CN219660260U - 服务器机柜及数据中心 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种服务器机柜及数据中心，属于服务器技术领域。服务器机柜包括：机架、液冷模块、风冷模块和至少一个液冷服务器；液冷模块包括连接管路和换热盘管；至少一个液冷服务器位于机架上，至少一个液冷服务器的液冷循环接口通过连接管路与换热盘管连接，至少一个液冷服务器、连接管路和换热盘管形成一循环回路，循环回路中填充有换热介质；风冷模块位于机架上，换热盘管位于风冷模块内；服务器机柜被配置为，换热介质沿至少一个液冷服务器、连接管路和换热盘管循环流出；换热介质位于至少一个液冷服务器内时从发热元件吸收热量，换热介质位于换热盘管内时向空气释放热量。本申请的服务器机柜满足了液冷服务器在风冷机房的部署需求。

Description

服务器机柜及数据中心

技术领域

本申请涉及服务器技术领域，特别涉及一种服务器机柜及数据中心。

背景技术

数据中心作为可提供数据存储、处理、流通的算力基础设施。相关技术中数据中心的散热方式，主要通过风冷手段进行，即以空气作为冷媒带走热量。而且随着算力设备功率的提升，以及社会对高密度、超高密度数据中心需求的增长，风冷降温的手段正日渐式微。

作为近年来新出现的散热手段，液冷技术使用各类液体充当冷媒，与设备的发热部件进行热交换，能为数据中心带来更高效的降温体验。

但是液冷技术需要复杂的循环系统，施工工程量大，建设周期长，更加适用于大规模数据中心的改造升级，对于小规模数据中心的经济性和适用性较差。

实用新型内容

本申请提供了一种服务器机柜及数据中心，能够解决小规模数据中心改造液冷散热的经济性和适用性较差的问题。

所述技术方案如下：

一方面，提供了一种服务器机柜，所述服务器机柜包括：机架、液冷模块、风冷模块和至少一个液冷服务器；

所述液冷模块包括连接管路和换热盘管；

所述至少一个液冷服务器位于所述机架上，所述至少一个液冷服务器的液冷循环接口通过所述连接管路与所述换热盘管连接，所述至少一个液冷服务器、所述连接管路和所述换热盘管形成一循环回路，所述循环回路中填充有换热介质；

所述风冷模块位于所述机架上，所述换热盘管位于所述风冷模块内；

所述服务器机柜被配置为，所述换热介质沿所述至少一个液冷服务器、所述连接管路和所述换热盘管循环流出；所述换热介质位于所述至少一个液冷服务器内时从发热元件吸收热量，所述换热介质位于所述换热盘管内时向空气释放热量。

另一方面，提供了一种数据中心，所述数据中心包括本申请所述的服务器机柜，及机房空调；

所述机房空调的出风口与所述风冷模块的风道一端连通，所述机房空调的回风口与所述风冷模块的风道的另一端连通。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请的服务器机柜，兼具风冷和液冷的功能，利用液冷模块的换热介质将液冷服务器内的热量转移到风冷模块，换热介质在换热盘管内与空气进行热交换，实现热量的散出，从而可以满足液冷服务器在风冷机房中的部署需求，避免了小规模部署场景下风冷向液冷改造的难题，提高了风冷机房中服务器的散热性能，满足日益增长的数据中心的散热需求。

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是本申请实施例提供的服务器机柜第一视角的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的服务器机柜第二视角的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的服务器机柜的连接示意图；

图4是本申请实施例提供的服务器机柜的正视图；

图5是本申请实施例提供的换热盘管的结构示意图；

图6是本申请另一实施例提供的换热盘管的结构示意图。

图中的附图标记分别表示为：

1、机架；11、挂载立柱；12、第一功能区；13、第二功能区；

2、液冷模块；

21、连接管路；22、换热盘管；221、矩形框架；222、盘管本体；223、连接管；224、V形支架；23、水泵；24、第一分配器；241、第一接口；242、第二接口；25、第二分配器；251、第三接口；252、第四接口；

3、风冷模块；31、风道；32、风机；

4、液冷服务器；41、液冷循环进口；42、液冷循环出口。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中，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”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请请和简化描述，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申请的限制。

