一种数据中心散热系统、蒸发装置及整机柜的制作方法

本发明涉及云计算技术领域，特别涉及一种数据中心散热系统、蒸发装置及整机柜。

背景技术：

随着云计算技术的不断发展，数据中心已成为现代生活不可或缺的一部分，与此同时，数据中心的规模也在逐渐壮大。数据中心中部署的整机柜将会产生大量热量，如果不及时将热量排放到数据中心外面，将很可能导致整个数据中心瘫痪，因此，对数据中心进行散热成为当前比较关注的问题。

目前，主要是通过在数据中心内安装专业的精密空调，通过精密空调将将整机柜产生的热量排放到数据中心外来进行散热。

但是，采用精密空调来对数据中心进行散热，耗电量比较大，从而造成能耗比较高。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种数据中心散热系统、蒸发装置及整机柜，能够降低能耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种数据中心散热系统，包括：

至少一个整机柜、至少一个蒸发装置、冷凝装置和氟泵；其中，所述至少一个整机柜和所述至少一个蒸发装置位于数据中心内；

所述至少一个蒸发装置分别与所述冷凝装置和所述氟泵相连；

所述冷凝装置与所述氟泵相连；

所述至少一个蒸发装置内部流通的冷却液体吸收所述至少一个整机柜产生的热量，吸收所述热量汽化后的冷却液体进入所述冷凝装置中；

所述冷凝装置，用于冷凝所述汽化后的冷却液体，并将冷凝过程产生的热量排到所述数据中心外；以及冷凝形成的所述冷却液体被所述氟泵抽送到所述至少一个蒸发装置中。

优选地，

每一个所述蒸发装置，包括：换热管束和至少一个喷杆；其中，

所述至少一个喷杆固定安装在所述换热管束内；所述至少一个喷杆与所述换热管束之间形成有存储空间；

每一个所述喷杆上设置有喷头；其中，每一个所述喷头，用于将所在喷杆内部流通的所述冷却液体喷洒到所述存储空间中。

优选地，

每一个所述整机柜，包括：机柜本体和至少一个服务器节点；其中，

所述机柜本体的内部空间划分为前窗区和后窗区；

所述至少一个服务器节点固定安装在所述机柜本体的前窗区；

所述蒸发装置固定安装在所述机柜本体的后窗区；

所述蒸发装置内部流通的所述冷却液体吸收所述至少一个服务器节点产生的热量。

优选地，

进一步包括：至少一个风扇墙；

每一个所述风扇墙，固定安装在每一个所述机柜本体的后窗区；

所述蒸发装置，固定安装在所述至少一个服务器节点与所述风扇墙之间；

所述风扇墙，用于促进所述至少一个服务器节点与所述蒸发装置间进行的热交换。

优选地，

所述冷凝装置，包括：水冷式冷凝装置和风冷式冷凝装置中的任意一种。

第二方面，本发明实施例提供了一种蒸发装置，包括：

换热管束和至少一个喷杆；其中，

所述至少一个喷杆固定安装在所述换热管束内；

所述至少一个喷杆与所述换热管束之间形成有存储空间；

每一个所述喷杆上设置有喷头；其中，每一个所述喷头，用于将所在喷杆内部流通的所述冷却液体喷洒到所述存储空间中。

第三方面，本发明实施例提供了一种整机柜，包括：机柜本体、至少一个服务器节点，以及至少一个上述任一实施例所述的蒸发装置；其中，

所述至少一个服务器节点与所述至少一个蒸发装置固定安装在所述机柜本体内。

优选地，

所述机柜本体的内部空间划分为前窗区和后窗区；

所述至少一个蒸发装置固定安装在所述机柜本体的后窗区；

所述至少一个服务器节点固定安装在所述机柜本体的前窗区。

优选地，

进一步包括：风扇墙；

所述风扇墙，固定安装在所述机柜本体的后窗区；

所述蒸发装置固定安装在所述至少一个服务器节点与所述风扇墙之间。

