CN206759896U - 一种带有辅助散热设备的冷却系统 - Google Patents
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Abstract
一种带有辅助散热设备的冷却系统，包括多个机架、冷却液驱动系统和辅助散热系统，每个机架包括多个中空的冷却板，冷却液驱动系统用于驱动冷却液在冷却板中流动以与安装在冷却板上的电路板进行热交换，冷却液驱动系统和辅助散热系统进行热交换，辅助散热系统至少包括辅助散热设备，其包括箱体和多根热虹吸管；箱体用于存储冷媒介，箱体外表面依次设置有热绝缘层和防液漏层；多根热虹吸管垂直插入在箱体内，每根热虹吸管置于箱体内的一端设置有盘旋的热交换管，置于箱体外的另一端设置有多片散热片；热交换管连通于辅助散热系统中的冷却液流通支路。本实用新型提供的冷却系统利用了自然冷源，降低制冷系统负荷，最大化的节省制冷系统的能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带有辅助散热设备的冷却系统,尤其涉及一种能够利用自然冷源，降低制冷系统负荷，最大化的节省制冷系统的能耗的带有辅助散热设备的冷却系统。
背景技术
一直以来，数据中心的存在为我们的工作和生活带来了便利，但对数据中心拥有者而言，维持运行数据中心正常运行所需的庞大能源开支一直让他们感到苦恼。比如，按照一般标准来算，数据中心的能耗为100瓦/平方英尺，那么一般20000平方英尺的企业数据中心的峰值散热需求量，相当于一栋200000平方英尺的商务大楼的需求量；年总能耗量则相当于一栋400000平方英尺商务办公大楼的能耗。
在传统的数据中心，客户为了确保最大化的运行时间，不得不频繁进行冗余电源的基础设施建设，除了服务器、存储、网络等设备自身的耗电量在逐年增加外，这些IT设备的数量在每年因业务扩展而增加，同时这些设备的性能不断提升也导致单机耗电量增加，为确保数据中心拥有适合的温度，使得IT设备能够正常运行，空调制冷等设备的耗电量也在以惊人速度上升，在没有经过绿色节能改进的绿色中心里，有数据显示，在数据中心所耗费的电量中，将近50%的电能被用来空调制冷。
由此可见，对数据中心的绿色节能调整已经到了刻不容缓的时刻。有调研公司数据预测，如果不对数据中心进行节能调整，那么在未来5年内，超过90%的企业会因遭遇电源可用性限制而导致数据中心运行的中断；会有25%的数据中心因此产生严重的业务中断。
发明内容
为克服现有技术中存在的缺点，本实用新型的发明目的是提供一种带有辅助散热设备的冷却系统，其利用了自然冷源，降低制冷系统负荷，最大化的节省制冷系统的能耗。
为实现所述发明目的，本实用新型提供一种带有辅助散热设备的冷却系统，包括多个机架、却液驱动系统和辅助散热系统，每个机架包括多个中空的冷却板，冷却液驱动系统用于驱动冷却液在冷却板中流动以与安装在冷却板上的电路板进行热交换，冷却液驱动系统和辅助散热系统进行热交换，辅助散热系统至少包括辅助散热设备，辅助散热设备包括箱体和多根热虹吸管；箱体用于存储冷媒介，箱体外表面依次设置有热绝缘层和防液漏层；多根热虹吸管垂直插入在箱体内，每根热虹吸管置于箱体内的一端设置有盘旋的热交换管，置于箱体外的另一端设置有多片散热片；热交换管连通于辅助散热系统中的冷却液流通支路。
优选地，所述冷却液驱动系统包括主泵和三向阀，主泵驱动冷却液流入三向阀的第一端，而后经三向阀的第二端流入连接于机架的冷却板的进液管，冷却液经冷却板变热而后从出液管流出，冷却液还经三向阀的第三端流经辅助散热系统以降温。
优选地，出液管处设有出液温度传感器以检测出液温度，若出液温度低于下限，使冷却液驱动系统中的冷却液与辅助散热系统中的冷却液进行热量交换的流量减小；若出液温度高于上限，调节三向阀，使冷却液驱动系统中的冷却液与辅助散热系统中的冷却液进行热量交换的流量增大。
优选地，冷却液驱动系统还设有副泵，所述三向阀的入液管处设有液压传感器以检测冷却液流量，如果流量正常，保持主泵工作；如果流量不正常，启用副泵工作。
与现有技术相比，本实用新型提供的带有辅助散热设备的冷却系统利用了自然冷源，降低制冷系统负荷，最大化的节省制冷系统的能耗。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例提供的带有辅助散热设备的冷却系统的示意图;
图2是本实用新型第二实施例提供的带有辅助散热设备的冷却系统的示意图；
图3是本实用新型提供的带有辅助散热设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“液平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
