冷却系统的制作方法

文档序号:14324911阅读:133来源:国知局

本申请实施例涉及散热技术领域,具体涉及冷却散热技术,尤其涉及冷却系统。



背景技术:

随着计算机技术的快速发展,数据中心服务器正在向高密集甚至是超高密集方向部署,以满足高性能计算服务。而在服务器运行过程中会产生大量热量,为了保证服务器的正常运行,需要对其进行冷却处理。

现有技术中通常采用风冷冷却系统冷却服务器,具体地,利用空调末端将冷风输送至服务器处,从而达到冷风与服务器之间进行热交换的目的。



技术实现要素:

本申请实施例提出了冷却系统。

本申请实施例提供了一种冷却系统,该冷却系统包括热管和冷却末端;热管与冷却末端连接;热管用于冷却来自冷却末端的冷冻液,并将冷却后的冷冻液输送至冷却末端;冷却末端包括冷却腔体和冷冻盘管,冷却腔体内部容置有冷却液和设备,设备至少部分浸泡在冷却液中,以使设备与冷却液进行热交换,冷冻盘管浸泡在冷却液中,内部容置有冷冻液,以使冷冻盘管内的冷冻液与冷却液进行热交换。

在一些实施例中,冷却系统还包括进液管路和回液管路;热管包括第一进液口和第一回液口,冷冻盘管包括第二进液口和第二回液口,第一进液口与第二回液口之间通过回液管路连接,以使冷冻盘管内的冷冻液经过回液管路被输送至热管,第一回液口与第二进液口之间通过进液管路连接,以使热管内的冷冻液经过进液管路被输送至冷冻盘管,进液管路中的冷冻液的温度低于回液管路中的冷冻液的温度。

在一些实施例中,进液管路和/或回液管路上设置有泵。

在一些实施例中,设备浸泡在冷却液中,冷冻盘管固定在冷却腔体的内壁上,且环绕设备。

在一些实施例中,冷却腔体上设置有设备插槽,设备插槽用于将设备固定在冷却腔体内。

在一些实施例中,冷冻盘管的形状包括以下至少一种:u形、网格形、螺旋形、折线形。

在一些实施例中,冷冻盘管上设置有翅片。

在一些实施例中,冷冻盘管的材料为导热材料。

在一些实施例中,冷却液不导电。

在一些实施例中,进液管路和回液管路的材料为隔热材料。

本申请实施例提供的冷却系统,该冷却系统中热管和冷却末端连接,其中,热管可以冷却来自冷却末端的冷冻液,并将冷却后的冷冻液输送至冷却末端,冷却末端中的冷却腔体内部容置冷却液和设备,设备至少部分浸泡在冷却液中,以实现设备与冷却液之间进行热交换,冷冻盘管浸泡在冷却液中,以实现冷冻盘管中的冷冻液与冷却液之间进行热交换。与现有技术的风冷冷却系统相比,该冷却系统利用冷却末端代替空调末端,直接将设备至少部分浸泡在冷却液中进行冷却,冷却末端不设置末端风扇,从而节省了能源消耗,降低了冷却成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1是现有技术的风冷冷却系统的结构示意图;

图2是本申请提供的冷却系统的一个实施例的结构示意图;

图3是本申请提供的冷却系统的又一个实施例的结构示意图

图4是冷却末端的一个实施例的剖视结构示意图;

图5是冷冻盘管的一个实施例的结构示意图;

图6是冷冻盘管的又一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的原理和特征作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请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申请。

请参见图1,其示出了现有技术的风冷冷却系统的结构示意图。

现有的数据中心机房中通常会排列布置很多机柜,每个机柜上一般会摆放很多服务器。为了对这些服务器进行冷却处理,往往采用风冷冷却方式。也就是说,当风冷冷却系统运行时会产生冷风,并将冷风输送至服务器的发热部件,如cpu(中央处理器,centralprocessingunit)和部分电源模块等,通过冷热交换带走服务器运行时产生的热量。这种风冷冷却方式的系统可以称为风冷冷却系统。

具体地,如图1所示,在风冷冷却系统中,空调末端11与冷水机12连接。空调末端11可以包括末端风扇111,当风冷冷却系统运行时,末端风扇111产生的风与空调末端11中的冷冻水进行热交换,以降低风的温度形成冷风,冷风被输送至服务器13的发热部件,通过冷热交换带走服务器13运行时产生的热量。同时,与风进行热交换的冷冻水的温度会升高,此时,冷冻水可以被输送至冷水机12,冷水机12冷却冷冻水,冷却后的冷冻水的温度降低,冷却后的冷冻水可以被输送至空调末端11,并再次与末端风扇111产生的风进行热交换。这样便可以使冷冻水在空调末端11与冷水机12之间循环流动,以持续产生冷风,从而对服务器13进行冷却。

然而,随着计算机技术的快速发展,数据中心服务器正在向高密集甚至超密集方向部署,使得散热需求量成倍增加,由于散热需求量与冷风输送量呈正比关系,为了满足散热需求,就需要不断地增加空调末端11的数量,由于空调末端11中设置有末端风扇111,末端风扇111需要通电才能运行,大量末端风扇111的运行会消耗大量的电能,导致冷却成本较高。