优选地，

所述蒸发装置固定安装在每一个所述服务器节点内。

本发明实施例提供了一种数据中心散热系统、蒸发装置及整机柜，主要通过蒸发装置、冷凝装置及氟泵进行散热，其中，蒸发装置位于数据中心内。在散热的过程中，首先蒸发装置内部流通的冷却液体可吸收数据中心内的整机柜所释放的热量，从而汽化，并进入到设置在数据中心外的冷凝装置中，通过冷凝装置对汽化后的冷却液体进行冷凝，冷凝过程产生的热量被排放到数据中心外，冷凝形成的冷却液体被氟泵再抽送到蒸发装置中，以循环使用。相比于精密空调，氟泵的耗电量非常低，因此本方案利用氟泵进行的循环冷却散热方式能够降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明一个实施例提供的一种数据中心散热系统的结构示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种数据中心散热系统的结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的一种蒸发装置的结构示意图；

图4是本发明另一个实施例提供的一种蒸发装置的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种整机柜的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种数据中心散热系统，该系统可以包括：

至少一个整机柜101、至少一个蒸发装置102、冷凝装置103和氟泵104；其中，所述至少一个整机柜101和所述至少一个蒸发装置102位于数据中心内；

所述至少一个蒸发装置102分别与所述冷凝装置103和所述氟泵104相连；

所述冷凝装置103与所述氟泵104相连；

所述至少一个蒸发装置102内部流通的冷却液体吸收所述至少一个整机柜101产生的热量，吸收所述热量汽化后的冷却液体进入所述冷凝装置103中；

所述冷凝装置103，用于冷凝所述汽化后的冷却液体，并将冷凝过程产生的热量排到所述数据中心外；以及冷凝形成的所述冷却液体被所述氟泵104抽送到所述至少一个蒸发装置102中。

上述实施例中，主要通过蒸发装置、冷凝装置及氟泵进行散热，其中，蒸发装置位于数据中心内。在散热的过程中，首先蒸发装置内部流通的冷却液体可吸收数据中心内的整机柜所释放的热量，从而汽化，并进入到设置在数据中心外的冷凝装置中，通过冷凝装置对汽化后的冷却液体进行冷凝，冷凝过程产生的热量被排放到数据中心外，冷凝形成的冷却液体被氟泵再抽送到蒸发装置中，以循环使用。相比于精密空调，氟泵的耗电量非常低，因此本方案利用氟泵进行的循环冷却散热方式能够降低能耗。

为了使冷却液体和热量充分接触，高效地进行热交换，本发明一个实施例中，如图2所示，每一个所述蒸发装置102，包括：换热管束1021和至少一个喷杆1022；其中，

所述至少一个喷杆1022固定安装在所述换热管束内1021；

所述至少一个喷杆1022与所述换热管束1021之间形成有存储空间；

每一个所述喷杆1022上设置有喷头1023；其中，每一个所述喷头1023，用于将所在喷杆1022内部流通的所述冷却液体喷洒到所述存储空间中。

上述实施例中，喷头可以为固定的小孔，或者是采用工业的碰头构成。其中，孔的数量可根据数据中心中整机柜散热的热量进行设定。在对数据中心进行散热的过程中，每一个喷杆中将会流通有冷却液体，各个喷头将在压力作用下，不断的喷洒出所在喷杆中的冷却液体，从而喷洒出的部分冷却液体马上蒸发，也即吸收了热量而进行了汽化，这样，汽化后的冷却液体(此时为冷却液体的气态形式)就可以进入到冷凝装置中。

