[发明专利]一种喷雾射流式双回路数据中心液冷系统

说明书

本发明公开了一种喷雾射流式双回路数据中心液冷系统，属于数据中心热管理技术领域，包括单元骨架、单元盖板、进液口、回液口、第一冷却回路、第二冷却回路、板卡插件。本发明采用汽液双回路循环，液体与蒸汽分开运行，控制简单，可靠性高；采用内部循环、与液体混合冷凝，冷凝效率高，能耗低，结构简单，占用空间小；采用喷雾冷却技术和射流冷却技术，散热能力强，流量需求少，综合成本低；采用直接冷却方式，冷却液与热源接触，换热热阻低，冷却效率高；可使用雾化喷嘴或射流喷嘴，可自由组合和更换，适应能力强；喷嘴倾斜安装，占用空间小，冷却液覆盖面积大，冷却液利用率高；采用模块化设计，热源与液冷系统高度集成，结构紧凑，可自由扩展。

技术领域

本发明涉及数据中心热管理技术领域，具体涉及一种喷雾射流式双回路数据中心液冷系统。

背景技术

数据中心作为实现对数据信息进行存储、传输和分析的基础设施，已经成为全球技术与经济发展的基石，尤其是新一代网络技术、人工智能、自动驾驶、云计算、物联网等迅猛发展，产生的数据量、数据交互与数据运算规模庞大，因此，对数据中心性能和数量的需求随之快速增长，而相应能耗也快速增长。然而，作为能耗大户，当前数据中心整体能耗效率很低，远未达到节能减排和降低运行成本的发展需求。衡量能耗效率指标主要有PUE(Power Usage Effectiveness，即数据中心总设备能耗/IT设备能耗)，PUE越接近1，数据中心的能耗效率越高，数据中心越节能。根据统计，中国的数据中心PUE普遍大于2.2，能效远低于国际先进水平；而部分中心城市已经限制甚至禁止PUE过高的数据中心建立，因此，对高效、节能型的高效数据中心热管理系统展开研发对科技与经济的发展十分重要。

现有的数据中心热管理系统以风冷系统为主，即通过空调机组向数据中心服务器内部或服务器所在区域输送低温空调风降低环境温度，并根据需要增加局部风扇强化局部空气对流，实现热点温度和整机温度的控制。风冷系统存在较多缺陷，如固有散热性能低、系统设备量多且占用空间大、压缩机等组件能耗大、风扇多噪音大等问题，已经难以满足当前数据中心热管理发展的需求。因此，提出一种喷雾射流式双回路数据中心液冷系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决当前的数据中心热管理系统换热性能低、使用能耗高、设备占用空间大、系统复杂等方面的问题，提供了一种喷雾射流式双回路数据中心液冷系统，具有散热能力强、热阻低、冷却效率高、结构紧凑集成的优良特点。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括单元骨架、单元盖板、进液口、回液口、第一冷却回路、第二冷却回路、多个板卡插件，所述进液口、所述回液口、所述单元盖板、均设置在所述单元骨架外部，所述第一冷却回路、所述第二冷却回路、多个所述板卡插件均设置在所述单元骨架的内部，所述进液口、所述回液口均与所述第一冷却回路连通，所述第一冷却回路为液体回路，所述第二冷却回路为蒸汽回路。

更进一步的，所述第一冷却回路包括供液管路、喷嘴阵列、喷雾射流喷嘴、回液管路，所述喷嘴阵列设置在所述单元骨架与所述板卡插件之间的缝隙中，所述供液管路的一端与所述进液口连通，另一端与所述喷嘴阵列连通，所述喷嘴阵列与所述单元骨架连接，所述喷雾射流喷嘴的数量为多个，阵列设置所述喷嘴阵列上，所述回液管路的一端与所述回液口连接，另一端置于所述单元骨架底部的冷却液中。

更进一步的，所述喷嘴阵列上设有与所述喷雾射流喷嘴同数量的喷雾导向口，所述喷雾导向口可使所述喷雾射流喷嘴倾斜设置在所述喷嘴阵列上。

更进一步的，所述液冷系统还包括喷嘴阵列安装槽，所述喷嘴阵列安装槽设置在所述单元骨架的内部，所述喷嘴阵列通过所述喷嘴阵列安装槽与所述单元骨架连接。

更进一步的，所述喷嘴阵列的数量至少为两个，均为多层结构，至少为两层，所述喷嘴阵列上的喷雾射流喷嘴的数量和位置根据各所述板卡插件热耗分布调整，所述回液管路至少为两个，两个所述回液管路的一端部分别置于所述单元骨架底部冷却液的不同位置。