CN215935411U - 一种冷却机柜及浸没式液冷温控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种冷却机柜，其包括：机柜本体，其内设有容纳空间，容纳空间用于放置服务器，以及填充用于浸没服务器的冷却液；机柜本体的四周壁体内均设有第一流道，第一流道相连通；盖体，其可拆卸的连接在机柜本体上，并将容纳空间密封；盖体的壁体内设有第二流道；进液口，其设置在盖体上，并与第二流道连通；出液口，其设置在机柜本体上，并与第一流道连通；当盖体与机柜本体连接时，第二流道的出液端与第一流道的进液端相连通。冷媒可沿着第二流道和第一流道形成的流通路径进行流通，以将冷却液吸收服务器的热量带走，从而实现降温；流通路径增大冷却机柜的换热面积，并且开设在壁体内，直接与冷却机柜接触，提高降温效果。

Description

一种冷却机柜及浸没式液冷温控系统

技术领域

本申请涉及数据中心用温控设备领域，特别涉及一种冷却机柜及浸没式液冷温控系统。

背景技术

目前，浸没式液冷技术是液体冷却中效率较高的冷却方式，主要是将服务器电子元器件浸没在不导电的液体中，热量从发热元器件传到冷却液体，然后利用外部流体循环或者蒸发冷却散热传到外部环境中，从而达到高效冷却的效果。

相关技术中，浸没两相液冷系统，多采用集成式的方式，也就是将大量服务器集中于液冷箱中，全部浸泡在冷却液中，其中液冷箱中的盖板处设置冷凝管进行换热；但是其存在以下问题：

