CN219418108U - 一种储液控制单元及服务器冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种储液控制单元及服务器冷却系统，储液控制单元，包括安装壳体，在安装壳体内，设有储液腔体、PLC控制模块以及流路模块，PLC控制模块与流路模块通过储液腔体隔绝，流路模块包括第一供液管路和第二供液管路，第一供液管路和第二供液管路互为备用供液管路。实现流路和控制模组的紧凑布局和便捷拆装，使服务器冷却系统结构更加紧凑简化，降低冗余度，节约安装空间，降低维护成本。

Description

一种储液控制单元及服务器冷却系统

技术领域

本实用新型属于计算机服务器冷却领域，具体涉及一种储液控制单元及服务器冷却系统。

背景技术

目前服务器机箱包含储液控制单元、散热单元、热源分水器、冷源分水器、循环管路。为降低能耗提高冷却效率，现有技术已采用行级冷却剂分配单元(CDU)以实现单一冷却模块可同时为多台高功耗数据中心服务器(IDC)散热控温，然而通过CDU分配换热液体进行换热时，需要通过泵和压力罐加压使液体分配给各服务器，工作中发生部件损坏时，需要散热模块停止工作进行维修，导致多台服务器同时停机等待散热正常后才能开启，造成时效损失。

为了便于散热模块的维修以及不影响正常工作，现有技术中提出如CN110740620B、CN110278691B等模块化抽拉结构以便于部件替换，同时，存在如CN110140437A、US9769954B2等故障检测和冗余备用替换的技术方案。

然而，现有技术中以CN110140437A为例，采用整体散热模块故障检测和冗余备用替换的技术方案，判断故障后使冷却模块整体切换工作状态并替换维修，即将散热装置封装成多个可单独运行单独拆卸的子模块，当判断某一个子模块整体是故障状态时，由其他备用子模块顶替并将故障子模块整体替换掉，导致散热装置过度冗余化，不利于设备紧凑集约化，并提高了维护成本。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷或改进需求，在保证故障维修不影响冷却系统正常工作的情况下，降低冗余度，精简结构，节约安装空间，降低维护成本。

本实用新型一方面提供了一种储液控制单元，包括安装壳体，在所述安装壳体内，设有储液腔体、PLC控制模块以及流路模块，所述PLC控制模块与流路模块通过储液腔体隔绝，所述流路模块包括第一供液管路和第二供液管路，所述第一供液管路和第二供液管路互为备用供液管路。

在一个实施例中，所述第一供液管路在流动方向上依次设有第一阀和第一泵，第二供液管路在流动方向上依次设有第二阀和第二泵，所述第一泵与第二泵互为备用泵。

在一个实施例中，所述流路模块包括推拉板，所述推拉板一端与储液腔体固定连接，所述推拉板另一端设有固定挡板，所述推拉板与储液腔体和固定挡板围合成第一流路安装部，所述第一供液管路和第二供液管路固定安装于第一流路安装部内，所述推拉板可连带储液腔体一起滑动安装于安装壳体内。

在一个实施例中，所述储液腔体远离所述推拉板的一侧设有第一固定部，所述安装壳体还包括电控安装板，所述PLC控制模块固定于电控安装板上，所述电控安装板上设有与所述第一固定部对应装配的第二固定部。

在一个实施例中，所述安装壳体还包括边框、风扇组件，所述边框、风扇组件与固定挡板合围成安装壳体内的安装空间，所述PLC控制模块靠近所述风扇组件一侧。

在一个实施例中，所述边框位于固定挡板的一端还设有第一连接部，所述第一连接部上设有定位凹槽，所述固定挡板相应位置设有定位凸台，所述定位凹槽与定位凸台配合定位安装。

在一个实施例中，所述风扇组件包括风扇、固定支架、罩板，所述风扇固定在固定支架与罩板之间，所述电控安装板靠近风扇组件的一端设有U型卡槽，所述固定支架可滑动卡入U型卡槽中。

在一个实施例中，所述储液腔体包括透气孔，所述透气孔位于储液腔体顶部，所述透气孔处设有双向透气阀。

在一个实施例中，所述储液腔体包括固定孔，所述固定孔位于储液腔体朝向风扇组件一侧，所述固定孔上设有浮动阀，所述浮动阀信号线束与PLC控制器锁接。

在一个实施例中，所述PLC控制模块包括服务器电源组、PLC单元、自动切换器，所述服务器电源组内包含至少两组可切换使用的服务器电源，所述PLC单元可接收传感器信号，通过自动切换器切换服务器电源组内的各服务器电源的工作状态。

