液体补充装置和液体冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及机房设备的液体冷却技术领域，具体而言，涉及一种液体补充装置和液体冷却系统。


背景技术：

2.随着互联网技术的快速发展，数据中心的需求越来越多，芯片功率和设计密度不断提高，产生了巨大的发热量，为了保证数据中心的设备的安全运行，需要设置冷却系统对设备进行冷却。
3.在相关技术中，数据中心的安全运行依赖于空调冷却系统，而风冷空调系统耗电量较高，占数据中心整体功耗的30％～40％，随着数据中心功率密度的不断提高，冷空调已渐渐无法满足冷却需求。相较于风冷空调，浸没式液体冷却系统可以应对更高的机柜密度，并且耗电量和运营成本都大大降低，但是，相关技术中的浸没式液体冷却系统需要手动补充冷却液，手动调节液位不仅耗时，也增加了维护成本。
4.针对相关技术中为液体冷却系统补充冷却液效率低、成本高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种液体补充装置和液体冷却系统，以解决相关技术中为液体冷却系统补充冷却液效率低、成本高的问题。
6.根据本实用新型的一个方面，提供了一种液体补充装置。该装置包括：储液箱，储液箱的进口和出口之间连接有管路，管路上设置有第一阀门、冷却液泵和第二阀门，其中，第一阀门和冷却液泵之间形成第一管路段，第二阀门和冷却液泵之间形成第二管路段；至少一个第一支路，设置在第一管路段与液体冷却机柜的进口之间，第一支路中设置有第三阀门，其中，液体冷却机柜用于冷却目标设备；至少一个第二支路，设置在第二管路段与液体冷却机柜的出口之间，第二支路中设置有第四阀门；液面检测装置，用于检测液体冷却机柜内的液面高度，在液面高度高于第一高度时触发第一信号，在液面高度低于第二高度时触发第二信号，在液面高度位于第一高度和第二高度之间时触发第三信号，其中，第一高度高于第二高度；控制器，基于液面检测装置触发的第一信号或第二信号或第三信号分别控制冷却液泵的启停、第一阀门的开闭、第二阀门的开闭、第三阀门的开闭以及第四阀门的开闭。
7.可选地，液体补充装置还包括：干燥过滤器，设置在第一管路段中，和/或设置在第二管路段中。
8.可选地，液体补充装置还包括：至少一对预留阀门，其中，一对预留阀门包括第一预留阀门和第二预留阀门，第一预留阀门设置在第一管路段中，第二预留阀门设置在第二管路段中。
9.可选地，液面检测装置为浮子开关。
10.可选地，液面检测装置为液位变送器。
11.可选地，储液箱包括箱体，箱体的侧壁开设有进口和出口，箱体的顶部设置有开口，以及用于封闭开口的盖体。
12.可选地，液体补充装置还包括：液面显示装置，设置在储液箱的外壁。
13.根据本实用新型的另一方面，提供了一种液体冷却系统。该系统包括：液体冷却机柜；上述任意一项的液体补充装置。
14.可选地，液体冷却机柜包括柜体，柜体的侧壁开设有进口和出口，柜体的顶部设置有开口，以及用于封闭开口的盖体。
15.通过本实用新型，通过储液箱，储液箱的进口和出口之间连接有管路，管路上设置有第一阀门、冷却液泵和第二阀门，其中，第一阀门和冷却液泵之间形成第一管路段，第二阀门和冷却液泵之间形成第二管路段；至少一个第一支路，设置在第一管路段与液体冷却机柜的进口之间，第一支路中设置有第三阀门，其中，液体冷却机柜用于冷却目标设备；至少一个第二支路，设置在第二管路段与液体冷却机柜的出口之间，第二支路中设置有第四阀门；液面检测装置，用于检测液体冷却机柜内的液面高度，在液面高度高于第一高度时触发第一信号，在液面高度低于第二高度时触发第二信号，在液面高度位于第一高度和第二高度之间时触发第三信号，其中，第一高度高于第二高度；控制器，基于液面检测装置触发的第一信号或第二信号或第三信号分别控制冷却液泵的启停、第一阀门的开闭、第二阀门的开闭、第三阀门的开闭以及第四阀门的开闭，可以集中地实现对多个液冷系统液位的实时智能管理，解决了相关技术中为液体冷却系统补充冷却液效率低、成本高的问题。进而达到了及时高效地为液体冷却系统补充冷却液的效果。
附图说明
