CN116801569A - 热交换系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热交换系统，其包括机柜以及热交换设备。机柜包括散热门板以及机柜主体，散热门板设置于机柜主体上。热交换设备设置于机柜主体中。热交换设备包括热交换模块，热交换模块包括第一循环管以及冷却装置。第一循环管流体连通散热门板中的散热盘管组件。冷却装置包括第二循环管、压缩换热组件、多个散热鳍片以及控制组件。第二循环管与第一循环管热交换但不流体连通。压缩换热组件压缩第二循环管中的第二流体。多个散热鳍片与第二循环管热交换。控制组件包括传感器并根据传感器发出的信号控制压缩换热组件运作。

Description

热交换系统

技术领域

本申请涉及热交换系统的技术领域，尤其涉及一种能够稳定实现散热功能的热交换系统。

背景技术

为了提供用户更加便利的服务，设置于服务器中的中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)的数量越来越多，或至少运算能力越来越优异。除此之外，服务器中的图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、硬盘、电源供应器、存储器等等的元件的数量及/或其效能也逐日上升。然而，元件数量的上升及/或效能的提升也会带来大量的废热。

为了让设置于机柜中的服务器能够处于正常的工作环境，现今一般是使用水冷系统以快速带走服务器运行时产生的热量。然而，并非所有的机房都能够连接大楼的冰水机。又或者，即便能够连接大楼的冰水机，但冰水机的管路可能疏于管理而使冷却水过于劣化，甚至出现冰水机与其他设备连接而导致冷却水遭受污染的情况。因此，如何提供一种能够有效帮助机柜中的服务器散热，且能够稳定运行的热交换系统，便成为本领域亟待解决的课题。

发明内容

本申请实施例提供一种热交换系统，解决目前的热交换设备难以有效散热，且难以持续稳定运行的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

提供一种热交换系统，其包括机柜以及热交换设备。机柜包括散热门板以及机柜主体，散热门板设置于机柜主体上。热交换设备设置于机柜主体中。热交换设备包括热交换模块，热交换模块包括第一循环管以及冷却装置。第一循环管流体连通散热门板中的一散热盘管组件。冷却装置包括第二循环管、压缩换热组件、多个散热鳍片以及控制组件。第二循环管与第一循环管热交换但不流体连通。压缩换热组件设置于第二循环管中，并压缩第二循环管中的第二流体。多个散热鳍片与第二循环管热交换。控制组件电性连接压缩换热组件。控制组件包括传感器，控制组件根据传感器发出的传感器信号控制压缩换热组件运作。

在一些实施例中，热交换设备还包括驱动模块、缓冲模块以及控制模块。驱动模块连接于热交换模块，并被配置以驱动第一循环管中的第一流体沿着管路流动。缓冲模块流体连通于第一循环管。缓冲模块包括第一控制阀以及第一存储空间，第一控制阀位于第一循环管与第一存储空间之间。控制模块电性连接驱动模块以及缓冲模块。控制模块包括传感装置，控制模块根据传感装置发出的传感装置信号控制第一控制阀开启或关闭，以及根据传感装置发出的传感装置信号控制驱动模块运作。

在一些实施例中，控制模块包括运算子模块以及纪录子模块。运算子模块接收来自传感装置的传感装置信号，根据传感装置信号产生控制信号，并发送控制信号至缓冲模块以及/或驱动模块。纪录子模块接收来自传感装置的传感装置信号，并存储传感装置信号中的电压信息、电流信息、流体压力信息、流体温度信息以及流体流量信息。

在一些实施例中，驱动模块包括驱动泵，驱动泵设置于第一循环管中，并驱动第一循环管中的第一流体。

在一些实施例中，驱动泵为多个，多个驱动泵中的至少一个处于运转状态，且多个驱动泵中的至少一个处于关闭状态。

在一些实施例中，冷却装置还包括缓冲组件，缓冲组件流体连通于第二循环管。缓冲组件包括第二控制阀以及第二存储空间，第二控制阀位于第二循环管与第二存储空间之间，且控制组件根据传感器发出的传感器信号控制第二控制阀开启或关闭。

在一些实施例中，压缩换热组件为多个，多个压缩换热组件中的至少一个处于运转状态，且多个压缩换热组件中的至少一个处于关闭状态。

在一些实施例中，散热门板包括第一板体、多个散热片以及散热盘管组件。多个散热片设置于第一板体的邻近于机柜主体的一侧上，且多个散热片中的每一个具有散热表面。散热盘管组件设置于第一板体的邻近于机柜主体的一侧上，且热盘管组件包括入水口、出水口以及多个散热盘管。入水口一端流体连通于第一循环管。出水口一端流体连通于第一循环管。多个散热盘管中的每一个的两端分别流体连通于入水口与出水口，且多个散热盘管中的每一个具有多个延伸段以及至少一连接段。多个延伸段依序穿过多个散热表面。至少一连接段连接于多个延伸段中相邻两个的位于同一侧的一端。

