一种浸没式液冷循环系统及浸没式液冷机柜的制作方法

本发明涉及服务器散热，尤其涉及一种浸没式液冷循环系统及浸没式液冷机柜。

背景技术：

1、浸没式液冷技术是将服务器等电子设备直接浸没在冷却液中，通过液体与设备之间的直接热交换来带走热量，具有散热效率高、能耗低、噪音小等显著优势。随着数据中心算力密度的持续提升和能耗压力的不断增大，单相浸没式液冷技术作为一种高效、绿色、节能的数据中心冷却解决方案，正受到越来越广泛的关注和应用。全球液冷数据中心投资规模自2017年以来稳步增长，单相浸没式液冷当前处于“小规模商用不断推进”的演进阶段，产业链快速发展完善。

2、现有的浸没式液冷机柜通常设置有供液口和回液口。供液口用于向机柜内部输送冷却液，回液口用于将吸热升温后的冷却液排出至外部冷却单元进行降温处理，二者共同构成基本的循环回路。在多机并联部署场景中，由于各机柜的冷却负载、管路阻力及供液压力存在差异，各机柜内的液位容易出现不一致的现象。为维持各机柜液位的稳定性，现有方案通常需要在各机柜内安装液位传感器，并通过控制系统对循环泵或调节阀进行实时调控，以动态平衡各机柜的液位。这种方式不仅增加了硬件成本和系统复杂度，还引入了额外的故障风险点，控制逻辑较为繁琐，响应存在滞后，难以适应负载快速变化的工况。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种浸没式液冷循环系统及浸没式液冷机柜。

2、本发明提出的一种浸没式液冷机柜，包括：第一壳体、第二壳体、第一流道和第二流道；第二壳体布置在第一壳体内，第二壳体与第一壳体之间形成隔离空间，隔离空间用于隔离第二壳体与外界环境，第二壳体具有敞口的内腔，内腔中设置有隔板，隔板将内腔分隔为液冷腔和溢液槽，隔板顶端低于内腔的顶部敞口边缘以使液冷腔与溢液槽在隔板上方相连通；第一流道与液冷腔连通，用于向液冷腔输送冷却液；第二流道与溢液槽连通，用于将从液冷腔溢流至溢液槽中的冷却液排出；第一流道具有第一进口，第二流道具有第一出口和平衡口，第一出口、第一进口和平衡口的高度依次降低，平衡口与外部储液容器连通，用于在液冷腔内的液位高于预设液位时，将溢液槽中的冷却液经平衡口导出至外部储液容器；并在液冷腔内的液位低于预设液位时，将外部储液容器中的液体经平衡口回流至液冷腔内，以实现液冷腔内液位的自动平衡。

3、优选的，预设液位与平衡口的高度相适配，以使液冷腔内的液位高于平衡口时，冷却液经平衡口向外排出；液冷腔内的液位低于平衡口时，外部储液容器内的液体经平衡口回流至液冷腔中。

4、优选的，第二流道包括出液管和平衡管，出液管第一端与溢液槽连通，出液管第二端连通所述第一出口，出液管与溢液槽的连通处形成第一连通部位；平衡管第一端与溢液槽连通，平衡管第二端连通所述平衡口，平衡管与溢液槽的连通处形成第二连通部位；第一连通部位和第二连通部位位于同一高度。

5、优选的，第一连通部位和第二连通部位的高度均高于第一出口的高度。

6、优选的，第一流道包括进液管和若干支管；进液管第一端设有所述第一进口，进液管管身具有若干第二出口；支管一端连通第二出口；各支管上开设有若干出液孔，出液孔与液冷腔连通，用于将冷却液分布至液冷腔内。

7、优选的，进液管沿第二壳体侧壁由上至下延伸至第二壳体底部，支管铺设于液冷腔的底壁上，若干出液孔沿支管长度方向间隔布置。

8、优选的，第一出口、平衡口和第一进口均设置于第一壳体的同一侧。

9、优选的，外部储液容器为敞口容器，所述敞口容器内部与大气相通。

10、优选的，第一壳体顶部设有箱盖，箱盖与第一壳体之间铰接连接。

11、本发明还提供一种浸没式液冷循环系统，包括：至少一个所述浸没式液冷机柜、外部储液容器和cdu，各浸没式液冷机柜的平衡口均与外部储液容器连通，以保持各浸没式液冷机柜内液冷腔的液位一致；cdu具有循环泵和换热器，各浸没式液冷机柜的第一出口、循环泵、换热器和各浸没式液冷机柜的第一进口依次连通形成循环回路；循环泵入口连通各浸没式液冷机柜的第一出口，用于抽取各浸没式液冷机柜内液冷腔溢流至溢液槽中的冷却液；循环泵出口连通换热器的热流道入口，换热器的热流道出口连通各浸没式液冷机柜的第一进口，以使来自各浸没式液冷机柜的冷却液与外部冷源进行热交换。

