一种风液式液体冷量分配装置的制作方法

1.本发明涉及一种风液式液体冷量分配装置，属于数据中心风液冷却技术领域。


背景技术：

2.随着国家数字化转型升级进程的加快，为了保证及时有效的处理数据，数据中心服务器功率密度和能耗不断上升。传统的空气冷却方式已不能满足it设备的冷却要求，以液体冷却代替空气冷却，具有核心优势，可以提供更高的散热能力，较高的能源使用效率，并且可以进行热回收。
3.现有液冷技术实现方案中，冷板式间接液冷数据中心解决方案发展已相对成熟，然而液-液换热型的冷板式液冷系统在一次侧需增加干冷器或者冷水机组，结构复杂，在机房改造中难以部署且实施及部署时间成本较高。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种风液式液体冷量分配装置，其具体技术方案如下：一种风液式液体冷量分配装置，包括机柜、壳体及安装在壳体上的分离式环路热管换热器、过滤储液器和循环泵，所述机柜内设有服务器，所述服务器连接有分歧管，所述壳体设有进风口和出风口，所述分离式环路热管换热器一侧设有静音风机，所述静音风机朝向分离式环路热管换热器送风,所述分离式环路热管换热器通过集液管与分歧管连接，所述分离式环路热管换热器通过管路与过滤储液器连接，所述过滤储液器通过管路与循环泵连接，所述循环泵通过供液管与分歧管连接，过滤储液器内的冷却液体经循环泵泵送，冷却液体经供液管和分歧管进入服务器并对服务器进行冷却换热，形成高温液体，高温液体经分歧管流出，并通过集液管进入分离式环路热管换热器进行降温，并形成冷却液体再次进入过滤储液器。
5.进一步的，所述循环泵与过滤储液器之间的管路连接有定压罐和压力传感器，所述压力传感器靠近循环泵一侧设置。定压罐在循环泵与过滤储液器之间起到定压作用，压力传感器实时检测管路压力。
6.进一步的，所述分离式环路热管换热器与机柜之间的集液管上设有温度传感器和压力传感器，所述过滤储液器与机柜之间的供液管上设有流量传感器、温度传感器和压力传感器。温度传感器、压力传感器和流量传感器分别采集温度值、压力值和流量值，并将其转换成可用输出信号传给控制器。
7.进一步的，所述过滤储液器设有排气管道，所述过滤储液器内还设有液位传感器。过滤储液器设有排气管道，能够实时保证过滤储液器内的压力稳定，过滤储液器内不产生负压，液位传感器实时监测过滤储液器的液位高度，当过滤储液器内的液位过低时，向控制器传输低液位信号。
8.进一步的，所述壳体的进风口与装有机柜的机房联通，所述壳体的出风口设在冷
量分配机柜内。壳体进风口和出风口的设置，使得冷量分配机柜内空气便于流通，分离式环路热管换热器能够更好的进行散热。
9.进一步的，所述过滤储液器还连接有补液泵，所述补液泵通过补液口补充冷却液体。当液位传感器检测过滤储液器内的液位过低时，控制器启动补液泵，通过补液口进行补液，液位过高时，将液体通过旁通管排到补液泵入口前。
10.进一步的，所述壳体的还设有显示屏和控制器。显示屏实时显示温度值、压力值、流量值和其它参数值。
11.进一步的，所述循环泵设有两个，两个所述循环泵通过管道并联连接。循环泵单个运转，当其中一个循环泵出现故障，另一循环泵进行代替，始终保证循环动力在管路中。
12.本发明的有益效果：本发明采用分离式环路热管换热器，通过其内部冷却液的持续相变，完成热量的连续转移；本发明采用静音风机带动空气冷却分离式环路热管换热器，无需制冷机组和冷却塔等冗杂的一次侧循环设备，大大降低了制冷能耗，简化液冷系统整体结构，节约了空间，无需改造现有机房即可实现液冷快速部署，从根本上解决了传统液冷系统需要改造现有机房、部署难度大的问题，极大的提高了部署效率，显著降低了施工和运营成本。
附图说明
