液冷装置II完成:温度约35~45°C的液冷换热介质15从供液总管道流入分配器6后，通过进液连接支管7进入液冷散热器4，吸收液冷服务器芯片3的热量后，变成40~50°C温度状态、通过出液连接支管17进入集流器5、流回集液总管道。
[0048]液冷服务器2中的其他元件的发热量占据总发热量约20%，这部分热量通过服务器本身风机或风冷自然冷却热管空调III的风机9产生的空气流带走，流经风冷自然冷却热管空调III的蒸发器8后，空气流的热量被15~20°C的内循环换热介质16吸收，使得空气流温度重新冷却到20~25 °C左右，重新流入服务器带走服务器内部元件热量，如此循环。
[0049]在风冷自然冷却热管空调III的内循环，蒸发器8内部的液态的内循环换热介质16吸收热量后蒸发为气态，在热管循环动力作用下沿连接气管12流入冷凝器9，热量被水泵13提供的低温的外循环换热介质22带走，冷凝为液态工质后，沿连接液管11流回蒸发器8，如此循环。
[0050]在风冷自然冷却热管空调III，根据环境温度的不同，有两种运行模式:
I)机械制冷运行模式:环境温度比较高(如(TC以上时)，冷水机14开启，风冷自然冷却换热装置18停止运行，电动调节冷媒阀21的旁通开度为0%、内循环换热介质16不流经风冷自然冷却换热装置18，轴流风机19也处于停止状态，内循环换热介质16冷凝所需的冷量，全部由冷凝器10和冷水机14通过二次换热提供。
[0051]2)自然冷却运行模式:环境温度较低(如(TC以下时)，冷水机14停止运行，风冷自然冷却换热装置18开启运行，电动调节冷媒阀21的旁通开度先保持为100%、所有的内循环换热介质16流经风冷自然冷却换热装置18，并通过调节轴流风机19的转速来调节自然冷却产生的冷量；如果环境温度极低，轴流风机19已处于最低转速下(一般是10~30%)自然冷却产生的冷量仍然偏大(表现在内循环换热介质16温度和压力偏低，如内循环换热介质出口温度为12°C以下)，则保持轴流风机19在最低转速下稳定运行，并通过调节电动调节冷媒阀21的旁通开度来控制自然冷却产生的冷量。
【主权项】
1.一种风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，包括液冷服务器机柜，所述液冷服务器机柜包括机柜柜体和设置机于柜柜体内的多个液冷服务器，其特征在于，设有液冷装置对液冷服务器进行直接的液冷散热，还设有风冷自然冷却热管空调进行辅助散热。
2.根据权利要求1所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述液冷装置包括液冷散热器、分配器、集流器和液冷换热介质，所述液冷散热器用于对服务器芯片进行散热，所述分配器通过多根进液连接支管与液冷散热器连接，液冷散热器再通过多根出液连接支管与所述集流器连接，所述液冷换热介质通过分配器和进液连接支管进入液冷散热器，再通过出液连接支管流出液冷散热器并由集流器汇集。
3.根据权利要求1所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述风冷自然冷却热管空调包括蒸发器、冷凝器、风冷自然冷却换热装置、电动调节冷媒阀、冷水机、连接管路及内、外循环换热介质，所述蒸发器与冷凝器通过连接管路连接形成内环路，并通过内环路的连接管路装载内循环换热介质，所述风冷自然冷却换热装置串联或并联在内环路的连接管路上，所述电动调节冷媒阀设于风冷自然冷却换热装置的进口或出口管路上，所述冷水机与冷凝器通过连接管路连接形成外环路，并通过外环路的连接管路装载外循环换热介质，所述内、外环路通过冷凝器实现热量传递。
4.根据权利要求3所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述风冷自然冷却热管空调还包括风机和水泵，所述风机设于蒸发器出风侧，所述水泵设于冷凝器与冷水机之间。
5.根据权利要求3所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，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内环路的连接管路上。
6.根据权利要求3所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述内循环换热介质为氟利昂，所述外循环换热介质为水或防冻溶液。
7.根据权利要求2所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述液冷换热介质为自来水、纯净水、有机溶液、无机溶液或氟利昂。
8.根据权利要求2所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述液冷散热器设于服务器芯片附近，或直接与服务器芯片接触。
9.根据权利要求1~8任意一项所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述的水环自然冷却换热装置串联在内环路的连接管路上时，所述服务器散热系统的运行方法如下: 1)当环境温度为20°C以上时，冷水机开启，风冷自然冷却换热装置停止运行，电动调节冷媒阀的旁通开度为0%、内循环换热介质不流经风冷自然冷却换热装置，轴流风机也处于停止状态，内循环换热介质冷凝所需的冷量全部由冷凝器和冷水机通过二次换热提供； 2)当环境温度为0~20°C时，冷水机和风冷自然冷却换热装置均开启运行，电动调节冷媒阀的旁通开度为100%、所有的内循环换热介质先流经风冷自然冷却换热装置，利用轴流风机和和自然冷却换热盘管的强制对流换热对内循环换热介质进行散热预冷，内循环换热介质再进一步流经冷凝器，剩余冷凝热量由冷水机和水泵提供的低温外循环换热介质带走； 3)当环境温度为0°C以下时，冷水机停止运行，风冷自然冷却换热装置开启运行，电动调节冷媒阀的旁通开度先保持为100%、所有的内循环换热介质流经风冷自然冷却换热装置，并通过调节轴流风机的转速来调节自然冷却产生的冷量； 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内循环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冷媒阀的旁通开度来控制自然冷却产生的冷量。
10.根据权利要求1~8任意一项所述风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述的水环自然冷却换热装置并联在内环路的连接管路上时，所述服务器散热系统的运行方法如下: 11)当环境温度为o°c以上时，冷水机开启，风冷自然冷却换热装置停止运行，电动调节冷媒阀的旁通开度为0%、内循环换热介质不流经风冷自然冷却换热装置，轴流风机也处于停止状态，内循环换热介质冷凝所需的冷量，全部由冷凝器和冷水机通过二次换热提供； 12)当环境温度为0°C以下时，冷水机停止运行，风冷自然冷却换热装置开启运行，电动调节冷媒阀的旁通开度先保持为100%、所有的内循环换热介质流经风冷自然冷却换热装置，并通过调节轴流风机的转速来调节自然冷却产生的冷量； 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内循环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冷媒阀的旁通开度来控制自然冷却产生的冷量。
【专利摘要】本发明公开了一种风冷自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，包括液冷服务器机柜，所述液冷服务器机柜包括机柜柜体和设置机于柜柜体内的多个液冷服务器，设有液冷装置对液冷服务器进行直接的液冷散热，还设有风冷自然冷却热管空调进行辅助散热。本发明具有高密度制冷、换热效率高、能耗低、可解决局部热点、占地面积小、可靠性高、噪音小、寿命长特点。该系统可采用标准服务器机柜。
【IPC分类】F24F5-00, G06F1-20
【公开号】CN104699207
【申请号】CN201510144752
【发明人】潘展华, 李敏华, 谢春辉, 乡建飞, 陈华, 张学伟, 欧阳惕
【申请人】广东申菱空调设备有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月31日