CN218218094U - 浸没式液冷数据中心 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种浸没式液冷数据中心，涉及数据中心技术领域。浸没式液冷数据中心包括至少一个子系统，子系统包括换热单元模块、多个机柜模块和多个管箱模块，换热单元模块被配置为为冷却液提供循环动力并将冷却液的热量交换给外部冷源，机柜模块包括箱体，箱体具有进液口和出液口，箱体用于容置电子器件和冷却液，管箱模块包括进液管和回液管，多个回液管依次连接，且其中一个回液管连接换热单元模块的输入口，多个进液管依次连接，且其中一个进液管连接换热单元模块的输出口，进液口连通进液管，出液口连通回液管。该浸没式液冷数据中心采用模块化设计，施工简单，易于管理，有利于后期扩容，并可缩短工期，并可有效节省施工人力。

Description

浸没式液冷数据中心

技术领域

本公开涉及数据中心技术领域，具体涉及一种浸没式液冷数据中心。

背景技术

散热是计算机系统和数据中心设计中的突出因素。高性能电子组件(例如处理器)的数量稳步增加，从而增加了在服务器的日常操作期间生成和消散的热量。如果允许服务器运行的环境随着时间的推移而升温，则数据中心内使用的服务器的可靠性将降低。维持适当的热环境对于在数据中心中的这些服务器的正常运行以及服务器的性能和使用寿命至关重要。

对此，液冷代替风冷散热的方法渐趋主流，浸没式液冷技术以其高效的散热性能，获得广泛应用。现有的浸没式液冷数据中心，通常采用传统的建设模式，一般需要等待土建完成，经过详细的现场勘察与图纸核对，才开始对室内液冷设备、管网系统等部分进行深化设计与安装施工，导致工程建设周期较长，并且施工时需要投入的人力较多，安装难度较大，同时不利于后期扩容。

实用新型内容

本公开提供了一种浸没式液冷数据中心。

根据本公开提供的一种浸没式液冷数据中心，该浸没式液冷数据中心，包括至少一个子系统，所述子系统包括：

换热单元模块，所述换热单元模块被配置为为冷却液提供循环动力并将冷却液的热量交换给外部冷源；

多个机柜模块，所述机柜模块包括箱体，所述箱体具有进液口和出液口，所述箱体用于容置电子器件和冷却液；

多个管箱模块，所述管箱模块包括进液管和回液管，多个所述管箱模块的回液管依次连接，且其中一个所述回液管连接所述换热单元模块的输入口，多个所述管箱模块的进液管依次连接，且其中一个所述进液管连接所述换热单元模块的输出口，所述进液口连通所述进液管，所述出液口连通所述回液管。

在本公开的一个实施例中，所述管箱模块还包括支架，以及铺设于所述支架顶部的踏板，所述进液管和所述回液管均固定于所述支架且位于所述踏板下方。

在本公开的一个实施例中，所述踏板与所述支架可拆卸连接；和/或，所述踏板由金属材质制成；和/或，所述踏板具有多个栅格。

在本公开的一个实施例中，所述管箱模块还包括安装于所述支架的集水盘，所述集水盘位于所述进液管和所述回液管的下方。

在本公开的一个实施例中，所述浸没式液冷数据中心还包括框架模块，所述框架模块包括主体框架，以及设置于所述主体框架的电桥架，所述主体框架内设置有至少一个所述子系统。

在本公开的一个实施例中，所述浸没式液冷数据中心包括多个所述框架模块，多个所述框架模块呈阵列排布，任意相邻的两个所述框架模块的所述主体框架可拆卸连接。

在本公开的一个实施例中，所述主体框架内设置有两个所述子系统,两个所述子系统沿第一方向依次排布；

每个所述子系统中的多个所述机柜模块均沿第二方向呈行排布，每个所述子系统的多个框架模块均沿所述第二方向呈行排布，所述第一方向和所述第二方向垂直；

两行管箱模块均位于两行机柜模块之间。

在本公开的一个实施例中，所述浸没式液冷数据中心还包括吊装模块，所述吊装模块包括设置于所述主体框架的轨道，以及滑动设置于所述轨道的起吊设备，所述轨道位于所述机柜模块的上方且位于所述电桥架的下方。

在本公开的一个实施例中，所述轨道呈环形。

在本公开的一个实施例中，主体框架沿竖直方向间隔设置有多个隔层，每个所述隔层均设置有至少一个所述电桥架。

根据本公开的技术能够实现浸没式液冷数据中心的模块化设计，缩短工程周期，降低安装难度，便于后期扩容。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开实施例的浸没式液冷数据的结构示意图；