(1)只通过盖板处的冷凝管进行换热的方式，对液冷箱中的服务器降温效果较差。

(2)液冷箱中的充注大量的冷却液，冷却液过多导致热量交换较慢，导致冷却液利用率偏低。

(3)液冷箱中的某一个服务器出现故障后，需要将所有的服务器停止，然后将出现故障的服务器取出进行维修，使维修极为不便。

实用新型内容

本申请实施例提供一种冷却机柜及浸没式液冷温控系统，以解决相关技术中盖板处的冷凝管进行换热的方式，对液冷箱中的服务器降温效果较差的问题。

第一方面，提供了一种冷却机柜，其包括：

机柜本体，其内设有容纳空间，所述容纳空间用于放置服务器，以及填充用于浸没服务器的冷却液；所述机柜本体的四周壁体内均设有第一流道，所述第一流道相连通；

盖体，其可拆卸的连接在机柜本体上，并将容纳空间密封；所述盖体的壁体内设有第二流道；

进液口，其设置在盖体上，并与所述第二流道连通；

出液口，其设置在机柜本体上，并与所述第一流道连通；当所述盖体与机柜本体连接时，所述第二流道的出液端与所述第一流道的进液端相连通。

一些实施例中，所述盖体朝向容纳空间的一面上设有风机。

一些实施例中，还包括电气连接件，电气连接件密封连接在所述机柜本体上，并延伸至容纳空间内。

一些实施例中，所述机柜本体的顶部设有连接孔；所述盖体通过螺栓和连接孔与所述机柜本体连接。

一些实施例中，所述机柜本体与盖体之间设有密封件。

一些实施例中，所述第一流道和第二流道均呈蛇形或者折线形分布。

第二方面，提供了一种浸没式液冷温控系统，其包括：

冷却机柜；以及，

冷源，其出液管与所述进液口连接，回液管与出液口连接，以形成循环回路。

一些实施例中，所述冷却机柜的数量为多个，并且其内放置的服务器唯一，每个所述冷却机柜与所述冷源均形成一个循环回路。

一些实施例中，所述盖体朝向容纳空间的一面上设有风机，所述冷却机柜内填充的冷却液的深度小于所述容纳空间的深度。

一些实施例中，所述冷却机柜上还设有用于检测其内部压力的压力检测件。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种冷却机柜及浸没式液冷温控系统，由于机柜本体的四周壁体内设有第一流道，第一流道连接有连通的出液口；机柜本体上可拆卸设有盖体，盖体的壁体内设有第二流道，第二流道连接有进液口，在盖体和机柜本体连接时，第二流道的出液端与第一流道的进液端相连通，使外界的冷媒可沿着第二流道和第一流道形成的流通路径进行流通，以将机柜本体内冷却液吸收服务器的热量带走，从而实现降温；在以上过程中的，第二流道和第一流道形成的流通路径分布在冷却机柜的每个面上，增大了换热面积，并且开设在壁体内，减少了管道的设置，冷媒直接与冷却机柜接触，这一过程中冷却机柜也作为一个导热件进行使用，加强热交换，因此提高了对服务器的降温效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的冷却机柜的内部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的浸没式液冷温控系统的示意图。

图中：1、机柜本体；2、盖体；3、出液口；4、进液口；5、风机；6、服务器；7、冷却液；8、冷源；9、出液管；10、回液管；11、电气连接件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本申请实施例提供了一种冷却机柜及浸没式液冷温控系统，以解决相关技术中盖板处的冷凝管进行换热的方式，对液冷箱中的服务器降温效果较差的问题。

请参阅图1，一种冷却机柜，其包括机柜本体1、出液口3、盖体2和进液口4，其中机柜本体1内设有容纳空间，容纳空间用于放置服务器6，以及填充用于浸没服务器的冷却液7，机柜本体1的四周壁体内均设有第一流道，第一流道相连通。出液口3设置在机柜本体1上，并与第一流道连通。

盖体2可拆卸的连接在机柜本体1上，并将容纳空间密封，盖体2的壁体内设有第二流道；进液口4设置在盖体2上，并与第二流道连通；当盖体2与机柜本体1连接时，第二流道的出液端与第一流道的进液端相连通，以使第一流道和第二流道相连通。

通过以上的设置，使外界的冷媒可沿着第二流道和第一流道形成的流通路径进行流通，即外界冷媒从进液口4进入到第二流道中，然后进入第一流道中，最后从出液口3流出，以形成一个冷媒在冷却机柜上循环的流通路径。冷媒在这一流通路径的流经过程中，将机柜本体内冷却液7吸收服务器6的热量带走，从而实现降温；在以上过程中的，第二流道和第一流道形成的流通路径分布在冷却机柜的每个面上，增大了换热面积，并且开设在壁体内，减少了管道的设置；另外冷媒直接与冷却机柜接触，这一过程中冷却机柜也作为一个导热件进行使用，更加加强了与冷媒的热交换，因此提高了对服务器的降温效果。

在一些优选的实施中，在盖体2朝向容纳空间的一面上设有风机5，此设计产生的原理和效果如下：

服务器在机柜本体1内部工作，产生的热量，传给冷却液7；冷却液7利用蒸发潜热，由液态变为气态；

气态的冷却液7，被风机5吸走，在机柜本体1内进行强制对流循环，将热量传递给盖体2和机柜本体1；盖体2和机柜本体1，将热量传给第一流道和第二流道中的冷媒，冷媒将热量带出，送往外部进行散热；气态冷却液7的热量被带走后，重新变为液态，以实现热交换。

位于容纳空间的底壁液态的冷却液7与机柜本体1换热，变为气态的冷却液7，气态的冷却液7参与到上述的换热中。

即在进行热交换时，冷却液7具有分为两种状态，容纳空间腔内气态的冷却液7被风机5进行对流，与盖体2和机柜本体1存在两相换热，将热量传递给机柜本体1中的冷媒。容纳空间腔内的液态的冷却液7与机柜本体1存在对流换热，将热量传递给冷媒。

通过以上的方式，液态和气态的冷却液7均与盖体2和机柜本体1进行热交换，大大的提高了换热效率，充分利用冷却液7的不同状态，以避免冷却液7注满容纳空间后，冷却液7利用率不高，存在浪费的问题。

