一种服务器冷却系统论文和设计-魏洌

全文摘要

本实用新型实施例涉及数据中心冷却领域，公开了一种服务器冷却系统，包括：用于将冷冻液冷却的一次侧系统、用于冷却所述服务器并与所述一次侧系统进行热交换的二次侧系统，所述二次侧系统包括水冷空调、以及与所述水冷空调相连并用于串联所述水冷空调和待冷却的液冷服务器的二次侧管路。本实用新型实施例提供的服务器冷却系统，能够提高了服务器冷却系统的效率，并且，具有节能的优势。

主设计要求

1.一种服务器冷却系统，包括：用于将冷冻液冷却的一次侧系统、用于冷却所述服务器并与所述一次侧系统进行热交换的二次侧系统，其特征在于，所述二次侧系统包括水冷空调、以及与所述水冷空调相连并用于串联所述水冷空调和待冷却的液冷服务器的二次侧管路。

设计方案

1.一种服务器冷却系统，包括：用于将冷冻液冷却的一次侧系统、用于冷却所述服务器并与所述一次侧系统进行热交换的二次侧系统，其特征在于，

所述二次侧系统包括水冷空调、以及与所述水冷空调相连并用于串联所述水冷空调和待冷却的液冷服务器的二次侧管路。

2.根据权利要求1所述的服务器冷却系统，其特征在于，所述一次侧系统包括一次侧管路以及经由所述一次侧管路串联的自然冷却装置和水冷机。

3.根据权利要求2所述的服务器冷却系统，其特征在于，还包括冷量分配控制器，所述冷量分配控制器分别与所述一次侧系统和所述二次侧系统相连，所述一次侧系统和所述二次侧系统在所述冷量分配控制器处进行热交换。

4.根据权利要求3所述的服务器冷却系统，其特征在于，所述冷量分配控制器、所述自然冷却装置以及所述水冷机经由所述一次侧管路依次串联、并首尾连接形成循环回路。

5.根据权利要求3所述的服务器冷却系统，其特征在于，所述冷量分配控制器、所述水冷空调经由所述二次侧管路依次串联，所述二次侧管路依次串联所述冷量分配控制器、所述水冷空调后、用于穿设过待冷却的液冷服务器并连接至所述冷量分配控制器以形成循环回路。

6.根据权利要求3所述的服务器冷却系统，其特征在于，所述冷量分配控制器包括分别与所述一次侧系统及所述二次侧系统相连的换热器，所述二次侧系统与所述一次侧系统经由所述换热器进行热交换。

7.根据权利要求6所述的服务器冷却系统，其特征在于，所述冷量分配控制器还包括用于为所述二次侧系统中的冷却液提供驱动力的水泵。

8.根据权利要求2所述的服务器冷却系统，其特征在于，所述自然冷却装置为干冷器或冷却塔。

9.根据权利要求1所述的服务器冷却系统，其特征在于，所述水冷空调为水冷背板空调。

设计说明书

技术领域

本实用新型实施例涉及数据中心冷却领域，特别涉及一种服务器冷却系统。

背景技术

随着信息技术的不断发展，计算机服务器的数量日益增多，众所周知，服务器由于信息处理量大并且长期运行，产热巨大，存在高发热量、局部过热的运行特点。现有的服务器冷却方案大致可分为风冷系统和液冷系统，风冷系统是是通过空气换热片将服务器中主要发热器件的热量传递到空气中，再通过风扇将热空气排出服务器，排放到机房中，同时吸入机房冷空气；液冷系统是通过在服务器主要发热器件上安装直接接触的换热器，冷却液流经直接接触的换热器时，将主要发热器件的热量带走。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：上述两种冷却方式的服务器冷却系统，其冷却效率均不是很高，造成能源的极大浪费。因此，有必要提供一种新的服务器冷却系统来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的在于提供一种服务器冷却系统，能够提高了服务器冷却系统的效率，并且，具有节能的优势。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种服务器冷却系统，包括：用于将冷冻液冷却的一次侧系统、用于冷却所述服务器并与所述一次侧系统进行热交换的二次侧系统，所述二次侧系统包括水冷空调、以及与所述水冷空调相连并用于串联所述水冷空调和待冷却的液冷服务器的二次侧管路。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，所述二次侧系统包括水冷空调、以及与所述水冷空调相连并用于串联所述水冷空调和待冷却的液冷服务器的二次侧管路，从而，可以使得冷冻液先流入水冷空调、并与液冷服务器所处环境的热空气进行热交换，从而降低液冷服务器所处环境的温度，实现对液冷服务器的一次降温，由于水冷空调的出水温度低于液冷服务器的进水温度，可以满足液冷服务器的冷却要求，因此，从水冷空调中流出的冷冻液能够接着流入与液冷服务器接触的二次侧管路、并通过二次侧管路与液冷服务器进行热交换，实现对液冷服务器的二次降温，由于冷冻液经过了两次热交换，提高了一次侧系统的回水温度，从而提高了服务器冷却系统的效率，并且，一次侧系统的回水温度的提高能够实现冷冻液的自然冷却制冷，具有节能的优势。

