自然冷却冷水装置和液冷装置结合的服务器散热系统的制作方法_2

文档序号:8808856阅读:来源:国知局
冷水换热器、水泵、电动调节水阀、水环自然冷却换热装置、冷水机、连接管路及二次换热介质,所述冷水机与冷水换热器通过连接管路连接形成环路,并通过连接管路装载二次换热介质。二次换热介质由冷水机通过进水连接管进入门式冷水换热器,吸收热量后在水泵的循环动力作用下流入水环自然冷却冷水装置和冷水机形成循环。所述二次换热介质为水或防冻溶液。
[0017]进一步地,所述的水环自然冷却换热装置包括轴流风机和自然冷却换热盘管,所述自然冷却换热盘管串联或并联在连接管路上。
[0018]具体地,一种方案,连接管路包括进水连接管和出水连接管,所述水泵、电动调节水阀、水环自然冷却换热装置依次串联设于出水连接管上,所述的水环自然冷却换热装置包括轴流风机和自然冷却换热盘管,所述自然冷却换热盘管串联在出水连接管上。另一种方案,所述的水环自然冷却换热装置包括轴流风机和自然冷却换热盘管,所述自然冷却换热盘管一端与电动调节水阀相连另一端与出水连接管连接并联在冷水机两端。所述电动调节水阀设在所述水环自然冷却换热装置的出水口处。两个方案相比之下,优选采用串联连接,可以获得更长的自然冷却运行时间和更显著的节能效果。
[0019]更进一步地,所述自然冷却冷水装置还包括风机,所述风机安装在冷水换热器的出风侧。
[0020]所述的自然冷却冷水装置的门式冷水换热器安装在机柜柜体的前门侧或背门侧,优选安装在背门侧;所述的自然冷却冷水装置的门式冷水换热器可以轴转打开,门式冷水换热器的进水连接管和出水连接管均采用软态管。
[0021]所述的自然冷却冷水装置的电动调节水阀采用二通阀或者三通阀,优选三通阀。
[0022]所述的水环自然冷却换热装置串联在连接管路上时,所述服务器散热系统的运行方法如下:
[0023]I)当环境温度为20°C以上时,冷水机开启,水环自然冷却换热装置停止运行,电动调节水阀的旁通开度为0%、二次换热介质不流经水环自然冷却换热装置,轴流风机也处于停止状态,二次换热介质的所有冷量均由冷水机提供;
[0024]2)当环境温度为0~20°C时,冷水机和水环自然冷却换热装置均开启运行,电动调节水阀的旁通开度为100%、所有的二次换热介质先流经水环自然冷却换热装置,利用轴流风机和和自然冷却换热盘管的强制对流换热对二次换热介质进行散热预冷,二次换热介质再进一步流经冷水机进行补偿制冷达到所需的温度;
[0025]3)当环境温度为0°C以下时,冷水机停止运行,水环自然冷却换热装置开启运行,电动调节水阀的旁通开度先保持为100%、所有的二次换热介质流经水环自然冷却换热装置,并通过调节轴流风机的转速来调节自然冷却产生的冷量;所述轴流风机的调节如下:当二次换热介质出口温度达到8°C以下时,减小轴流风机的转速,使得二次换热介质出口温度上升;当二次换热介质出口温度达到12°C以上时,则增大轴流风机的转速,使得二次换热介质出口温度下降;当二次换热介质出口温度在8~12°C之间,则轴流风机的转速保持不变;通过轴流风机的调节控制二次换热介质出口温度在8~12°C之间;
[0026]4)当环境温度极低、轴流风机已处于最低转速下、自然冷却产生的冷量仍然偏大即二次换热介质出口温度为12°C以下时,则保持轴流风机在最低转速下稳定运行,并通过调节电动调节水阀的旁通开度来控制自然冷却产生的冷量,所述电动调节水阀的调节如下:当二次换热介质出口温度达到8°C以下时,减小电动调节水阀的旁通开度,使得二次换热介质出口温度上升;当二次换热介质出口温度达到12°C以上时,则开始增大电动调节水阀的旁通开度,使得二次换热介质出口温度下降;当二次换热介质出口温度在8~12°C之间,则电动调节水阀的旁通开度保持不变。通过电动调节水阀的调节控制二次换热介质出口温度在8~12°C之间;
[0027]所述的水环自然冷却换热装置并联在连接管路上时,所述服务器散热系统的运行方法如下:
[0028]11)当环境温度为0°C以上时,冷水机开启,水环自然冷却换热装置停止运行,电动调节水阀的旁通开度为0%、二次换热介质不流经水环自然冷却换热装置,轴流风机也处于停止状态,二次换热介质的所有冷量均由冷水机提供;
[0029]12)当环境温度为0°C以下时,冷水机停止运行,水环自然冷却换热装置开启运行,电动调节水阀的旁通开度先保持为100%、所有的二次换热介质流经水环自然冷却换热装置,并通过调节轴流风机的转速来调节自然冷却产生的冷量;所述轴流风机的调节如下:当二次换热介质出口温度达到8°c以下时,减小轴流风机的转速,使得二次换热介质出口温度上升;当二次换热介质出口温度达到12°C以上时,则增大轴流风机的转速,使得二次换热介质出口温度下降;当二次换热介质出口温度在8~12°C之间,则轴流风机的转速保持不变;通过轴流风机的调节控制二次换热介质出口温度在8~12°C之间;
[0030]13)当环境温度极低、轴流风机已处于最低转速下、自然冷却产生的冷量仍然偏大即二次换热介质出口温度为12°C以下时,则保持轴流风机在最低转速下稳定运行,并通过调节电动调节水阀的旁通开度来控制自然冷却产生的冷量,所述电动调节水阀的调节如下:当二次换热介质出口温度达到8°C以下时,减小电动调节水阀的旁通开度,使得二次换热介质出口温度上升;当二次换热介质出口温度达到12°C以上时,则开始增大电动调节水阀的旁通开度,使得二次换热介质出口温度上升;当二次换热介质出口温度在8~12°C之间,则电动调节水阀的旁通开度保持不变。通过电动调节水阀的调节控制二次换热介质出口温度在8~12°C之间。
[0031]与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:
[0032]( I)实现服务器机柜和液冷水分配分配装置的分离设计,机柜无需非标定制,在标准机柜柜体上独立安装一个具有水分配系统的液冷装置即可使之具备为液冷服务器提供液冷换热介质的分配和汇集功能,有利于液冷散热技术的实用化推广。
[0033](2)采用液冷散热技术进行主制冷,实现超高密度制冷和超高节能运行,只需提供35~45°C的换热工质(如纯净水)即可完成,无需压缩机制冷等任何机械制冷装置或系统。
[0034](3)采用机柜级高温冷水散热技术进行辅助制冷,完全干工况运行、无冷凝水产生、避免除湿加湿的损耗,送风距离短、实现风机的高效运行,甚至可以无风机运行(通过服务器自身风机进行散热),并有效解决服务器机柜局部过热和存在热点的问题。
[0035](4)应用自然冷却技术,充分利用过渡季节和冬季的自然冷源对辅助散热系统提供冷量,节能效果非常显著。
[0036](5)整个系统设计简单,投资低,几乎不占据任何机房空间,提升机房占地利用率。
[0037](6)系统在机房内部无需动力装置、运行无噪音、安全环保,实现数据机房高效节能、安全可靠运行的目的。
【附图说明】
[0038]图1为实施例1的结构和原理示意图;
[0039]其中,1.机柜柜体;2.液冷服务器;3.液冷服务器芯片;4.液冷散热器;5.集流器;6.分
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