域，具体涉及一种切换液冷管串并联的管路装置、散热系统、切换方法。
背景技术
随着数据中心计算力的提高，对于新建的数据中心而言，最大的资金投入不是建筑本身，而是保证电力供应的设备成本以及机房制冷成本。冷板式液冷数据中心以冷板液冷服务器为核心，采用风液混合冷却架构，液冷解热量占系统总制冷量的80％以上，可极大降低数据中心系统PUE。
针对节能冷却和高密度支持的双重需求。冷板式液冷数据中心通过冷板直接接触服务器的发热组件、节省了空气换热环节，提高末端供水温度，进而将制冷系统的能耗大户压缩机省去，可实现降低制冷系统PUE的目的。如何根据季节的不同以及数据中心功耗的不同，进行散热功耗的调节是急需解决的技术问题。
发明内容
针对节能冷却和高密度支持的双重需求。冷板式液冷数据中心通过冷板直接接触服务器的发热组件、节省了空气换热环节，提高末端供水温度，进而将制冷系统的能耗大户压缩机省去，可实现降低制冷系统PUE的目的。如何根据季节的不同以及数据中心功耗的不同，进行散热功耗的调节是急需解决的技术问题。本发明提供一种切换液冷管串并联的管路装置、散热系统、切换方法。
本发明的技术方案是：
第一方面，本发明技术方案提供一种切换液冷管串并联的管路装置，包括液冷管路组件，液冷管路组件包括若干管路和与管路连接的三通阀；通过调节三通阀的通路进行管路串并联的切换。并联可以有效降低冷却时经过的各部件的温差,如CPU/DIMM/VR及相关部件卡；而串联设计可以设计较小路径增加其循环速度有效加速散热,将两者优点结合,并透过三通电磁阀与系统温度检测机制可以有效做到切换应变液冷管串并联。
优选地，管路包括进水管路和若干支管路；三通阀包括第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀；支管路包括第一支管路、第二支管路、第三支管路、第四支管路、第五支管路和第六支管路；
进水管路通过第一三通电磁阀分别连通第一支管路和第二支管路；第二支管路通过第二三通电磁阀分别连通第三支管路和第四支管路；
第一支管路、第三支管路和第五支管路连通；
第六支管路与进水管路的进水口位置连通；
第六支管路通过第三三通电磁阀与第四支管路连通。通过设置三通电磁阀进行管路的连通设置，进行串联通路和并联通路的选择，并没有分别设置两类不同的管路，节省了资源，进一步提高降温效率。
优选地，第一支管路、第三支管路和第五支管路通过第一三通连通。
优选地，进水管路的进水口位置处设置有支管路出水口；
第六支管路与进水管路的支管路出水口连接。
优选地，进水管路与第四支管路平行设置；
第六支管路与第二支管路平行设置；管路的平行设置进一步降低水流阻力，提升降温效率。
第四支管路上与进水管路支管路出水口相对应的位置设置有支管路进水口；
第六支管路一端与进水管路的支管路出水口连通，另一端通过第三三通电磁阀与第四支管路上的支管路出水口连通。
第二方面，本发明技术方案提供一种切换液冷管串并联的散热系统，包括若干组管路装置，管路装置设置在待降温部件的表面；
该系统还包括控制器和若干温度传感器；
温度传感器与控制器连接，用于实时监控待降温部件所在系统的温度；
管路装置与控制器连接，用于根据温度传感器采集的温度信息控制管路装置进行管路串并联连接的切换；
所述的管路装置如第一方面所述的管路装置。
优选地，所述的管路装置包括第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀时，第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀分别与控制器连接。
优选地，该系统还包括水箱，所述的水箱设有进水口和出水口；进水管路还设置有进水口；
水箱出水口通过水泵与进水管路的进水口连接；
当系统包括第四支管路和第五支管路时，第四支管路和第五支管路分别与水箱进水口连接。
优选地，水泵与控制器连接。通过控制值进行散热系统的自动化控制，提高了散热效率。
第三方面，本发明技术方案还提供一种散热系统液冷管串并联的切换方法，应用于第二方面所述的散热系统，该方法包括如下步骤：
温度传感器检测系统温度，当温度传感器检测的温度均大于设定的阈值时，同时，控制器控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀使进水管路、第二支管路和第四支管路形成连通串联通路；
否则，控制器控制水泵工作，同时，控制器控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀使进水管路、第一支管路和第五支管路形成的连通通路与进水管路、第六支管路和第四支管路、第三支管路和第五支管路形成的连通通路并联。当液冷配置流经之部件温度分布差别过大时,可以调节为并联配置有效降低温差,使其流经的各个冷却部件可以得到适当的温度散热策略,而当系统内需要加速循环散热各部件时,可以切换为串联配置,可以让其有效降低系统散热。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：利用电磁阀与系统温度检测搭配,当液冷配置流经的待降温部件温度分布差别过大时,可以调节为并联配置有效降低温差,使其流经的各个冷却部件可以得到适当的温度散热策略,而当系统内需要加速循环散热各部件时,可以切换为串联配置,可以让其有效降低系统散热。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的装置的示意图。