13.图1是本发明的平面结构示意图，图2是本发明的分离式环路热管换热器工作原理图，图3是本发明的分配方法流程图，图中：1—壳体，2—分离式环路热管换热器，3—补液泵，4—补液口，5—静音风机，6—控制器，7—液位传感器，8—排气管道，9—过滤储液器，10—定压罐，11—循环泵，12—流量传感器，13—温度传感器，14—压力传感器，15—显示屏，16—分歧管，17—服务器。
具体实施方式
14.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
15.如图1和图2所示，本发明的一种风液式液体冷量分配装置，包括机柜、壳体1及安装在壳体1上的分离式环路热管换热器2、过滤储液器9和循环泵11，机柜内设有服务器17，服务器17连接有分歧管16，壳体1设有进风口和出风口，分离式环路热管换热器2一侧设有静音风机5，静音风机5朝向分离式环路热管换热器2送风,分离式环路热管换热器2通过集液管与分歧管16连接，分离式环路热管换热器2通过管路与过滤储液器9连接，过滤储液器9通过管路与循环泵11连接，循环泵11通过供液管与分歧管16连接，过滤储液器9内的冷却液体经循环泵11泵送，冷却液体经供液管和分歧管16进入服务器17并对服务器17进行冷却换热，形成高温液体，高温液体经分歧管16流出，并通过集液管进入分离式环路热管换热器2进行降温，并形成冷却液体再次进入过滤储液器9。其中，循环泵11与过滤储液器9之间的管路连接有定压罐10和压力传感器14，压力传感器14靠近循环泵11一侧设置，定压罐10在循环泵11与过滤储液器9之间起到定压作用，压力传感器14实时检测管路压力；分离式环路热管换热器2与机柜之间的集液管上设有温度传感器13和压力传感器14，过滤储液器9与机柜
之间的供液管上设有流量传感器12、温度传感器13和压力传感器14，温度传感器13、压力传感器14和流量传感器12分别采集温度值、压力值和流量值，并将其转换成可用输出信号传给控制器6；过滤储液器9设有排气管道8，可以排走管道内不凝性气体。过滤储液器9内还设有液位传感器7，能够实时保证过滤储液器9内的压力稳定，过滤储液器9内不产生负压，液位传感器7实时监测过滤储液器9的液位高度，当过滤储液器9内的液位过低时，向控制器6传输低液位信号；壳体1的进风口与装有机柜的机房联通，壳体1的出风口设在冷量分配机柜内，壳体1进风口和出风口的设置，使得冷量分配机柜内空气便于流通，分离式环路热管换热器2能够更好的进行散热。过滤储液器9还连接有补液泵3，补液泵3通过补液口4补充冷却液体，当液位传感器7检测过滤储液器9内的液位过低时，控制器6启动补液泵3，通过补液口4进行补液；循环泵11设有两个，两个循环泵11通过管道并联连接，循环泵11单个运转，当其中一个循环泵11出现故障，另一循环泵11进行代替，始终保证循环动力在管路中。壳体1的还设有显示屏15和控制器6。显示屏15实时显示温度值、压力值、流量值和其它参数值。
16.除此之外，分离式环路热管换热器2分为蒸发端和冷凝端两部分，蒸发端位于服务器17内吸收散热，冷却液吸热相变产生的蒸汽流动到壳体1内的冷凝端凝结放热。分离式环路热管换热器2冷凝端外表面还缠绕高频焊螺旋翅片结构，能够有效扩展传热面积。过滤储液器9内包含内管和过滤网，能有效地将冷却介质内的杂质过滤，保证储液质量；过滤储液器9上设置排气管道8，管道内不凝性气体与液体分离后经排气管道8排到壳体1外，防止循环泵11气蚀。过滤储液器9起到过滤、储液、排气和排液四个作用，分离式环路热管换热器2与机柜之间的集液管上安有可调节开度的阀门，从而调节通过热管冷凝端的冷却液流量。控制器6通过信息传输线采集温度传感器13、压力传感器14和流量传感器12的输出数据，对阀门、循环泵11进行控制，从而控制冷却液的温度、压力和流量。