12、本发明中，通过将各平衡口并联至同一外部储液容器后，基于连通器原理，使各机柜液冷腔内的液位自动趋于一致，无需在各机柜上设置液位传感器和相应的控制系统，降低了系统硬件成本，消除了因传感器故障或控制逻辑异常带来的可靠性风险，控制方式更为简洁可靠。通过将第一出口、平衡口和第一进口在垂直方向上设置为依次降低的高度布局，使得冷却液的循环流动和液位调节均能够有效利用重力驱动，提升系统的能效水平。通过在溢液槽内将出液管与平衡管的连通部位设置为同一高度，并配合第一连通部位和第二连通部位均高于第一出口的设计，确保了溢液槽中的冷却液在进入出液管后全程依靠重力向下流动至第一出口排出，流动路径顺畅，避免了因管路起伏而产生的流动阻力和液位波动。

1.一种浸没式液冷机柜，其特征在于，包括：第一壳体、第二壳体、第一流道和第二流道；第二壳体布置在第一壳体内，第二壳体与第一壳体之间形成隔离空间，隔离空间用于隔离第二壳体与外界环境，第二壳体具有敞口的内腔，内腔中设置有隔板，隔板将内腔分隔为液冷腔和溢液槽，隔板顶端低于内腔的顶部敞口边缘以使液冷腔与溢液槽在隔板上方相连通；第一流道与液冷腔连通，用于向液冷腔输送冷却液；第二流道与溢液槽连通，用于将从液冷腔溢流至溢液槽中的冷却液排出；第一流道具有第一进口，第二流道具有第一出口和平衡口，第一出口、第一进口和平衡口的高度依次降低，平衡口与外部储液容器连通，用于在液冷腔内的液位高于预设液位时，将溢液槽中的冷却液经平衡口导出至外部储液容器；并在液冷腔内的液位低于预设液位时，将外部储液容器中的液体经平衡口回流至液冷腔内，以实现液冷腔内液位的自动平衡。

2.根据权利要求1所述的浸没式液冷机柜，其特征在于，预设液位与平衡口的高度相适配，以使液冷腔内的液位高于平衡口时，冷却液经平衡口向外排出；液冷腔内的液位低于平衡口时，外部储液容器内的液体经平衡口回流至液冷腔中。

3.根据权利要求1所述的浸没式液冷机柜，其特征在于，第二流道包括出液管和平衡管，出液管第一端与溢液槽连通，出液管第二端连通所述第一出口，出液管与溢液槽的连通处形成第一连通部位；平衡管第一端与溢液槽连通，平衡管第二端连通所述平衡口，平衡管与溢液槽的连通处形成第二连通部位；第一连通部位和第二连通部位位于同一高度。

4.根据权利要求3所述的浸没式液冷机柜，其特征在于，第一连通部位和第二连通部位的高度均高于第一出口的高度。

5.根据权利要求1所述的浸没式液冷机柜，其特征在于，第一流道包括进液管和若干支管；进液管第一端设有所述第一进口，进液管管身具有若干第二出口；支管一端连通第二出口；各支管上开设有若干出液孔，出液孔与液冷腔连通，用于将冷却液分布至液冷腔内。

6.根据权利要求5所述的浸没式液冷机柜，其特征在于，进液管沿第二壳体侧壁由上至下延伸至第二壳体底部，支管铺设于液冷腔的底壁上，若干出液孔沿支管长度方向间隔布置。

7.根据权利要求1所述的浸没式液冷机柜，其特征在于，第一出口、平衡口和第一进口均设置于第一壳体的同一侧。

8.根据权利要求1所述的浸没式液冷机柜，其特征在于，外部储液容器为敞口容器，所述敞口容器内部与大气相通。

9.根据权利要求1所述的浸没式液冷机柜，其特征在于，第一壳体顶部设有箱盖，箱盖与第一壳体之间铰接连接。

10.一种浸没式液冷循环系统，其特征在于，包括：至少一个权利要求1-9中任一项所述浸没式液冷机柜、外部储液容器和cdu，各浸没式液冷机柜的平衡口均与外部储液容器连通，以保持各浸没式液冷机柜内液冷腔的液位一致；cdu具有循环泵和换热器，各浸没式液冷机柜的第一出口、循环泵、换热器和各浸没式液冷机柜的第一进口依次连通形成循环回路；循环泵入口连通各浸没式液冷机柜的第一出口，用于抽取各浸没式液冷机柜内液冷腔溢流至溢液槽中的冷却液；循环泵出口连通换热器的热流道入口，换热器的热流道出口连通各浸没式液冷机柜的第一进口，以使来自各浸没式液冷机柜的冷却液与外部冷源进行热交换。