CN120603218B - 一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，包括安装组件，设置在数据中心机柜的内部；升降散热循环机构，设置在安装组件上，且用于升降改变散热位置；风液循环机构，设置在升降散热循环机构上方，且用于对散热元件进行冷风和冷液的循环供给。本发明能够节省散热空间，能够移动折叠的进行散热，以解决现有的传统散热设备多为固定式设计，无法根据数据中心内不同区域的负载差异进行动态调节，导致能源浪费与局部过热现象并存，同时存在结构复杂和空间占用大的问题。

Description

一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其涉及为一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备。

背景技术

随着云计算、人工智能与大数据技术的快速发展，数据中心单机柜功率密度持续攀升，传统风冷散热技术已难以满足高密度计算场景下的散热需求。液冷技术凭借其高效的热传导性能，逐渐成为数据中心散热的主流方向之一。然而，纯液冷系统存在初期投资成本高、维护复杂度大等问题，且在应对瞬时热冲击时响应速度不足。

与此同时，风冷技术虽具有成本低、部署灵活的优势，但其散热效率受空气比热容限制，难以满足未来数据中心对PUE（电源使用效率）的严苛要求。因此，如何结合风冷与液冷的优势，实现“风液协同”的高效散热，成为行业研究的热点。

现有技术中，部分方案通过独立设置风冷与液冷模块实现协同散热，但存在结构复杂和空间占用大等问题。此外，传统散热设备多为固定式设计，无法根据数据中心内不同区域的负载差异进行动态调节，导致能源浪费与局部过热现象并存。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，能够节省散热空间，能够移动折叠的进行散热，以解决现有的传统散热设备多为固定式设计，无法根据数据中心内不同区域的负载差异进行动态调节，导致能源浪费与局部过热现象并存，同时存在结构复杂和空间占用大的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，包括安装组件，设置在数据中心机柜的内部；

升降散热循环机构，设置在安装组件上，且用于升降改变散热位置；

风液循环机构，设置在升降散热循环机构上方，且用于对散热元件进行冷风和冷液的循环供给。

进一步地，所述安装组件包括底座、滑杆和固定耳，所述滑杆固定安装在底座顶部的两侧，所述固定耳固定安装在滑杆的顶部，所述底座安装在数据中心机柜的底部。

进一步地，所述升降散热循环机构包括滑动安装板、升降驱动组件、扭转摆动驱动组件、水冷散热臂、风液混合散热臂、齿轮一、联动套一、齿轮二、联动套二和顶升摆动交错组件，所述滑动安装板滑动安装在滑杆的表面，所述升降驱动组件设置在底座顶部的中心处，且用于驱动滑动安装板进行高度调节，所述扭转摆动驱动组件设置在滑动安装板的顶部中心处，且用于驱动水冷散热臂与风液混合散热臂在滑动安装板上进行摆动，所述水冷散热臂顶部靠近滑动安装板的一侧固定安装有联动套一，所述齿轮一固定安装在联动套一表面且位于滑动安装板顶部，所述风液混合散热臂顶部靠近滑动安装板的一侧固定安装有联动套二，所述齿轮二可纵向滑动的安装在联动套二表面的顶部，所述水冷散热臂与风液混合散热臂的内部均设置有导冷盘管，所述水冷散热臂通过联动套一与滑动安装板顶部的一侧转动配合，所述风液混合散热臂通过联动套二与滑动安装板顶部的另一侧转动配合，所述顶升摆动交错组件设置在滑动安装板顶部靠近齿轮二的一侧，且用于驱动联动套二进行顶升改变纵向位置。

进一步地，所述升降驱动组件包括伺服电机、固定架、螺杆和螺套，所述固定架固定安装在底座顶部中心处，所述伺服电机固定安装在固定架的底部，所述螺杆的底部贯穿固定架并与伺服电机的输出端固定安装，所述螺套螺纹连接在螺杆的表面，所述螺套的顶部与滑动安装板的底部固定安装。

