CN218218055U - 一种高效浸没式相变冷却箱 - Google Patents

Abstract

一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：包括触摸屏、相变腔体、透视窗、监测装置、泵、过滤装置、电源模块、快接插头、电控箱、换热器、缓冲罐、冷却箱箱体，其中触摸屏设于相变腔体顶端；所述相变腔体设于冷却箱箱体一侧；所述透视窗设于相变腔体外侧；所述监测装置一端管道连接于相变腔体入液口，另一端管道连接泵；所述泵连接于过滤装置；所述过滤装置管道连接于缓冲罐；所述缓冲罐连接于换热器；所述换热器通过快接插头管道连接于相变腔体出液口。触摸屏能够控制冷却箱各器件还能够实时显示监测数据做出预警，监测装置实时监测通过的冷却介质的温度、流速等各项数据，换热器能够有效将相变腔体中吸收热量的冷却介质完成热交换进行降温。

Description

一种高效浸没式相变冷却箱

技术领域

本实用新型属于冷却技术领域，涉及相变冷却箱，具体涉及一种高效浸没式相变冷却箱。

背景技术

电子设备例如服务器、存储库、计算机盘等通常被分组在设备搁架中。安装在搁架中的设备消耗大量电力的同时还产生大量的热量。并且，在这种搁架中，热量不易排散，冷却需求尤其重要的。目前，风冷用于分散由安装在服务器搁架中的服务器的处理器和其他发热部件产生的热。采用风冷散热，利用空气对流实现降温，但在服务器热流密度较高的场所中，其中局部热岛效应导致不能有效的带走热量，而且散热过程还会产生十分明显的噪音。

因此，上述问题亟待解决。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种服务器浸没式相变冷却技术，通过将服务器完全浸没在流动循环冷却介质中，通过直接接触进行热量传递，能够方便系统的操作，实时监测系统数据，有效过滤杂物提升使用寿命，能大大提高冷却系统的效率的一种高效浸没式相变冷却箱，其结构简单，设计合理，并且易于生产。

技术方案：一种高效浸没式相变冷却箱，包括触摸屏、相变腔体、透视窗、监测装置、泵、过滤装置、电源模块、快接插头、电控箱、换热器、缓冲罐、冷却箱箱体，其中触摸屏设于相变腔体顶端；所述相变腔体设于冷却箱箱体一侧；所述透视窗设于相变腔体外侧；所述监测装置一端管道连接于相变腔体入液口，另一端管道连接泵；所述泵连接于过滤装置；所述过滤装置管道连接于缓冲罐；所述缓冲罐连接于换热器；所述换热器通过快接插头管道连接于相变腔体出液口；所述电源模块与电控箱分别设于冷却箱箱体内部。触摸屏能够控制冷却箱各器件还能够实时显示监测数据并及时做出预警，透视窗利于观察服务器运行情况以及液面情况，以便于满足测试验证需求和展示需求，泵能够将缓冲罐中的冷却介质驱动通过过滤装置并进入相变腔体，监测装置用以实时监测通过的冷却介质的温度、流速等各项数据，防止故障的发生，换热器能够有效将相变腔体中吸收热量的冷却介质完成热交换进行降温。

进一步的，所述的监测装置包括压力变送器、温度变送器、流量变送器，所述压力变送器、温度变送器和流量变送器依次管道连接于泵与相变腔体之间；所述压力变送器和温度变送器还管道连接于相变腔体与换热器之间。泵循环回的冷却介质各项状态能够通过压力变送器、温度变送器和流量变送器监测出，并通过监测数值调控泵的功率以及换热器是否有效换热冷却、过滤装置是否堵塞等，还能通过监测相变腔体流出的冷却介质的压力与温度来判断当前是否需要进行冷却，从而实现能源利用最大化。

进一步的，上述的过滤装置包括干燥过滤器、主过滤器，所述干燥过滤器和所述主过滤器管道连接于泵与缓冲罐之间。干燥过滤器和主过滤器能够有效过滤流经的冷却介质中夹杂的杂质，以及吸收其中的水分，保持冷却介质的纯净，从而延长使用寿命。

进一步的，上述的换热器为板翅式换热器。板翅式换热器具备高导热性，换热指数较高，能够适应发生集态变化的相变换热，能够根据模块间串联、并联、串联和并联的组成，适应性好。

进一步的，上述的冷却箱箱体设有断路器，所述断路器设于冷却箱箱体顶部。断路器能够对电源线路等实行有效保护，能够在严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，保护设备以及操作人员的安全。

