[发明专利]液冷服务器的散热系统、散热控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种液冷服务器的散热系统、散热控制方法和装置，以提高液冷服务器散热系统的散热效率，节约系统能耗，从而降低数据中心PUE。液冷服务器的散热系统包括液冷系统和风冷系统，其中：液冷系统包括位于第一循环回路中且依次连接的间壁式换热器的热侧以及位于机柜中的多个液冷服务器；风冷系统包括蒸发器、蒸发器风扇和间壁式换热器的冷侧，蒸发器和间壁式换热器的冷侧位于第二循环回路中且依次连接，蒸发器风扇与蒸发器相对设置。

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种液冷服务器的散热系统、散热控制方法和装置。

背景技术

随着互联网与云计算等技术的发展，数据中心(俗称机房)应用高密度机柜的数量逐渐增加，设备的集成度越来越高，功耗越来越大。另外，我国数据中心迅猛发展，数据中心年耗电量也迅猛增加，根据《国家绿色数据中心试点工作方案》中表述，我国数据中心数量已经超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的1.5％，其中大多数数据中心的PUE(PowerUsage Effectiveness，电源使用效率，PUE＝数据中心总设备能耗/IT设备能耗)仍普遍高于2.2，因此，降低数据中心PUE、实现节能减排是数据中心一直追求的目标。

目前，对机柜中传统服务器散热主要采用风冷方式，不但冷却能耗高、噪音大、而且导致机柜尺寸较大。随着机柜热密度的增加，传统服务器已无法满足机房需求，液冷服务器及其散热系统应运而生，其基本原理是：将液态换热介质通入设计有液冷功能的服务器内部，通过热交换将服务器中主要发热元件的热量带走。相比传统服务器，液冷服务器可以就近带走热量，不但具有很好的节能效果，还可以通过设计提高功率密度来减小服务器尺寸；此外，使用液冷服务器还能够减少噪音，也更容易实现热能的回收。

液冷服务器主要分为冷板式液冷服务器和浸没式液冷服务器两类。

浸没式液冷服务器又叫直接式液冷服务器，如图1a所示，浸没式液冷服务器001内部的发热元件005与冷却液004直接接触，即主板、CPU、内存等发热量大的元件完全浸没在冷却液004中，由于冷却液004与被冷却对象直接接触，因此散热效果较佳，但由于该类液冷服务器需制作密封舱体来容纳冷却液004，并且对冷却液004的物理化学特性要求比较高，要求冷却液004具备绝缘性好、无毒无害、无腐蚀性等物理化学特性，因此，该类液冷服务器开发难度较大，尚停留在实验室研究阶段，还未实现工业化。

冷板式液冷服务器又叫间接式液冷服务器，如图1b所示，在冷板式液冷服务器002内部，发热元件005与冷却液004并不直接接触，主要发热元件产生的热量通过液冷板003等高效热传导部件传递到冷却液004中。相比浸没式液冷服务器001，冷板式液冷服务器002则在技术上相对成熟，应用也更为广泛，但该类服务器的传热温差较大，且实际中只能针对主要发热元件进行散热，因此，散热效果逊于前述浸没式液冷服务器001。

图1c所示为现有一种冷板式液冷服务器的散热原理示意图，机柜01内设置有多个冷板式液冷服务器02，该散热系统包括第一循环回路03和第二循环回路04，其中，第一循环回路03包括通过第一管道05闭环顺序连接的间壁式换热器010的热侧H(以C和H分别代表间壁式换热器010的冷侧和热侧) 和前述的液冷服务器02，第二循环回路04包括通过第二管道06闭环顺序连接的间壁式换热器010的冷侧C、水泵07、冷却塔08和冷水机组09。第一循环回路03中的换热介质在液冷服务器02内吸热升温后被输送至间壁式换热器 010的热侧H，在与间壁式换热器010的冷侧C进行热交换降温后，再次被输送至液冷服务器02内，如此循环。与此同时，水在间壁式换热器010的冷侧C 与间壁式换热器010的热侧H进行热交换升温后，在水泵07的作用下，依次被输送至冷却塔08和冷水机组09冷却降温，而后再次被输送至间壁式换热器 010的冷侧C，如此循环。