一种浸没式服务器液冷系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及数据中心冷却技术领域，尤其涉及一种浸没式服务器液冷系统及其控制方法。

背景技术

互联网时代下急剧膨胀的数据信息总量，促使着数据中心建设机柜总量增加，单机柜运行的功率密度剧增，数据中心的能耗迅速增长。冷却设备的能耗是数据中心总能耗重要的组成部分，因此降低冷却能耗对优化数据中心能耗结构有至关重要的作用。浸没式液冷技术适应更高功率密度的散热需求，适应着数据中心规模化、高密度化的发展潮流。液冷机柜内有着高密度的散热需求，而散热需求往往随着服务器运行负荷的波动发生变化，因此冷却设备的协调运行及散热温度的监测和控制是液冷机柜的稳定与高效运行的重要保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种浸没式服务器液冷系统及其控制方法，通过对液冷机柜服务器的散热温度进行监测，结合控制方法对冷却系统的设备进行协调与控制，备用冷却系统及设备能够保证冷却的不间断运行，也能够补充更高功率密度的冷却需求，从而调节服务器在适中的散热温度下稳定高效地运行。

第一方面，本发明提供了一种浸没式服务器液冷系统，包括：

服务器机柜，其内设有多个服务器，所述服务器机柜一侧设有冷却液进口、另一侧设有冷却液出口；

第一管道，其一端与所述冷却液出口连通，所述第一管道上设有第一液泵；

第二管道，其一端与所述冷却液进口连通，所述第二管道上设有第一过滤器；

第一换热器，其进口与所述第一管道连通、其出口与所述第二管道连通；

其中，所述第一管道内的冷却液经所述第一换热器换热后，经第二管道、冷却液进口流入服务器机柜。

优选的是，所述的浸没式服务器液冷系统，所述第一管道远离所述冷却液出口的一端并联连通设有第一支管、第二支管；

其中，所述第一液泵位于所述第一支管上；

所述第二支管上设有第一备用液泵；

还包括第三管道，所述第三管道一端分别与第一支管、第二支管远离第一管道的一端连通；

所述第三管道远离第一支管、第二支管的端部与所述第一换热器的进口连通。

优选的是，所述的浸没式服务器液冷系统，所述第三管道远离第一支管、第二支管的端部并联连通设有第三支管、第四支管；

所述第三支管的一端与所述第一换热器的进口连通；

还包括第一备用换热器和第四管道；

所述第四支管的一端连通第一备用换热器的进口；

所述第四管道的一端分别与所述第一换热器的出口、第一备用换热器的出口连接；

所述第四管道另一端与所述第二管道连通。

优选的是，所述的浸没式服务器液冷系统，所述第四管道远离所述第一换热器、第一备用换热器的端部并联连通设有第五支管、第六支管；

其中，所述第一过滤器位于第五支管上；

所述第六支管上设有第一备用过滤器；

所述第二管道远离所述冷却液进口的端部分别与所述第五支管、第六支管连通。

优选的是，所述的浸没式服务器液冷系统，所述第一换热器一侧设有第一风机、所述第一备用换热器一侧设有第一备用风机。

优选的是，所述的浸没式服务器液冷系统，还包括供冷水箱，所述供冷水箱分别连通有第一喷淋装置、第一备用喷淋装置；

所述第一喷淋装置用于降低第一风机入口空气的温度；

所述第一备用喷淋装置用于降低第一备用风机入口空气的温度。

优选的是，所述的浸没式服务器液冷系统，还包括控制器，所述控制器与多个服务器电连接并获取服务器的温度；

所述控制器与所述第一液泵、第一备用液泵、第一风机、第一备用风机、第一喷淋装置、第一备用喷淋装置电连接；

所述控制器用于根据服务器的温度控制所述第一液泵、第一备用液泵、第一风机、第一备用风机、第一喷淋装置、第一备用喷淋装置运行。

优选的是，所述的浸没式服务器液冷系统，所述第一管道、第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、第五支管、第六支管、第二管道上均设有阀门。

第二方面，本发明还提供了一种所述的浸没式服务器液冷系统的控制方法，包括以下步骤：

调节第一液泵、第一换热器、第一风机以额定负荷运行，同时控制第一备用液泵、第一备用换热器、第一备用风机、第一喷淋装置、第一备用喷淋装置停止运行；

对服务器机柜内的多个多个服务器的温度进行监测，并获取温度最高的服务器所对应的温度t

若t

若b≤t

若|t

若t

其中，t

a为第一预设差值，b为第二预设差值，0

i为第三预设差值，j为第四预设差值，i

m为第五预设差值，n为第六预设差值，m

w为第七预设差值，w<0。

优选的是，所述的浸没式服务器液冷系统的控制方法，

本发明的浸没式服务器液冷系统及其控制方法相比现有技术具有以下技术效果：

本发明的浸没式服务器液冷系统，设置可调节的备用冷却设备，在常用冷却设备故障的条件下启用备用冷却设备以维持服务器机柜运行的稳定性；结合对不同服务器的温度监测及冷却系统的控制方法，调节常用冷却设备的运行负荷并及时反馈服务器模块的温度变化情况，维持服务器机柜散热温度的稳定，在常用冷却设备无法满足服务器机柜散热需求的条件下，通过启用并调节备用冷却设备，增强冷却系统的散热能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的浸没式服务器液冷系统的结构示意图；

