CN212305978U - 一种液冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热交换技术领域，具体涉及一种液冷系统，包括补液装置、储液装置、换热器，彼此之间通过走液管路连接；所述第一走液管路设置有第一通断开关、第一动力泵，第二走液管路设置有第二通断开关、与第二通断开关并联的第二动力泵，第三走液管路设置有第三通断开关，所述补液装置顶部设置有第一排气管路、所述第一排气管路顶部设置有第四通断开关，所述储液装置还设置有第二排气管路、所述第二排气管路设置有第五通断开关；所述补液装置与储液装置分别设置有第一液位检测装置和第二液位检测装置。解决了工质灌注、排放、不加过程中的低效、不合理的技术问题，产生了提升工作效率、使用便捷的技术效果。

Description

一种液冷系统

技术领域：

本实用新型涉及热交换技术领域，具体涉及一种液冷系统。

背景技术：

随着5G技术、人工智能技术、大数据、云计算等通讯计算技术的海量增长，为之提供计算资源的服务器机柜也呈现大规模集群、高功率、大热流密度的增长变化趋势，给散热系统带来巨大运行压力。以液冷散热为特征散热的系统逐渐成为主流应用，但是现有液冷系统中没有合理结构高效工质灌注、工质排出以及换热运行过程中的自动工质补加，导致影响系统工作效率。

有鉴于此，提出本实用新型。

实用新型内容：

本实用新型提供一种液冷系统，至少解决上述一个技术问题。

本实用新型保护一种液冷系统，包括补液装置、储液装置、换热器，所述补液装置的工质出口与储液装置通过第一走液管路连通、储液装置的工质出口与换热器的工质入口之间通过第二走液管路连通、换热器的工质出口与储液装置的工质入口之间通过第三走液管路连通；所述第一走液管路设置有第一通断开关、第一动力泵，第二走液管路设置有第二通断开关、与第二通断开关并联的第二动力泵，第三走液管路设置有第三通断开关，所述补液装置顶部设置有第一排气管路、所述第一排气管路顶部设置有第四通断开关，所述储液装置还设置有第二排气管路、所述第二排气管路设置有第五通断开关；所述补液装置与储液装置分别设置有第一液位检测装置和第二液位检测装置。

采用上述方案，所述储液装置的工质出口可以同时作为补液装置进入储液装置的工质入口，所述换热器外接一冷源，在第三走液管路设置需要进行换热的热源。所述第一排气管路、第二排气管路可以有效地使系统管路内的气体排出。所述第一液位检测装置和第二液位检测装置分别用于对于内部工质液面位置的检测。

所述储液装置内设置工质补偿装置。在使用时，可以先对补液装置进行补液，再由所述补液装置向储液装置进行灌注，灌注完成后，关闭灌注通道；工质在整个管路中进行热交换过程时，当管路中工质出现不足时，再次打开补液装置对所述储液装置进行灌装。

