CN112911905B - 一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统及控制方法，包括防漏托盘单元、间接冷板式液冷元件防漏单元、液冷管路防漏单元、控制单元、排水管路和漏液收集单元，防漏托盘单元用于监测液冷循环的安全性，并且如有漏液发生可以将泄漏的冷却液安全引流。间接冷板式液冷元件防漏单元可以监测间接冷板式液冷元件否有漏液，并且能够防止漏液流出对服务器造成损伤。液冷管路防漏单元可以监测液冷管路是否漏液，并能够将泄漏的冷却液排至装置外部。控制单元用于接收和输出控制信号。排水管路和漏液收集单元用于将泄漏的冷却液收集起来。模块化设计使得整套防漏装置更加灵活，降低了机柜式液冷数据中心液冷系统运行的风险。

Description

一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统及控制方法

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统及控制方法。

背景技术

随着通信行业高速低延的需求不断增加，数据中心逐渐向集群化和高密度方向发展，随之带来的是数据中心高能耗的问题，2011年以来我国数据中心耗电量连续八年以超12％的增长速度进行增长，预计2023年数据中心总用电量超过2600亿度电，数据中心节能成为数据中心发展的主要方向之一，其中数据中心散热成为这一方向的重要突破点。

传统数据中心采用风冷散热方式，通常使用翅片作为散热元件，随着服务器 CPU功率不断增大，单纯依靠增加散热翅片面积已经不能满足不断增大的散热需求，液冷由于具有比风冷上百倍的散热效率而逐渐受到关注。目前传统的直接冷板式液冷散热系统由于冷却液进入服务器内部而存在冷却液泄漏的风险，并且服务器在机柜内呈纵向叠放，一旦泄漏可能会导致多台服务器同时受损而造成巨大的经济损失。与直接冷板式液冷散热系统相比，间接冷板式液冷散热系统避免了直接冷板式液冷散热系统中冷却液进入服务器内部存在的风险。根据中国专利申请号202010318501.X“一种单机柜模块化服务器液冷系统的及其控制方法”的描述，一种机柜式服务器液冷系统包括机柜柜体、液冷模块、液冷服务器、冷却液分配单元、机柜散热风扇。液冷模块通过冷却液分配单元与机柜柜体内若干液冷服务器连接；液冷模块用于降低液冷系统内冷却液的温度并保证冷却液在系统内循环，液冷分配单元用于将液冷模块处理后的冷却液分配给各液冷服务器。冷却液在服务器外部和外部管道中流动依然存在泄漏的风险和安全隐患。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统及控制方法，通过各防漏容器内部结构和线型漏液传感器配合，实现在数据中心液冷系统中对各服务器液冷元件、液冷管路以及液冷循环模块内漏液的实时监控，有效降低冷却液泄漏的风险。

本发明采用如下技术方案：

一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，包括液冷循环模块、液冷管路及液冷服务器，所述液冷服务器上设置间接冷板式液冷元件，还包括：

用于收集液冷循环模块漏液的防漏托盘单元；

用于收集间接冷板式液冷元件漏液的间接冷板式液冷元件防漏单元；

用于收集液冷管路漏液的液冷管路防漏单元；

用于根据防漏托盘单元、间接冷板式液冷元件防漏单元及液冷管路防漏单元收集的漏液量，进行相应处置的控制单元；

所述防漏托盘单元、间接冷板式液冷元件防漏单元及液冷管路防漏单元均与排水管路连通，所述排水管路与漏液收集单元连接。

进一步，所述防漏托盘单元，设置在服务器机柜的底部，包括漏斗状导流板、液冷循环模块安装凸台、漏液收集口和防漏托盘线型漏液传感器，所述液冷循环模块设置在液冷循环模块安装凸台上，所述漏斗状导流板设置在液冷循环模块安装凸台下方，所述防漏托盘线型漏液传感器设置在漏斗状导流板上，漏斗状导流板下方设置漏液收集口。

进一步，所述间接冷板式液冷元件包括导热板、热管及热交换模块。

进一步，所述间接冷板式液冷元件防漏单元包括上壳体及下壳体，间接冷板式液冷元件设置在上、下壳体形成的密闭腔体内，所述下壳体上设置斜板导流板，所述斜板导流板上设置液冷元件漏液传感器，斜板导流板与下壳体的底板形成漏液收集腔，漏液收集腔设有漏液收集口。