图2为本发明其中一种浸没式服务器液冷系统的控制方法；

图3为本发明另一种浸没式服务器液冷系统的控制方法；

图4为本发明另一种浸没式服务器液冷系统的控制方法。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，如“上”等指示方位或位置的关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种浸没式服务器液冷系统，如图1所示，包括：

服务器机柜100，其内设有多个服务器101，服务器机柜100一侧设有冷却液进口102、另一侧设有冷却液出口103；

第一管道200，其一端与冷却液出口103连通，第一管道200上设有第一液泵303；

第二管道800，其一端与冷却液进口102连通，第二管道800上设有第一过滤器700；

第一换热器500，其进口与第一管道200连通、其出口与第二管道800连通；

其中，第一管道200内的冷却液经第一换热器500换热后，经第二管道800、冷却液进口102流入服务器机柜100。

需要说明的是，本发明的浸没式服务器液冷系统，包括服务器机柜100、第一管道200、第二管道800、第一换热器500，其中，服务器机柜100内设有多个服务器101，具体的，服务器101的数量不作限定，例如，服务器101的数量可以为1个、2个、3个、4个、5个……n个等；服务器机柜100一侧设有冷却液进口102、另一侧设有冷却液出口103，冷却液经过冷却液进口102进入服务器机柜100内并对其内部的服务器101进行冷却，冷却液再经过冷却液出口103流出至服务器机柜100外；具体的，经过冷却液出口103流出的冷却液流入至第一管道200内，在第一液泵303的驱动下继续流动，并经过第一换热器500的进口进入第一换热器500内进行换热，并从第一换热器500的出口流出进入第二管道800，并在第一过滤器700的过滤作用下经冷却液进口102再次进入服务器机柜100，完成一个循环，并对流动的高温冷却液进行冷却；在使用应用过程中，通过对液冷机柜服务器的散热温度进行监测，并结合调节第一液泵303的运行负荷，从而调节服务器在适中的散热温度下稳定高效地运行。

具体的，冷却液通常选用绝缘介质，冷却液可以采用硅油、FC-77、FC-3283等物质，本实施例中采用硅油作为冷却液。

在一些实施例中，第一管道200远离冷却液出口103的一端并联连通设有第一支管301、第二支管300；

其中，第一液泵303位于第一支管301上；

第二支管300上设有第一备用液泵302；

还包括第三管道400，第三管道400一端分别与第一支管301、第二支管300远离第一管道200的一端连通；

第三管道400远离第一支管301、第二支管300的端部与第一换热器500的进口连通。

在上述实施例中，第一管道200远离冷却液出口103的一端设有第一三通接口202，第一三通接口202的其中一个接口与第一管道200连通，另两个接口分别与第一支管301、第二支管300连通，第一备用液泵302位于第二支管300上，第一液泵303位于第一支管301上；通过设置第一备用液泵302，并结合调节第一备用液泵302的运行负荷，从而调节服务器在适中的散热温度下稳定高效地运行。且当第一液泵303出现故障下，通过启用第一备用液泵302工作，保证冷却液正常循环。

在一些实施例中，第三管道400远离第一支管301、第二支管300的端部并联连通设有第三支管403、第四支管404；

第三支管403的一端与第一换热器500的进口连通；

还包括第一备用换热器501和第四管道600；

第四支管404的一端连通第一备用换热器501的进口；

第四管道600的一端分别与第一换热器500的出口、第一备用换热器501的出口连接；

第四管道600另一端与第二管道800连通。

在上述实施例中，第三管道400靠近第一支管301、第二支管300的端部设有第二三通接口401；第二三通接口401的其中一个接口与第三管道400连通，另两个接口分别与第一支管301、第二支管300连通；第三管道400远离第一支管301、第二支管300的端部设有第三三通接口402，第三三通接口402的其中一个接口与第三管道400连通，另两个接口分别与第三支管403、第四支管404连通；第三支管403的一端与第一换热器500的进口连通，第四支管404的一端连通第一备用换热器501的进口；通过设置第一备用换热器501可以进一步对冷却液进行换热降温。且当第一换热器500出现故障下，通过启用第一备用换热器501，保证冷却液正常冷却循环。

