CN116723685A - 液冷散热系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及液冷技术领域,特别是涉及一种液冷散热系统,包括一次侧冷却单元、二次侧冷却单元和换热单元,一次侧冷却单元的出口与换热单元的一次侧进口相连通,换热单元的一次侧出口与一次侧冷却单元的进口相连通;二次侧冷却单元包括泵驱单元、静压水箱和负载单元,泵驱单元的进口与负载单元的出口相连通,泵驱单元的出口与静压水箱相连通,静压水箱与大气相连通,静压水箱与换热单元的二次侧进口相连通,换热单元的二次侧出口与负载单元的进口相连通,其中,泵驱单元为对其进口侧进行抽水的抽水泵,从而提高了液冷散热系统的安全性。

Description

液冷散热系统
技术领域
本申请涉及液冷技术领域,特别是涉及一种液冷散热系统。
背景技术
随着信息化和数据化技术及其应用的快速发展,服务器核心部件CPU、GPU等部件性能正显著提升,其功耗及其产热量也随之成倍增长,因此传统风冷散热技术已经无法满足服务器及数据中心机房散热需求。为进一步提高服务器及数据中心机房的散热能力,目前常用较为先进的液冷技术对服务器及数据中心机房进行散热,目前的服务器液冷技术主要有浸没式液冷和冷板式液冷两种,浸没式液冷直接将服务器浸入专用冷却液中进行服务器散热处理,由于其综合使用成本高、维护困难等原因,其应用规模较小。冷板式液冷利用与服务器产热部件(CPU、GPU等部件)直接接触的液冷冷板进行散热,其散热原理为冷却液泵驱换热系统水泵驱动冷却液(水、乙二醇等)持续不断流过与冷板内部通道,冷却液在通道内通过冷板板壁与服务器产热部件进行热交换,从而带走服务器产热部件运行产生的热量达到散热目的。
目前服务器液冷技术中的冷却液循环管路为正压系统,当管路出现破损或接头出现松动时,仅能在冷却液已泄露到服务器内部指定位置依靠漏液检测线检测管路泄露,此时泄露已发生且已造成服务器损坏,导致液冷散热系统的安全性较低。
发明内容
基于此,本申请提供一种液冷散热系统,以提高液冷散热系统的安全性。
一方面,提供一种液冷散热系统,所述液冷散热系统包括一次侧冷却单元、二次侧冷却单元和换热单元,所述一次侧冷却单元的出口与所述换热单元的一次侧进口相连通,所述换热单元的一次侧出口与所述一次侧冷却单元的进口相连通;所述二次侧冷却单元包括泵驱单元、静压水箱和负载单元,所述泵驱单元的进口与所述负载单元的出口相连通,所述泵驱单元的出口与所述静压水箱相连通,所述静压水箱与大气相连通,所述静压水箱与所述换热单元的二次侧进口相连通,所述换热单元的二次侧出口与所述负载单元的进口相连通,其中,所述泵驱单元为对其进口侧进行抽水的抽水泵。
在其中一个实施例中,所述二次侧冷却单元包括二次侧回液单元,所述二次侧回液单元包括排气灌,所述静压水箱的底部出口、所述负载单元的出口均与所述排气灌的顶部进口相连通,所述排气灌的底部出口与所述泵驱单元的进口相连通,所述排气灌的顶部设置有稳压排气阀。
在其中一个实施例中,所述排气灌的顶部还设置有排气稳压压力传感器,所述排气稳压压力传感器均与所述排气灌的内部相连通,所述静压水箱的底部出口与所述排气灌的顶部进口之间通过二次侧旁通回液管路相连通,所述二次侧旁通回液管路上设置有二次侧旁通调节单元和二次侧旁通单向阀。
在其中一个实施例中,所述静压水箱的底部与所述排气灌的顶部进口之间设置有系统补液管路,所述系统补液管路上设置有二次侧系统补液泵和二次侧系统补液单向阀。
在其中一个实施例中,所述静压水箱的顶部连接有水箱自动补液管路和水箱手动补液管路,所述水箱手动补液管路包括依次连通的二次侧手动补液通断阀、二次侧补液过滤器和二次侧水箱补液泵,所述二次侧手动补液通断阀与所述静压水箱的顶部相连通,所述二次侧水箱补液泵与补液水箱相连通;所述水箱自动补液管路的一端与所述静压水箱的顶部相连通,另一端与带压冷却液输送管路相连通。
在其中一个实施例中,所述静压水箱的底部连接有排液管路,所述排液管路上设置有电磁阀,所述静压水箱的顶部连接有溢流管路,所述溢流管路与所述排液管路相连通。
在其中一个实施例中,所述静压水箱的底部连接有二次侧水质自动检测监控单元,所述二次侧水质自动检测监控单元用于二次侧冷却液水质状态的检测。
在其中一个实施例中,所述泵驱单元包括并联布置的第一泵驱单元和第二泵驱单元,所述第一泵驱单元和第二泵驱单元均包括依次连通的二次侧回液进口通断阀、二次侧驱动泵进口避震管、二次侧驱动泵、二次侧驱动泵出口避震管、二次侧回液单向阀和二次侧回液出口通断阀,所述二次侧回液进口通断阀与所述排气灌的底部出口相连通,所述二次侧回液出口通断阀与所述静压水箱的顶部相连通。
在其中一个实施例中,所述负载单元与所述排气灌的顶部之间依次连接有二次侧回液主路通断阀、二次侧紫外杀菌装置、二次侧回液压力传感器、二次侧回液温度传感器和二次侧回液流量传感器,所述二次侧回液流量传感器与所述排气灌的顶部相连通,所述二次侧回液主路通断阀与所述负载单元相连通。
在其中一个实施例中,所述二次侧回液压力传感器与所述二次侧回液流量传感器之间并联连接有二次侧漏液检测装置,所述二次侧漏液检测装置为液体气泡检测仪。
在其中一个实施例中,所述二次侧冷却单元包括二次侧供液单元,所述二次侧供液单元包括依次连接的二次侧供液压力传感器、三个二次侧供液温度传感器、二次侧冷却液可视化监控装置和二次侧供液主路通断阀,所述二次侧供液压力传感器与所述换热单元的二次侧出口相连通,所述二次侧供液主路通断阀与所述负载单元相连通。
在其中一个实施例中,所述二次侧供液压力传感器包括二次侧供液进口压力传感器与二次侧供液出口压力传感器,所述二次侧供液进口压力传感器与所述二次侧供液出口压力传感器之间连接有并联布置的二次侧第一供液模组和二次侧第二供液模组,所述二次侧第一供液模组和二次侧第二供液模组均包括依次连接的二次侧进口通断阀、二次侧排液及水质取样阀、二次侧过滤器、二次侧出口通断阀,所述二次侧进口通断阀均与所述二次侧供液进口压力传感器相连通,所述二次侧出口通断阀均与所述二次侧供液出口压力传感器相连通。
在其中一个实施例中,所述一次侧冷却单元包括一次侧供液单元和一次侧冷机泵驱装置,所述一次侧供液单元包括依次连接的一次侧供液主路通断阀、一次侧紫外杀菌装置、一次侧供液温度传感器、一次侧供液压力传感器、一次侧供液自动排气阀,所述一次侧供液主路通断阀与所述一次侧冷机泵驱装置的出口相连通,所述一次侧供液自动排气阀与所述换热单元的一次侧进口相连通。
在其中一个实施例中,所述一次侧供液压力传感器包括一次侧进口压力传感器、一次侧出口压力传感器,所述一次侧进口压力传感器与所述一次侧出口压力传感器之间连接有并联布置的一次侧第一供液模组和一次侧第二供液模组,所述一次侧第一供液模组和一次侧第二供液模组均包括依次连接的一次侧进口通断阀、一次侧排液及水质取样阀、一次侧过滤器和一次侧出口通断阀,所述一次侧进口通断阀均与所述一次侧进口压力传感器相连通,所述一次侧出口通断阀均与所述一次侧出口压力传感器相连通。