在一些实施例中，散热表面正交于多个延伸段。

在一些实施例中，多个散热片直接接触多个散热盘管。

在一些实施例中，多个散热盘管沿着垂直方向依序设置于第一板体上。

在一些实施例中，出水口与入水口位于第一板体的邻近于地面的一侧或远离地面的一侧。

在一些实施例中，散热门板还包括多个风扇，多个风扇设置于多个散热片与机柜主体之间或设置于第一板体的外侧，并对应于多个散热片。

在一些实施例中，散热门板还包括滚轮。滚轮设置于第一板体的邻近于地面的一侧。

在一些实施例中，散热门板还包括第二板体。第二板体位于机柜主体与第一板体之间。第二板体与第一板体之间形成有一容置空间，多个散热盘管以及多个散热片位于容置空间中。

在一些实施例中，第一板体与第二板体分别具有多个气孔。

在本申请中，热交换系统通过第一循环管将机柜中的热量传导出来，并通过第二循环管将热量传导至散热鳍片，从而有效地散热。其中，第一循环管与第二循环管之间仅有热量的传递，而不流体连通。如此一来，在第二循环管与散热鳍片之间流动的第二流体便不会污染到在第一循环管与机柜之间流动的第一流体，从而有效地延长整个热交换系统的使用寿命。因此，本申请实现了一种能够有效散热且可以持续稳定运行的热交换系统。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一实施例的热交换系统的方块图；

图2为本申请一实施例的热交换系统的管线配置示意图；

图3为本申请一实施例的热交换系统的示意图；

图4为本申请一实施例的热交换系统的另一示意图；

图5为本申请一实施例的机柜及其散热门板的示意图；

图6为本申请一实施例的散热门板的分解图；以及

图7为本申请一实施例的流体路径的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，其是本申请一实施例的热交换系统的方块图。如图所示，热交换系统包括机柜2以及热交换设备1。在本申请中，术语“机柜”指的是其中设置有服务器的承载装置。举例来说，机柜2可以是位于机房中的服务器承载装置，服务器可以包括但不限于中央处理器、图像处理器、硬盘、电源供应器、存储器等元件。值得一提的是，本申请不限于机柜2的设置地点，机柜2也可以设置在非机房中的位置。

承上所述，热交换设备1被配置以带走机柜2的热量。更具体地，机柜2包括散热门板2A以及机柜主体2B，散热门板2A设置于机柜主体2B上。其中，热交换设备1连接到机柜2中的散热门板2A，并通过流体带走散热门板2A与机柜主体2B中的热量。

在本申请中，热交换设备1指的是可以放置于机柜2中的小型散热设备，其本身具有稳定的散热功能以及精确的控制模块/控制组件。在这种情况下，一个机柜2可以搭配一个热交换设备1以实现稳定的散热功能，并且该机柜2可以不用再额外连接至其他的冷却设备(例如，大楼的冷却水塔)。

基于上述的解释，可以了解本申请的热交换系统由承载服务器的机柜2以及用于散热的热交换设备1所组成。进一步地，为了增进对于本申请的理解，下文中将会分别描述热交换设备1以及机柜2的具体配置与运作方式。

请一并参阅图2以及图3，其分别是本申请一实施例的热交换系统的管线配置示意图以及示意图。如图所示，热交换设备1包括热交换模块10、驱动模块11、缓冲模块12以及控制模块13。

如图1所示，热交换模块10包括第一循环管100。第一循环管100流体连通散热门板2A中的散热盘管组件20。其中，第一循环管100中存储有第一流体L1。通过将第一循环管100流体连通散热门板2A中的散热盘管组件20，沿着第一循环管100流动的第一流体L1可以有效地带走机柜2中的热量，以使机柜2维持稳定的工作温度。

在一些实施例中，第一流体L1可以是水、乙二醇水溶液或是相容的冷却液。较佳地，第一流体L1可以是去离子水。更佳地，第一流体L1是添加有防腐抑制剂以及杀菌剂的去离子水，以减少管路的腐蚀、结垢以及微生物生长，从而降低散热能力以及可靠性。又更佳地，第一流体L1为可以满足下列条件的去离子水：

导电性<1uS/cm	铝<0.05mg/L	钾<0.01mg/L
			酸碱值pH 6-8	锑<0.1mg/L	镁<0.01mg/L
蒸发残渣<10mg/L	砷<0.1mg/L	锰<0.01mg/L
			浊度<＝1.0NTU	硼<0.05mg/L	钼<0.01mg/L
氯化物如氯<1.0mg/L	钡<0.01mg/L	钠<0.02mg/L
			硫酸盐如碳酸钙<0.5mg/L	钙<0.01mg/L	镍<0.01mg/L
重金属(铅)<0.1ppm	镉<0.01mg/L	锡<0.1mg/L
			二氧化硅<0.01ppm	铬<0.01mg/L	锌<0.01mg/L
硝酸盐<0.5mg/L	铜<0.01mg/L
			亚硝酸盐<0.5mg/L	铁<0.01mg/L

在一些实施例中，第一流体L1也可以是满足下列条件的介电液：

在一些实施例中，第一流体L1也可以是满足下列条件的矿物油：

pH值	7.5
		沸点(℃)	300
倾点(℃)	20
		闪点	220
密度(g/ml)	0.825
		水容性	0ppm
运动粘度(mm2/s 22℃)	42
		表面张力(mN/m)	47
状态	液体
		外观	无色
气味	极低气味
		比热容(J/kg-K)	2730
挥发性物质百分比	0％
		介电强度	>45KV
ODP	0
		GWP	0
临界温度(℃)	350

