液冷服务器的散热系统、散热控制方法和装置与流程

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种液冷服务器的散热系统、散热控制方法和装置。

背景技术：

随着互联网与云计算等技术的发展，数据中心(俗称机房)应用高密度机柜的数量逐渐增加，设备的集成度越来越高，功耗越来越大。另外，我国数据中心迅猛发展，数据中心年耗电量也迅猛增加，根据《国家绿色数据中心试点工作方案》中表述，我国数据中心数量已经超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的1.5％，其中大多数数据中心的pue(powerusageeffectiveness，电源使用效率，pue＝数据中心总设备能耗/it设备能耗)仍普遍高于2.2，因此，降低数据中心pue、实现节能减排是数据中心一直追求的目标。

目前，对机柜中传统服务器散热主要采用风冷方式，不但冷却能耗高、噪音大、而且导致机柜尺寸较大。随着机柜热密度的增加，传统服务器已无法满足机房需求，液冷服务器及其散热系统应运而生，其基本原理是：将液态换热介质通入设计有液冷功能的服务器内部，通过热交换将服务器中主要发热元件的热量带走。相比传统服务器，液冷服务器可以就近带走热量，不但具有很好的节能效果，还可以通过设计提高功率密度来减小服务器尺寸；此外，使用液冷服务器还能够减少噪音，也更容易实现热能的回收。

液冷服务器主要分为冷板式液冷服务器和浸没式液冷服务器两类。

浸没式液冷服务器又叫直接式液冷服务器，如图1a所示，浸没式液冷服务器001内部的发热元件005与冷却液004直接接触，即主板、cpu、内存等发热量大的元件完全浸没在冷却液004中，由于冷却液004与被冷却对象直接接触，因此散热效果较佳，但由于该类液冷服务器需制作密封舱体来容纳冷却液004，并且对冷却液004的物理化学特性要求比较高，要求冷却液004具备绝缘性好、无毒无害、无腐蚀性等物理化学特性，因此，该类液冷服务器开发难度较大，尚停留在实验室研究阶段，还未实现工业化。

冷板式液冷服务器又叫间接式液冷服务器，如图1b所示，在冷板式液冷服务器002内部，发热元件005与冷却液004并不直接接触，主要发热元件产生的热量通过液冷板003等高效热传导部件传递到冷却液004中。相比浸没式液冷服务器001，冷板式液冷服务器002则在技术上相对成熟，应用也更为广泛，但该类服务器的传热温差较大，且实际中只能针对主要发热元件进行散热，因此，散热效果逊于前述浸没式液冷服务器001。

图1c所示为现有一种冷板式液冷服务器的散热原理示意图，机柜01内设置有多个冷板式液冷服务器02，该散热系统包括第一循环回路03和第二循环回路04，其中，第一循环回路03包括通过第一管道05闭环顺序连接的间壁式换热器010的热侧h(以c和h分别代表间壁式换热器010的冷侧和热侧)和前述的液冷服务器02，第二循环回路04包括通过第二管道06闭环顺序连接的间壁式换热器010的冷侧c、水泵07、冷却塔08和冷水机组09。第一循环回路03中的换热介质在液冷服务器02内吸热升温后被输送至间壁式换热器010的热侧h，在与间壁式换热器010的冷侧c进行热交换降温后，再次被输送至液冷服务器02内，如此循环。与此同时，水在间壁式换热器010的冷侧c与间壁式换热器010的热侧h进行热交换升温后，在水泵07的作用下，依次被输送至冷却塔08和冷水机组09冷却降温，而后再次被输送至间壁式换热器010的冷侧c，如此循环。

受液冷服务器结构特点的制约，上述散热方式只能将液冷服务器中主要发热元件产生的热量(约占服务器发热量的60％～70％)带走，而剩下30％～40％的热量仍需要采用其它方式进行散热。如何在满足液冷服务器散热需求的前提下，提高系统能效，节约系统能耗，从而降低数据中心pue，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种液冷服务器的散热系统、散热控制方法和装置，以提高液冷服务器散热系统的散热效率，节约系统能耗，从而降低数据中心pue。

本发明实施例所提供的液冷服务器的散热系统，包括液冷系统和风冷系统，其中：

所述液冷系统包括位于第一循环回路中且依次连接的间壁式换热器的热侧以及位于机柜中的多个液冷服务器；

所述风冷系统包括蒸发器、蒸发器风扇和所述间壁式换热器的冷侧，所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧位于第二循环回路中且依次连接，所述蒸发器风扇与所述蒸发器相对设置。