进一步的，上述的换热器设有风机，所述风机设于冷却箱箱体远离相变腔体一侧。加速空气流动，更为快捷的带走换热器产生的热量，使得换热器冷却效果更为显著。

进一步的，上述的冷却箱箱体顶部铰接有翻盖，所述翻盖设于相变腔体顶部。翻盖的设置方便相变腔体中装设进服务器刀箱，方便快捷。

进一步的，上述的翻盖中部设有镂空部；所述触摸屏设于镂空部。翻盖设置镂空部能够更好的保护触摸屏。

进一步的，所述的缓冲罐设有卡箍，所述卡箍设于换热器与缓冲罐之间管道连接处。卡箍的设置能加强管道与设备之间连接，增加稳定性。

进一步的，上述的冷却箱箱体底部设有自锁式万向轮。

自锁式万向轮的设置能够方便快捷的将冷却箱移动至工作区域，方便快捷。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其结构简单合理，易于生产，并且能够实时检测冷却系统状态，方便操作，高效散热，能够延长装置使用寿命的一种高效浸没式相变冷却箱。

附图说明

图1为本实用新型所述一种高效浸没式相变冷却箱内部一侧的结构示意图；

图2为本实用新型所述一种高效浸没式相变冷却箱内部另一侧的结构示意图；

图3为本实用新型所述一种高效浸没式相变冷却箱的正视结构示意图；

图4为本实用新型所述一种高效浸没式相变冷却箱的侧视结构示意图；

图中：触摸屏1、相变腔体2、透视窗3、压力变送器4、温度变送器5、流量变送器6、泵7、干燥过滤器8、主过滤器9、电源模块10、快接插头11、断路器12、电控箱13、风机14、换热器15、卡箍16、缓冲罐17、冷却箱箱体18、翻盖19、镂空部191、自锁式万次轮20。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

实施例1

一种高效浸没式相变冷却箱，包括触摸屏1、相变腔体2、透视窗3、监测装置、泵7、过滤装置、电源模块10、快接插头11、电控箱13、换热器15、缓冲罐17、冷却箱箱体18，其中触摸屏1设于相变腔体2顶端；所述相变腔体2设于冷却箱箱体18一侧；所述透视窗3设于相变腔体2外侧；所述监测装置一端管道连接于相变腔体2入液口，另一端管道连接泵7；所述泵7连接于过滤装置；所述过滤装置管道连接于缓冲罐17；所述缓冲罐17连接于换热器15；所述换热器15通过快接插头11管道连接于相变腔体2出液口；所述电源模块10与电控箱13分别设于冷却箱箱体18内部。触摸屏1能够控制冷却箱各器件还能够实时显示监测数据并及时做出预警，透视窗3利于观察服务器运行情况以及液面情况，以便于满足测试验证需求和展示需求，泵7能够将缓冲罐17中的冷却介质驱动通过过滤装置并进入相变腔体2，监测装置用以实时监测通过的冷却介质的温度、流速等各项数据，防止故障的发生，换热器15能够有效将相变腔体2中吸收热量的冷却介质完成热交换进行降温。

实施例2

如图1-4所示的一种高效浸没式相变冷却箱，包括触摸屏1、相变腔体2、透视窗3、监测装置、泵7、过滤装置、电源模块10、快接插头11、电控箱13、换热器15、缓冲罐17、冷却箱箱体18，其中触摸屏1设于相变腔体2顶端，本实施例中，触摸屏1采用PLC控制系统，并根据整定参数监控冷却箱整体的运行状况和检测系统故障，PLC自动调节冷却介质温度，对系统参数的超标及时就地显示，预警信号灯亮，当参数严重超标有可能影响被冷却设备运行安全时就地显示，跳闸报警信号灯亮，自动发出跳闸信号；所述相变腔体2设于冷却箱箱体18一侧；所述透视窗3设于相变腔体2外侧；所述监测装置一端管道连接于相变腔体2入液口，另一端管道连接泵7（在本实施例中，泵7可选用索富NP170）；所述泵7连接于过滤装置；所述过滤装置管道连接于缓冲罐17；所述缓冲罐17连接于换热器15；所述换热器15通过快接插头11管道连接于相变腔体2出液口，并且，所述换热器15为板翅式换热器；所述电源模块10与电控箱13分别设于冷却箱箱体18内部。

