CN211378616U - 一种适用于服务器的液冷散热系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种适用于服务器的液冷散热系统，液冷散热系统包括串联设置的室外侧换热单元、板式换热器和服务器液冷单元，板式换热器和服务器液冷单元之间的连通管道内流经有冷媒，液冷散热系统还包括：储液单元和旁通回路；储液单元串联于板式换热器和服务器液冷单元之间，位于服务器液冷单元的出液端，储液单元包括储液罐，储液罐的上方设置有第一排气阀，储液单元用于存储冷媒；旁通回路并联在服务器液冷单元的两端，旁通回路上设置有旁通阀门，旁通回路和服务器液冷单元之间的连通管道上设置有压力传感器。通过本申请中的技术方案，对液冷散热系统进行结构优化，降低液冷散热系统的能耗，并提高液冷散热系统的可靠性。

Description

一种适用于服务器的液冷散热系统

技术领域

本申请涉及服务器散热的技术领域，具体而言，涉及一种适用于服务器的液冷散热系统。

背景技术

目前所使用的服务器大都依靠风冷模式进行降温，采用间接接触冷却的方式进行，传热过程复杂，存在接触热阻及对流换热热阻，热阻总和大、换热效率较低，需要较低的室外低温热源引导换热过程进行，对于由多台服务器构成的高热流密度的数据中心，仅靠风冷模式散热，已经不足以满足服务器的散热要求。因此，属于直接接触式的液冷散热模式，由于其高效散热的特性，已逐渐应用于服务器的散热。

而现有技术中，液冷散热系统通常是按照服务器工作在最大功率条件下进行设计的，冷媒流量恒定，增加了液冷系统中泵和电能的消耗，且现有液冷散热系统并未考虑冷媒循环过程中的压力变化问题，导致液冷散热系统的可靠性和稳定性较低。

实用新型内容

本申请的目的在于：对液冷散热系统进行结构优化，增加压力调节装置以及备用设备，降低液冷散热系统的能耗，并提高液冷散热系统的可靠性。

本申请的技术方案是：提供了一种适用于服务器的液冷散热系统，液冷散热系统包括串联设置的室外侧换热单元、板式换热器和服务器液冷单元，板式换热器和服务器液冷单元之间的连通管道内流经有冷媒，液冷散热系统，还包括：储液单元和旁通回路；储液单元串联于板式换热器和服务器液冷单元之间，位于服务器液冷单元的出液端，储液单元包括储液罐，储液罐的上方设置有第一排气阀，储液单元用于存储冷媒；旁通回路并联在服务器液冷单元的两端，旁通回路上设置有旁通阀门，旁通回路和服务器液冷单元之间的连通管道上设置有压力传感器，其中，第一压力传感器设置在出液端，用于检测出液端的第一压力，第二压力传感器设置在服务器液冷单元的供液端，用于检测供液端的第二压力，旁通阀门用于当判定第二压力大于第一压力时，由关闭状态转换为打开状态。

上述任一项技术方案中，进一步地，储液罐上还设置有泄压阀，储液单元，还包括：补液罐；补液罐的顶部设置有第二排气阀，补液罐的顶部进液口连接于储液罐的泄压阀，泄压阀开启时，储液罐中的冷媒通过泄压阀流入补液罐；补液罐的底部设置有补液口，补液口通过补液泵和补液电磁阀连接于储液罐，补液泵和补液电磁阀处于开启状态时，补液泵中的冷媒泵入储液罐。

上述任一项技术方案中，进一步地，储液罐上还设置有液位计，液位计用于检测储液罐中冷媒的液位。

上述任一项技术方案中，进一步地，液冷散热系统还包括过滤单元，过滤单元设置于板式换热器的供液端和服务器液冷单元的进液端之间，过滤单元用于过滤冷媒中的杂质，过滤单元包括过滤器和三个手动阀门，其中，第一手动阀门和第二手动阀门串联于过滤器的两侧，第三手动阀门并联于串联后的第一手动阀门、过滤器和第二手动阀门的两端。