本发明上述实施例液冷服务器的散热系统，包括液冷系统和风冷系统，液冷系统对液冷服务器中的主要发热元件进行散热，风冷系统则可以通过降低机房室内温度来满足液冷服务器中其它发热元件的散热需求。由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，间壁式换热器冷侧的换热介质的蒸发温度或者水温也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统中压缩机、换热介质泵、冷水机组或冷却塔等耗能元件的功耗。采用本发明上述实施例方案，可以在满足液冷服务器散热需求的前提下，节约系统能耗，提高系统能效，从而降低数据中心pue。

可选的，所述风冷系统能够工作于压缩机循环模式、换热介质泵循环模式、压缩机和换热介质泵复合循环模式，以及冷冻水循环模式中的至少一种。

可选的，所述风冷系统还包括位于所述第二循环回路中的压缩机、冷凝器和流量控制装置，以及与所述冷凝器相对设置的冷凝器风扇；所述压缩机、所述冷凝器、所述流量控制装置、所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧依次连接。

由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，间壁式换热器冷侧的换热介质的蒸发温度也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统中压缩机的功耗。

可选的，所述风冷系统还包括压缩机、冷凝器、换热介质泵、流量控制装置、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀和冷凝器风扇，其中：

所述第一调节阀、所述压缩机、所述冷凝器、所述第二调节阀、所述换热介质泵、所述流量控制装置、所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧呈闭环依次连接；

所述第三调节阀与所述第一调节阀和所述压缩机并联设置；所述第四调节阀与所述第二调节阀和所述换热介质泵并联设置；所述冷凝器风扇与所述冷凝器相对设置。

可选的，所述散热系统还包括：控制器以及用于检测室外环境温度的温度检测装置，其中：所述控制器与所述压缩机、所述换热介质泵、所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述第三调节阀、所述第四调节阀和所述温度检测装置分别连接，用于

当所述室外环境温度小于第一设定温度阈值时，关闭所述第一调节阀、所述压缩机和所述第四调节阀，并开启所述第二调节阀、所述换热介质泵和所述第三调节阀；

当所述室外环境温度大于第二设定温度阈值时，关闭所述第二调节阀、所述换热介质泵和所述第三调节阀，并开启所述第一调节阀、所述压缩机和所述第四调节阀，所述第二设定温度阈值大于所述第一设定温度阈值；

当所述室外环境温度不小于所述第一设定温度阈值且不大于所述第二设定温度阈值时，关闭所述第三调节阀和所述第四调节阀，并开启所述压缩机和所述换热介质泵。

由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，间壁式换热器冷侧的换热介质的蒸发温度也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统中压缩机和换热介质泵等耗能元件的功耗。

另一方面，在换热介质泵循环模式下，即使室外环境温度高于常规换热介质泵循环模式的适用温度，由于换热介质与室外环境温度存在较大的温差，因此，风冷系统仍然可以高效制冷，满足机房的制冷需求。

可选的，所述风冷系统还包括第五调节阀和第六调节阀，其中：

所述第五调节阀设置于所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧之间的管路上；

所述第六调节阀与所述第五调节阀和所述间壁式换热器的冷侧并联设置。

根据液冷服务器的制冷需求，控制第五调节阀和第六调节阀的开度，可以灵活的调节间壁式换热器的换热量，从而进一步节约系统能耗。

可选的，所述第一循环回路中的换热介质包括自来水、纯净水、有机溶液或氟利昂；所述第二循环回路中的换热介质包括氟利昂。

可选的，所述压缩机为变频压缩机。可以根据机房负荷动态调整压缩机转速，以进一步节约能耗。

可选的，所述换热介质泵为变频泵。可以根据机房负荷动态调整泵转速，以进一步节约能耗。

可选的，所述风冷系统还包括位于所述第二循环回路中的水泵、冷却塔和冷水机组；所述水泵、所述冷却塔、所述冷水机组、所述蒸发器和所述间壁式换热器的冷侧依次连接。

由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，在间壁式换热器冷侧的水温也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统中冷水机组和冷却塔等耗能元件的功耗。

