液冷模块和液冷设备的制作方法

1.本公开涉及设备散热冷却的领域，具体涉及液冷散热的技术领域。


背景技术：

2.随着设备的功率密度的增加，其对冷却效率的需要也随之增加，传统的风冷散热的方式已无法满足一些设备的散热需求。为满足高功率密度设备的散热需求，业内开始应用浸没液冷等散热技术，然而，现有的用于部署设备的机柜通常是按照风冷散热方式进行设计的，无法在该机柜中兼容采用浸没液冷散热的设备。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种液冷模块和液冷设备。
4.根据本公开的第一方面，提供了一种液冷模块，包括：
5.冷却箱，用于容纳冷却介质和第一发热部件，冷却箱包括底板、顶板和多个侧板，第一发热部件的安放位置位于底板；
6.进液支路和出液支路，进液支路和出液支路设置于对应的侧板，进液支路的位置高于出液支路的位置。
7.在本公开实施例中，冷却箱还包括隔板；隔板设置在顶板和底板之间，用于将冷却箱的内部分隔成互相连通的第一腔体和第二腔体；
8.第一腔体位于底板和隔板之间，第二腔体位于顶板和隔板之间，进液支路与第一腔体连通，出液支路与第二腔体连通。
9.在本公开实施例中，多个侧板包括第一侧板；
10.隔板包括相对设置的第一端和第二端；
11.第一端与第一侧板连接，进液支路和出液支路设置于第一侧板；
12.第一腔体和第二腔体的连通口，与第二端相邻。
13.在本公开实施例中，多个侧板还包括第二侧板；
14.第二侧板与第二端相邻且间隔预设距离，二者围合形成连通口。
15.在本公开实施例中，多个侧板还包括第二侧板；
16.第二端连接于第二侧板，隔板上靠近第二端的区域设置有连通口。
17.在本公开实施例中，出液支路的位置高于第一发热部件。
18.在本公开实施例中，进液支路上设置有电动阀门。
19.在本公开实施例中，出液支路上设置有传感器。
20.根据本公开的第二方面，提供了一种液冷设备，包括：
21.至少一个第一方面提供的液冷模块；
22.柜体，液冷模块设置在柜体的内部；
23.主供液管和主回液管，液冷模块的进液支路与主供液管连通，液冷模块的出液支路与主回液管连通。
24.在本公开实施例中，液冷模块的进液支路和出液支路设置于第一侧板，主供液管和主回液管位于柜体的内部靠近第一侧板的一侧。
25.在本公开实施例中，液冷设备还包括风冷装置，风冷装置设置柜体的内部；柜体还用于设置第二发热部件，风冷装置用于冷却第二发热部件。
26.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
27.本公开提供的技术方案带来的有益效果是：
28.在本公开的技术方案中的液冷模块中，可以将待冷却的发热部件封装在冷却箱中，通过进液支路和出液支路实现外部的冷却介质在冷却箱中的循环过程，从而对发热部件进行冷却。可见，上述液冷模块是一个相对独立的浸没冷却系统，在不需要对现有的机柜进行较大改造的情况下，可以在该机柜中布置采用浸没液冷的发热部件，有助于高功率密度的部件的推广使用。
附图说明
29.附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
30.图1示出了本公开实施例提供的一种液冷模块的示意图；
31.图2示出了本公开实施例提供的一种液冷设备的示意图。
32.附图标号的说明如下：
33.1-液冷模块；
34.11-第一发热部件；
35.12-冷却箱；121-底板；122-顶板；123-第一侧板；
36.124-第二侧板；125-隔板；126-第一腔体；127-第二腔体；128-连通口；
37.13-进液支路；14-出液支路；15-电动阀门；16-传感器；
38.2-柜体；3-主供液管；4-主回液管；5-第二发热部件。
具体实施方式
39.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
40.随着设备的功率密度的增加，其对冷却效率的需要也随之增加。以计算服务领域为例，随着云计算、大数据及芯片技术的发展，一些服务器的中设备的芯片的功率可以达到500w以上，使得热流密度显著增大，传统的风冷散热的方式已无法满足这些设备的散热需求。为满足高功率密度设备的散热需求，业内开始应用浸没液冷等散热技术。现有的用于部署设备的机柜通常是按照风冷散热方式进行设计的，这些机柜仍然有较大的市场占有率，但是相关技术无法在这些机柜兼容采用浸没液冷散热的设备，这使得采用浸没液冷散热的设备的应用受到较大限制。
41.本公开实施例提供的液冷模块和液冷设备，旨在解决现有技术的如上技术问题中的至少一个。