在一些实施例中，第四管道600远离第一换热器500、第一备用换热器501的端部并联连通设有第五支管706、第六支管707；

其中，第一过滤器700位于第五支管706上；

第六支管707上设有第一备用过滤器701；

第二管道800远离冷却液进口102的端部分别与第五支管706、第六支管707连通。

具体的，上述实施例中，第四管道600靠近第一换热器500、第一备用换热器501的端部设有第四三通接口603；第四三通接口603的其中一个接口与第四管道600连通、另两个接口分别与第七支管605、第八支管606连通；且第七支管605的一端与第一换热器500的出口连通，第八支管606的一端与第一备用换热器501的出口连通；第四管道600远离第一换热器500、第一备用换热器501的端部设有第五三通接口604；第五三通接口604的其中一个接口与第四管道600连通、另两个接口分别与第五支管706、第六支管707连通；第一过滤器700位于第五支管706上；第六支管707上设有第一备用过滤器701；通过设置第一备用过滤器701可进一步对冷却液进行过滤。同理，在第一过滤器700出现故障下，通过启用第一备用过滤器701对冷却液进行过滤。

在一些实施例中，第二管道800远离冷却液进口102的端部设有第六三通接口802，第六三通接口802的其中一个接口与第二管道800连通，第六三通接口802的另外两个接口分别与第五支管706、第六支管707连通。

在一些实施例中，第一换热器500一侧设有第一风机903、第一备用换热器501一侧设有第一备用风机904。

具体的，上述实施例中，第一风机903用于对第一换热器500进行散热以提高冷却液的换热效果；第一备用风机904用于对第一备用换热器501进行进行散热以提高冷却液的换热效果。当第一风机903出现故障下，通过启用第一备用换热器501，以保证冷却液的换热效果。

在一些实施例中，还包括供冷水箱900，供冷水箱900分别连通有第一喷淋装置905、第一备用喷淋装置906；

第一喷淋装置905用于降低第一风机903入口空气的温度；

第一备用喷淋装置906用于降低第一备用风机904入口空气的温度。

具体的，上述实施例中，供冷水箱900两端分别设有第一水管908、第二水管907，第一水管908的一端连通第一喷淋装置905，第二水管907的一端连通第一备用喷淋装置906，供冷水箱900用于提供冷水，第一喷淋装置905喷出冷水后对第一风机903入口空气温度进行降温，以提高第一风机903对第一换热器500的散热效果；第一备用喷淋装置906喷出冷水后对第一备用风机904入口空气温度进行降温，以提高第一备用风机904对第一备用换热器501的散热效果。

具体的，上述第一备用液泵302、第一备用换热器501、第一备用风机904、第一备用喷淋装置906、第一备用过滤器701除了在第一液泵303、第一换热器500、第一风机903、第一喷淋装置905、第一过滤器700出现故障时启用；当第一液泵303、第一换热器500、第一风机903、第一喷淋装置905无法满足服务器机柜100散热需求的条件时，为了提高散热效果，此时启用第一备用液泵302、第一备用换热器501、第一备用风机904、第一备用喷淋装置906。

在一些实施例中，第一管道、第一支管、第二支管、第三支管、第四支管、第五支管、第六支管、第二管道上均设有阀门。

具体的，第一管道200上设有第一电磁阀201；第一支管301位于第一液泵303前后分别设有第二电磁阀204、第三电磁阀305；第二支管300位于第一备用液泵302前后分别设有第四电磁阀203、第五电磁阀304；第三支管403上设有第六电磁阀405；第四支管404上设有第七电磁阀405；第一水管908上设有第八电磁阀902；第二水管907上设有第九电磁阀901；第七支管605上设有第十电磁阀601；第八支管606上设有第十一电磁阀602；第五支管706上位于第一过滤器700前后分别设有第十二电磁阀704、第十三电磁阀703；第六支管707上位于第一备用过滤器701前后分别设有第十四电磁阀705、第十五电磁阀702；第二管道800上设有第十六电磁阀801。

具体的，通过在管道上设置电磁阀，可以调节冷却液的循环流量。

在一些实施例中，还包括控制器，控制器与多个服务器电连接并获取服务器的温度；

控制器与所述第一液泵、第一备用液泵、第一过滤器、第一备用过滤器、第一风机、第一备用风机、第一喷淋装置、第一备用喷淋装置电连接；

控制器用于根据服务器的温度控制所述第一液泵、第一备用液泵、第一过滤器、第一备用过滤器、第一风机、第一备用风机、第一喷淋装置、第一备用喷淋装置运行。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种上述的浸没式服务器液冷系统的控制方法，包括以下步骤：

初始条件设定如下：服务器机柜100内服务器101的额定散热温度设置为t

比较温度值t

参考图2所示，若t

参考图3所示，若b≤t

若|t

参考图4所示，若t

具体的，0

本发明的浸没式服务器液冷系统的控制方法，根据温度值t

上述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。