对于上述风冷冷却系统在实际应用中存在的问题,本申请提出了一种冷却系统。参见图2,其示出了本申请提供的冷却系统的一个实施例的结构示意图。

如图2所示,冷却系统可以包括热管21和冷却末端22。热管21可以与冷却末端22连接。

在本实施例中,热管21可以用于冷却来自冷却末端22的冷冻液。具体地,热管21就是利用蒸发制冷,使得热管21两端温度差很大,使热量快速传导。一般热管21由管壳、吸液芯和端盖组成。热管21内部被抽成负压状态充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。热管21一端为蒸发端,另外一端为冷凝端,当热管21一端受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸汽在微小的压力差下流向另一端,并且释放出热量,重新凝结为液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端,如此循环不止,热量由热管21一端传至另一端,从而实现冷却目的。冷却后的冷冻液的温度降低,并被输送至冷却末端22。

在本实施例中,冷却末端22可以包括冷却腔体和冷冻盘管。冷却腔体内部可以容置有冷却液和设备,设备可以至少部分浸泡在冷却液中,以使设备与冷却液进行热交换,热交换后的设备的温度降低,冷却液的温度升高。冷冻盘管可以浸泡在冷却液中,内部容置有来自热管21的冷却后的冷冻液,以使冷冻盘管内的冷冻液与温度升高后的冷却液进行热交换,热交换后的冷却液的温度降低,温度降低后的冷却液可以再次与设备进行热交换,从而实现对设备冷却。同时,热交换后的冷冻盘管中的冷冻液的温度升高,温度升高后的冷冻液可以被输送至热管21,热管21冷却冷冻液,冷却后的冷冻液的温度降低,并被输送至冷冻盘管,冷冻盘管中的冷却后的冷冻液可以再次与冷却液进行热交换,从而实现对冷却液降温。

这里,冷却末端22通常被放置在机房内,热管21通常被放置在机房外,因此,热管21可以通过具有一定长度的输送管路与冷却末端22连接。作为示例,输送管路上可以设置阀,当阀被打开时,冷冻液可以在输送管路中流动,当阀被关闭时,冷冻液不可以在输送管路中流动。具体地,当热管21和冷却末端22工作时,阀关闭,以阻挡冷冻液经过输送管路在热管21与冷却末端22之间流动。并且,热管21和冷却末端22通常不同时工作。具体地,当热管21工作时,冷冻末端22不工作,且输送管路上的阀被关闭;当冷冻液冷却完成后,热管21停止工作,输送管路上的阀被打开,冷却后的冷冻液可以经过输送管路被输送至冷冻盘管;当冷却后的冷冻液输送完成后,输送管路上的阀关闭,冷冻盘管中的来自热管21的冷却后的冷冻液与冷却腔体内的冷却液进行热交换;当热交换完成后,冷却液的温度降低,冷冻盘管中的冷冻液的温度升高,输送管路上的阀被打开,冷冻盘管中的温度升高后的冷冻液经过输送管路被输送至热管21;当温度升高后的冷冻液输送完成后,输送管路上的阀被关闭,热管21再次工作,如此循环往复,从而实现对冷却液的持续降温。

需要理解的是,输送管路的管路尺寸和管路长度可以根据实际需求进行设置。同时,为了避免冷冻液的温度在输送过程中改变,输送管路的材料通常是隔热材料。

为了确保浸泡在冷却液中的设备可以正常运行,冷却液通常可以使不导电的液体,例如油。同时,冷却腔体内容置的冷却液的体积可以根据实际冷却需求量进行设置,通常,冷却需求量越大,所容置的冷却液的体积越大。例如,若设备运行时产生的热量较多,则可以增加冷却液,以使设备完全浸泡在冷却液中。

可以理解的是,这里的冷冻液可以是水,也可以是其他液体介质,如乙二醇或水与乙二醇的混合物等。为了降低冷却系统的成本,冷冻液通常是水。同时,这里的设备可以是服务器,也可以是其他运行中会产生热量,并需要降温的其他设备。

与现有技术的风冷冷却系统相比,该冷却系统利用冷却末端代替空调末端,直接将设备至少部分浸泡在冷却液中进行冷却,冷却末端不设置末端风扇,从而节省了能源消耗,降低了冷却成本。

进一步参见图3,其示出了本申请提供的冷却系统的又一个实施例的结构示意图。

如图3所示,冷却系统可以包括热管21、冷却末端22、进液管路23和回液管路24。其中,热管21可以包括第一进液口和第一回液口,冷冻盘管可以包括第二进液口和第二回液口,第一进液口与第二回液口之间可以通过回液管路24连接,以使冷冻盘管内的冷冻液经过回液管路24被输送至热管21,第一回液口与第二进液口之间可以通过进液管路23连接,以使热管21内的冷冻液经过进液管路23被输送至冷冻盘管。通常,进液管路23中的冷冻液的温度低于回液管路24中的冷冻液的温度。

