CN219372945U - 一种液冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液冷散热技术领域，公开了一种液冷设备，用以解决现有技术中存在的传统的风冷散热形式不满足数据中心的散热需求的问题。该液冷设备包括机架以及设置在机架内的机柜、风冷散热装置、水冷散热装置和管路系统，管路系统连接风冷散热装置和机柜，并形成风冷散热回路，管路系统连接水冷散热装置和机柜，并形成水冷散热回路，管路系统设置有阀门组件，阀门组件用于控制风冷散热回路和水冷散热回路的开闭。

Description

一种液冷设备

技术领域

本实用新型涉及液冷散热技术领域，尤其涉及一种液冷设备。

背景技术

目前，随着数据量的爆炸式增长，需要投入大量的服务器来保障算力，采用传统风冷散热的数据中心不仅对高密度服务器的散热需求越来越“力不从心”，而且产生的能耗也居高不下，而浸没式液冷散热技术有着传统的风冷散热无法比拟的优势，可提高服务器的散热效果并降低能耗，然而，冷却液的冷源较为单一，在一些场景中限制了浸没式液冷散热设备的使用。

实用新型内容

本实用新型提供一种液冷设备，用以解决现有技术中存在的液冷散热设备的冷源较为单一的问题。

本实用新型实施例提供了一种液冷设备，该液冷设备包括机架以及设置在所述机架内的机柜、风冷散热装置、水冷散热装置和管路系统，所述管路系统连通所述风冷散热装置和所述机柜，并形成风冷散热回路，所述管路系统连通所述水冷散热装置和所述机柜，并形成水冷散热回路，所述管路系统设置有阀门组件，所述阀门组件用于控制所述风冷散热回路和所述水冷散热回路的开闭。

上述实施例中，机柜和风冷散热装置以及水冷散热装置均集成在机架内，集成度较高，可移动至任意位置运行，并且，可根据应用场景灵活选择风冷散热模式或水冷散热模式，具有较强的适用性。

可选的，所述机柜内部设置有多个独立的腔室；

所述管路系统包括多个进液支路，所述进液支路与所述腔室一一对应且连通，所述阀门组件包括设置在每个所述进液支路的进液阀门。

上述可选的实施方式中，不同腔室可独立运行，并且，每一腔室的散热功率可不同，从而适配不同的电子设备。

可选的，所述进液支路设置有流量计。

上述可选的实施方式中，通过流量计可观察对应的进液支路内冷却液的流量，从而据此调节进液阀门的开度，使得冷却液的冷量与电子设备的发热量相匹配。

可选的，所述风冷散热装置包括风机、管翅式散热器。

可选的，所述水冷散热装置包括板式散热器。

可选的，所述风机设置在所述机架的顶部，且所述风机上方设置有导流罩。

上述可选的实施方式中，导流罩一方面可以引导风向，另一方面可以防止上方异物垂直掉入工作中的风机，导致风机在高速运转过程中受到损坏，进而影响整个液冷设备。

可选的，所述机架的侧壁设置有通风百叶。

上述可选的实施方式中，通风百叶可保持机架内外之间空气的流通，为设于机架内部的用电器件进行通风散热，以维持正常的工作温度。

可选的，所述风冷散热装置和所述水冷散热装置设置在所述机柜的同一侧。

可选的，所述机架的侧壁预留有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别与所述水冷散热装置连通。

可选的，所述机架底部设置有脚轮。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的液冷设备的结构示意图；

图2、图3为图1所示出的液冷设备的爆炸图；

图4为本实用新型实施例提供的液冷设备的原理图。

附图标记：

1-机架；10-机柜；101-腔室；102-机柜顶盖；20-风冷散热装置；201-风机；202-管翅式散热器；203-风机顶盖；30-水冷散热装置；301-板式散热器；40-管路系统；401-进液支路；50-阀门组件；501-进液阀门；60-流量计；70-导流罩；80-通风百叶；90a-进液口；90b-出液口；100-脚轮；110-人机交互界面；120-过滤器；130-外部冷源。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种液冷设备，用以解决现有技术中存在的液冷散热系统中冷源较为单一的问题。

如图1～图4所示，该液冷设备包括机架1以及设置在机架1内的机柜10、风冷散热装置20、水冷散热装置30和管路系统40，管路系统40连通风冷散热装置20和机柜10，并形成风冷散热回路，管路系统40连通水冷散热装置30和机柜10，并形成水冷散热回路，管路系统40设置有阀门组件50，阀门组件50用于控制风冷散热回路和水冷散热回路的开闭。

