CN219248455U - 液冷冷量分配装置及数据中心 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种液冷冷量分配装置及数据中心，其中，液冷冷量分配装置至少包括柜体，所述柜体内至少安装有换热器、循环泵、一次侧进液管、一次侧回液管、二次侧进液管和二次侧回液管；所述柜体具有两个封闭侧和两个维护侧，两个所述封闭侧相对设置，两个所述维护侧相对设置，以通过两个所述维护侧对所述换热器、所述循环泵、所述一次侧进液管、所述一次侧回液管、所述二次侧进液管和所述二次侧回液管维护。本申请可以通过两个封闭侧实现左右并柜或前后并柜，提高数据中心的空间利用率。

Description

液冷冷量分配装置及数据中心

技术领域

本申请涉及液冷技术领域，特别涉及一种液冷冷量分配装置及数据中心。

背景技术

现有的液冷冷量分配装置设计的尺寸过大，导致对机房空间位置要求相对较高，影响数据中心的空间利用率，并且由于尺寸过大，运输、安装及就位难度也会随之增加。

此外，现有的液冷冷量分配装置通常是三面维护，这也就使得液冷冷量分配装置只能通过一侧与其他液冷设备实现并柜，进一步降低了数据中的空间利用率。

发明内容

本申请的目的在于提供一种液冷冷量分配装置及数据中心，提高数据中心的空间利用率。

为实现上述目的，本申请一方面提供一种液冷冷量分配装置，包括柜体，所述柜体内至少安装有换热器、循环泵、一次侧进液管、一次侧回液管、二次侧进液管和二次侧回液管；所述柜体具有两个封闭侧和两个维护侧，两个所述封闭侧相对设置，两个所述维护侧相对设置，以通过两个所述维护侧对所述换热器、所述循环泵、所述一次侧进液管、所述一次侧回液管、所述二次侧进液管和所述二次侧回液管维护。

为实现上述目的，本申请另一方面还提供一种数据中心，包括至少一个机房，其中，所述机房内安装有架空地板、液冷机柜和上述液冷冷量分配装置；所述液冷机柜安装于所述架空地板上方；所述液冷冷量分配装置贯穿所述架空地板，并且所述液冷冷量分配装置部分安装于所述架空地板下方，并且所述循环泵位于所述架空地板下方。

由此可见，本申请提供的技术方案，液冷冷量分配装置包括柜体，柜体具有两个维护侧和两个封闭侧，并且两个封闭侧相对设置。这样，相比于现有的具有三面维护侧的液冷冷量分配装置，上述结构在机房布局时，可以通过两个封闭侧实现左右并柜或前后并柜，提高数据中心的空间利用率。

同时，液冷冷量分配装置贯穿架空地板，并且液冷冷量分配装置部分安装于架空地板下方。如此，可以利用架空地板下方空间，减少液冷冷量分配装置的可视高度空间上的尺寸，进一步提高空间利用率。并且，循环泵安装在架空地板下方，还可以在一定程度上减少循环泵噪音以及循环泵振动对液冷机柜的影响。

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是本申请提供的一种实施方式中液冷冷量分配装置的轴测示意图；

图2是本申请提供的一种实施方式中液冷冷量分配装置的部分结构示意图；

图3是图2的B部放大视图；

图4是本申请提供的一种实施方式中液冷冷量分配装置的另一部分结构示意图；

图5是本申请提供的一种实施方式中液冷冷量分配装置的又一部分结构示意图；

图6是本申请提供的一种实施方式中液冷冷量分配装置的流路示意图；

图7是本申请提供的一种实施方式中数据中心的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。本申请使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“第一端”、“第二端”、“一端”、“另一端”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、“套接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

随着AI、自动驾驶技术的兴起，对于电子设备的性能要求越来越高。在传统的空气冷却技术到达瓶颈之后，人们开始尝试各种新的冷却技术。例如用液体作为电子设备的冷却介质就是其中的一个方向。作为传热介质，液体在传热效率和单位体积热容量方面有着非常突出的优势。直接浸没式液体冷却技术是液体冷却技术的一个技术分支。直接浸没式冷却指的是将电子设备直接浸没在绝缘的冷却液内，电子设备内的组件与冷却液直接进行热交换。在液冷系统中想带走电子设备的热量，需要一次侧(冷却水环路)和二次侧(冷却液环路)发生热交换，在进行热交换的时候需要一种按照散热量需求可以调节冷量分配单元来实现精准散热，从而降低PUE。

