[实用新型]一种数据中心液气双通道精准高效致冷系统

说明书

技术领域

本专利属于服务器设备致冷技术领域，尤其是一种数据中心液气双通道精准高效致冷系统。

背景技术

大型数据中心在全球化、信息化发展过程中发挥了重要作用，是电信、互联网、金融等行业的重要基础设施，更是各国推进网络强国战略的重要信息化基础。

近几年，随着互联网、云计算和大数据产业的加速发展，全球数据中心建设步伐明显加快，总量已超过300万个，市场规模将在2018年超过1060亿元。与此同时，据统计，数据中心年耗电量占全球总耗电量的比例为1.5％-2％，一直被带上“耗能大户”的帽子，消耗了大量资源，同时热岛效应突出、建设投资大、机房利用率低等问题都已成为数据中心节能领域亟待攻克的国际难题。在能耗方面，数据中心大部分PUE都在2.0以上，存在高能耗、高浪费；在可靠性方面，由于传统风冷技术存在机房内冷量分布不均匀的问题，机房热岛效应突出，严重情况下导致计算机服务器死机、重要业务数据丢失；在资源利用率方面，受限于纯粹风冷技术的致冷瓶颈，数据中心单机架装机功率被设置为3kW-5kW，单机架所能承载的业务容量极低。而随着电子元器件集成度提高，其体积不断减少，性能不断提升，芯片的功能密度也越来越大，传统的风冷(气冷)散热方式能耗高、换热效率低，已经不能满足日益增长的散热需求。

而液体冷却技术以其高效的散热效率以及较低的能耗为高热流密度电子器件散热提供了新的解决方案，并已经在数据中心、服务器、个人PC等多个领域展开应用。但目前几种液冷技术多是针对IT设备，存在以下问题：

一种直接水冷技术是将水流直接通至服务器主板CPU、内存等散热元件上方的液冷技术。由于直接水冷技术的水流被通至主板CPU等元件上方，既存在结构上的水流泄漏安全隐患，又会因导流水管过于细小而导致需要较大驱动压强、水流泄漏风险进一步加大。而且应用此技术的服务器架构需大幅定制开发，增加一系列水冷板及导流管，工艺较复杂，可维护性低，初投资较高。

一种浸没式技术是将服务器主板浸没于绝缘液体的液冷技术。由于浸没式技术的服务器主板置于液态电介质之中，主板高频元器件之间具有潜在的耦合可能、影响主板电磁兼容性和维护的便利性，故而该技术尚未产业化推广并且还需数年时间的测试优化。而且浸没式液冷技术同样面临初投资大、工艺复杂、可维护性较差等问题。

还有一种热管间接式液冷技术，采用“水冷型热管散热器”吸收服务器核心部件发热量，水(或采用其它冷媒)被约束在集中的冷板之内、不到服务器主板，安全性高，而且所用“水冷型热管散热器”不接触或者不贴近服务器主板的高频针脚、线路、容感等，不影响主板的电磁兼容性，且服务器架构也不需要大幅改造，维护简单便捷，因此热管间接式液冷技术与其它液冷技术相比，具备较大优势。然而受限于热管及冷板的制造工艺和投资成本，热管间接式液冷技术难以带走服务器的全部热量。

虽然现有技术也出现采用了热管间接式液冷技术与列间空调辅助散热技术，如专利号201520185138.3、专利名称列间空调和液冷装置结合的服务器机柜散热系统，但是它公开的液冷技术与列间空调辅助散热技术之间的配合使整个系统还达不到较高的节能性和可靠性，它们之间冷源端冷却介质做不到切换利用，有待进一步改进提升。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种数据中心液气双通道精准高效致冷系统，它具有较高的可靠性、安全性及冷源协同控制性能，能够有效避免单个设备或单个致冷系统故障导致大量服务器宕机。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种数据中心液气双通道精准高效致冷系统，包括数据中心微模块机房、液冷通道致冷系统和气冷通道致冷系统，所述数据中心微模块机房内设有若干液冷服务器机柜和设置于液冷服务器机柜内的若干服务器，所述服务器设有高热流密度芯片和若干低热流密度元件，通过液冷通道致冷系统对服务器的高热流密度芯片进行液冷散热，通过气冷通道致冷系统进行辅助散热，对低热流密度元件气冷散热，还包括冷源备份旁通系统，所述冷源备份旁通系统连接了液冷通道致冷系统和气冷通道致冷系统，用于切换液冷通道致冷系统和气冷通道致冷系统的冷却介质。