在一些实施例中，第一流体L1也可以是满足下列条件的冷却液：

在一些实施例中，第一流体L1的温度范围为10℃到45℃，其需要高于环境露点。举例来说，第一流体L1的温度可以是10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、或上述数值的任意范围。在实际应用中，可以依据环境温度、中央处理单元(CPU)状况以及/或第一流体L1的特性来调整第一流体L1的温度。

如图1所示，热交换模块10还包括冷却装置101，冷却装置101与第一循环管100进行热交换。更具体地，冷却装置101包括第二循环管1010、压缩换热组件1011、多个散热鳍片1012以及控制组件1013。第二循环管1010与第一循环管100热交换但不流体连通。压缩换热组件1011设置于第二循环管1010中，并压缩第二循环管1010中的第二流体L2。多个散热鳍片1012与第二循环管1010热交换。控制组件1013电性连接压缩换热组件1011，控制组件1013包括传感器，控制组件1013根据传感器发出的传感器信号控制压缩换热组件1011运作。

在本申请中，冷却装置101采用了类似于冷冻机(亦即，卡诺冷机)的散热模式。具体地，冷却装置101中的压缩换热组件1011依序通过等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩以及绝热压缩等过程有效地将热量由低温处往高温处传递，并通过多个散热鳍片1012将热量进一步地排放至机柜2的外部。如此一来，本申请的热交换设备1便可以类似于空调系统一般，将机柜2中的热量迅速地排除，并且可以较不受限于排放的环境温度。值得一提的是，上述所提到的元件仅是示例，本申请不限于此。本领域技术人员可以根据需求设置任何需要或是合适的元件。

在一些实施例中，第二流体L2可以包括水、乙二醇水溶液，但不限于此。较佳地，第二流体L2也可以包括去离子水。更佳地，第二流体L2是添加有防腐抑制剂以及杀菌剂的去离子水。又更佳地，第二流体L2可以相同于满足该些上表中的条件的第一流体L1。

通过让第一流体L1与第二流体L2分别流通于第一循环管100与第二循环管1010中，并让第一流体L1与第二流体L2彼此靠近(如图2中的区域A)以进行热交换，本实施例有效地将机柜2中的热量依序由第一流体L1、第二流体L2传导至外界(例如，建筑物外)。值得一提的是，本申请中的第一流体L1与第二流体L2仅依靠热传导以及热辐射进行热交换，至多通过间接的热对流(例如，区域A中可能流动的空气)进行热交换，而不会实际地流体连通，以有效避免杂质、脏污污染到第一循环管100。

如此一来，本申请实现了一种具有两个独立回路的散热设备。通过上述的配置，两个独立回路不仅可以有效进行热交换，还可以防止一个回路中的杂质流动到另一个回路中。

如图3所示，在一些实施例中，以第一循环管100与第二循环管1010进行热交换的区域A作为分界，本申请的热交换系统也可以被划分为一次侧与二次侧。以图3的右半部为例，诸如第二循环管1010与多个散热鳍片1012等组件被定义为一次侧流体回路。以图3的左半部为例，诸如第一循环管100与机柜2等组件被定义为二次侧流体回路。亦即，本申请实际上可以视为由左右两侧的流体回路所组成。因此，本申请与第一组流体回路相关的术语“第二”亦可以被称为“一次侧”。举例来说，“第二循环管”、“第二流体”及“第二过滤器”等元件(部分元件下文中会提到)可以被称为“一次侧循环管”、“一次侧流体”及“一次侧过滤器”。

类似地，本申请与第二组流体回路相关的术语“第一”亦可以被称为“二次侧”。举例来说，“第一”循环管、“第一流体”、“第一控制阀”、“第一存储空间”、及“第一过滤器”等元件(部分元件下文中会提到)可以被称为“二次侧循环管”、“二次侧流体”、“二次侧控制阀”、“二次侧存储空间”及“二次侧过滤器”。

显然地，本申请所用术语“第一”、“第二”、“一次侧”及“二次侧”仅是用于区分不同的元件或是组件，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者其顺序关系。

如图1所示，驱动模块11连接于热交换模块10，并被配置以驱动第一循环管100中的第一流体L1沿着第一循环管100流动。在一些实施例中，驱动模块11包括驱动泵110，驱动泵110设置于第一循环管100中，并驱动第一循环管100中的第一流体L1。举例来说，驱动泵110可以是试压泵中的柱塞泵，其使用溢流阀控制压力，并通过节流阀控制流量。然而，本申请不限于此，本领域技术人员所熟知的泵皆可以应用于本申请中。例如，驱动泵110还可以是计量泵、或是其他合适的泵。

在一些实施例中，驱动泵110为多个，多个驱动泵110中的至少一个处于运转状态，且多个驱动泵110中的至少一个处于关闭状态。以图2为例，图2的右半部为第一循环管100的部分示意图。在图3中，驱动泵110可以是两个，两个驱动泵110(亦即，第一驱动泵110a以及第二驱动泵110b)分别串接于第一循环管100中。当两个驱动泵110中的一个处于运转状态时，两个驱动泵110中的另一个处于关闭状态。如此一来，整个驱动模块11仅靠一个驱动泵110驱动第一流体L1的输送，而另一个驱动泵110则用于备用。在这种情况下，两个驱动泵110可以以固定周期轮流关闭，以提高设备的使用期限。除此之外，通过轮流启用的设计，能够使驱动模块11在维修/保养的期间不影响热交换系统的运行。值得一提的是，上述的数量仅是示例，其他实施例中的驱动泵110亦可以是三个、四个、或大于四个，并且符合驱动泵110中的至少一个处于关闭状态。