第一实施例
图1是本实用新型第一实施例提供的带有辅助散热设备的冷却系统的示意图，如图1所示，本实用新型第一实施例提供的带有辅助散热设备的冷却系统包括多个机架、如机架101、102…10N，多个机架通常设置在数据中心C1中。冷却系统还包括冷却液驱动系统C2、辅助散热系统C4、制冷系统C5和热交换系统C3，其中，每个机架包括多个中空的冷却板，所述冷却液驱动系统用于驱动冷却液在冷却板中流动以与安装在冷却板上的电路板进行热交换；冷却液驱动系统和辅助散热系统C4进行热交换；辅助散热系统C4和制冷系统C5进行热交换，制冷系统C5和热交换系统C3进行热交换。所述热交换系统利用低温水与制冷系统C5进行热交换。
所述冷却液驱动系统C2包括主泵205、副泵206和三向阀214，主泵205驱动冷却液流入三向阀214的第一端，而后经三向阀214的第二端流入连接于冷却板的进液管，冷却液在冷却板中变热而后从出液管流出，冷却液还经三向阀214的第三端流经辅助散热系统C4的热交换器401第一热交换管的进液口，而后经第一热交换管的出液口循环到主泵或者副泵入液口以进行热交换，所述热交换器401为冷凝器。冷却板的出液管处设有出液温度传感器213以检测出液温度，若出液温度低于下限，使冷却液驱动系统中的冷却液与辅助散热系统C4进行热量交换的流量减小；若出液温度高于上限，调节三向阀214，使冷却液驱动系统中的冷却液与辅助散热系统C4进行热量交换的流量增大。所述下限和上限值根据数据中心的性能要求进行人为设定。所述三向阀214的入液管处设有液压传感器211以检测冷却液流量，如果流量正常，保持主泵205工作；如果流量不正常，启用副泵206。主泵205支路的入液管处设有隔离阀209和用于过滤液中杂物的滤清器207，出液管处设有安全阀203和隔离阀201，设置隔离阀209和201的目的是在维修主泵205时保持所述冷却液驱动系统C2中冷却液的畅通。安全阀203是用于调节所述冷却液驱动系统C2中液的压力。副泵206支路的入液管处设有隔离阀210和用于过滤液中杂物的滤清器208，出液管处设有安全阀204和隔离阀202。设置隔离阀202和210的目的是在维修副泵206时保持所述冷却液驱动系统C2中冷却液的畅通。安全阀204是用于调节所述冷却液驱动系统C2中液的压力。所述冷却液驱动系统C2中还设有微液压调节支路212，微液压调节支路保持冷却液驱动系统的压力恒定。
辅助散热系统C4包括热交换器401、辅助散热设备402和驱动装置，驱动装置包括主泵417和副泵416，主泵417驱动冷却液流入热交换器401的第二热交换管的进液口，而后经热交换器401的第二热交换管出液口流入辅助散热器402的进液口，冷却液在辅助散热器402冷却而后经液管连接于制冷系统C5中的蒸发器501的第一热交换管的进液口，而后经第一热交换管的出液口循环到主泵或者副泵入液口以进行热交换，出液管设有出液温度传感器（图1中未示）以检测出液温度，出液管处还设有液压传感器（图1中未示）以检测冷却液流量，如果流量正常，保持主泵417工作；如果流量不正常，启用副泵416。主泵417支路的入液管处设有隔离阀419，出液管处设有安全阀415和隔离阀413，设置隔离阀419和413的目的是在维修主泵417时保持冷却系统中冷却液的畅通。安全阀415是用于调节辅助散热系统C4中液的压力。副泵支路的入液管处设有隔离阀418，出液管处设有安全阀414和隔离阀412。设置隔离阀418和412的目的是在维修副泵时保持冷却系统中冷却液的畅通。安全阀414是用于调节辅助散热系统C4中液的压力。
制冷系统C5包括蒸发器501、膨胀阀502、冷凝器305和压缩机503，其中，压缩机503将制冷剂压缩成液态后送入到蒸发器501第二热交换管的进液口，而后流经第二热交换管出液口以与辅助散热系统中的冷却液进行热交换，将冷却液制冷；制冷剂在冷凝器305与热交换系统进行热交换，由热交换系统由低温液进行降温；膨胀阀502设置在蒸发器501的入口，其用于控制冷剂的流量，并用于节流。
热交换系统包括水泵302，水泵302将湖底或地下的温度较低的水经电磁阀301抽入到冷凝器305，冷凝器305内的水经排水管排出。排水管处设置有电磁阀303，电磁阀303用于控制排水管的开启和闭合。
第二实施例
图2是本实用新型第二实施例提供的带有辅助散热设备的冷却系统的示意图，如图2所示，本实用新型第二实施例提供的带有辅助散热设备的冷却系统仅辅助散热系统C4与第一实施例提供的辅助散热系统C4的组成不同，第二实施例提供的冷却液驱动系统C2、制冷系统C5和热交换系统C3与第一实施例提供的冷却液驱动系统C2、制冷系统C5和热交换系统C3组成相同。
