两相液冷系统技术方案

本申请公开了一种两相液冷系统，该系统包括至少一个液冷节点、第一腔体和冷凝器，液冷节点用于容纳热源器件和绝缘工质；该冷凝器用于将气态的绝缘工质液化为液态的绝缘工质；第一腔体的第一入口与每个液冷节点的流道出口连接，第一腔体的出气口与冷凝器的第一入口连接，冷凝器的第一出口和第一腔体的出液口分别与每个液冷节点的流道入口连接。通过在液冷节点和冷凝器之间设置第一腔体以进行气液分离，不仅可以节约部署以及运行气液分离器所需的经济成本和能源成本，还可以避免出现液态绝缘工质直接倒流回液冷节点导致流道出口被封堵的情况，解决流道出口对液冷节点的布局限制问题，液冷节点的布局更自由。液冷节点的布局更自由。液冷节点的布局更自由。

【技术实现步骤摘要】
两相液冷系统


[0001]本申请涉及散热
，具体涉及一种两相液冷系统。

技术介绍

[0002]随着数据中心向高功率密度的方向发展，传统的风冷冷却的形式已经不能满足数据中心的散热需求，目前已有采用液冷的方式对数据中心进行散热的设计。在液冷系统中，浸没式液冷方案由于可使非导电的制冷工质直接接触服务器，能够100％带走服务器的热量，从而在能效上具有巨大的优势。
[0003]现有的浸没式液冷主要有两种形式，一种是将服务器置于充满绝缘工质的大槽内，在大槽中的绝缘工质流动而不发生相变，仅与服务器产生对流传热导热，然而该形式对于绝缘工质的需求量大，成本较高。
[0004]另外一种是将服务器置于充满绝缘工质的液冷节点中，绝缘工质将服务器产生的热量吸收，相变为气体形态的绝缘工质通过液冷节点的出气口送至冷凝器，在热量放出后恢复液体形态的绝缘工质可以回送至液冷节点。
[0005]然而，上述两相液冷系统要求液冷节点的出气口高于冷凝器，避免冷凝液体回流导致液冷节点的出气口被封堵，影响绝缘工质循环，从而避免液冷节点内压力过大，超出液冷节点的最大承受能力，产生安全风险。而液冷节点设置于水平槽位时，整体高度相对竖直槽位较低，出气口高度较低；该两相液冷系统对液冷节点出气口的高度要求导致了液冷节点难以设置于水平槽位，限制了液冷节点的布局。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种两相液冷系统，用于解决现有两相液冷系统中液冷节点的布局限制问题。
[0007]第一方面，本申请提供一种两相液冷系统，该系统包括：
[0008]至少一个液冷节点，该液冷节点用于容纳热源器件和绝缘工质，该绝缘工质能吸收该热源器件的热量而从液态转化为气态；该液冷节点包括流道入口和流道出口；第一腔体，该第一腔体包括第一入口、出气口和出液口；和冷凝器，该冷凝器用于将该气态的绝缘工质液化为该液态的绝缘工质；该冷凝器包括第一入口和第一出口；
[0009]该第一腔体的第一入口与每个该液冷节点的流道出口连接，该第一腔体的出气口与该冷凝器的第一入口连接，该冷凝器的第一出口和该第一腔体的出液口分别与该每个液冷节点的流道入口连接；
[0010]该液冷节点容纳的绝缘工质吸收该热原器件的热量后，能通过该液冷节点的流道出口和该第一腔体的第一入口进入该第一腔体；该第一腔体中该气态的绝缘工质能通过该第一腔体的出气口和该冷凝器的第一入口进入该冷凝器，经过该冷凝器液化后，再通过该冷凝器的第一出口和该液冷节点的流道入口进入该液冷节点；该第一腔体中该液态的绝缘工质能通过该第一腔体的出液口和该液冷节点的流道入口进入该液冷节点。
[0011]本申请实施例中，通过在液冷节点和冷凝器之间设置第一腔体以进行气液分离，不仅可以节约部署以及运行气液分离器所需的经济成本和能源成本，还可以避免出现液态绝缘工质直接倒流回液冷节点导致流道出口被封堵的情况，解决流道出口对液冷节点的布局限制问题，液冷节点的布局更自由。
[0012]在一种可能的实现中，该第一腔体还包括第二入口，该第一腔体的第二入口低于该第一腔体的第一入口，该第一腔体的第二入口与该每个液冷节点的流道出口连接。
[0013]本申请中，液冷节点排出的气态绝缘工质在浮力作用下可以通过第一入口进入第一腔体，排出的液态绝缘工质在重力作用下可以通过第二入口流入第一腔体，通过设置低于第一入口的第二入口，可以对液冷节点排出的绝缘工质实现气液分离。
[0014]在一种可能的实现中，每个液冷节点的流道出口高于该第一腔体的第二入口。
[0015]本申请中，通过设置每个液冷节点的流道出口均高于该第一腔体的第二入口，可以在第一腔体的液面高于第二入口且低于流道出口时，液冷节点仍然能够向第一腔体排出液态绝缘工质，进一步避免了流道出口被封堵的情况。
[0016]在一种可能的实现中，该系统还包括控制单元、第一泵体和设置于该第一腔体内的液位传感器，该第一泵体的第一端连接该第一腔体的出液口，该第一泵体的第二端分别与该每个液冷节点的流道入口连接；该控制单元用于根据该液位传感器采集的该第一腔体内的液位数据控制该第一泵体的开关，该第一泵体用于将该第一腔体内该液态的绝缘工质泵送至每个液冷节点。
[0017]本申请实施例中，通过在液位数据反映当前的第二入口或流道出口被液封的情况下，控制单元开启第一泵体迅速将第一腔体内的液态绝缘工质泵送回液冷节点，以快速降低液位，可以避免液封现象导致液冷节点内部的压力过大，提高液冷系统的可靠性。
