CN215121663U - 一种工作稳定可靠的大型服务器液冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，包括：服务器机柜、储液箱和至少两条结构相同的换热支路，所述服务器机柜用于安装服务器，所述服务器机柜上安装有进液管和回液管，所述储液箱上具有进液口和出液口，所述回液管连接所述储液箱的进液口，所述换热支路包括通过连接管道串联在一起的循环泵和换热器，所述至少两条换热支路通过连接管道并联设置于所述进液管和所述出液口之间，其中所述循环泵通过连接管道连接所述出液口，所述进液管连接所述换热器。与传统的液冷系统相比，本实用新型通过设置至少两条相互独立的换热支路，进一步提高了液冷系统工作的可靠性和稳定性。

Description

一种工作稳定可靠的大型服务器液冷系统

技术领域

本申请涉及服务器液冷散热技术领域，尤其涉及一种工作稳定可靠的大型服务器液冷系统。

背景技术

目前，全球范围内数据机房的数量和规模均急剧增长，数据机房的能耗已成为当前节能工作的重要关注点。与此同时机房内机柜服务器集成密度也越来越高，服务器的发热量越来越大，传统的风冷散热模式已经不能满足数据中心冷却系统的散热要求。液冷技术因其散热能力强、节能效果好而越来越被广泛的应用于数据中心大型服务器中，其基本原理是：将低温的液态换热介质通入具有液冷结构的服务器中，通过热交换将服务器中主要发热元件的热量带走，而升温后的液态换热介质在通过外部换热装置进行二次换热后降温，然后再次流入具有液冷结构的服务器中，如此反复循环。

但是，目前大部分常规大型服务器液冷系统由单台水泵连接单台散热器对机柜内的服务器进行散热，当液冷系统中的某个设备出现问题或者需要常规维保时，就必须将整个系统进行关停，这必然导致该机柜内的大型服务器无法正常工作，从而影响整个数据中心的正常运作。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其能够解决上述现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

一种工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，所述液冷系统包括服务器机柜(1)、储液箱(2)和至少两条结构相同的换热支路，所述服务器机柜(1)用于安装服务器，所述服务器机柜(1)上安装有进液管(11)和出液管(12)，所述储液箱(2)上具有进液口和出液口，所述出液管(12)连接所述储液箱(2)的进液口，所述换热支路包括通过连接管道串联在一起的循环泵(31)和换热器(32)，所述至少两条换热支路通过连接管道并联设置于所述进液管(11)和所述出液口之间，其中所述循环泵(31)通过连接管道连接所述出液口，所述进液管(11)连接所述换热器(32)。

优选的，所述进液管(11)上设置有进液温度传感器(13)和进液压力传感器(14)。

优选的，所述出液口和所述循环泵(31)之间的连接管道上设置有出液温度传感器(21)。

优选的，所述换热支路上还设置有止回阀(36)，所述止回阀(36)设置于所述出液口和所述循环泵(31)之间。

优选的，所述换热支路上还设置有流量计(37)。

优选的，所述换热支路上还设置有过滤器(33)。

优选的，所述过滤器(33)设置于所述循环泵(31)和所述换热器(32)之间。

优选的，所述循环泵(31)和所述过滤器(33)之间设置有第一球阀(34)，所述过滤器(33)和所述换热器(32)之间设置有第二球阀(35)。

优选的，所述换热支路上还设置有排气阀(38)。

优选的，所述换热器(32)为空气换热器。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型设置了至少两条相互独立的换热支路，当一条换热支路出现故障时不影响另一条换热支路的正常运行，保证了整个液冷系统的正常运行，便于系统的在线维保，减少了数据中心由于部件故障而造成的停运次数，从而保障了数据中心的正常运行。与传统的液冷系统相比，其具有更高的稳定性和可靠性。

附图说明

下面根据附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例一所述工作稳定可靠的大型服务器液冷系统整体结构示意图。

图中：

1、服务器机柜；11、进液管；12、出液管；13、进液温度传感器；14、进液压力传感器；2、储液箱；21、出液温度传感器；31、循环泵；32、换热器；33、过滤器；34、第一球阀；35、第二球阀；36、止回阀；37、流量计；38、排气阀。