上述任一项技术方案中，进一步地，液冷散热系统还包括冗余式供液单元，冗余式供液单元设置有两路并联的循环泵，任一路循环泵的输入端设置有进液阀门，且输出端设置有出液阀门，其中，出液阀门为单向阀门。

上述任一项技术方案中，进一步地，液冷散热系统还包括：温度传感器和电动阀；温度传感器设置于服务器液冷单元的供液端，温度传感器用于测量由板式换热器流入服务器液冷单元的冷媒的温度；电动阀设置于室外侧换热单元的进液端，电动阀的开合度正比于温度传感器测量的温度。

本申请的有益效果是：

本申请中的技术方案，通过在液冷散热系统中增加储液单元和旁通回路，结合常规的压力控制，对液冷散热系统进行结构优化，使得液冷散热系统中的冷媒流量可以根据系统的散热需求进行调整，降低液冷散热系统的能耗，并通过设置冗余式供液单元和液冷散热系统中的温度传感器、压力传感器，有利于实现液冷散热系统自主运行，减小人力成本投入，提高了液冷散热系统运行过程中的可靠性。

附图说明

本申请的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请的一个实施例的适用于服务器的液冷散热系统的示意图；

图2是根据本申请的一个实施例的储液单元的示意图；

图3是根据本申请的一个实施例的过滤单元的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种适用于服务器的液冷散热系统，液冷散热系统包括串联设置的室外侧换热单元10、板式换热器20和服务器液冷单元30，板式换热器20和服务器液冷单元30之间的连通管道内流经有冷媒。

进一步的，液冷散热系统还包括冗余式供液单元40，冗余式供液单元40设置有两路并联的循环泵，任一路循环泵的输入端设置有进液阀门，且输出端设置有出液阀门，其中，出液阀门为单向阀门。

具体的，由冗余式供液单元40为板式换热器20和服务器液冷单元30之间流动的冷媒提供动力，每一路的循环泵上设置有变频器，通过检测服务器液冷单元30供液端的压力值，实现对循环泵频率的控制，从而调节服务器液冷单元30中冷媒的流量。本实施例中的循环泵的控制方法为变频控制中的常用技术手段，此处不再赘述。

本实施例中的冗余式供液单元40设置两路并联的循环泵，有助于提高液冷散热系统的可靠性，并且循环泵的输出端设置单向阀门，可以防止冷媒回流。

液冷散热系统，还包括：储液单元50和旁通回路；储液单元50串联于板式换热器20和服务器液冷单元30之间，位于服务器液冷单元30的出液端，储液单元50包括储液罐51，储液罐51的上方设置有第一排气阀52，储液单元50用于存储冷媒；

具体的，通过在储液罐51的上方设置第一排气阀52，以排出液冷散热系统中的气体。同时，设置储液罐51，对服务器液冷单元30中流出的冷媒进行存储，以缓解冷媒对冗余式供液单元40中循环泵的冲击力，有助于延长循环泵的使用寿命。

同时，还可以在板式换热器20的两侧设置排液管12，排液管12位于液冷散热系统的最低处，以便于将液冷散热系统中的冷媒排出。并在板式换热器20和服务器液冷单元30之间设置流量计14，以便于对服务器液冷单元30中的流量进行检测。

进一步的，储液罐51上还设置有泄压阀53，储液单元50，还包括：补液罐54；补液罐54的顶部设置有第二排气阀55，补液罐54的顶部进液口连接于储液罐51的泄压阀53，泄压阀53开启时，储液罐51中的冷媒通过泄压阀53流入补液罐54；补液罐54的底部设置有补液口，补液口通过补液泵56和补液电磁阀57连接于储液罐51，补液泵56和补液电磁阀57处于开启状态时，补液泵56中的冷媒泵入储液罐51。