在其中一个实施例中,所述一次侧冷却单元包括一次侧回液单元,所述一次侧回液单元包括依次连接的一次侧回液主路通断阀、一次侧冷却液可视化监控装置、一次侧冷却液流量传感器、一次侧回液温度传感器、一次侧回液压力传感器和一次侧冷却液调节装置,所述一次侧回液主路通断阀与所述一次侧冷机泵驱装置的进口相连通,所述一次侧冷却液调节装置与所述换热单元的一次侧出口相连通。
在其中一个实施例中,所述液冷散热系统还包括管外漏液检测装置,所述管外漏液检测装置包括电阻传感器。
在其中一个实施例中,所述一次侧冷机泵驱装置包括室外冷机、一次侧冷却液驱动泵、定压补水装置和自动加药装置。
另一方面,提供了一种液冷散热系统,所述液冷散热系统包括:
泵驱单元,用于对所述泵驱单元进口侧的管路执行抽水操作使得二次侧冷却单元中由静压水箱流向所述泵驱单元的管路处于负压状态,以形成负压管路;
静压水箱,与外界大气压相连通,用于通过外界大气压与所述负压管路内的负压建立压力差,以通过所述压力差建立二次侧冷却单元中冷却液的循环流动动力;
负载单元,用于在所述循环流动动力下将低温冷却液输送至负载并与负载执行热量交换后形成高温冷却液。
在其中一个实施例中,所述系统还包括:
二次侧回液温度传感器,用于二次侧回液单元的温度值,并通过所采集的温度值与预设温度值及所述泵驱单元建立温度反馈机制;响应于所述二次侧回液温度传感器的温度值高于所述预设温度值,提高所述泵驱单元的抽水功率以降低所述负压管路的负压;并通过增大的所述压力差提高所述循环流动动力以进一步提高所述二次侧冷却单元管路中的流量,使得所述二次侧回液温度传感器的温度值低于所述预设温度值。
在其中一个实施例中,所述系统还包括:
二次侧旁通调节单元,用于响应于所述负载单元的冷却液需求量低于所述泵驱单元出口侧的最低流量,调整二次侧旁通调节单元的阀门开度使得所述泵驱单元出口侧超过所述负载单元的冷却液需求量的流量流向排气灌并返回至所述泵驱单元进口侧。
本申请的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
上述液冷散热系统,泵驱单元对其进口侧的管路进行抽水操作,使得静压水箱的底部出口与泵驱单元进口之间的管路处于负压状态,形成负压管路;静压水箱内储存有冷却液,且静压水箱与外界大气相连通;外界大气压与负载管路的负压之间压力差,压力差建立起二次侧冷却单元中冷却液的循环流动动力,且二次侧负压管路始终处于负压状态,处于负压状态的负压管路能够有效的降低二次侧冷却单元管路中冷却液的漏液,有效的提高了液冷散热系统及数据中心的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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它的附图。
图1是本申请实施例提供的液冷散热系统的系统结构图;
图2是本申请实施例提供的液冷散热系统的一次侧冷却单元(一次侧供液单元和一次侧回液单元)的结构图;
图3是本申请实施例提供的液冷散热系统的二次侧供液单元的结构图;
图4是本申请实施例提供的液冷散热系统的二次侧回液单元的结构图;
图5是本申请实施例提供的液冷散热系统的静压水箱的结构图;
图6是本申请实施例提供的液冷散热系统的排气灌的结构图;
图7是本申请实施例提供的液冷散热系统的泵驱单元的结构图;
图8是本申请实施例提供的液冷散热方法的方法流程图。
说明书附图标记说明:
1、一次侧冷却单元;101、一次侧供液单元;102、一次侧冷机泵驱装置;103、一次侧回液单元;104、一次侧供液主路通断阀;105、一次侧紫外杀菌装置;106、一次侧供液温度传感器;107、一次侧供液自动排气阀;108、一次侧进口压力传感器;109、一次侧出口压力传感器;110、一次侧第一供液模组;111、一次侧第二供液模组;112、一次侧进口通断阀;113、一次侧排液及水质取样阀;114、一次侧过滤器;115、一次侧出口通断阀;116、一次侧回液主路通断阀;117、一次侧冷却液可视化监控装置;118、一次侧冷却液流量传感器;119、一次侧回液温度传感器;120、一次侧回液压力传感器;121、一次侧冷却液调节装置;
2、二次侧冷却单元;201、二次侧供液单元;202、负载单元;203、二次侧回液单元;204、泵驱单元;205、静压水箱;206、排气灌;207、稳压排气阀;208、排气稳压压力传感器;209、二次侧旁通回液管路;210、二次侧旁通调节单元;211、二次侧旁通单向阀;212、系统补液管路;213、二次侧系统补液泵;214、二次侧系统补液单向阀;215、水箱自动补液管路;216、水箱手动补液管路;217、二次侧手动补液通断阀;218、二次侧补液过滤器;219、二次侧水箱补液泵;220、排液管路;221、电磁阀;222、溢流管路;223、二次侧水质自动检测监控单元;224、第一泵驱单元;225、第二泵驱单元;226、二次侧回液进口通断阀;227、二次侧驱动泵进口避震管;228、二次侧驱动泵;229、二次侧驱动泵出口避震管;230、二次侧回液单向阀;231、二次侧回液出口通断阀;232、二次侧回液主路通断阀;233、二次侧紫外杀菌装置;234、二次侧回液压力传感器;235、二次侧回液温度传感器;236、二次侧回液流量传感器;237、二次侧漏液检测装置;238、二次侧供液温度传感器;239、二次侧冷却液可视化监控装置;240、二次侧供液主路通断阀;241、二次侧供液进口压力传感器;242、二次侧供液出口压力传感器;243、二次侧第一供液模组;244、二次侧第二供液模组;245、二次侧进口通断阀;246、二次侧排液及水质取样阀;247、二次侧过滤器;248、二次侧出口通断阀;249、二次侧主路单向阀;250、大气连通管路;
3、换热单元。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
目前常规冷板式液冷泵驱换热系统存在以下缺点:
(1)现有冷却液循环管路为正压系统,采用正压驱动冷却液的方式为冷却液循环流动提供动力,即冷却液循环管路内压力大于外部大气压,其依靠泵驱换热系统内水泵不断转动产生的压力驱动冷却液在冷却液循环管路内不断循环流动,当管路出现破损或接头出现松动时,冷却液泄露导电造成服务器损坏;此外,现有的冷却液漏液检测补救措施效果不理想,仅能在冷却液已泄露到服务器内部指定位置依靠漏液检测线检测管路泄露,此时泄露已发生且已造成服务器损坏,泵驱换热系统无有效阻断管路泄露措施。
(2)无微生物细菌主动消杀措施,系统长期运行后微生物产生的生物泥及酸性物质将造成冷却液污染、冷却液循环管道及液冷服务器腐蚀损害,同时当微生物细菌数量达到一定程度,仅能通过冷却管路彻底清洗及冷却液全部更换等措施保证系统正常运行,造成了大量人力及物力浪费。
(3)无冷却液水质在线监测报警措施,易造成不符合水质要求的冷却液流通服务器,造成服务器冷板管道堵塞及腐蚀等情况的发生。
(4)整个系统易损件及需要频繁清洗部件前后缺少冷却液关断装置,进行系统维护时需将系统冷却液全部排净后方能进行,造成维修难度大且一定程度冷却液浪费等情况的发生。
(5)无闭环自适应功能,泵驱换热系统仅能根据设定运行参数运行,无自感知装置,无法及时获取系统真实运行状态,无法根据系统使用需求自动调整设备运行状态,包含但不限于过滤器状态感知判定功能、换热器状态感知判定功能、系统自动补液功能及主动溢流等功能。
