一种浸没式液冷系统及其控制方法与流程

本申请涉及液冷，特别涉及一种浸没式液冷系统及其控制方法。

背景技术：

1、相变液冷是指相变冷却液在液冷机柜内部汽化和冷凝的过程，通过汽化吸热，不断将热量从it设备中带走，并在冷凝器表面冷凝放热，将热量传递给冷却水，冷凝为液体后，再回流到液冷机柜内，继续进行换热循环。

2、相变冷却液在相变过程中，液相和气相之间相互转换，体积变化很大，通常是在100倍以上，比如1升的液体会转换成为100升的气体。而由于it设备的负载是动态变化的，换热器的换热能力是通过控制水流量进行调节的，从接收到调节指令再到控制循环泵达到所需的转速，需要一定时间，这就导致在it设备负载变化的过程中，液冷机柜的压力变化很大，无法稳定压力，进而导致需要对液冷机柜经常进排气，又由于相变冷却液在常温下挥发能力很强，在排气的过程中容易造成相变冷却液的浪费。

技术实现思路

1、本申请提供了一种浸没式液冷系统及其控制方法，能够用于解决液冷机柜内压力波动和相变冷却液浪费的问题。

2、第一方面，本申请提供一种浸没式液冷系统，包括液冷机柜、换热器、定压装置、开关阀、压力传感器以及第一泵；

3、所述液冷机柜的内部用于填充互不相容的单相冷却液和相变冷却液，其中，所述单相冷却液的密度小于所述相变冷却液的密度，所述单相冷却液的沸点高于所述相变冷却液的沸点；

4、所述液冷机柜通过所述第一泵与所述换热器连通，所述第一泵用于将所述液冷机柜内的单相冷却液泵入所述换热器，所述换热器用于与所述液冷机柜内的所述单相冷却液进行换热；

5、所述液冷机柜通过所述开关阀与所述定压装置连通，所述压力传感器用于检测所述液冷机柜内的压力，所述开关阀根据所述液冷机柜内的压力将所述液冷机柜内的所述单相冷却液导入所述定压装置内进行存储或将所述定压装置内存储的所述单相冷却液导入所述液冷机柜内。

6、本申请中的浸没式液冷系统，通过在液冷机柜内填充单相冷却液和相变冷却液，单相冷却液在相变冷却液的上层，能够起到隔绝空气和冷凝相变冷却液的作用，在it设备维护时，能够将相变冷却液与空气隔离，以减少相变冷却液挥发，从而减少相变冷却液浪费。同时，设置了压力传感器和定压装置，压力传感器能够实时监测液冷机柜内的压力，开关阀根据压力传感器的检测值打开或关闭，以使得液冷机柜内的单相冷却液进入定压装置内存储或将定压装置内的单相冷却液导入液冷机柜内，以此保证液冷机柜内部压力稳定。因此，本申请中的浸没式液冷系统，在减少液冷机柜内相变冷却液浪费的同时还能够解决液冷机柜内压力波动的问题。

7、在一些可能的实施方案中，还包括分离器，所述分离器连接于所述开关阀和所述液冷机柜之间，所述分离器用于将通过所述开关阀进入所述分离器的所述单相冷却液和所述相变冷却液进行分离。

8、在一些可能的实施方案中，所述第一泵的两端分别与所述分离器和所述换热器连通，所述第一泵用于将所述分离器内的所述单相冷却液泵入所述换热器。

9、在一些可能的实施方案中，还包括冷源装置和第二泵，所述冷源装置通过所述第二泵与所述换热器连通，所述第二泵用于将所述换热器与所述单相冷却液换热后的冷源泵入所述冷源装置，所述冷源装置用于对所述换热器提供冷源。

10、在一些可能的实施方案中，还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述换热器与所述液冷机柜连接一侧的出液温度，所述第二泵还用于根据所述温度传感器检测的出液温度调整所述换热器与所述冷源装置之间的冷源交换量。

11、在一些可能的实施方案中，还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器用于检测所述液冷机柜周围环境的空气温度和湿度，所述第二泵还用于根据所述液冷机柜周围环境的空气温度和湿度调整所述换热器与所述冷源装置之间的冷源交换量。