进一步地，所述扭转摆动驱动组件包括步进电机、驱动盘、拨动柱、驱动框和齿条，所述步进电机固定安装在滑动安装板底部中心处，所述步进电机的输出端贯穿滑动安装板并延伸至滑动安装板的顶部与驱动盘固定连接，所述拨动柱固定安装在驱动盘的顶部靠近驱动框的一侧，所述驱动框内部开设有与拨动柱滑动配合的滑槽，所述齿条固定安装在驱动框的两端，且与齿轮一和齿轮二相互啮合，所述驱动框底部的两侧均固定安装有导向单元。

进一步地，所述顶升摆动交错组件包括电磁推杆、顶升板、限位环、限位板和限位滑柱，所述电磁推杆固定安装在限位板的背面，所述限位板固定安装在滑动安装板顶部靠近齿轮二一侧的后侧，所述顶升板固定安装在电磁推杆的输出端，所述顶升板转动套设在限位环的表面，所述限位环固定安装在联动套二表面的顶部，所述限位滑柱固定安装在顶升板底部靠近限位板的两侧，且与限位板滑动配合，所述联动套二的表面套设有弹簧，所述弹簧的顶部与限位环的底部接触，所述弹簧的底部与齿轮二的顶部接触。

进一步地，所述导向单元包括限位滑座和限位滑块，所述限位滑座固定安装在滑动安装板顶部的两侧，所述限位滑块固定安装在驱动框底部的两侧且与限位滑座滑动配合。

进一步地，所述风液循环机构包括散热水箱、密封盖、散热风扇、集风罩、导冷送风管、送风软管、半导体制冷片、变频调速水泵、回水三通接头和送水三通接头，所述散热水箱设置在螺杆的顶部，且两侧与固定耳固定安装，所述散热水箱的底部与螺杆的顶部转动配合，所述散热风扇设置有两组，且对称安装在散热水箱顶部的两侧，所述密封盖螺纹连接在散热水箱的顶部中心处，所述半导体制冷片固定安装在散热水箱的背面中心处，所述集风罩固定连接在散热风扇的正面，所述导冷送风管的一端与集风罩相连通，另一端从上至下贯穿散热水箱并延伸至散热水箱的底部且通过软管与水冷散热臂和风液混合散热臂相连通，所述导冷送风管处于散热水箱内部的部分材质为导冷材料，所述变频调速水泵固定安装在散热水箱内壁底部的中心处，所述变频调速水泵的输出端贯穿散热水箱并延伸至散热水箱的底部与送水三通接头相连通，所述送水三通接头另外两端通过软管分别与水冷散热臂与风液混合散热臂内部的导冷盘管相连通，所述散热水箱的底部通过软管与回水三通接头相连通，且回水三通接头另外两端通过软管与水冷散热臂与风液混合散热臂内部的导冷盘管一端相连通。

进一步地，所述水冷散热臂与风液混合散热臂的顶部均开设有通风孔，所述通风孔开设有若干组且配合导冷送风管的底部软管进行风冷散热，所述风液混合散热臂的顶部固定安装有若干组清洁刷。

本发明的有益效果：本发明通过伺服电机驱动螺杆与螺套，带动滑动安装板纵向移动，使散热机构精准匹配数据中心机柜内不同层级的处理器散热需求，避免能源浪费，摆动增效：步进电机驱动水冷散热臂与风液混合散热臂同步摆动，扩大散热面积并形成动态气流，打破热边界层。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的图1的另一视角立体结构示意图；

图3为本发明的扭转摆动驱动组件结构示意图；

图4为本发明的图3的爆炸结构示意图；

图5为本发明的图4的A处放大结构示意图；

图6为本发明的风液循环机构结构示意。

图中：1、底座；101、滑杆；102、固定耳；11、伺服电机；12、固定架；111、螺杆；112、螺套；2、滑动安装板；21、水冷散热臂；211、通风孔；22、风液混合散热臂；221、清洁刷；222、导冷盘管；23、齿轮一；231、联动套一；24、齿轮二；241、顶升板；242、电磁推杆；243、限位环；244、联动套二；245、限位板；246、限位滑柱；247、弹簧；25、步进电机；251、驱动盘；252、拨动柱；253、驱动框；254、齿条；2531、限位滑座；2532、限位滑块；3、散热水箱；301、密封盖；302、散热风扇；3021、集风罩；3022、导冷送风管；303、半导体制冷片；30221、送风软管；304、变频调速水泵；3041、回水三通接头；3042、送水三通接头。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1，图1为本发明的结构示意图。

