CN209030496U - 一种智能化一体式液冷机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能化一体式液冷机柜，包括柜体，在柜体内紧凑设有用于放置液冷服务器的机架、工质箱、工质循环系统和工质氟冷系统，液冷服务器具有进液口和出液口，工质循环系统包括循环泵、工质进入管路和工质回流管路，循环泵位于工质箱中，循环泵与工质进入管路相连，工质回流管路与工质箱连通，且工质进入管路和工质回流管路还分别与液冷服务器的进液口和出液口相连，工质氟冷系统与工质箱连通。本实用新型通过将工质循环系统、工质箱和工质氟冷系统与机架、服务器整合到单个机柜中，形成完整、紧凑的机柜布局，可实现服务器高密度摆放及散热的需求，进而实现液冷数据中心的小型化，可满足企业级、个人级等小微型数据中心的使用要求。

Description

一种智能化一体式液冷机柜

技术领域

本实用新型涉及一种智能化一体式液冷机柜。

背景技术

当今，在云计算和大数据应用的促进下，数据中心建设迎来了一个新的高潮。目前大型的数据中心大都采用传统的风冷散热模式，尽管使用了冷热隔离、精密空调等节能方案，但是仍然面临着高能耗、整体PUE值偏高的问题。

液冷已经成为数据中心冷却的未来发展趋势。但是，数据中心采用液冷散热，其前期建设成本及可靠性要求较高，因此市场对液冷技术仍然持观望态度。

为了迎合市场需求，新型的液冷技术开发多集中于大数量机架整体用数据中心，而针对微型数据中心甚至单机柜式的服务器液冷系统的研究却相对较少，从而无法满足中小企业等对于液冷服务器系统的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有完整、紧凑机柜布局、可满足服务器高密度摆放及散热需求的一种智能化一体式液冷机柜，能够实现液冷数据中心的小型化，满足企业级、个人级等小微型数据中心的使用要求。

本实用新型的目的通过以下的技术措施来实现：一种智能化一体式液冷机柜，它包括柜体，其特征在于：在所述柜体内紧凑设有用于放置液冷服务器的机架、工质箱、工质循环系统和工质氟冷系统，所述液冷服务器具有进液口和出液口，所述工质循环系统包括循环泵、工质进入管路和工质回流管路，所述循环泵位于所述工质箱中，循环泵与工质进入管路相连，所述工质回流管路与工质箱连通，且所述工质进入管路和工质回流管路还分别与液冷服务器的进液口和出液口相连，所述工质氟冷系统与工质箱连通，循环泵将液冷工质泵入工质进入管路并由进液口输送至液冷服务器内部，直接接触其内部发热器件进行冷却，吸热后的液冷工质由出液口流出并通过工质回流管路回流至工质箱，经过工质氟冷系统冷却后被再次输送至液冷服务器内部，对其发热器件进行冷却，如此循环往复。

本实用新型通过将工质循环系统、工质箱和工质氟冷系统与机架、服务器整合到单个机柜中，使得服务器液冷系统与服务器系统集中于一个机柜外壳内，形成完整、紧凑的机柜布局，可实现服务器高密度摆放及散热的需求，进而实现液冷数据中心的小型化，可满足企业级、个人级等小微型数据中心的使用要求，应用区域范围更广。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述机架位于柜体上部，柜体下部为用于放置工质箱及工质氟冷系统的空间。

工质箱内的液冷工质在系统运行一段时间后温度上升，为达到良好的冷却效果，需对液冷工质进行冷却，工质氟冷系统为工质的冷却系统，类似于空调的冷却机制，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述工质氟冷系统是主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀依次通过管路相连而构成的一循环回路，其中，所述蒸发器位于所述工质箱内，所述压缩机、冷凝器和膨胀阀位于工质箱外旁侧。工质氟冷系统通过逆卡诺循环机理对液冷工质进行冷却。

作为本实用新型的一种实施方式，所述冷凝器旁侧设有风扇，对冷凝器进行风冷散热。

本实用新型冷却工质种类选择对电子元器件绝缘的液冷工质，例如矿物油、硅油、变压器油等。工质箱内加入液冷工质，液冷工质的添加量根据液冷服务器的架设数量及发热功率来具体确定。