12、在一些可能的实施方案中，所述定压装置为与大气连通的储液罐。

13、第二方面，本申请提供一种如第一方面中任一可能的实施方案中所述的浸没式液冷系统的控制方法，所述控制方法包括：

14、利用所述压力传感器检测所述液冷机柜内的压力，根据所述液冷机柜内的压力控制所述开关阀的开闭，并根据所述液冷机柜内的压力控制所述第一泵的频率。

15、在一些可能的实施方案中，所述根据所述液冷机柜内的压力控制所述开关阀的开闭，具体包括：

16、当所述液冷机柜内的压力p满足p≤p0或p≥p1时，所述开关阀开启；

17、当所述液冷机柜内的压力p满足p0＜p＜p1时，所述开关阀关闭；

18、p0为所述液冷机柜能够承受的最小承受压力，p1为所述液冷机柜能够承受的最大承受压力。

19、在一些可能的实施方案中，所述根据所述液冷机柜内的压力控制所述第一泵的频率，具体包括：

20、当所述液冷机柜内的压力p满足p＞p2时，所述第一泵的频率提升；

21、当所述液冷机柜内的压力p满足p3≤p≤p2时，所述第一泵的频率不变；

22、当所述液冷机柜内的压力p满足p＜p3时，所述第一泵的频率降低；

23、p2为所述液冷机柜的最佳运行压力的上限，p3为所述液冷机柜的最佳运行压力的下限，并且，p1＞p2＞p3＞p0。

24、在一些可能的实施方案中，当所述浸没式液冷系统还包括所述温度传感器、所述冷源装置、所述第二泵和所述温湿度传感器时，所述控制方法还包括：

25、利用所述温湿度传感器检测所述液冷机柜周围环境的空气温度和湿度，以计算露点温度，利用所述温度传感器检测所述换热器与所述液冷机柜连接一侧的出液温度，根据所述露点温度和所述出液温度控制所述第二泵的频率。

26、在一些可能的实施方案中，所述根据所述露点温度和所述出液温度控制所述第二泵的频率，具体包括：

27、当所述出液温度t满足t＞t1时，所述第二泵的频率升高；

28、当所述出液温度t满足t2≤t≤t1时，所述第二泵的频率不变；

29、当所述出液温度t满足t＞t2时，所述第二泵的频率降低；

30、t1为所述单相冷却液的最高温度，t2为露点温度+2℃，t1＞t2。

技术特征：

1.一种浸没式液冷系统，其特征在于，包括液冷机柜、换热器、定压装置、开关阀、压力传感器以及第一泵；

2.根据权利要求1所述的浸没式液冷系统，其特征在于，还包括分离器，所述分离器连接于所述开关阀和所述液冷机柜之间，所述分离器用于将通过所述开关阀进入所述分离器的所述单相冷却液和所述相变冷却液进行分离。

3.根据权利要求2所述的浸没式液冷系统，其特征在于，所述第一泵的两端分别与所述分离器和所述换热器连通，所述第一泵用于将所述分离器内的所述单相冷却液泵入所述换热器。

4.根据权利要求1所述的浸没式液冷系统，其特征在于，还包括冷源装置和第二泵，所述冷源装置通过所述第二泵与所述换热器连通，所述第二泵用于将所述换热器与所述单相冷却液换热后的冷源泵入所述冷源装置，所述冷源装置用于对所述换热器提供冷源。

5.根据权利要求4所述的浸没式液冷系统，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述换热器与所述液冷机柜连接一侧的出液温度，所述第二泵还用于根据所述温度传感器检测的出液温度调整所述换热器与所述冷源装置之间的冷源交换量。

6.根据权利要求5所述的浸没式液冷系统，其特征在于，还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器用于检测所述液冷机柜周围环境的空气温度和湿度，所述第二泵还用于根据所述液冷机柜周围环境的空气温度和湿度调整所述换热器与所述冷源装置之间的冷源交换量。

7.根据权利要求1所述的浸没式液冷系统，其特征在于，所述定压装置为与大气连通的储液罐。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的浸没式液冷系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述液冷机柜内的压力控制所述开关阀的开闭，具体包括：

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述液冷机柜内的压力控制所述第一泵的频率，具体包括：

11.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当所述浸没式液冷系统还包括所述温度传感器、所述冷源装置、所述第二泵和所述温湿度传感器时，所述控制方法还包括：

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述露点温度和所述出液温度控制所述第二泵的频率，具体包括：

技术总结
本申请涉及液冷技术领域，公开了一种浸没式液冷系统及其控制方法。浸没式液冷系统包括液冷机柜、换热器、定压装置、开关阀、压力传感器以及第一泵，液冷机柜的内部用于填充单相冷却液和相变冷却液，单相冷却液的密度小于相变冷却液的密度，单相冷却液的沸点高于相变冷却液的沸点。液冷机柜通过第一泵与换热器连通，第一泵用于将液冷机柜内的单相冷却液泵入换热器。液冷机柜通过开关阀与定压装置连通，压力传感器用于检测液冷机柜内的压力，开关阀根据液冷机柜内的压力将液冷机柜内的单相冷却液导入定压装置内进行存储或将定压装置内的单相冷却液导入液冷机柜内。上述浸没式液冷系统，能够用于解决液冷机柜内压力波动和相变冷却液浪费的问题。

技术研发人员：林海荣
受保护的技术使用者：深圳绿色云图科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29