CN215269313U - 一种两相浸没式液冷复合系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种两相浸没式液冷复合系统，包括密封箱，密封箱内底部装有低沸点冷却液，本实用新型通过选用低沸点的冷却液，优选低沸点的氟化液浸没服务器，液态氟化液变成了气态的氟化液，通过汽化作用吸热，充分吸收服务器的热量转变为氟化液的潜热，然后气态氟化液通过气液密度差上升到密封箱顶部，通过冷凝系统换热将气体氟化液所携带的热量转移出密封箱外，而气态氟化液放热后，液化形成液滴落入密封箱底部实现循环冷却，如此构成液态和气态两相浸没式液冷复合系统；在双相浸没冷却应用中，热量完全由液体从发热源传递出去，因与发热源直接接触，液体的流向更容易控制，其效率远高于风冷，单位体积可以支持的计算密度也更高。

Description

一种两相浸没式液冷复合系统

技术领域

本实用新型涉及机房空调技术领域，具体是一种两相浸没式液冷复合系统。

背景技术

随着国家对新建数据中心的节能减排的要求越来越高，数据中心主要的耗能是空调的耗能；所以对于数据中心绿色节能提出了更高的诉求。而传统的风冷冷却的方式因为换热效果比液冷要差2个数量级，而单相的液冷要比双相的液冷换热效果要差；所以采用双相液冷的方式成为了数据中心新型的冷却方式。

与传统冷却方式相比，在双相浸没冷却应用中，热量完全由液体从发热源传递出去，因与发热源直接接触，液体的流向更容易控制，其效率远高于风冷，单位体积可以支持的计算密度也更高，同时采用了氟化液的状态变化，可以使氟化液进一步吸收服务器和CPU的热量。另一方面，相比自然风冷对环境温度、湿度和空气腐蚀性的苛刻要求，浸没技术对外界环境的要求非常宽泛，可部署的弹性非常大。同时浸没系统可重复使用的特性也节省了系统升级中制冷方案的重新设计，缩短了系统布置时间。

因此，高效节能的数据中心是未来数据中心行业发展的一大必然趋势，持续且有效地降低数据中心的运营成本已经成为当务之急。所以对于双相液冷的直接利用对IT机房系统的整个的能耗会显得非常重。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：随着数据中心负荷越来越大、高密度负荷机房建立需求越来越多，采用普通的风冷系统或单相液冷难以带走数据中心的热量；

本实用新型提供如下技术方案：

一种两相浸没式液冷复合系统，包括密封箱，密封箱内底部装有低沸点冷却液，服务器密封浸没在低沸点冷却液中，密封箱内顶部固定设有DX冷凝系统和/或自然水冷冷凝系统；

还包括温度传感器，温度传感器置于密封箱内底部低沸点冷却液中。

低沸点冷却液吸热气化，随后经过顶部的冷凝系统吸热液化后落入密封箱底部，实现冷却液的循环吸热。

作为实用新型进一步技术方案：所述DX冷凝系统包括DX冷凝器、DX室外风机、干燥过滤器、电磁阀、视液镜、电子膨胀阀、气液分离器、低压传感器、高压传感器、压缩机、油分离器以及排气温度传感器，其中，DX蒸发器安装在密封箱顶部；

作为实用新型再进一步技术方案：自然水冷冷凝系统包括冷却水盘管、冷却水箱、电动二通阀、水泵、风机、喷淋段、填料层、室外进风口、高水位开关、低水位开关、进水电磁阀以及排水电磁阀，其中，冷却水盘管安装在密封箱顶部；

作为实用新型再进一步技术方案：所述自然水冷冷凝系统还包括除垢装置，除垢装置设置于冷却水箱内，冷却水的水垢进行处理和过滤，主要是避免冷却水过脏导致在冷却水盘管里面形成水垢引起换热能力下降，同时防止腐蚀冷却水盘管，造成漏水对服务器造成损坏；

作为实用新型再进一步技术方案：还包括液位传感器，液位传感器置于密封箱内顶部；

作为实用新型再进一步技术方案：所述低沸点冷却液为低沸点的氟化液。

作为实用新型再进一步技术方案：冷凝系统与密封箱采用了吸热和放热的一体化设计，大大提高了整体系统的使用性和可靠性，并且采用了一用一备的形式，可以更好的满足不同的运行条件。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过选用低沸点的冷却液，优选低沸点的氟化液浸没服务器，液态氟化液变成了气态的氟化液，通过汽化作用吸热，充分吸收服务器的热量转变为氟化液的潜热，然后气态氟化液通过气液密度差上升到密封箱顶部，通过冷凝系统换热将气体氟化液所携带的热量转移出密封箱外，而气态氟化液放热后，液化形成液滴落入密封箱底部实现循环冷却，如此构成液态和气态两相浸没式液冷复合系统，在双相浸没冷却应用中，热量完全由液体从发热源传递出去，因与发热源直接接触，液体的流向更容易控制，其效率远高于风冷，单位体积可以支持的计算密度也更高，同时采用了氟化液的状态变化，可以使氟化液进一步吸收服务器和CPU的热量。另一方面，相比自然风冷对环境温度、湿度和空气腐蚀性的苛刻要求，浸没技术对外界环境的要求非常宽泛，可部署的弹性非常大。同时浸没系统可重复使用的特性也节省了系统升级中制冷方案的重新设计，缩短了系统布置时间；大大提高冷却效率。

