CN114390859B - 一种液冷服务器机柜系统及液冷服务器机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液冷服务器机柜系统及液冷服务器机柜，该系统包括：与服务器连接的冷水分水管和热水集水管；冷媒分配单元，所述冷媒分配单元的一端与所述热水集水管连接，所述冷媒分配单元的另一端与所述冷水分水管连接；与所述冷媒分配单元连接的汇集单元；与所述汇集单元连接的液冷组件；与所述汇集单元连接的交换机；其中，所述汇集单元配置为获取所述液冷组件检测到的机柜的环境指标，并管理所述冷媒分配单元。通过本发明的方案，可以实时监控机柜的环境指标，以及使调节冷媒分配单元，提高了机柜的能效水平及服务器的散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及服务器液冷技术领域，尤其涉及一种液冷服务器机柜系统及液冷服务器机柜。
背景技术
目前中国和国际上对于新建数据中心的PUE(Power Usage Effectiveness，是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源的比值)要求越来越高，传统风冷服务器的散热方式很难达到要求，传统风冷机房空调耗电量成为制约数据中心PUE降低的首要因素。而服务器液冷散热技术不需要或者只需要少量空调，便能够有效降低PUE。PUE＝数据中心总能耗/IT设备能耗，其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗，其值大于1。PUE值越接近1表明非IT设备耗能越少，即服务器的能效水平越好。
液冷散热技术目前主要有冷板式/浸没式/喷淋式，其中，目前应用最广且成熟度最高的是冷板式液冷技术。对于服务器来说，冷板式散热主要体现为把风冷散热片改为液冷板，并通过管路与服务器外部的CDU等供回水设备连接。
液冷机柜一般包括机柜、冷媒分配单元(CDU)、分集水器、管路、服务器等。CDU分为柜内小型CDU，也有柜外大型CDU。液冷机柜系统内各种组件仍处理各自为政、尚无统一业界标准的阶段，导致能耗较高，散热效果也不太理想。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种液冷服务器机柜系统及液冷服务器机柜，能够对机柜的环境实现一体监控，实时调节机柜的供水流量、温度等指标，为服务器提供更好的散热，降低了服务器的能耗。
基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种液冷服务器机柜系统，具体包括：
与服务器连接的冷水分水管和热水集水管；
冷媒分配单元，所述冷媒分配单元的一端与所述热水集水管连接，所述冷媒分配单元的另一端与所述冷水分水管连接；
与所述冷媒分配单元连接的汇集单元；
与所述汇集单元连接的液冷组件；
与所述汇集单元连接的交换机；
其中，所述汇集单元配置为获取所述液冷组件检测到的机柜的环境指标，并管理所述冷媒分配单元。
在一些实施方式中，系统还包括管理服务器，所述管理服务器通过所述交换机与所述汇集单元连接，其中，所述管理服务器为机柜内服务器中的一个或多个；
所述管理服务器配置为基于所述交换机访问并监控所述汇集单元。
在一些实施方式中，所述管理服务器配置为响应于监控到所述汇集单元获取到的环境指标不满足对应的预设条件，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
在一些实施方式中，所述管理服务器还配置为监控管理服务器的温度，并响应于所述管理服务器的温度不在预设范围内，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
在一些实施方式中，所述汇集单元包括接口模块，所述汇集单元分别通过所述接口模块中对应的接口连接到所述液冷组件、所述冷媒分配单元和所述交换机。
在一些实施方式中，所述管理服务器包括BMC，所述BMC配置为基于汇集单元的IP访问并监控所述汇集单元。
在一些实施方式中，所述液冷组件包括温度传感器；
其中，所述汇集单元配置为获取所述温度传感器检测到的机柜的进风温度和出风温度；
所述管理服务器配置为响应于监控到所述汇集单元获取到的所述进风温度和所述出风温度，并响应于监控到的出风温度与进风温度的温差及所述出风温度不满足第一预设条件，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
在一些实施方式中，所述液冷组件包括湿度传感器；
所述汇集单元配置为获取所述湿度传感器检测到的机柜的湿度；
所述管理服务器配置为监控所述汇集单元获取的所述机柜的湿度，并响应于监控到所述湿度不满足第二预设条件向管理中心发送报警信息。
在一些实施方式中，所述液冷组件包括烟雾传感器；
其中，所述汇集单元配置为获取所述烟雾传感器检测到的机柜的烟雾信息；
所述管理服务器配置为监控所述汇集单元获取的所述机柜的烟雾信息，并响应于监控到所述机柜有烟雾向管理中心发送报警信息。
在一些实施方式中，所述液冷组件包括漏液传感器；
其中，所述汇集单元配置为获取所述漏液传感器检测到的机柜的漏液信息；
所述管理服务器配置为监控所述汇集单元获取的所述机柜的漏液信息，并响应于监控到所述机柜有漏液向管理中心发送报警信息。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种液冷服务器机柜，包括如上所述的液冷服务器机柜系统。
