冷板式液冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及制冷领域，尤其涉及一种冷板式液冷系统。


背景技术：

2.数据机房是网络建设中的重要设施，其内部署了大量网络设备，这些网络设备由于长时间运行释放大量热量，将造成机房内部的热岛现象拼出。例如，各类网络设备中通常封装有数据芯片，这些数据芯片的热流密度大约为10w/cm2，而机房内的热流密度通常为0.1w/cm2，两者热流密度差异较大，因此易在数据芯片处形成热岛现象。在机房内热岛现象严重时，易导致网络设备的故障。
3.为改善数据机房的热岛效应，目前可以采用冷板式冷却系统，其中对于大功率散热器件通常采用冷板式液冷系统。由于冷板式液冷系统主要针对大功率散热器件，且直接对散热器件冷却；若冷板式液冷系统故障，则这些大功率散热器件易发生宕机等故障。因此，目前的冷板式液冷系统安全性能较差。


技术实现要素：

4.本实用新型的实施例提供一种冷板式液冷系统，能够提高对网络设备的降热效率，提高冷板式液冷系统的安全性。
5.为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
6.第一方面，提供一种冷板式液冷系统，包括：第一换热装置，第一换热装置包括至少一个冷板组件；冷板组件为封闭式空腔结构，且包括第一冷媒入口和第一冷媒出口；第一换热装置将至少一个冷板组件对应的封闭式空腔结构通过第一冷媒入口和第一冷媒出口串接；冷板组件，用于通过封闭式空腔结构存储冷媒，并与网络设备交换热量。
7.结合第一方面，一种可能的实现方式中，冷板组件与网络设备之间设置有热沉，以使冷板组件和网络设备紧密贴合。
8.结合第一方面，一种可能的实现方式中，冷板式液冷系统还包括第一换热器；第一换热器包括第二冷媒入口、第二冷媒出口、第三冷媒入口和第三冷媒出口；第二冷媒入口和第一冷媒出口连接，第二冷媒出口和第一冷媒入口连接；第二冷媒入口和第二冷媒出口连通，第三冷媒入口和第三冷媒出口连通。
9.结合第一方面，一种可能的实现方式中，冷板式液冷系统还包括第一循环泵；第一循环泵设置于第二冷媒入口处。
10.结合第一方面，一种可能的实现方式中，冷板式液冷系统还包括转换槽；转换槽设置于网络设备的背面，且第一换热器和第一循环泵设置于转换槽内部。
11.结合第一方面，一种可能的实现方式中，冷板式液冷系统还包括第二换热装置；第二换热装置包括第二换热器，第二换热器包括第四冷媒入口和第四冷媒出口；第四冷媒入口和第三冷媒出口连接，第四冷媒出口和第三冷媒入口连接。
12.结合第一方面，一种可能的实现方式中，第二换热装置还包括第二循环泵；第二循
环泵设置于第四冷媒入口处。
13.结合第一方面，一种可能的实现方式中，冷板式液冷系统还包括第一温度传感器；第一温度传感器设置于第一循环泵和第一冷媒出口之间。
14.结合第一方面，一种可能的实现方式中，冷板式液冷系统还包括控制器，控制器与第一循环泵、第二循环泵，以及第一温度传感器连接。
15.结合第一方面，一种可能的实现方式中，冷板式液冷系统还包括第一阀门和第二阀门；第一阀门设置于第二冷媒入口和第二冷媒出口之间，第二阀门设置于第三冷媒入口和第三冷媒出口之间。
16.本实用新型提供的冷板式液冷系统，包括：第一换热装置，第一换热装置包括至少一个冷板组件；冷板组件为封闭式空腔结构，且包括第一冷媒入口和第一冷媒出口；第一换热装置将至少一个冷板组件对应的封闭式空腔结构通过第一冷媒入口和第一冷媒出口串接；冷板组件，用于通过封闭式空腔结构存储冷媒，并与网络设备交换热量。本实用新型实施例中，冷板式液冷系统通过冷板组件与网络设备交换热量，由于冷板组件为封闭式空腔结构，期内存储有冷媒，因此在冷板式液冷系统故障时，仍可以通过冷板组件内的冷媒与网络设备交换热量，因此本实施例提供的冷板式液冷系统提高了安全性能，能够在冷板式液冷系统故障时，避免网络设备的宕机等故障。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的一种冷板式液冷系统的结构示意图之一；
19.图2为本实用新型实施例提供的一种冷板组件的结构示意图；
20.图3为本实用新型实施例提供的一种冷板组件与cpu的结合示意图之一；
21.图4为本实用新型实施例提供的一种冷板组件与cpu的结合示意图之二；
22.图5为本实用新型实施例提供的一种冷板式液冷系统的结构示意图之二；