本实用新型所述智能化一体式液冷机柜还包括设置在柜体上的电控系统，所述液冷服务器的进液口通过进液管与工质进入管路相连，所述液冷服务器的出液口通过出液管与工质回流管路相连，为了对液冷服务器的发热器件温度进行良好的控制，在所述进液管、回液管上以及工质箱内分别设有温度传感器，各温度传感器和所述工质氟冷系统的压缩机分别与电控系统相连，温度传感器向电控系统发送温度反馈信号，由电控系统对工质氟冷系统的制冷量进行调节。

为了对液冷服务器的进液管的压力进行良好控制，本实用新型在液冷服务器的进液管和回液管上设有压力传感器，所述压力传感器、循环泵分别与电控系统相连，压力传感器向电控系统发送压力反馈信号，由电控系统对循环泵功进行调节。

本实用新型在所述进液管上设置有过滤器，可定期对液冷工质进行过滤，以延长液冷工质的使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

本实用新型通过将工质循环系统、工质箱和工质氟冷系统与机架、服务器整合到单个机柜中，使得服务器液冷系统与服务器系统集中于一个机柜外壳内，形成完整、紧凑的机柜布局，可实现服务器高密度摆放及散热的需求，进而实现液冷数据中心的小型化，可满足企业级、个人级等小微型数据中心的使用要求，应用区域范围更广。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的侧视图；

图3是本实用新型的俯视图。

具体实施方式

如图1～3所示，是本实用新型一种智能化一体式液冷机柜，它包括柜体1和设置在柜体1上的电控系统，在柜体1内紧凑设有用于放置液冷服务器3的机架2、工质箱4、工质循环系统5和工质氟冷系统6，在本实施例中，机架2位于柜体1上部，一台或多台液冷服务器3设置于机架2上，柜体1的下部7为用于放置工质箱4及工质氟冷系统6的空间，液冷服务器3具有进液口和出液口，工质循环系统5包括循环泵51、工质进入管路52和工质回流管路53，循环泵51位于工质箱4中，循环泵51与工质进入管路52相连，工质回流管路53与工质箱4连通，且工质进入管路52和工质回流管路53还分别与液冷服务器3的进液口和出液口相连，电控系统控制循环泵51将液冷工质8泵入工质进入管路52并由进液口输送至液冷服务器3内部，直接接触其内部发热器件进行冷却，吸热后的液冷工质由出液口流出并通过工质回流管路53回流至工质箱4，经过工质氟冷系统6冷却后被再次输送至液冷服务器3内部，对其发热器件进行冷却，如此循环往复。

冷却工质种类选择对电子元器件绝缘的液冷工质，例如矿物油、硅油、变压器油等。工质箱4内加入液冷工质8，液冷工质8的添加量根据液冷服务器3的架设数量及发热功率来具体确定。

工质箱4内的液冷工质在系统运行一段时间后温度上升，为达到良好的冷却效果，需对液冷工质进行冷却，工质氟冷系统6为液冷工质的冷却系统，在本实施例中，工质氟冷系统6类似于空调的冷却机制，工质氟冷系统6是主要由蒸发器61、压缩机62、冷凝器63和膨胀阀64依次通过管路相连而构成的一循环回路，其中，蒸发器61位于工质箱4内且处于液冷工质中，压缩机62、冷凝器63和膨胀阀64位于工质箱4外旁侧。冷凝器63旁侧设有风扇65，对冷凝器63进行风冷散热。工质氟冷系统通过逆卡诺循环机理对液冷工质进行冷却。

液冷服务器3的进液口通过进液管9与工质进入管路52相连，液冷服务器3的出液口通过出液管10与工质回流管路52相连，为了对液冷服务器的发热器件温度进行良好的控制，在进液管9、回液管10上以及工质箱4内分别设有温度传感器，各温度传感器和工质氟冷系统6的压缩机62分别与电控系统相连，温度传感器向电控系统发送温度反馈信号，由电控系统对工质氟冷系统6的制冷量进行调节。