现有的液冷冷量分配装置设计的尺寸过大，导致对机房空间位置要求相对较高，影响数据中心的空间利用率，并且由于尺寸过大，运输、安装及就位难度也会随之增加。

此外，现有的液冷冷量分配装置通常是三面维护，这也就使得液冷冷量分配装置只能通过一侧与其他液冷设备实现并柜，无法实现前后并柜或左右并柜布局设计，进一步降低了数据中心的空间利用率。

因此，如何改进现有的液冷冷量分配装置，以减少液冷冷量分配装置的大小，提高数据中心的空间利用率，便成为本领域技术人员亟需解决的课题。

下面将结合附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，本申请所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在一种可实现的实施方式中，请一并参阅图1、图2、图4和图5所示，一种液冷冷量分配装置A至少可以包括柜体10，柜体10主要起到对其内部的零件或部件起到保护和支撑作用。柜体10内至少可以安装有换热器20、循环泵30、一次侧进液管40、一次侧回液管50、二次侧进液管60和二次侧回液管70，从而将液冷冷量分配装置A集成在一柜体10，从而便于运输及安装操作。需要指出的是，一次侧进液管40和一次侧回液管50用于与外部的冷却塔等制冷设备相连，用于循环冷却水；二次侧进液管60和二次侧回液管70用于与内部的液冷机柜相连，用于循环制冷液。

在本实施方式中，柜体10具有两个封闭侧11和两个维护侧12，两个封闭侧11相对设置，两个维护侧12相对设置，用户可以通过两个维护侧12对柜体10内的零件或部件进行维护，具体的，至少可以对柜体10内的换热器20、循环泵30、一次侧进液管40、一次侧回液管50、二次侧进液管60和二次侧回液管70维护。这样，在满足维护的情况下，液冷冷量分配装置A可以具有两个相对设置的封闭侧11，相比于现有的具有三面维护侧的液冷冷量分配装置，上述结构在机房布局时，液冷冷量分配装置A可以通过两个封闭侧11实现与其他机柜左右并柜或前后并柜，从而减少空间占用，提高数据中心的空间利用率。

在实际应用中，一次侧进液管40的一端通过换热器20与一次侧回液管50的一端连通。二次侧进液管60的一端通过换热器20与二次侧回液管70的一端连通，并且循环泵30串联在二次侧进液管60上。在运行时，从一次侧进液管40流进换热器20内的冷却水与二次侧进液管60流进换热器20内的制冷液相互换热，实现热交换。柜体10可以为长方体结构，柜体10的顶部四角处可以分别安装有挂钩，以便于用户通过悬吊设备对液冷冷量分配装置A进行搬运。封闭侧11可以是指通过板材对该侧面进行密封，不通过该侧对柜体10内部的零件或部件进行维护操作。

在一种可实现的实施方式中，请再次参阅图1和图4所示，每个维护侧12均安装有开关门13，在正常工作时，开关门13用于对维护侧12进行至少部分遮挡，以保证液冷冷量分配装置A的美观度，在维护时，可开启开关门13，使得开关门13对维护侧12不形成遮挡。为了便于叙述，将两个维护侧12分别定义为第一维护侧(未示出)和第二维护侧(未示出)，第一维护侧开设有维护孔121，循环泵30位于第一维护侧的正投影位于维护孔121内。也就是说，当用户需要对循环泵30维护时，用户可以通过维护孔121将循环泵30水平取出，如此，可以方便用户对循环泵30的维护。