如图1所示，缓冲模块12流体连通于第一循环管100，缓冲模块12包括第一控制阀120以及第一存储空间121，第一控制阀120位于第一循环管100与第一存储空间121之间。在本申请中，第一存储空间121可以是由中空的储液槽、储液桶等存储装置所构成，其用于存储或补充第一流体L1。

举例来说，当环境温度升高而导致第一流体L1的体积上升，第一控制阀120可以被设定为开启，以使第一流体L1由第一循环管100流入第一存储空间121中。如此一来，可以根据预先设定或即时设定来调整第一循环管100中的第一流体L1的流量、压力等参数。相反地，当环境温度骤降而导致第一流体L1的体积下降，又或是需要提高第一流体L1的流量、压力以提升散热性能时，第一控制阀120亦可以被设定为开启，以使部分第一流体L1进入由第一存储空间121流入第一循环管100中。

如图1所示，控制模块13电性连接驱动模块11以及缓冲模块12，控制模块13包括传感装置130。控制模块13根据传感装置130发出的传感装置信号S控制第一控制阀120开启或关闭，以及根据传感装置130发出的传感装置信号S控制驱动模块11运作。在一些实施例中，传感装置130可以包括电压传感器、电流传感器、流体温度传感器、流体压力传感器、流体流量计中的一个或多个、以及/或是本领域技术人员所熟知的各类型传感器，以有效地监控热交换模块10的状态。具体地，流体温度传感器、流体压力传感器、流体流量计、以及其他合适的传感器会根据所量测到的第一流体L1的状态产生传感装置信号S，传感装置信号S可以包括电压信息、电流信息、流体压力信息、流体温度信息以及流体流量信息，但不限于此。

如图2所示，右半部中的第一循环管100上可以设置/连接有诸如流体压力传感器130a、流体压力传感器130b、流体温度传感器130c、流体温度传感器130d以及流体流量计130e的传感装置130、以及诸如第一驱动泵110a以及第二驱动泵110b的驱动泵110。

其中，流体压力传感器130a用于传感第一流体L1在经过第一驱动泵110a以及/或第二驱动泵110b加压前的压力，流体压力传感器130b用于传感第一流体L1在经过第一驱动泵110a以及/或第二驱动泵110b加压后的压力，流体温度传感器130c用于传感第一流体L1在吸取机柜2中的热量后的温度(亦即，回水状态)，流体温度传感器130d用于传感第一流体L1在吸取机柜2中的热量前的温度(亦即，出水状态)，且流体流量计130e用于传感第一流体L1在第一循环管100中的流量。

通过上述设置，控制模块13可以精确地确认第一循环管100中的第一流体L1的状态，以即时控制驱动模块11以及/或缓冲模块12的运作。当第一流体L1的温度、压力、流量中的一个或多个出现异常时，控制模块13便根据该些传感装置130发出的传感装置信号S来发出控制信号C，以控制驱动模块11停止运行，或是控制第一控制阀120开启/关闭以调节第一流体L1于第一循环管100中的总量。

值得一提的是，上述的配置仅是本申请中的一种实施例，本申请并不限于此。在其他实施例中，第一循环管100中还可以设置/连接有其他不同类型、数量的传感器，以更有效地监控热交换模块10的状态。

如图1所示，在一些实施例中，控制模块13包括运算子模块131以及纪录子模块132。运算子模块131其接收来自传感装置130的传感装置信号S，根据传感装置信号S产生控制信号C，并发送控制信号C至缓冲模块12以及/或驱动模块11。举例来说，运算子模块131可以包括中央处理器、微型处理器等合适的处理器，其根据传感装置信号S中的电压信息、电流信息、流体压力信息、流体温度信息以及流体流量信息等进行判断，并产生对应于传感装置信号S的控制信号C，以通过驱动模块11以及/或缓冲模块12调整第一循环管100中的第一流体L1的状态。

纪录子模块132接收来自传感装置130的传感装置信号S，并存储传感装置信号S中的电压信息、电流信息、流体压力信息、流体温度信息以及流体流量信息。在本申请中，纪录子模块132可以包括传统硬盘(HDD)、固态硬盘(SDD)、随机存取存储器(RAM)、光学存储装置(CD、DVD)、或是其他合适的存储装置，以记录传感装置信号S中的上述信息。

在一些实施例中，纪录子模块132还可以存储预定电压信息、预定电流信息、预定流体压力信息、预定流体温度信息以及预定流体流量信息，当运算子模块131判断即时侦测到的电压信息、电流信息、流体压力信息、流体温度信息以及流体流量信息与上述的参数不同时，运算子模块131可以根据状况调整驱动模块11以及/或缓冲模块12的运作，以及/或是发出警报予维修人员。

在一些实施例中，热交换系统还可以包括过滤器，过滤器可以设置在第一循环管100以及/或第二循环管1010上，以有效地过滤管路中的杂质。举例来说，第一循环管100以及第二循环管1010上可以分别设置有第一过滤器f1以及第二过滤器f2，其设置于如图2所示的位置。然而，本申请不限于此，本领域技术人员可以根据需求设置不同过滤等级的过滤器，亦可以将该些过滤器设置在不同于图2的位置上。