可选的，所述第一循环回路中的换热介质包括自来水、纯净水、有机溶液或氟利昂；所述第二循环回路中的换热介质包括自来水、纯净水或防冻溶液。

本发明实施例还提供一种散热控制方法，应用于前述液冷服务器的散热系统中，包括：

获取室外环境温度；

当所述室外环境温度小于第一设定温度阈值时，关闭所述第一调节阀、所述压缩机和所述第四调节阀，并开启所述第二调节阀、所述换热介质泵和所述第三调节阀；

当所述室外环境温度大于第二设定温度阈值时，关闭所述第二调节阀、所述换热介质泵和所述第三调节阀，并开启所述第一调节阀、所述压缩机和所述第四调节阀，所述第二设定温度阈值大于所述第一设定温度阈值；

当所述室外环境温度不小于所述第一设定温度阈值且不大于所述第二设定温度阈值时，关闭所述第三调节阀和所述第四调节阀，并开启所述压缩机和所述换热介质泵。

当室外环境温度小于第一设定温度阈值，即室外环境温度较低时，风冷系统工作于换热介质泵循环模式；当室外环境温度大于第二设定温度阈值，即室外环境温度较高时，风冷系统工作于压缩机循环模式；当室外环境温度处于第一设定温度阈值和第二设定温度阈值之间时，风冷系统工作于压缩机和换热介质泵复合循环模式。由于液冷系统是液冷服务器冷量需求的主要来源，约占60％～70％，而风冷系统中蒸发器产生的制冷量只占机房负荷的30％～40％，根据前述分析，换热介质在间壁式换热器的冷侧与间壁式换热器的热侧进行热交换后蒸发温度升高，从而减小风冷系统中压缩机、换热介质泵等耗能元件的功耗。

此外，在换热介质泵循环模式下，换热介质在间壁式换热器的冷侧与间壁式换热器的热侧进行热交换后，温度可以高达20℃，即使室外环境温度高达10℃，由于换热介质与室外环境温度存在较大的温差，风冷系统仍然可以高效制冷，满足机房的制冷需求。采用该设计方案，可以增加换热介质泵循环模式的运行适用时间，扩大换热介质泵循环模式的适用地域范围，从而充分利用自然冷源，进一步降低系统能耗。

本发明实施例还提供一种散热控制装置，应用于前述液冷服务器的散热系统中，包括：

获取单元，用于获取室外环境温度；

控制单元，用于当所述室外环境温度小于第一设定温度阈值时，关闭所述第一调节阀、所述压缩机和所述第四调节阀，并开启所述第二调节阀、所述换热介质泵和所述第三调节阀；

当所述室外环境温度大于第二设定温度阈值时，关闭所述第二调节阀、所述换热介质泵和所述第三调节阀，并开启所述第一调节阀、所述压缩机和所述第四调节阀，所述第二设定温度阈值大于所述第一设定温度阈值；

当所述室外环境温度不小于所述第一设定温度阈值且不大于所述第二设定温度阈值时，关闭所述第三调节阀和所述第四调节阀，并开启所述压缩机和所述换热介质泵。

同理，采用本发明上述实施例的散热控制装置，换热介质在间壁式换热器的冷侧与间壁式换热器的热侧进行热交换，由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，在间壁式换热器冷侧的换热介质的蒸发温度也可以相应的提高，从而减小了风冷系统中压缩机、换热介质泵等耗能元件的功耗；另外，采用上述实施例的散热控制装置还可以增加换热介质泵循环模式的运行适用时间，扩大换热介质泵循环模式的适用地域范围，从而节约系统能耗，从而降低数据中心pue。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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1a为浸没式液冷服务器示意图；