42.本公开实施例提供了一种液冷模块，图1示出了本公开实施例提供的一种液冷模块的示意图，如图1所示，液冷模块1的内部可以设置第一发热部件11，这里，第一发热部件11是需要被冷却的部件(或设备)，第一发热部件11可以是it设备，如高功率密度服务器或其他高功率it设备。本公开实施例对第一发热部件11的具体类型不做限制。具体地，液冷模块1包括冷却箱12、进液支路13和出液支路14。冷却箱12用于容纳冷却介质，使得第一发热部件11与冷却介质直接接触，冷却介质可以吸收第一发热部件11的热量，从而对第一发热部件11进行冷却。
43.可以理解，冷却箱12的尺寸和形状，可以根据第一发热部件11的尺寸和形状进行定制。冷却箱12的材质可以是金属板，比如304不锈钢板。冷却箱12上方还可以设置供电、监控、网络等接口，这些接口用于与冷却箱12的内部的第一发热部件11连接，并且，这些接口需要进行相应的密封措施，从而确保冷却介质不泄漏。
44.在本公开实施例中，冷却介质可以是相变冷却介质或单相冷却介质，并且，冷却介质不与冷却箱12和第一发热部件11等发生化学反应。其中，相变冷却介质可以是低沸点氟化物等，单相冷却介质可以是高沸点氟化物或硅油等。
45.在本公开实施例中，冷却箱12包括底板121、顶板122和多个侧板。可以理解，冷却箱12的侧板的数量可以基于冷却箱12的形状而定，例如，当冷却箱12的形状为长方体时，冷却箱12可以包括4个的侧板。
46.第一发热部件11的安放位置位于底板121。这里，第一发热部件11可以直接固定在底板121上，第一发热部件11也可以通过一些介质(如垫板)设置在底板121上，本公开实施例对第一发热部件11在底板121上的设置方式不做具体限定。
47.进液支路13和出液支路14设置于冷却箱12中对应的侧板，外部的冷却介质可以经过进液支路13流入冷却箱12，冷却箱12的内部的冷却介质吸收热量之后可以经过出液支路14流出冷却箱12，实现冷却介质的循环。在此需要说明的是，进液支路13和出液支路14可以设置于冷却箱12中的同一个侧板，例如，如图1所示,冷却箱12可以包括第一侧板123,进液支路13和出液支路14可以均设置于第一侧板123。当然，进液支路13和出液支路14可以设置于冷却箱12中不同的侧板，例如，进液支路13设置于第一侧板123，出液支路14设置于第二侧板124。在本公开实施例中，进液支路13的位置高于出液支路14的位置，确保冷却箱12的内部可以始终留存一定高度的冷却介质，使得第一发热部件11可以至少部分地浸在冷却介质中，提升第一发热部件11的冷却效率。可选地，出液支路14的位置可以高于第一发热部件11，这可以确保冷却箱12中留存的冷却介质高于第一发热部件11，使得第一发热部件11完全浸没在冷却介质中，进一步提升第一发热部件11的冷却效率。
48.本公开实施例提供的液冷模块1，可以将待冷却的发热部件封装在冷却箱12中，通过进液支路13和出液支路14实现外部的冷却介质在冷却箱12中的循环过程，从而对发热部件进行冷却。可见，上述液冷模块1是一个相对独立的浸没冷却系统，在不需要对现有的机柜进行较大改造的情况下，可以在该机柜中布置采用浸没液冷的发热部件，有助于高功率密度的部件的推广使用。
49.在本公开实施例中，如图1所示，冷却箱12还包括隔板125。隔板125可以引导冷却介质在冷却箱12中的流向，具体来说，隔板125设置在顶板122和底板121之间，隔板125可以将冷却箱12的内部分隔成第一腔体126和第二腔体127，并且，第一腔体126和第二腔体127
可以互相连通。其中，第一腔体126位于底板121和隔板125之间，第二腔体127位于顶板122和隔板125之间，进液支路13与第一腔体126连通，出液支路14与第二腔体127连通，可以理解，第一发热部件11位于第一腔体126的内部。外部的冷却介质可以经过进液支路13流入冷却箱12的第一腔体126，使得第一发热部件11完全浸没在冷却介质中，第一腔体126的冷却介质吸收第一发热部件11的热量之后，可以流入到第二腔体127，之后经过出液支路14流出冷却箱12，实现冷却介质的循环。