具体实施方式

为使本申请解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本申请实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本实施例提供一种工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，包括服务器机柜1、储液箱2和两条结构相同的换热支路。

服务器机柜1用于安装服务器，服务器机柜1上安装有进液管11和出液管12。

储液箱2用于储存冷却液，储液箱2上具有进液口和出液口。其中，储液箱2的进液口与服务器机柜1的出液管12连接。

两条换热支路通过连接管道并联设置于储液箱2的出液口和服务器机柜1的进液管11之间。换热支路包括通过连接管道串联在一起的循环泵31和换热器32，其中循环泵31通过连接管道连接储液箱2的出液口，换热器32连接服务器机柜1的进液管11。冷却液流经换热器32时，会与换热器32的换热介质进行热交换，从而降低其温度。

本实用新型实施例的循环泵31优选地选用变频循环泵。与其他循环泵相比，变频循环泵可以调节转速、流量以达到节能的目的，同时还具有有启动电流小、维护工作量小等的优点。

换热器32优选地选用空气散热器。与其他换热器相比，空气散热器具有结构紧凑、散热性能好、性价比高等优点，同时其安装、使用、维护简单。

需要说明的是，循环泵31与换热器32的选用并不限于上述的上述的循环泵为变频循环泵、换热器为空气散热器，在其他实施例中，循环泵31还可以为定频循环泵等常规循环泵，换热器32还可以为喷淋式换热器、陶瓷换热器等换热器。

进一步的，本实用新型还设置有进液温度传感器13、进液压力传感器14和出液温度传感器21，其中进液温度传感器13和进液压力传感器14设置于服务器机柜1的进液管上，出液温度传感器21设置于储液箱2的出液口和循环泵31之间的连接管道上。

进液温度传感器13和出液温度传感器21分别能够检测服务器机柜1的进液温度和储液箱2的出液温度，当检测到进液或出液温度过高时，可通过提高换热器32的换热性能以进一步降低冷却液的温度以满足服务器的散热要求，而当检测到出液温度过低，可通过调节整个管路中的流量进行出液温度控制，从而在满足服务器散热要求的前提下，降低整个系统的能耗。

进液压力传感器14能够检测服务器机柜1的进液压力，当检测到进液压力太高时，可以通过调节循环泵的31的出液压力，降低冷却液进入服务器机柜1内的压力，从而防止服务器因冷却液压力过高而受到损坏。

为了防止冷却液中的杂质进入服务器机柜1中而对服务器造成损害，可在换热支路上设置过滤器33。本实施例中将过滤器33设置在循环泵31和换热器32之间。需要说明的是，过滤器33不一定设置在循环泵31和换热器32之间，在其他的一些实施例中，过滤器33可根据实际需要设置于不同位置，例如设置于出液箱2与循环泵31之间或设置于机柜1与换热器32之间。

同时，本实施例中在循环泵31和过滤器33之间设置有第一球阀34，过滤器33和换热器32之间设置有第二球阀35。第一球阀34和第二球阀35能够调节液冷系统的冷却液流量。

如上所述的当检测到出液温度过低时，可通过调节整个管路中的流量进行出液温度控制，在本实施例中设置第一球阀34以及第二球阀35的情况下，上述流量调节可通过第一球阀34和/或第二球阀35进行。

本实施例还进一步地在储液箱2的出液口和循环泵31之间的连接管道上设置止回阀36，止回阀36能够防止部分经换热器32换热后的冷却液从备用的换热支路分流并回流至储液箱2内而造成换热器32的功率浪费。

除上所述，本实施例的换热支路上还设置有流量计37和排气阀38，其中流量计37能够检测液冷系统工作时冷却液的流量，排气阀38能够排空管路中的空气，避免管路中的空气对液冷系统的工作造成影响。