一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，包括安装组件，设置在数据中心机柜的内部；

请参阅图2和图3，图2为塔体的内部结构示意图；图3为图2中A的放大图。

安装组件包括底座1、滑杆101和固定耳102，滑杆101固定安装在底座1顶部的两侧，固定耳102固定安装在滑杆101的顶部，底座1安装在数据中心机柜的底部。底座1能够对滑杆101进行支撑与安装，同时可通过固定耳102配合散热水箱3对滑杆101进行整体的纵向限位，立式的安装在数据中心机柜的内部后侧，可不影响数据中心机柜内部的数据处理器的安装。

升降散热循环机构，设置在安装组件上，且用于升降改变散热位置；升降散热循环机构包括滑动安装板2、升降驱动组件、扭转摆动驱动组件、水冷散热臂21、风液混合散热臂22、齿轮一23、联动套一231、齿轮二24、联动套二244和顶升摆动交错组件，滑动安装板2滑动安装在滑杆101的表面，升降驱动组件设置在底座1顶部的中心处，且用于驱动滑动安装板2进行高度调节，扭转摆动驱动组件设置在滑动安装板2的顶部中心处，且用于驱动水冷散热臂21与风液混合散热臂22在滑动安装板2上进行摆动，水冷散热臂21顶部靠近滑动安装板2的一侧固定安装有联动套一231，齿轮一23固定安装在联动套一231表面且位于滑动安装板2顶部，风液混合散热臂22顶部靠近滑动安装板2的一侧固定安装有联动套二244，齿轮二24可纵向滑动的安装在联动套二244表面的顶部，水冷散热臂21与风液混合散热臂22的内部均设置有导冷盘管222，水冷散热臂21通过联动套一231与滑动安装板2顶部的一侧转动配合，风液混合散热臂22通过联动套二244与滑动安装板2顶部的另一侧转动配合，顶升摆动交错组件设置在滑动安装板2顶部靠近齿轮二24的一侧，且用于驱动联动套二244进行顶升改变纵向位置；

通过升降驱动组件配合滑动安装板2可在滑杆101上进行滑动的改变散热位置，根据不同层级的散热需求进行散热强度的调节，且齿轮一23和齿轮二24便于配合扭转摆动驱动组件对水冷散热臂21和风液混合散热臂22进行摆动散热，增加散热面积，且在需要交叉摆动散热时，可通过顶升摆动交错组件对风液混合散热臂22进行高度调节，使风液混合散热臂22与水冷散热臂21错层，避免摆动时撞击，同时可便于折叠收入滑动安装板2的底部方便进行高度的调节使用。

升降驱动组件包括伺服电机11、固定架12、螺杆111和螺套112，固定架12固定安装在底座1顶部中心处，伺服电机11固定安装在固定架12的底部，螺杆111的底部贯穿固定架12并与伺服电机11的输出端固定安装，螺套112螺纹连接在螺杆111的表面，螺套112的顶部与滑动安装板2的底部固定安装；

固定架12能够对伺服电机11进行安装固定，且启动伺服电机11能够带动螺杆111旋转，且在螺杆111旋转后带动螺套112进行升降调节，由于螺套112与滑动安装板2固定，进而被滑杆101限位，能够实现纵向的稳定调节。

扭转摆动驱动组件包括步进电机25、驱动盘251、拨动柱252、驱动框253和齿条254，步进电机25固定安装在滑动安装板2底部中心处，步进电机25的输出端贯穿滑动安装板2并延伸至滑动安装板2的顶部与驱动盘251固定连接，拨动柱252固定安装在驱动盘251的顶部靠近驱动框253的一侧，驱动框253内部开设有与拨动柱252滑动配合的滑槽，齿条254固定安装在驱动框253的两端，且与齿轮一23和齿轮二24相互啮合，驱动框253底部的两侧均固定安装有导向单元；