在本实施例中,热管21可以用于冷却来自冷却末端22的冷冻液,冷却后的冷冻液的温度降低,并经过进液管路23被输送至冷却末端22。冷却末端22可以包括冷却腔体和冷冻盘管。冷却腔体内部可以容置有冷却液和设备,设备可以至少部分浸泡在冷却液中,以使设备与冷却液进行热交换,热交换后的设备的温度降低,冷却液的温度升高。冷冻盘管可以浸泡在冷却液中,内部容置有来自热管21的冷却后的冷冻液,以使冷冻盘管内的冷冻液与温度升高后的冷却液进行热交换,热交换后的冷却液的温度降低,温度降低后的冷却液可以再次与设备进行热交换,从而实现对设备持续冷却。同时,热交换后的冷冻盘管中的冷冻液的温度升高,温度升高后的冷冻液可以经过回液管路24被输送至热管21,热管21冷却冷冻液,冷却后的冷冻液的温度降低,并经过进液管路23被输送至冷冻盘管,冷冻盘管中的冷却后的冷冻液可以再次与冷却液进行热交换,从而实现对冷却液的持续降温。其中,图中箭头表示冷冻液的流动方向。

为了加快冷冻液在进液管路23和/或回液管路24中的流动速度,进液管路23和/或回液管路24上可以设置有泵,例如水泵、氟泵等。需要说明的是,泵在进液管路23和/或回液管路24上的具体位置并不限制。作为示例,进液管路23上可以设置第一水泵25,用于加快冷冻液从热管21输送至冷冻盘管的流动速度。回液管路24上可以设置第二水泵26,用于加快冷冻液从冷冻盘管输送至热管21的流动速度。

需要理解的是,进液管路23和回液管路24的管路尺寸和管路长度可以根据实际需求进行设置。同时,为了避免冷冻液的温度在输送过程中改变,进液管路23和回液管路24的材料通常是隔热材料。

进一步参见图4,其示出了冷却末端的一个实施例的剖视结构示意图。

如图4所示,冷却末端22可以包括冷却腔体221和冷冻盘管222。

冷却腔体221可以是封闭式的腔体。冷却腔体221内可以包括设备放置区,设备放置区可以用于放置设备27。为了固定放置在冷却腔体221中的设备27,冷却腔体221上可以设置有设备插槽224,其中,设备插槽224可以将设备27固定在冷却腔体221内。设备插槽224可以设置在冷却腔体221上的任何位置,可选地,设备插槽224可以设置在冷却腔体221的底部。

冷却腔体221内还可以包括盘管放置区,盘管放置区可以用于放置冷冻盘管222。为了固定放置在冷却腔体221中的冷冻盘管222,冷冻盘管放置区可以紧贴冷却腔体221的内壁,以使冷冻盘管222可以固定在冷却腔体221的内壁上,且环绕设备27。

冷却腔体221内部可以容置有冷却液。当设备27被放置在设备放置区内时,设备27可以至少部分浸泡在冷却液中,以使设备27与冷却液进行热交换,热交换后的设备27的温度降低,冷却液的温度升高;冷冻盘管222可以浸泡在冷却液中,内部容置有来自热管21的冷却后的冷冻液,以使冷冻盘管222内的冷冻液与温度升高后的冷却液进行热交换,热交换后的冷却液的温度降低,温度降低后的冷却液可以再次与设备27进行热交换,从而实现对设备27持续冷却。

为了实现冷却液与冷冻盘管222中的冷冻液之间的热交换,冷冻盘管222的材料可以是导热材料,例如铜、不锈钢、钛合金或铝合金等。

需要说明的是,冷冻盘管的形状在本申请中可以不进行限制,可选地,冷冻盘管222的形状可以包括以下至少一种:u形、网格形、螺旋形、折线形等。

作为示例,冷冻盘管222的形状可以为图5所示的结构,图5所示的冷冻盘管222的形状是u形。其中,冷冻盘管222可以包括第二进液口a和第二回液口b,第二进液口a可以与进液管路23连接,以使热管21中的冷冻液经过进液管路23被输送至冷冻盘管222,第二回液口b与回液管路24连接,以使冷冻盘管222中的冷冻液经过回液管路24被输送至热管21,从而使冷冻液在冷冻盘管222中循环流动。其中,图中箭头表示冷冻液在冷冻盘管222中的流动方向。

作为示例,冷冻盘管222的形状可以为图6所示的结构,图6所示的冷冻盘管222的形状是网格形。其中,冷冻盘管222可以包括第二进液口a和第二回液口b,第二进液口a可以与进液管路23连接,以使热管21中的冷冻液经过进液管路23被输送至冷冻盘管222,第二回液口b与回液管路24连接,以使冷冻盘管222中的冷冻液经过回液管路24被输送至热管21,从而使冷冻液在冷冻盘管222中循环流动。其中,图中箭头表示冷冻液在冷冻盘管222中的流动方向。

为了增大冷却液与冷冻盘管222的接触面积,提高散热效果和效率,冷冻盘管222上还可以设置翅片。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

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