图2是本发明一个实施例的系统管路串联的示意图。
图3是本发明一个实施例的系统管路并联的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种切换液冷管串并联的管路装置，包括液冷管路组件，液冷管路组件包括若干管路和与管路连接的三通阀；通过调节三通阀的通路进行管路串并联的切换。并联可以有效降低冷却时经过的各部件的温差,如CPU/DIMM/VR及相关部件卡；而串联设计可以设计较小路径增加其循环速度有效加速散热,将两者优点结合,并透过三通电磁阀与系统温度检测机制可以有效做到切换应变液冷管串并联。
在有些实施例中，管路包括进水管路107和若干支管路；三通阀包括第一三通电磁阀201、第二三通电磁阀202和第三三通电磁阀203；支管路包括第一支管路101、第二支管路102、第三支管路103、第四支管路104、第五支管路105和第六支管路106；
进水管路107通过第一三通电磁阀201分别连通第一支管路101和第二支管路102；第二支管路102通过第二三通电磁阀202分别连通第三支管路103和第四支管路104；
第一支管路101、第三支管路103和第五支管路105连通；
第六支管路106与进水管路107的进水口位置连通；
第六支管路106通过第三三通电磁阀203与第四支管路104连通。通过设置三通电磁阀进行管路的连通设置，进行串联通路和并联通路的选择，并没有分别设置两类不同的管路，节省了资源，进一步提高降温效率。
在有些实施例中，第一支管路101、第三支管路103和第五支管路105通过第一三通301连通。
在有些实施例中，进水管路107的进水口位置处设置有支管路出水口；
第六支管路106与进水管路107的支管路出水口连接。
在有些实施例中，进水管路107与第四支管路104平行设置；
第六支管路106与第二支管路102平行设置；管路的平行设置进一步降低水流阻力，提升降温效率。
第四支管路104上与进水管路107支管路出水口相对应的位置设置有支管路进水口；
第六支管路106一端与进水管路107的支管路出水口连通，另一端通过第三三通电磁阀203与第四支管路104上的支管路出水口连通。
本发明技术方案提供一种切换液冷管串并联的散热系统，包括若干组管路装置，管路装置设置在待降温部件的表面；
该系统还包括控制器和若干温度传感器；
温度传感器与控制器连接，用于实时监控待降温部件所在系统的温度；
管路装置与控制器连接，用于根据温度传感器采集的温度信息控制管路装置进行管路串并联连接的切换；
所述的管路装置包括液冷管路组件，液冷管路组件包括若干管路和与管路连接的三通阀；通过调节三通阀的通路进行管路串并联的切换。并联可以有效降低冷却时经过的各部件的温差,如CPU/DIMM/VR及相关部件卡；而串联设计可以设计较小路径增加其循环速度有效加速散热,将两者优点结合,并透过三通电磁阀与系统温度检测机制可以有效做到切换应变液冷管串并联。
在有些实施例中，管路包括进水管路107和若干支管路；三通阀包括第一三通电磁阀201、第二三通电磁阀202和第三三通电磁阀203；支管路包括第一支管路101、第二支管路102、第三支管路103、第四支管路104、第五支管路105和第六支管路106；
进水管路107通过第一三通电磁阀201分别连通第一支管路101和第二支管路102；第二支管路102通过第二三通电磁阀202分别连通第三支管路103和第四支管路104；
第一支管路101、第三支管路103和第五支管路105连通；
第六支管路106与进水管路107的进水口位置连通；
第六支管路106通过第三三通电磁阀203与第四支管路104连通。通过设置三通电磁阀进行管路的连通设置，进行串联通路和并联通路的选择，并没有分别设置两类不同的管路，节省了资源，进一步提高降温效率。
在有些实施例中，第一支管路101、第三支管路103和第五支管路105通过第一三通301连通。
在有些实施例中，进水管路107的进水口位置处设置有支管路出水口；
第六支管路106与进水管路107的支管路出水口连接。
在有些实施例中，进水管路107与第四支管路104平行设置；
第六支管路106与第二支管路102平行设置；管路的平行设置进一步降低水流阻力，提升降温效率。
第四支管路104上与进水管路107支管路出水口相对应的位置设置有支管路进水口；
第六支管路106一端与进水管路107的支管路出水口连通，另一端通过第三三通电磁阀203与第四支管路104上的支管路出水口连通。
在有些实施例中，第一三通电磁阀201、第二三通电磁阀202和第三三通电磁阀203分别与控制器连接。
在有些实施例中，该系统还包括水箱401，所述的水箱401设有进水口和出水口；进水管路107还设置有进水口；
水箱401出水口通过水泵与进水管路107的进水口连接；
第四支管路104和第五支管路105分别与水箱进水口连接。
水泵401与控制器连接。通过控制值进行散热系统的自动化控制，提高了散热效率。
如图2所示，温度传感器检测系统温度，当温度传感器检测的温度均大于设定的阈值时，同时，控制器控制第一三通电磁阀201、第二三通电磁阀202和第三三通电磁阀203使进水管路107、第二支管路102和第四支管路104形成连通串联通路连接到水箱的进水口和出水口。