16.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本实用新型实施例提供的液体补充装置的示意图；以及
18.图2是根据本实用新型实施例提供的液体冷却系统的示意图；
19.1.储液箱，2.第一阀门，3.冷却液泵，4.第二阀门，5.第一支路，6.第三阀门，7.第二支路，8.第四阀门，9.液面检测装置，10.干燥过滤器，11.第一预留阀门，12.第二预留阀门，13.液面显示装置，14.液体冷却机柜。
具体实施方式
20.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术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，都应当属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。
23.为了便于描述，以下对本实用新型实施例涉及的部分名词或术语进行说明：
24.液位变送器：根据不同比重的液体在不同高度所产生的压力或线性关系的原理，实现对液体的体积、液高以及重量的准确测量和传达。
25.浮子开关：利用开关上磁性浮子随液面升或降，使开关检测管内设定位置的干簧管芯片动作，发出接点开(关)转换信号。
26.根据本实用新型的实施例，提供了一种液体补充装置。
27.图1是根据本实用新型实施例的液体补充装置的流程图。如图1所示，该装置包括：
28.储液箱1，储液箱1的进口和出口之间连接有管路，管路上设置有第一阀门2、冷却液泵3和第二阀门4，其中，第一阀门2和冷却液泵3之间形成第一管路段，第二阀门4和冷却液泵3之间形成第二管路段。
29.需要说明的是，储液箱1内充注有冷却液，用于在液体冷却机柜内冷却液不足的情况下为液体冷却机柜补充冷却液，在液体冷却机柜内冷却液过剩的情况下接收液体冷却机柜排出的冷却液。其中，液体冷却机柜用于冷却待冷却的设备，如高热的服务器，为了避免影响设备的运行，冷却液为绝缘冷却液。
30.为了便于为储液箱1注入冷却液，可选地，在本实用新型实施例提供的液体补充装置中，储液箱1包括箱体，箱体的侧壁开设有进口和出口，箱体的顶部设置有开口，以及用于封闭开口的盖体。
31.具体地，箱体的顶部设置有开口，便于在储液箱1内冷却液不足的情况下，为储液箱1注入冷却液，同时，为了避免杂质落入储液箱1内，用于封闭开口的盖体。
32.进一步的，箱体设有出和进口，也即补液口和排液口，补液口和排液口之间设置的管路中串联有冷却液泵3，冷却液泵3用于在液体冷却机柜内冷却液不足的情况下，通过该管路以及与液体冷却机柜连通的管路构成的补液回路，将储液箱1内的冷却液补充至液体冷却机柜。
33.此外，第一阀门2和第二阀门4分别设置在靠近储液箱1的进出口位置，在装置维护时，只需关闭第一阀门2和第二阀门4，即可切断储液箱1和液冷机柜之间的补液回路。
34.至少一个第一支路5，设置在第一管路段与液体冷却机柜的进口之间，第一支路5中设置有第三阀门6，其中，液体冷却机柜用于冷却目标设备。
35.至少一个第二支路7，设置在第二管路段与液体冷却机柜的出口之间，第二支路7中设置有第四阀门8。
36.具体地，为了连通储液箱1和液体冷却机柜，在第一管路段与液体冷却机柜的进口之间设置第一支路5，也即补液管路，补液管路中设置有第三阀门6，也即，补液阀门；在第二管路段与液体冷却机柜的出口之间设置第二支路7，也即排液管路，排液管路中设置有第四阀门8，也即，排液阀门。例如，图1中包含4个第一支路5和4个第二支路7，用于将4个液体冷却机柜与储液箱1连通。
37.进一步的，第一管路段、第二管路段、第一支路5、第二支路7构成补液回路，具体地，在第二阀门4打开、第一阀门2关闭、第三阀门6打开、第四阀门8关闭、冷却液泵3处于工
作状态时，可以实现储液箱1为液体冷却机柜补充冷却液的目的。在第一阀门2打开、第二阀门4关闭、第三阀门6关闭、第四阀门8打开、冷却液泵3处于工作状态时，可以实现液体冷却机柜向储液箱1排放冷却液的目的。