本实用新型第二实施例提供的辅助散热系统C4包括热交换器401、三向阀420、三向阀421、辅助散热设备402和驱动装置，驱动装置包括主泵417和副泵416，主泵417或者副泵416的排液口连接于三向阀421的第一端口，三向阀421的第二端口连接热交换器401的第二热交换管的进液口。热交换器401的第二热交换管的出液口连接于三向阀420的第一端口，三向阀420的第二端口连接于蒸发器501的第一热交换管的进液口，蒸发器501的第一热交换管的出液口连通于主泵417或者副泵416的进液口。三向阀420的第三端口连通于辅助散热器402中的热交换管408的进液口，辅助散热器402中的热交换管408的出液口连通于三向阀的第三端口，冷却液在辅助散热器402进行冷却。热交换器401出液管处设置有温度传感器（图2中未示）以检测出液温度，出液管处还设有液压传感器（图2中未示）以检测冷却液流量，如果流量正常，保持主泵417工作；如果流量不正常，启用副泵416。主泵417支路的入液管处设有隔离阀419，出液管处设置有安全阀415和隔离阀413，设置隔离阀419和413的目的是在维修主泵417时保持冷却系统中冷却液的畅通。安全阀415是用于调节辅助散热系统C4中液的压力。副泵支路的入液管处设有隔离阀418，出液管处设有安全阀414和隔离阀412。设置隔离阀418和412的目的是在维修副泵时保持冷却系统中冷却液的畅通。安全阀414是用于调节辅助散热系统C4中液的压力。
图3是本实用新型提供的带有辅助散热设备的示意图，如图3所示，本实用新型提供的带有辅助散热设备包括箱体409和多根热虹吸管407，其中，箱体用于存储低温的冷媒介，冷媒介例如为冰，箱体外表面依次设置有热绝缘层411和防液漏层410。多根热虹吸管407垂直插入在箱体内，每根虹吸管设置在箱体内的一端设置有盘旋的热交换管408，每根虹吸管置于箱体外的一端设置有多片散热片406，热虹吸管只能将箱体内的热量向大气中输送，而不能将大气中的热量向箱体内输送。热交换管408连通于辅助散热系统中的冷却液流通的支路。
由于本实用新型设置了辅助散热系统，在气温较低时，可以利用自然冷存储媒介对冷却液进行制冷，而不必开启制冷系统，因此可以节省能源，同时，本实用新型利用水温较低的湖底水或者深井水与制冷系统进行热交换，从而可以进一步地节省能源，如电能。
以上结合附图，详细说明了本实用新型的工作原理。但是本领域的普通技术人员应当明白，说明书仅是用于解释权利要求书。但本实用新型的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种带有辅助散热设备的冷却系统，包括多个机架、冷却液驱动系统和辅助散热系统，每个机架包括多个中空的冷却板，冷却液驱动系统用于驱动冷却液在冷却板中流动以与安装在冷却板上的电路板进行热交换，冷却液驱动系统和辅助散热系统进行热交换，其特征在于,辅助散热系统至少包括辅助散热设备，辅助散热设备包括箱体和多根热虹吸管；箱体用于存储冷媒介，箱体外表面依次设置有热绝缘层和防液漏层；多根热虹吸管垂直插入在箱体内，每根热虹吸管置于箱体内的一端设置有盘旋的热交换管，置于箱体外的另一端设置有多片散热片；热交换管连通于辅助散热系统中的冷却液流通支路。
2.根据权利要求1所述的带有辅助散热设备的冷却系统，其特征在于,所述冷却液驱动系统包括主泵和三向阀，主泵驱动冷却液流入三向阀的第一端，而后经三向阀的第二端流入连接于机架的冷却板的进液管，冷却液经冷却板变热而后从出液管流出，冷却液还经三向阀的第三端流经辅助散热系统以降温。
3.根据权利要求2所述的带有辅助散热设备的冷却系统，其特征在于，出液管处设有出液温度传感器以检测出液温度，如果出液温度低于下限，调节三向阀，若出液温度低于下限，使冷却液驱动系统中的冷却液与辅助散热系统的冷却液进行热量交换的流量减小；若出液温度高于上限，调节三向阀，使冷却液驱动系统中的冷却液与辅助散热系统的冷却液进行热量交换的流量增大。
4.根据权利要求3所述的带有辅助散热设备的冷却系统，其特征在于，冷却液驱动系统还设有副泵，所述三向阀的入液管处设有液压传感器以检测冷却液流量，如果流量正常，保持主泵工作；如果流量不正常，启用副泵工作。
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| CN112888242A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-06-01 | 中国农业银行股份有限公司 | 机电水冷中心 |
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