CN207652882U - 一种数据中心用氟泵冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于制冷技术领域，具体是一种数据中心用氟泵冷却系统，包括冷凝器、氟泵、换热单元、控制阀及流量平衡器；所述冷凝器的热侧流道出口、氟泵、控制阀、换热单元、冷凝器的热侧流道进口依次相连通；所述换热单元由至少两个脉动式热管换热器并联而成；所述流量平衡器与脉动式热管换热器并联连接，流量平衡器包括具有进口、出口的空腔体和设置在空腔体内的折流板，相邻的折流板沿空腔体的长度方向间隔且相对布置；所述冷凝器的冷侧流道用于连接冷冻水管路。本实用新型能解决数据中心在使用现有的氟泵冷却系统时，脉动式热管换热器内制冷剂流动状态不稳定、散热效果不理想的问题。

Description

一种数据中心用氟泵冷却系统

技术领域

本实用新型属于制冷领域，具体涉及一种数据中心用氟泵冷却系统。

背景技术

目前，大数据产业的蓬勃发展加速了IT 设备的更新换代，使其向高集成度、高发热密度方向发展。虽然水冷技术已有很长的发展历史，但仍有相当一部分企业用户对“水进机房”持反对态度。基于以上情况，数据中心用氟泵冷却系统应运而生。专利公开号为CN105451508A的“一种氟泵内循环式二次冷媒环路服务器机柜散热系统”公开了内循环氟泵、储液器、中间换热器、外循环水泵、热管散热器等技术特征，目的是冷却机房的服务器。由于冷却服务器的介质由水转变为氟泵制冷剂，一方面避免了水进机房的困扰，另一方面在提升冷却能力的同时也减小了制冷剂输配的能量消耗。

为进一步提升换热器的冷却能力以提升IT 设备的功率密度，近十年来，国内外（尤其在国外）很多家制造商纷纷选用脉动式热管换热器作为IT 机架/机柜的冷却末端。然而，在运行使用过程中发现脉动式热管换热器内制冷剂的流动状态极不稳定，压力波动剧烈，系统整体的散热效果不佳。

可见，现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种数据中心用氟泵冷却系统，旨在解决数据中心在使用现有的氟泵冷却系统时，脉动式热管换热器内制冷剂流动状态不稳定、散热效果不理想的问题，提高冷却效果。

为了实现以上提及到的技术目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种数据中心用氟泵冷却系统，包括冷凝器、氟泵、换热单元、控制阀，以及流量平衡器；所述冷凝器的热侧流道出口、氟泵、控制阀、换热单元、冷凝器的热侧流道进口依次相连通；所述换热单元由至少两个脉动式热管换热器并联而成；所述流量平衡器与脉动式热管换热器并联连接，流量平衡器包括具有进口、出口的空腔体和设置在空腔体内的折流板，相邻的折流板沿空腔体的长度方向间隔且相对布置；所述冷凝器的冷侧流道用于连接冷冻水管路。

所述的数据中心用氟泵冷却系统中，所述脉动式热管换热器所处的分支管路设置为同程式结构。

所述的数据中心用氟泵冷却系统中，还包括储液罐；所述冷凝器的热侧流道出口设置在储液罐的上半部分，氟泵进口设置在储液罐的下半部分。

所述的数据中心用氟泵冷却系统中，还包括过滤器，所述过滤器设置在氟泵的进、出口。

所述的数据中心用氟泵冷却系统中，所述流量平衡器为圆柱形腔体，流量平衡器的端面同轴设置有进口、出口，所述折流板沿流量平衡器的轴线方向看，为空腔大小般的圆形截切短圆弧部分而成的形状。

所述的数据中心用氟泵冷却系统中，所述冷凝器为板式换热器，冷冻水管路进口设置有流量控制阀。

有益效果：

本实用新型提供了一种数据中心用氟泵冷却系统，平衡了脉动式热管换热器内不同支路的制冷剂流量，降低了脉动式热管的温度梯度。脉动式热管换热器所处的分支管路，也即供液支管通过同程式结构设计，能够达到阻力容易平衡的目的；脉动式热管换热器具有较高的冷却能力、较快的冷却速率，方便机架/机柜服务器扩容；流量平衡器结构简单、无需控制、不存在时间延迟，且能够降低制冷剂流速，使得制冷剂处于稳定的流动状态，进一步平衡氟泵冷却系统的蒸发端各支路的制冷剂流量，又缓解脉动式热管换热器内制冷剂换热时压力波动剧烈的情况。

附图说明

图1为本实用新型提供的数据中心用氟泵冷却系统的连接示意图。

图2为本实用新型提供的数据中心用氟泵冷却系统中，流量平衡器的内部结构主视图。

图3为本实用新型提供的数据中心用氟泵冷却系统中，流量平衡器的内部结构俯视图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种数据中心用氟泵冷却系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型提供一种数据中心用氟泵冷却系统。该冷却系统的结构组成包括冷凝器1、氟泵3、换热单元、控制阀6，以及流量平衡器5；冷凝器1的热侧流道出口、氟泵3、控制阀6、换热单元、冷凝器1的热侧流道进口依次相连通；换热单元由至少两个脉动式热管换热器4并联而成；流量平衡器5与脉动式热管换热器4并联连接，流量平衡器5包括具有进口51、出口52的空腔体和设置在空腔体内的折流板53和折流板54，相邻的折流板沿空腔体的长度方向间隔且相对布置；冷凝器1的冷侧流道用于连接冷冻水管路7。脉动式热管换热器4具有较好的传热性能、较快的冷却速率、流体阻损小的优点，应用至数据中心冷却系统中，不仅可以得到较佳的散热效果，而且可方便数据中心内配置的机架/机柜服务器扩容。当然，图中只是示意性的画出了两块折流板，流量平衡器5可根据实际需求在其内部设计多块折流板。

