CN211656744U - 一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及移动式计算中心设备技术领域，特指一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，包括机房与外部冷却设备，机房内设有多个液冷机柜与热交换器，液冷机柜内设有冷却液与浸没于冷却液内的数字货币矿机，液冷机柜通过第一循环管路连接于热交换器，热交换器通过第二循环管路连接于外部冷却设备。本实用新型采用将该矿场采用浸没式液冷设计，提高散热效率，降低噪音污染，延长矿机使用寿命。

Description

一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场

技术领域

本实用新型涉及移动式计算中心设备技术领域，特指一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场。

背景技术

矿机是用于赚取虚数字货币的设备，矿场是批量矿机聚集挖矿的机房。为提高矿机的算力，矿机的元器件集成度越来越高，其上部署的元器件个数也越来越多，运行时发热量也越来越大，传统的风冷方式越来越难满足散热的要求。为了加速散热，风冷往往采用高速风扇，噪音巨大。

为了降低机房内温度，现有的风冷矿场往往在入风口处布置湿帘(水帘)，在出风口处布置负压风机，通过负压风机产生的负压迫使矿场外的空气流经多孔湿润的湿帘进入机房内。这种矿场的布置方式需要负压风机和水帘外侧都是较空旷的场地为佳，对场地形状、面积要求较高。特别对于环境温度较高的夏季，其散热能力明显不佳。同时不洁净的空气会导致通风管道、散热系统及矿机风扇和算力板结尘严重，造成散热能力下降，矿机工作不稳定，影响矿机使用寿命或直接发生故障。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，该矿场采用浸没式液冷设计，提高散热效率，降低噪音污染，延长矿机使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型应用的技术方案如下：

一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，包括机房与外部冷却设备，机房内设有多个液冷机柜与热交换器，液冷机柜内设有冷却液与浸没于冷却液内的数字货币矿机，液冷机柜通过第一循环管路连接于热交换器，热交换器通过第二循环管路连接于外部冷却设备。

作为优选，所述机房内的多个液冷机柜成排并列设置。

作为优选，还包括用于驱动冷却液在第一循环管路内循环的第一驱动装置，以及用于驱动外部冷却设备提供的冷却水在第二循环管路内循环的第二驱动装置。

作为优选，所述第一驱动装置与第二驱动装置的出口位置均设有止回阀。

作为优选，所述第一驱动装置设于液冷机柜的进液口和热交换器的出液口之间，第二驱动装置设于热交换器的进水口和外部冷却设备的出水口之间。

作为优选，还包括监控系统。

本实用新型有益效果：

1)采用液体直接接触发热元件冷却，散热效果好于传统风冷矿场；

2)与传统风冷矿场相比，对机房形状、机房温度等无特殊要求，适应性更强，可直接利用现有厂房改造，节省前期投资；

3)无需矿机高速风扇，噪音大大降低，环境友好度更高，液冷矿场可进入因噪音污染而风冷矿场无法进入的一些场景；

4)整体系统中增加了泵和冷却塔风扇的功耗，减少了矿机高速风扇、负压风机、水帘泵的功耗，整体比风冷矿场能耗低，实现节能环保的效果；

5)矿机因浸没在冷却液中，不与空气直接接触，避免了因不洁净空气导致的风扇和算力板结尘严重、工作不稳定等情况，使矿机保持高效状态，并延长寿命；

6)采用监控系统设计，满足系统一年四季不同环境温度下的节能运行，还可同时满足不同热负荷机柜的温度控制需求，监控系统通过控制流入每个机柜乃至液冷箱的冷却液温度和流量，从而达到根据不同机柜不同热负荷精确调控每个机柜散热效果的目的；

7)散热效果好，可承载更高的热流密度，也即相同用电负荷可比风冷矿场节省空间。

附图说明

图1是实施例一中液冷矿场的散热系统示意图；

图2是实施例一中液冷矿场的监控系统示意图；

图3是实施例二中液冷矿场的散热系统示意图。

10.机房；20.液冷机柜；30.热交换器；410.第一循环管路；420.第二循环管路；430.主供液管；431.分供液管；440.主回液管；441.分回液管；510.第一驱动装置；520.第二驱动装置；530.止回阀；60.数字货币矿机；70.冷却液；80.外部冷却设备。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