50.在本公开实施例中，隔板125包括相对设置的第一端和第二端。第一端与第一侧板123连接，进液支路13和出液支路14设置于第一侧板123。第一腔体126和第二腔体127的连通口128，与第二端相邻。上述布局方式可以延长冷却液在冷却箱12中的流动路径，使得冷却介质完全流经过第一发热部件11之后再流出冷却箱12。具体地，如图1所示，图1的冷却箱12中的箭头指示了冷却介质的流动路径，出液支路14与第二腔体127连通，可以理解，第一发热部件11位于第一腔体126的内部。外部的冷却介质可以经过进液支路13流入冷却箱12的第一腔体126，使得第一发热部件11完全浸没在冷却介质中，进液支路13流入的冷却介质完全流经过第一发热部件11之后，再通过连通口128流入第二腔体127，这可以显著地提高冷却介质的利用率。
51.可选地，在本公开实施例中，冷却箱12的多个侧板中还包括第二侧板124。第二侧板124与隔板125的第二端相邻且间隔预设距离，第二侧板124与第二端围合形成连通口128。具体来说，如图1所示，冷却箱12的第一侧板123和第二侧板124相对设置，隔板125的第一端与第一侧板123连接时，隔板125的第二端指向第二侧板124。第一侧板123和第二侧板124之间的距离，大于隔板125的第一端与第二端之间的距离。因此，当隔板125的第一端与第一侧板123连接时，隔板125的第二端无法接触到第二侧板124，使得第二侧板124与隔板125的第二端间隔预设距离，从而在第二侧板124与隔板125的第二端之间形成了连通口128。
52.可选地，在本公开实施例中，冷却箱12的多个侧板中还包括第二侧板124。隔板125的第一端连接于第一侧板123，隔板125的第二端连接于第二侧板124，隔板125上靠近第二端的区域设置有连通口128。具体来说，隔板125的形状与冷却箱12的各侧板围合形成的形状相同且尺寸一致，隔板125的每条边与冷却箱12中对应的侧板密封连接，因此在隔板125开设一个连通口128以使第一腔体126与第二腔体127连通，其中，连通口128位于隔板125上靠近第二端的区域。
53.可选地，在本公开实施例中，进液支路13上设置有电动阀门15，电动阀门15控制进液支路13中的冷却介质的流量。可以理解，进液支路13中的冷却介质的流量越大，冷却介质对冷却箱12内的第一发热部件11的冷却效率越高。
54.可选地，在本公开实施例中，出液支路14上设置有传感器16。传感器16可以包括压力传感器和温度传感器等，当然，传感器16还可以包括其它类型的传感器，本公开实施例不再一一列举。
55.基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种液冷设备，图2示出了本公开实施例提供的一种液冷设备的示意图，如图2所示，液冷设备包括至少一个上述的液冷模块1，还包括柜体2、主供液管3和主回液管4。
56.液冷模块1可以设置在柜体2的内部，可以理解，液冷模块1中的冷却箱12可以通过
支架与柜体2连接。主供液管3和主回液管4可以穿入到柜体2的内部，液冷模块1的进液支路13与主供液管3连通，液冷模块1的出液支路14与主回液管4连通。这里，进液支路13与主供液管3可以通过快速接口连通，同样地，进液支路13与主供液管3也可以通过快速接口连通。其中，快速接口分为公头和母头，两者可快速机械连接，具备很高的密封性。
57.冷却介质可以通过主供液管3流入各液冷模块1的进液支路13，再通过进液支路13流入对应的冷却箱12；冷却箱12中的冷却介质通过出液支路14流入主回液管4，再通过主回液管4排出，实现冷却介质的循环。
58.在本公开实施例中，如图1所示，液冷模块1的进液支路13和出液支路14设置于第一侧板123。如图2所示，由于每个液冷模块1的进液支路13和出液支路14都位于其冷却箱12的同一侧，因此主供液管3和主回液管4位于柜体2的内部靠近第一侧板123的一侧，这可以简化柜体2中的结构布局。
59.在本公开实施例中，液冷设备还包括风冷装置(图中未示出)，风冷装置设置在柜体2的内部。柜体2可以用于设置第二发热部件5，这里，第二发热部件5是需要被冷却的部件(或设备)。第二发热部件5与第一发热部件11可以是相同的，第二发热部件5可以是it设备，如高功率密度服务器或其他高功率it设备。风冷装置用于冷却第二发热部件5，具体地，风冷装置是通过向第二发热部件5输送气流来实现散热的装置，风冷装置可以是具有风扇等部件的装置。
60.可以理解，本公开实施例提供的冷却设备，可以将采用不同冷却方式的发热部件布置在同一个柜体2中，例如，将采用浸没液冷的第一发热部件11和第二发热部件5布置在同一个柜体2。在上述条件下，可以传统的用于布置风冷方式的第二发热部件5的柜体2中，可以允许继续布置采用浸没液冷的第一发热部件11，方便对柜体2中发热部件的冷却方式的进行改造。
61.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。