CN211090388U - 一种顺流冷板式液冷数据中心机柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种顺流冷板式液冷数据中心机柜，包括：柜体、服务器设备、液冷机构；所述液冷机构包括供液主管路、回液集液腔、回液主管路；服务器设备竖直插装入柜体，供液主管路设置在柜体上部，回液集液腔设置在柜体下部，使冷却液整体自上向下顺流；还包括设置在柜体上的风冷换热器，风冷换热器上设置有出风管道和进风管道，出风管道、进风管道分别与柜体内腔连通。本实用新型使冷板内制冷剂整体自上向下顺流流过服务器设备芯片，减小系统运行压力，减小泄漏风险，风冷换热系统对除冷板冷却外的部件进行风冷冷却，实现精确风冷，保证数据中心服务器安全运行，减小能耗，提高数据中心安全性和节能性。
Description
技术领域
本实用新型涉及液冷数据中心机柜，具体涉及一种顺流冷板式液冷数据中心机柜。
背景技术
伴随着我国数据中心产业技术创新步伐的加快，数据中心和服务器国产化水平不断提升，涌现出越来越多的产品。根据摩尔定律，服务器芯片功耗逐年增加，在未来2年内，CPU芯片功耗将超过300W，GPU芯片功耗将超过500W。过高的芯片功耗导致采用风冷冷却方式，芯片热量难以完全散失，易产生局部热点，造成服务器芯片温度过高，发生宕机等危害。
液冷是新兴的一种服务器制冷方法，分为间接接触式液冷和直接浸没式液冷两种方式。间接接触式液冷是利用液冷冷板接触CPU等发热部件，冷板中通过连接管道或设置流动槽道使冷却液在其中流动，代替传统的风扇换热。采用该种换热方式，其优点是将传统的空气与CPU的对流换热变为冷却液－冷板－CPU的对流换热和导热，极大地增大了对流换热系数，对CPU降温具有明显优势。但传统的水冷板与CPU接触，存在“水进服务器”的风险，服务器自下向上水平放置于42U高度的竖直机柜中，主进液管路分液进入分液管，分液管路分液进入每一个服务器上的冷板，经过换热后进入各个集液管，进而进入主回液管路，系统阻力、压降较大，流动过程中系统绝对压力高，泄漏风险大。一旦接口处出现泄漏，压力过大时液体会出现喷射状，影响整个机柜服务器设备；压力较小时，液体会自上向下流动，泄漏点以下所有服务器均会造成巨大的破坏，这使利用水进行液冷技术的安全性有所降低。
直接接触式液冷是指冷却液直接与服务器发热部件进行接触，液体流经服务器并将服务器发热部件产生的热量带走。通常该种液体选择绝缘、无毒、无腐蚀、低粘度等特性液体。该种冷却方式又根据液体与服务器接触形式，分为喷淋式液体冷却和浸没式液体冷却。两种方式共性是液体全覆盖整个服务器，换热均匀，完全省去服务器风扇作用，更加节能，但液体流过服务器流速较慢，对流传热系数小，对于芯片等高功率密度区域，传热能力有限，依旧易产生局部热点。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种顺流冷板式液冷数据中心机柜，使冷板内制冷剂整体自上向下顺流流过服务器设备芯片，实现安全高效制冷。
本实用新型的技术方案是：一种顺流冷板式液冷数据中心机柜，包括：柜体、服务器设备、液冷机构；所述液冷机构包括供液主管路、回液集液腔、回液主管路；供液主管路分出多个分液管路，多个分液管路与回液集液腔的进液端连通，回液集液腔的出液端与回液主管路连通；每个服务器设备对应一个分液管路，分液管路上设置有冷板，冷板设置在相应服务器设备的发热芯片处；服务器设备竖直插装入柜体，供液主管路设置在柜体上部，回液集液腔设置在柜体下部，使冷却液整体自上向下顺流；
还包括设置在柜体上的风冷换热器，风冷换热器上设置有出风管道和进风管道，出风管道、进风管道分别与柜体内腔连通。
进一步地，柜体的箱壁采用双层设计，包括内层箱壁和外层箱壁。
进一步地，内层箱壁和外层箱壁之间采用工字钢连接。
进一步地，供液主管路、回液主管路设置在双层箱壁形成的空间内。
进一步地，风冷换热器设置在外层箱壁上，内层箱壁上设置有进风口和出风口，风冷换热器的出风管道通过与所述进风口连通，风冷换热器的进风管道与所述出风口连通。
进一步地，内层箱壁的进风口在中间部，出风口在两侧部。
进一步地，内层箱壁的内侧面上还设置有中隔板箱。
进一步地，相隔服务器设备之间设置有隔板。
本实用新型提供的顺流冷板式液冷数据中心机柜，服务器设备竖直插入机柜中，机柜上部设置供液主管路，下部设置集液腔，使冷板内制冷剂整体自上向下顺流流过服务器设备芯片，减小系统运行压力，减小泄漏风险，消除单台服务器泄漏后对整体机柜及服务器的危害。机柜内部加装风冷换热系统，对除冷板冷却外的部件进行风冷冷却，实现精确风冷，保证数据中心服务器安全运行的前提下，大幅度减小数据中心能耗，提高数据中心安全性和节能性。