图1b为冷板式液冷服务器示意图；

图1c为现有一种冷板式液冷服务器的散热原理示意图；

图2a为本发明第二实施例液冷服务器的散热系统示意图；

图2b为本发明第二实施例液冷服务器的散热系统的控制示意图；

图2c为本发明第二实施例风冷系统工作于换热介质泵循环模式示意图；

图2d为本发明第二实施例风冷系统工作于压缩机循环模式示意图；

图2e为本发明第二实施例风冷系统工作于压缩机和换热介质泵复合循环模式示意图；

图3为本发明第三实施例液冷服务器的散热系统示意图；

图4为本发明第四实施例液冷服务器的散热系统示意图；

图5为本发明第五实施例液冷服务器的散热系统示意图；

图6a为本发明第六实施例一种实现方式的液冷服务器的散热控制方法流程图；

图6b为本发明第六实施例另一种实现方式的液冷服务器的散热控制方法流程图；

图7为本发明第七实施例液冷服务器的散热控制装置示意图。

附图标记：

现有技术部分：

001-浸没式液冷服务器；

002-冷板式液冷服务器；

003-液冷板；

004-冷却液；

005-发热元件；

01-机柜

02-液冷服务器

03-第一循环回路

04-第二循环回路

05-第一管道

06-第二管道

07-水泵

08-冷却塔

09-冷水机组

010-间壁式换热器

本发明实施例部分：

1-液冷系统

2-风冷系统

10-第一循环回路

20-第二循环回路

3-间壁式换热器

4-机柜

5-液冷服务器

6-蒸发器

7-蒸发器风扇

8-压缩机

9-冷凝器

11-冷凝器风扇

12-流量控制装置

13-换热介质泵

14a-第一调节阀

4b-第二调节阀

14c-第三调节阀

14d-第四调节阀

14e-第五调节阀

14f-第六调节阀

15-水泵

16-冷却塔

17-冷水机组

30-获取单元

31-控制单元

100-控制器

101-温度检测装置

具体实施方式

现有技术中，受液冷服务器结构特点的制约，常规散热系统只能将液冷服务器中主要发热元件产生的热量带走，而其余热量仍需要采用其它方式进行散热。如何在满足液冷服务器散热需求的前提下，提高系统能效，节约系统能耗，从而降低数据中心pue，是目前亟待解决的技术问题。

为提高液冷服务器散热系统的散热效率，节约系统能耗，从而降低数据中心pue，本发明实施例提供了一种液冷服务器的散热系统、散热控制方法和装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

本发明该实施例所提供的液冷服务器的散热系统，包括液冷系统和风冷系统，其中：

液冷系统包括位于第一循环回路中且依次连接的间壁式换热器的热侧以及位于机柜中的多个液冷服务器；

风冷系统包括蒸发器、蒸发器风扇和间壁式换热器的冷侧，蒸发器和间壁式换热器的冷侧位于第二循环回路中且依次连接，蒸发器风扇与蒸发器相对设置。

其中，间壁式换热器的具体类型不限，例如，可以采用板式换热器、管壳式换热器或套管式换热器等，通常采用板式换热器。风冷系统的具体结构形式不限，可选的，风冷系统能够工作于压缩机循环模式、换热介质泵循环模式、压缩机和换热介质泵复合循环模式，以及冷冻水循环模式中的至少一种。

本发明上述实施例中，由液冷系统对液冷服务器中的主要发热元件进行散热，风冷系统则可以通过降低机房室内温度来满足液冷服务器中其它发热元件的散热需求。由于间壁式换热器热侧的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，间壁式换热器冷侧的换热介质的蒸发温度或者水温也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统中压缩机、换热介质泵、冷水机组或冷却塔等耗能元件的功耗。采用本发明上述实施例方案，可以在满足液冷服务器散热需求的前提下，节约系统能耗，提高系统能效，从而降低数据中心pue。

实施例二

如图2a所示，本发明该实施例所提供的液冷服务器的散热系统，包括液冷系统1和风冷系统2。其中：

液冷系统1包括位于第一循环回路10中且依次连接的间壁式换热器3的热侧h(各实施例附图中均以c和h分别代表间壁式换热器3的冷侧和热侧)以及位于机柜4中的多个液冷服务器5；

风冷系统2包括蒸发器6、蒸发器风扇7、间壁式换热器3的冷侧c，压缩机8、冷凝器9、换热介质泵13、流量控制装置12、第一调节阀14a、第二调节阀14b、第三调节阀14c、第四调节阀14d和冷凝器风扇11。

风冷系统2中，第一调节阀14a、压缩机8、冷凝器9、第二调节阀14b、换热介质泵13、流量控制装置12、蒸发器6和间壁式换热器3的冷侧c位于第二循环回路20中且呈闭环依次连接；第三调节阀14c与第一调节阀14a和压缩机8并联设置，第四调节阀14d与第二调节阀14b和换热介质泵13并联设置；蒸发器风扇7与蒸发器6相对设置，冷凝器风扇11与冷凝器9相对设置。