在一个实施例中，所述PLC控制模块还包括电流互感器和电压互感器，所述电流互感器和电压互感器用于检测所述服务器电源组内的工作中的服务器电源的工作状态是否异常，当检测到异常状态时，所述电流互感器和电压互感器输出异常的脉冲信号至PLC单元中，使服务器电源组的自动切换器切换服务器电源组内的服务器电源的工作状态，以确保保持至少有一个服务器电源处于正常工作状态。

本实用新型另一方面提供了一种服务器冷却系统，包括用于冷却多组服务器的储液控制单元、散热单元、冷源分水器、热源分水器，所述冷源分水器将冷却液供给多组服务器，所述热源分水器回收换热后的冷却液，并回流至所述储液控制单元，所述储液控制单元输送冷却液至散热单元冷凝降温后供给冷源分水器，形成冷却循环，其中，所述储液控制单元为前述储液控制单元。

在一个实施例中，所述服务器和储液控制单元、散热单元都并列可抽拉地安装于服务器安装框架中。

本实用新型通过独立的储液控制单元及装备该储液控制单元的服务器冷却系统，可以使服务器冷却系统结构更加紧凑简化，降低冗余度，节约安装空间，降低维护成本，具备十分可观的市场效益。

附图说明

为了更清楚地说明实用新型实施例的技术方案，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实用新型的一些实施例，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是本实用新型储液控制单元100结构示意图；

图2是本实用新型储液控制单元100流路模块安装结构示意图；

图3是本实用新型储液控制单元100PLC控制模块安装结构示意图；

图4为本实用新型服务器冷却系统流路示意图；

图5是本实用新型服务器冷却系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种储液控制单元100，如图1所示，包括安装壳体150，在安装壳体150内，设有储液腔体120以及流路模块，流路模块包括：热源回流管101、冷却液供给管102、第一供液管路130和第二供液管路140。其中，第一供液管路130和第二供液管路140互为备用供液管路。

安装壳体150内还设有PLC控制模块，储液腔体120位于安装壳体150中部，流路模块位于安装壳体150的一侧，PLC控制模块位于安装壳体150的另一侧，PLC控制模块与流路模块通过储液腔体120隔绝密封。

热源回流管101用于接收经服务器换热升温的冷却液回流至储液腔体120中，冷却液供给管102用于将在储液腔体120中的冷却液向外供给。在储液腔体120与冷却液供给管102之间并联有第一供液管路130和第二供液管路140，第一供液管路130在流动方向上依次设有第一阀132和第一泵131，第二供液管路140在流动方向上依次设有第二阀142和第二泵141。

在一个实施例中，第一供液管路130和第二供液管路140仅其中一路处于连通工作状态，另一路处于关闭备用状态，当处于连通状态的管路发生故障时，可切换第一阀132和第二阀142以及第一泵131和第二泵141的开闭状态，以使处于备用状态的管路切换为连通工作状态，而故障管路切换为关闭待维修状态。

在一个实施例中，在热源回流管101内和冷却液供给管102内分别设有第一流量计和第二流量计(未图示)，在第一供液管路130和第二供液管路140的进液端分别设有第一温度传感器和第二温度传感器(未图示)，储液腔体120内安装有液位检测器(未图示)。

PLC控制模块包括服务器电源组111、PLC单元112、自动切换器113、电流互感器114、电压互感器115和PWM信号转换器116。服务器电源组111内包含至少两组可切换使用的服务器电源，PLC单元112可接收各传感器信号，通过自动切换器113切换服务器电源组111内的各服务器电源的工作状态。

通过电流互感器114和电压互感器115检测服务器电源组111内的工作中的服务器电源的工作状态是否异常，当检测到异常状态时，电流互感器114和电压互感器115会输出异常的脉冲信号至PLC单元112中，从而使服务器电源组111的自动切换器113切换服务器电源组111内的服务器电源的工作状态，以确保保持至少有一个服务器电源处于正常工作状态。通过PWM信号转换器116将系统中的泵和风扇的工作信号转换为脉冲信号至PLC单元112中，并通过PWM信号转换器116将PLC单元112的控制信号转换为PWM控制信号，以对系统中的泵和风扇的工作控制和监控。