进一步的，所述监测装置包括压力变送器4、温度变送器5、流量变送器6，所述压力变送器4、温度变送器5和流量变送器6依次管道连接于泵7与相变腔体2之间；所述压力变送器4和温度变送器5还管道连接于相变腔体2与换热器15之间。所述过滤装置包括干燥过滤器8、主过滤器9，在本实施例中，冷却介质可选用沸点≤56℃（标况下）的氢氟醚类，为防止冷却介质在快速循环流动中可能冲刷脱落的刚性颗粒，造成泵入口内部损伤或堵塞，在泵入口设置有精度为50μm机械过滤器，所述干燥过滤器8和所述主过滤器9管道连接于泵7与缓冲罐17之间。所述冷却箱箱体18设有断路器12，所述断路器12设于冷却箱箱体18顶部。所述换热器15设有风机14，所述风机14设于冷却箱箱体18远离相变腔体2一侧。（在本实施例中，风机14型号可选用DC092/16B3G01-AS250/35S1-01-B），并且，风机14设有两台。所述冷却箱箱体18顶部铰接有翻盖19，所述翻盖19设于相变腔体2顶部。所述翻盖19中部设有镂空部191；所述触摸屏1设于镂空部191。此外，所述换热器15与缓冲罐17之间管道连接处设有卡箍16。所述冷却箱箱体18底部设有自锁式万向轮20。

在本实施例中，为避免系统或环境温湿度异常情况下相变冷却试验箱管路表面出现凝露现象，管路有保温措施及设计，并且循环管路均采用304以上不锈钢管。从泵出口处有一个与相变腔体并联的纯化回路，设计流量为0.1LPM，纯化回路上设计有介质纯化模块（MPM），可以实时持续地对冷却介质进行吸附纯化，去除冷却介质中可能从电路板上溶解出来的松香、有机物涂层材料等，确保冷却介质的纯净，避免冷却介质品质变化导致的冷却介质自身水解及干扰信号传输等问题。

冷却过程，冷却介质在泵7的驱动动力作用下，通过干燥过滤器8、主过滤器9后，经过压力变送器4、温度变送器5、流量变送器6监测，流入相变腔体2，并进入相变腔体2内刀箱内腔，与其中服务器电路板直接接触，将电路板上产生的热量直接吸收并沸腾气化。沸腾气泡自动剥离发热面，与未产生气化的冷却介质进行一定的热交换和变化后形成气液两相流，经管路进入换热器15，热器15通过风机14的降温冷却，气态冷却介质冷凝成液态，从换热器15流出纯液态冷却介质，进而流入缓冲罐17，最终回流到泵7进口，形成一个闭式冷却循环，当服务器停止运行时，试验箱延时1分钟停止运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术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，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：包括触摸屏（1）、相变腔体（2）、透视窗（3）、监测装置、泵（7）、过滤装置、电源模块（10）、快接插头（11）、电控箱（13）、换热器（15）、缓冲罐（17）、冷却箱箱体（18），其中触摸屏（1）设于相变腔体（2）顶端；所述相变腔体（2）设于冷却箱箱体（18）一侧；所述透视窗（3）设于相变腔体（2）外侧；所述监测装置一端管道连接于相变腔体（2）入液口，另一端管道连接泵（7）；所述泵（7）连接于过滤装置；所述过滤装置管道连接于缓冲罐（17）；所述缓冲罐（17）连接于换热器（15）；所述换热器（15）通过快接插头（11）管道连接于相变腔体（2）出液口；所述电源模块（10）与电控箱（13）分别设于冷却箱箱体（18）内部。

2.根据权利要求1所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述监测装置包括压力变送器（4）、温度变送器（5）、流量变送器（6），所述压力变送器（4）、温度变送器（5）和流量变送器（6）依次管道连接于泵（7）与相变腔体（2）之间；所述压力变送器（4）和温度变送器（5）还管道连接于相变腔体（2）与换热器（15）之间。

3.根据权利要求1所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述过滤装置包括干燥过滤器（8）和主过滤器（9），所述干燥过滤器（8）和所述主过滤器（9）管道连接于泵（7）与缓冲罐（17）之间。

4.根据权利要求1所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述换热器（15）为板翅式换热器。

5.根据权利要求1所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述冷却箱箱体（18）设有断路器（12），所述断路器（12）设于冷却箱箱体（18）顶部。

6.根据权利要求1所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述换热器（15）设有风机（14），所述风机（14）设于冷却箱箱体（18）远离相变腔体（2）一侧。

7.根据权利要求1所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述冷却箱箱体（18）顶部铰接有翻盖（19），所述翻盖（19）设于相变腔体（2）顶部。

8.根据权利要求7所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述翻盖（19）中部设有镂空部（191）；所述触摸屏（1）设于镂空部（191）。

9.根据权利要求1所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述缓冲罐（17）设有卡箍（16），所述卡箍（16）设于换热器（15）与缓冲罐（17）之间管道连接处。

10.根据权利要求1所述的一种高效浸没式相变冷却箱，其特征在于：所述冷却箱箱体（18）底部设有自锁式万向轮（20）。

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