CN217591400U - 散热设备和水下数据中心机房 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了散热设备和水下数据中心机房，其中所述散热设备为密封箱体，所述密封箱体内放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。这种直接将安装液冷服务器的箱体放置于河水或者海水中的浸没式液冷散热设备，利用自然界的河水流动或者低温海水将数据中心产生的热量带走，无需冷却液分配单元CDU和冷却塔，因此，可以有效降低数据中心消耗的能源,使数据中心的能源效率指标PUE更接近于1。

Description

散热设备和水下数据中心机房

技术领域

本申请涉及散热技术领域，具体涉及散热设备和水下数据中心机房。

背景技术

有效散热对硬件电子产品的稳定运行和长期可靠性而言至关重要。电子产品散热可采用风冷方式，也可采用液冷方式。由于浸没式液冷方式可以有效减少对于风冷方式中常见的热界面材料、散热器、风扇、护罩、钣金和其他部件的需求，具有降低电子产品散热功耗，解决高密度散热问题，提高电子产品可靠性和寿命等优点，因此浸没式液冷方式成为目前的研究热点。

浸没式液冷的原理是将电子产品整体浸没到一种不导电的液体中，电子产品产生的热量会被传递至液体中，液体通过外循环管路，在冷却液分配单元(CoolantDistributionUnit，CDU，又称为热交换器)中将热量传递至外部的冷却水，最后通过冷却塔，将热量消散至外部大气环境中。以服务器浸没液冷为例，一种典型的浸没式液冷散热系统包括三大部分：1)安装服务器和液体的箱体Tank；2)服务器冷却液与外部冷水进行热交换的CDU；3)将机房热量消散出去的冷却塔。该系统主要是应用在数据中心的服务器等大型电子设备上，架设在专门的液冷机房中。

然而，在实现本实用新型过程中，申请人发现上述技术方案至少存在如下问题：数据中心的能源效率指标PUE(Power Usage Effectiveness，数据中心消耗的所有能源与信息技术IT负载消耗的能源的比值)还是没有达到1，冷却塔和CDU仍然需要消耗一部分电量。

发明内容

本申请提供散热设备和水下数据中心机房，以解决现有技术存在的数据中心消耗的所有能源高于IT负载消耗的能源的问题。

本申请提供一种散热设备，所述设备为密封箱体，用于放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。

可选的，所述电子设备包括数据中心服务器。

可选的，所述导热材料包括金属材料。

可选的，所述箱壁为波纹形状。

可选的，所述密封箱体的箱壁上设置补液口；

所述设备还包括：补液控制装置；

所述补液控制装置，用于检测冷却液的高度；根据所述冷却液的高度，进行冷却液补充控制。

可选的，所述设备放置在自然界水中。

本申请还提供一种水下数据中心机房，包括：

多个密封箱体，所述密封箱体的外壁与自然界水接触；

所述密封箱体，用于放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。

可选的，还包括：连接至水面的通道，用于进入所述密封箱体。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本申请实施例提供的散热设备为密封箱体，所述密封箱体内放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。这种直接将安装液冷服务器的箱体放置于河水或者海水中的浸没式液冷散热设备，利用自然界的河水流动/低温海水将数据中心服务器产生的热量带走，无需冷却液分配单元CDU和冷却塔，因此，可以有效降低数据中心消耗的能源,使数据中心PUE更接近于1。

本申请实施例提供的水下数据中心机房，包括多个密封箱体，所述密封箱体的外壁与自然界水接触；所述密封箱体，用于放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。这种直接将数据中心放置到何地或者海底的浸没式液冷散热方式，利用自然界的河水流动/低温海水将数据中心服务器产生的热量带走，无需冷却液分配单元CDU和冷却塔，因此，可以有效降低数据中心消耗的能源,使数据中心PUE更接近于1。

附图说明

图1本申请提供的散热设备的实施例的结构示意图；

图2本申请提供的水下数据中心机房的实施例的结构示意图；

图3本申请提供的水下数据中心机房的实施例的具体结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

第一实施例

请参考图1，其为本申请的散热设备的实施例的结构示意图。在本实施例中，所述散热设备包括：密封箱体1，将箱体1设置在自然界水2中，箱体1内放置电子设备0和冷却液，所述电子设备0产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体1通过采用导热材料的箱壁3将冷却液中的热量传递至自然界水2中。

在本实施例中，对于无需经常运维的电子设备0，可直接将数据中心做成密封集装箱(密封箱体1)形式，内部灌满不导电液体以及放置服务器设备，直接将该集装箱(大号的Tank)放置到河水中或者海下，利用流动的河水和低温的海水进行散热。

本申请实施例提供的密封箱体1的形状没有限制，可以是如图1所示的方形箱体，也可以其它形状的箱体，如圆形箱体等。

所述散热设备，可应用在相对大型的需要散热的固定设备中，如数据中心的服务器等。所述散热设备，也可以应用在小型电子产品、个人消费型电子产品上使用，如个人电脑、家居智能设备等。