23.图6为本实用新型实施例提供的一种冷板式液冷系统的结构示意图之三；
24.图7为本实用新型实施例提供的一种冷板式液冷系统的结构示意图之四；
25.图8为本实用新型实施例提供的一种冷板式液冷系统的结构示意图之五；
26.图9为本实用新型实施例提供的一种冷板式液冷系统的结构示意图之六。
27.附图标记：
28.01-第一换热装置，
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02-冷板组件，
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03-第一冷媒入口；
29.04-第一冷媒出口，
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05-热沉，
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06-第一换热器；
30.07-第二冷媒入口，
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08-第二冷媒出口，
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09-第三冷媒入口；
31.10-第三冷媒出口，
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11-第一循环泵，
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12-第二换热装置；
32.13-第二换热器，
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14-第四冷媒入口，
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15-第四冷媒出口；
33.16-第二循环泵，
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17-第一阀门，
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18-第二阀门。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在本实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
36.需要说明的是，本实用新型实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
37.目前，数据机房中对服务器等网络设备进行冷却的冷板式液冷系统直接与散热器件接触，通过冷板式液冷系统内的冷媒流动与这些网络设备内的散热器件交换热量。但是，在冷板式液冷系统故障时，冷媒流动停止，此时网络设备无法与冷板式液冷系统交换热量，易导致网络设备宕机等故障。
38.针对上述问题，本实用新型实施例提供一种冷板式液冷系统，该冷板式液冷系统包括第一换热装置，用于与网络设备交换热量。参照图1所示，第一换热装置01包括至少一个冷板组件02。
39.具体地，参照图2所示，这里的冷板组件02为封闭式空腔结构，且包括第一冷媒入口03和第一冷媒出口04。
40.进一步的，由于本实施例提供的冷板式液冷系统用于对数据机房中的网络设备进行降温，而这些网络设备中主要的散热器件为中央处理器(central processing unit，cpu)等数据芯片，而根据网络设备的功能不同，其内设置的数据芯片可以包括一个，也可以包括多个。因此，这里的第一换热装置01可以包括至少一个冷板组件02，且这些冷板组件02与数据芯片一一对应，以对这些数据芯片进行冷却。
41.例如，若网络设备内包括一个数据芯片，则第一热换装置包括一个冷板组件02；若网络设备包括四个数据芯片，则第一换热装置01包括四个冷板组件02，且冷板组件02与数据芯片相对应。
42.在网络设备内包括多个数据芯片时，第一换热装置01也包括对应个数个冷板组件02，并将这些冷板组件02串接在一起。具体地，参照图1所示，第一换热装置01将至少一个冷板组件02对应的封闭式空腔结构通过第一冷媒入口03和第一冷媒出口04串接。
