[发明专利]一种喷淋式机柜散热系统

说明书

本发明公开了一种喷淋式机柜散热系统，包括喷淋相变吸热模块、储液罐、预冷模块、液体循环泵以及绝缘冷却液，所述的喷淋相变吸热模块、液体循环泵、储液罐与预冷模块形成相变散热循环回路，绝缘冷却液在相变散热循环回路内流动，所述的喷淋相变吸热模块包括进液管、可控喷淋装置、蒸汽冷凝模块、液体回收模块以及液体回流总管；所述蒸汽冷凝模块位于机柜内部服务器上方，包括蒸汽冷凝面、冷源通道及冷却室；所述的功能性冷凝单元呈正六边形，中心突起，四周较低；本发明有效提高了液体回收效率；可控喷淋装置，蒸汽冷凝模块，预冷模块均一体化集成于机柜内，结构紧凑，易于模块化生产。

技术领域

本发明涉及一种机柜散热系统，具体涉及的是一种用于数据中心的喷淋式机柜散热系统。

背景技术

随着大数据，物联网及区块链技术的迅速发展及深度结合，各种各类数据的集中程度和总体规模大幅提高，迫使数据中心需要扩大存储规模，提高通信及计算能力，以满足海量数据的处理需求。但随着大量机架式、刀片式服务器的采用，单个机柜内的设备数量，发热功率急剧增加，如何解决服务器等电子器件的散热问题成为了本行业亟待解决的关键问题。另一方面，随着数据中心规模的扩大，其能源消耗量也迅速增大，运营成本压力增大，为提高数据中心商业化后的竞争力，需要在实现数据中心高效散热的基础上，尽可能降低散热系统等非IT设备的能耗，从而达到尽可能小的PUE值（Power Usage Effectiveness,数据中心总能耗与IT设备能耗的比值）。为此，迫切需要寻找更高效的散热方法，更节能的冷却技术，以尽量低的能耗，实现高热流密度条件下数据中心机柜的高效散热。

目前数据中心所采用的冷却技术中，主要包括机房级空调，行级空调或背板空调冷却技术，自然冷源冷却技术，液态冷却技术以及热管冷却技术等。其中，传统的机房级空调早已无法满足当前形势下的机柜散热需求，容易出现局部热点问题；机柜列间空调或背板空调冷却技术，需要先冷却空气，然后通过冷空气与服务器对流换热实现机柜散热，存在换热效率低下，冷却能耗高，设备密度小的缺点；自然冷源冷却技术，可将经过处理的低温新风或自然界中大量存在的低温冷源直接引入数据中心对机柜进行散热，省略了机械制冷，节能效果良好，但对冷源的洁净度及来源稳定性要求较高，同时由于就地取源，受地域限制较大，无法推广应用；液态冷却技术（如喷淋冷却油）的散热能力优于空调冷却技术，但本质上还是通过显热进行热交换，传热能力提高有限。而热管冷却技术是以热管为传热核心的被动式散热技术，采用相变传热方式进行热量传递，极大地提高了热量从机柜内传输到外界环境的效率，且无能量消耗，节能效果极好，但热管冷却技术受限于室内外温差条件限制，当室外温度过高时，热传输效率下降比较明显。

针对上述现有技术存在的缺点与不足，本发明提出了一种基于相变传热的喷淋式散热系统，首先针对超高热流密度散热要求，通过采用喷淋冷却绝缘液至服务器表面，蒸发吸热成为蒸汽，随后通过冷凝放热将热量排出的方法实现高效的热量传递；通过设置喷淋方向与喷淋流量大小均可随时调节的精准喷淋系统，及时将液体进行超微雾化并喷洒至局部温度过高的方位，解决局部热点的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的缺点和不足，而提供了一种喷淋式机柜散热系统，采用将冷却绝缘液体喷淋至服务器表面，吸热蒸发成为蒸汽，随后在冷凝模块中冷凝放热的方式排出机柜内部产生的热量，解决超高热流密度电子器件的散热要求；采用喷淋方向与喷淋流量均可任意条件的精准喷淋装置，解决局部温度过高的问题；喷淋散热装置与冷却装置一体化集成于机柜系统内，结构紧凑，易于模块化生产。

为解决现有上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种喷淋式机柜散热系统，包括喷淋相变吸热模块、储液罐、预冷模块、液体循环泵以及绝缘冷却液，所述的喷淋相变吸热模块、液体循环泵、储液罐与预冷模块形成相变散热循环回路，绝缘冷却液在相变散热循环回路内流动，其特征在于：