在一个实施例中，如图2所示，流路模块包括推拉板103，推拉板103一端与储液腔体120固定连接，推拉板103另一端设有固定挡板105，推拉板103与储液腔体120和固定挡板105围合成第一流路安装部，第一供液管路130和第二供液管路140固定安装于第一流路安装部内。推拉板103可连带储液腔体120一起滑动安装于安装壳体150内。从而，当需要单独对流路模块中的泵或阀门等流路组件进行维修替换时，仅需要将推拉板103单独抽出即可维修，避免了拆装电控系统带来的重新调试的问题，节约成本，提高效率。

其中，推拉板103上设有泵安装板104，泵安装板104由推拉板103上切割翻转构成。切割出的凹槽可提供泵的安装空间，并利于散热。

储液腔体120远离推拉板103的一侧设有第一固定部121，结合图3所示，安装壳体150还包括边框152、风扇组件154，边框152、风扇组件154与固定挡板105合围成安装壳体150内的安装空间。在安装空间内，固定有电控安装板151，PLC控制模块固定于电控安装板151上。电控安装板151上设有与第一固定部121对应装配的第二固定部1511，当推拉板103推入安装壳体150时，储液腔体120上的第一固定部121与电控安装板151上的第二固定部1511对应连接固定，从而实现流路模块的快速装配。当需要拆下流路模块时，仅需将第一固定部121与第二固定部1511解除固定关系即可将流路模块连同储液腔体120一同抽拉拆卸出来。第一固定部121与第二固定部1511可以为自锁卡扣固定或螺钉固定或磁吸固定等。

控制模块和储液流路一体整合设置，节省了装配空间，并由风扇组件154统一进行降温，提高了风扇的利用率，从而可降低PUE功耗比。

在一个实施例中，风扇组件154包括风扇1541、固定支架1542、罩板1543，风扇1541固定在固定支架1542与罩板1543之间，罩板1543用于防止外界异物进入安装壳体150内。电控安装板151的靠近风扇组件154的一端设有U型卡槽1512，固定支架1542可滑动卡入U型卡槽1512中，从而完成风扇组件154的快捷装配。

在一个实施例中，罩板1543两侧向外延伸出固定肋1544，固定肋1544与边框152可拆卸固定连接，可选择螺钉固定。当将储液控制单元100安装于服务器冷却系统中时，可通过固定肋1544与服务器安装框架嵌合固定。

在一个实施例中，储液腔体120包括透气孔，透气孔位于储液腔体120顶部，透气孔处设1个双向透气阀122。

在一个实施例中，储液腔体120还包括固定孔，固定孔位于储液腔体120朝向风扇组件154一侧，固定孔上设有浮动阀123，浮动阀123信号线束与PLC控制器锁接。

在一个实施例中，边框152位于固定挡板105的一端还设有第一连接部153，第一连接部153上设有定位凹槽，固定挡板105相应位置设有定位凸台1051，当推拉板103推入安装壳体150时，固定挡板105上的定位凸台1051嵌入第一连接部153上的定位凹槽中，实现定位固定。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种服务器冷却系统，如图4和图5所示，包括用于冷却多组服务器500的储液控制单元100、散热单元200、冷源分水器300、热源分水器400。冷源分水器300通过软管将冷却液供给服务器500，并通过软管由热源分水器400回收换热后的冷却液，并经由软管回流至储液控制单元100，再经由软管输送至散热单元200冷凝降温后通过软管供给冷源分水器300，形成冷却循环。其中，服务器500和储液控制单元100、散热单元200都并列可抽拉地安装于服务器安装框架中。

通过储液控制单元100和散热单元200分离单独设置，将主要容易故障的泵和电源部分与冷凝器分割开来并独自可抽拉设置，从而在维修时不影响服务器冷却系统的正常工作，进而不影响服务器组的正常运行。

本实用新型通过将储液控制单元与散热单元独立分开，并在储液控制单元集成流路模块和PLC控制模块，从而将易损件与冷凝器分离，降低整体维修频率。同时将流路模块可抽拉地固定于安装壳体内，提高流路模块的维修更换便捷度。流路模块和PLC控制模块的集成设置可共用PLC控制模块的散热风扇，提高风扇利用率，降低PUE功耗比。

本实用新型的储液控制单元100通过将储液腔体120、流路模块和PLC控制模块共同集成于安装壳体150中，形成独立的模块化单元，当应用于服务器冷却系统时，可作为替换模块产品进行单独生产、销售、使用。

Claims (13)