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

在数据中心应用初期，冷板液冷业务需求量一般比较小，且分布比较零散，因此数据中心多以风冷方案为主。当面对日益剧增的冷却需求，如果对存量机房进行规模改造，或者规模新建液冷机房，都会带来巨大的初投资支出。同时会造成比较多的风冷机柜产生空置成本。

因此，本申请提供了一种服务器机柜，兼具风冷和液冷的功能，可以满足液冷服务器在风冷机房中的部署需求，提高了风冷机房中服务器的散热性能，满足日益增长的数据中心的散热需求。

本申请提供的测试装置应用的液冷服务器、服务器机柜和数据中心可涉及云技术。

云技术(Cloud Technology)是指在广域网或局域网内将硬件、软件、网络等系列资源统一起来，实现数据的计算、储存、处理和共享的一种托管技术。

云技术是基于云计算商业模式应用的网络技术、信息技术、整合技术、管理平台技术、应用技术等的总称，可以组成资源池，按需所用，灵活便利。云计算技术将变成重要支撑。技术网络系统的后台服务需要大量的计算、存储资源，如视频网站、图片类网站和更多的门户网站。伴随着互联网行业的高度发展和应用，将来每个物品都有可能存在自己的识别标志，都需要传输到后台系统进行逻辑处理，不同程度级别的数据将会分开处理，各类行业数据皆需要强大的系统后盾支撑，可以通过云计算来实现。

云计算(Cloud Computing)指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。随着互联网、实时数据流、连接设备多样化的发展，以及搜索服务、社会网络、移动商务和开放协作等需求的推动，云计算迅速发展起来。不同于以往的并行分布式计算，云计算的产生从理念上将推动整个互联网模式、企业管理模式发生革命性的变革。

作为云计算的基础能力提供商，会建立云计算资源池(简称云平台，一般称为IaaS(Infrastructure as a Service，基础设施即服务)平台，在资源池中部署多种类型的虚拟资源，供外部客户选择使用。云计算资源池中主要包括：计算设备(为虚拟化机器，包含操作系统)、存储设备、网络设备。

按照逻辑功能划分，在基础设施即服务(Infrastructure as a Service，IaaS)层上可以部署平台即服务(Platform as a Service，PaaS)层，PaaS层之上再部署软件即服务(Software as a Service，SaaS)层，也可以直接将SaaS部署在IaaS上。PaaS为软件运行的平台，如数据库、web容器等。SaaS为各式各样的业务软件，如Web门户网站、短信群发器等。一般来说，SaaS和PaaS相对于IaaS是上层。

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。

一方面，结合图1-3所示，本实施例提供了一种服务器机柜，服务器机柜包括：机架1、液冷模块2、风冷模块3和至少一个液冷服务器4。

液冷模块2包括连接管路21和换热盘管22；至少一个液冷服务器4位于机架1上，至少一个液冷服务器4的液冷循环接口通过连接管路21与换热盘管22连接，至少一个液冷服务器4、连接管路21和换热盘管22形成一循环回路，循环回路中填充有换热介质；风冷模块3位于机架1上，换热盘管22位于风冷模块3内。

服务器机柜被配置为，换热介质沿至少一个液冷服务器4、连接管路21和换热盘管22循环流出；换热介质位于至少一个液冷服务器4内时从发热元件吸收热量，换热介质位于换热盘管22内时向空气释放热量。

本实施例的服务器机柜，兼具风冷和液冷的功能，利用液冷模块2的换热介质将液冷服务器4内的热量转移到风冷模块3，换热介质在换热盘管22内与空气进行热交换，实现热量的散出，从而可以满足液冷服务器4在风冷机房中的部署需求，避免了小规模部署场景下风冷向液冷改造的难题，提高了风冷机房中服务器的散热性能，满足日益增长的数据中心的散热需求。

在一些可能的实现方式中，机架1是用于容纳电气或电子设备的独立式或自支撑的机壳。机架1一般配置门、可拆或不可拆的侧板和背板。机架1是电气设备中不可或缺的组成部分，是电气控制设备的载体。一般由冷轧钢板或合金制作而成。可以提供对存放设备的防水、防尘、防电磁干扰等防护作用。