在一些实施例中,参照图1,图1为本申请实施例提供的液冷散热系统的系统结构图。
如图1所示,液冷散热系统包括一次侧冷却单元1、二次侧冷却单元2和换热单元3,一次侧冷却单元1的出口与换热单元3的一次侧进口相连通,换热单元3的一次侧出口与一次侧冷却单元1的进口相连通;二次侧冷却单元2的出口与换热单元3的二次侧进口相连通,二次侧冷却单元2的进口与换热单元3的二次侧出口相连通。液冷散热系统的工作原理为:一次侧冷却单元1所产生的冷却液(低温冷却液)通过一次侧冷却单元1的出口流入到换热单元3的一次侧进口,二次侧冷却单元2的冷却液(低温冷却液)与负载进行热量交换后形成的高温冷却液通过二次侧冷却单元2的出口进入到换热单元3的二次侧进口,在换热单元3内,进入换热单元3的一次侧冷却液(低温冷却液)与进入换热单元3的二次侧高温冷却液进行热量交换,使得进入换热单元3的一次侧冷却液变为高温冷却液,高温冷却液再通过一次侧冷却单元1变为冷却液(低温冷却液);使得进入换热单元3的二次侧高温冷却液变为冷却液(低温冷却液),冷却液(低温冷却液)再与负载进行热量交换后形成高温冷却液,循环往复,实现液冷散热系统对负载的降温冷却。换热单元3由钎焊式一体板式换热器构成,用于一次侧冷却单元1与二次侧冷却单元2之间的热量交换,通过换热翅片及逆流换热技术,将二次侧冷却单元2中的高温冷却液转换成低温冷却液,同时将一次侧冷却单元1的低温冷却液转换成高温冷却液,最终实现负载单元202(二次侧服务器等负载)产生的热量至一次侧冷却单元1的传递转换。
在一些实施例中,如图2所示,图2为本申请实施例提供的液冷散热系统的一次侧冷却单元(包含一次侧供液单元)的结构图。
一次侧冷却单元1包括一次侧冷机泵驱装置102、一次侧供液单元101和一次侧回液单元103。一次侧冷机泵驱装置102利用室外冷机为整个液冷散热系统提供散热所需要的冷源,也就是冷却液,冷却液如水、乙二醇等。一次侧冷机泵驱装置102提供的冷却液通过一次侧供液单元101将冷却液输送至换热单元3,换热单元3内的一次侧冷却液与二次侧高温冷却液进行热量交换后通过一次侧回液单元103返回一次侧冷机泵驱装置102。一次侧冷机泵驱装置102包括一次侧冷却液驱动泵,一次侧冷却液驱动泵为一次侧供液单元101和一次侧回液单元103中的冷却液提供流动动力,进而实现一次侧冷却液单元的循环流动。
一次侧供液单元101包括依次连接的一次侧供液主路通断阀104、一次侧紫外杀菌装置105、一次侧供液温度传感器106、一次侧进口压力传感器108、一次侧出口压力传感器109、一次侧供液自动排气阀107,一次侧供液主路通断阀104与一次侧冷机泵驱装置102的出口相连通,一次侧供液自动排气阀107与换热单元3的一次侧进口相连通。
一次供液主路通断阀用于实现一次侧供液单元101与一次侧冷机泵驱装置102之间的整体通断,以便在后续管路相关零部件需要进行维护保养及一次侧冷机泵驱装置102整体迁移时进行供液主管路的关停操作。一次侧紫外杀菌装置105利用紫外线杀菌技术实现一次侧冷却单元1冷却液中微生物细菌的主动消杀,防止因一次侧冷却单元1冷却液中微生物细菌超标而引起的冷却液水质污染冷却液循环管道,或者微生物细菌超标而引起的液冷服务器腐蚀损害等问题的发生,提高了液冷散热系统的水质。一次侧供液温度传感器106用于进行一次侧供液单元101管路的温度读取输出工作,将一次侧供液单元101管路的温度输出至一次侧冷机泵驱装置102,以便控制系统(附图未示出)根据具体使用需求通过一次侧冷机泵驱装置102调节一次侧系统运行状态,如:当一次侧供液温度传感器106所获取的温度值高于预设温度值时,通过控制系统调大一次侧冷机泵驱装置102中一次侧冷却液驱动泵的功率或者调大一次侧冷机泵驱装置102中室外冷机的制冷能力,以便于将一次侧供液温度传感器106所获取的温度值降低到预设温度值以内。一次侧供液压力传感器用于检测一次侧供液单元101管路上的冷却液压力。一次侧供液自动排气阀107用于一次侧供液单元101的管路中混入气体的自动排放,避免因管路中存在气体引起汽蚀损坏管路情况的发生,提高了液冷散热系统的安全性。
在其中一个实施方式中,一次侧供液压力传感器包括一次侧进口压力传感器108(位于一次侧过滤器114的进口侧)、一次侧出口压力传感器109(位于一次侧过滤器114的出口侧),如图2所示,一次侧进口压力传感器108与一次侧出口压力传感器109之间连接有并联布置的一次侧第一供液模组110和一次侧第二供液模组111,一次侧第一供液模组110和一次侧第二供液模组111均包括依次连接的一次侧进口通断阀112、一次侧排液及水质取样阀113、一次侧过滤器114和一次侧出口通断阀115,一次侧进口通断阀112均与一次侧进口压力传感器108相连通,一次侧出口通断阀115均与一次侧出口压力传感器109相连通。
一次侧过滤器114位于一次侧进口压力传感器108与一次侧出口压力传感器109之间,一次侧进口压力传感器108和一次侧出口压力传感器109共同构成一次侧过滤器114的滤芯状态监控单元,通过一次侧进口压力与一次侧出口压力的差值实现一次侧过滤器114的状态监控操作,当两者压力差值大于预设压差时,则表示一次侧过滤器114处于堵塞状态,控制系统则自动提醒相关维护人员进行一次侧过滤器114滤芯的清洗更换等操作。一次侧第一供液模组110的一次侧进口通断阀112、一次侧排液及水质取样阀113、一次侧过滤器114和一次侧出口通断阀115和一次侧第二供液模组111的一次侧进口通断阀112、一次侧排液及水质取样阀113、一次侧过滤器114和一次侧出口通断阀115共同组成一次侧冷却液过滤管路组件,其采用一用一备双过滤管路设计,以保证当其中一路出现问题或滤芯进行清洗更换时不影响系统的正常运行,即,一次侧第一供液模组110出现问题或更换滤芯时,通过一次侧第一供液模组110的一次侧进口通断阀112和一次侧出口通断阀115断掉一次侧第一供液模组110的管路,通过一次侧第二供液模组111正常运行;一次侧第二供液模组111出现问题或更换滤芯时,通过一次侧第二供液模组111的一次侧进口通断阀112和一次侧出口通断阀115断掉一次侧第二供液模组111的管路,通过一次侧第一供液模组110正常运行。一次侧排液阀及水质取样阀实现一次侧过滤管路组件中冷却液的排放操作,一次侧第一供液模组110、一次侧第二供液模组111配合实现在一次侧冷机泵驱装置102不停机状态下过滤器滤芯的清洗更换及管路维护保养,提高了维护效率,降低了维护成本。此外通过一次侧排液阀及水质取样阀可以实现一次侧冷却单元1中冷却液的便捷取样操作,进而实现不停机状态下一次侧冷却单元1中冷却液的取样送检工作。一次侧过滤器114采用不锈钢可冲洗滤芯设计,能够完成一次侧冷却单元1冷却液中颗粒物的去除操作,以保证一次侧冷却单元1冷却液的水质状态符合一次侧冷却单元1使用需求,进一步提高冷却液的水质。
在一些实施例中,如图2所示,图2为本申请实施例提供的液冷散热系统的一次侧冷却单元(包含一次侧回液单元)的结构图。