步进电机25启动后能够带动驱动盘251旋转，且驱动盘251旋转后能够地阿东拨动柱252跟随旋转，当拨动柱252旋转时配合驱动框253的滑槽能够驱动驱动框253在导向单元的限位下进行稳定的前后滑动，进而使驱动框253稳定的带动齿条254进行前后移动，从而通过齿条254的移动带动与之啮合的齿轮一23和齿轮二24同步扭转，齿轮一23与齿轮二24扭转通过与之固定的联动套一231与联动套二244带动水冷散热臂21与风液混合散热臂22进行对应的扭转，实现扭转的散热，增加散热面积的同时形成动态气流，打破局部热边界层，显著提升散热效率。

顶升摆动交错组件包括电磁推杆242、顶升板241、限位环243、限位板245和限位滑柱246，电磁推杆242固定安装在限位板245的背面，限位板245固定安装在滑动安装板2顶部靠近齿轮二24一侧的后侧，顶升板241固定安装在电磁推杆242的输出端，顶升板241转动套设在限位环243的表面，限位环243固定安装在联动套二244表面的顶部，限位滑柱246固定安装在顶升板241底部靠近限位板245的两侧，且与限位板245滑动配合，联动套二244的表面套设有弹簧247，弹簧247的顶部与限位环243的底部接触，弹簧247的底部与齿轮二24的顶部接触；

通过启动电磁推杆242能够带动顶升板241进行顶升，通过顶升板241底部的限位滑柱246与限位板245的稳定滑动配合，使顶升板241稳定的进行顶升，避免卡死，同时在顶升板241可带动与转动限位的限位环243向上顶升，同时不影响限位环243与联动套二244的扭转，且在顶升过程中弹簧247的弹力可始终使齿轮二24与齿条254啮合，保证齿轮二24能够稳定的被齿条254进行扭转驱动，水冷散热臂21与风液混合散热臂22可折叠收入滑动安装板2底部，便于机柜内设备的维护与升级，同时减少空间占用，适应数据中心高密度部署趋势。

导向单元包括限位滑座2531和限位滑块2532，限位滑座2531固定安装在滑动安装板2顶部的两侧，限位滑块2532固定安装在驱动框253底部的两侧且与限位滑座2531滑动配合；

限位滑座2531在与滑动安装板2固定后能够保证限位滑块2532与其滑动时不会晃动，同时可通过限位滑块2532对驱动框253进行滑动行程的稳定限位，防止两侧扭转卡死。

风液循环机构，设置在升降散热循环机构上方，且用于对散热元件进行冷风和冷液的循环供给；风液循环机构包括散热水箱3、密封盖301、散热风扇302、集风罩3021、导冷送风管3022、送风软管30221、半导体制冷片303、变频调速水泵304、回水三通接头3041和送水三通接头3042，散热水箱3设置在螺杆111的顶部，且两侧与固定耳102固定安装，散热水箱3的底部与螺杆111的顶部转动配合，散热风扇302设置有两组，且对称安装在散热水箱3顶部的两侧，密封盖301螺纹连接在散热水箱3的顶部中心处，半导体制冷片303固定安装在散热水箱3的背面中心处，集风罩3021固定连接在散热风扇302的正面，导冷送风管3022的一端与集风罩3021相连通，另一端从上至下贯穿散热水箱3并延伸至散热水箱3的底部且通过软管与水冷散热臂21和风液混合散热臂22相连通，导冷送风管3022处于散热水箱3内部的部分材质为导冷材料，变频调速水泵304固定安装在散热水箱3内壁底部的中心处，变频调速水泵304的输出端贯穿散热水箱3并延伸至散热水箱3的底部与送水三通接头3042相连通，送水三通接头3042另外两端通过软管分别与水冷散热臂21与风液混合散热臂22内部的导冷盘管222相连通，散热水箱3的底部通过软管与回水三通接头3041相连通，且回水三通接头3041另外两端通过软管与水冷散热臂21与风液混合散热臂22内部的导冷盘管222一端相连通，以此构成液体循环；