实施例一：

如图1所示，本实用新型所述一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，包括机房10与外部冷却设备80，机房10内设有多个液冷机柜20与热交换器30，液冷机柜20内设有冷却液70与浸没于冷却液70内的数字货币矿机60，液冷机柜20通过第一循环管路410连接于热交换器30，热交换器30通过第二循环管路420连接于外部冷却设备80。

实际应用中，机房主体可以为钢结构、混凝土，也可以为集装箱或其他结构形式。

实际应用中，冷却液具有绝缘、导热、不宜氧化、无腐蚀性、防火、无毒、流动性好等特性。

实际应用中，外部冷却设备位于所述机房主体外，外部冷却设备可为不同类型。外部冷却设备可以是任意适用于散热或热量回收的装置。空气或液体可用作热交换媒介。外部冷却设备散热装置的例子包括但不限于干式冷却器、冷却塔、蒸发冷却器、压缩机制冷等。外部冷却设备散热装置可利用自然资源散热，例如采用埋地式回路，以让相对冷的地面冷却液体；再例如利用天然水资源如河水进行冷却。外部冷却设备也可以是将热量用于环境加热的热回收装置。例如，热回收装置可以是建筑物供暖系统。需要时可采用一个以上的散热或热回收装置，还可采用散热装置和热回收装置的组合。

在本实施例一中，所述机房10内的多个液冷机柜20成排并列设置。

优选地，本实用新型采用每排液冷机柜20设有3个液冷机柜20。实际应用中，可以根据场地的实际情况，设置机房10内液冷机柜20的数量以及液冷机柜20的排列方式，本实施例对此不作限定。

在本实施例一中，还包括用于驱动冷却液70在第一循环管路410内循环的第一驱动装置510，以及用于驱动外部冷却设备80提供的冷却水在第二循环管路420内循环的第二驱动装置520。

优选地，第一循环管路410与第二循环管路420的材质和管径均可根据矿场散热的实际需求设置，本实施例对此不作限定。

在本实施例一中，所述第一驱动装置510与第二驱动装置520的出口位置均设有止回阀530。

实际应用中，液冷机柜20和热交换器30工作时，冷却液70在第一驱动装置510的驱动下通过第一循环管路410在液冷机柜20内循环，温度逐渐升高的冷却液70将流向热交换器30以带走数字货币矿机60的热量。外部冷却设备80提供的冷却水在第二驱动装置520的驱动下通过第二循环管路420流经热交换器30，进而对流经热交换器30的高温冷却液70进行热交换，将冷却液70带有的热量排出，使冷却液70重新达到低温的状态，循环进入液冷机柜20后能够再次对数字货币矿机60进行冷却降温，从而达到循环持续地将数字货币矿机60的热量排出的目的。吸收了冷却液70热量交换给外界空气，从而达到循环持续地对冷却液70进行热交换的目的。

在本实施例一中，所述第一驱动装置510设于液冷机柜20的进液口和热交换器30的出液口之间，第二驱动装置520设于热交换器30的进水口和外部冷却设备80的出水口之间。

在本实施例一中，还包括监控系统。

如图2所示，矿场对整个液冷系统设置监控系统，对液冷设备的工作状况进行监测，并将信息收集反馈给监控管理中心。当设备的检测装置检测到异常时，监控系统将根据预设程序自动处理异常，并将信息传递给监控中心；如果预设程序处理不了，则会发出告警并将信息反馈给监控中心，提醒工作人员进行手动处理。

温度监控处理流程如下：液冷机柜的液冷箱进液口和出液口、换热器的进水口和出水口及数字货币矿机处设置有温度传感器，可以用来检测液温，如果温度超出设定值范围，会启动操作方案，如自动调节液泵、水泵的流速、增减外部冷却设备数量、开关矿机等操作，并反馈到监控中心。

液泵、水泵组部分的监控处理流程如下：在一个实施例中，液泵组和水泵组由多个液泵和多个水泵组成，正常情况下，液泵组和水泵组中的液泵和水泵都是交替工作的，在同一时间只有一个液泵和水泵工作，另外的液泵和水泵处于备用状态。当有水泵或液泵出现故障时，压力检测器、流量检测器会将此信息上报，监控模块通过发出电子信号将故障泵关闭，启用备用泵进行循环工作，并将故障信息提交到监控中心，使液冷矿场可以稳定、可靠的连续工作；