一次侧回液单元103负责将经过换热单元3的一次侧高温冷却液输送至一次侧冷机泵驱装置102进行降温操作。一次侧回液单元103包括依次连接的一次侧回液主路通断阀116、一次侧冷却液可视化监控装置117、一次侧冷却液流量传感器118、一次侧回液温度传感器119、一次侧回液压力传感器120和一次侧冷却液调节装置121,一次侧回液主路通断阀116与一次侧冷机泵驱装置102的进口相连通,一次侧冷却液调节装置121与换热单元3的一次侧出口相连通。
一次回液主路通断阀用于一次侧回液单元103与一次侧冷机泵驱装置102之间的整体通断,以便在一次侧回液单元103相关零部件需要进行维护保养及一次侧冷机泵驱换热装置整体迁移时进行回液主管路关停操作。一次侧冷却液可视化监控装置117用于一次侧冷却单元1冷却液的循环状态监控,一次侧冷却液可视化监控装置117采用透明钢化玻璃设计,作业人员能够直观清晰零距离进行冷却液循环状态查看,包括但不限于水质浑浊程度、水中杂质及气泡量等相关状态,提高液冷散热系统的水质监测能力。一次侧冷却液流量传感器118用于一次侧冷却单元1冷却液流量的监控使用,能够将一次侧冷却单元1冷却液流量数据输出并上传至控制系统,以便控制系统能够实时掌握一次侧冷却单元1冷却液流量信息并根据实际需要进行相关调整,即,当一次侧冷却液流量传感器118所采集到的冷却液流量未达到相应的预设值时,提高一次侧冷机泵驱换热装置中一次侧冷却液驱动泵的功率,或者当一次侧冷却液流量传感器118所采集到的冷却液流量超过相应的预设值时,降低一次侧冷机泵驱换热装置中一次侧冷却液驱动泵的功率。一次侧回液温度传感器119的工作原理可参见一次侧供液温度传感器106。一次侧回液压力传感器120用于一次侧回液单元103管路的回液压力采集,相当于换热单元3的一次侧出口压力值,一次侧供液压力传感器用于一次侧供液单元101的供液压力采集,相当于换热单元3的一次侧进口压力值,将换热单元3的一次侧进口压力值与一次侧出口压力值相对比得到换热单元3一次侧进出口的压差,通过该压差可以判断换热单元3的工作状态,如果压差过大,则说明换热单元3存在内部堵塞的可能,以及时同时维护人员进行维护,提高维护效率。同时一次侧回液压力传感器120所采集的回液压力可供控制系统根据具体使用需求调节一次侧冷却单元1的运行状态,如根据实际需求调整一次侧冷机泵驱换热装置的流量。一次侧冷却液调节装置121采用电动比例阀设计,能够通过调整阀门开度进行一次侧冷却单元1冷却液压力、流量及温度等相关参数的调整,以便满足一次侧冷却单元1的具体使用需求。
在一些实施例中,如图3所示,图3为本申请实施例提供的液冷散热系统的二次侧供液单元的结构图。
二次侧冷却单元2包括二次侧供液单元201、二次侧回液单元203和负载单元202,二次侧冷却单元2利用泵驱单元204带动二次侧冷却单元2管路中冷却液的循环流动,并持续不断的将服务器、交换机等负载单元202所产生的热量传递至换热单元3,以完成二次侧冷却单元2与一次侧冷却单元1之间的热量交换。其中,二次侧供液单元201包括依次连接的二次侧供液压力传感器、三个二次侧供液温度传感器238、二次侧冷却液可视化监控装置239和二次侧供液主路通断阀240,二次侧供液进口压力传感器241与换热单元3的二次侧出口相连通,二次侧供液主路通断阀240与负载单元202相连通。
二次侧供液温度传感器238采用一用两备设计方案,用于二次侧供液单元201管路中冷却液(低温冷却液)温度的读取输出工作,将二次侧供液温度传感器238所采集的冷却液温度输出至控制系统,以便控制系统根据具体使用需求调节二次侧供液单元201的运行状态,具体调节方式参见一次侧供液温度传感器106。不同的数据中心的等级不同,其可靠性不同,因此需要根据数据中心的等级机可靠性来对二次侧供液温度传感器238的方案进行设计,包括一用一备方案(低可靠性)、一用两备方案(高可靠性)。二次侧冷却液可视化监控装置239的作用参见一次侧冷却液可视化监控装置117的描述。二次侧供液主路通断阀240用于实现二次侧供液单元201与负载单元202之间的整体通断,以便二次侧供液单元201相关零部件需要进行维护保养及一次侧冷机泵驱装置102整体迁移时进行供液主管路的关停操作,提高维护效率。负载单元202由液冷服务器及液冷整机柜等相关液冷产品构成,负载单元202在运行过程中将产生大量热量并通过液冷产品中的冷板组件将二次侧供液单元201提供的低温冷却液升温至二次侧回液单元203输送的高温冷却液,进而完成液冷产品的热量传递转换及散热操作。
在其中一个实施方式中,二次侧供液压力传感器包括二次侧供液进口压力传感器241与二次侧供液出口压力传感器242,二次侧供液进口压力传感器241与二次侧供液出口压力传感器242之间连接有并联布置的二次侧第一供液模组243和二次侧第二供液模组244,二次侧第一供液模组243和二次侧第二供液模组244均包括依次连接的二次侧进口通断阀245、二次侧排液及水质取样阀246、二次侧过滤器247、二次侧出口通断阀248,二次侧进口通断阀245均与二次侧供液进口压力传感器241相连通,二次侧出口通断阀248均与二次侧供液出口压力传感器242相连通。二次侧第一供液模组243和二次侧第二供液模组244与一次侧第一供液模组110、一次侧第二供液模组111的工作原理一致,具体工作方式参见一次侧第一供液模组110和一次侧第二供液模组111的描述。
在一些实施例中,如图4所示,图4为本申请实施例提供的液冷散热系统的二次侧回液单元的结构图。
二次侧回液单元203包括泵驱单元204和静压水箱205,泵驱单元204的进口与负载单元202的出口相连通,泵驱单元204的出口与静压水箱205的顶部相连通,静压水箱205的顶部与大气相连通,静压水箱205的底部设置有底部出口,静压水箱205的底部出口与换热单元3的二次侧进口相连通,换热单元3的二次侧出口与负载单元202的进口相连通,其中,所述泵驱单元204为对其进口侧进行抽水的抽水泵。
二次侧回液单元203利用泵驱单元204持续不断的将已与负载单元202完成换热的二次侧高温冷却液输送至换热单元3,以通过换热单元3完成二次侧高温冷却液的降温操作,其中,泵驱单元204为二次侧冷却单元2管路中的冷却液提供驱动力,泵驱单元204包括二次侧驱动泵228,二次侧驱动泵228为普通的抽水泵,二次侧驱动泵228将其进口侧的压强降低,使得二次侧驱动泵228进口侧与静压水箱205底部出口之间的管路处于负压状态,从而形成负压管路,如图5所示,静压水箱205通过大气连通管路250与外界大气相连通,静压水箱205的压力大于负压管路的压强,大气压与负压之间形成压力差,压力差建立起二次侧冷却单元2的冷却液循环流动动力,因此在循环流动动力的作用下将静压水箱205的冷却液输送至负压管路。此外,静压水箱205顶部的与大气连通管路250用于静压水箱205的泄压操作,其顶部设置有防尘端盖,避免外界颗粒进入水箱内部污染静压水箱205内的二次侧冷却液。此外,静压水箱205的底部出口与换热单元3的二次侧进口之间设置有二次侧主路单向阀249,防止高温冷却液回流。负载单元(202)用于将低温冷却液与负载执行热量交换后形成高温冷却液。外界大气压与负压管路内的负压所建立起的压差使得负压管路一直工作于负压状态,能够有效的减少冷却液的泄露,提高液冷散热系统及数据中心的安全性。