进一步地，所述液冷系统还包括工质供给装置，所述工质供给装置与补液装置通过第四走液管路连通，所述第四走液管路设置有第三动力泵、第六通断开关。

采用上述方案，打开第三动力泵、第六通断开关时，所述工质供给装置可以通过第四走液管路向补液装置进行补液或补液装置向工质供给装置输出工质。

优选地，所述第二排气管路与所述补液装置顶部接通，以使所述第二排气管路排出的气体经所述第一排气管路排出。

采用上述方案，在保证储液装置排气的同时还可防止其内部液体喷溅。

优选地，所述第二动力泵设置有两个且彼此并联，所述第二走液管路还设置有位于第二动力泵两端的测压计。

采用上述方案，所述第二动力泵用于循环整个管路工质，运行时启用其中一个第二动力泵、另一个作为备用。

进一步地，所述第三走液管路设置有与所述第三通断开关并联的第七通断开关，所述第三走液管路还设置有与第七通断开关串联且与第三通断开关并联的第一过滤器。

采用上述方案，所述第七通断开关和第一过滤器位于同一支路，当需要为工质进行除酸除水维护时，可以打开第七通断开关和第一过滤器进行除酸除水。

优选地，所述第一走液管路和/或第四走液管路设置有液体杂质过滤器。

采用上述方案，所述第四走液管路的液体杂质过滤器可以对工质供给装置进入的工质进行初次过滤。

优选地，所述第一排气管路设置有气体杂质过滤器。

采用上述方案，所述气体杂质过滤器可以防止外部空气中的杂质进入管路进行循环，进而防止堵塞。

优选地，所述第二走液管路还设置有与第二动力泵串联的止回阀。

采用上述方案，所述止回阀可以防止工质进行倒流。

本实用新型的有益效果：

1.所述补液装置、储液装置、换热器及之间连接的设置，有效的解决了工质灌注、排放、不加过程中的低效、不合理的技术问题，产生了提升工作效率、使用便捷的技术效果。

2.所述第四走液管路的设置，有效的解决了无法自动对补液装置进行加液的技术问题，产生了节省人力、提升工作效率的技术效果。

3.所述第二排气管路排出的气体经第一排气管路排出后，解决了储液装置内部工质喷溅的技术问题，产生了防止系统被污染、延长使用寿命的技术效果。

4.所述第二动力泵和两端的测压计的设置解决了第二动力泵出现故障影响使用的技术问题，产生了使用安全、提升系统稳定性的技术效果。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施方式示意图；

图2为本实用新型储液装置内部示意图。

附图标记说明：

通过上述附图标记说明，结合本实用新型的实施例，可以更加清楚的理解和说明本实用新型的技术方案。

1-补液装置，2-储液装置，21-囊体，3-换热器，31-冷源，32-热源，4-第一走液管路， 41-第一通断开关，42-第一动力泵，5-第二走液管路，51-第二通断开关，52-第二动力泵， 53-测压计，54-止回阀，6-第三走液管路，61-第三通断开关，62-第七通断开关，71-第一排气管路，711-第四通断开关，72-第二排气管路，721-第五通断开关，8-第四走液管路，81-第三动力泵，82-第六通断开关，93-第一过滤器，91-液体杂质过滤器，92-气体杂质过滤器，

具体实施方式：

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下将通过实施方式对本实用新型进行详细描述。

参考图1所示，本实用新型保护一种液冷系统，包括补液装置1、储液装置2、换热器3，所述补液装置1的工质出口与储液装置2通过第一走液管路4连通、储液装置2的工质出口与换热器3的工质入口之间通过第二走液管路5连通、换热器3的工质出口与储液装置 2的工质入口之间通过第三走液管路6连通；所述第一走液管路4设置有第一通断开关41、第一动力泵42，第二走液管路5设置有第二通断开关51、与第二通断开关51并联的第二动力泵52，第三走液管路6设置有第三通断开关61，所述补液装置1顶部设置有第一排气管路71、所述第一排气管路71顶部设置有第四通断开关711，所述储液装置2还设置有第二排气管路72、所述第二排气管路72设置有第五通断开关721；所述补液装置1与储液装置 2分别设置有第一液位检测装置和第二液位检测装置。

采用上述方案，所述补液装置1、储液装置2可以设置成罐状结构，所述储液装置2的工质出口可以同时作为补液装置1进入储液装置2的工质入口，所述换热器3外接一冷源31，在第三走液管路6设置需要进行换热的热源32例如服务器，上述中的通断开关可以采用电磁阀在管路中起到对工质或气体的阻断和流通作用。所述第二动力泵52可以选用大功率的离心泵作为工质循环整个管路提供动力，其余动力泵可以选用小功率泵进行工质的灌注，动力泵在开启时具有使工质正向或者逆向运行的功能；由于气体过多会对管路产生危害，所以第一排气管路71、第二排气管路72可以有效地使系统管路内的气体排出。所述第一液位检测装置和第二液位检测装置分别用于对于内部工质液面位置的检测，可选用液位传感器。

所述储液装置2内设置工质补偿装置，工质补偿装置包括密封的囊体21，囊体21内充斥气体，工质可以选用水乙二醇或者氟化液等，当工质的温度升高时工质的体积会变大，会产生对所述囊体21的挤压，工质温度降低其体积会减小，囊体21内气体会使其伸展，以此进行工质补偿。在使用时，可以先对补液装置1进行补液，再由所述补液装置1向储液装置 2进行灌注，灌注完成后，关闭灌注通道；工质在整个管路中进行热交换过程时，当管路中工质出现不足时，再次打开补液装置1对所述储液装置2进行灌装。