图2是根据本公开实施例的两个管箱模块的结构示意图；

图3是根据本公开实施例的两个管箱模块的支架、集水盘、进液管及回液管的结构示意图；

图4是根据本公开实施例的两个支架的结构示意图；

图5是根据本公开实施例的两个管箱模块的支架和集水盘的结构示意图；

图6是根据本公开实施例的主体框架的结构示意图；

图7是根据本公开实施例的框架模块的结构示意图；

图8是根据本公开实施例的多个框架模块拼接后的结构示意图；

图9是根据本公开实施例的多个框架模块与吊装模块的结构示意图；

图10是根据本公开实施例的吊装模块的结构示意图。

图中：

1、换热单元模块；

2、机柜模块；

3、管箱模块；31、进液管；32、回液管；33、支架；34、集水盘；35、踏板；

4、框架模块；41、主体框架；411、隔层；42、电桥架；

5、吊装模块；51、轨道；52、起吊设备。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

请参见图1至图3，本公开的实施例提供一种浸没式液冷数据中心。该浸没式液冷数据中心包括至少一个子系统，子系统包括换热单元模块1，多个机柜模块2和多个管箱模块3。

其中，机柜模块2包括箱体，箱体用于容置电子器件，电子器件如服务器、交换机、供电电源等。箱体具有进液口和出液口，冷却液可通过进液口流入箱体内，电子器件可浸没于冷却液中并与冷却液进行热交换而避免温度超标，吸收电子器件的冷却液可从出液口流出。

换热单元模块1被配置为为冷却液提供循环动力并将冷却液的热量交换给室外冷源。具体地，换热单元模块1包括循环泵和换热器，循环泵可为冷却液提供循环动力。换热器具有一次侧和二次侧，一次侧的管路用于冷却液流过，二次侧的管路用于换热工质流过，换热工质由外部冷源提供。其中，当换热工质流过换热器二次侧的管路时，可与一次侧的管路中的冷却液进行热交换，以降低冷却液的温度。换热器优选为水-水换热器。

管箱模块3包括进液管31和回液管32，进液管31和回液管32相互独立，为了节省空间，进液管31和回液管32可以平行间隔设置。多个管箱模块3的回液管32依次连接，且其中一个回液管32连接换热单元模块1，多个管箱模块3的进液管31依次连接，且其中一个进液管31连接换热单元模块1，进液口连通进液管31，出液口连通回液管32。具体地，连接换热单元模块1的回液管32具体连接于换热器一次侧的管路的入口，连接换热单元模块1的进液管31具体连接于循环泵的输出端，换热器一次侧的管路的出口连接循环泵的输入端，可通过循环泵驱动冷却液分别流经多个机柜模块2后回流至换热器。

其中，子系统中的多个管箱模块3的回液管32依次连接成回液总管，多个管箱模块3的进液管31依次连接成进液总管。进液总管和回液总管的结构相似，以进液总管为例，进液总管可以为直通管路，亦可为环形管路。其中，当进液总管为直通管路时，进液总管的两端需要封堵。进液管31上连接有进液支管，进液支管用于和箱体的进液口连接。回液管32上连接有回液支管，回液支管和箱体的出液口连接。需要注意的是，根据实际需要，回液支管可以仅与一个箱体的出液口连接，亦可同时与多个箱体的出液口连接，亦可进行封堵而不连接箱体的出液口。同理，进液支管也可以仅与一个箱体的进液口连接，亦可同时与多个箱体的进液口连接，亦可进行封堵而不连接箱体的进液口。

为了便于拆装，进液总管中相邻的两个进液管31之间以及回液总管中的相邻的两个回液管32之间均可通过快接卡盘连接。

为防止进液管31和回液管32被腐蚀，进液管31和回液管32均采用耐腐蚀的金属材料制成，耐腐蚀的金属材料如不锈钢等。

本公开提供的浸没式液冷数据中心，可根据土建完成场地的具体情况布置子系统的数量，而子系统中机柜模块2的数量同样可根据实际需要进行布置，同时匹配管箱模块3的数量，施工简单，易于管理，且质量可控，也有利于后期扩容，相比传统的建设模式，无需基于施工现场进行深化设计，可有效缩短工期，并可有效节省施工人力。需要注意的是，子系统中各个机柜模块2中的电子器件的散热总需求不能超过换热单元模块1的散热能力，其中，图1中示例性地给出了子系统包括两个机柜模块2的方案。