进一步，为实现散热系统的智能自动化控制，如图2b所示，散热系统还包括：控制器100以及用于检测室外环境温度的温度检测装置101，其中：

控制器100与压缩机8、换热介质泵13、第一调节阀14a、第二调节阀14b、第三调节阀14c、第四调节阀14d和温度检测装置101分别连接，用于

当室外环境温度小于第一设定温度阈值时，关闭第一调节阀14a、压缩机8和第四调节阀14d，并开启第二调节阀14b、换热介质泵13和第三调节阀14c；

当室外环境温度大于第二设定温度阈值时，关闭第二调节阀14b、换热介质泵13和第三调节阀14c，并开启第一调节阀14a、压缩机8和第四调节阀14d，第二设定温度阈值和第一设定温度阈值根据实际情况和经验设定，并使第二设定温度阈值大于第一设定温度阈值；

当室外环境温度不小于第一设定温度阈值且不大于第二设定温度阈值时，关闭第三调节阀14c和第四调节阀14d，并开启压缩机8和换热介质泵13。

其中，流量控制装置12的具体类型不限，可以采用电子膨胀阀或热力膨胀阀，等等。

第一循环回路10中的换热介质可以为自来水、纯净水、有机溶液或氟利昂等；第二循环回路20中的换热介质可以为氟利昂，如r22、r410a、r407c、r744、r134a、r1234yf、r290和r600a，等等。

在该实施例中，液冷系统1的第一循环回路10中的换热介质在液冷服务器5内吸热升温后被输送至间壁式换热器3的热侧h，在与间壁式换热器3的冷侧c进行热交换降温后，再次被输送至液冷服务器5内，如此循环。

在该实施例中，风冷系统2能够选择工作于换热介质泵循环模式、压缩机循环模式、压缩机和换热介质泵复合循环模式。具体的：

如图2c所示，当室外环境温度小于第一设定温度阈值，即室外环境温度较低时，第一调节阀14a、压缩机8和第四调节阀14d关闭，第二调节阀14b、换热介质泵13和第三调节阀14c开启，风冷系统2工作于换热介质泵循环模式。换热介质在冷凝器9内被室外环境空气冷却；之后，换热介质被换热介质泵13输送到蒸发器6内与机房的热空气进行换热，换热介质在蒸发器6内发生相变，从而对机房内部环境进行制冷，以满足液冷服务器5中主要发热元件以外的其它发热元件的散热需求；之后，换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换后温度升高；之后，换热介质再次被输送至冷凝器9内，如此循环。该工作模式由于采用自然冷源，系统功耗低，能效高。

如图2d所示，当室外环境温度大于第二设定温度阈值，即室外环境温度较高时，第二调节阀14b、换热介质泵13和第三调节阀14c关闭，第一调节阀14a、压缩机8和第四调节阀14d开启，风冷系统2工作于压缩机循环模式。换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换后温度升高，转换为过热气体；之后，压缩机8对换热介质做功，将换热介质转换为高温高压气体并输送至冷凝器9；之后，换热介质在冷凝器9内与室外环境进行换热，温度降低；之后，换热介质经过流量控制装置12，经过流量控制装置12之后换热介质压力降低；之后，换热介质进入蒸发器6内与机房的热空气进行换热，对机房内部环境进行制冷，以满足液冷服务器5中主要发热元件以外的其它发热元件的散热需求；之后，换热介质再次进入间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换，如此循环。

如图2e所示，当室外环境温度处于第一设定温度阈值和第二设定温度阈值之间，即处于过渡季节时，第三调节阀14c和第四调节阀14d关闭，压缩机8和换热介质泵13开启，风冷系统2工作于压缩机和换热介质泵复合循环模式。换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换后温度升高，之后压缩机8将换热介质转换为高温高压气体，之后换热介质在冷凝器9内与室外环境进行换热温度降低，之后换热介质被换热介质泵13输送到流量控制装置12，经过流量控制装置12之后换热介质压力降低，之后，换热介质进入蒸发器6内与机房的热空气进行换热，对机房内部环境进行制冷，以满足液冷服务器5中主要发热元件以外的其它发热元件的散热需求；之后换热介质再次进入间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换，如此循环。