在一些实施例中，热交换设备1还可以包括传输模块，传输模块可以通过物联网(IoT)的方式连接至用户的终端装置。如此一来，用户便可以通过终端装置时时监控热交换设备1的运行，或是手动操作热交换设备1。

在一些实施例中，冷却装置101中的压缩换热组件1011为多个，多个压缩换热组件1011中的至少一个处于运转状态，且多个压缩换热组件1011中的至少一个处于关闭状态。通过轮流启用的设计，能够使压缩换热组件1011在维修/保养的期间不影响热交换设备1的运行。值得一提的是，上述的数量仅是示例，其他实施例中的压缩换热组件1011的数量亦可以是三个、四个、或大于四个，并且符合压缩换热组件1011中的至少一个处于关闭状态。

在一些实施例中，冷却装置101中的传感器可以包括电压传感元件、电流传感元件、流体温度传感元件、流体压力传感元件、流体流量元件中的一个或多个、以及/或是本领域技术人员所熟知的各类型传感元件，以有效地监控热交换模块10的状态(如上文中所述的具体实施例)。具体地，流体温度传感元件、流体压力传感元件、流体流量元件、以及其他合适的传感元件会根据所量测到的第二流体L2的状态产生传感器信号，传感器信号可以包括电压信息、电流信息、流体压力信息、流体温度信息以及流体流量信息，但不限于此。

如图2所示，左半部中的第二循环管1010上可以设置/连接有诸如流体压力传感器130g、流体压力传感器130h、流体温度传感器130f以及流体流量计130i的传感器。其中，流体压力传感器130g用于传感第二流体L2的压力，流体压力传感器130h用于传感第二流体L2的压力，流体温度传感器130f用于传感第二流体L2在吸取第一流体L1的热量后的温度(亦即，回水状态)，且流体流量计130i用于传感第二流体L2在第二循环管1010中的流量。

在一些实施例中，冷却装置101还包括缓冲组件1014，缓冲组件1014流体连通于第二循环管1010，缓冲组件1014包括第二控制阀以及第二存储空间，第二控制阀位于第二循环管1010与第二存储空间之间，且控制组件1013根据传感器发出的传感器信号控制第二控制阀开启或关闭。

基于上述的配置，本申请已提供了一种优异的热交换设备1，其可以有效且稳定地持续运作。在下文中，本申请亦针对机柜2的散热门板2A进行改良，以使散热门板2A可以更有效地将服务器所发出的热量传导至外界。

值得一提的是，上文中的描述是以功能来区分不同元件之间的关系。亦即，上文的描述仅是用于理解本申请，不应作为对本申请的限制。请参阅图4，其是本申请一实施例的热交换系统的另一示意图。在一些实施例中，整个热交换设备1可以被设置于机柜2中，并被定义为水对水单机内藏式智能冷却分配机台HCDU(cooling distribution unit)。也就是说，若以实体的结构或是外观来描述本申请，本申请的热交换系统大致上可以被视为由智能冷却分配机台HCDU以及机柜2所组成。进一步地，智能冷却分配机台HCDU设置于机柜2中，并针对该机柜2进行最佳化的散热。

请参阅图5以及图6，其分别是本申请一实施例的机柜的示意图以及分解图。如图所示，散热门板2A包括散热盘管组件20、多个散热片21以及第一板体22。

在一些实施例中，第一板体22可以是平坦状的门板，其上设置有多个散热片21以及散热盘管组件20。然而，本申请不限于此。在一些实施例中，第一板体22亦可以凹设有容置空间AS，且多个散热片21、散热盘管组件20以及后文中提到的其他组件设置于所述的容置空间AS中。

在一些实施例中，散热门板2A还可以包括第二板体23，第二板体23位于机柜主体2B与第一板体22之间(如图6所示)。第二板体23与第一板体22之间形成有容置空间AS，且散热盘管组件20以及多个散热片21设置于容置空间AS中。通过第一板体22与第二板体23包覆散热盘管组件20以及多个散热片21，可以有效地保护该些散热组件，以延长装置的使用寿命。

值得一提的是，本申请的散热门板2A是由用于承载散热组件(例如，散热片21以及散热盘管组件20等)的门板以及其中的散热组件所构成。因此，本领域技术人员所熟知的门板(例如，上文中提到的第一板体22或是第一板体22与第二板体23的组合)均可以应用于本申请中。在下文中，将以散热门板2A包括第一板体22与第二板体23作为示例进行说明，但本申请并不以此为限。

多个散热片21设置于第一板体22的邻近于机柜主体2B的一侧上，且多个散热片21中的每一个具有散热表面210。更具体地，每一个散热片21均具有彼此对应的两个散热表面210，且两个散热表面210之间的距离即为散热片21的厚度T。其中，散热片21的厚度T可以根据实际使用需求而定。当散热片21的厚度T较大时，散热片21的热容量上升而可以提高散热效果。反之，当散热片21的厚度T较小时，散热片21所占的体积下降，从而可以在散热门板2A中容置有更多的散热片21。

在一些实施例中，每一个散热片21在垂直方向上的长度即为散热片21的高度H。其中，散热片21的高度H可以根据实际使用需求而定。当散热片21的高度H较大时，散热片21的热容量上升而可以提高散热效果。值得一提的是，散热片21的高度H较佳地为小于或等于第一板体22在垂直方向上的长度，以避免由第一板体22暴露出。