在另一些可能的实现方式中，液冷服务器4的数量，例如为一个、两个、三个、四个等等。

在一些可能的实现方式中，该液冷服务器4可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器，本申请在此不做限制。

示例性地，液冷服务器4内设有主板，主板表面布置有至少一个发热元件。主板采用印制电路板作为基板，该发热元件可以为CPU(Central Processing Unit，央处理器)、GPU、开关芯片、芯片组等。

在一些可能的实现方式中，换热盘管22包括但不限于板形换热器、V形换热器等等。

示例性地，换热盘管22为板形换热器，参考图5，换热盘管22包括矩形框架221、盘管本体222和连接管223，其中盘管本体222由多根平行间隔布置的换热管构成，相邻换热管端部利用弯管连通，使得换热介质能够在换热管内循环流动；盘管本体222通过矩形框架221固定形成板形。连接管223布置在矩形框架221的一端，作为盘管本体222与连接管路21的衔接部件。

当换热盘管22布置在风道31内时，矩形框架221与空气流动方向垂直布置，空气在流经盘管本体222时，与管内的高温换热介质进行热交换。

另一示例性地，换热盘管22为V形换热器，参考图6，换热盘管22包括两个矩形框架221、盘管本体222、连接管223和V形支架224，两个矩形框架221分别与V形支架224连接，盘管本体222通过两个矩形框架221固定形成V形。连接管223分别布置在两个矩形框架221的一端。

当换热盘管22布置在风道31内时，两个矩形框架221分别与空气流动方向倾斜布置，从而增加盘管本体222与空气的换热面积，有利于提高换热盘管22的换热效率。

在另一些可能的实现方式中，换热介质充满循环回路，也即将循环回路中的空气压出，提高换热介质的容量，并抱歉换热介质的顺畅流动。

结合图3所示，在一些实施例中，风冷模块3包括风道31和至少一个风机32；风道31的两端分别延伸至机架1的前后两侧，至少一个风机32位于风道31内，至少一个风机32用于驱动空气沿风道31流动；换热盘管22的至少部分位于风道31内，并与风道31内的空气接触。

本实施例的服务器机柜，针对风冷数据中心的特性，风冷模块3包括风道31和至少一个风机32，风机32旋转工作产生气流，带动空气沿风道31流动，使得低温空气源源不断的进入风道31，并与风道31内的换热盘管22接触，换热介质内的热量传递到低温空气中，换热介质的温度降低，从而可以循环进入液冷服务器4进行下一轮的冷却循环。

在一些可能的实现方式中，风机32的数量，例如为一个、两个、三个等等，可以根据风道31的面积，风量需求进行合理的选择。

结合图3所示，在一些实施例中，液冷模块2还包括至少一个水泵23，至少一个水泵23位于连接管路21上，至少一个水泵23用于驱动换热介质沿循环回路循环流动。

本实施例的液冷模块2，利用循环流动的换热介质将液冷服务器4内的热量转移至换热盘管22后向外散出，水泵23能够为换热介质提供循环动力，使得换热介质能够按照需求的速度和流量进行循环流动，确保热量的转移。

在大型液冷数据中心中，换热介质能够利用外部水泵23提供足够的循环动力，而在风冷数据中心，换热介质缺少外部动力，从而本实施例的服务器机柜中配置有至少一个水泵23，从而使得换热介质能够在服务器机柜内部循环流动，而无需对数据中心的其它结构(如空调系统、液冷管道等)进行改造。

换热介质通过水泵23的作用在循环回路中循环流动。低温换热介质沿连接管路21、液冷循环接口进入液冷服务器4。在液冷服务器4内处吸收发热元件的热量，变为高温换热介质，之后从液冷服务器4中流出，沿液冷循环接口、连接管路21到达换热盘管22，低温空气与换热介质进行热交换，实现换热介质的散热降温，新的低温换热介质水泵23作用下再次进入液冷服务器4，执行下一轮的热量搬运。

在一些可能的实现方式中，液冷模块2内的水泵23的数量为两个，并联的布置在循环回路中，可以确保一台水泵23出现问题后，另一水泵23可以维持循环系统的正常循环，还可以利用两台水泵23提高循环系统中的流动效率。