液冷服务器的散热系统中，液冷系统1是液冷服务器5的冷量需求的主要来源，约占60％～70％，而风冷系统2中蒸发器6产生的制冷量只占机房负荷的30％～40％。液冷服务器5中主要发热元件的正常工作温度约为60℃～70℃，因此第一循环回路10中换热介质的温度可以高达35～45℃。

以第二循环回路20中换热介质采用氟利昂为例，由于间壁式换热器3热侧h的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换后，温度也相应升高，可以高达20℃，从而使得蒸发器6的蒸发温度提高，从而也就减小了风冷系统2中压缩机8、换热介质泵13等耗能元件的功耗。

现有技术的空调系统，为保证制冷量满足需求，通常要求蒸发器的蒸发温度不高于15℃左右。因此，只有当室外环境温度低于5℃左右时，空调系统才适用于换热介质泵循环模式；当室外环境温度超过5℃左右时，由于蒸发温度升高，蒸发器换热温差减小，会导致系统换热量降低，无法满足机房的制冷需求。

而采用本发明该实施例技术方案，在换热介质泵循环模式下，即使室外环境温度高达10℃，但由于换热介质与室外环境温度存在较大的温差，因此，风冷系统2仍然可以高效制冷，满足机房的制冷需求。

以北京为例，全年气温低于5℃的时间有3026小时，全年气温低于10℃的时间约为3800小时，采用上述实施例设计方案，换热介质泵循环模式的运行时间可以增加774小时，约32天。

以西安为例，全年气温低于5℃的时间有2445小时，全年气温低于10℃的时间约为3517小时，采用上述实施例设计方案，换热介质泵循环模式的运行时间可以增加1072小时，约44.7天。

可见，采用上述该设计方案，可以增加换热介质泵循环模式的运行适用时间，或者扩大换热介质泵循环模式的适用地域范围，从而充分利用自然冷源，进一步降低系统能耗。

在本发明实施例中，压缩机9优选采用变频压缩机，可以根据机房负荷动态调整压缩机9的转速，以进一步节约能耗。换热介质泵13优选采用变频泵，可以根据机房负荷动态调整泵转速，以进一步节约能耗。

实施例三

如图3所示，在实施例二的基础上，本发明该实施例所提供的液冷服务器的散热系统中，风冷系统2还包括第五调节阀14e和第六调节阀14f，其中：第五调节阀14e设置于蒸发器6和间壁式换热器3的冷侧c之间的管路上；第六调节阀14f与第五调节阀14e和间壁式换热器3的冷侧c并联设置。

当室外环境温度小于第一设定温度阈值，即室外环境温度较低时，第一调节阀14a、压缩机8和第四调节阀14d关闭，第二调节阀14b、换热介质泵13和第三调节阀14c开启，风冷系统2工作于换热介质泵循环模式。

当室外环境温度大于第二设定温度阈值，即室外环境温度较高时，第二调节阀14b、换热介质泵13和第三调节阀14c关闭，第一调节阀14a、压缩机8和第四调节阀14d开启，风冷系统2工作于压缩机循环模式。

当室外环境温度处于第一设定温度阈值和第二设定温度阈值之间，即处于过渡季节时，第三调节阀14c和第四调节阀14d关闭，压缩机8和换热介质泵13开启，风冷系统2工作于压缩机和换热介质泵复合循环模式。

根据液冷服务器5的制冷需求，控制第五调节阀14e和第六调节阀14f的开度，可以灵活的调节间壁式换热器3的换热量，从而进一步节约系统能耗。

换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换，由于间壁式换热器3热侧h的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，在间壁式换热器3冷侧c的换热介质的蒸发温度也可以相应的提高，从而也就减小了风冷系统2中压缩机8、换热介质泵13等耗能元件的功耗。

在换热介质泵循环模式下，即使室外环境温度高达10℃，但由于换热介质与室外环境温度存在较大的温差，因此，风冷系统2仍然可以高效制冷，满足机房的制冷需求。采用上述该设计方案，可以增加换热介质泵循环模式的运行适用时间，或者扩大换热介质泵循环模式的适用地域范围，从而充分利用自然冷源，进一步降低系统能耗。