2、本实用新型设计冷凝系统包括DX冷凝系统和自然水冷冷凝系统，根据室外温度进行选择，在室外温度较低时，且氟化液温度大于沸点时，开启自然水冷冷凝系统工作满足要求，在室外温度较高时，辅助DX冷凝系统进行冷凝，满足要求，全年采用DX系统冷凝的时间较短，大部分是采用自然冷凝冷却水来冷凝的方式，所以整体节能效率就比较高，室外的自然冷量得到了充分的利用。

附图说明

图1为一种两相浸没式液冷复合系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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发明中的具体含义。

请参阅图1，一种两相浸没式液冷复合系统，包括密封箱4，密封箱4内底部装有低沸点冷却液，本实施例中，所述低沸点冷却液选用低沸点的氟化液；服务器1密封浸没在低沸点的氟化液中，还包括温度传感器2；温度传感器2置于密封箱4内低沸点的氟化液中；还包括液位传感器3，液位传感器3置于密封箱4内顶部；

密封箱4内顶部固定设有DX冷凝系统和/或自然水冷冷凝系统；冷凝系统与密封箱4采用了吸热和放热的一体化设计；

所述DX冷凝系统包括DX冷凝器19、DX室外风机20、干燥过滤器21、DX电磁阀22、视液镜23、电子膨胀阀24、气液分离器25、低压传感器26、高压传感器27、压缩机28、油分离器29以及排气温度传感器30，其中，还包括DX蒸发器5，DX蒸发器5安装在密封箱4顶部；

自然水冷冷凝系统包括冷却水盘管6、冷却水箱7、电动二通阀8、水泵9、水冷风机10、喷淋段11、填料层12、室外进风口13、高水位开关14、低水位开关15、进水电磁阀16以及排水电磁阀17，其中，冷却水盘管6安装在密封箱4顶部；

在一些实施例中，所述自然水冷冷凝系统还包括除垢装置18，除垢装置18设置于冷却水箱7内，冷却水的水垢进行处理和过滤，主要是避免冷却水过脏导致在冷却水盘管6里面形成水垢引起换热能力下降，同时防止腐蚀冷却水盘管6，造成漏水对服务器1造成损坏；

本实用新型的工作原理是：本实用新型通过选用低沸点的冷却液，优选低沸点的氟化液浸没服务器1，液态氟化液变成了气态的氟化液，通过汽化作用吸热，充分吸收服务器1的热量转变为氟化液的潜热，然后气态氟化液通过气液密度差上升到密封箱4顶部，通过冷凝系统换热将气体氟化液所携带的热量转移出密封箱4外，而气态氟化液放热后，液化形成液滴落入密封箱4底部实现循环冷却，如此构成液态和气态两相浸没式液冷复合系统，在双相浸没冷却应用中，热量完全由液体从发热源传递出去，因与发热源直接接触，液体的流向更容易控制，其效率远高于风冷，单位体积可以支持的计算密度也更高，同时采用了氟化液的状态变化，可以使氟化液进一步吸收服务器和CPU的热量。另一方面，相比自然风冷对环境温度、湿度和空气腐蚀性的苛刻要求，浸没技术对外界环境的要求非常宽泛，可部署的弹性非常大。同时浸没系统可重复使用的特性也节省了系统升级中制冷方案的重新设计，缩短了系统布置时间；大大提高冷却效率。

本实用新型设计冷凝系统包括DX冷凝系统和自然水冷冷凝系统，根据室外温度进行选择，在室外温度较低时，且氟化液温度大于其沸点时，开启自然水冷冷凝系统工作满足要求，在室外温度较高时，辅助DX冷凝系统进行冷凝，满足要求，全年采用DX系统冷凝的时间较短，大部分是采用自然冷凝冷却水来冷凝的方式，所以整体节能效率就比较高，室外的自然冷量得到了充分的利用。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种两相浸没式液冷复合系统，其特征在于，包括密封箱，密封箱内底部装有低沸点冷却液，服务器密封浸没在低沸点冷却液中，密封箱内顶部固定设有DX冷凝系统和/或自然水冷冷凝系统。

2.根据权利要求1所述的两相浸没式液冷复合系统，其特征在于，所述DX冷凝系统包括DX冷凝器、DX室外风机、干燥过滤器、电磁阀、视液镜、电子膨胀阀、气液分离器、低压传感器、高压传感器、压缩机、油分离器以及排气温度传感器，其中，DX蒸发器安装在密封箱顶部。

3.根据权利要求2所述的两相浸没式液冷复合系统，其特征在于，所述自然水冷冷凝系统包括冷却水盘管、冷却水箱、电动二通阀、水泵、风机、喷淋段、填料层、室外进风口、高水位开关、低水位开关、进水电磁阀以及排水电磁阀，其中，冷却水盘管安装在密封箱顶部。

4.根据权利要求3所述的两相浸没式液冷复合系统，其特征在于，所述自然水冷冷凝系统还包括除垢装置，除垢装置设置于冷却水箱内。

5.根据权利要求4所述的两相浸没式液冷复合系统，其特征在于，还包括温度传感器，温度传感器置于密封箱内底部低沸点冷却液中。

6.根据权利要求5所述的两相浸没式液冷复合系统，其特征在于，还包括液位传感器，液位传感器置于密封箱内顶部。

7.根据权利要求6所述的两相浸没式液冷复合系统，其特征在于，所述低沸点冷却液为低沸点的氟化液。

8.根据权利要求7所述的两相浸没式液冷复合系统，其特征在于，所述冷凝系统与密封箱采用了吸热和放热的一体化设计。

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