在其中一个实施方式中,二次侧冷却单元2包括二次侧回液单元203,二次侧回液单元203包括排气灌206,静压水箱205的底部出口、负载单元202的出口均与排气灌206的顶部进口相连通,排气灌206的底部出口与泵驱单元204的进口相连通,排气灌206的顶部设置有稳压排气阀207。
如图6所示,二次侧冷却单元2的冷却液中会混杂气体,当静压水箱205底部出口与排气灌206的顶部进口之间管路中混杂气体时,静压水箱205底部出口与排气灌206的顶部进口之间管路中的冷却液流入排气灌206,混杂气体也会进入排气灌206内部并通过稳压排气阀207排出;当通过负载单元202换热后产生的二次侧高温冷却液中混杂气体时,负载单元202换热后产生的二次侧高温冷却液进入排气灌206,混杂气体也会进入排气灌206内部并通过稳压排气阀207排出,从而避免因管路中气体引起的噪音震动过大、管路损伤及水泵叶片气蚀损坏等问题的发生。在排气罐内完成脱气的二次侧冷却液(高温冷却液)将在二次侧驱动泵228的作用下进入与排气罐底部出口相连接的出液管路并在二次侧冷却单元2的循环管路内循环流动起来。
在其中一个实施方式中,所述排气灌206的顶部还设置有排气稳压压力传感器208,所述排气稳压压力传感器208均与所述排气灌206的内部相连通,静压水箱205的底部出口与排气灌206的顶部进口之间通过二次侧旁通回液管路209相连通,二次侧旁通回液管路209上设置有二次侧旁通调节单元210和二次侧旁通单向阀211。
流经负载单元202并完成换热的二次侧高温冷却液以及流经二次侧旁通回液管路209的二次侧高温冷却液均从排气罐的顶部进口进入二次侧排气罐内部。排气稳压压力传感器208用于采集排气灌206内部的气压,当排气灌206内的气压低于阈值时,则说明排气灌206内部的冷却液较少,此时便可以调整进入排气灌206的冷却液流量,如提高二次侧驱动泵228的转速,和/或,提高二次侧旁通回液管路209流入排气灌206的冷却液流量,以提高排气灌206内的气压;当排气灌206内的气压高于阈值时,则说明排气灌206内部的冷却液较多,此时便可以调整进入排气灌206的冷却液流量,如降低二次侧驱动泵228的转速,和/或,降低二次侧旁通回液管路209流入排气灌206的冷却液流量,以降低排气灌206内的气压,因此可以根据实际需要自动调整二次侧旁通调节单元210的阀门开度进行旁通流量的调节。进一步的,通过二次侧旁通回液管路209上的二次侧旁通调节单元210调节阀门的开度来调节二次侧旁通回液管路209进入排气灌206的冷却液的流量。二次侧旁通回液管路209上还设置有二次侧旁通单向阀211,二次侧旁通单向阀211用于防止冷却液回流。此外,当负载单元202的冷却液需求量低于泵驱单元204输送的最低流量时,将二次侧回液旁通管路的二次侧旁通调节单元210开度调大,以将通过泵驱单元204流向静压水箱205的冷却液通过排气灌206直接流回泵驱单元204进口侧,相当于将泵驱单元204出液口与进液口进行连接,以将多于负载单元202冷却液需求量的冷却液返回至泵驱单元204,以免多于负载单元202冷却液需求量的冷却液通过静压水箱205溢流造成冷却液浪费。
在其中一个实施方式中,静压水箱205的底部与排气灌206的顶部进口之间设置有系统补液管路212,系统补液管路212上设置有二次侧系统补液泵213和二次侧系统补液单向阀214。
系统补液管路212由二次侧系统补液泵213和二次侧系统补液单向阀214及相关管路组成。例如,数据中心的服务器总数量增加,因此负载单元202增加,所需要的冷却液增加,此时便可以通过二次侧系统补液泵213将静压水箱205的内的冷却液补入到二次侧冷却单元2的管路中,以满足负载端的冷却液需求。二次侧系统补液单向阀214防止进入管路内的冷却液回流。此外,在负载单元202与二次侧回液主路通断阀232之间建立并联的冷却液支路,该支路的两端设置通断阀,该支路用于在服务器总数量增加时,实现液冷散热系统不停机状态下对新增加的服务器负载安装冷却液散热管路,此时需增加冷却液需求量,工作人员在控制系统内设置新增加的服务器负载数量,控制系统接收用户设置的服务器数量,自动计算新增加的服务器所需的冷却液需求量,然后控制系统补液管路212向排气灌内206内补入所需量的冷却液,能够提升作业人员的作业效率,并且还能够在不停机状态下增加新的服务器负载的散热管路。
在其中一个实施方式中,静压水箱205的顶部连接有水箱自动补液管路215和水箱手动补液管路216,水箱手动补液管路216包括依次连通的二次侧手动补液通断阀217、二次侧补液过滤器218和二次侧水箱补液泵219,二次侧手动补液通断阀217与静压水箱205的顶部相连通,二次侧水箱补液泵219与补液水箱相连通;水箱自动补液管路215的一端与静压水箱205的顶部相连通,另一端与带压冷却液输送管路相连通。
液冷热系统长时间运行后会导致冷却液量的降低,因此需要定时向静压水箱205内补充冷却液,冷却液的补充包括自动补液和手动补液两种方式。手动补液方式包括水箱手动补液管路216,水箱手动补液管路216由二次侧手动补液通断阀217、二次侧补液过滤器218及二次侧水箱补液泵219和补水水箱组成,水箱手动补液管路216的一端连接静压水箱205的顶部,另一端与补水水箱连接,补水水箱为外界无压二次侧冷却液盛放容器;当静压水箱205需要进行手动补液时,人员手动打开二次侧手动补液通断阀217,并启动二次侧水箱补液泵219进行补液操作。同时二次侧补液过滤器218能够对补充的冷却液进行过滤清洁,防止冷却液中的杂质进入泵驱换热系统内部。自动补液方式包括水箱自动补液管路215,水箱自动补液管路215的一端连接静压水箱205得到顶部,另一端与外界带压二次侧冷却液输送管路连接,其上装有开关电磁阀;当静压水箱205输出补液需求时,其电磁阀自动打开,二次侧冷却液将利用外界带压二次侧冷却液输送管路自动输送至水箱内部,当补液完成后,电磁阀自动关闭。
在其中一个实施方式中,静压水箱205的底部连接有排液管路220,排液管路220上设置有电磁阀221,静压水箱205的顶部连接有溢流管路222,溢流管路222与排液管路220相连通。
当液冷散热系统出现严重堵塞等情况而导致静压水箱205内的冷却液超出静压水箱205的容积时,需要将超出静压水箱205容积的冷却液排出,因此静压水箱205的顶部需要设置溢流管路222,通过溢流管路222将超出静压水箱205容积的冷却液排出。进一步的,在需要排出静压水箱205内的冷却液时,需要通过静压水箱205的底部将降压水箱内的冷却液排出,因此在静压水箱205的底部设置排液管路220,排液管路220上设置电磁阀221,通过电磁阀221将静压水箱205内的冷却液排出。同时,溢流管路222可以直接与排液管路220相连通,溢流的冷却液直接通过排液管路220排出,溢流管路222连接在排液管路220上电磁阀221的出口一侧。溢流管路222用于静压水箱205的安全溢流,避免因水量过多造成的系统故障,提高液冷散热系统的安全性。
在其中一个实施方式中,静压水箱205的底部连接有二次侧水质自动检测监控单元223,二次侧水质自动检测监控单元223用于二次侧冷却液水质状态的检测。