变频调速水泵304的启动功率根据散热需求确定，在需要高压运行时，则改变变频调速水泵304的运行功率，增加功率，使其迅速流动带走热量，当需要低压运行时，则节省能源，降低运行功率，降低液体流速，同时在循环时通过变频调速水泵304的输出端与送水三通接头3042配合可同时对水冷散热臂21与风液混合散热臂22内的导冷盘管222进行冷液输送，且同时水冷散热臂21与风液混合散热臂22的内部填充导冷截止，增加散热效果，在冷液经过导冷盘管222的循环后再通过回水三通接头3041进行回水，使吸收热量后的冷液回到散热水箱3的内部，再次被变频调速水泵304进行输送，且同步由半导体制冷片303的制冷，使冷液始终保持较冷的温度，保证散热效率；

在冷液输送的过程中散热风扇302启动后将外界风通过集风罩3021压缩后再经过导冷送风管3022输送至水冷散热臂21与风液混合散热臂22的内部，但在其输送过程中由于导冷送风管3022导冷，则外接风会被再次进行导冷，使其冷风效果更佳，保证散热性能，且在进入水冷散热臂21与风液混合散热臂22的内部后，由于导冷盘管222的布置，则冷风与导冷盘管222内的冷液会结合对数据中心的数据处理器进行散热，通过导冷送风管3022将半导体制冷片303冷却的冷风与变频调速水泵304输送的冷液同步导入散热臂内部，实现“风冷包裹液冷”的复合散热效果，冷风直接吹拂处理器表面，快速带走显热；冷液通过导冷盘管222吸收潜热，形成双重降温机制，尤其适用于高密度计算场景下的瞬时热冲击，频调速水泵304根据散热需求动态调节流量，高压模式下快速循环冷液以应对极端工况，低压模式下降低能耗，结合半导体制冷片303的精准控温，使系统能效比EER提升25%以上；

在散热水箱3内增设温度传感器，实时监测冷液温度，并通过无线模块将数据传输至数据中心管理平台，当温度超过阈值时，系统自动启动半导体制冷片303强化制冷，同时触发报警通知运维人员；

根据数据中心所在地区的气候条件，通过软件调整半导体制冷片303的制冷功率，例如，在高温高湿地区适当提高制冷强度，在低温干燥地区降低功率以节省能源；

通过监测伺服电机11、步进电机25等关键部件的电流与振动信号，提前预警潜在故障，实现预测性维护。

水冷散热臂21与风液混合散热臂22的顶部均开设有通风孔211，通风孔211开设有若干组且配合导冷送风管3022的底部软管进行风冷散热，风液混合散热臂22的顶部固定安装有若干组清洁刷221。通风孔211能够便于由导冷送风管3022输送至水冷散热臂21与风液混合散热臂22内的冷风被输送出去，同时通风孔211可设置为静电消除刷，保证在散热过程中吸收数据中心内机柜的静电，保证设备运行的稳定性，通风孔211集成静电消除刷，在散热过程中主动吸附机柜内静电，降低电子元件因静电击穿导致的故障率，延长处理器使用寿命，风液混合散热臂22顶部的清洁刷221可定期清扫处理器表面灰尘，避免灰尘堆积引发局部过热，减少人工维护频次，降低运维成本。

工作原理：一、散热位置调节

伺服电机11驱动螺杆111旋转，带动螺套112与滑动安装板2沿滑杆101纵向移动，实现散热机构的高度调节，以匹配不同层级的处理器散热需求。

二、散热臂动态摆动

步进电机25驱动驱动盘251旋转，拨动柱252通过驱动框253的滑槽带动齿条254前后移动，进而驱动齿轮一23与齿轮二24同步扭转，使水冷散热臂21与风液混合散热臂22在滑动安装板2上摆动，扩大散热面积并形成动态气流。

三、风液协同循环

冷液循环：变频调速水泵304从散热水箱3抽取冷液，通过送水三通接头3042分流至水冷散热臂21与风液混合散热臂22的导冷盘管222，吸收处理器热量后经回水三通接头3041返回散热水箱3，由半导体制冷片303重新冷却；