[0018]在一种可能的实现中，该系统还包括控制单元和第一压力传感器，该第一压力传感器设置于该第一腔体内；该冷凝器包括第一比例阀、第一换热单元和第一冷源，该第一冷源连接该第一换热单元，该第一冷源输入的第一冷却液和该第一腔体输入的该绝缘工质在该第一换热单元中进行换热，该第一比例阀用于控制该第一冷却液在该第一换热单元中的流量；该第一压力传感器用于采集该第一腔体内的第一压力数据；该控制单元具体用于根据该第一压力数据控制该第一比例阀的开度。
[0019]本申请实施例中，通过在第一压力数据反映当前第一腔体内的气压异常的情况下，控制单元通过调节第一比例阀的开度以调节冷凝器、第二腔体和第一腔体中绝缘工质的液化速率，使得绝缘工质膨胀或收缩，达到恢复气压的目的。
[0020]在一种可能的实现中，该系统还包括过冷器，该过冷器的第一入口连接该冷凝器的第一出口，该过冷器的第一出口连接该液冷节点的流道入口；该过冷器用于降低输入该液冷节点的该绝缘工质的温度。
[0021]本申请实施例中，通过在液冷系统设置冷凝器和过冷器分别承担冷凝和降温的职责，可以先通过冷凝器回收混合气体中汽化的绝缘工质，同时分离出混合气体中的空气，再通过过冷器对纯度较高的绝缘工质进行降温，可以在最大化绝缘工质的吸热能力的同时，减少其中混杂的水分或其他空气中的导电成分，保持绝缘工质的纯度，提高了液冷系统的安全性和散热效率。
[0022]在一种可能的实现中，该系统还包括第二泵体，该第二泵体的第一端连接该过冷
器的第一出口，该第二泵体的第二端连接该液冷节点的流道入口；该第二泵体用于将该过冷器内的该绝缘工质泵送至该液冷节点。
[0023]本申请实施例中，通过设置第二泵体，可以快速地为液冷节点补充液态绝缘工质。
[0024]在一种可能的实现中，该系统还包括控制单元、温度传感器和第三压力传感器，该温度传感器设置于该第二泵体的第二端，该第三压力传感器设置于该第二泵体的第一端；该过冷器包括第二比例阀、第二换热单元和第二冷源，该第二冷源连接该第二换热单元，该第二冷源输入的第二冷却液和该过冷器接收的该绝缘工质在该第二换热单元中进行换热，该第二比例阀用于控制该第二冷却液在该第二换热单元中的流量；该控制单元用于根据该温度传感器采集的温度数据和该第三压力传感器采集的第三压力数据控制该第二比例阀的开度。
[0025]本申请实施例中，通过设置第二比例阀以调节第二冷源的冷量输入，可以及时调整输入液冷节点的绝缘工质的温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两相液冷系统，其特征在于，所述系统包括：至少一个液冷节点，所述液冷节点用于容纳热源器件和绝缘工质，所述绝缘工质能吸收所述热源器件的热量而从液态转化为气态；所述液冷节点包括流道入口和流道出口；第一腔体，所述第一腔体包括第一入口、出气口和出液口；和冷凝器，所述冷凝器用于将所述气态的绝缘工质液化为所述液态的绝缘工质；所述冷凝器包括第一入口和第一出口；所述第一腔体的第一入口与每个所述液冷节点的流道出口连接，所述第一腔体的出气口与所述冷凝器的第一入口连接，所述冷凝器的第一出口和所述第一腔体的出液口分别与所述每个液冷节点的流道入口连接；所述液冷节点容纳的所述绝缘工质吸收所述热原器件的热量后，能通过所述液冷节点的流道出口和所述第一腔体的第一入口进入所述第一腔体；所述第一腔体中所述气态的绝缘工质能通过所述第一腔体的出气口和所述冷凝器的第一入口进入所述冷凝器，经过所述冷凝器液化后，再通过所述冷凝器的第一出口和所述液冷节点的流道入口进入所述液冷节点；所述第一腔体中所述液态的绝缘工质能通过所述第一腔体的出液口和所述液冷节点的流道入口进入所述液冷节点。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一腔体还包括第二入口，所述第一腔体的第二入口低于所述第一腔体的第一入口，所述第一腔体的第二入口与所述每个液冷节点的流道出口连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述每个液冷节点的流道出口高于所述第一腔体的第二入口。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制单元、第一泵体和设置于所述第一腔体内的液位传感器，所述第一泵体的第一端连接所述第一腔体的出液口，所述第一泵体的第二端分别与所述每个液冷节点的流道入口连接；所述控制单元用于根据所述液位传感器采集的所述第一腔体内的液位数据控制所述第一泵体的开关，所述第一泵体用于将所述第一腔体内所述液态的绝缘工质泵送至所述每个液冷节点。5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制单元和第一压力传感器，所述第一压力传感器设置于所述第一腔体内；所述冷凝器包括第一比例阀、第一换热单元和第一冷源，所述第一冷源连接所述第一换热单元，所述第一冷源用于向所述第一换热单元输入第一冷却液，所述第一冷却液与所述冷凝器接收的所述绝缘工质在所述第一换热单元中进行换热，所述第一比例阀用于控制所述第一冷却液在所述第一换热单元中的流量；所述第一压力传感器用于采集所述第一腔体内的第一压力数据；所述控制单元用于根据所述第一压力数据控制所述第一比例阀的开度。6.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁俊峰，
申请(专利权)人：超聚变数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：