本实用新型实施例由服务器机柜1、储液箱2、进液压力传感器14、进液温度传感器13、出液温度传感器21以及分别包括止回阀36、循环泵31、排气阀38、第一球阀34、过滤器33、第二球阀35、换热器32和流量计37的第一、第二换热支路通过管道连接组成一个闭合循环回路，其中服务器机柜1内安装了多台服务器，第一换热支路和第二换热支路为并联关系；循环泵31用于为整个系统提供动力，保证系统的正常流动；过滤器33用来过滤冷却液中的杂质，防止这些杂质进入服务器内对其造成损害；换热器32用来冷却液冷系统中的高温冷却液，使其温度降低后再次进入服务器内对其进行冷却；流量计37用来监测液冷系统的流量，确保进入服务器内的冷却液流量是足够的；服务器机柜1用来放置服务器，同时进液管11和出液管12也安装于服务器机柜1上；储液箱2用来收集升温的冷却液；进液压力传感器14用来测量液冷系统进液端的压力；进液温度传感器13、出液温度传感器21分别用来测量系统进液端和出液端的温度；止回阀36用来防止冷却液的回流；第一球阀34、第二球阀35用来调节管路的流量；排气阀38用来排出管路中的空气，一般是在泵启动时开启，当空气排尽后在一直处于常闭状态。

本实用新型实施例并联设置了两条完全相同且相互独立的换热支路，系统正常运行时只启用其中一条换热支路，冷却液将在启用的换热支路上运行，另一条换热支路处于备用状态。处于启用状态下的换热支路上的循环泵31会从从储液箱2中抽取冷却液，冷却液经过滤器33过滤后被输送至换热器32中与换热介质交换热量从而降低其自身温度，降温后的冷却液沿进液管11进入服务器机柜1内，冷却液进入服务器机柜1内后会带走安装于机柜1内的服务器的发热部件发出的热量，从而冷却服务器的发热部件，然后冷却液通过出液管12回流至储液箱2内，如此反复循环对机柜1内的服务器进行散热。

当处于启用状态下的换热支路上的某些零件出现故障时，先启用处于备用状态下的另一条换热支路对服务器进行散热，保证整个系统的正常运行，再关闭故障换热支路上的所有阀门，然后再对出现故障的换热支路进行维保，维保完成后打开所有阀门，关闭备用换热支路上的循环泵31，开启完成维保后的换热支路上的循环泵31，将运行的冷却液切换到完成维保的换热支路上以验证该换热支路是否满足运行要求，如果一切正常则按照正常的运行状态继续运行。

本实用新型实施例通过并联设置两条完全相同且相互独立的换热支路，实现了液冷系统的在线维保，大大提高了液冷系统工作的可靠性，减少了数据中心由于液冷系统部件出现故障而造成停运的次数，从而保障数据中心的正常工作。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述液冷系统包括服务器机柜(1)、储液箱(2)和至少两条结构相同的换热支路，所述服务器机柜(1)用于安装服务器，所述服务器机柜(1)上安装有进液管(11)和出液管(12)，所述储液箱(2)上具有进液口和出液口，所述出液管(12)连接所述储液箱(2)的进液口，所述换热支路包括通过连接管道串联在一起的循环泵(31)和换热器(32)，所述至少两条换热支路通过连接管道并联设置于所述进液管(11)和所述出液口之间，其中所述循环泵(31)通过连接管道连接所述出液口，所述进液管(11)连接所述换热器(32)。

2.根据权利要求1所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述进液管(11)上设置有进液温度传感器(13)和进液压力传感器(14)。

3.根据权利要求1所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述出液口和所述循环泵(31)之间的连接管道上设置有出液温度传感器(21)。

4.根据权利要求1所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述换热支路上还设置有止回阀(36)，所述止回阀(36)设置于所述出液口和所述循环泵(31)之间。

5.根据权利要求1所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述换热支路上还设置有流量计(37)。

6.根据权利要求1所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述换热支路上还设置有过滤器(33)。

7.根据权利要求6所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述过滤器(33)设置于所述循环泵(31)和所述换热器(32)之间。

8.根据权利要求7所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述循环泵(31)和所述过滤器(33)之间设置有第一球阀(34)，所述过滤器(33)和所述换热器(32)之间设置有第二球阀(35)。

9.根据权利要求1所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述换热支路上还设置有排气阀(38)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的工作稳定可靠的大型服务器液冷系统，其特征在于，所述换热器(32)为空气换热器。

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