为了对液冷服务器的进液管的压力进行良好控制，在液冷服务器3的进液管9和回液管10上设有压力传感器，压力传感器、循环泵分别与电控系统相连，压力传感器向电控系统发送压力反馈信号，由电控系统对循环泵功进行调节。

在进液管9上设置有过滤器，可定期对液冷工质进行过滤，以延长液冷工质的使用寿命。

本实用新型的工作原理是：

⑴电控系统控制循环泵51将工质箱4中的液冷工质8泵入工质进入管路52，液冷工质8通过进液管9从进液口进入液冷服务器3内部，直接接触服务器内部发热器件进行冷却，吸热后的液冷工质由出液口流出通过出液管10流入工质回流管路53，再回流至工质箱4，工质箱4中的液冷工质经过与工质氟冷系统6的蒸发器61换热后冷却，被再次输送至液冷服务器3内部，对其发热器件进行冷却，如此循环往复。

⑵在液冷服务器3的进液管9和回液管10上设有压力传感器，压力传感器、循环泵分别与电控系统相连，压力传感器向电控系统发送压力反馈信号，由电控系统对循环泵功进行调节。

⑶在进液管9、回液管10上以及工质箱4内分别设有温度传感器，各温度传感器和工质氟冷系统6的压缩机62分别与电控系统相连，温度传感器向电控系统发送温度反馈信号，由电控系统对工质氟冷系统6的制冷量进行调节。

在其它实施例中，也可以不安装电控系统，在满足基本性能的前提下，采用手动操作。

本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能化一体式液冷机柜，它包括柜体，其特征在于：在所述柜体内紧凑设有用于放置液冷服务器的机架、工质箱、工质循环系统和工质氟冷系统，所述液冷服务器具有进液口和出液口，所述工质循环系统包括循环泵、工质进入管路和工质回流管路，所述循环泵位于所述工质箱中，循环泵与工质进入管路相连，所述工质回流管路与工质箱连通，且所述工质进入管路和工质回流管路还分别与液冷服务器的进液口和出液口相连，循环泵将液冷工质泵入工质进入管路并由进液口输送至液冷服务器内部，直接接触其内部发热器件进行冷却，吸热后的液冷工质由出液口流出并通过工质回流管路回流至工质箱，经过工质氟冷系统冷却后被再次输送至液冷服务器内部，对其发热器件进行冷却，如此循环往复。

2.根据权利要求1所述的智能化一体式液冷机柜，其特征在于：所述机架位于柜体上部，柜体下部为用于放置工质箱及工质氟冷系统的空间。

3.根据权利要求2所述的智能化一体式液冷机柜，其特征在于：所述工质氟冷系统是主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀依次通过管路相连而构成的一循环回路，所述蒸发器位于所述工质箱内，所述压缩机、冷凝器和膨胀阀位于工质箱外旁侧。

4.根据权利要求3所述的智能化一体式液冷机柜，其特征在于：所述冷凝器旁侧设有风扇，对冷凝器进行风冷散热。

5.根据权利要求1～4任一项所述的智能化一体式液冷机柜，其特征在于：所述智能化一体式液冷机柜还包括设置在柜体上的电控系统，所述液冷服务器的进液口通过进液管与工质进入管路相连，所述液冷服务器的出液口通过出液管与工质回流管路相连，在所述进液管、回液管上以及工质箱内分别设有温度传感器，各温度传感器和所述工质氟冷系统的压缩机分别与电控系统相连，温度传感器向电控系统发送温度反馈信号，由电控系统对工质氟冷系统的制冷量进行调节。

6.根据权利要求5所述的智能化一体式液冷机柜，其特征在于：在液冷服务器的进液管和回液管上设有压力传感器，所述压力传感器、循环泵分别与电控系统相连，压力传感器向电控系统发送压力反馈信号，由电控系统对循环泵功进行调节。

7.根据权利要求6所述的智能化一体式液冷机柜，其特征在于：在所述进液管上设置有过滤器。

8.根据权利要求7所述的智能化一体式液冷机柜，其特征在于：所述液冷工质采用矿物油、硅油或变压器油。