除此之外，蒸发装置中设置有两个管道接口，其中，第一管道接口通过第一管道连接到冷凝装置，第二管道接口通过第二管道连接到氟泵，那么汽化后的冷却液体可通过第一管道接口进入第一管道，并通过第一管道到达冷凝装置，当冷凝装置对汽化后的冷却液体进行冷凝后，再次形成的冷却液体将会被氟泵抽送到第二管道，通过第二管道抽送到第二管道接口，最后通过第二管道接口可将冷却液体分至各个喷杆中，以进行下一次的蒸发汽化过程。

通过在蒸发装置中设置喷杆，利用喷杆上设置的喷头不断的喷洒冷却液体，可以使冷却液体与热量更加充分的接触，从而更加高效的进行热交换，提高了对于数据中心的散热效率。

为了能够对整机柜进行更好的散热，在本发明一个实施例中，每一个所述整机柜，包括：机柜本体和至少一个服务器节点；其中，

所述机柜本体的内部空间划分为前窗区和后窗区；

所述至少一个服务器节点固定安装在所述机柜本体的前窗区；

所述蒸发装置固定安装在所述机柜本体的后窗区；

所述蒸发装置内部流通的所述冷却液体吸收所述至少一个服务器节点产生的热量。

上述实施例中，针对机柜本体中所安装的服务器节点的个数，以及服务器节点的散热量，可调整蒸发装置中换热管束和喷杆的数量。例如，机柜本体1中固定安装了8个服务器节点，且这8个服务器节点均是用来存储数据，而机柜本体2中固定安装了16个服务器节点，且有10个节点均是用来计算，那么为了能够更好的散热，以及节省资源，则这两个机柜本体中所需的换热管束和喷杆的数量也是不同的，可见，机柜本体2中需要的换热管束和喷杆的数量要多于机柜本体1中。

通过将蒸发装置固定安装在机柜本体的后窗区，且至少一个服务器节点固定安装在机柜本体的前窗区，拉近了蒸发装置与至少一个服务器节点的距离，从而蒸发装置能够更加及时的吸收至少一个服务器节点所释放的热量，提升了散热效果。

为了促进热交换，在本发明一个实施例中，可进一步包括：至少一个风扇墙；

每一个所述风扇墙，固定安装在每一个所述机柜本体的后窗区；

所述蒸发装置，固定安装在所述至少一个服务器节点与所述风扇墙之间；

所述风扇墙，用于促进所述至少一个服务器节点与所述蒸发装置间进行的热交换。

上述实施例中，风扇墙可以是由多个小的轴流风扇组成，或者是采用一个大的离心风扇或轴流风扇组成。

通过将包含换热管束和喷头的蒸发装置设置在服务器节点和风扇墙之间，可以通过风扇墙加速蒸发装置与服务器节点的热交换，从而能够更加快速的对服务器节点进行散热。

本发明一个实施例中，所述冷凝装置，包括：水冷式冷凝装置和风冷式冷凝装置中的任意一种。

上述实施例中，当采用水冷式冷凝装置时，又可采用立式壳管式、卧式壳管式和套管式等多种结构形式。

如图3所示，本发明实施例提供了一种蒸发装置，包括：换热管束301和至少一个喷杆302；其中，

所述至少一个喷杆302固定安装在所述换热管束301内；

所述至少一个喷杆302与所述换热管束301之间形成有存储空间；

每一个所述喷杆302上设置有喷头303；其中，每一个所述喷头303，用于将所在喷杆302内部流通的所述冷却液体喷洒到所述存储空间中。

具体的，如图4所示，为本发明实施例提供的一种蒸发装置，该装置中包括：换热管束401、喷杆402和喷头403。由图4，可以认为换热管束401是由5个换热导管连接组成，每一个换热导管内部固定安装了一个喷杆402，每一个喷杆402上设置的喷头403可将喷杆内部流通的冷却液体喷淋在换热导管内，也即图4中的换热管束中除了设置的5个喷杆402所占用的空间。

另外，除了喷头喷洒冷却液体的方式外，换热管束内部也可流通有部分冷却液体，从而整机柜所释放的热量一部分可通过换热管束内部流通的冷却液体进行吸收，另一部分通过喷头喷洒出的冷却液体进行吸收。