实施例四

如图4所示，本发明该实施例所提供的液冷服务器的散热系统，包括液冷系统1和风冷系统2。其中：

液冷系统1包括位于第一循环回路10中且依次连接的间壁式换热器3的热侧h以及位于机柜4中的多个液冷服务器5；

风冷系统2包括压缩机8、冷凝器9、冷凝器风扇11、流量控制装置12、蒸发器6、蒸发器风扇7，以及间壁式换热器3的冷侧c，其中，压缩机8、冷凝器9、流量控制装置12、蒸发器6和间壁式换热器3的冷侧c位于第二循环回路20中且呈闭环依次连接，冷凝器风扇11与冷凝器9相对设置，蒸发器风扇7与蒸发器6相对设置。

在该实施例中，流量控制装置12的具体类型不限，可以采用电子膨胀阀或热力膨胀阀，等等。

第一循环回路10中的换热介质可以为自来水、纯净水、有机溶液或氟利昂等；第二循环回路20中的换热介质可以为氟利昂，如r22、r410a、r407c、r744、r134a、r1234yf、r290和r600a，等等。

在该实施例中，液冷系统1的第一循环回路10中的换热介质在液冷服务器5内吸热升温后被输送至间壁式换热器3的热侧h，在与间壁式换热器3的冷侧c进行热交换降温后，再次被输送至液冷服务器5内，如此循环。

在该实施例中，风冷系统2工作于压缩机循环模式。具体的：换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换后温度升高，转换为过热气体；之后，压缩机8对换热介质做功，将换热介质转换为高温高压气体并输送至冷凝器9；之后，换热介质在冷凝器9内与室外环境进行换热，温度降低；之后，换热介质经过流量控制装置12压力降低；之后，换热介质进入蒸发器6内与机房的热空气进行换热，对机房内部环境进行制冷，以满足液冷服务器5中主要发热元件以外的其它发热元件的散热需求；之后，换热介质再次进入间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换，如此循环。

同理，以第二循环回路20中换热介质采用氟利昂为例，换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换，由于间壁式换热器3热侧h的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，在间壁式换热器3冷侧c的换热介质的蒸发温度也可以相应的提高，从而也就减小了风冷系统2中压缩机8的功耗。

实施例五

如图5所示，本发明该实施例所提供的液冷服务器的散热系统，包括液冷系统1和风冷系统2。其中：

液冷系统1包括位于第一循环回路10中且依次连接的间壁式换热器3的热侧h以及位于机柜4中的多个液冷服务器5；

风冷系统2包括蒸发器6、蒸发器风扇7、间壁式换热器3的冷侧c、水泵15、冷却塔16和冷水机组17；水泵15、冷却塔16、冷水机组17、蒸发器6和间壁式换热器3的冷侧c位于第二循环回路20且呈闭环依次连接。

其中，第一循环回路10中的换热介质可以采用自来水、纯净水、有机溶液或氟利昂，等等；第二循环回路20中的换热介质可以采用自来水、纯净水或防冻溶液，等等。

在该实施例中，液冷系统1的第一循环回路10中的换热介质在液冷服务器5内吸热升温后被输送至间壁式换热器3的热侧h，在与间壁式换热器3的冷侧c进行热交换降温后，再次被输送至液冷服务器5内，如此循环。

在该实施例中，风冷系统2工作于冷冻水循环模式。具体的，水在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换升温后，在水泵15的作用下，依次被输送至冷却塔16和冷水机组17冷却降温，而后进入蒸发器6内与机房的热空气进行换热，对机房内部环境进行制冷，以满足液冷服务器5中主要发热元件以外的其它发热元件的散热需求；之后，换热介质再次进入间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换，如此循环。

同理，由于间壁式换热器3热侧h的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，在间壁式换热器3冷侧c的水温也可以因为热交换而相应的提高，从而可以降低风冷系统2中冷水机组17和冷却塔16等耗能元件的功耗。

实施例六

如图6a所示，本发明该实施例提供一种散热控制方法，可应用于图2a或图3所示液冷服务器的散热系统中，该散热控制方法包括：

步骤s101、获取室外环境温度；

步骤s102、当室外环境温度小于第一设定温度阈值时，关闭第一调节阀14a、压缩机8和第四调节阀14d，并开启第二调节阀14b、换热介质泵13和第三调节阀14c；

步骤s103、当室外环境温度大于第二设定温度阈值时，关闭第二调节阀14b、换热介质泵13和第三调节阀14c，并开启第一调节阀14a、压缩机8和第四调节阀14d，第二设定温度阈值大于第一设定温度阈值；

