一种直接接触式冷却机柜的布液系统的制作方法

本发明属换热设备技术领域，具体涉及一种直接接触式冷却机柜的布液系统。

背景技术：

现在的服务器基本上都是基于空气冷却而设计的，此种服务器通常是用一个前后设有气孔的外壳来收纳主板、CPU、内存、硬盘、网络硬件等组件，通过一个或者多个风扇来驱动服务器周围的空气进入壳体内部来散热。为了对服务器进行有效散热，高密度服务器机房温度需要很低，所以数据中心机房的冷却功耗占机房总功耗比例高达50％以上，能耗极高，已经越来越不符合目前节能减排的发展要求。

为了对服务器进行更有效的散热，传统的直接接触冷却技术有采用将服务器整体浸泡在活性低且不导电的矿物油中，通过矿物油的吸收与传递，再通过油冷散热系统，将热量持续高效的散发出去的方法。但是由于服务器需要整体浸泡在矿物油中，所需矿物油量大，机柜整体重量偏重，增加安装运输成本，需要进一步改进直接接触冷却的系统结构。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出了一种直接接触式冷却机柜的布液系统，本直接接触式冷却机柜的布液系统可以直接将液体工质喷淋到发热元件表面，通过直接接触有效地将服务器的热量带走，显著提高散热效率，同时采用喷淋冷却方式，与直接浸泡冷却相比所需液体工质量少，机柜重量减少，便于安装运输，并且可以方便地对液体喷淋系统进行安装维修。

为实现上述方案，本发明提供的一种直接接触式冷却机柜的布液系统，包括：布液喷淋板、储液槽、泵、连接管路、过滤器、干燥器、散热器和机柜主体；多块布液喷淋板从上至下依次并排间隔安装在机柜主体内，储液槽安装在机柜主体底部，散热器安装在机柜主体内部单独散热或者安装在机房外部进行集中散热，所述储液槽通过泵和连接管路连接到散热器，每块布液喷淋板均通过管道与连接管路连接，过滤器安装在泵与储液槽连接的管道上，干燥器安装在散热器与连接管路连接的入口处，所述布液喷淋板包括喷淋板本体、工质入口管和布液喷淋孔，所述喷淋板本体为中空密封板材，一根或者多根工质入口管安装在喷淋板本体的侧端，多个布液喷淋孔设置在喷淋板本体的底板上，所述散热器的顶部安装有用于对流散热的风扇。

在上述技术方案中，本布液系统依托于传统的密封机柜，通过喷淋使液体工质与机柜内部的发热元件、设备直接接触，通过液体工质直接将机柜内部热量带出，实现冷却降温的目的。本系统工作时，液体工质首先加入储液槽，通过泵的压力泵入连接管路，然后通过布液喷淋板的底部孔隙流出，与发热元件直接接触；被发热元件加热后的液体工质在服务器上聚集到一定程度，之后通过布液喷淋板，最终汇聚到机柜底部储液槽；通过过滤器过滤后，储液槽内的液体再次泵入散热器进行降温，之后再进入喷淋管路对发热元件降温，如此循环，同时通过风扇的对流散热作用可以加快散热器内液体工质的散热速度，实现液体工质的快速降温。

优选的，所述布液喷淋板包括喷淋板本体、工质入口管和布液喷淋孔，所述喷淋板本体为中空密封板材，一根或者多根工质入口管安装在喷淋板本体的侧端，多个布液喷淋孔设置在喷淋板本体的底板上。

优选的，所述部分布液喷淋孔上安装有喷头。

优选的，所述喷淋板本体的顶板上设置有回收槽，所述回收槽与储液槽连接。上层喷淋的液体工质可以通过下层喷淋板本体顶板上设置的回收槽重新回收到储液槽内，实现液体工质的循环使用。

优选的，安装在喷淋板本体底板上的布液喷淋孔的直径不完全相同，所述布液喷淋孔的直径在1mm-5mm之间。不同孔径的布液喷淋孔有利于针对不同发热元件喷淋不同量的液体工质，实现有针对性的喷淋。

优选的，安装在喷淋板本体底板上的喷头的喷洒形状不完全相同，所述喷头的喷洒形状为扇形、锥形、方形或柱流状。

在上述技术方案中，当依托机柜内部的发热元件发热量均匀时，直接采用布液喷淋孔喷淋；当发热元件发热量相对集中时，在发热元件上方的喷淋孔内安装喷头，通过调节喷雾的形状对发热元件进行集中散热，从而有效将热量带走，其余部位仍然采用喷淋孔喷淋；当发热元件整体承压较小时，可以全部安装喷淋喷头，实现柔性喷淋。

优选的，所述储液槽为上端开口的方形金属或者塑料容器。

本发明所述技术方案的有益效果在于：

1)通过本直接接触式冷却机柜的布液系统，传热工质喷淋到发热元件或设备表面，与发热元件直接接触，可以减少中间的多层热阻，传热效率明显提高。相对于传统的液体工质浸泡传热，喷淋散热所用液体量大大减少，减轻机柜重量，便于安装运输；