43.由于冷板组件02为封闭式空腔结构，因此可以在该封闭式空腔结构内存储冷媒，即冷板组件02可以用于通过封闭式空腔结构存储冷媒，并与网络设备交换热量。
44.示例性的，参照图3所示，在网络设备主要的散热器件为cpu时，冷板组件02可以与cpu贴合，以实现对cpu的冷却。
45.本实用新型实施例提供的冷板式液冷系统通过冷板组件02与网络设备交换热量，由于冷板组件02可以通过其封闭式空腔结构存储冷媒，因此即使冷板式液冷系统故障，也可以通过冷板组件02内存储的冷媒与网络设备交换热量，继续为网络设备提供冷却服务，
从而避免网络设备因高温导致宕机等故障。
46.一些实施例中，参照图4所示，冷板组件02与网络设备之间设置有热沉05，以使冷板组件02和网络设备紧密贴合。
47.具体地，在冷板组件02直接与cpu等散热器件贴合时，两者的贴合面可能存在空气间隙，使得冷板组件02和散热器件的热量交换效率降低。因此，本实施例在冷板组件02与网络设备之间设置有热沉05，以使得冷板组件02和网络设备紧密贴合，提高两者的热量交换效率。
48.这里的热沉05可以为硅脂等材料，本实施例不做限定。
49.一些实施例中，参照图5所示，冷板式液冷系统还包括第一换热器06。
50.其中，第一换热器06包括第二冷媒入口07、第二冷媒出口08、第三冷媒入口09和第三冷媒出口10；第二冷媒入口07和第一冷媒出口04连接，第二冷媒出口08和第一冷媒入口03连接；第二冷媒入口07和第二冷媒出口08连通，第三冷媒入口09和第三冷媒出口10连通。
51.具体地，这里的第一换热器06可以为蒸发器等换热器件。由于第一冷媒入口03和第一冷媒出口04分别与第二冷媒出口08和第二冷媒入口07连接，在冷板组件02通过其内的冷媒与cpu等散热器件交换热量后，这些冷媒可以通过第二冷媒入口07流入第一换热器06，以使得第一换热器06与这些冷媒交换热量，并由第二冷媒出口08向冷板组件02传输冷却后的冷媒，以持续为上述的散热器件交换热量。
52.进一步的，第二冷媒入口07和第二冷媒出口08之间的冷媒可以与第三冷媒入口09和第三冷媒出口10之间的冷媒交换热量，以将散热器件散发的热量传递出去。
53.一些实施例中，参照图6所示，冷板式液冷系统还包括第一循环泵11。
54.其中，第一循环泵11设置于第二冷媒入口07处。
55.具体地，这里的第一循环泵11用于使冷媒在第一换热装置01和第一换热器06之间流动，以实现对网络设备内散热器件的冷却。
56.一些实施例中，冷板式液冷系统还包括转换槽；转换槽设置于网络设备的背面，且第一换热器06和第一循环泵11设置于转换槽内部。
57.具体地，这里的转换槽用于设置第一换热器06和第一循环泵11，实现对第一换热器06和第一循环泵11的收纳。当然，这里的转换槽为一种可选的实现方式，实际中，本领域的技术人员也可以直接将第一换热器06和第一循环泵11设置于网络设备背面，或其他位置，本实施例不做限定。
58.需要说明的是，本实施例中的网络设备可以为数据机房内的服务器，也可以是计算机，这里不做限定。当然，本实施例的冷板式液冷系统用于对这些网络设备内的散热器件(如cpu等数据芯片)进行冷却，本领域的技术人员可以根据需要使用冷板组件02为这些散热器件冷却，并通过液管将这些冷板组件02串接。
59.一些实施例中，参照图7所示，冷板式液冷系统还包括第二换热装置12。
60.其中，第二换热装置12包括第二换热器13，第二换热器13包括第四冷媒入口14和第四冷媒出口15；第四冷媒入口14和第三冷媒出口10连接，第四冷媒出口15和第三冷媒入口09连接。
61.具体地，这里的第二换热器13可以与第一换热器06交换热量。进一步的，第二换热器13和第一换热交换热量可以通过第三冷媒入口09和第三冷媒出口10之间的冷媒，与第四
冷媒入口14和第四冷媒出口15之间的冷媒流动实现。
62.一种可能的实现方式中，第二换热器13还可以使第四冷媒入口14和第四冷媒出口15之间流动的冷媒与外部的自然风交换热量；当然，另一种可能的实现方式中，第二换热器13还可以为冷却塔，用于与第四冷媒入口14和第四冷媒出口15之间流动的冷媒交换热量。当然，这里的第二换热器13还可以使用其他方式与第四冷媒入口14和第四冷媒出口15之间流动的冷媒交换热量，本实施例不做限定。
63.一些实施例中，参照图8所示，第二换热装置还包括第二循环泵16。
64.其中，第二循环泵16设置于第四冷媒入口14处。