另外，所述一次侧系统包括一次侧管路以及经由所述一次侧管路串联的自然冷却装置和水冷机。

另外，还包括冷量分配控制器，所述冷量分配控制器分别与所述一次侧系统和所述二次侧系统相连，所述一次侧系统和所述二次侧系统在所述冷量分配控制器处进行热交换。

另外，所述冷量分配控制器、所述自然冷却装置以及所述水冷机经由所述一次侧管路依次串联、并首尾连接形成循环回路。

另外，所述冷量分配控制器、所述水冷空调经由所述二次侧管路依次串联，所述二次侧管路依次串联所述冷量分配控制器、所述水冷空调后、用于穿设过待冷却的液冷服务器并连接至所述冷量分配控制器以形成循环回路。

另外，所述冷量分配控制器包括分别与所述一次侧系统及所述二次侧系统相连的换热器，所述二次侧系统与所述一次侧系统经由所述换热器进行热交换。

另外，所述冷量分配控制器还包括用于为所述二次侧系统中的冷却液提供驱动力的水泵。

另外，所述自然冷却装置为干冷器或冷却塔。

另外，所述水冷空调为水冷背板空调。如此设置，能够实现对机房局部过热区域进行排热降温，从而提高所述水冷空调的效率。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式提供的服务器冷却系统及服务器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本实用新型而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本实用新型所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种服务器冷却系统，如图1所示，包括：用于将冷冻液冷却的一次侧系统11、用于冷却所述服务器并与所述一次侧系统11进行热交换的二次侧系统12，所述二次侧系统12包括水冷空调121、以及与所述水冷空调121相连并用于串联所述水冷空调121和待冷却的液冷服务器的二次侧管路122。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，所述二次侧系统12包括水冷空调121、以及与所述水冷空调121相连并用于串联所述水冷空调121和待冷却的液冷服务器的二次侧管路122，从而，可以使得冷冻液先流入水冷空调121、并与液冷服务器所处环境的热空气进行热交换，从而降低液冷服务器所处环境的温度，实现对液冷服务器的一次降温，由于水冷空调121的出水温度低于液冷服务器的进水温度(水冷背板空调的出水温度在20℃左右，液冷服务器进水温度在35℃左右)，可以满足液冷服务器的冷却要求，因此，从水冷空调121中流出的冷冻液能够接着流入与液冷服务器接触的二次侧管路122、并通过二次侧管路122与液冷服务器进行热交换，实现对液冷服务器的二次降温，由于冷冻液经过了两次热交换，提高了一次侧系统11的回水温度(40－50℃)，从而提高了服务器冷却系统的效率，并且，一次侧系统11的回水温度的提高能够实现冷冻液的自然冷却制冷，具有节能的优势；同时，由于利用一套一次侧系统11即可同时实现对服务器的风冷和液冷，避免了“为了提高散热效果同时设置两套分离的风冷系统和液冷系统时，需要铺设两套一次侧管路111，铺设的成本很高，占地面积较大，维护成本也较高”的问题，从而节省了设备成本以及维护成本，并且，一次侧系统11的回水温度的提高能够实现冷冻液的自然冷却制冷，具有节能的优势。