该液冷设备中，机柜10用于容纳冷却液以及电子设备，电子设备浸没在冷却液中，与冷却液进行热交换，从而达到散热的效果，机柜10外部设置有风冷散热装置20和水冷散热装置30，风冷散热装置20、机柜10以及设置在两者之间的管路形成风冷散热回路，在风冷散热回路中，从机柜10流出的高温的冷却液在机柜10外部与流动的空气进行热交换，从而将热量释放到外部环境中，冷却液温度降低后重新回到机柜10中，并继续与电子设备进行热交换；水冷散热装置30、机柜10以及设置在两者之间的管路形成水冷散热回路，在水冷散热回路中，从机柜10流出的高温的冷却液在机柜10外部与冷冻水进行热交换，从而将热量释放到外部环境中，冷却液温度降低后重新回到机柜10中，并继续与电子设备进行热交换。

在使用过程中，通过阀门组件50，可以采用择一的方式运行风冷散热回路或水冷散热回路，阀门组件50为多个阀门的组合，这些阀门分布在管路的不同位置，阀门包括但不限于蝶阀、电动调节阀等。

从散热效果来看，冷却液的比热容远高于空气，可以吸收大量热量而温度保持在较小范围内波动，加之电子设备被置于冷却液内，与冷却液的接触面积较大，因此能够快捷高效地为电子设备进行冷却降温；从能耗方面来看，与传统的风冷形式相比，能耗大大降低，PUE值远低于1.3，满足国家对新建数据中心的要求，另外，电子设备均可以去除传统模式自带的风机201，减少风机201震动带来的影响，增加了设备的可靠性，有利于减少运维人力和物力的投入。

另外，该液冷设备中，机柜10和风冷散热装置20以及水冷散热装置30均集成在机架1内，集成度较高，可移动至任意位置运行，并且，可根据应用场景灵活选择风冷散热模式或水冷散热模式，具有较强的适用性，同时，针对多个液冷设备而言，在风冷散热模式下，各个液冷设备可独立运行。

可选的，风冷散热装置20和水冷散热装置30设置在机柜10的同一侧，这样，布局合理，检修方便，并且，整个机架1侧壁的门板均是可简易拆卸，为运维人员的巡检和维修提供了便利。

为了更加清楚的了解本实用新型实施例提供的液冷设备，现结合附图进行详细的描述。

该液冷设备中，机柜10内部设置有多个独立的腔室101，并且，管路系统40包括多个进液支路401，进液支路401与腔室101一一对应且连通，阀门组件50包括设置在每个进液支路401的进液阀门501。

具体来说，机柜10内的每个腔室101均对应一条进液支路401，进液支路401上设置有进液阀门501，通过进液阀门501的开关可以使得对应的腔室101运行或停止运行，也就是说，每一腔室101可单独运行，也可同时运行，进液阀门501可以为蝶阀。

具体设置时，不同腔室101的容积不同，所对应的进液支路401的尺寸不同，自身的散热功率不同，例如，机柜10内设置有3个独立的腔室101，分别为可容纳2U服务器的腔室、可容纳4U服务器的腔室和可容纳8U服务器的腔室，整个机柜10最多可容纳14个1U服务器。

每个腔室101的底部各设置有一个独立排液阀，用于排液。

该液冷设备在运行时，各个腔室101相互独立，互不干扰，可根据电子设备的数量和功率，将电子设备放置在不同的腔室101内，并且，通过控制进液阀门501的开度可调节进液支路401内冷却液的流量，从而达到精确散热的效果。

可选的，进液支路401设置有流量计60，通过流量计60可观察对应的进液支路401内冷却液的流量，从而据此调节进液阀门501的开度，使得冷却液的冷量与电子设备的发热量相匹配。

从上述内容中可知，该液冷设备包括风冷散热装置20和水冷散热装置30，并在管路的连通下，与机柜10形成了风冷散热回路和水冷散热回路，在一些实施例中，如图4所示，风冷散热装置20包括风机201和管翅式散热器202，风冷散热回路在运行过程中，冷却液在循环泵的驱动下在机柜10内由下向上流过电子设备，与电子设备进行热交换，吸热后的冷却液从机柜10内流出，而后到达管翅式散热器202，在风机201的作用下，管翅式散热器202周围的空气具有较大的流速，可利用空气的强制对流来带走管翅式散热器202中冷却液体的热量，降温后的冷却液重新回到机柜10内，完成一次循环。

