本實(shí)用新型涉及機(jī)柜服務(wù)器的散熱領(lǐng)域，尤其是涉及一種服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來全球范圍數(shù)據(jù)機(jī)房的數(shù)量和規(guī)模均急劇增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)機(jī)房節(jié)能已成為當(dāng)前節(jié)能工作的重要關(guān)注點(diǎn)。同時(shí)，機(jī)房?jī)?nèi)機(jī)柜服務(wù)器集成密度越來越高，服務(wù)器的發(fā)熱量越來越大，數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的散熱能力也受到了挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有的服務(wù)器機(jī)柜中，CPU的產(chǎn)熱占到總體機(jī)柜產(chǎn)熱的60％，在常用的機(jī)柜冷卻系統(tǒng)中，都是先把CPU產(chǎn)生的熱排到空氣中，和空氣摻混后由空氣帶走，CPU的工作溫度一般為60℃，而制冷空氣一般在20℃左右，大溫差傳熱造成比較大的能源浪費(fèi)。

而服務(wù)器級(jí)液冷技術(shù)因其散熱、節(jié)能效果顯著，需求也越來越大?，F(xiàn)有的服務(wù)器級(jí)液冷技術(shù)主要方式是由冷卻設(shè)備提供冷凍水經(jīng)管路輸送至服務(wù)器內(nèi)部直接帶走服務(wù)器內(nèi)發(fā)熱元件的熱量，該方式雖散熱、節(jié)能效果顯著，但水管進(jìn)入服務(wù)器，存在水泄漏的潛在危險(xiǎn)。

因此，需考慮一種新型的服務(wù)器與冷卻系統(tǒng)的連接方式，避免上述存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型旨在提供一種服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)，采用服務(wù)器級(jí)冷卻方式，一級(jí)熱管吸收的熱量直接由二級(jí)熱管轉(zhuǎn)移至室外進(jìn)行冷卻，減少傳熱熱阻的同時(shí)，提高了傳熱效率；一級(jí)熱管采用氟利昂作為傳熱介質(zhì)，二級(jí)熱管吸熱端與冷卻機(jī)組連接的管路中采用氟利昂作為傳熱介質(zhì)且利用重力驅(qū)動(dòng)，無水進(jìn)入服務(wù)器、無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，節(jié)能、可靠；二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組采用氟利昂制冷劑和風(fēng)冷冷卻，無水消耗，節(jié)能環(huán)保；當(dāng)自然冷源充足時(shí)，二級(jí)熱管吸熱端僅采用與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端接通；當(dāng)自然冷源不充足時(shí)，二級(jí)熱管吸熱端可選擇同時(shí)與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端、二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組接通；當(dāng)自然冷源不能使用的極少數(shù)情況出現(xiàn)時(shí)，二級(jí)熱管吸熱端僅與二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組接通；由于二級(jí)熱管吸熱端蒸發(fā)溫度高達(dá)40℃左右，對(duì)冷源溫度要求降低，故可最大限度利用自然冷源，機(jī)械制冷僅作為輔助補(bǔ)充，全年節(jié)能效果好。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目的所采取的技術(shù)方案為：

一種服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)，包括室內(nèi)散熱單元、室外冷卻單元、分液總管、集氣總管，其特征在于，

--所述室內(nèi)散熱單元，包括至少一室內(nèi)散熱模塊，每個(gè)所述室內(nèi)散熱模塊包括至少一臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜及設(shè)置在每臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)的至少一臺(tái)服務(wù)器、多個(gè)熱管散熱單元，其中，

所述熱管散熱單元包括一級(jí)熱管、二級(jí)熱管吸熱端，所述一級(jí)熱管的吸熱端伸入服務(wù)器的機(jī)箱內(nèi)并與其中的主要發(fā)熱元件貼合，所述一級(jí)熱管的放熱端置于服務(wù)器的機(jī)箱外并與置于服務(wù)器機(jī)箱外的所述二級(jí)熱管吸熱端貼合在一起；所述二級(jí)熱管吸熱端包括二級(jí)熱管進(jìn)管及二級(jí)熱管出管，所述二級(jí)熱管進(jìn)管與所述分液總管連通，所述二級(jí)熱管出管與所述集氣總管連通；