在一些优选的实施例中，第一流道和第二流道的分布形式具有以下的设置，其呈蛇形或者折线形分布，但不仅限于这两种形式，其考虑为增大第一流道和第二流道的分布面积，从而进一步的提高进行热交换的面积。

进一步的，还包括电气连接件11，电气连接件11密封连接在机柜本体1上，并延伸至容纳空间内，用于和服务器6连接，其实现了保持冷却机柜内部密封的情况下与服务器6连接。

进一步的，机柜本体1的顶部设有连接孔；盖体2通过螺栓和连接孔与机柜本体1连接，此种形式上的设置是考虑到盖体2在保证密封性的情况下，可以进行拆卸维修。

进一步的，机柜本体1与盖体2之间设有密封件，从而加强两者之间的密封性，避免冷却液的泄露，以及冷媒的泄露。

本申请还提出了一种浸没式液冷温控系统，其包括冷却机柜和冷源8，冷源8的出液管9与进液口4连接，回液管10与出液口3连接，以形成冷媒的循环回路。

以上使用上述冷却机柜的浸没式液冷温控系统，使冷媒可沿着第二流道和第一流道形成的流通路径进行流通，即外界冷媒从进液口4进入到第二流道中，然后进入第一流道中，最后从出液口3流出，以形成一个冷媒在冷却机柜上循环的流通路径。冷媒在这一流通路径的流经过程中，将机柜本体内冷却液7吸收服务器6的热量带走，从而实现降温；在以上过程中的，第二流道和第一流道形成的流通路径分布在冷却机柜的每个面上，增大了换热面积，并且开设在壁体内，减少了管道的设置；另外冷媒直接与冷却机柜接触，这一过程中冷却机柜也作为一个导热件进行使用，更加加强了与冷媒的热交换，因此提高了对服务器的降温效果。

在一些优选的实施例中，如图2所示，冷却机柜的数量为多个，并且并排设置，每个冷却机柜内的服务器6唯一，即数量为一个；每个冷却机柜与冷源8均形成一个循环回路。

此种设置是将原来所有的服务器6浸没放置在一个柜体中，某一个服务器6出现故障后，需要将所有的服务器6停止，然后将出现故障的服务器6取出进行维修，这一方式产生维修不方便的问题进行解决；当其中一个服务器6出现故障后，其余的服务器6仍然可以进行运行，将服务器群组化整为零，将每台服务器6分别封装到独立的容纳空间中，以便于进行维修。

在一些优选的实施例中，盖体2朝向容纳空间的一面上设有风机5，冷却机柜内填充的冷却液7的深度小于所述容纳空间的深度。

此设计产生的原理和效果如下：

服务器在机柜本体1内部工作，产生的热量，传给冷却液7；冷却液7利用蒸发潜热，由液态变为气态；

气态的冷却液7，被风机5吸走，在机柜本体1内进行强制对流循环，将热量传递给盖体2和机柜本体1；盖体2和机柜本体1，将热量传给第一流道和第二流道中的冷媒，冷媒将热量带出，送往外部进行散热；气态冷却液7的热量被带走后，重新变为液态，以实现热交换。

位于容纳空间的底壁液态的冷却液7与机柜本体1换热，变为气态的冷却液7，气态的冷却液7参与到上述的换热中。

即在进行热交换时，冷却液7具有分为两种状态，容纳空间腔内气态的冷却液7被风机5进行对流，与盖体2和机柜本体1存在两相换热，将热量传递给机柜本体1中的冷媒。容纳空间腔内的液态的冷却液7与机柜本体1存在对流换热，将热量传递给冷媒。

通过以上的方式，液态和气态的冷却液7均与盖体2和机柜本体1进行热交换，大大的提高了换热效率，充分利用冷却液7的不同状态，以避免冷却液7注满容纳空间后，冷却液7利用率不高，存在浪费的问题。