继续参考图4，水冷散热装置30包括板式散热器301，水冷散热回路中二次侧的换热方式与风冷散热回路中二次侧的换热方式大体一致，都是依靠循环冷却液流过电子设备带走热量，区别在于水冷散热回路中一次侧的换热方式为冷却液在板式换热器中与冷却水发生热交换，降温后的冷却液体重新回到机柜10中，完成一次循环，而升温后的冷却水经过外部冷却后再回到板式换热器，外部冷源130可以为冷却塔。

风冷散热装置20和水冷散热装置30通过管路并联连接，在机柜10运行时，选择其中的一者作为冷源装置。

如图1、图2、图3所示，风机201设置在机架1的顶部，且风机201上方设置有导流罩70。导流罩70一方面可以引导风向，另一方面可以防止上方异物垂直掉入工作中的风机201，导致风机201在高速运转过程中受到损坏，进而影响整个液冷设备。

机架1的侧壁设置有通风百叶80，通风百叶80可保持机架1内外之间空气的流通，为设于机架1内部的用电器件进行通风散热，以维持正常的工作温度。

可选的，机架1的侧壁预留有进液口90a和出液口90b，进液口90a和出液口90b与水冷散热装置30连通，进液口90a和出液口90b还用于外接冷却水管路，使得冷却水在板式换热器中与冷却液进行热交换，对冷却液进行降温。

机架1底部设置有脚轮100，如此，不需叉车即可随意推动至摆放位置，到达指定位置后，可通过支撑脚固定，防止脚轮100滚动。

继续参考图1、图2、图3所示，机柜顶盖102镶嵌有一块亚克力板视窗，通过视窗可方便运维人员观察服务器的运行情况和内部液体等其他相关情况；风机顶盖203设置有人机交互界面110，通过人机交互界面110可以实现不同模式的切换。

管路系统40包括管路、设置在管路上的阀门、冷却泵、过滤器120、电导率传感器、温度传感器、压力传感器、相对湿度传感器等部件，图4中仅示出了其中的一部分，其中，过滤器120配备了水分过滤和机械杂质过滤两种滤芯，在规定使用时间内或者通过过滤器120前后的压力差判断过滤器120的脏堵情况进行滤芯更换，另外，为了保证服务器可以不间断运行，布置过滤器120的管路额外设置了一节旁通管路，在更换滤芯时可将流路从主路切换到旁通管路，待更换完毕时再切换回来，增加运维的便利性和系统的实用性。

通过以上描述可以看出，本实用新型实施例提供的液冷设备中，机柜10和风冷散热装置20以及水冷散热装置30均集成在机架1内，集成度较高，可移动至任意位置运行，并且，可根据应用场景灵活选择风冷散热模式或水冷散热模式，具有较强的适用性，另外，在机柜10内部采用冷却液为浸没在其中的电子设备进行散热，散热效果较好，能耗较低。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种液冷设备，其特征在于，包括机架以及设置在所述机架内的机柜、风冷散热装置、水冷散热装置和管路系统，所述管路系统连通所述风冷散热装置和所述机柜，并形成风冷散热回路，所述管路系统连通所述水冷散热装置和所述机柜，并形成水冷散热回路，所述管路系统设置有阀门组件，所述阀门组件用于控制所述风冷散热回路和所述水冷散热回路的开闭。

2.如权利要求1所述的液冷设备，其特征在于，所述机柜内部设置有多个独立的腔室；

所述管路系统包括多个进液支路，所述进液支路与所述腔室一一对应且连通，所述阀门组件包括设置在每个所述进液支路的进液阀门。

3.如权利要求2所述的液冷设备，其特征在于，所述进液支路设置有流量计。

4.如权利要求1～3任一项所述的液冷设备，其特征在于，所述风冷散热装置包括风机、管翅式散热器。

5.如权利要求1～3任一项所述的液冷设备，其特征在于，所述水冷散热装置包括板式散热器。

6.如权利要求4所述的液冷设备，其特征在于，所述风机设置在所述机架的顶部，且所述风机上方设置有导流罩。

7.如权利要求6所述的液冷设备，其特征在于，所述机架的侧壁设置有通风百叶。

8.如权利要求1～3任一项所述的液冷设备，其特征在于，所述风冷散热装置和所述水冷散热装置设置在所述机柜的同一侧。

9.如权利要求1～3任一项所述的液冷设备，其特征在于，所述机架的侧壁预留有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别与所述水冷散热装置连通。

10.如权利要求1～3任一项所述的液冷设备，其特征在于，所述机架底部设置有脚轮。