热交换过程，工质经储液装置2通过第二走液管路5、换热器3、第三走液管路6，最后回到储液装置2中，由此循环流动实现热交换。所述液冷系统可以合理有效地进行补液、热交换运行、管路内气体排出，方便使用的同时、提升了工作效率、提升了系统的安全性。

参考图1所示，所述液冷系统还包括工质供给装置，所述工质供给装置与补液装置1 通过第四走液管路8连通，所述第四走液管路8设置有第三动力泵81、第六通断开关82。

采用上述方案，打开第三动力泵81、第六通断开关82时，所述工质供给装置可以通过第四走液管路8向补液装置1进行补液或补液装置1向工质供给装置输出工质。当需要对补液装置1进行灌注时，可以直接从工质供给装置进行灌注，无需额外人力反复操作。

参考图1所示，所述第二排气管路72与所述补液装置1顶部接通，以使所述第二排气管路72排出的气体经所述第一排气管路71排出。

采用上述方案，由于在实际使用中，所述储液装置2内的工质液面较高通常趋近于充满整个装置，所以如果直接由第二排气管路72排出气体，在压差下可能会导致储液装置2内的工质喷出，从而产生污染；而在补液装置1中，工质液面通常在整个装置高度的三分之二左右，所以第二排气管路72如果产生喷出的液体也可先流入补液装置1中，不会产生工质喷洒污染的情况，有效地维护了系统的使用安全。

参考图1所示，所述第二动力泵52设置有两个且彼此并联，所述第二走液管路5还设置有位于第二动力泵52两端的测压计53。

采用上述方案，所述第二动力泵52用于循环整个管路工质，运行时启用其中一个第二动力泵52、另一个作为备用，当启用的第二动力泵52出现故障时，位于第二动力泵52两端的测压计53会产生压力差，当压力差值不符合正常值时，可以启动备用的第二动力泵52，从而加强系统运行的稳定。

参考图1所示，所述第三走液管路6设置有与所述第三通断开关61并联的第七通断开关62，所述第三走液管路6还设置有与第七通断开关62串联且与第三通断开关61并联的第一过滤器93。

采用上述方案，所述第七通断开关62和第一过滤器93位于同一支路，当需要为工质进行除酸除水维护时，可以打开第七通断开关62和第一过滤器93进行除酸除水，使用时由于正常运行中工质从第三通断开关61流过，此时先打开第七通断开关62在关闭第三通断开关 61，工质中的酸即可被吸附在第一过滤器93上。

参考图1所示，所述第一走液管路4和/或第四走液管路8设置有液体杂质过滤器91。

采用上述方案，所述第四走液管路8的液体杂质过滤器91可以对工质供给装置进入的工质进行初次过滤，所述第一走液管路4可以进行再次过滤，防止工质中的杂物在管路中循环，进而防止堵塞。

参考图1所示，所述第一排气管路71设置有气体杂质过滤器92。

采用上述方案，所述气体杂质过滤器92可以防止外部空气中的杂质进入管路进行循环，进而防止堵塞。

参考图1所示，所述第二走液管路5还设置有与第二动力泵52串联的止回阀54。

采用上述方案，所述止回阀54可以防止工质进行倒流。

以下为补充对所述夜冷系统说明，对其使用方法加以说明，使用时存在下述过程。

补液装置灌注过程，将所述工质供给装置中的工质灌注到补液装置1至其液面高位；

储液装置灌注过程，将所述补液装置1中的工质灌注到储液装置2至其液面高位；

补偿加压过程，对液冷系统管路增压至其压力高位；

换热运行过程，关闭除第三通断开关61的所有通断开关，开启所述第二动力泵52，工质经依次储液装置2、换热器3、热源之间的管路流动。

所述液面高位为补液装置1或储液装置2设定的工质液面达到的最高位，超出液面高位时，停止向装置内灌注，所述液面高位可以分别由第一液位检测装置和第二液位检测装置测得。所述储液装置2内部会设置有工质补偿装置，当对系统管路加压时，会使工质补偿装置内的囊体21进行压缩，使其产生一定形变，以用于在换热运行过程中当工质升降温时进行补偿。换热运行过程中，所述热源32设置在第三管路6中，热源可以为服务器，当服务器运行时间过长时会散发热量，那么此时从换热器3流出的工质可以对热源进行降温，温度升高的工质再经储液装置2流入换热器3，换热器3在冷源31的作用下重新对受热的工质进行降温，再次对服务器进行降温。