在一些优选的实施例中，冷却机柜上还设有用于检测其内部压力的压力检测件，这一设计是由于容纳空间为密封的空间，当服务器6运行过载，产生的热量越多，导致容纳空间内温度也逐渐的升高，压强也增大，因此，为避免压强过大产生的安全事故，进行增设压力检测件，还可以利用压力检测件进行以下的设置：

当容纳空间内的压力超过某一限值后，强制服务器6进行停止一端时间，作为一个保护机制进行使用。

应当理解的是，上述的风机5为耐高温的风机，从而可以满足高温高压下的使用。

本申请的原理：

(1)外界的冷媒可沿着第二流道和第一流道形成的流通路径进行流通，即外界冷媒从进液口4进入到第二流道中，然后进入第一流道中，最后从出液口3流出，以形成一个冷媒在冷却机柜上循环的流通路径。冷媒在这一流通路径的流经过程中，将机柜本体内冷却液7吸收服务器6的热量带走，从而实现降温；在以上过程中的，第二流道和第一流道形成的流通路径分布在冷却机柜的每个面上，增大了换热面积，并且开设在壁体内，减少了管道的设置；另外冷媒直接与冷却机柜接触，这一过程中冷却机柜也作为一个导热件进行使用，更加加强了与冷媒的热交换，因此提高了对服务器的降温效果。

(2)液态和气态的冷却液7均与盖体2和机柜本体1进行热交换，大大的提高了换热效率，充分利用冷却液7的不同状态，以避免冷却液7注满容纳空间后，冷却液7利用率不高，存在浪费的问题。

(3)当其中一个服务器6出现故障后，其余的服务器6仍然可以进行运行，将服务器群组化整为零，将每台服务器6分别封装到独立的容纳空间中，以便于进行维修。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种冷却机柜，其特征在于，其包括：

机柜本体(1)，其内设有容纳空间，所述容纳空间用于放置服务器(6)，以及填充用于浸没服务器的冷却液(7)；所述机柜本体(1)的四周壁体内均设有第一流道，所述第一流道相连通；

盖体(2)，其可拆卸的连接在机柜本体(1)上，并将容纳空间密封；所述盖体(2)的壁体内设有第二流道；

进液口(4)，其设置在盖体(2)上，并与所述第二流道连通；

出液口(3)，其设置在机柜本体(1)上，并与所述第一流道连通；当所述盖体(2)与机柜本体(1)连接时，所述第二流道的出液端与所述第一流道的进液端相连通。

2.如权利要求1所述的冷却机柜，其特征在于：

所述盖体(2)朝向容纳空间的一面上设有风机(5)。

3.如权利要求1所述的冷却机柜，其特征在于：

还包括电气连接件(11)，电气连接件(11)密封连接在所述机柜本体(1)上，并延伸至容纳空间内。

4.如权利要求1所述的冷却机柜，其特征在于：

所述机柜本体(1)的顶部设有连接孔；所述盖体(2)通过螺栓和连接孔与所述机柜本体(1)连接。

5.如权利要求4所述的冷却机柜，其特征在于：

所述机柜本体(1)与盖体(2)之间设有密封件。

6.如权利要求1所述的冷却机柜，其特征在于：

所述第一流道和第二流道均呈蛇形或者折线形分布。

7.一种浸没式液冷温控系统，其特征在于，其包括：

如权利要求1-6任一所述的冷却机柜；以及，

冷源(8)，其出液管(9)与所述进液口(4)连接，回液管(10)与出液口(3)连接，以形成循环回路。

8.如权利要求7所述的浸没式液冷温控系统，其特征在于：

所述冷却机柜的数量为多个，并且其内放置的服务器(6)唯一，每个所述冷却机柜与所述冷源(8)均形成一个循环回路。

9.如权利要求7所述的浸没式液冷温控系统，其特征在于：

所述盖体(2)朝向容纳空间的一面上设有风机(5)，所述冷却机柜内填充的冷却液(7)的深度小于所述容纳空间的深度。

10.如权利要求9所述的浸没式液冷温控系统，其特征在于：

所述冷却机柜上还设有用于检测其内部压力的压力检测件。

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