优选的，储液罐51上还设置有液位计，液位计用于检测储液罐51中冷媒的液位。

具体的，如图2所示，在储液罐51上设置泄压阀53，当液冷散热系统的压力超过一定阈值时，泄压阀53开启，将储液罐51中的冷媒排入补液罐54，以降低液冷散热系统的压力。

同时，在储液罐51上设置液位计，检测储液罐51中冷媒的存量，当冷媒存量较低时，发出报警，将补液泵56和补液电磁阀57的开启电压设置为高电平，开启补液泵56和补液电磁阀57，将补液罐54中的冷媒补入至储液罐51中。待储液罐51中冷媒存量满足需求时，关闭补液泵56和补液电磁阀57，完成补液。

补液罐54上同样设置液位计，对补液罐54中的冷媒的存量进行检测，当冷媒存量较低时，发出报警。并设置充液管路和排液管路，充液管路用于从外部对补液罐54中的冷媒进行补充，排液管路用于手动将储液罐51中的冷媒排入补液罐54。

旁通回路并联在服务器液冷单元30的两端，旁通回路上设置有旁通阀门71，旁通回路和服务器液冷单元30之间的连通管道上设置有压力传感器，其中，第一压力传感器72设置在出液端，用于检测出液端的第一压力，第二压力传感器73设置在服务器液冷单元30的供液端，用于检测供液端的第二压力，旁通阀门71用于当判定第二压力大于第一压力时，由关闭状态转换为打开状态。

具体的，为了进一步调节液冷散热系统中服务器液冷单元30两端的压差，设置旁通回路和压力传感器，若服务器液冷单元30的供液、回液压差较大，则打开旁通阀门71，调节流入服务器液冷单元30的冷媒流量，旁通阀门71的开合度大小，随着压差大小的变化而变化。

进一步的，液冷散热系统还包括过滤单元60，过滤单元60设置于板式换热器20的供液端和服务器液冷单元30的进液端之间，过滤单元60用于过滤冷媒中的杂质，过滤单元60包括过滤器64和三个手动阀门，其中，第一手动阀门61和第二手动阀门62串联于过滤器64的两侧，第三手动阀门63并联于串联后的第一手动阀门61、过滤器64和第二手动阀门62的两端。

具体的，如图3所示，通过设置过滤单元60，以降低冷媒中含有的杂质，因此，当液冷散热系统运行一段时间后，需要清洗过滤单元60中的过滤器64，通过设置第一手动阀门61、第二手动阀门62和第三手动阀门63，可以在不停机的条件下，完成过滤器64的清洗，保证了液冷散热装置工作的稳定性。

进一步的，液冷散热系统还包括：温度传感器11和电动阀13；温度传感器11设置于服务器液冷单元30的供液端，温度传感器11用于测量由板式换热器20流入服务器液冷单元30的冷媒的温度；电动阀13设置于室外侧换热单元10的进液端，电动阀13的开合度正比于温度传感器11测量的温度。

具体的，通过设置温度传感器11测量流入服务器液冷单元30的冷媒的温度，将该温度作为控制量，控制电动阀13的开合度，调节室外侧换热单元10中冷媒的流量，从而控制服务器液冷单元30的供液温度。板式换热器20为任一种常用的板式换热器，换热原理不再赘述。

以上结合附图详细说明了本申请的技术方案，本申请提出了一种适用于服务器的液冷散热系统，液冷散热系统包括串联设置的室外侧换热单元、板式换热器和服务器液冷单元，板式换热器和服务器液冷单元之间的连通管道内流经有冷媒，液冷散热系统还包括：储液单元和旁通回路；储液单元串联于板式换热器和服务器液冷单元之间，位于服务器液冷单元的出液端，储液单元包括储液罐，储液罐的上方设置有第一排气阀，储液单元用于存储冷媒；旁通回路并联在服务器液冷单元的两端，旁通回路上设置有旁通阀门，旁通回路和服务器液冷单元之间的连通管道上设置有压力传感器。通过本申请中的技术方案，对液冷散热系统进行结构优化，降低液冷散热系统的能耗，并提高液冷散热系统的可靠性。