在实际应用中，柜体10通常可以采用型材杆件与板材进行组装而成，对应的，维护孔121可以是在对应的型材杆件和/或板材上开设对应的孔位。其中，开关门13可以采用通过铰链的方式与柜体10连接，从而实现翻转开合。柜体10内还可以安装有带有显示屏的控制箱，显示屏应当与闭合状态的开关门13正对设置，这样，当开关门13开启时，可以直接对控制箱的显示屏进行操作。

为了进一步的方便将循环泵30从柜体10内取出，在一种可实现的实施方式中，请参见图3所示，柜体10上滑动连接有托架14。托架14与柜体10之间连接有固定组件(未示出)，固定组件用于将所述托架14固定在所述柜体10上。托架14与循环泵30连接。

在本实施方式中，当用户需要对循环泵30进行维护时，用户可以先将与循环泵30相连接的管路拆卸，然后将固定组件拆除，接着可以通过拖动托架14，使得循环泵30从维护孔121抽出，从而方便用户在柜体10的外部对循环泵30进行维护，即方便维护操作，也可以进一步的做小液冷冷量分配装置A的整体尺寸。其中，固定组件可以是螺栓组件，但并不以此为限。

进一步的，托架14与循环泵30之间设有缓冲件15，缓冲件15用于对循环泵30的振动进行减震，以避免循环泵30的振动导致固定组件松动。可选的，缓冲件15可以是橡胶件或者是其他具有弹性的部件。

在一种可实现的实施方式中，可参见图6所示，柜体10内还安装有过滤管80。过滤管80的一端与二次侧进液管60连通，过滤管80的另一端与二次侧回液管70连通。过滤管80上串联有第一止回阀81、第一阀门82和过滤器83。第一止回阀81用于控制过滤管80内的制冷液流动方向，过滤管80内的制冷液流动方向为：从过滤管80的一端向过滤管80的另一端流动。沿过滤管80内的制冷液流动方向，第一阀门82位于过滤器83的后方。

在本实施方式中，通过过滤管80将过滤器83设置在旁路上，相比于现有的将过滤器83串联在二次侧进液管60或二次侧回液管70上的方式，过滤器83可以通过过滤管83弯折布置在柜体10的任意位置处，可以充分利用柜体10内的空余空间，使得结构更加紧凑，进而可以进一步压缩液冷冷量分配装置A的整体尺寸。

在实际应用中，用户可以定期开启第一阀门82，使得二次侧进液管60的部分制冷液可以流经过滤管80进入二次侧回液管70内，从而实现对制冷液的过滤作用。

进一步的，过滤管80还串联有第一电动二通阀84。二次侧回液管70串联有电导率传感器71，沿所述二次侧回液管70内冷却液的流动方向，电导率传感器71位于过滤管80另一端的后方。电导率传感器71用于检测所述二次侧回液管70电导性，并基于检测结果控制所述第一电动二通阀84开闭。

在本实施方式中，相比于上一实施方式中手动开启方式，本实施方式中，可以将第一阀门82设置为常开状态，然后由电导率传感器71检测二次侧回液管70电导性的结果，并基于检测结果控制第一电动二通阀84的开闭，进而控制过滤管80是否导通。

在实际应用中，当电导率传感器71检测到二次侧回液管70中制冷液的电导性数值高于预设值时，第一电动二通阀84开启，过滤管80导通，二次侧进液管60的部分制冷液可以流经过滤管80进入二次侧回液管70内，从而对制冷液进行过滤。当电导率传感器71检测到二次侧回液管70中制冷液的电导性数值低于预设值时，第一电动二通阀84关闭，过滤管80封闭，二次侧进液管60的全部制冷液流经换热器20进入二次侧回液管70内。

需要特别指出的是，过滤管80的直径应当小于二次侧回液管70的直径，例如，过滤管80的直径为二次侧回液管70的直径1/2或者1/3。这样，可以保证在运行过程中，小部分的制冷液流经过滤管80进行过滤，大部分的制冷液仍需流经换热器20进行换热，从而在实现过滤的情况下不影响液冷机柜的制冷效果。同时，做小过滤管80尺寸还可以节省柜体10内部空间，进而降低液冷冷量分配装置A的整体尺寸。