请参照图2至图5，在本公开的一个实施例中，管箱模块3还包括支架33，进液管31和回液管32均固定于支架33。可通过支架33对进液管31和回液管32进行支撑。其中，支架33可采用金属型材拼接而成，如采用方钢进行拼接。

请参照图2，在本公开的一个实施例中，管箱模块3还包括踏板35。踏板35铺设于支架33的顶部，且位于进液管31和回液管32的上方，以便于操作人员在管箱模块3上方行走，进而便于对机柜模块2中的电子器件进行维护。

在本公开的一个实施例中，踏板35与支架33可拆卸连接，具体地，踏板35可以扣在支架33上，或者通过螺栓等可拆装的连接件安装在支架33上。如此可便于操作人员对踏板35下方的进液管31和回液管32进行维护。当然，在其他的实施例中，踏板35亦可焊接在支架33上。

在本公开的一个实施例中，踏板35采用金属材质制成。如钢材、不锈钢、铝合金等。采用金属材质制成的踏板35具有较强的支撑能力，可避免出现断裂等情况。在其他的实施例中，金属材质亦可通过塑胶材质或木质进行替代。

在本公开的一个实施例中，踏板35具有多个栅格，一方面可降低踏板35的自重，便于操作人员拆装，另一方面，可避免踏板35表面存水。

请参照图3和图4，在本公开的一个实施例中，管箱模块3还包括集水盘34，集水盘34安装于支架33且位于进液管31和回液管32的下方。通过设置集水盘34可收集进液管31和回液管32表面凝结的冷凝水，进而优化环境。其中，集水盘34可采用不锈钢等耐腐蚀的材质制成，以增强其防腐蚀能力。

在本公开的一个实施例中，集水盘34设置成U形形状，结构简单并且便于加工，若相邻的两个管箱模块3的排列方向与集水盘34的延伸方向一致，两个集水盘34可通过螺栓、螺母等连接件进行拼接。需要注意的是，当两个集水盘34进行拼接时，为了防止拼接处出现漏水，可在两个集水盘34之间增加密封胶垫。

请参照图1、图6至图8，浸没式液冷数据中心还包括框架模块4，框架模块4包括主体框架41，以及设置于主体框架41的电桥架42，主体框架41内设置有至少一个子系统。其中，主体框架41用于支撑电桥架42，电桥架42用于布置各个电子器件的线缆。

其中，主体框架41可通过金属型材拼接而成，本公开中示例性地采用方钢制作主体框架41。主体框架41的尺寸可以依据子系统中的机柜模块2的数量确定；亦可将主体框架41设置成标准尺寸，但受限于主体框架41的尺寸，容纳于主体框架41中的子系统所包含的机柜模块2的数量的最大值也将受限。

主体框架41内容纳的子系统的数量可根据需要设置。如图1所示，示例性地给出了主体框架41内设置有两个子系统的方案，两个子系统沿第一方向依次排布。每个子系统中的多个机柜模块2沿第二方向呈行排布，每个子系统的多个框架模块4均沿第二方向呈行排布，第一方向和第二方向垂直；两行管箱模块3均位于两行机柜模块2之间。如此设置，在两个子系统中，两行管箱模块3相互靠近且位于两行机柜模块2之间，从而操作人员可同时在两行管箱模块3上行走，并同时对两行机柜模块2进行维护，提高维护效率。示例性地，第一方向可以为主体框架41的宽度方向，第二方向可以为主体框架41的长度方向。

每个子系统中的换热单元模块1可以和多个机柜模块2设置于同一行内，具体地，换热单元模块1可以位于任意的两个机柜模块2之间，或者位于整行机柜模块2的任一端。

请参照图6，在本公开的一个实施例中，主体框架41沿竖直方向间隔设置有多个隔层411，每个隔层411均设置有至少一个电桥架42。如图6中示例性地给出了主体框架41对应每个子系统均沿竖直方向间隔设置有两个隔层411的方案，每个隔层411均设置两个电桥架42。其中，每个隔层411的两个电桥架42中的一个可以用于布置弱电线缆，另一个用于布置强电线缆，便于维护。

请参照图1和图8，在本公开的一个实施例中，浸没式液冷数据中心包括多个框架模块4，多个框架模块4呈阵列排布，任意相邻的两个框架模块4的主体框架41可拆卸连接。如此可使浸没式液冷数据中心整体更加紧凑。其中，主体框架41上可以设置若干安装孔，可通过螺栓穿过两个主体框架41的安装孔并和螺母螺接，以将两个主体框架41连接在一起。阵列的行数或列数均不小于1，具体地，在图1和图8中示例性地给出了框架模块4的数量为两个的方案，两个框架模块4呈一行两列的方式布置。