在另一些可能的实现方式中，循环回路中还设置补液口、储液罐、泄液口、隔离阀、压力传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器、电导率传感器、过滤器等装置，保证系统满足正常运行和检修维护工作。

结合图2所示，在一些实施例中，液冷模块2还包括第一分配器24和第二分配器25；第一分配器24和第二分配器25分别连接于换热盘管22的两端，并分别通过连接管路21与至少一个液冷服务器4的液冷循环接口连接。

当本实施例的服务器机柜内布置有多台液冷服务器4时，多台液冷服务器4能够通过第一分配器24和第二分配器25分别与换热盘管22连接，实现进口的分液和出口的汇液。

在一些实施例中，第一分配器24和第二分配器25与连接管路21之间通过快速接口连接。利用快速接口，可以提高服务器机柜的安装便利性，同时支持无泄漏插拔，便于检修和安装。

结合图3所示，在一些实施例中，至少一个液冷服务器4的液冷循环接口包括液冷循环进口41和液冷循环出口42。

第一分配器24设有一个第一接口241和至少一个第二接口242；第一接口241与换热盘管22的进液端连接，至少一个第二接口242通过连接管路21与液冷循环出口42连接。

第二分配器25设有一个第三接口251和至少一个第四接口252，第三接口251与换热盘管22的出液端连接，至少一个第四接口252通过连接管路21与液冷循环进口41连接。

利用第一分配器24的一个第一接口241和至少一个第二接口242，以及第二分配器25的一个第三接口251和至少一个第四接口252，能够实现一个换热盘管22同时与多个液冷换热器的循环连接，多个液冷换热器输出的高温换热介质能够利用第一分配器24汇流后进入换热盘管22，换热盘管22输出的低温换热介质能够利用第二分配器25分流进入多个液冷换热器。

结合图4所示，在一些实施例中，服务器机柜包括第一功能区12和第二功能区13，第一功能区12和第二功能区13沿水平方向分布；至少一个液冷服务器4位于第一功能区12内，风冷模块3位于第二功能区13内。

将机柜内的空间沿水平方向划分为第一功能区12和第二功能区13，其中第一功能区12集中的布置液冷服务器4，第二功能区13集中的布置风冷模块3，液冷服务器4的走线集中布置，有利于优化机柜内的走线规划。

结合图4所示，在一些实施例中，液冷服务器4的数量为多个，多个液冷服务器4沿竖直方向分别布置在第一功能区12内；多个液冷服务器4分别通过连接管路21与换热盘管22连接。

在竖直方向上布置多个液冷服务器4，这有利于充分利用机架1内的空间，提高机架1内的服务器密度，提高数据中心内的空间利用率。

示例性地，机架1内侧设有挂载立柱11，挂载立柱11上设有能够挂载安装液冷服务器4的安装孔，通过安装孔能够将多个液冷服务器4沿竖直方向的固定安装在机架1内。

在一些实施例中，至少一个液冷服务器4内设有液冷板，液冷板与至少一个发热元件接触，液冷板与液冷循环接口连接，换热介质能够流经液冷板。

本实施例中，液冷服务器4内布置液冷板，液冷板与发热元件接触，液冷板内部中空，以供换热介质循环流动，当换热介质进入液冷板后，热量从发热元件传递进来，使得换热介质的温度升高，随着换热介质的流出，热量被带走，从而实现了发热元件的降温冷却。

另一方面，结合图1-4所示，本实施例提供了一种数据中心，数据中心包括本申请的服务器机柜，及机房空调；机房空调的出风口与风冷模块3的风道31一端连通，机房空调的回风口与风冷模块3的风道31的另一端连通。

本实施例的数据中心采用了本申请的服务器机柜，具有本文所有实施例的全部有益技术效果。

机房空调的出口风源源不断的向外输出低温空气，低温空气在风机32或者气压作用下沿风道31流动，与风道31内的换热盘管22接触，换热盘管22内的换热介质中的热量向低温空气中传递，从而换热盘管22能够向液冷服务器4输出低温换热介质。