静压水箱205的底部连接有二次侧水质自动检测监控单元223,二次侧水质自动检测监控单元223用于二次侧冷却单元2中冷却液浊度、电导率、PH及颗粒度等水质状态的检测,其内置相应传感器以完成相关水质检测工作,以提高冷却液的水质。
在其中一个实施方式中,泵驱单元204包括并联布置的第一泵驱单元224和第二泵驱单元225,第一泵驱单元224和第二泵驱单元225均包括依次连通的二次侧回液进口通断阀226、二次侧驱动泵进口避震管227、二次侧驱动泵228、二次侧驱动泵出口避震管229、二次侧回液单向阀230和二次侧回液出口通断阀231,二次侧回液进口通断阀226与排气灌206的底部出口相连通,二次侧回液出口通断阀231与静压水箱205的顶部相连通。
如图7所示,泵驱单元204包括第一泵驱单元224和第二泵驱单元225,第一泵驱单元224和第二泵驱单元225并联布置。第一泵驱单元224和第二泵驱单元225均由二次侧回液进口通断阀226、二次侧驱动泵进口避震管227、二次侧驱动泵228、二次侧驱动泵出口避震管229、二次侧回液单向阀230和二次侧回液出口通断阀231组成。第一泵驱单元224和第二泵驱单元225利用二次侧驱动泵228为二次侧冷却单元2冷却液的循环流动提供驱动力。泵驱单元204采用一用一备双泵驱轮巡工作设计,一方面用于保证当其中一个泵驱单元出现问题需要停机维修时不影响系统的正常运行,另一方面能够避免单路因长时间工作引起的电机过热、热衰减、效率下降及使用寿命缩减等问题的发生,有效提升泵驱单元204使用寿命及工作效率。二次侧驱动泵进口避震管227及二次侧驱动泵出口避震管229用于消除二次侧驱动泵228与管路对接时的安装误差及降低二次侧驱动泵228运行时的震动冲击。二次侧回液单向阀230用于防止经过二次侧驱动泵228输出的二次侧冷却液回流造成的驱动泵驱动力下降及静压水箱205内的冷却液回吸。二次侧冷却液进口通断阀与次侧冷却液出口通断阀两者配合实现泵驱单元204管路的整体通断,两者配合共同实现在液冷散热系统不停机状态下泵驱单元204相关零部件的维护保养。
在其中一个实施方式中,负载单元202与排气灌206的顶部之间依次连接有二次侧回液主路通断阀232、二次侧紫外杀菌装置233、二次侧回液压力传感器234、二次侧回液温度传感器235和二次侧回液流量传感器236,二次侧回液流量传感器236与排气灌206的顶部相连通,二次侧回液主路通断阀232与负载单元202相连通。
二次侧回液主路通断阀232用于实现二次侧回液单元203与负载单元202之间的整体通断,以便二次侧回液单元203相关零部件需要进行维护保养及一次侧冷机泵驱装置102整体迁移时进行回液主管路关停操作。二次侧紫外杀菌装置233利用紫外线杀菌技术实现二次侧冷却单元2冷却液中微生物细菌的主动消杀,防止因二次侧冷却单元2冷却液中微生物细菌超标而引起的冷却液水质污染冷却液循环管道及液冷服务器腐蚀损害等问题的发生。二次侧回液压力传感器234用于二次侧回液单元203的回液压力及负载单元202出口侧压力的读取输出工作,将二次侧回液单元203的回液压力输出至控制系统,控制系统将此压力数值与二次侧供液出口压力传感器242测得的负载单元202进口侧压力进行对比,如果两者的压差较大,则说明负载单元202处可能存在堵塞的情况;此外,控制系统判断二次侧回液单元203的回液压力值的大小,如果二次侧回液单元203的回液压力值偏大,则需调大二次侧驱动泵228的功率,以进一步降低负压管路的负压,也就是进一步增大大气压与负压之间的压力差,增大的压力差来提高二次侧冷却单元2中冷却液的驱动能力。
在其中一个实施方式中,二次侧回液压力传感器234与二次侧回液流量传感器236之间并联连接有二次侧漏液检测装置237。
二次侧漏液检测装置237采用液体气泡检测仪实现二次侧冷却单元2的漏液及管路破损实时检测功能。当管路出现破损时,由于二次侧冷却单元2的管路内部处于负压状态,大量外界气体将通过管路破损处进入管路,此时二次侧漏液检测装置237内的液体气泡检测仪将能够迅速检测到管路破损信息并输出至控制系统。随后控制系统将根据实际情况进行相关处理操作。由于二次侧漏液检测装置237执行漏液检测时需要规定的冷却液压力,因此将二次侧漏液检测装置237并联在回液管路上,以使得二次侧漏液检测装置237所在管路的冷却液压力在规定值以内。
在其中一个实施方式中,液冷散热系统还包括管外漏液检测装置,管外漏液检测装置包括电阻传感器。
液冷散热系统的一次侧冷却单元1依然是正压系统,因此在一次侧冷却单元1的管路外侧容易出现漏液的部位布置管外漏液检测装置,如通过电阻传感器来感应管路是否漏液。此外,二次侧冷却单元2采用负压系统,但是二次侧冷却单元2如果出现较为严重的漏液,如破损处较大,会出现冷却液泄露的情况,因此在二次侧冷却单元2容易漏液的部位布置管外漏液检测装置,通过二次侧漏液检测装置237与管外漏液检测装置的结合来提高漏液检测能力,以进一步提高液冷散热系统的安全性。
在其中一个实施方式中,一次侧冷机泵驱装置102包括室外冷机、一次侧冷却液驱动泵、定压补水装置和自动加药装置。
一次侧冷机泵驱装置102由室外冷机、一次侧冷却液驱动泵、定压补水装置及自动加药装置构成,一次侧冷机泵驱装置102用于实现一次侧冷却单元1冷却液降温及冷却液循环流动。室外冷机利用压缩机、蒸发散热等技术完成一次侧冷却单元1的冷却液降温操作。一次侧冷却液驱动泵为一次侧冷却单元1的冷却液提供流动动力,进而实现一次侧冷却单元1冷却液的循环流动。
在一些实施例中,参照图4和8所示,图4为本申请实施例提供的液冷散热系统的二次侧回液单元的结构图,图8为本申请实施例提供的液冷散热方法的方法流程图。
所述液冷散热方法包括:
S101,通过泵驱单元204对所述泵驱单元204进口侧的管路执行抽水操作使得二次侧冷却单元2中位于静压水箱205的底部出口与所述泵驱单元204进口之间的管路处于负压状态,以形成负压管路;
S102,通过外界大气压与所述负压管路内的负压建立压力差,以通过所述压力差建立二次侧冷却单元2中冷却液的循环流动动力;
S103,流经所述静压水箱205的高温冷却液在所述循环流动动力下流入换热单元3并在所述换热单元3内进行热量交换后形成低温冷却液;
S104,在所述循环流动动力的作用下将所述低温冷却液输送至负载单元202并与负载进行热量交换。
本申请的泵驱单元204对泵驱单元204进口侧的管路进行抽水操作,使得静压水箱205的底部出口与泵驱单元204进口之间的管路处于负压状态,因此静压水箱205的底部出口与泵驱单元204进口之间的管路形成负压管路;静压水箱205内储存有冷却液,且静压水箱205与外界大气相连通,因此外界大气压与负压管路的负压产生压力差,且外界大气压大于负压管路的压力,因此外界大气压与负压管路的负压产生的压力差建立起二次侧冷却单元2中冷却液的循环流动动力。在循环流动动力下,静压水箱205内的高温冷却液输送至换热单元3,高温冷却液在换热单元3进行热量交换形成低温冷却液,低温冷却液在循环流动动力下将低温冷却液输送至负载单元202,低温冷却液在负载单元202与负载进行热量交换,实现对负载的冷却降温。