所述补液装置灌注过程包括：开启所述第六通断开关82、第四通断开关711，关闭其余通断开关；

启动第三动力泵81，将工质从所述工质供给装置灌入所述补液装置1；

当所述第一液位检测装置检测结果为补液装置1中液位大于补液装置液面高位时，关闭第三动力泵81、所述第六通断开关82、第四通断开关711。

开启所述第六通断开关82和第三动力泵81可以将所述工质供给装置内的工质灌注到补液装置1中，工质在所述补液装置1内部上升过程中，在第四通断开关711打开的情况下，气体会经第一排气管路71排放到外部，第一液位检测装置可以检测补液装置1中液位是否大于补液装置液面高位，当大于时，补液装置1补液结束。

所述储液装置灌注过程包括：

开启除第六通断开关82的所有通断开关；

开启第一动力泵42,对所述储液装置2进行灌注，当所述储液装置2内工质液面大于其液面高位时，关闭第一动力泵42；

开启第二动力泵52进行管路排气,经过时间T1后关闭第二动力泵52；

排气完成后，关闭所有通断开关。

开启除第六通断开关82的所有通断开关以保证管路内无盲腔，在第一动力泵42的作用下，工质会从补液装置1中灌注到储液装置2中，此时第二液位检测装置会对所述储液装置 2内工质液面进行检测，当所述储液装置2内工质液面大于其液面高位时，停止灌注，然后开启第二动力泵52进行排气，所述T1的时间可以设置为3分钟，使管路中的气体充分排出。

所述补偿加压过程包括：

开启除第六通断开关82的所有通断开关；

开启所述第一动力泵42,运行时间达到T2后关闭所述第五通断开关721；

当所述测压计53结果小于所述液冷系统管路设定加压压力时，关闭所述第一动力泵42；关闭所有通断开关。

在补偿加压过程中，储液装置2中的囊体21在工质的挤压下会进行压缩，当所述测压计53结果小于所述液冷系统管路设定加压压力时，补偿加压完成；此时由于所述囊体21处于中间长度状态，为后续由于工质升降温而产生工质体积增大或减小时，提供补偿的条件。

所述测压计53设置有两个，当两个测压计53结果差值大于正常压力差值时，切换至另一个第二动力泵运行。

在其中一个第二动力泵出现故障时，可以通过判断两个测压计53结果差值来切换到备用的第二动力泵运行。

所述换热运行过程还包括：

当所述测压计53显示结果小于所述冷夜系统管路设定的低位压力时，开启所述第一通断开关41、第四通断开关711；

开启所述第一动力泵42，对所述冷夜系统管路进行加压；

当所述测压计53显示结果大于所述冷夜系统管路设定的高位压力时，关闭第一动力泵 42；

关闭第一通断开关41、第四通断开关711。

当所述测压计53显示结果小于所述冷夜系统管路设定的低位压力时表示系统管路压力不足，那么此时需要由补液装置1向储液装置2内灌入工质来进行加压以满足运行压力。

对所述储液装置2进行灌注包括：

当所述储液装置2内工质液位小于其液面高位时、所述补液装置1的工质液位小于其液面低位时，关闭除第六通断开关82、第四通断开关711外的所有通断开关；

执行所述补液装置灌注过程；

当所述补液装置灌注过程完成时，继续所述储液装置灌注过程。

当储液装置2缺液过多时会存在补液装置1内的工质不足以满足储液装置2的灌注要求，那么此时，停止对储液装置2的灌注，开始对补液装置1的灌注，完成补液装置1的灌注后，再次对储液装置2进行灌注。