1.一种储液控制单元，其特征在于，

包括安装壳体(150)，在所述安装壳体(150)内，设有储液腔体(120)、PLC控制模块以及流路模块，

所述PLC控制模块与流路模块通过储液腔体(120)隔绝，

所述流路模块包括第一供液管路(130)和第二供液管路(140)，所述第一供液管路(130)和第二供液管路(140)互为备用供液管路。

2.如权利要求1所述的储液控制单元，其特征在于，

所述第一供液管路(130)在流动方向上依次设有第一阀(132)和第一泵(131)，第二供液管路(140)在流动方向上依次设有第二阀(142)和第二泵(141)，所述第一泵(131)与第二泵(141)互为备用泵。

3.如权利要求1所述的储液控制单元，其特征在于，

所述流路模块包括推拉板(103)，所述推拉板(103)一端与储液腔体(120)固定连接，所述推拉板(103)另一端设有固定挡板(105)，所述推拉板(103)与储液腔体(120)和固定挡板(105)围合成第一流路安装部，所述第一供液管路(130)和第二供液管路(140)固定安装于第一流路安装部内，所述推拉板(103)可连带储液腔体(120)一起滑动安装于安装壳体(150)内。

4.如权利要求3所述的储液控制单元，其特征在于，

所述储液腔体(120)远离所述推拉板(103)的一侧设有第一固定部(121)，

所述安装壳体(150)还包括电控安装板(151)，所述PLC控制模块固定于电控安装板(151)上，所述电控安装板(151)上设有与所述第一固定部(121)对应装配的第二固定部(1511)。

5.如权利要求4所述的储液控制单元，其特征在于，

所述安装壳体(150)还包括边框(152)、风扇组件(154)，所述边框(152)、风扇组件(154)与固定挡板(105)合围成安装壳体(150)内的安装空间，所述PLC控制模块靠近所述风扇组件(154)一侧。

6.如权利要求5所述的储液控制单元，其特征在于，

所述边框(152)位于固定挡板(105)的一端还设有第一连接部(153)，所述第一连接部(153)上设有定位凹槽，所述固定挡板(105)相应位置设有定位凸台(1051)，所述定位凹槽与定位凸台(1051)配合定位安装。

7.如权利要求5所述的储液控制单元，其特征在于，

所述风扇组件(154)包括风扇(1541)、固定支架(1542)、罩板(1543)，所述风扇(1541)固定在固定支架(1542)与罩板(1543)之间，所述电控安装板(151)靠近风扇组件(154)的一端设有U型卡槽(1512)，所述固定支架(1542)可滑动卡入U型卡槽(1512)中。

8.如权利要求1所述的储液控制单元，其特征在于，

所述储液腔体(120)包括透气孔，所述透气孔位于储液腔体(120)顶部，所述透气孔处设有双向透气阀(122)。

9.如权利要求5所述的储液控制单元，其特征在于，

所述储液腔体(120)包括固定孔，所述固定孔位于储液腔体(120)朝向风扇组件(154)一侧，所述固定孔上设有浮动阀(123)，所述浮动阀(123)的信号线束与PLC控制模块电连接。

10.如权利要求1所述的储液控制单元，其特征在于，

所述PLC控制模块包括服务器电源组(111)、PLC单元(112)、自动切换器(113)，所述服务器电源组(111)内包含至少两组可切换使用的服务器电源，所述PLC单元(112)可接收传感器信号，通过自动切换器(113)切换服务器电源组(111)内的各服务器电源的工作状态。

11.如权利要求10所述的储液控制单元，其特征在于，

所述PLC控制模块还包括电流互感器(114)和电压互感器(115)，所述电流互感器(114)和电压互感器(115)用于检测所述服务器电源组(111)内的工作中的服务器电源的工作状态是否异常，当检测到异常状态时，所述电流互感器(114)和电压互感器(115)输出异常的脉冲信号至PLC单元(112)中，使服务器电源组(111)的自动切换器(113)切换服务器电源组(111)内的服务器电源的工作状态，以确保保持至少有一个服务器电源处于正常工作状态。

12.一种服务器冷却系统，包括用于冷却多组服务器(500)的储液控制单元(100)、散热单元(200)、冷源分水器(300)、热源分水器(400)，其特征在于，所述冷源分水器(300)将冷却液供给多组服务器(500)，所述热源分水器(400)回收换热后的冷却液，并回流至所述储液控制单元(100)，所述储液控制单元(100)输送冷却液至散热单元(200)冷凝降温后供给冷源分水器(300)，形成冷却循环，

其中，所述储液控制单元(100)为权利要求1-11任一项所述的储液控制单元。

13.如权利要求12所述的服务器冷却系统，其特征在于，

所述服务器(500)和储液控制单元(100)、散热单元(200)都并列可抽拉地安装于服务器安装框架中。