外界大气压与负压管路内的负压所建立起的压差使得负压管路一直工作于负压状态,能够有效的减少冷却液的泄露,提高液冷散热系统及数据中心的安全性。
在其中一个实施方式中,所述方法还包括:
在所述负载单元202执行热量交换后的低温冷却液形成高温冷却液;
通过所述循环流动动力将所述高温冷却液输流经所述泵驱单元204并输送至所述静压水箱205。
低温冷却液在负载单元202与负载进行热量交换后形成高温冷却液,然后高温冷却液在循环流动动力下输送至泵驱单元204,泵驱单元204出口侧的高温冷却液为带压冷却液,带压冷却液的压力大于大气压,因此带压冷却液进一步流向静压水箱205,带压冷却液在静压水箱205内泄压,实现冷却液在二次侧冷却单元2中往复循环。
在其中一个实施方式中,所述方法还包括:
通过二次侧回液温度传感器235的温度值与预设温度值及所述泵驱单元204建立温度反馈机制;
响应于所述二次侧回液温度传感器235的温度值高于所述预设温度值,提高所述泵驱单元204的抽水功率以降低所述负压管路的负压;
通过增大的所述压力差提高所述循环流动动力以提高所述二次侧冷却单元2管路中的流量,使得所述二次侧回液温度传感器235的温度值低于所述预设温度值。
二次侧回液温度传感器235能够实时监测二次侧回液单元203管路中高温冷却液的温度,通过二次侧回液温度传感器235、预设温度值和泵驱单元204建立温度反馈机制,提高控制系统的控制能力和安全性。具体工作原理为:实时监测二次侧回液单元203管路中高温冷却液的温度,将二次侧回液单元203管路中高温冷却液的温度于预设温度值作比较,如果二次侧回液单元203管路中高温冷却液的温度高于预设温度值(高阈值),则提高泵驱单元204的抽水功率以进一步降低负压管路的负压,此时外界大气压与负压管路的负压形成的压力差数值会增大,通过增大的压力差提高循环流动动力,以进一步提高二次侧冷却单元2管路中的流量,直至二次侧回液温度传感器235的温度值低于预设温度值,停止泵驱单元204的功率调高操作;如果二次侧回液单元203管路中高温冷却液的温度低于预设温度值(低阈值),则降低泵驱单元204的抽水功率以进一步增大负压管路的负压,此时外界大气压与负压管路的负压形成的压力差数值会减小,通过减小的压力差降低循环流动动力,以进一步降低二次侧冷却单元2管路中的流量,直至二次侧回液温度传感器235的温度值高于预设温度值,停止泵驱单元204的功率调低操作。进一步的,流量、温度、压力是连锁作用的关系,提高泵驱单元204的功率,则会增大管路中的流量,则会相应的增大压力、降低温度。此外,还可以通过二次侧供液温度传感器238所采集的温度数据建立反馈机制,具体工作原理相同。
在其中一个实施方式中,所述方法还包括:
响应于所述负载单元202的冷却液需求量低于所述泵驱单元204出口侧的最低流量,调整二次侧旁通调节单元210的阀门开度使得所述泵驱单元204出口侧超过所述负载单元202的冷却液需求量的流量流向排气灌206并返回至所述泵驱单元204进口侧。
如果负载单元202的冷却液需求量低于泵驱单元204出口侧的最低流量,则表示负载单元202的负载减少,例如之前存在十个服务器,现在存在一个服务器,但是负载单元202的冷却液需求量低于泵驱单元204出口侧的最低流量,此时则调整二次侧旁通调节单元210的阀门开度,将二次侧回液旁通管路的二次侧旁通调节单元210开度调大,以将通过泵驱单元204流向静压水箱205的冷却液通过排气灌206直接流回泵驱单元204进口侧,相当于将泵驱单元204出液口与进液口进行连接,以将多于负载单元202冷却液需求量的冷却液返回至泵驱单元204,以免多于负载单元202冷却液需求量的冷却液通过静压水箱205溢流造成冷却液浪费。
应该理解的是,虽然图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (20)

1.一种液冷散热系统,其特征在于,所述液冷散热系统包括一次侧冷却单元(1)、二次侧冷却单元(2)和换热单元(3),所述一次侧冷却单元(1)的出口与所述换热单元(3)的一次侧进口相连通,所述换热单元(3)的一次侧出口与所述一次侧冷却单元(1)的进口相连通;所述二次侧冷却单元(2)包括泵驱单元(204)、静压水箱(205)和负载单元(202),所述泵驱单元(204)的进口与所述负载单元(202)的出口相连通,所述泵驱单元(204)的出口与所述静压水箱(205)相连通,所述静压水箱(205)与大气相连通,所述静压水箱(205)与所述换热单元(3)的二次侧进口相连通,所述换热单元(3)的二次侧出口与所述负载单元(202)的进口相连通,其中,所述泵驱单元为对其进口侧进行抽水的抽水泵。
2.根据权利要求1所述的液冷散热系统,其特征在于,所述二次侧冷却单元(2)包括二次侧回液单元(203),所述二次侧回液单元(203)包括排气灌(206),所述静压水箱(205)的底部出口、所述负载单元(202)的出口均与所述排气灌(206)的顶部进口相连通,所述排气灌(206)的底部出口与所述泵驱单元(204)的进口相连通,所述排气灌(206)的顶部设置有稳压排气阀(207)。
3.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述排气灌(206)的顶部还设置有排气稳压压力传感器(208),所述排气稳压压力传感器(208)均与所述排气灌(206)的内部相连通,所述静压水箱(205)的底部出口与所述排气灌(206)的顶部进口之间通过二次侧旁通回液管路(209)相连通,所述二次侧旁通回液管路(209)上设置有二次侧旁通调节单元(210)和二次侧旁通单向阀(211)。
4.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述静压水箱(205)的底部与所述排气灌(206)的顶部进口之间设置有系统补液管路(212),所述系统补液管路(212)上设置有二次侧系统补液泵(213)和二次侧系统补液单向阀(214)。
5.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述静压水箱(205)的顶部连接有水箱自动补液管路(215)和水箱手动补液管路(216),所述水箱手动补液管路(216)包括依次连通的二次侧手动补液通断阀(217)、二次侧补液过滤器(218)和二次侧水箱补液泵(219),所述二次侧手动补液通断阀(217)与所述静压水箱(205)的顶部相连通,所述二次侧水箱补液泵(219)与补液水箱相连通;所述水箱自动补液管路(215)的一端与所述静压水箱(205)的顶部相连通,另一端与带压冷却液输送管路相连通。
6.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述静压水箱(205)的底部连接有排液管路(220),所述排液管路(220)上设置有电磁阀(221),所述静压水箱(205)的顶部连接有溢流管路(222),所述溢流管路(222)与所述排液管路(220)相连通。