38.此外，需要说明的是，冷却液泵3串联于管路中，冷却液泵3一端连接第四阀门8(排液阀门)和第二支路7(排液管路)，另一端连接第三阀门6(补液阀门)和第一支路5(补液管路)，由于每个液体冷却机柜配备有单独的第一支路5、第二支路7，加上对第一阀门2和第二阀门4的开闭的控制，可以实现对单个液体冷却机柜的自动补充冷却液，节约冷却液泵3的功耗。
39.液面检测装置9，用于检测液体冷却机柜内的液面高度，在液面高度高于第一高度时触发第一信号，在液面高度低于第二高度时触发第二信号，在液面高度位于第一高度和第二高度之间时触发第三信号，其中，第一高度高于第二高度。
40.具体地，液面检测装置9检测液体冷却机柜内的液面高度，从而判断液体冷却机柜是否补充冷却液或排放冷却液，本实用新型实施例不对液面检测装置9的类型进行限定。
41.可选地，在本实用新型实施例提供的液体补充装置中，液面检测装置9为浮子开关。
42.具体地，液面检测装置9可以为三位浮子开关，也即，由单独的三个浮子开关构成的、用于检测两个液面高度和两个不同的高度位置(液位下限和液位上限)之间的关系。
43.当液面高度低于液位下限时，也即第二高度时，三位浮子中的低位开关动作，触发生成第二信号，也即，低液位信号，当液体冷却机柜中液面高度到达三位浮子开关的中间浮球位置时，三位浮子中的低位开关动作，触发生成第三信号。
44.当液面高度高于液位上限时，也即第一高度时，三位浮子中的高位开关动作，触发生成第一信号，也即高液位信号，当液体冷却机柜中液面高度到达三位浮子开关的中间浮球位置时，三位浮子中的高位开关动作，触发生成第三信号。
45.为了更准确的获知液位信息，可选地，在本实用新型实施例提供的液体补充装置中，液面检测装置9为液位变送器。
46.具体地，液体冷却机柜内的第一高度和第二高度位于液位变送器的量程范围内，液位变送器可以测量到量程范围内的液面高度，从而触发第一信号、第二信号以及第三信号。
47.控制器，基于液面检测装置9触发的第一信号或第二信号或第三信号分别控制冷却液泵3的启停、第一阀门2的开闭、第二阀门4的开闭、第三阀门6的开闭以及第四阀门8的开闭。
48.需要说明的是，储液箱1、第一管路、第二管路、第一支路5、第二支路7构成补液回路，液面检测装置9、冷却液泵3、第一阀门2、第二阀门4、第三阀门6、第四阀门8接入控制器构成控制系统，补液回路和控制系统配合实现液体冷却机柜的冷却液补充和冷却液排放。
49.具体地，液体冷却机柜内液位变化导致液面检测装置9触发信号，触发的信号传回控制器，进而控制冷却液泵3、第一阀门2、第二阀门4、第三阀门6、第四阀门8动作，完成补充冷却液和排放冷却液。
50.也即，在液体冷却机柜内液位低于液位下限时，生成第二信号，冷却液泵3开启，第二阀门4、第三阀门6打开，第一阀门2和第四阀门8关闭，自动补充冷却液；在液体冷却机柜
液位高于液位上限时，生成第一信号，冷却液泵3开启，第一阀门2、第四阀门8打开，第二阀门4和第三阀门6关闭，自动排出冷却液。
51.本实用新型实施例提供的液体补充装置，通过储液箱1，储液箱1的进口和出口之间连接有管路，管路上设置有第一阀门2、冷却液泵3和第二阀门4，其中，第一阀门2和冷却液泵3之间形成第一管路段，第二阀门4和冷却液泵3之间形成第二管路段；至少一个第一支路5，设置在第一管路段与液体冷却机柜的进口之间，第一支路5中设置有第三阀门6，其中，液体冷却机柜用于冷却目标设备；至少一个第二支路7，设置在第二管路段与液体冷却机柜的出口之间，第二支路7中设置有第四阀门8；液面检测装置9，用于检测液体冷却机柜内的液面高度，在液面高度高于第一高度时触发第一信号，在液面高度低于第二高度时触发第二信号，在液面高度位于第一高度和第二高度之间时触发第三信号，其中，第一高度高于第二高度；控制器，基于液面检测装置9触发的第一信号或第二信号或第三信号分别控制冷却液泵3的启停、第一阀门2的开闭、第二阀门4的开闭、第三阀门6的开闭以及第四阀门8的开闭，可以集中地实现对多个液冷系统液位的实时智能管理，解决了相关技术中为液体冷却系统补充冷却液效率低、成本高的问题。进而达到了及时高效地为液体冷却系统补充冷却液的效果。
52.为了提高液体补充装置的稳定性，可选地，在本实用新型实施例提供的液体补充装置中，液体补充装置还包括：干燥过滤器10，设置在第一管路段中，和/或设置在第二管路段中。