上述实施例中，只是以如此结构的换热管束和5个喷杆为例，但本发明中的换热管束和喷杆并不局限于此，还可以包括其他多种形式，例如，蒸发装置中包含的是相互独立的单个换热铜管，而且每一个换热铜管内均可设置多个喷杆。

本发明实施例提供了一种整机柜，包括：机柜本体、至少一个服务器节点，以及至少一个上述任一实施例中所述的蒸发装置；其中，

所述至少一个服务器节点与所述至少一个蒸发装置固定安装在所述机柜本体内。

本发明一个实施例中，所述机柜本体的内部空间划分为前窗区和后窗区；所述至少一个蒸发装置固定安装在所述机柜本体的后窗区；所述至少一个服务器节点固定安装在所述机柜本体的前窗区。

本发明一个实施例中，进一步包括：风扇墙；所述风扇墙，固定安装在所述机柜本体的后窗区；所述蒸发装置固定安装在所述至少一个服务器节点与所述风扇墙之间。

具体的，如图5所示，为一种整机柜，包括：机柜本体501、两个服务器节点502、蒸发装置503和风扇墙504，其中，蒸发装置503中包括有换热管束5031、两个喷杆5032以及每一个喷杆5032上设置的喷头5033。两个服务器节点5031固定安装在了机柜本体501的前窗区，蒸发装置503和风扇墙504固定安装在了机柜本体501的后窗区，且蒸发装置503位于两个服务器节点502与风扇墙504之间。当两个服务器节点502产生热量后，会被喷头5033所喷洒出的冷却液体吸收，然后汽化后的冷却液体通过管道流到设置在数据中心外部的冷凝装置中，通过冷凝装置将汽化后的冷却液体所吸收的热量排到数据中心外，而且冷凝后的冷却液体由设置在数据中心外的氟泵再抽送到蒸发装置503中，最终在分到两个喷杆5032中，以此循环使用。

本发明一个实施例中，所述蒸发装置固定安装在每一个所述服务器节点内。

上述实施例中，为了能够更好的对服务器节点进行散热，还可将本发明所提供的蒸发装置设置在服务器节点内部。通过缩短距离，进一步提升散热效果。不过考虑到实际操作，以及节能，将本发明所提供的蒸发装置设置在机柜本体的后窗区将可能更为实用。

上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

综上，本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，主要通过蒸发装置、冷凝装置及氟泵进行散热，其中，蒸发装置位于数据中心内。在散热的过程中，首先蒸发装置内部流通的冷却液体可吸收数据中心内的整机柜所释放的热量，从而汽化，并进入到设置在数据中心外的冷凝装置中，通过冷凝装置对汽化后的冷却液体进行冷凝，冷凝过程产生的热量被排放到数据中心外，冷凝形成的冷却液体被氟泵再抽送到蒸发装置中，以循环使用。相比于精密空调，氟泵的耗电量非常低，因此利用氟泵进行的循环冷却散热方式能够降低能耗。

2、在本发明实施例中，通过在蒸发装置中设置喷杆，利用喷杆上设置的喷头不断的喷洒冷却液体，可以使冷却液体与热量更加充分的接触，从而更加高效的进行热交换，提高了对于数据中心的散热效率。

3、在本发明实施例中，通过将蒸发装置固定安装在机柜本体的后窗区，且至少一个服务器节点固定安装在机柜本体的前窗区，拉近了蒸发装置与至少一个服务器节点的距离，从而蒸发装置能够更加及时的吸收至少一个服务器节点所释放的热量，提升了散热效果。

4、在本发明实施例中，通过将包含换热管束和喷头的蒸发装置设置在服务器节点和风扇墙之间，可以通过风扇墙加速蒸发装置与服务器节点的热交换，从而能够更加快速的对服务器节点进行散热。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个〃····〃”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。