冷风循环：散热风扇302将外界空气压缩后通过集风罩3021送入导冷送风管3022，冷风在管内被半导体制冷片303进一步冷却，随后输送至散热臂内部，与导冷盘管222内的冷液协同作用，对处理器进行复合散热。

四、防撞与自适应折叠

电磁推杆242推动顶升板241上升，通过限位环243带动联动套二244与风液混合散热臂22抬升，避免与水冷散热臂21碰撞；弹簧247确保齿轮二24与齿条254始终啮合，保障摆动驱动的稳定性，散热臂可折叠收入滑动安装板2底部，便于维护。

五、静电消除与自清洁

通风孔211内的静电消除刷吸附机柜内静电；风液混合散热臂22顶部的清洁刷221在摆动过程中清扫处理器表面灰尘，防止局部过热。

实施例一：中小型数据中心标准机柜散热

应用场景

某中小型互联网企业的数据中心，机柜功率密度为8kW/柜，采用标准42U机柜，内部部署多台服务器，处理器负载存在一定差异，部分区域负载较高，部分区域负载较低；

设备配置

升降驱动组件：选用额定功率为200W的伺服电机11，搭配直径为20mm的螺杆111与相应螺套112，固定架12采用高强度铝合金材质，确保能稳定支撑滑动安装板2及其上的散热机构。

扭转摆动驱动组件：步进电机25功率为100W，驱动盘251直径为100mm，拨动柱252直径为10mm，驱动框253尺寸根据摆动幅度需求设计为长150mm、宽50mm的矩形框架，齿条254模数为2，长度为200mm。

散热臂：水冷散热臂21与风液混合散热臂22均采用铜质导冷盘管222，盘管直径为8mm，散热臂长度为400mm，宽度为100mm，通风孔211直径为5mm，均匀分布在散热臂表面；清洁刷221采用软质尼龙材质，长度与散热臂宽度一致。

风液循环机构：散热水箱3容积为50L，采用不锈钢材质制作，密封盖301与水箱之间采用橡胶密封圈密封，散热风扇302功率为150W，风量为1000m³/h，集风罩3021直径为200mm，导冷送风管3022直径为80mm，长度为3m，送风软管30221直径与导冷送风管一致，长度根据机柜内部布局调整，半导体制冷片303制冷功率为500W，变频调速水泵304流量范围为5-20L/min，扬程为5m。

工作过程

数据中心启动后，伺服电机11根据预设程序驱动螺杆111旋转，使滑动安装板2移动至机柜中部位置，初步匹配整体散热需求；

步进电机25开始工作，通过驱动盘251、拨动柱252等部件带动齿条254往复运动，进而使水冷散热臂21与风液混合散热臂22以30°的摆动幅度、每分钟10次的频率摆动，扩大散热面积；

变频调速水泵304根据散热需求以10L/min的流量将散热水箱3中的冷液输送至散热臂的导冷盘管222中，同时散热风扇302将外界空气压缩后通过集风罩3021送入导冷送风管3022，冷风在管内被半导体制冷片303冷却至15℃，随后输送至散热臂内部，与冷液协同对处理器进行散热；

在运行过程中，通风孔211内的静电消除刷持续吸附机柜内静电，风液混合散热臂22顶部的清洁刷221在摆动过程中清扫处理器表面灰尘，当检测到某区域处理器温度升高时，伺服电机11驱动滑动安装板2向该区域移动，降低散热臂高度以增强局部散热强度。

实施例二：大型数据中心高密度计算区域散热

应用场景

某大型金融数据中心的高密度计算区域，机柜功率密度高达20kW/柜，采用定制化48U机柜，内部部署大量高性能服务器，处理器负载极高，对散热效率与稳定性要求极为严格。

设备配置

升降驱动组件：伺服电机11额定功率为500W，螺杆111直径为30mm，螺套112与螺杆111匹配，固定架12采用碳纤维增强复合材料，以减轻重量并提高强度。

扭转摆动驱动组件：步进电机25功率为200W，驱动盘251直径为150mm，拨动柱252直径为15mm，驱动框253尺寸为长250mm、宽80mm的矩形框架，齿条254模数为3，长度为300mm。

