CN114025583A - 一种辐射相变式自动控温系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种辐射相变式自动控温系统，用于服务器集群冷却，包括液冷散热模块，液冷散热模块包括换热器本体，连接换热器本体的进液口，连接换热器本体且用于延伸至各服务器单元的蒸发换热管，连接全部蒸发换热管远离换热器本体一端的出液口；温度检测模块，用于设于各服务器单元并检测温度；风冷模块，风冷模块包括朝向换热器本体设置的开口隔板，开口隔板上设有对应各服务器单元设置以调节送风的隔板阀；控制模块，用于在温度检测模块检测的任一服务器单元超温时控制所述隔板阀增大开度。上述自动控温系统能够对服务器集群进行高效稳定散热，灵活调整各单元的散热强度，避免集群中的个别服务器单元超温。
Description
技术领域
本申请涉及服务器散热领域，特别涉及一种辐射相变式自动控温系统。
背景技术
服务器等电子设备在运行过程各部件温度过高是最常遇到的设备故障原因。传统服务器往往设置具有多组风扇模块，以加速热对流的方式对电子元器件进行热交换，降低服务器的温度。而随着服务器运算能力提升和功率增大，其发热现象也越来越严重，需要体积更大且功率更高的风扇或增加风扇数量来提高散热效率。但是，当风扇数量增加会占用服务内部电子元器件的设置空间，同时产生更多的噪音，因此需要强化散热技术来满足服务器的散热需求。液冷服务器尤其浸没式液冷服务器也随之推广开来。但现有服务器集群仍存在散热效率低下和冷却散热不均，整个集群内不能灵活调整适应不同负荷不同工况的服务器单元，容易出现部分服务器单元温度超温。
综上所述，如何避免部分服务器单元超温成为本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种辐射相变式自动控温系统，能够对服务器集群进行高效稳定散热，灵活调整各单元的散热强度，避免集群中的局部服务器单元超温。
为实现上述目的，本发明提供一种辐射相变式自动控温系统，包括：
液冷散热模块，所述液冷散热模块包括换热器本体，连接所述换热器本体的进液口，连接所述换热器本体且用于延伸至各服务器单元的蒸发换热管，连接全部所述蒸发换热管远离所述换热器本体一端的出液口；
温度检测模块，用于设于各服务器单元并检测温度；
风冷模块，所述风冷模块包括朝向所述换热器本体设置的开口隔板，所述开口隔板上设有对应各服务器单元设置以调节送风的隔板阀；
控制模块，用于在所述温度检测模块检测的任一服务器单元超温时控制对应所述隔板阀增大开度。
可选地，所述换热器本体用于设于服务器集群底部，所述蒸发换热管相对所述换热器本体向上延伸，所述开口隔板设于所述换热器本体的底部。
可选地，所述换热器本体的周部设有与所述换热器本体连通且竖直设置的水冷壁，所述水冷壁围设形成容置服务器集群的冷却空间，且所述水冷壁的顶端与所述出液口连通。
可选地，所述进液口对称设置多组，所述出液口对称设置所述多组，且所述进液口设于所述出液口的上方。
可选地，所述出液口和所述蒸发换热管的顶部之间连接储液箱。
可选地，所述进液口处设有进液调节机构，所述进液调节机构连接所述控制模块。
可选地，所述进液调节机构包括进液加压泵和进液调节阀。
可选地，还包括用于设于服务器集群远离所述开口隔板一端的第二隔板，所述第一隔板和所述开口隔板平行相对设置。
可选地，所述第二隔板设有与所述隔板阀对应设置的第二隔板阀，所述第二隔板阀连接所述控制模块。
相对于上述背景技术，本申请利用液冷散热模块对服务器集群整体进行液冷散热，通过进液口进液和换热器本体均流，换热器本体和环境辐射换热以降低服务器集群的环境温度，利用蒸发换热管向服务器集群中的各单元乃至各服务器对流换热降温，冷却液在蒸发换热管内发生蒸发，强化换热效率，气液混合态的冷却液从出液口流出，实现服务器集群的整体冷却；为避免局部服务器单元运行功率过大而超温，本申请进一步利用温度检测模块检测各服务器单元的温度，当局部服务器单元存在超温现象时，温度检测模块反馈给控制模块，由控制模块控制对应服务器单元处开口隔板上的隔板阀增大开度，调节送风，利用强化风冷加强对局部服务器单元的冷却，同时通过增加送风，强化了该服务器单元的蒸发换热管处的对流换热，加速冷却液蒸发，避免该局部服务器单元超温。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的辐射相变式自动控温系统的工作原理图。