如图3所示，温度传感器检测系统温度，当温度传感器检测的温度存在小于设定的阈值时，控制器控制水泵工作，同时，控制器控制第一三通电磁阀201、第二三通电磁阀202和第三三通电磁阀203使进水管路107、第一支管路101和第五支管105路形成的连通通路与进水管路107、第六支管路106和第四支管路104、第三支管路103和第五支管路105形成的连通通路并联连接到水箱401。
本发明实施例还提供一种散热系统液冷管串并联的切换方法，应用于第二方面所述的散热系统，该方法包括如下步骤：
温度传感器检测系统温度，当温度传感器检测的温度均大于设定的阈值时，同时，控制器控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀使进水管路、第二支管路和第四支管路形成连通串联通路；
否则，控制器控制水泵工作，同时，控制器控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀使进水管路、第一支管路和第五支管路形成的连通通路与进水管路、第六支管路和第四支管路、第三支管路和第五支管路形成的连通通路并联。当液冷配置流经之部件温度分布差别过大时,可以调节为并联配置有效降低温差,使其流经的各个冷却部件可以得到适当的温度散热策略,而当系统内需要加速循环散热各部件时,可以切换为串联配置,可以让其有效降低系统散热。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种切换液冷管串并联的管路装置，其特征在于，包括液冷管路组件，液冷管路组件包括若干管路和与管路连接的三通阀；通过调节三通阀的通路进行管路串并联的切换;
管路包括进水管路和若干支管路；三通阀包括第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀；支管路包括第一支管路、第二支管路、第三支管路、第四支管路、第五支管路和第六支管路；
进水管路通过第一三通电磁阀分别连通第一支管路和第二支管路；第二支管路通过第二三通电磁阀分别连通第三支管路和第四支管路；
第一支管路、第三支管路和第五支管路连通；
第六支管路与进水管路的进水口位置连通；
第六支管路通过第三三通电磁阀与第四支管路连通;
被控过程如下：温度传感器检测系统温度，当温度传感器检测的温度均大于设定的阈值时，同时，控制器控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀使进水管路、第二支管路和第四支管路形成连通串联通路；
否则，控制器控制水泵工作，同时，控制器控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀使进水管路、第一支管路和第五支管路形成的连通通路与进水管路、第六支管路和第四支管路、第三支管路和第五支管路形成的连通通路并联。
2.根据权利要求1所述的切换液冷管串并联的管路装置，其特征在于，第一支管路、第三支管路和第五支管路通过第一三通连通。
3.根据权利要求2所述的切换液冷管串并联的管路装置，其特征在于，进水管路的进水口位置处设置有支管路出水口；
第六支管路与进水管路的支管路出水口连接。
4.根据权利要求3所述的切换液冷管串并联的管路装置，其特征在于，进水管路与第四支管路平行设置；
第六支管路与第二支管路平行设置；
第四支管路上与进水管路支管路出水口相对应的位置设置有支管路进水口；
第六支管路一端与进水管路的支管路出水口连通，另一端通过第三三通电磁阀与第四支管路上的支管路出水口连通。
5.一种切换液冷管串并联的散热系统，其特征在于，包括若干组管路装置，管路装置设置在待降温部件的表面；
该系统还包括控制器和若干温度传感器；
温度传感器与控制器连接，用于实时监控待降温部件所在系统的温度；
管路装置与控制器连接，用于根据温度传感器采集的温度信息控制管路装置进行管路串并联连接的切换；
所述的管路装置如权利要求1-4任一项所述的管路装置。
6.根据权利要求5所述的切换液冷管串并联的散热系统，其特征在于，所述的管路装置包括 第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀时，第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀分别与控制器连接。
7.根据权利要求6所述的切换液冷管串并联的散热系统，其特征在于，该系统还包括水箱，所述的水箱设有进水口和出水口；进水管路还设置有进水口；
水箱出水口通过水泵与进水管路的进水口连接；
当系统包括第四支管路和第五支管路时，第四支管路和第五支管路分别与水箱进水口连接。
8.根据权利要求7所述的切换液冷管串并联的散热系统，其特征在于，水泵与控制器连接。
9.一种散热系统液冷管串并联的切换方法，其特征在于，应用于权利要求5-8任一项所述的散热系统，该方法包括如下步骤：
温度传感器检测系统温度，当温度传感器检测的温度均大于设定的阈值时，同时，控制器控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀使进水管路、第二支管路和第四支管路形成连通串联通路；
否则，控制器控制水泵工作，同时，控制器控制第一三通电磁阀、第二三通电磁阀和第三三通电磁阀使进水管路、第一支管路和第五支管路形成的连通通路与进水管路、第六支管路和第四支管路、第三支管路和第五支管路形成的连通通路并联。
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