请参照图9和图10，在本公开的一个实施例中，浸没式液冷数据中心还包括吊装模块5，吊装模块5包括设置于主体框架41的轨道51，以及滑动设置于轨道51的起吊设备52，轨道51位于机柜模块2的上方且位于电桥架42的下方。通过设置吊装模块5便于电子器件吊装至机柜内，或者从机柜内吊出，并且吊装模块5充分利用了子系统和电桥架42之间的空间。其中，吊装设备优选采用电动葫芦，电动葫芦的顶端的滚轮可沿轨道51滚动，以使电动葫芦可以移动至任一机柜模块2的上方。

为了便于将电子器件吊入或吊出机柜模块2的箱体，箱体的顶部设有开口，并设置有可开合的盖板，盖板可以将开口打开或关闭。如此设置可使电子器件沿竖直方向直接进出箱体。

在本公开的一个实施例中，轨道51可由多个节轨拼接而成，相邻的轨节可拆装，如此便于根据框架模块4的数量和位置进行拼接轨道51，在其他的实施例中，轨道51亦可设置为一体的。

在本公开的一个实施例中，轨道51呈环形。如图9所示，由于框架模块4中设有两个子系统，两个子系统的两行机柜模块2平行间隔排布，环形的轨道51能够从两行机柜模块2的上方遍历，如此一个吊装设备即可满足两行机柜模块2中电子器件的吊装，可有效降低成本、提高运维效率。当然，在其他的实施例中，轨道51亦可根据需要设置为直线形，或者L形、U形等形状。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.浸没式液冷数据中心，其特征在于：包括至少一个子系统，所述子系统包括：

换热单元模块(1)，所述换热单元模块(1)被配置为为冷却液提供循环动力并将冷却液的热量交换给外部冷源；

多个机柜模块(2)，所述机柜模块(2)包括箱体，所述箱体具有进液口和出液口，所述箱体用于容置电子器件和冷却液；

多个管箱模块(3)，所述管箱模块(3)包括进液管(31)和回液管(32)，多个所述管箱模块(3)的回液管(32)依次连接，且其中一个所述回液管(32)连接所述换热单元模块(1)的输入口，多个所述管箱模块(3)的进液管(31)依次连接，且其中一个所述进液管(31)连接所述换热单元模块(1)的输出口，所述进液口连通所述进液管(31)，所述出液口连通所述回液管(32)。

2.根据权利要求1所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述管箱模块(3)还包括支架(33)，以及铺设于所述支架(33)顶部的踏板(35)，所述进液管(31)和所述回液管(32)均固定于所述支架(33)且位于所述踏板(35)下方。

3.根据权利要求2所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述踏板(35)与所述支架(33)可拆卸连接；和/或，所述踏板(35)由金属材质制成；和/或，所述踏板(35)具有多个栅格。

4.根据权利要求2所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述管箱模块(3)还包括安装于所述支架(33)的集水盘(34)，所述集水盘(34)位于所述进液管(31)和所述回液管(32)的下方。

5.根据权利要求1-4任一项所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述浸没式液冷数据中心还包括框架模块(4)，所述框架模块(4)包括主体框架(41)，以及设置于所述主体框架(41)的电桥架(42)，所述主体框架(41)内设置有至少一个所述子系统。

6.根据权利要求5所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述浸没式液冷数据中心包括多个所述框架模块(4)，多个所述框架模块(4)呈阵列排布，任意相邻的两个所述框架模块(4)的所述主体框架(41)可拆卸连接。

7.根据权利要求5所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述主体框架(41)内设置有两个所述子系统，两个所述子系统沿第一方向依次排布；

每个所述子系统中的多个所述机柜模块(2)均沿第二方向呈行排布，每个所述子系统的多个框架模块(4)均沿所述第二方向呈行排布，所述第一方向和所述第二方向垂直；

两行管箱模块(3)均位于两行机柜模块(2)之间。

8.根据权利要求5所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述浸没式液冷数据中心还包括吊装模块(5)，所述吊装模块(5)包括设置于所述主体框架(41)的轨道(51)，以及滑动设置于所述轨道(51)的起吊设备(52)，所述轨道(51)位于所述机柜模块(2)的上方且位于所述电桥架(42)的下方。

9.根据权利要求8所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述轨道(51)呈环形。

10.根据权利要求5所述的浸没式液冷数据中心，其特征在于，所述主体框架(41)沿竖直方向间隔设置有多个隔层(411)，每个所述隔层(411)均设置有至少一个所述电桥架(42)。

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