在一种可实现的实施方式中，二次侧进液管60上串联有第二止回阀61。沿二次侧进液管60内冷却液的流动方向，第二止回阀61位于循环泵30的前方，过滤管80的一端位于第二止回阀61的前方。

在本实施方式中，当液冷冷量分配装置A停机时，第二止回阀61用于阻挡液体回退，从而流入至循环泵30内产生“水锤”现象，从而降低噪音以及提高循环泵30的使用寿命。

进一步的，二次侧进液管60上可以串联有两个软管62，并且，沿二次侧进液管600内冷却液的流动方向，循环泵30位于两个软管62之间。这样，一方面，在循环泵30的运行过程中，软管62可以对循环泵30起到减震的作用，降低循环泵30所产生的振动传递到其他管路或部件上；另一方面，可以允许循环泵30与管路之间装配存在一定装配误差，方便安装操作。

上述换热器20、第二止回阀61、电导率传感器71、第一止回阀81、第一阀门82、过滤器83和第一电动二通阀84与第一维护侧或第二维护侧之间不存在遮挡物。另外，各阀门的开合方向应当便于后续维护操作。这样，当用户将两侧的维护侧12的开关门13开启时，可以直接在柜体10内进行维护操作。

当然，在实际应用中，一次侧进液管40、一次侧回液管50、二次侧进液管60、二次侧回液管70以及过滤管80上串联的部件并不仅限于上述所列部件，还可以包括温度传感器、压力传感器、压差传感器、流量计和自动排气阀中的一项或多项。

基于相同的发明构思，本申请还提供了一种数据中心，可以参见7所示，数据中心包括至少一个机房90，其中，机房90内至少可以安装有架空地板91、液冷机柜92和上述液冷冷量分配装置A。

在实际应用中，液冷机柜92通常安装于架空地板91上方，液冷机柜92内用于放置电子设备(如服务器)。液冷冷量分配装置A中的二次侧进液管60的另一端和二次侧回液管70的另一端分别与液冷机柜92连通，以对液冷机柜92内的制冷液循环制冷。

进一步的，液冷冷量分配装置A可以部分安装于架空地板91下方。这样，可以利用架空地板91的下方空间，减少液冷冷量分配装置A的可视高度空间上的尺寸，进一步提高空间利用率。更进一步的，循环泵30可以位于架空地板91下方，这样，可以在一定程度上减少循环泵30噪音以及循环泵30振动对液冷机柜92的影响。二次侧回液管70的另一端也可以位于架空地板91的下方，对应的，液冷机柜92的回液管布置在架空地板91的下方，从而可以减少机房90可视范围内管路量，保证机房90的美观度，还可以容纳更多地液冷机柜92。

在实际应用中，柜体10可以划分为上半部和下半部，当液冷冷量分配装置A安装在机房90时，上半部位于架空地板91的上方，下半部位于架空地板91的下方。另外，由于下半部不位于可视为范围内，为了节省成本，下半部的四周可以不设置遮挡件，对应的，开关门13也可以仅安装于上半部。

由此可见，本申请提供的技术方案，液冷冷量分配装置包括柜体，柜体具有两个维护侧和两个封闭侧，并且两个封闭侧相对设置。这样，相比于现有的具有三面维护侧的液冷冷量分配装置，上述结构在机房布局时，可以通过两个封闭侧实现左右并柜或前后并柜，提高数据中心的空间利用率。

同时，液冷冷量分配装置贯穿架空地板，并且液冷冷量分配装置部分安装于架空地板下方。如此，可以利用架空地板下方空间，减少液冷冷量分配装置的可视高度空间上的尺寸，进一步提高空间利用率。并且，循环泵安装在架空地板下方，还可以在一定程度上减少循环泵噪音以及循环泵振动对液冷机柜的影响。

进一步的，第一维护侧开设有维护孔，循环泵位于第一维护侧的正投影位于维护孔内。也就是说，当用户需要对循环泵维护时，用户可以通过维护孔将循环泵水平取出。如此，即可以方便用户在柜体的外部对循环泵进行维护操作，又可以进一步的做小液冷冷量分配装置的整体尺寸。