在一些实施例中，每一个散热片21在朝向远离第一板体22的方向上的长度即为散热片21的宽度W。其中，散热片21的宽度W可以根据实际使用需求而定。当散热片21的宽度W较大时，散热片21的热容量上升而可以提高散热效果。值得一提的是，当散热门板2A同时具有第一板体22与第二板体23时，散热片21的宽度W小于或等于第一板体22的内侧表面(远离外界环境的表面)与第二板体23的内侧表面(远离机柜主体2B的表面)之间的间距。

在一些实施例中，多个散热片21正交于第一板体22的内侧表面，并沿着水平方向依序排列于第一板体22上。除此之外，多个散热片21也可以正交于地面。值得一提的是，本申请所使用的术语“正交”指的是两个元件之间(例如，多个散热片21与第一板体22)实质上地彼此垂直，其涵盖了两个元件因公差或是组装过程而产生有微小角度(例如，0.1度至5度)等非预期的情况。

在一些实施例中，多个散热片21可以与第一板体22的内侧表面夹有不为0度的一特定角度，以及/或多个散热片21可以沿着不同于水平方向的一特定方向依序排列于第一板体22上。通过设置有特定角度以及/或特定方向的多个散热片21，本申请的散热门板2A可以具有更多元的配置，以应用于不同类型、不同形状、不同尺寸的机柜主体2B上，并实现同样优异的散热效果。值得一提的是，多个散热片21可以同时具有两种以上的特定角度或是两种以上的特定方向，不应以一种特定角度或是一种特定方向为限。

在一些实施例中，相邻的两个散热片21之间可以具有特定的间隔距离D。其中，每一组相邻的两个散热片21之间的间隔距离D可以相同也可以不同。在本申请中，术语“间隔距离D”指的是散热片21的一侧表面与相邻的散热片21的同一侧的侧表面之间的距离。举例来说，每一组相邻的两个散热片21之间的间隔距离D均可以是第一长度。通过将每一组相邻的两个散热片21之间的间隔距离D设置成相同，可以使机柜主体2B的水平方向上不会具有明显的温度梯度。然而，本申请不限于上述方式。

在其他实施例中，当机柜主体2B的中心区域堆迭有较多的中央处理单元(CPU)时，本申请的每一组相邻的两个散热片21之间的间隔距离D可以是第一长度或是第二长度中的一种。其中，第一长度小于第二长度。进一步地，位于第一板体22的中心区域的相邻的两个散热片21之间的间隔距离D为第一长度，而位于第一板体22的外围区域的相邻的两个散热片21之间的间隔距离D为第二长度。如此一来，通过在中心区域设置密度更高的散热片21可以有效强化第一板体22的中心区域的散热效果。

在一些实施例中，多个散热片21可以通过粘合、嵌合、锁固等本领域技术人员所熟知的方式固定于第一板体22的内侧表面上。举例来说，第一板体22的内侧表面可以凹设有多个卡合沟槽，所述的卡合沟槽的厚度T可以相近于散热片21的厚度T(例如，可以相同或略小于)。通过卡固或是过盈配合的方式便可以将散热片21稳定地固定于第一板体22上。值得一提的是，上述的方式仅是示例，本申请亦可以采用其他种设置方式，或将两种设置方式组合以获得更加优异地固定效果。

在一些实施例中，当散热门板2A同时具有第一板体22与第二板体23时，多个散热片21可以通过上述提到的方法或其他合适的方法同时固定于第一板体22与第二板体23上，以获得优异地固定效果。举例来说，多个散热片21可以同时采用卡固的方式连接于第一板体22与第二板体23。或者，多个散热片21可以采用卡固的方式连接于第一板体22，并通过粘合的方式连接于第二板体23。

在一些实施例中，多个散热片21上可以设置有导热涂层。举例来说，可以通过电镀、溅镀、蒸镀、涂布等方式在多个散热片21的散热表面210上设置有导热良好的纯金属、合金、陶瓷、或包括上述材料的复合材质、或其他适合的材料，以进一步提高多个散热片21的导热效果。

请一并参阅图6及图7，图7是本申请一实施例的流体路径的示意图。如图所示，散热盘管组件20设置于第一板体22的邻近于机柜主体2B的一侧上，且散热盘管组件20包括入水口200、出水口201以及多个散热盘管202。入水口200的一端流体连通于第一循环管100。出水口201的一端流体连通于第一循环管100。

在本申请中，出水口201与入水口200的位置可以根据冷却装置101的位置而定。举例来说，冷却装置101可以设置于机柜主体2B的上层或是下层，并通过第一循环管100连接至出水口201与入水口200。为了减少热交换系统中的第一循环管100的长度/体积，出水口201与入水口200较佳地设置于散热门板2A的邻近天花板或地面的一侧，以使冷却装置101可以尽可能地接近于出水口201与入水口200。

在一些实施例中，当冷却装置101邻近于地面设置时，出水口201与入水口200位于第一板体22的邻近于地面的一侧。更具体地，出水口201与入水口200的开口可以正交于地面。通过将出水口201与入水口200设置为邻近地面并与地面正交，可以有效地减少连接于散热盘管组件20的第一循环管100的总长度。基于上述配置，本申请亦可进一步改善整个装置的空间利用率。