管路监控处理流程如下：所述机房内还可以设置用于检测液体的感应器和与感应器保持通信连接的警报器，感应器采用薄膜感应器，铺设在底板上。当发生如液体泄漏的故障时，液体会接触到感应器上，警报器接收到感应器发送的感应信号后立即告警监控中心，通知维护人员前来检查和维修。

在一可选的实施方式中，将矿机的算力监测接入本液冷系统的监控系统，将矿机算力的时时监测与液冷系统的监测数据结合，获取设备更加准确的工作状态。

实施例二：

图3所示为液冷矿场实施例二的散热系统结构示意图，此实施例包含多排液冷机柜和多个外部冷却设备。

可以理解，图3中示出了当多个机柜时，主供液管430和主回液管440分别包括与机柜一一对应的分管路：单个机柜的输入管分别联通主供液管的一个分供液管431，单个机柜的输出管分别联通主回液管的一个分回液管441。

实施例二包含干冷器、冷却塔、供暖设备暖气片等外部冷却设备，暖气片可以给矿场办公生活区及附近建筑供暖。多个外部冷却设备可使该液冷矿场的散热系统适用于不同的工作状态，由此在满足矿场的散热需求的前提下，可实现节能。

液冷矿场的散热负载设计是根据当地最热环境下的，所以在气温较低时，散热能力会大于热量产生的速度，这个时候监控系统会根据监测温度自动调节，对系统进行节能降耗。

以实施例二为例，具体液冷系统温度控制方案如下：

1)初始状态只开启暖气片作为外部冷却设备，为冷却水降温的同时为矿场办公区提供供暖。

2)通过安装在机柜进液口和出液口及液冷箱的温度传感器，采集冷却液的温度数据。当某个机柜的监测温度超出设定的温度范围时，控制器通过控制分供液管431上的流量调节装置改变分支供液管431的流量，直到温度回复到设定的温度范围为止；

3)当分供液管431上的流量调节装置的最大流量也无法调节到指定的温度范围时，调节主供液管430上的液泵的转速，同时分供液管431上的流量调节装置再次自动调节，直到温度回复到设定的温度范围为止。

4)如监测温度还不能回复，则开启干冷器，升温的水进入到室外干冷器内在室外散热器风扇的驱动下，与外界冷空气进行强制对流换热。

5)如果外界空气换热不能满足冷却所需的温度，则开启室外冷却塔，加大室外冷却设备的散热效果，同时自动调节主供液管和分供液管的流量。

6)如以上仍不能维持监测温度在正常范围，则关闭相关数字货币矿机，同时告警到监控中心进行人工处理。

在实际的应用中，外部冷却设备80的数量、种类和冷却功率，可以根据需要冷却的机柜的数量以及散热量来确定。本申请对此不作限定。

示例性的，图3中的由机柜组成的两列机柜的设置方向为相对设置，实际的设置方向可以为用户需要的其他任意设置形式，例如两列机柜背靠背设置。风冷型矿场考虑进风出风通道，无法做到任意形式设置。

以上结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，其特征在于：包括机房(10)与外部冷却设备(80)，所述机房(10)内设有多个液冷机柜(20)与热交换器(30)，所述液冷机柜(20)内设有冷却液(70)与浸没于冷却液(70)内的数字货币矿机(60)，所述液冷机柜(20)通过第一循环管路(410)连接于热交换器(30)，所述热交换器(30)通过第二循环管路(420)连接于外部冷却设备(80)。

2.根据权利要求1所述的一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，其特征在于：所述机房(10)内的多个液冷机柜(20)成排并列设置。

3.根据权利要求2所述的一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，其特征在于：还包括用于驱动冷却液(70)在第一循环管路(410)内循环的第一驱动装置(510)，以及用于驱动外部冷却设备(80)提供的冷却水在第二循环管路(420)内循环的第二驱动装置(520)。

4.根据权利要求3所述的一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，其特征在于：所述第一驱动装置(510)与第二驱动装置(520)的出口位置均设有止回阀(530)。

5.根据权利要求4所述的一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，其特征在于：所述第一驱动装置(510)设于液冷机柜(20)的进液口和热交换器(30)的出液口之间，所述第二驱动装置(520)设于热交换器(30)的进水口和外部冷却设备(80)的出水口之间。

6.根据权利要求2所述的一种用于虚拟数字货币矿机的液冷矿场，其特征在于：还包括监控系统。

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