本发明至少具有以下有益技术效果：通过与服务器连接的冷水分水管和热水集水管；冷媒分配单元，所述冷媒分配单元的一端与所述热水集水管连接，所述冷媒分配单元的另一端与所述冷水分水管连接；与所述冷媒分配单元连接的汇集单元；与所述汇集单元连接的液冷组件；与所述汇集单元连接的交换机；其中，所述汇集单元配置为获取所述液冷组件检测到的机柜的环境指标，并管理所述冷媒分配单元，可以实时监控机柜的环境指标，以及使调节冷媒分配单元，提高机柜的能效水平，提高服务器的散热效果。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明提供的液冷服务器机柜系统的一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的液冷服务器机柜的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种液冷服务器机柜系统的实施例。如图1所示，其包括：
与服务器100连接的冷水分水管110和热水集水管120；
冷媒分配单元130，所述冷媒分配单元130的一端与所述热水集水管120连接，所述冷媒分配单元130的另一端与所述冷水分水管110连接
与所述冷媒分配单元130连接的汇集单元140；
与所述汇集单元140连接的液冷组件150；
与所述汇集单元140连接的交换机160；
其中，所述汇集单元配置为获取所述液冷组件检测到的机柜的环境指标，并管理所述冷媒分配单元。
具体的，机柜为用于数据中心的服务器机柜，使用导轨或者滑轨安装服务器、交换机、冷媒分配单元CDU和各种液冷组件等。冷媒分配单元包括柜内冷媒分配单元和柜外冷媒分配单元，本实施例中为柜内冷媒分配单元。
冷水分水管、热水集水管为不锈钢等材质的管路，用来连接服务器液冷接头和CDU的供回水接头，形成液体流动回路；交换机可搭配使用标准交换机，为机柜提供网络，例如，接入机柜外的DHCP服务器，为柜内设备提供网络；服务器为冷板式液冷服务器；冷媒分配单元，保障液冷服务器内冷却液循环，CDU内部有控制器进行压力、流量等控制，并通过相应的接口，例如，Modbus接口，与汇集单元(collection unit，简称CU)通信；汇集单元CU对下连接CDU和液冷组件等设备，可以给CDU发控制指令调节流量压力，可以从液冷组件获取实时的环境数据；汇集单元CU对上连接交换机，其他连入交换机的设备，例如个人电脑、笔记本电脑等，使其他连入交换机的设备可以通过汇集单元的IP访问并监控汇集单元CU，进而控制CDU和液冷组件等设备。
用户通过汇集单元的IP能够访问汇集单元，进行冷媒分配单元的控制；并且能够添加和管理接入汇集单元的各种液冷设备。
在一些应用场景中，可以通过网页访问汇集单元，根据当前机柜的环境进行汇集单元的配置，例如，配置绝对温度和温差的范围，当汇集单元获取的环境指标超出该范围时，相应的调节流量或压力，在保证机柜内服务器散热效果的同时，尽可能的降低能耗。更加具体的，例如，当前汇集单元连接了温度传感器，温度传感器能够获取机柜进风温度和出风温度，当出风温度超出设定的最大值时，说明服务器功耗增加，控制CDU增加供液流量或压力，提高散热能力；当出风口温度超出设定的最小值时，说明服务器功耗降低，可控制CDU减少供液流量或压力，降低CDU的功耗。
液冷组件包括：温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、漏液检测器等各类环境设备或液冷设备。应当理解的是，液冷组件还可以包括其他环境设备和液冷设备，以上传感器仅仅以示例的形式给出，在此并不做限制。
在一些实施方式中，系统还包括管理服务器，所述管理服务器通过所述交换机与所述汇集单元连接，其中，所述管理服务器为机柜内服务器中的一个或多个；
所述管理服务器配置为基于所述交换机访问并监控所述汇集单元。
结合图1，在机柜中选取一台服务器为管理服务器。在管理服务器可以通过汇集单元的IP访问汇集单元，进行汇集单元的操作和管理，进而监控接入汇集的各类液冷组件和冷媒分配单元。
在一些实施方式中，所述管理服务器配置为响应于监控到所述汇集单元获取到的环境指标不满足对应的预设条件，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
汇集单元获取连接的液冷组件检测到的环境指标；管理服务器监控汇集单元，并在监控到的环境指标不满足提前设定好的条件时，发送控制指令到汇集单元，通过汇集单元发送给冷媒分配单元，以调节冷媒分配单元的液冷流量或压力。
在一些实施方式中，所述管理服务器还配置为监控管理服务器的温度，并响应于所述管理服务器的温度不在预设范围内，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
管理服务器监控服务器内部硬件，例如CPU的温度，并响应于CPU的温度不在预设范围内，通过汇集单元向冷媒分配单元发送控制指令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
在一些实施方式中，所述汇集单元包括接口模块，所述汇集单元分别通过所述接口模块中对应的接口连接到所述液冷组件、所述冷媒分配单元和所述交换机。
汇集单元，为连接交换机、各种液冷组件和冷媒分配单元，对外接口有标准RJ45接口、RS232、RS485、modbus接口等。
具体的，汇集单元通过标准RJ45接口连接交换机，通过modbus接口连接冷媒分配单元，根据液冷组件的种类和型号，选取对应的接口进行连接。
在一些实施方式中，所述管理服务器包括BMC，所述BMC配置为基于汇集单元的IP访问并监控所述汇集单元。
