[实用新型]一种利用CPU余热的高热密度机房综合散热系统

说明书

技术领域

本专利涉及机房空调散热领域，特别是涉及一种利用CPU余热的高热密度机房综合散热系统。

背景技术

随着IT 技术的快速发展和数据业务需求的迅猛增长，众多应用高性能服务器等 IT 设备的数据中心应运而生。当大量高性能服务器机柜运行时也带来了高热密度和高能耗问题。根据统计,在各数据中心所耗费的电量中,空调制冷的能耗占了总能耗的40%～50%。数据中心背后巨大的能源消耗引起人们的高度重视。

传统机房散热系统是将机房当作大型冷柜处理，先将环境温度冷却，再带走主设备散发出的热量。由于数据机房内IT设备集中，散热量大，且设备不间断高负荷运行，几乎全年都需要向外排热，因此其空调的运行能耗巨大。而随着高热密度服务器运用的增多，单个机架的功率越来越高，有些机房出现了局部过热的现象。因此仅仅是空气冷却的方式将难以满足服务器的散热需求，只有液体传导方式才能排出足够的热量，液冷系统受到越来越多的青睐。在中国专利申请公开说明书CN102331043A中公开了一种低PUE高密度液冷节能机房冷却系统，包括机房，机柜，空调箱，由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器与所述空调箱的水盘管构成的压缩冷却循环系统，和由自然冷却器与所述空调箱的水盘管构成的自然冷却循环系统，空调箱的水盘管出口与电动三通阀的入口连通，电动三通阀的两个出口分别与蒸发器的水盘管入口、自然冷却器的水盘管入口连通 ；微电脑控制系统分别与压缩冷却循环系统、自然冷却循环系统、电动三通阀、设置于自然冷却器外部的第一温度传感器、设置于机柜背门处的第二温度传感器及设置于空调箱的水盘管进水管处的第三温度传感器电连接。CPU 运行时的温度一般在60~80℃之间，液冷系统运行时与CPU进行换热的冷却水的温度虽然高达40~60℃，仍然能满足服务器CPU的温度不高于安全上限值。将这部分高温冷却水直接进行散热，既浪费能源，又增加了冷却装置的热负荷。

中国专利申请公开说明书CN104101131A中公开了利用回收热能制冷制热的吸收式制冷机及其制冷制热的方法，所述利用回收热能制冷制热的吸收式制冷机包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、真空泵a、真空泵b、冷水进水管道、冷水出水管道、热水进水管道、热水管道a、热水管道b、热水出水管道、循环泵。

上述溴化锂吸收式制冷机的制冷制热的方法如下：

S1：待加温的待输出热水通过热水进水管道先进入冷凝器，从热水管道a排出并进入吸收器，从热水管道b排出后吸收热量温度增加并进入发生器作为发生器热源；或者通过热水进水管道先进入吸收器，后从热水管道a排出经过冷凝器后吸收热量，排出经过热水管道b进入发生器，作为发生器热源，发生器中的喷淋装置将制冷媒体稀溶液喷为雾状，雾状液滴吸收进入发生器的回收热水的热量并汽化为蒸汽，蒸汽通过管道被真空泵 a 抽入冷凝器中并加压，在冷凝器中蒸汽遇到热水进水管道中的待输出热水，放出热量，变成液滴，热水进水管道中的热水吸收了蒸汽放出的热量升高温度 ；真空泵 a 使发生器中压强降低，使冷凝器中压强增加从而促进发生器中液体变为气体，并促进冷凝器中气体变为液体；

S2：冷凝器中的凝结水液滴在底部汇集后通过管道进入蒸发器，在蒸发器中被喷淋装置喷淋为雾状液滴，液滴吸收冷水进水管道中冷水的热量变为气体，释放热量并降温后的冷水变为更低温度的冷水并从冷水出水管道排出实现制冷和热能回收；

S3：蒸发器中的气体通过管道被真空泵 b 抽入吸收器，被喷淋装置喷淋的浓溶液吸收，从气态转变为液态并将热量传递给热水管道中的待输出热水使其温度进一步提高，真空泵b 使蒸发器中真空度增高，吸收器中压强升高从而促进蒸发器中液体变为气体，吸收器中气体变为液体；

S4：吸收器中的制冷媒体浓溶液吸收蒸汽后变为制冷媒体稀溶液，并通过管道再次输送到发生器，并通过循环泵抽取到喷淋装置；

S5：热水管道 b 中的待输出热水进入发生器，作为热源提供热量，促进发生器中喷淋为雾状液滴的溶液汽化，并从热水出水管道排出最终输出的热水完成循环。

上述吸收式制冷机在发生器和冷凝器之间设置了真空泵 a，在吸收器和蒸发器之间设置了真空泵 b，真空泵使发生器和蒸发器中真空度提高，使冷凝器和吸收器中压强增加从而促进发生器和蒸发器中液体变为气体，并促进冷凝器和吸收器中气体变为液体。