在一些实施例中，当冷却装置101邻近于天花板设置时，出水口201与入水口200位于第一板体22的远离于地面的一侧。更具体地，出水口201与入水口200的开口可以邻近于机房的天花板，以有效地减少连接于散热盘管组件20的第一循环管100的总长度。

多个散热盘管202中的每一个的两端分别流体连通于入水口200与出水口201，且多个散热盘管202中的每一个具有多个延伸段2020以及至少一连接段2021，多个延伸段2020依序穿过多个散热表面210，至少一连接段2021连接于多个延伸段2020中相邻两个的位于同一侧的一端。更具体地，多个延伸段2020的数量可以为N个，连接段2021的数量可以为N-1个。举例来说，多个延伸段2020的数量可以为3个，连接段2021的数量可以为2个。或者，多个延伸段2020的数量可以为5个，连接段2021的数量可以为4个。

在一些实施例中，散热表面210正交于多个延伸段2020。换句话说，多个延伸段2020与散热表面210均夹有90度的角度。然而，本申请不限于此。在其他实施例中，多个延伸段2020亦可以与散热表面210均夹有非90度的一特定角度。

在一些实施例中，多个散热片21直接接触多个散热盘管202。在多个散热片21与多个散热盘管202彼此接触的情况下，可以让热传导的速率更快。在一些实施例中，每一个散热片21可以事先设置有多个穿孔211，每一个穿孔211对应于散热盘管202中的一个延伸段2020。进一步地，穿孔211的周缘会与延伸段2020彼此接触，且散热片21与延伸段2020之间的接触面积正比为散热片21的厚度T(亦即，周缘的厚度)。因此，通过提升散热片21的厚度T来使与延伸段2020彼此接触的穿孔211周缘的面积上升，可以更加有效地提升热传导速率。

在一些实施例中，多个散热盘管202沿着垂直方向依序设置于第一板体22上。通过依序设置多个散热盘管202，可以将散热门板2A划分为多个散热区间B。当形成有更多个散热区间B时，整个散热门板2A的温度会呈现频繁的周期变化。例如，其呈现出：低温(第一个散热盘管202的接近入水口200的延伸段2020)、中温(第一个散热盘管202的接近出水口201的延伸段2020)、低温(第二个散热盘管202的接近入水口200的延伸段2020)、中温(第二个散热盘管202的接近出水口201的延伸段2020)…。

相对地，现有技术中整个散热门板2A仅有一个散热区间B，其会产生明显的温度梯度。例如，其呈现出：低温(散热盘管202的接近入水口200的延伸段2020)、中温(散热盘管202的次要接近入水口200的延伸段2020)、高温(散热盘管202的次要接近出水口201的延伸段2020)以及超高温(散热盘管202的接近出水口201的延伸段2020)。相比之下，本申请的具有多个散热区间B的散热门板2A可以有效减缓明显的温度梯度。

如图6所示，在一些实施例中，散热门板2A还包括多个风扇24，多个风扇24设置于散热片21与机柜主体2B之间，并对应于多个散热片21。亦即，多个风扇24可以是设置于机柜2的内部中。具体地，风扇24被配置为将机柜主体2B内的热气体吸取至散热门板2A外。如此一来，机柜2内的热气体会在经过散热盘管202以及散热片21时被冷却，从而以低温的状态离开散热门板2A。进一步地，散热门板2A外的气体会被推动而以朝向远离散热门板2A的方向移动。除此之外，当机柜2内的气体由散热门板2A离开并以朝向远离散热门板2A的方向移动之后，外界环境的气体可以由机柜主体2B的远离散热门板2A的一侧进入至机柜主体2B中，以形成一个良好的散热循环。

在一些实施例中，多个风扇24设置于第一板体22的外侧，并对应于多个散热片21。亦即，多个风扇24也可以是外挂在机柜2上。在其他的实施例中，多个风扇24也可以同时设置于散热片21与机柜主体2B之间以及第一板体22的外侧，从而获得更佳的吸气效果。其中，多个风扇24的运作方式与上文所述的相似或相同，于此不再赘述。

在一些实施例中，当机柜2的散热门板2A还包括多个风扇24时，第一板体22与第二板体23分别具有多个气孔。通过设置有气孔，机柜2内的热气体更容易被风扇24带动并由散热门板2A离开机柜2。在一些实施例中，为了提高进气的稳定度，多个气孔之间以固定距离彼此间隔。在一些实施例中，为了提高局部的散热效果，多个气孔之间以不同距离彼此间隔。举例来说，需要提升散热效果的区域可以对应有较多的气孔。

在一些实施例中，机柜2的散热门板2A还包括滚轮25，滚轮25设置于第一板体22的邻近于地面的一侧。由于本申请的散热门板2A中设置有诸如散热盘管202、散热片21的大量散热组件，其势必具有一定重量。因此，通过设置有滚轮25，可以使本申请的散热门板2A易于开启或关闭。值得一提的是，虽然在本申请的图式中尽绘示出了一个滚轮25，但本申请不限于此。在其他实施例中，滚轮25的数量可以是二个、三个或是大于三个，其可以视实际使用情况而定。