进一步，所述液冷管路防漏单元包括防漏外壳，所述液冷管路设置在防漏外壳内，在防漏外壳底部设有漏斗状漏液收集口，漏斗状漏液收集口设置液冷管路漏液传感器，在漏斗状漏液收集口下端设置排液口。

进一步，上壳体及下壳体的连接处设置密封胶条。

进一步，所述控制单元集成在液冷循环模块上，且控制液冷循环模块的冷却液输入及输出量。

进一步，斜板导流板与下壳体一体化设置。

一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统的控制方法，包括：

当控制单元检测到防漏托盘线型漏液传感器或液冷管路线型漏液传感器中的电流大于A1时，控制单元上报警告，减小液冷循环模块输送冷却液流量并减小服务器负载；

当控制单元检测到液冷元件漏液传感器中的电流大于A1时，控制单元关闭液冷循环模块、转移服务器负载至备用服务器同时上报警告。

进一步，阈值A1根据线型漏液传感器进行设置。

本发明的有益效果：

本发明有效的降低的服务器间接冷板式液冷系统的漏液风险，解决了数据中心间接冷板式液冷系统安全监控的问题，提高了液冷数据中心的运行可靠性；

该系统具有模块化，施工安装方便的特点，同时具有较高的可靠性，能够有效地防止传统液冷数据中心发生冷却液泄漏导致服务器损坏问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明防漏托盘单元的结构示意图；

图3a是本发明间接冷板式液冷元件防漏单元的结构示意图；

图3b是本发明间接冷板式液冷元件防漏单元的安装示意图；

图4是本发明液冷管路防漏单元的结构示意图；

图5是本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

参见图1，一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，包括液冷循环模块 10、液冷管路7、液冷服务器8、防漏托盘单元1、间接冷板式液冷元件防漏单元2、液冷管路防漏单元3、控制单元4、排水管路5及漏液收集单元6。

所述液冷服务器8上设置间接冷板式液冷元件801，间接冷板式液冷元件 801包括导热板8011、热管8012、热交换模块8013，液冷服务器8内芯片产生的热量通过导热板8011被导入热管8012，之后热量被热管8012传导至热交换模块8013，并被热交换模块8013内部的冷却液带走，带有热量的冷却液通过液冷管路7回流入液冷循环模块10。

所述防漏托盘单元1，用于收集液冷循环模块漏液，设置在服务器机柜的底部，包括有漏斗状导流板101、液冷循环模块安装凸台102、漏液收集口103和防漏托盘线型漏液传感器104，其中防漏托盘线型漏液传感器104呈窝状布置在漏斗状导流板101上。防漏托盘单元1安装在服务器机柜9底部，并将液冷循环模块10放置在液冷循环模块安装凸台102上，所述漏斗状导流板设置在液冷循环模块安装凸台下方，漏斗状导流板下方设置漏液收集口，漏液收集口103与排水管路5相连接，排水管路5与漏液收集单元6相连接。可以将泄漏的冷却液排入漏液收集单元内，避免冷却液流出造成设备损坏。

本实施例中，液冷循环模块安装凸台是由四块设置在漏斗状导流板四个角的矩形块构成。

参见图1、图3a及图3b所示，间接冷板式液冷元件防漏单元2由上壳体201及下壳体202构成，上壳体201和下壳体202的连接处设置密封胶条205，间接冷板式液冷元件的热交换模块设置在上、下壳体形成的密闭腔内，在下壳体202上一体化加工形成斜板导流板203、漏液收集腔204和漏液收集口 206，斜板导流板与下壳体的底面形成漏液收集腔，其底面设置有漏液收集口。本实施例中，在斜板导流板203上设置有液冷元件线型漏液传感器207。间接冷板式液冷元件防漏单元2安装在服务器内的间接冷板式液冷元件801上，漏液收集口206与排水管路5连接，排水管路5与漏液收集单元6相连接，并且能够防止漏液流出对服务器造成损伤。

参见图4，液冷管路防漏单元3包括：防漏外壳301、漏斗状漏液收集口302、排液口303和液冷管路线型漏液传感器304。在防漏外壳301的底部设置漏斗状漏液收集口302和排液口303，并在漏斗状收集口302上呈窝状设置液冷管路线型漏液传感器304。液冷管路防漏单元3安装在服务器机柜9上，并内设液冷管路7，排液口303与排水管路5连接，排水管路5连接至漏液收集单元6。