散热臂：散热臂采用铜合金材质，导冷盘管222直径为10mm，散热臂长度为500mm，宽度为150mm，通风孔211直径为8mm，清洁刷221采用超细纤维材质，以提高清洁效果。

风液循环机构：散热水箱3容积为100L，采用钛合金材质制作，确保耐腐蚀性，散热风扇302功率为300W，风量为2000m³/h，集风罩3021直径为300mm，导冷送风管3022直径为100mm，长度为5m，送风软管30221直径与导冷送风管一致，长度根据机柜布局调整，半导体制冷片303制冷功率为1000W，变频调速水泵304流量范围为10-30L/min，扬程为8m。

工作过程

数据中心启动前，伺服电机11驱动滑动安装板2移动至机柜底部，为高功率处理器提供近距离散热支持；

步进电机25带动散热臂以45°的摆动幅度、每分钟15次的频率摆动，快速扩大散热范围，变频调速水泵304以20L/min的流量输送冷液，散热风扇302将冷风冷却至10℃后输送至散热臂内部，实现高效散热；

系统通过温度传感器实时监测处理器温度，当温度超过设定阈值时，半导体制冷片303自动提高制冷功率，变频调速水泵304增加流量至25L/min，同时伺服电机11微调滑动安装板2的位置，确保处理器温度稳定在安全范围内。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，其特征在于：包括安装组件，设置在数据中心机柜的内部；

升降散热循环机构，设置在安装组件上，且用于升降改变散热位置；

风液循环机构，设置在升降散热循环机构上方，且用于对散热元件进行冷风和冷液的循环供给；

所述安装组件包括底座（1）、滑杆（101）和固定耳（102），所述滑杆（101）固定安装在底座（1）顶部的两侧，所述固定耳（102）固定安装在滑杆（101）的顶部，所述底座（1）安装在数据中心机柜的底部；

所述升降散热循环机构包括滑动安装板（2）、升降驱动组件、扭转摆动驱动组件、水冷散热臂（21）、风液混合散热臂（22）、齿轮一（23）、联动套一（231）、齿轮二（24）、联动套二（244）和顶升摆动交错组件，所述滑动安装板（2）滑动安装在滑杆（101）的表面，所述升降驱动组件设置在底座（1）顶部的中心处，且用于驱动滑动安装板（2）进行高度调节，所述扭转摆动驱动组件设置在滑动安装板（2）的顶部中心处，且用于驱动水冷散热臂（21）与风液混合散热臂（22）在滑动安装板（2）上进行摆动，所述水冷散热臂（21）顶部靠近滑动安装板（2）的一侧固定安装有联动套一（231），所述齿轮一（23）固定安装在联动套一（231）表面且位于滑动安装板（2）顶部，所述风液混合散热臂（22）顶部靠近滑动安装板（2）的一侧固定安装有联动套二（244），所述齿轮二（24）可纵向滑动的安装在联动套二（244）表面的顶部，所述水冷散热臂（21）与风液混合散热臂（22）的内部均设置有导冷盘管（222），所述水冷散热臂（21）通过联动套一（231）与滑动安装板（2）顶部的一侧转动配合，所述风液混合散热臂（22）通过联动套二（244）与滑动安装板（2）顶部的另一侧转动配合，所述顶升摆动交错组件设置在滑动安装板（2）顶部靠近齿轮二（24）的一侧，且用于驱动联动套二（244）进行顶升改变纵向位置。

2.根据权利要求1所述的一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，其特征在于：所述升降驱动组件包括伺服电机（11）、固定架（12）、螺杆（111）和螺套（112），所述固定架（12）固定安装在底座（1）顶部中心处，所述伺服电机（11）固定安装在固定架（12）的底部，所述螺杆（111）的底部贯穿固定架（12）并与伺服电机（11）的输出端固定安装，所述螺套（112）螺纹连接在螺杆（111）的表面，所述螺套（112）的顶部与滑动安装板（2）的底部固定安装。