在一些实施方式中，所述液冷组件包括温度传感器；
其中，所述汇集单元配置为获取所述温度传感器检测到的机柜的进风温度和出风温度；
所述管理服务器配置为响应于监控到所述汇集单元获取到的所述进风温度和所述出风温度，并响应于监控到的出风温度与进风温度的温差及所述出风温度不满足第一预设条件，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
温度传感器能够检测机柜进风温度和出风温度，汇集单元实时获取机柜的进风温度和出风温度，当服务器监控机柜的进风温度和出风温度的温差超出规定的范围，并且出风温度也超出规定的最高值时，说明当前服务器的功耗增加，服务器通过汇集单元发送控制指令控制CDU增加冷却液的流量或压力，提高散热能力；当服务器监控机柜的进风温度和出风温度的温差在规定的范围，但是出风温度超出规定的最低值时，说明服务器功耗降低，服务器通过汇集单元发送控制指令控制CDU减少供液流量、压力，降低液冷设备功耗。以上仅为本发明实施例的部分举例，并不代表全部，实际的机柜所在环境比较复杂，控制CDU的时机可以根据具体工况具体定义。
在一些实施方式中，所述液冷组件包括湿度传感器；
所述汇集单元配置为获取所述湿度传感器检测到的机柜的湿度；
所述管理服务器配置为监控所述汇集单元获取的所述机柜的湿度，并响应于监控到所述湿度不满足第二预设条件向管理中心发送报警信息。
在一些实施方式中，所述液冷组件包括烟雾传感器；
其中，所述汇集单元配置为获取所述烟雾传感器检测到的机柜的烟雾信息；
所述管理服务器配置为监控所述汇集单元获取的所述机柜的烟雾信息，并响应于监控到所述机柜有烟雾向管理中心发送报警信息。
在一些实施方式中，所述液冷组件包括漏液传感器；
其中，所述汇集单元配置为获取所述漏液传感器检测到的机柜的漏液信息；
所述管理服务器配置为监控所述汇集单元获取的所述机柜的漏液信息，并响应于监控到所述机柜有漏液向管理中心发送报警信息。
湿度传感器、烟雾传感器、漏油传感器用于监控环境的湿度、烟雾、漏油等指标，当湿度过高或过低、发生事故有烟雾、或漏油时能够被这些传感器检测到，及时通过CU或管理服务器传递到机房监控室，避免更大的事故发生。
基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图2所示，本发明的实施例还提供了一种液冷服务器机柜20，包括如上所述的液冷服务器机柜系统210。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种液冷服务器机柜系统，其特征在于，包括：
与服务器连接的冷水分水管和热水集水管；
冷媒分配单元，所述冷媒分配单元的一端与所述热水集水管连接，所述冷媒分配单元的另一端与所述冷水分水管连接；
与所述冷媒分配单元连接的汇集单元；
与所述汇集单元连接的液冷组件；
与所述汇集单元连接的交换机；
其中，所述汇集单元配置为获取所述液冷组件检测到的机柜的环境指标，并管理所述冷媒分配单元；以及
管理服务器，所述管理服务器通过所述交换机与所述汇集单元连接，其中，所述管理服务器为机柜内服务器中的一个或多个；
所述管理服务器配置为基于所述交换机访问并监控所述汇集单元；
所述管理服务器配置为响应于监控到所述汇集单元获取到的环境指标不满足对应的预设条件，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力；
所述管理服务器还配置为监控管理服务器的温度，并响应于所述管理服务器的温度不在预设范围内，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述汇集单元包括接口模块，所述汇集单元分别通过所述接口模块中对应的接口连接到所述液冷组件、所述冷媒分配单元和所述交换机。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管理服务器包括BMC，所述BMC配置为基于汇集单元的IP访问并监控所述汇集单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液冷组件包括温度传感器；
其中，所述汇集单元配置为获取所述温度传感器检测到的机柜的进风温度和出风温度；
所述管理服务器配置为响应于监控到所述汇集单元获取到的所述进风温度和所述出风温度，并响应于监控到的出风温度与进风温度的温差及所述出风温度不满足第一预设条件，通过所述汇集单元向所述冷媒分配单元发送命令以控制冷媒分配单元的流量或压力。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液冷组件包括湿度传感器；
所述汇集单元配置为获取所述湿度传感器检测到的机柜的湿度；
所述管理服务器配置为监控所述汇集单元获取的所述机柜的湿度，并响应于监控到所述湿度不满足第二预设条件向管理中心发送报警信息。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液冷组件包括烟雾传感器和/或漏液传感器；
其中，所述汇集单元配置为获取所述烟雾传感器检测到的机柜的烟雾信息和/或漏液信息；
所述管理服务器配置为监控所述汇集单元获取的所述机柜的烟雾信息和/或漏液信息，并响应于监控到所述机柜有烟雾和/或漏液向管理中心发送报警信息。
7.一种液冷服务器机柜，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的液冷服务器机柜系统。
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