控制单元4安装在液冷循环模块10内，并且控制单元4与防漏托盘线型漏液传感器104、液冷元件线型漏液传感器207、液冷管路线型漏液传感器304电性连接。

当液冷循环模块10出现漏液时，泄漏的冷却液流入漏斗状导流板101，触发防漏托盘线型漏液传感器104，最后被排液口103收集并从排水管路5排至漏液收集装置6；当间接冷板式液冷元件801出现漏液时，流出的冷却液沿着上壳体201和下壳体202流经斜板导流板203触发液冷元件线型漏液传感器207，流入漏液收集腔204并从漏液收集口206排入排水管路5，排至漏液收集装置6；当液冷管路7出现泄漏时，漏液沿着防漏外壳301流入漏斗状漏液收集口302，触发液冷管路线型漏液传感器304，经排液口303进入排水管路5，最终被排至漏液收集单元6。

一种利用上述机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统的控制方法包括：

S1：当控制单元监测到防漏托盘线型漏液传感器104或液冷管路线型漏液传感器304中的电流大于A1时，控制单元4上报警告，减小液冷循环模块10 输送冷却液流量并减小液冷服务器8负载；

S2：当控制单元检测到液冷元件线型漏液传感器207中的电流大于A1时，控制单元4关闭液冷循环模块10、转移液冷服务器8负载至备用服务器同时上报警告。

阈值A1是根据线性防漏传感器设置，而且这个阈值非常小，一般是存在电流就说明存在漏液，控制单元接收到电流，就相应减少水泵功率，进一步减小冷却液流量。

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所述实施例的限制，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 (9)

1.一种机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，包括液冷循环模块、液冷管路及液冷服务器，所述液冷服务器上设置间接冷板式液冷元件，其特征在于，还包括：

用于收集液冷循环模块漏液的防漏托盘单元；

用于收集间接冷板式液冷元件漏液的间接冷板式液冷元件防漏单元；

用于收集液冷管路漏液的液冷管路防漏单元；

用于根据防漏托盘单元、间接冷板式液冷元件防漏单元及液冷管路防漏单元收集的漏液量，进行相应处置的控制单元；

所述防漏托盘单元、间接冷板式液冷元件防漏单元及液冷管路防漏单元均与排水管路连通，所述排水管路与漏液收集单元连接；

所述间接冷板式液冷元件防漏单元包括上壳体及下壳体，间接冷板式液冷元件设置在上、下壳体形成的密闭腔体内，所述下壳体上设置斜板导流板，所述斜板导流板上设置液冷元件漏液传感器，斜板导流板与下壳体的底板形成漏液收集腔，漏液收集腔设有漏液收集口。

2.根据权利要求1所述的机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，其特征在于，所述防漏托盘单元，设置在服务器机柜的底部，包括漏斗状导流板、液冷循环模块安装凸台、漏液收集口和防漏托盘线型漏液传感器，所述液冷循环模块设置在液冷循环模块安装凸台上，所述漏斗状导流板设置在液冷循环模块安装凸台下方，所述防漏托盘线型漏液传感器设置在漏斗状导流板上，漏斗状导流板下方设置漏液收集口。

3.根据权利要求1所述的机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，其特征在于，所述间接冷板式液冷元件包括导热板、热管及热交换模块。

4.根据权利要求1-3任一项所述的机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，其特征在于，所述液冷管路防漏单元包括防漏外壳，所述液冷管路设置在防漏外壳内，在防漏外壳底部设有漏斗状漏液收集口，漏斗状漏液收集口设置液冷管路漏液传感器，在漏斗状漏液收集口下端设置排液口。

5.根据权利要求4所述的机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，其特征在于，上壳体及下壳体的连接处设置密封胶条。

6.根据权利要求1所述的机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，其特征在于，所述控制单元集成在液冷循环模块上，且控制液冷循环模块的冷却液输入及输出量。

7.根据权利要求1所述的机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统，其特征在于，斜板导流板与下壳体一体化设置。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的机柜式服务器间接冷板式液冷防漏系统的控制方法，其特征在于，包括：

当控制单元检测到防漏托盘线型漏液传感器或液冷管路线型漏液传感器中的电流大于A1时，控制单元上报警告，减小液冷循环模块输送冷却液流量并减小服务器负载；

当控制单元检测到液冷元件漏液传感器中的电流大于A1时，控制单元关闭液冷循环模块、转移服务器负载至备用服务器同时上报警告。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，阈值A1根据线型漏液传感器进行设置。

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