在本申请中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本申请的原理进行说明，并非意在对本申请进行限制。

尽管参考附图详地公开了本申请，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本申请的应用。本申请的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本申请保护范围和精神的情况下针对实用新型所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims (6)

1.一种适用于服务器的液冷散热系统，其特征在于，所述液冷散热系统包括串联设置的室外侧换热单元(10)、板式换热器(20)和服务器液冷单元(30)，所述板式换热器(20)和所述服务器液冷单元(30)之间的连通管道内流经有冷媒，所述液冷散热系统，还包括：储液单元(50)和旁通回路；

所述储液单元(50)串联于所述板式换热器(20)和所述服务器液冷单元(30)之间，位于所述服务器液冷单元(30)的出液端，所述储液单元(50)包括储液罐(51)，所述储液罐(51)的上方设置有第一排气阀(52)，所述储液单元(50)用于存储所述冷媒；

所述旁通回路并联在所述服务器液冷单元(30)的两端，所述旁通回路上设置有旁通阀门(71)，所述旁通回路和所述服务器液冷单元(30)之间的连通管道上设置有压力传感器，

其中，第一压力传感器(72)设置在所述出液端，用于检测所述出液端的第一压力，第二压力传感器(73)设置在所述服务器液冷单元(30)的供液端，用于检测所述供液端的第二压力，

所述旁通阀门(71)用于当判定所述第二压力大于所述第一压力时，由关闭状态转换为打开状态。

2.如权利要求1所述的适用于服务器的液冷散热系统，其特征在于，所述储液罐(51)上还设置有泄压阀(53)，所述储液单元(50)，还包括：补液罐(54)；

所述补液罐(54)的顶部设置有第二排气阀(55)，所述补液罐(54)的顶部进液口连接于所述储液罐(51)的泄压阀(53)，所述泄压阀(53)开启时，所述储液罐(51)中的冷媒通过所述泄压阀(53)流入所述补液罐(54)；

所述补液罐(54)的底部设置有补液口，所述补液口通过补液泵(56)和补液电磁阀(57)连接于所述储液罐(51)，所述补液泵(56)和所述补液电磁阀(57)处于开启状态时，所述补液泵(56)中的冷媒泵入所述储液罐(51)。

3.如权利要求2所述的适用于服务器的液冷散热系统，其特征在于，所述储液罐(51)上还设置有液位计，所述液位计用于检测所述储液罐(51)中冷媒的液位。

4.如权利要求1所述的适用于服务器的液冷散热系统，其特征在于，所述液冷散热系统还包括过滤单元(60)，所述过滤单元(60)设置于所述板式换热器(20)的供液端和所述服务器液冷单元(30)的进液端之间，所述过滤单元(60)用于过滤所述冷媒中的杂质，所述过滤单元(60)包括过滤器(64)和三个手动阀门，

其中，第一手动阀门(61)和第二手动阀门(62)串联于所述过滤器(64)的两侧，第三手动阀门(63)并联于串联后的所述第一手动阀门(61)、所述过滤器(64)和所述第二手动阀门(62)的两端。

5.如权利要求4所述的适用于服务器的液冷散热系统，其特征在于，所述液冷散热系统还包括冗余式供液单元(40)，所述冗余式供液单元(40)设置有两路并联的循环泵，任一路所述循环泵的输入端设置有进液阀门，且输出端设置有出液阀门，其中，所述出液阀门为单向阀门。

6.如权利要求1至5中任一项所述的适用于服务器的液冷散热系统，其特征在于，所述液冷散热系统还包括：温度传感器(11)和电动阀(13)；

所述温度传感器(11)设置于所述服务器液冷单元(30)的供液端，所述温度传感器(11)用于测量由所述板式换热器(20)流入所述服务器液冷单元(30)的冷媒的温度；

所述电动阀(13)设置于所述室外侧换热单元(10)的进液端，所述电动阀(13)的开合度正比于所述温度传感器(11)测量的所述温度。

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