附图说明
图1是具体实施例主视截面结构示意图。
图2是具体实施例侧视截面结构示意图。
图3是具体实施例俯视风冷循环结构示意图。
图中，1－柜体，2－中隔板箱，3－服务器设备，4－回液集液腔，5－分液管路，6－回液主管路，7－供液主管路，8－冷板，9－风冷换热器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行详细阐述，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施方式。
如图1和2所示，本实施例提供的顺流冷板式液冷数据中心机柜，包括柜体1、服务器设备3、液冷机构和风冷换热器9。
液冷机构包括供液主管路7、回液集液腔4、回液主管路6；供液主管路7分出多个分液管路5，多个分液管路5与回液集液腔4的进液端连通，回液集液腔4的出液端与回液主管路6连通；每个服务器设备3对应一个分液管路5，分液管路5上设置有冷板8，冷板8设置在相应服务器设备3的发热芯片处。
本实施例机柜水平布置，开口向上，使服务器设备3竖直插装入柜体1。供液主管路7设置在柜体1上部，回液集液腔4设置在柜体1下部。冷却液分液进入各个冷板8，冷板8位于服务器发热芯片外，冷却液整体流动自上向下顺流，流回柜体1底部的回液集液腔4，回液集液腔4连接回液主管路6，泵驱制冷剂经回液主管路6流出液冷机柜完成循环。冷却液自上向下顺流，减小系统运行压力，减小泄漏风险。需要说明的是，间隔服务器设备3之间还设置有隔板，可进一步消除单台服务器泄漏后对整体IT机柜及服务器的危害。
风冷换热器9设置在柜体1上，风冷换热器9上设置有出风管道和进风管道，出风管道、进风管道分别与柜体1内腔连通。风冷换热器9对除冷板8冷却外的部件进行风冷冷却，实现精确送风，支持更高送风温度，有效减少辅助风冷能耗。
需要说明的是，本实施例的柜体1的箱壁采用双层设计，包括内层箱壁和外层箱壁，内层箱壁和外层箱壁之间可采用工字钢固定与支撑。
供液主管路7、回液主管路6设置在双层箱壁形成的空间内。
如图3所示，风冷换热器9设置在外层箱壁上，内层箱壁上设置有进风口和出风口，风冷换热器9的出风管道通过与所述进风口连通，风冷换热器9的进风管道与所述出风口连通。内层箱壁的进风口在中间部，出风口在两侧部，中间进风，两侧回风。
本实施例中还在内层箱壁的内侧面上还设置有中隔板箱2，中隔板箱2内可布置强电PDU、弱电网络、光纤理线器等部件。需要说明的是，内层箱壁的出风口可设置在中隔板箱2下方，优化风冷流道。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种顺流冷板式液冷数据中心机柜，包括：柜体、服务器设备、液冷机构；所述液冷机构包括供液主管路、回液集液腔、回液主管路；供液主管路分出多个分液管路，多个分液管路与回液集液腔的进液端连通，回液集液腔的出液端与回液主管路连通；每个服务器设备对应一个分液管路，分液管路上设置有冷板，冷板设置在相应服务器设备的发热芯片处；其特征在于，服务器设备竖直插装入柜体，供液主管路设置在柜体上部，回液集液腔设置在柜体下部，使冷却液整体自上向下顺流；
还包括设置在柜体上的风冷换热器，风冷换热器上设置有出风管道和进风管道，出风管道、进风管道分别与柜体内腔连通。
2.根据权利要求1所述的顺流冷板式液冷数据中心机柜，其特征在于，柜体的箱壁采用双层设计，包括内层箱壁和外层箱壁。
3.根据权利要求2所述的顺流冷板式液冷数据中心机柜，其特征在于，内层箱壁和外层箱壁之间采用工字钢连接。
4.根据权利要求2或3所述的顺流冷板式液冷数据中心机柜，其特征在于，供液主管路、回液主管路设置在双层箱壁形成的空间内。
5.根据权利要求2或3所述的顺流冷板式液冷数据中心机柜，其特征在于，风冷换热器设置在外层箱壁上，内层箱壁上设置有进风口和出风口，风冷换热器的出风管道通过与所述进风口连通，风冷换热器的进风管道与所述出风口连通。
6.根据权利要求5所述的顺流冷板式液冷数据中心机柜，其特征在于，内层箱壁的进风口在中间部，出风口在两侧部。
7.根据权利要求2或3所述的顺流冷板式液冷数据中心机柜，其特征在于，内层箱壁的内侧面上还设置有中隔板箱。
8.根据权利要求1、2或3所述的顺流冷板式液冷数据中心机柜，其特征在于，相隔服务器设备之间设置有隔板。
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