65.具体地，参照第一循环泵11，这里的第二循环泵16用于使冷媒在第一换热器06和第二换热器13之间流动，以实现对第一换热器06内冷媒的冷却。
66.一些实施例中，参照图9所示，冷板式液冷系统还包括第一阀门17和第二阀门18。
67.其中，第一阀门17设置于第二冷媒入口07和第二冷媒出口08之间，第二阀门18设置于第三冷媒入口09和第三冷媒出口10之间。
68.具体地，这里的第一阀门17和第二阀门18的作用在于方便第一换热器06的拆卸，以提供一种第一换热器06的便捷维护方式。
69.一些实施例中，冷板式液冷系统还包括第一温度传感器和控制器。
70.其中，第一温度传感器设置于第一循环泵11和第一冷媒出口04之间，控制器与第一循环泵11、第二循环泵16，以及第一温度传感器连接。
71.具体地，这里的第一温度传感器用于检测流出第一换热装置01的冷媒的第一温度，在该第一温度大于或等于第一设定值时，控制器可以控制第一循环泵11的功率增大，以提升第一换热装置01和第一换热器06内的冷媒流速，使得更多的冷媒与网络设备交换热量；在该第一温度小于第一设定值时，控制器则可以根据实际需要调整第一循环泵11的功率，以使得第一换热装置01和第一换热器06内的冷媒流速实时调整，适配于网络设备交互热量的需求。例如，在该第一温度在第一温度段内时，控制器可以控制第一循环泵11的功率在第一设定阈值；在该第一温度在第二温度段内时，控制器可以控制第一循环泵11的功率在第二设定阈值。
72.进一步的，在网络设备与第一换热器06交换的热量较多，控制器增大第一循环泵11的功率时，还可以控制第二循环泵16的功率增大，以提升第二换热器13与第一换热器06之间的冷媒流速，进而使得第二换热器13可以与第一换热器06交换更多的热量，以满足网络设备的冷却需求。
73.需要说明的是，本实施例中，第一循环泵11的功率和第二循环泵16的功率是相对应的，在第一循环泵11的功率增大时，第二循环泵16的功率也相应的增大；在第一循环泵11的功率减小时，第二循环泵16的功率也相应的减小。
74.本实用新型实施例中，控制器根据第一温度传感器确定的温度控制第一循环泵11和第二循环泵16的功率，实现对冷板式液冷系统的智能控制，提高了冷板式液冷系统对网络设备的冷却效率，同时还降低了冷板式液冷系统的能耗。
75.一些实施例中，网络设备可以包括第二温度传感器，该第二温度传感器可以用于检测网络设备内散热器件的第二温度。
76.一种可能的实现方式中，控制器还可以与第二温度传感器连接。在控制器根据第
一温度控制第一循环泵11和第二循环泵16的功率时，还可以结合第二温度控制第一循环泵11和第二循环泵16的工作。例如，在第二温度大于或等于第二温度时，控制器可以控制第一循环泵11和第二循环泵16的功率增大，以提高对网络设备的冷却效率；在第二温度小于第二温度时，控制器则可以控制第一循环泵11和第二循环泵16的功率减小。
77.当然，这里的第一温度和第二温度是相对应的，在第一温度提升时，第二温度也相应的提升；在第一温度减小时，第二温度也相应的减小。
78.需要说明的是，由于本实施例中网络设备内的散热器件(如数据芯片)可以包括多个，因此在通过第二温度传感器检测网络设备的第二温度时，需要分别为这些散热器件配置第二温度传感器。但是，由于这些散热器件的温度可能不同，因此这些第二温度传感器检测的第二温度也可能不同，为避免控制根据这些第二温度控制循环泵的功率时导致逻辑错误，因此在网络设备包括多个散热器件时，优选配置第一温度传感器；在网络设备包括一个散热器件时，则可以任选配置第一温度传感器或第二温度传感器。
79.本实用新型提供的冷板式液冷系统，包括：第一换热装置，第一换热装置包括至少一个冷板组件；冷板组件为封闭式空腔结构，且包括第一冷媒入口和第一冷媒出口；第一换热装置将至少一个冷板组件对应的封闭式空腔结构通过第一冷媒入口和第一冷媒出口串接；冷板组件，用于通过封闭式空腔结构存储冷媒，并与网络设备交换热量。本实用新型实施例中，冷板式液冷系统通过冷板组件与网络设备交换热量，由于冷板组件为封闭式空腔结构，期内存储有冷媒，因此在冷板式液冷系统故障时，仍可以通过冷板组件内的冷媒与网络设备交换热量，因此本实施例提供的冷板式液冷系统提高了安全性能，能够在冷板式液冷系统故障时，避免网络设备的宕机等故障。
80.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。