在一些实施例中，数据中心包括多个服务器机柜，多个服务器机柜成列的布置在数据中心内部，一列机柜的数量不等。每列机柜有一个综合配电柜(即列头柜)，综合配电柜内部有较多的空气开关，为本列机柜进行供电分配。

需要指出的是，在本申请中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。

以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，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)

1.一种服务器机柜，其特征在于，所述服务器机柜包括：机架(1)、液冷模块(2)、风冷模块(3)和至少一个液冷服务器(4)；

所述液冷模块(2)包括连接管路(21)和换热盘管(22)；

所述至少一个液冷服务器(4)位于所述机架(1)上，所述至少一个液冷服务器(4)的液冷循环接口通过所述连接管路(21)与所述换热盘管(22)连接，所述至少一个液冷服务器(4)、所述连接管路(21)和所述换热盘管(22)形成一循环回路，所述循环回路中填充有换热介质；

所述风冷模块(3)位于所述机架(1)上，所述换热盘管(22)位于所述风冷模块(3)内；

所述服务器机柜被配置为，所述换热介质沿所述至少一个液冷服务器(4)、所述连接管路(21)和所述换热盘管(22)循环流出；所述换热介质位于所述至少一个液冷服务器(4)内时从发热元件吸收热量，所述换热介质位于所述换热盘管(22)内时向空气释放热量。

2.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述风冷模块(3)包括风道(31)和至少一个风机(32)；

所述风道(31)的两端分别延伸至所述机架(1)的前后两侧，所述至少一个风机(32)位于所述风道(31)内，所述至少一个风机(32)用于驱动空气沿所述风道(31)流动；

所述换热盘管(22)的至少部分位于所述风道(31)内，并与所述风道(31)内的空气接触。

3.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述液冷模块(2)还包括至少一个水泵(23)，所述至少一个水泵(23)位于所述连接管路(21)上，所述至少一个水泵(23)用于驱动所述换热介质沿所述循环回路循环流动。

4.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述液冷模块(2)还包括第一分配器(24)和第二分配器(25)；

所述第一分配器(24)和所述第二分配器(25)分别连接于所述换热盘管(22)的两端，并分别通过所述连接管路(21)与所述至少一个液冷服务器(4)的液冷循环接口连接。

5.根据权利要求4所述的服务器机柜，其特征在于，所述第一分配器(24)和所述第二分配器(25)与所述连接管路(21)之间通过快速接口连接。

6.根据权利要求4所述的服务器机柜，其特征在于，所述至少一个液冷服务器(4)的液冷循环接口包括液冷循环进口(41)和液冷循环出口(42)；

所述第一分配器(24)设有一个第一接口(241)和至少一个第二接口(242)；所述第一接口(241)与所述换热盘管(22)的进液端连接，所述至少一个第二接口(242)通过所述连接管路(21)与所述液冷循环出口(42)连接；

所述第二分配器(25)设有一个第三接口(251)和至少一个第四接口(252)，所述第三接口(251)与所述换热盘管(22)的出液端连接，所述至少一个第四接口(252)通过所述连接管路(21)与所述液冷循环进口(41)连接。

7.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述服务器机柜包括第一功能区(12)和第二功能区(13)，所述第一功能区(12)和所述第二功能区(13)沿水平方向分布；

所述至少一个液冷服务器(4)位于所述第一功能区(12)内，所述风冷模块(3)位于所述第二功能区(13)内。

8.根据权利要求7所述的服务器机柜，其特征在于，所述液冷服务器(4)的数量为多个，多个所述液冷服务器(4)沿竖直方向分别布置在所述第一功能区(12)内；

多个所述液冷服务器(4)分别通过所述连接管路(21)与所述换热盘管(22)连接。

9.根据权利要求1所述的服务器机柜，其特征在于，所述至少一个液冷服务器(4)内设有液冷板，所述液冷板与至少一个发热元件接触，所述液冷板与所述液冷循环接口连接，所述换热介质能够流经所述液冷板。

10.一种数据中心，其特征在于，所述数据中心包括权利要求1-9中任一项所述的服务器机柜，及机房空调；

所述机房空调的出风口与所述风冷模块(3)的风道(31)一端连通，所述机房空调的回风口与所述风冷模块(3)的风道(31)的另一端连通。