在实际应用中，液冷服务器包括冷板换热器，二次侧管路122将冷板换热器和水冷空调121进行串联，冷冻液先流经水冷空调121，实现服务器的风冷降温，接着流入冷板换热器，服务器通过冷板换热器与冷冻液进行热交换，从而实现服务器的水冷降温。

具体的说，所述一次侧系统11包括一次侧管路111以及经由所述一次侧管路111串联的自然冷却装置112和水冷机113，其中，所述自然冷却装置112为干冷器或冷却塔。如此设置，可以使得较高温度的冷却液先经由自然冷却装置112进行一次冷却，散发掉大部分的热量，从而节省能源，同时，使用水冷机113作为补充冷源，将从所述自然冷却装置112中流出的冷却液经由水冷机113进行二次冷却，使得从水冷机113流出的冷却液满足水冷空调121的要求。

值得一提的是，服务器冷却系统还包括冷量分配控制器13，所述冷量分配控制器13分别与所述一次侧系统11和所述二次侧系统12相连，所述一次侧系统11和所述二次侧系统12在所述冷量分配控制器13处进行热交换。

进一步的，所述冷量分配控制器13包括分别与所述一次侧系统11及所述二次侧系统12相连的换热器131，所述二次侧系统12与所述一次侧系统11经由所述换热器131进行热交换。也就是说，冷量分配控制器13完全隔离一次侧系统11中的冷冻液和二次侧系统12中的冷却液，通过换热器131(可以为板式换热器131)将二次侧系统12中的冷却液的热量转移到一次侧系统11中的冷冻液中，从而实现二次侧系统12的散热。

另外，所述冷量分配控制器13还包括用于为所述二次侧系统12中的冷却液提供驱动力的水泵132。

具体的说，所述冷量分配控制器13、所述自然冷却装置112以及所述水冷机113经由所述一次侧管路111依次串联、并首尾连接形成循环回路。也就是说，所述冷量分配控制器13将“与二次侧管路122中的冷却液热交换后”的待冷却液体输送至所述自然冷却装置112，所述自然冷却装置112接收待冷却液体、自然冷却所述待冷却液体得到第一冷却液体、并将所述第一冷却液体输送至所述水冷机113；所述水冷机113与所述所述冷量分配控制器13相连，所述水冷机113接收所述第一冷却液体、冷却所述第一冷却液体得到第二冷却液体、并将所述第二冷却液体输送至所述冷量分配控制器13以与“二次侧管路122中的冷却液热交换”。

本实施方式中，所述冷量分配控制器13、所述水冷空调121经由所述二次侧管路122依次串联，所述二次侧管路122依次串联所述冷量分配控制器13、所述水冷空调121后、用于穿设过待冷却的液冷服务器并连接至所述冷量分配控制器13以形成循环回路。

可选的，所述水冷空调121为水冷背板空调，水冷背板空调是一种空调器，安装在服务器机柜的背门位置，内置有表冷器、风机以及控制器，其中，表冷器中流动冷却液，从服务器机柜中抽取的热空气经由表冷器降温后，冷空气从机柜后面吹出，从而可实现对机房局部过热区域进行排热降温，提高所述水冷空调121的效率。另外，由于水冷背板空调安装在机柜上，便于实现二次侧循环的串联。

进一步的，空调的进风口可以靠近服务器设置，形成冷热通道，从而既可以达到较高的空调进风温度，提高空调的效率，又可以维持较低的机房温度。

具体的说，在二次侧系统12中，水冷空调121中安装有水冷盘管，冷量分配控制器13中经过热交换的冷冻液流入水冷盘管，热空气通过水冷盘管的表面热交换，将热量传递到冷冻水中，从而实现冷却；从水冷空调121中流出的冷冻液接着流入与液冷服务器接触的二次侧管路122、并通过二次侧管路122与液冷服务器进行热交换，实现对液冷服务器的再次。冷却液通过二次侧冷量分配控制器13中水泵132的动力，回到冷量分配控制器13，通过板式换热器131，与一次侧冷冻水进行热交换。

在一次侧系统11中，一次侧冷冻水吸收了二次侧冷却液的热量后，通过一次侧水泵132的动力，流动到干冷器或冷却塔，在外界自然冷空气中实现制冷接着，通过水冷机113进行补充电制冷，最后，一次侧冷却液冷却后重新输送回机房。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

设计图

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