7.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述静压水箱(205)的底部连接有二次侧水质自动检测监控单元(223),所述二次侧水质自动检测监控单元(223)用于二次侧冷却液水质状态的检测。
8.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述泵驱单元(204)包括并联布置的第一泵驱单元(224)和第二泵驱单元(225),所述第一泵驱单元(224)和第二泵驱单元(225)均包括依次连通的二次侧回液进口通断阀(226)、二次侧驱动泵(228)进口避震管(227)、二次侧驱动泵、二次侧驱动泵出口避震管(229)、二次侧回液单向阀(230)和二次侧回液出口通断阀(231),所述二次侧回液进口通断阀(226)与所述排气灌(206)的底部出口相连通,所述二次侧回液出口通断阀(231)与所述静压水箱(205)的顶部相连通。
9.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述负载单元(202)与所述排气灌(206)的顶部之间依次连接有二次侧回液主路通断阀(232)、二次侧紫外杀菌装置(233)、二次侧回液压力传感器(234)、二次侧回液温度传感器(235)和二次侧回液流量传感器(236),所述二次侧回液流量传感器(236)与所述排气灌(206)的顶部相连通,所述二次侧回液主路通断阀(232)与所述负载单元(202)相连通。
10.根据权利要求9所述的液冷散热系统,其特征在于,所述二次侧回液压力传感器(234)与所述二次侧回液流量传感器(236)之间并联连接有二次侧漏液检测装置(237),所述二次侧漏液检测装置(237)为液体气泡检测仪。
11.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述二次侧冷却单元(2)包括二次侧供液单元(201),所述二次侧供液单元(201)包括依次连接的二次侧供液压力传感器、三个二次侧供液温度传感器(238)、二次侧冷却液可视化监控装置(239)和二次侧供液主路通断阀(240),所述二次侧供液压力传感器与所述换热单元(3)的二次侧出口相连通,所述二次侧供液主路通断阀(240)与所述负载单元(202)相连通。
12.根据权利要求11所述的液冷散热系统,其特征在于,所述二次侧供液压力传感器包括二次侧供液进口压力传感器(241)与二次侧供液出口压力传感器(242),所述二次侧供液进口压力传感器(241)与所述二次侧供液出口压力传感器(242)之间连接有并联布置的二次侧第一供液模组(243)和二次侧第二供液模组(244),所述二次侧第一供液模组(243)和二次侧第二供液模组(244)均包括依次连接的二次侧进口通断阀(245)、二次侧排液及水质取样阀(246)、二次侧过滤器(247)、二次侧出口通断阀(248),所述二次侧进口通断阀(245)均与所述二次侧供液进口压力传感器(241)相连通,所述二次侧出口通断阀(248)均与所述二次侧供液出口压力传感器(242)相连通。
13.根据权利要求2所述的液冷散热系统,其特征在于,所述一次侧冷却单元(1)包括一次侧供液单元(101)和一次侧冷机泵驱装置(102),所述一次侧供液单元(101)包括依次连接的一次侧供液主路通断阀(104)、一次侧紫外杀菌装置(105)、一次侧供液温度传感器(106)、一次侧供液压力传感器、一次侧供液自动排气阀(107),所述一次侧供液主路通断阀(104)与所述一次侧冷机泵驱装置(102)的出口相连通,所述一次侧供液自动排气阀(107)与所述换热单元(3)的一次侧进口相连通。
14.根据权利要求13所述的液冷散热系统,其特征在于,所述一次侧供液压力传感器包括一次侧进口压力传感器(108)、一次侧出口压力传感器(109),所述一次侧进口压力传感器(108)与所述一次侧出口压力传感器(109)之间连接有并联布置的一次侧第一供液模组(110)和一次侧第二供液模组(111),所述一次侧第一供液模组(110)和一次侧第二供液模组(111)均包括依次连接的一次侧进口通断阀(112)、一次侧排液及水质取样阀(113)、一次侧过滤器(114)和一次侧出口通断阀(115),所述一次侧进口通断阀(112)均与所述一次侧进口压力传感器(108)相连通,所述一次侧出口通断阀(115)均与所述一次侧出口压力传感器(109)相连通。
15.根据权利要求13所述的液冷散热系统,其特征在于,所述一次侧冷却单元(1)包括一次侧回液单元(103),所述一次侧回液单元(103)包括依次连接的一次侧回液主路通断阀(116)、一次侧冷却液可视化监控装置(117)、一次侧冷却液流量传感器(118)、一次侧回液温度传感器(119)、一次侧回液压力传感器(120)和一次侧冷却液调节装置(121),所述一次侧回液主路通断阀(116)与所述一次侧冷机泵驱装置(102)的进口相连通,所述一次侧冷却液调节装置(121)与所述换热单元(3)的一次侧出口相连通。
16.根据权利要求1~15任一项所述的液冷散热系统,其特征在于,所述液冷散热系统还包括管外漏液检测装置,所述管外漏液检测装置包括电阻传感器。
17.根据权利要求13~15任一项所述的液冷散热系统,其特征在于,所述一次侧冷机泵驱装置(102)包括室外冷机、一次侧冷却液驱动泵、定压补水装置和自动加药装置。
18.一种液冷散热系统,其特征在于,所述液冷散热系统包括:
泵驱单元(204),用于对所述泵驱单元(204)的进口侧执行抽水操作使得二次侧冷却单元(2)中由静压水箱(205)流向所述泵驱单元(204)的管路处于负压状态,以形成负压管路;
静压水箱(205),与外界大气压相连通,用于通过外界大气压与所述负压管路内的负压建立压力差,以通过所述压力差建立二次侧冷却单元(2)中冷却液的循环流动动力;
负载单元(202),用于在所述循环流动动力下将低温冷却液输送至负载并与负载执行热量交换后形成高温冷却液。
19.根据权利要求18所述的液冷散热系统,其特征在于,所述液冷散热系统包括:
二次侧回液温度传感器(235),用于采集二次侧回液单元(203)的温度值,并通过所采集的温度值与预设温度值及所述泵驱单元(204)建立温度反馈机制,响应于所述二次侧回液温度传感器(235)所采集的温度值高于所述预设温度值,提高所述泵驱单元(204)的抽水功率以降低所述负压管路的负压;并通过增大的所述压力差提高所述循环流动动力以进一步提高所述二次侧冷却单元(2)管路中的流量,使得所述二次侧回液温度传感器(235)的温度值低于所述预设温度值。
20.根据权利要求18所述的液冷散热系统,其特征在于,所述系统还包括:
二次侧旁通调节单元(210),用于响应于所述负载单元(202)的冷却液需求量低于所述泵驱单元(204)出口侧的最低流量,调整所述二次侧旁通调节单元(210)的阀门开度使得所述泵驱单元(204)出口侧超过所述负载单元(202)的冷却液需求量的流量流向排气灌(206)并返回至所述泵驱单元(204)进口侧。
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