步骤s104、当室外环境温度不小于第一设定温度阈值且不大于第二设定温度阈值时，关闭第三调节阀14c和第四调节阀14d，并开启压缩机8和换热介质泵13。

如图2a和图6b所示，当压缩机8采用变频压缩机，换热介质泵13采用变频泵时，散热控制方法还可以进一步包括以下步骤：

步骤s1021、根据液冷服务器的制冷需求，调节变频泵的频率；

步骤s1031、根据液冷服务器的制冷需求，调节变频压缩机的频率；

步骤s1041、根据液冷服务器的制冷需求，调节变频压缩机的频率和变频泵的频率。

根据液冷服务器5的制冷需求，调节变频压缩机的频率和/或变频泵的频率，可以进一步节约系统能耗。

当室外环境温度小于第一设定温度阈值，即室外环境温度较低时，风冷系统2工作于换热介质泵循环模式；当室外环境温度大于第二设定温度阈值，即室外环境温度较高时，风冷系统2工作于压缩机循环模式；当室外环境温度处于第一设定温度阈值和第二设定温度阈值之间时，风冷系统2工作于压缩机和换热介质泵复合循环模式。

根据前述分析，换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换后温度升高，可以提高蒸发器6的蒸发温度，从而减小风冷系统2中压缩机8、换热介质泵13等耗能元件的功耗。

此外，在换热介质泵循环模式下，换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换后，温度可以高达20℃，即使室外环境温度高达10℃，由于换热介质与室外环境温度存在较大的温差，风冷系统2仍然可以高效制冷，满足机房的制冷需求。采用该设计方案，可以增加换热介质泵循环模式的运行适用时间，扩大换热介质泵循环模式的适用地域范围，从而充分利用自然冷源，进一步降低系统能耗。

实施例七

基于相同的发明构思，如图7所示，本发明该实施例提供一种散热控制装置，可应用于图2a或图3所示液冷服务器的散热系统中，该散热控制装置包括：

获取单元30，用于获取室外环境温度；

控制单元31，用于当室外环境温度小于第一设定温度阈值时，关闭第一调节阀、压缩机和第四调节阀，并开启第二调节阀、换热介质泵和第三调节阀；

当室外环境温度大于第二设定温度阈值时，关闭第二调节阀、换热介质泵和第三调节阀，并开启第一调节阀、压缩机和第四调节阀，第二设定温度阈值大于第一设定温度阈值；

当室外环境温度不小于第一设定温度阈值且不大于第二设定温度阈值时，关闭第三调节阀和第四调节阀，并开启压缩机和换热介质泵。

当室外环境温度小于第一设定温度阈值，即室外环境温度较低时，风冷系统工作于换热介质泵循环模式；当室外环境温度大于第二设定温度阈值，即室外环境温度较高时，风冷系统工作于压缩机循环模式；当室外环境温度处于第一设定温度阈值和第二设定温度阈值之间时，风冷系统工作于压缩机和换热介质泵复合循环模式。

由于液冷系统是液冷服务器冷量需求的主要来源，约占60％～70％，而风冷系统中蒸发器产生的制冷量只占机房负荷的30％～40％，根据前述分析，换热介质在间壁式换热器的冷侧与间壁式换热器的热侧进行热交换后温度升高，可以提高蒸发器的蒸发温度，从而减小风冷系统中压缩机、换热介质泵等耗能元件的功耗。

此外，在换热介质泵循环模式下，换热介质在间壁式换热器3的冷侧c与间壁式换热器3的热侧h进行热交换，由于间壁式换热器3热侧h的换热介质的温度可以高达35℃～45℃，因此，在间壁式换热器3冷侧c的换热介质的蒸发温度也可以相应的提高，温度可以高达20℃，即使室外环境温度高达10℃，超出常规换热介质泵循环模式的适用温度，但由于换热介质与室外环境温度存在较大的温差，风冷系统仍然可以高效制冷，满足机房的制冷需求。

采用该设计方案，可以增加换热介质泵循环模式的运行适用时间，扩大换热介质泵循环模式的适用地域范围，从而充分利用自然冷源，进一步降低系统能耗。

综上，采用本发明上述实施例的散热控制装置，可以增加换热介质泵循环模式的运行适用时间，扩大换热介质泵循环模式的适用地域范围，提高系统的散热效率，节约系统能耗，从而降低数据中心pue。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。