一种两相浸没式液冷装置的制作方法

本发明涉及一种服务器的冷却技术，特别涉及一种两相浸没式液冷装置。

背景技术：

随着it技术飞速发展，服务器的功率密度逐级升高，散热已成为数据中心亟须解决的问题。

传统数据中心，采用风冷进行散热，利用风扇间接带走服务器的热量，机房的环境温度会逐渐上升，机房通过配置中央空调冷却系统，将机房的环境温度控制在22℃左右，而目前这种风冷散热方式存在噪音大、耗电量大、制冷效率低、存在制冷极限等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种两相浸没式液冷装置，利用相变原理以实现冷却效果，其换热系数高，可有效提高发热元件的均温性和允许的最高热流密度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种两相浸没式液冷装置，包括：容纳制冷剂的制冷槽、浸没于所述制冷剂中的发热元件以及固定安装于所述制冷槽内侧的冷凝器；

所述制冷槽的下方处设有液相区，所述制冷槽的上方设有气相区，所述气相区与所述冷凝器入口相连通，所述冷凝器出口与所述液相区相连通；

所述冷凝器外部还安装有外冷却系统，所述外冷却系统还连接有供水管道和回水管道，通过所述外冷却系统中的供水管道和回水管道对冷凝器进行热量交换。

在本发明一个较佳实施例中，所述液相区外侧连接有自循环过滤装置。

在本发明一个较佳实施例中，所述自循环过滤装置包括：自循环水泵和过滤器，所述自循环水泵、所述过滤器和所述液相区相连形成循环回路。

在本发明一个较佳实施例中，所述门框外层顶端还固定安装有空气分离器。

在本发明一个较佳实施例中，所述空气分离器的入口连通于所述门框内部。

在本发明一个较佳实施例中，所述液相区和所述气相区通过隔板进行分隔。

在本发明一个较佳实施例中，所述制冷槽外侧固定安装有液位变送器、压力变送器。

在本发明一个较佳实施例中，所述制冷槽外层包裹有保温材料。

在本发明一个较佳实施例中，所述冷凝器为微通道平行流式冷凝器。

在本发明一个较佳实施例中，所述微通道平行流式冷凝器内部的热交换结构由翅片和扁管结合构成。

本发明的有益效果是：本发明一种两相浸没式液冷装置，通过采用容纳制冷剂的制冷槽与冷凝器相互配合，并将发热元件浸没至制冷槽内的制冷剂中，从而实现制冷剂在整个系统内进行液-气相的转化，利用其相变原理，实现对发热元件的循环冷却，其换热系统高，冷却能力可达到传统风冷的1000倍，普通液冷方式的10倍，能够有效地提高发热元件的均温性和允许的最高热流密度，并实现浸没式液冷装置的小型化，除此之外，采用隔板将气相区和液相区进行分隔，能够保持气相区正压、液相区负压的状态，以保证液冷装置的循环。

附图说明

图1是本发明在一较佳实施例中的剖面图；

图2是本发明在一较佳实施例中的俯视图；

附图中各部件的标记如下：1、制冷槽，2、冷凝器，3、空气分离器，4、外冷却系统，5、供水管道，6、回水管道，7、自循环水泵，8、过滤器，9、制冷剂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例为：

一种两相浸没式液冷装置，包括：容纳制冷剂9的制冷槽1、浸没于所述制冷剂9中的发热元件以及固定安装于所述制冷槽1内侧的冷凝器2；

所述制冷槽1的下方处设有液相区，所述制冷槽1的上方设有气相区，所述气相区与所述冷凝器2入口相连通，所述冷凝器2出口与所述液相区相连通；

所述冷凝器2外部还安装有外冷却系统4，所述外冷却系统4还连接有供水管道5和回水管道6，通过所述外冷却系统4中的供水管道5和回水管道6对冷凝器2进行热量交换，具体热量交换原理为：发热元件浸没在制冷槽1内的制冷剂9中，制冷剂吸收发热元件的热量，从液态变成气态，上浮后进入到制冷槽1上方的气相区，随后进入到冷凝器2中，高温工质气体发生相变，转换为低温工质液态进行放热过程，此时冷凝器2在外冷却系统4的作用下进行热量交换。