进一步地，脉动式热管换热器4所处的分支管路设置为同程式结构。同程式设计的各并联环路管路相等，系统阻力容易平衡，流量分配较为均衡。各个脉动式热管换热器9之间并联连接，通过控制阀6具备的开关和流量调节的作用，对需要冷却的机架/机柜进行有效的降温，根据机架/机柜的负载情况（温度情况）调节制冷剂流量。

进一步地，该冷却系统还包括储液罐2；储液罐2在系统内起到很好的稳压作用。冷凝器1出口设置在储液罐2的上半部分，氟泵3进口设置在储液罐2的下半部分。从冷凝器1出来的低温制冷剂在储液罐2内由上往下流动，能将储液罐2内的气体降温、冷凝下来。氟泵3的进口设置在储液罐2的下半部分，确保了进入氟泵3内的制冷剂全是液态，防止出现气蚀问题，影响氟泵3的正常工作甚至损坏氟泵3。为了更好保护储液罐2以及整个系统的运作，在储液罐2上设置安全阀（图中未示出），以防止储液罐2内出现超压现象。

进一步地，该冷却系统还包括过滤器（图中未示出），过滤器设置在氟泵3的进、出口，可起到保护氟泵3长期平稳运转而免受杂质负面影响的作用。

优选地，流量平衡器5设计为圆柱形腔体，进口51、出口52设置在流量平衡器5的端面的中心，折流板53和折流板54沿流量平衡器5的轴线方向看，为空腔大小般的圆形截切短圆弧部分而成的形状。制冷剂在流量平衡器5内流动时，由于折流板53和折流板54的布置和形状设计，制冷剂从进口流往出口过程中，受到折流板53和折流板54的阻挡，制冷剂流速减小，流动状态趋于稳定。流量平衡器5不仅平衡了各供液支管的制冷剂流量，而且缓解了与之并联连接的脉动式热管换热器内制冷剂压力波动剧烈的情况，降低脉动式热管换热器内的温度梯度。

进一步地，该冷却系统内所有的设备、管路均敷设保温棉，作隔热保温保护，除脉动式热管换热器外，可避免因系统发生冷量损失导致制冷效果较差。

进一步地，冷凝器1选用了具有换热效率高、热损失小、占地面积小优点的板式换热器。在冷凝器1的冷侧流道连接冷冻水管路7，在冷冻水管路7进口设置流量控制阀（图中未示出）。制冷剂在板式换热器内与冷冻水逆流换热，可取得较佳的换热效果。根据系统所需的冷量，通过流量控制阀对冷冻水流量进行调节，从而控制了进入系统内的冷量，使得冷量能够得到充分有效的利用；另外，在数据中心内机架/机柜服务器负载降低时，稳定冷冻水供水温度，减少冷冻水流量，节省冷冻水的输配成本。

本实用新型提供的数据中心用氟泵冷却系统，可与水侧自然冷却装置/系统集成，实现充分利用自然冷量、降低制冷能耗的愿景。

本实用新型提供了一种数据中心用氟泵冷却系统，平衡了脉动式热管换热器内不同支路的制冷剂流量，降低了脉动式热管的温度梯度。脉动式热管换热器所处的分支管路，也即供液支管通过同程式结构设计，能够达到阻力容易平衡的目的；脉动式热管换热器具有较高的冷却能力、较快的冷却速率，方便机架/机柜服务器扩容；流量平衡器结构简单、无需控制、不存在时间延迟，且能够降低制冷剂流速，使得制冷剂处于稳定的流动状态，进一步平衡氟泵冷却系统的蒸发端各支路的制冷剂流量，又缓解脉动式热管换热器内制冷剂换热时压力波动剧烈的情况。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种数据中心用氟泵冷却系统，包括冷凝器、氟泵、换热单元、控制阀，其特征在于，还包括流量平衡器；所述冷凝器的热侧流道出口、氟泵、控制阀、换热单元、冷凝器的热侧流道进口依次相连通；所述换热单元由至少两个脉动式热管换热器并联而成；所述流量平衡器与脉动式热管换热器并联连接，流量平衡器包括具有进口、出口的空腔体和设置在空腔体内的折流板，相邻的折流板沿空腔体的长度方向间隔且相对布置；所述冷凝器的冷侧流道用于连接冷冻水管路。

2.根据权利要求1所述的数据中心用氟泵冷却系统，其特征在于，所述脉动式热管换热器所处的分支管路设置为同程式结构。

3.根据权利要求1所述的数据中心用氟泵冷却系统，其特征在于，还包括储液罐；所述冷凝器的热侧流道出口设置在储液罐的上半部分，氟泵进口设置在储液罐的下半部分。

4.根据权利要求1所述的数据中心用氟泵冷却系统，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设置在氟泵的进、出口。

5.根据权利要求1所述的数据中心用氟泵冷却系统，其特征在于，所述流量平衡器为圆柱形腔体，流量平衡器的端面同轴设置有进口、出口，所述折流板沿流量平衡器的轴线方向看，为空腔大小般的圆形截切短圆弧部分而成的形状。

6.根据权利要求1所述的数据中心用氟泵冷却系统，其特征在于，所述冷凝器为板式换热器，冷冻水管路进口设置有流量控制阀。