3.根据权利要求1所述的一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，其特征在于：所述扭转摆动驱动组件包括步进电机（25）、驱动盘（251）、拨动柱（252）、驱动框（253）和齿条（254），所述步进电机（25）固定安装在滑动安装板（2）底部中心处，所述步进电机（25）的输出端贯穿滑动安装板（2）并延伸至滑动安装板（2）的顶部与驱动盘（251）固定连接，所述拨动柱（252）固定安装在驱动盘（251）的顶部靠近驱动框（253）的一侧，所述驱动框（253）内部开设有与拨动柱（252）滑动配合的滑槽，所述齿条（254）固定安装在驱动框（253）的两端，且与齿轮一（23）和齿轮二（24）相互啮合，所述驱动框（253）底部的两侧均固定安装有导向单元。

4.根据权利要求1所述的一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，其特征在于：所述顶升摆动交错组件包括电磁推杆（242）、顶升板（241）、限位环（243）、限位板（245）和限位滑柱（246），所述电磁推杆（242）固定安装在限位板（245）的背面，所述限位板（245）固定安装在滑动安装板（2）顶部靠近齿轮二（24）一侧的后侧，所述顶升板（241）固定安装在电磁推杆（242）的输出端，所述顶升板（241）转动套设在限位环（243）的表面，所述限位环（243）固定安装在联动套二（244）表面的顶部，所述限位滑柱（246）固定安装在顶升板（241）底部靠近限位板（245）的两侧，且与限位板（245）滑动配合，所述联动套二（244）的表面套设有弹簧（247），所述弹簧（247）的顶部与限位环（243）的底部接触，所述弹簧（247）的底部与齿轮二（24）的顶部接触。

5.根据权利要求3所述的一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，其特征在于：所述导向单元包括限位滑座（2531）和限位滑块（2532），所述限位滑座（2531）固定安装在滑动安装板（2）顶部的两侧，所述限位滑块（2532）固定安装在驱动框（253）底部的两侧且与限位滑座（2531）滑动配合。

6.根据权利要求1所述的一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，其特征在于：所述风液循环机构包括散热水箱（3）、密封盖（301）、散热风扇（302）、集风罩（3021）、导冷送风管（3022）、送风软管（30221）、半导体制冷片（303）、变频调速水泵（304）、回水三通接头（3041）和送水三通接头（3042），所述散热水箱（3）设置在螺杆（111）的顶部，且两侧与固定耳（102）固定安装，所述散热水箱（3）的底部与螺杆（111）的顶部转动配合，所述散热风扇（302）设置有两组，且对称安装在散热水箱（3）顶部的两侧，所述密封盖（301）螺纹连接在散热水箱（3）的顶部中心处，所述半导体制冷片（303）固定安装在散热水箱（3）的背面中心处，所述集风罩（3021）固定连接在散热风扇（302）的正面，所述导冷送风管（3022）的一端与集风罩（3021）相连通，另一端从上至下贯穿散热水箱（3）并延伸至散热水箱（3）的底部且通过软管与水冷散热臂（21）和风液混合散热臂（22）相连通，所述导冷送风管（3022）处于散热水箱（3）内部的部分材质为导冷材料，所述变频调速水泵（304）固定安装在散热水箱（3）内壁底部的中心处，所述变频调速水泵（304）的输出端贯穿散热水箱（3）并延伸至散热水箱（3）的底部与送水三通接头（3042）相连通，所述送水三通接头（3042）另外两端通过软管分别与水冷散热臂（21）与风液混合散热臂（22）内部的导冷盘管（222）相连通，所述散热水箱（3）的底部通过软管与回水三通接头（3041）相连通，且回水三通接头（3041）另外两端通过软管与水冷散热臂（21）与风液混合散热臂（22）内部的导冷盘管（222）一端相连通。

7.根据权利要求6所述的一种数据中心用变压循环式风液同源散热设备，其特征在于：所述水冷散热臂（21）与风液混合散热臂（22）的顶部均开设有通风孔（211），所述通风孔（211）开设有若干组且配合导冷送风管（3022）的底部软管进行风冷散热，所述风液混合散热臂（22）的顶部固定安装有若干组清洁刷（221）。