进一步的，柜体内还安装有过滤管。过滤管的一端与二次侧进液管连通，过滤管的另一端与二次侧回液管连通。如此，可通过过滤管将过滤器设置在旁路上，相比于现有的将过滤器串联在二次侧进液管或二次侧回液管上的方式，过滤器可以通过过滤管布置在柜体的任意位置处，充分利用柜体内的空余空间，进而可以进一步压缩液冷冷量分配装置的整体尺寸。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷冷量分配装置，其特征在于，包括柜体，所述柜体内至少安装有换热器、循环泵、一次侧进液管、一次侧回液管、二次侧进液管和二次侧回液管；

所述柜体具有两个封闭侧和两个维护侧，两个所述封闭侧相对设置，两个所述维护侧相对设置，以通过两个所述维护侧对所述换热器、所述循环泵、所述一次侧进液管、所述一次侧回液管、所述二次侧进液管和所述二次侧回液管维护。

2.根据权利要求1所述的液冷冷量分配装置，其特征在于，每个所述维护侧均安装有开关门；

两个所述维护侧分别为第一维护侧和第二维护侧；

所述第一维护侧开设有维护孔，所述循环泵位于所述第一维护侧的正投影位于所述维护孔内。

3.根据权利要求2所述的液冷冷量分配装置，其特征在于，所述柜体上滑动连接有托架；

所述托架与所述柜体之间连接有固定组件，所述固定组件用于将所述托架固定在所述柜体上；

所述托架与所述循环泵连接，并且所述托架与所述循环泵之间设有缓冲件。

4.根据权利要求3所述的液冷冷量分配装置，其特征在于，所述一次侧进液管的一端通过所述换热器与所述一次侧回液管的一端连通；

所述二次侧进液管的一端通过所述换热器与所述二次侧回液管的一端连通，并且所述循环泵串联在所述二次侧进液管上；

所述柜体内还安装有过滤管；

所述过滤管的一端与所述二次侧进液管连通，所述过滤管的另一端与所述二次侧回液管连通；

所述过滤管上串联有第一止回阀、第一阀门和过滤器；

所述第一止回阀控制所述过滤管内的制冷液流动方向，所述过滤管内的制冷液流动方向为：从所述过滤管的一端向所述过滤管的另一端流动；

沿所述过滤管内的制冷液流动方向，所述第一阀门位于所述过滤器的后方。

5.根据权利要求4所述的液冷冷量分配装置，其特征在于，所述过滤管还串联有第一电动二通阀；

所述二次侧回液管串联有电导率传感器，沿所述二次侧回液管内冷却液的流动方向，所述电导率传感器位于所述过滤管另一端的后方；

所述电导率传感器用于检测所述二次侧回液管内制冷液的电导性，并基于检测结果控制所述第一电动二通阀开闭。

6.根据权利要求5所述的液冷冷量分配装置，其特征在于，所述过滤管的直径小于所述二次侧回液管的直径。

7.根据权利要求6所述的液冷冷量分配装置，其特征在于，所述二次侧进液管上串联有第二止回阀；

沿所述二次侧进液管内冷却液的流动方向，所述第二止回阀位于所述循环泵的前方，所述过滤管的一端位于所述第二止回阀的前方。

8.根据权利要求7所述的液冷冷量分配装置，其特征在于，所述二次侧进液管上串联有两个软管；

所述循环泵位于两个所述软管之间。

9.根据权利要求8所述的液冷冷量分配装置，其特征在于，所述换热器、所述第二止回阀、所述电导率传感器、所述第一止回阀、所述第一阀门、所述过滤器和所述第一电动二通阀与所述第一维护侧之间，或与第二维护侧之间不存在遮挡物。

10.一种数据中心，其特征在于，包括至少一个机房，其中，所述机房内安装有架空地板、液冷机柜和权利要求2至9任意一项所述液冷冷量分配装置；

所述液冷机柜安装于所述架空地板上方；

所述液冷冷量分配装置贯穿所述架空地板，并且所述液冷冷量分配装置部分安装于所述架空地板下方，并且所述循环泵位于所述架空地板下方。

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