17.实施例1一种风液式液体冷量分配装置，其壳体1左右下侧留有进出风口，左侧放置静音风机5，采用风冷的方式降低分离式环路热管换热器2冷凝端内冷却液温度。本装置通过静音风机5将机房引进来的空气与分离式环路热管换热器2冷凝端进行热交换。分离式环路热管换热器2冷凝端下端连接有集液管，用来冷却吸收了服务器17热量的高温液体，上端连接供液管，将冷却冷凝后的液体再次回到服务器17内的分离式环路热管换热器2蒸发端中。管道各部分，比如循环泵11出口处、过滤储液器9和循环泵11之间和分离式环路热管换热器2冷凝端入口处设置温度传感器13、压力传感器14和流量传感器12，用来检测管道内的运行状况，并将相关数据反映到壳体1前端的显示屏15中，便于工作人员观察。本发明中的所有传感器和控制器6相连，控制器6可以对阀门、循环泵11进行控制，进而控制冷却液的温度、压力和流量。过滤储液器9起到过滤、储液、排气和排液四个作用，对进入的冷却液过滤杂质，防止堵塞管道；将管道不凝性气体与冷却液分离，经排气管道8排到液体冷量分配装置壳体1外；分离式环路热管换热器2与机柜之间的集液管上安有可调节开度的阀门来调节通过分离式环路热管换热器2冷凝端的冷却液流量。定压罐10设置于过滤储液器9和循环泵11之间，保证过滤储液器9和循环泵11之间压力保持定值，防止冷却液在循环泵11入口前压力降低，容易气化。循环泵11为整个液体冷却系统提供动力，完成冷却液的循环换热。
18.如图2和图3所示，一种风液式液体冷量分配装置的分配方法。将机房内的低温气体通过壳体1的进风口引入壳体1内部，在静音风机5的带动下，低温气体被吹向分离式环路
热管换热器2的冷凝端，并对分离式环路热管换热器2冷凝端的液体进行风冷冷却，换热后气体从壳体1的出风口流动到机房中。分离式环路热管换热器2蒸发端的冷却液在吸收了服务器17的热量后，换热后的冷却液从分歧管16流出，在循环泵11的驱动下，从集液管进入分离式环路热管换热器2的冷凝端，静音风机5再对分离式环路热管换热器2冷凝端的液体进行风冷冷却，如此循环往复。与此同时，设定在循环泵11出口处设置的为第一温度传感器、第一压力传感器和流量传感器12，分离式环路热管换热器2冷凝端入口处设置的为第二温度传感器、第二压力传感器，过滤储液器9和循环泵11之间设置的为第三压力传感器。控制器6通过实时监控温度传感器的信号，可以得到第一温度传感器和第二温度传感器测量的温度差值
△
t，根据管道内流量传感器12测量的流量值q可以得到热管蒸发端吸收的热量q1。服务器17负载为q，设定流量阈值为q（1
±
2%），则当q1大于q（1+2%）时，控制器6调控减小循环泵11转速和减小分离式环路热管换热器2与机柜之间的集液管上的阀门开度，从而增加通过热管冷凝端的流量，进而控制冷却液的温度。反之当q1小于q（1-2%）时，控制器6发送信号给循环泵11和阀门，增大循环泵11转速和增大阀门开度。
19.本发明采用分离式环路热管换热器，通过其内部冷却液的持续相变，完成热量的连续转移；本发明采用静音风机带动空气冷却分离式环路热管换热器，无需制冷机组和冷却塔等冗杂的一次侧循环设备，大大降低了制冷能耗，简化液冷系统整体结构，节约了空间，无需改造现有机房即可实现液冷快速部署，从根本上解决了传统液冷系统需要改造现有机房、部署难度大的问题，极大的提高了部署效率，显著降低了施工和运营成本。本发明以支持温液冷却为核心，用静音风机带动机房内空气流动对分离式环路热管换热器冷凝端内冷却液进行降温冷却，冷却后的中温液体再回到服务器对发热器件降温。本发明采用高效气-液换热设备，显著降低制冷成本，实现数据机房系统pue的降低。
20.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。