其中：
1-进液口、2-换热器本体、3-储液箱、4-出液口、5-开口隔板、6-第二隔板、7-服务器、8-水冷壁。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
在本申请实施例中，服务器集群是指按照一定行列和高度布置的全部服务器7，服务器单元则指其中一组按照风冷模块送风方向排列的若干台服务器7。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的辐射相变式自动控温系统的工作原理图。
本申请实施例提供一种辐射相变式自动控温系统，该控温系统由液冷散热模块、风冷模块、温度检测模块和控制模块构成。其中，液冷散热模块用来对整个服务器集群进行统一冷却，风冷模块则朝向液冷散热模块的换热器本体2的设置，并设有能够调节送风的隔板阀，利用送风辅助冷却，送风与换热器本体2对流换热降温，提高风冷效果；且在温度检测模块检测到局部服务器单元负荷过高而超温时，控制模块调大朝向该服务器单元送风的隔板阀的开度，增大送风流量，通过强化风冷来强化该服务器单元的散热能力。在送风流量增加的同时，加速了液封散热模块的蒸发换热管处冷却液的蒸发，进一步提升了该服务器单元的散热能力，有效避免局部服务器单元超温，提高调节的灵活性和便利性。
具体而言，液冷散热模块包括换热器本体2和连通换热器本体2并朝向服务器集群的各单元延伸设置的蒸发换热管，蒸发换热管相当于换热器本体的散热翅片。换热器本体2用来设置在服务器集群的一端，以图1所示设置在服务器集群的底端而言，蒸发换热管向上延伸设置，具体可延伸设置在相邻列或相邻排之间的服务器机柜或服务器机架之间，利用换热器本体2和蒸发换热管与环境换热形成一个相对低温空间，服务器集群在该低温空间内运行。液冷散热模块设有进液口1和出液口4，进液口1连接换热器本体2并向换热器本体2输送冷却液，由换热器本体2均流后、在压力作用下，沿蒸发换热管向上输送，出液口4则与全部蒸发换热管的顶端连接，与环境换热以及在蒸发换热管内部分蒸发的冷却液从出液口4流出。
换热器本体2具体可采用盘管结构绕制而成的换热器，相邻的盘管之间具有预设间隙，以便装设在服务器机柜/服务器机架的底端，风冷模块则包括开口隔板5和装设在开口隔板5的隔板阀，开口隔板5装设在换热器本体2的底部，在向服务器集群的底部送风时，通过调节各隔板阀的开度，调整不同位置处的服务器单元的送风量，根据服务器7的负荷匹配合适的散热能力。通过调节隔板阀改变送风量增强该服务器单元的散热能力不仅体现增大送风量，强化了送风与服务器7的对流换热，而且增大送风加速了对应的蒸发换热管内的冷却液的蒸发，进一步降低了对应服务器单元的环境温度，强化了散热能力。温度检测模块包括设置在各服务器单元乃至各服务器7处温度传感器，温度传感器将检测的对应位置处的服务器7的温度反馈给控制模块，控制模块根据检测温度定位因超负荷运行等原因造成超温的服务器7乃至服务器单元，进而控制对应超温服务器单元的隔板阀增大开度，强化此服务器单元的散热能力，控制模块可采用plc或工控机等。
在进一步的实施例中，液冷散热模块还包括设置在进液口1处进液调节机构，进液调节机构连接控制模块。当超过半数的服务器单元超温运行且通过增大对应隔板阀的开度冷却效果不及预期时，可以由控制模块控制进液调节机构，增大单位时间的冷却液进液流量。举例来说，进液调节机构包括设置在进液口1处的进液调节阀，通过增大进液调节阀的开度来增大进液流量，进而改善服务器集群散热。进液调节机构进一步包括进液加压泵，控制模块通过增大进液加压泵运行频率，提高进液压力和进液流量。