综上所述，热交换系统通过第一循环管将机柜中的热量传导出来，并通过第二循环管将热量传导至散热鳍片，从而有效地散热。其中，第一循环管与第二循环管之间仅有热量的传递，而不流体连通。如此一来，在第二循环管与散热鳍片之间流动的第二流体便不会污染到在第一循环管与机柜之间流动的第一流体，从而有效地延长整个热交换系统的使用寿命。因此，本申请实现了一种能够有效散热且可以持续稳定运行的热交换系统。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种热交换系统，其特征在于，包括：

机柜，包括散热门板以及机柜主体，所述散热门板设置于所述机柜主体上；以及

热交换设备，设置于所述机柜主体中，所述热交换设备包括热交换模块，所述热交换模块包括：

第一循环管，所述第一循环管流体连通所述散热门板中的散热盘管组件；以及

冷却装置，包括：

第二循环管，所述第二循环管与所述第一循环管热交换但不流体连通；

压缩换热组件，设置于所述第二循环管中，并压缩所述第二循环管中的第二流体；

多个散热鳍片，所述多个散热鳍片与所述第二循环管热交换；以及

控制组件，电性连接所述压缩换热组件，所述控制组件包括传感器，所述控制组件根据所述传感器发出的传感器信号控制所述压缩换热组件运作。

2.如权利要求1所述的热交换系统，其特征在于，所述热交换设备还包括：

驱动模块，连接于所述热交换模块，并被配置以驱动所述第一循环管中的第一流体沿着管路流动；

缓冲模块，流体连通于所述第一循环管，所述缓冲模块包括第一控制阀以及第一存储空间，所述第一控制阀位于所述第一循环管与所述第一存储空间之间；以及

控制模块，电性连接所述驱动模块以及所述缓冲模块，所述控制模块包括传感装置，所述控制模块根据所述传感装置发出的传感装置信号控制所述第一控制阀开启或关闭，以及根据所述传感装置发出的所述传感装置信号控制所述驱动模块运作。

3.如权利要求2所述的热交换系统，其特征在于，所述控制模块包括：

运算子模块，其接收来自所述传感装置的所述传感装置信号，根据所述传感装置信号产生控制信号，并发送所述控制信号至所述缓冲模块以及/或所述驱动模块；以及

纪录子模块，其接收来自所述传感装置的所述传感装置信号，并存储所述传感装置信号中的电压信息、电流信息、流体压力信息、流体温度信息以及流体流量信息。

4.如权利要求2所述的热交换系统，其特征在于，所述驱动模块包括驱动泵，所述驱动泵设置于所述第一循环管中，并驱动所述第一循环管中的所述第一流体。

5.如权利要求4所述的热交换系统，其特征在于，所述驱动泵为多个，多个所述驱动泵中的至少一个处于运转状态，且多个所述驱动泵中的至少一个处于关闭状态。

6.如权利要求1所述的热交换系统，其特征在于，所述冷却装置还包括缓冲组件，所述缓冲组件流体连通于所述第二循环管，所述缓冲组件包括第二控制阀以及第二存储空间，所述第二控制阀位于所述第二循环管与所述第二存储空间之间，且所述控制组件根据所述传感器发出的所述传感器信号控制所述第二控制阀开启或关闭。

7.如权利要求6所述的热交换系统，其特征在于，所述压缩换热组件为多个，多个所述压缩换热组件中的至少一个处于运转状态，且多个所述压缩换热组件中的至少一个处于关闭状态。

8.如权利要求1所述的热交换系统，其特征在于，所述散热门板包括：

第一板体；

多个散热片，设置于所述第一板体的邻近于所述机柜主体的一侧上，且所述多个散热片中的每一个具有散热表面；以及

所述散热盘管组件，设置于所述第一板体的邻近于所述机柜主体的一侧上，且所述散热盘管组件包括：

入水口，一端流体连通于所述第一循环管；

出水口，一端流体连通于所述第一循环管；以及

多个散热盘管，所述多个散热盘管中的每一个的两端分别流体连通于所述入水口与所述出水口，且所述多个散热盘管中的每一个具有多个延伸段以及至少一连接段，所述多个延伸段依序穿过多个所述散热表面，所述至少一连接段连接于所述多个延伸段中相邻两个的位于同一侧的一端。

9.如权利要求8所述的热交换系统，其特征在于，所述散热表面正交于所述多个延伸段。

10.如权利要求8所述的热交换系统，其特征在于，所述多个散热片直接接触所述多个散热盘管。

11.如权利要求8所述的热交换系统，其特征在于，所述多个散热盘管沿着垂直方向依序设置于所述第一板体上。

12.如权利要求8所述的热交换系统，其特征在于，所述出水口与所述入水口位于所述第一板体的邻近于地面的一侧或远离地面的一侧。

13.如权利要求8所述的热交换系统，其特征在于，所述散热门板还包括多个风扇，所述多个风扇设置于所述多个散热片与所述机柜主体之间或设置于所述第一板体的外侧，并对应于所述多个散热片。

14.如权利要求8所述的热交换系统，其特征在于，所述散热门板还包括滚轮，所述滚轮设置于所述第一板体的邻近于地面的一侧。

15.如权利要求8所述的热交换系统，其特征在于，所述散热门板还包括第二板体，所述第二板体位于所述机柜主体与所述第一板体之间，所述第二板体与所述第一板体之间形成有容置空间，所述多个散热盘管以及所述多个散热片位于所述容置空间中。

16.如权利要求15所述的热交换系统，其特征在于，所述第一板体与所述第二板体分别具有多个气孔。