在所述储液装置灌注过程之后、补偿加压过程之前还包括：当所述补液装置1工质液位小于其液面中位时，启动所述补液装置灌注过程。

可以保证所述补液装置1内的工质充足，以满足后续对所属储液装置2的补充。

所述液冷系统控制方法还包括液冷系统工质排出过程，所述液冷系统工质排出过程包括：

补液装置工质排出过程，将所述第四管路8插入到所述工质供给装置，关闭除第六通断开关82、第四通断开关711外的所有通断开关；

反向启动第三动力泵81，当所述补液装置1工质液位小于其液面低位时，关闭第三动力泵81；

关闭第六通断开关82、第四通断开关711。

储液装置工质排出过程，当完成所述补液装置工质排出过程时启动储液装置工质排出过程，具体包括开启所有通断开关；

反向开启第一动力泵42；

当所述储液装置2液位低于其液面低位时，继续运行时间T3，关闭第一动力泵42；

关闭所有通断开关。

当管路系统需要进行维修操作时，要将管路内的工质排出，可以采用先将补液装置1 内的工质排出，然后再将管路及储液装置2内的工质排出，同时外部气体经过第一排气管路 71、第二排气管路72进入管路系统内，以平衡气压。

所述液冷系统工质排出过程还包括：

当所述储液装置2液位高于其液面低位且补液装置1液位高于其液面高位时，关闭第一动力泵42，停止所述储液装置工质排出过程；

执行补液装置工质排出过程至完成后，重新启动所述储液装置工质排出过程。

当所述储液装置2液位高于其液面低位且补液装置1液位高于其液面高位时，会出现补液装置1内的工质过多从而造成外喷，所以此时首先停止储液装置2的排放，待补液装置1 工质液面达到要求后，再次将储液装置2内的工质经补液装置1进行排放。

所述液冷系可以通过软件进行控制，操作人员只需在补液装置灌注过程、储液装置灌注过程、补偿加压过程、换热运行过程、工质排放过程前采用一键控制即可完成每个过程的执行，节省了人力、时间，提升了工作效率，还可在系统出现异常或许要维护时进行智能化控制。

应当指出，对于本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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种液冷系统，其特征在于：包括补液装置(1)、储液装置(2)、换热器(3)，所述补液装置(1)的工质出口与储液装置(2)通过第一走液管路(4)连通、储液装置(2)的工质出口与换热器(3)的工质入口之间通过第二走液管路(5)连通、换热器(3)的工质出口与储液装置(2)的工质入口之间通过第三走液管路(6)连通；所述第一走液管路(4)设置有第一通断开关(41)、第一动力泵(42)，第二走液管路(5)设置有第二通断开关(51)、与第二通断开关(51)并联的第二动力泵(52)，第三走液管路(6)设置有第三通断开关(61)，所述补液装置(1)顶部设置有第一排气管路(71)、所述第一排气管路(71)设置有第四通断开关(711)，所述储液装置(2)顶部还设置有第二排气管路(72)、所述第二排气管路(72)设置有第五通断开关(721)；所述补液装置(1)与储液装置(2)分别设置有第一液位检测装置和第二液位检测装置。

2.根据权利要求1所述的液冷系统，其特征在于：所述液冷系统还包括工质供给装置，所述工质供给装置与补液装置(1)通过第四走液管路(8)连通，所述第四走液管路(8)设置有第三动力泵(81)、第六通断开关(82)。

3.根据权利要求1或2所述的液冷系统，其特征在于：所述第二排气管路(72)与所述补液装置(1)顶部接通，以使所述第二排气管路(72)排出的气体经所述第一排气管路(71)排出。

4.根据权利要求3所述的液冷系统，其特征在于：所述第二动力泵(52)设置有两个且彼此并联，所述第二走液管路(5)还设置有位于第二动力泵(52)两端的测压计(53)。

5.根据权利要求4所述的液冷系统，其特征在于：所述第三走液管路(6)设置有与所述第三通断开关(61)并联的第七通断开关(62)，所述第三走液管路(6)还设置有与第七通断开关(62)串联且与第三通断开关(61)并联的第一过滤器(93)。

6.根据权利要求5所述的液冷系统，其特征在于：所述第一走液管路(4)和/或第四走液管路(8)设置有液体杂质过滤器(91)。

7.根据权利要求6所述的液冷系统，其特征在于：所述第一排气管路(71)设置有气体杂质过滤器(92)。

8.根据权利要求7所述的液冷系统，其特征在于：所述第二走液管路(5)还设置有与第二动力泵(52)串联的止回阀(54)。

Images