在上述实施例的基础之上，液冷散热模块还包括换热器本体2四周且和换热器本体2连通的水冷壁8，水冷壁8围成容置服务器集群的冷却空间，配合换热器本体2对服务器集群布置的空间进行冷却降温。为了提高冷却的均匀性，进液口1可根据需要对称设置多组，对应地，出液口4也设置为多组，且进液口1通常设置在出液口4的下方，保证冷却液能够顺利流出。作为优选地，蒸发换热管的顶端连接储液箱3，储液箱3与出液口4连通，利用多组储液箱3对从蒸发换热管冷却液进行汇流，以便冷却液顺利流出。
此外，本申请实施例提供的辐射相变式自动控温系统还包括与开口隔板5相对设置的第二隔板6，第二隔板6用来装设在服务器集群远离开口隔板5的一端，且第二隔板6和服务器集群以设定间隙设置。当开口隔板5设置在服务器集群的底端时，第二隔板6设置在服务器集群顶端的预设高度处，在侧面预留出风间隙。第二隔板6的设置有利于配合水冷壁8、开口隔板5借助冷却液吸热形成低温空间并维持低温空间。第二隔板6还可对应开口隔板5上的隔板阀对应设置第二隔板阀，第二隔板阀同样连接控制模块，当局部服务器单元超温时，控制模块控制隔板阀和第二隔板阀同时增大开度，以强化对应服务器单元的风冷散热，避免服务器7超温。
能够想到的是，开口隔板5还可以设置在服务器集群的顶端，本申请对此不作具体限制。该辐射相变式自动控温系统不仅可以用于服务器集群冷却，还可以用于其他电器设备的冷却，本申请对此亦不作具体限制。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的辐射相变式自动控温系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种辐射相变式自动控温系统，用于服务器集群冷却，其特征在于，包括：
液冷散热模块，所述液冷散热模块包括换热器本体，连接所述换热器本体的进液口，连接所述换热器本体且用于延伸至各服务器单元的蒸发换热管，连接全部所述蒸发换热管远离所述换热器本体一端的出液口；
温度检测模块，用于设于各服务器单元并检测温度；
风冷模块，所述风冷模块包括朝向所述换热器本体设置的开口隔板，所述开口隔板上设有对应各服务器单元设置以调节送风的隔板阀；
控制模块，用于在所述温度检测模块检测的任一服务器单元超温时控制对应所述隔板阀增大开度。
2.根据权利要求1所述的辐射相变式自动控温系统，其特征在于，所述换热器本体用于设于服务器集群底部，所述蒸发换热管相对所述换热器本体向上延伸，所述开口隔板设于所述换热器本体的底部。
3.根据权利要求1所述的辐射相变式自动控温系统，其特征在于，所述换热器本体的周部设有与所述换热器本体连通且竖直设置的水冷壁，所述水冷壁围设形成容置服务器集群的冷却空间，且所述水冷壁的顶端与所述出液口连通。
4.根据权利要求1所述的辐射相变式自动控温系统，其特征在于，所述进液口对称设置多组，所述出液口对称设置所述多组，且所述进液口设于所述出液口的上方。
5.根据权利要求1-4任一项所述的辐射相变式自动控温系统，其特征在于，所述出液口和所述蒸发换热管的顶部之间连接储液箱。
6.根据权利要求5所述的辐射相变式自动控温系统，其特征在于，所述进液口处设有进液调节机构，所述进液调节机构连接所述控制模块。
7.根据权利要求5所述的辐射相变式自动控温系统，其特征在于，所述进液调节机构包括进液加压泵和进液调节阀。
8.根据权利要求5所述的辐射相变式自动控温系统，其特征在于，还包括用于设于服务器集群远离所述开口隔板一端的第二隔板，所述第二隔板和所述开口隔板平行相对设置。
9.根据权利要求8所述的辐射相变式自动控温系统，其特征在于，所述第二隔板设有与所述隔板阀对应设置的第二隔板阀，所述第二隔板阀连接所述控制模块。
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