2)本直接接触式冷却机柜的布液系统实现了喷淋液体工质的循环使用，减少操作成本；

3)本直接接触式冷却机柜的布液系统用于机柜、机房，对机房温度要求降低，大大减少了机房空调的使用率，有助于提高机房的综合能耗比。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明中布液喷淋板、储液槽、泵和连接管路的结构连接示意图；

图3为本发明中布液喷淋板的结构示意图。

图4为本发明中实施例喷头的结构示意图。

图中：1、布液喷淋板；2、储液槽；3、泵；4、连接管路；5、过滤器；6、干燥器；7、风扇；8、散热器；9、机柜主体；11、工质入口管；12、布液喷淋孔；13、喷头；14、喷淋板本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通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，均属于本发明的保护范围。

实施例：一种直接接触式冷却机柜的布液系统。

如图1至图3所示，一种直接接触式冷却机柜的布液系统，包括：布液喷淋板1、储液槽2、泵3、连接管路4、过滤器5、干燥器6、散热器8和机柜主体9；多块布液喷淋板1从上至下依次并排间隔安装在机柜主体9内，储液槽2安装在机柜主体9底部，散热器8安装在机柜主体9内部进行单独散热或者安装在机房外部进行集中散热，当然如果布液系统包括多个机柜主体9，散热器8也可安装在多个机柜主体9之间进行集中散热，所述储液槽2通过泵3和连接管路4连接到散热器8，每块布液喷淋板1均通过管道与连接管路4连接，过滤器5安装在泵3与储液槽2连接的管道中，干燥器6安装在散热器8与连接管路4连接的入口处。

本直接接触式冷却机柜的布液系统的工作原理是：依托于传统的密封机柜，通过喷淋使液体工质与机柜内部的发热元件、设备直接接触，通过液体工质直接将机柜内部热量带出，实现冷却降温的目的。本系统中的喷淋液体工质要求比热高，粘度系数低，电气绝缘性能好及化学性质稳定，因此优选为二甲基硅油、苯甲基硅油。本系统工作时，液体工质首先加入储液槽2，通过泵3的压力泵入连接管路4，然后通过布液喷淋板1的底部孔隙流出，与发热元件直接接触；被发热元件加热后的液体工质在服务器上聚集到一定程度，之后通过布液喷淋板1最终汇聚到机柜底部储液槽2；通过过滤器5过滤后，储液槽2内的液体再次泵入散热器8进行降温，之后再进入喷淋管路对发热元件降温，如此循环。

参照图2至图4所示，为了更好的保证喷淋的均匀性，采取如下布液喷淋板1，所述布液喷淋板1包括喷淋板本体14、工质入口管11、布液喷淋孔12和喷头13，所述喷淋板本体14为中空密封板材，一根或者多根工质入口管11安装在喷淋板本体14的侧端，多个布液喷淋孔12设置在喷淋板本体14的底板上，所述布液喷淋孔12的直径不完全相同，布液喷淋孔12的直径设置在1mm-5mm之间，由于不同孔径的布液喷淋孔有利于针对不同发热元件喷淋不同量的液体工质，可以实现有针对性的喷淋。同时部分布液喷淋孔12上安装有喷头13，所述喷头13的喷洒形状不完全相同，可选形状为扇形、锥形、方形或柱流状。通过上述布液喷淋板1，当依托机柜主体9内部的发热元件发热量均匀时，直接采用布液喷淋孔12喷淋；当发热元件发热量相对集中时，在发热元件上方的喷淋孔12内安装喷头13，通过调节喷雾的形状对发热元件进行集中散热，从而有效将热量带走，其余部位仍然采用布液喷淋孔12喷淋；当发热元件整体承压较小时，可以全部安装喷淋喷头13，实现柔性喷淋，并选择不同的喷雾形状，以便更好的实现有针对性的喷淋。

本实施例中，所述喷淋板本体14的顶板上设置有回收槽，所述回收槽与储液槽2连接。上层喷淋的液体工质可以通过下层喷淋板本体14顶板上设置的回收槽重新回收到储液槽2内，实现液体工质的循环使用。

参照图1所示，所述散热器8的顶部安装有用于对流散热的风扇7。通过风扇7的对流散热作用可以加快散热器8内液体工质的散热速度，实现液体工质的快速降温。

本实施例中，所述储液槽2为上端开口的方形金属容器。方形金属容器加工简单，安装方便。

与传统的空气散热相比，由于液体工质的比热及密度均高于空气，与散热元件直接接触时，散掉同等热量所需的液体体积远远小于所需空气的量。针对此直接接触式冷却机柜，耗能只集中于液体泵和散热风扇，与空气散热方式所需的机房空调相比，功耗大大降低，综合能耗比大大提高。与液体工质直接浸泡冷却相比，喷淋冷却可以降低液体工质使用量，机柜重量减轻，便于安装运输。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。