在一个示例中，所述散热设备应用在数据中心的服务器上。在这种情况下，所述散热设备的密封箱体1的体积可以设计的大一些。目前，日常生活的几乎所有方面(智能设备、家庭、城市和自动驾驶汽车)都依赖于数据中心内部运行的任务。在能源消耗、用水、占地面积等方面，这些数据中心的运营需要高昂的成本。将数据中心从传统的浸没式液冷方式过渡到本申请提出的利用自然界的河水流动或者低温海水将数据中心服务器产生的热量带走的浸没式液冷方式，企业可对成本和自然资源所受影响进行管理，同时更好地为未来更优的性能要求做好准备。

在另一个示例中，所述散热设备应用在个人电脑上，如高级游戏玩家使用的电脑。被冷却的个人电脑安装在密封箱体1中。在这种情况下，所述散热设备的密封箱体1的体积可以设计的小一些。

在所述密封箱体1中灌装冷却液。所述冷却液可以是高热容，不易挥发，沸点高于150℃的不导电液体。所述冷却液包括但不限于油性液体，可以是矿物油或者人工合成的导热油，如硅油、导热液等。所述电子设备浸没到冷却液中进行散热。

所述密封箱体1的箱壁3需采用导热材料，以便于将冷却液中的热量传递至自然界水2中。所述导热材料可以是具有高导热、不易腐蚀特性的材料，如铁、合金等金属材料。

所述密封箱体1的箱壁3可以是平面，也可以是波纹等形状。在本实施例中，采用波纹形状的箱壁3，以加大密封箱体1中的冷却液与自然界水2中的冷却水之间的热交换面积，从而提高热交换效率。

在一个示例中，所述密封箱体1还可设置补液口，用于补充冷却液。具体实施时，所述散热设备还可包括补液控制装置，用于检测冷却液的高度，并根据所述冷却液的高度，进行冷却液补充控制。采用这种设备结构，可实现自动补液处理。具体实施时，可采用液面检测装置来检测冷却液的高度，可定期从密封箱体1的补液口补充冷却液。

从上述实施例可见，本申请实施例提供的散热设备为密封箱体，所述密封箱体内放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。这种直接将安装液冷服务器的箱体放置于河水或者海水中的浸没式液冷散热设备，利用自然界的河水流动/低温海水将数据中心服务器产生的热量带走，无需冷却液分配单元CDU和冷却塔，因此，可以有效降低数据中心消耗的能源,使数据中心PUE更接近于1。

第二实施例

请参考图2，其为本申请的水下数据中心机房的实施例的结构示意图。在本实施例中，所述数据中心机房2直接建在河底或者海下，水下数据中心机房2内可包括：多个密封箱体3，所述密封箱体3的外壁与自然界水1接触；所述密封箱体3，用于放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体3通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中，通过流动的河水或者低温海水将密封箱体3内液体降温。

本申请实施例提供的密封箱体3的形状没有限制，可以是如图2所示的长方形箱体，也可以其它形状的箱体，如圆形箱体等。通常，密封箱体3与自然界水1接触的面积越大越有利于散热。

在所述密封箱体3中灌装冷却液。所述冷却液可以是高热容，不易挥发，沸点高于150℃的不导电液体。所述冷却液包括但不限于油性液体，可以是矿物油或者人工合成的导热油，如硅油、导热液等。所述电子设备浸没到冷却液中进行散热。

所述密封箱体3的箱壁需采用导热材料，以便于将冷却液中的热量传递至自然界水1中。所述导热材料可以是具有高导热、不易腐蚀特性的材料，如铁、合金等金属材料。

所述密封箱体3的箱壁可以是平面，也可以是波纹等形状。在本实施例中，采用波纹形状的箱壁，以加大密封箱体3中的冷却液与自然界水1中的冷却水之间的热交换面积，从而提高热交换效率。

请参考图3，其为本申请的水下数据中心机房的实施例的具体结构示意图。在一个示例中，所述水下数据中心机房还可包括连接至水面或者河岸的通道4，数据中心维护人员可通过该通道进入水下机房进行运维。

具体实施时，可在水下数据中心机房内安装照明装置，以便于数据中心维护人员进入水下机房进行运维。在这种情况下，除了数据中心的照明电能损耗，无其他额外散热功耗产生。

从上述实施例可见，本申请实施例提供的水下数据中心机房，包括多个密封箱体，所述密封箱体的外壁与自然界水接触；所述密封箱体，用于放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。这种直接将数据中心放置到何地或者海底的浸没式液冷散热方式，利用自然界的河水流动/低温海水将数据中心服务器产生的热量带走，无需冷却液分配单元CDU和冷却塔，因此，可以有效降低数据中心消耗的能源,使数据中心PUE更接近于1。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种散热设备，其特征在于，所述设备为密封箱体，用于放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电子设备包括数据中心服务器。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导热材料包括金属材料。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述箱壁为波纹形状。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述密封箱体的箱壁上设置补液口；

所述设备还包括：补液控制装置；

所述补液控制装置，用于检测冷却液的高度；根据所述冷却液的高度，进行冷却液补充控制。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备放置在自然界水中。

7.一种水下数据中心机房，其特征在于，包括：

多个密封箱体，所述密封箱体的外壁与自然界水接触；

所述密封箱体，用于放置电子设备和冷却液，所述电子设备产生的热量传递至所述冷却液中；所述密封箱体通过采用导热材料的箱壁将冷却液中的热量传递至自然界水中。

8.根据权利要求7所述的机房，其特征在于，还包括：

连接至水面的通道，用于进入所述机房。

Images