[发明专利]水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统

权利要求书

1.一种水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，包括液冷服务器机柜，所述液冷服务器机柜包括机柜柜体和设置于机柜柜体内的多个液冷服务器，其特征在于，设有液冷装置对液冷服务器进行直接的液冷散热，还设有水环自然冷却热管空调进行辅助散热；

所述水环自然冷却热管空调包括蒸发器、水环自然冷却换热装置、电动调节冷媒阀、冷凝器、冷水机、连接管路及内、外循环换热介质，所述蒸发器与冷凝器通过连接管路连接形成内环路，并通过内环路的连接管路装载内循环换热介质，所述水环自然冷却换热装置串联或并联在外环路的连接管路上，所述电动调节冷媒阀设于水环自然冷却换热装置的进口或出口管路上，所述冷水机与冷凝器通过连接管路连接形成外环路，并通过外环路的连接管路装载外循环换热介质，所述内、外环路通过冷凝器实现热量传递；

所述液冷装置包括液冷散热器、分配器、集流器和液冷换热介质，所述液冷散热器用于对服务器芯片进行散热，所述分配器通过多根进液连接支管与液冷散热器连接，液冷散热器再通过多根出液连接支管与所述集流器连接，所述液冷换热介质通过分配器和进液连接支管进入液冷散热器，再通过出液连接支管流出液冷散热器并由集流器汇集。

2.根据权利要求1所述水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述水环自然冷却热管空调还包括风机和水泵，所述风机设于蒸发器出风侧，所述水泵设于冷凝器与冷水机之间。

3.根据权利要求1所述水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述的水环自然冷却换热装置包括轴流风机和自然冷却换热盘管，所述自然冷却换热盘管串联或并联在外环路的连接管路上。

4.根据权利要求1所述水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述内循环换热介质为氟利昂，所述外循环换热介质为水或防冻溶液。

5.根据权利要求1所述水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述液冷换热介质为自来水、纯净水、有机溶液、无机溶液或氟利昂。

6.根据权利要求1所述水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述液冷散热器设于服务器芯片附近，或直接与服务器芯片接触。

7.根据权利要求1~6任意一项所述水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述的水环自然冷却换热装置串联在外环路的连接管路上时，所述服务器散热系统的运行方法如下：

1）当环境温度为20℃以上时，冷水机开启，水环自然冷却换热装置停止运行，电动调节水阀的旁通开度为0%、外循环换热介质不流经水环自然冷却换热装置，轴流风机也处于停止状态，外循环换热介质的所有冷量均由冷水机提供；

2）当环境温度为0~20℃时，冷水机和水环自然冷却换热装置均开启运行，电动调节水阀的旁通开度为100%、所有的外循环换热介质先流经水环自然冷却换热装置，利用轴流风机和和自然冷却换热盘管的强制对流换热对外循环换热介质进行散热预冷，外循环换热介质再进一步流经冷水机进行补偿制冷达到所需的温度；

3）当环境温度为0℃以下时，水机停止运行，水环自然冷却换热装置开启运行，电动调节水阀的旁通开度先保持为100%、所有的外循环换热介质流经水环自然冷却换热装置，并通过调节轴流风机的转速来调节自然冷却产生的冷量；

4）当环境温度极低、轴流风机已处于最低转速下、自然冷却产生的冷量仍然偏大即外循环换热介质出口温度为12℃以下时，则保持轴流风机在最低转速下稳定运行，并通过调节电动调节冷媒阀的旁通开度来控制自然冷却产生的冷量。

8.根据权利要求1~6任意一项所述水环自然冷却热管空调和液冷装置结合的服务器散热系统，其特征在于，所述的水环自然冷却换热装置并联在外环路的连接管路上时，所述服务器散热系统的运行方法如下：

11）当环境温度为0℃以上时，冷水机开启，水环自然冷却换热装置停止运行，电动调节水阀的旁通开度为0%、外循环换热介质不流经水环自然冷却换热装置，轴流风机也处于停止状态，外循环换热介质的所有冷量均由冷水机提供；

12）当环境温度为0℃以下时，冷水机停止运行，水环自然冷却换热装置开启运行，电动调节水阀的旁通开度先保持为100%、所有的外循环换热介质流经水环自然冷却换热装置，并通过调节轴流风机的转速来调节自然冷却产生的冷量；

13）当环境温度极低、轴流风机已处于最低转速下、自然冷却产生的冷量仍然偏大即外循环换热介质出口温度为12℃以下时，则保持轴流风机在最低转速下稳定运行，并通过调节电动调节冷媒阀的旁通开度来控制自然冷却产生的冷量。