53.具体地，管路中还串联有干燥过滤器10，用于过滤吸收冷却液中的杂质及水分，防止水分以及杂事进入液体冷却机柜内的设备中，影响设备的运行。
54.为了便于观察储液箱1内的液面，可选地，在本实用新型实施例提供的液体补充装置中，液体补充装置还包括：液面显示装置13，设置在储液箱1的外壁。
55.具体地，液面显示装置13可以为在储液箱1的侧壁的竖直方向设置的视液管，视液管顶部和底部联通储液箱，并在窗口中安装透明填充体，形成视液柱，便于随时观察储液箱1内液面高度，当视液箱内液面高度过低时，及时对储液箱1补充冷却液。
56.需要说明的是，储液箱1内允许液面高度范围较广，可减小人工维护的频率。
57.为了便于储液箱1为更多的液体冷却机柜补充冷却液，可选地，在本实用新型实施例提供的液体补充装置中，液体补充装置还包括：至少一对预留阀门，其中，一对预留阀门包括第一预留阀门11和第二预留阀门12，第一预留阀门11设置在第一管路段中，第二预留阀门12设置在第二管路段中。
58.具体地，补液回路中设置至少一对预留阀门，当增加液体冷却机柜时，可以关闭第一阀门2和第二阀门4，将新的补液管路和排液管路直接连接到预留阀门上，从而将新的液体冷却机柜接入到补液回路中。
59.在一种可选的实施例中，以三位浮子开关为例，介绍液体补充装置的工作过程：
60.当液体冷却机柜中液面高度低于液位下限时，三位浮子中的低位开关动作，将低液位信号传回控制系统，对应的第三阀门6(补液阀门)和第二阀门4打开，冷却液泵3启动，冷却液从储液箱1中流出，沿补液管路进入液体冷却机柜中。当液体冷却机柜中液面高度到达三位浮子开关的中间浮球位置时，三位浮子中的低位开关动作，冷却液泵3关闭，第三阀门6(补液阀门)和第二阀门4关闭，补液结束。
61.需要说明的是，当液体补充装置连接的多个液冷机柜出现液面高于第一高度，或低于第二高度时，可以分别操作与液冷机柜连接的阀门，以对每个液冷机柜独立的进行冷却液的排出或冷却液的补充。
62.当液体冷却机柜中液面高度高于液位上限时，三位浮子中的高位开关动作，将高液位信号传回控制系统，对应的第四阀门8(排液阀门)和第一阀门2打开，冷却液泵3启动，冷却液从液体冷却机柜中流出，沿排液管路进入储液箱1中。当液体冷却机柜中液面高度到达三位浮子开关的中间浮球位置时，三位浮子中的高位开关动作，冷却液泵3关闭，第四阀门8(排液阀门)和第一阀门2关闭，排液结束。
63.通过本实施例，实现了液位自动调节功能，解决了维修或增减服务器时，需手动调节液体冷却机柜内液位的问题。
64.本实用新型实施例还提供了一种液体冷却系统，以下对本实用新型实施例提供的液体冷却系统进行介绍。
65.图2是根据本实用新型实施例的液体冷却系统的示意图。如图2所示，该系统包括：液体冷却机柜14；上述任意一项的液体补充装置。
66.具体地，液体冷却机柜14内盛放有冷却液，待冷却设备浸没于冷却液中，液体补充装置中的液面显示装置13用于检测冷却液液面高度，液体冷却机柜14的进口(补液口)和出口(排液口)，分别与液体补充装置中的第一支路5(补液管路)以及第二支路7(排液管路)连接，从而将液体冷却机柜14接入补液回路。
67.可选地，在本实用新型实施例提供的液体冷却系统中，液体冷却机柜14包括柜体，柜体的侧壁开设有进口和出口，柜体的顶部设置有开口，以及用于封闭开口的盖体。
68.具体地，液体冷却机柜14的顶部设置有开口，用将待冷却设备放入柜内或从柜内取出，例如，待冷却设备可以为高热服务器，在冷却时，将服务器放入柜内，浸没于冷却液中，在不需要冷却时，将服务器从柜内取出。
69.此外，开口处还设置有盖体，避免杂物或水蒸气进入柜内，影响待冷却设备的运行。
70.本实用新型实施例提供的液体冷却系统，通过液体冷却机柜以及液体补充装置，可以集中地实现对多个液冷系统液位的实时智能管理，解决了相关技术中为液体冷却系统补充冷却液效率低、成本高的问题，进而达到了及时高效地为液体冷却系统补充冷却液的效果。
71.以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。