请参阅图2，所述液相区外侧连接有自循环过滤装置，所述自循环过滤装置包括：自循环水泵7和过滤器8，所述自循环水泵7、所述过滤器8和所述液相区相连形成循环回路，通过自循环水泵7抽取液相区中的制冷剂9，使得制冷剂9通过过滤器8过滤制冷剂9中的杂质后被送回制冷槽1中的液相区内，实现制冷剂9的循环过滤处理，进一步提高液冷效果。

进一步说明，所述门框外层顶端还固定安装有空气分离器3，所述空气分离器3的入口连通于所述门框内部，用于分离制冷剂中的空气，通过空气分离器3顶部的排气阀排出。

进一步说明，所述液相区和所述气相区通过隔板进行分隔，采用隔板将气相区和液相区进行分隔，能够保持气相区正压、液相区负压的状态，即使得液相区和气相区存在压差，以保证液冷装置的循环。

进一步说明，所述制冷槽1外侧固定安装有液位变送器、压力变送器，用于监控液冷装置中的制冷剂液位和蒸发压力。

进一步说明，所述制冷槽1外层包裹有保温材料，能够保证制冷槽6的温度不受外界影响，进一步保证制冷效果。

再进一步说明，所述冷凝器2为微通道平行流式冷凝器，具有风阻小、换热效率高、结构紧凑、体积小、重量轻、环保易回收、可靠性高、使用维护方便的优点，所述微通道平行流式冷凝器内部的热交换结构由翅片和扁管结合构成，能够提高换热效率，增强耐压能力。

需要说明的是，本发明揭示了一种两相浸没式液冷装置，由冷凝器2、制冷槽1构成一个密闭循环系统，主要用于对发热元件的循环冷却，其具体的工作原理如下：

首先，发热元件浸没在制冷槽1内的制冷剂9中，制冷剂吸收发热元件的热量，从液态变成气态，上浮后进入到制冷槽1上方的气相区，随后在隔板的作用下，使得正压的气相区中的气态制冷剂9被压差驱动进入到冷凝器2中，高温工质气体发生相变，转换为低温工质液态进行放热过程，此时冷凝器2在外冷却系统4的作用下进行热量交换，通过供水管道5和回水管道6循环流动，将热量带走，而由气态变成液态的制冷剂9又依靠重力回流至冷凝器2下方的液相区内，继续对发热元件进行冷却，最终实现冷却循环。

与此同时，启动自循环过滤装置，通过自循环水泵7抽取液相区中的制冷剂9，使得制冷剂9通过过滤器8脱除制冷剂9中的杂质后被送回制冷槽1中的液相区内，实现制冷剂9的循环过滤处理，使得液相区内制冷剂的纯度始终保持较高状态，从而进一步保证液冷效果。

此外，液态制冷剂质变成气态制冷剂9的过程中，气态制冷剂9与空气夹杂，此时在空气分离器3的作用下将气态制冷剂9中夹杂的空气进行分离，最终通过空气分离器3顶部的排气阀排出，进一步保证液冷效果。

区别于现有技术，本发明一种两相浸没式液冷装置，通过采用容纳制冷剂9的制冷槽1与冷凝器2相互配合，并将发热1件浸没至制冷槽1内的制冷剂9中，从而实现制冷剂9在整个系统内进行液-气相的转化，利用其相变原理，实现对发热元件的循环冷却，其换热系统高，冷却能力可达到传统风冷的1000倍，普通液冷方式的10倍，能够有效地提高发热元件的均温性和允许的最高热流密度，并实现浸没式液冷装置的小型化。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。