--所述室外冷卻單元，包括至少一臺(tái)冷卻機(jī)組，所述冷卻機(jī)組包括二級(jí)熱管自然冷卻放熱端、二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組、三通閥門Ⅰ、三通閥門Ⅱ，所述三通閥門Ⅰ包括進(jìn)口、第一出口、第二出口，所述三通閥門Ⅱ包括第一進(jìn)口、第二進(jìn)口、出口，其中，

所述三通閥門Ⅰ，其進(jìn)口與所述集氣總管連通，其第一出口與所述二級(jí)熱管自然冷卻放熱端的進(jìn)口連通，其第二出口與所述二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組的進(jìn)口連通；

所述三通閥門Ⅱ，其出口與所述分液總管連通，其第一進(jìn)口與所述二級(jí)熱管自然冷卻放熱端的出口連通，其第二進(jìn)口與所述二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組的出口連通。

優(yōu)選地，所述集氣總管包括相互連通的一室內(nèi)集氣總管和一室外集氣總管，所述分液總管包括相互連通的一室內(nèi)分液總管和一室外分液總管，所述室內(nèi)集氣總管和室內(nèi)分液總管設(shè)置在室內(nèi)散熱單元中，所述室外集氣總管和室外分液總管設(shè)置在室外冷卻單元中；各所述室內(nèi)散熱模塊均包括一集氣管室內(nèi)段、一分液管室內(nèi)段，各所述室內(nèi)散熱模塊中的二級(jí)熱管進(jìn)管通過一液管支管與分液管室內(nèi)段連通，二級(jí)熱管出管通過一氣管支管與集氣管室內(nèi)段連通，各所述集氣管室內(nèi)段與所述室內(nèi)集氣總管連通，各所述分液管室內(nèi)段與所述室內(nèi)分液總管連通；各所述三通閥門Ⅰ的進(jìn)口與所述室外集氣總管連通，各所述三通閥門Ⅱ的出口與所述室外分液總管連通。

優(yōu)選地，所述服務(wù)器包括至少一個(gè)主要發(fā)熱元件。

優(yōu)選地，所述一級(jí)熱管采用氟利昂作為傳熱介質(zhì)。

優(yōu)選地，所述二級(jí)熱管吸熱端與所述冷卻機(jī)組連接的管路中采用氟利昂作為傳熱介質(zhì)且利用重力驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組采用氟利昂制冷劑和風(fēng)冷冷卻。

優(yōu)選地，所述服務(wù)器數(shù)量與所述熱管散熱單元數(shù)量一一對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選地，所述一級(jí)熱管吸熱端與所述服務(wù)器主要發(fā)熱元件之間的接觸端面、一級(jí)熱管放熱端與二級(jí)熱管吸熱端之間的接觸端面，均涂有導(dǎo)熱介質(zhì)。

優(yōu)選地，各所述三通閥門Ⅰ的進(jìn)口處及各所述三通閥門Ⅱ的出口處均設(shè)置有閥門組件；各二級(jí)熱管進(jìn)管與分液管室內(nèi)段之間的液管支管上、二級(jí)熱管出管與集氣管室內(nèi)段之間的氣管支管上均設(shè)置有閥門組件。

優(yōu)選地，所述冷卻機(jī)組為集自然冷卻和機(jī)械制冷于一體的冷卻機(jī)組。

同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)，采用服務(wù)器級(jí)冷卻方式，一級(jí)熱管吸收的熱量直接由二級(jí)熱管轉(zhuǎn)移至室外進(jìn)行冷卻，減少傳熱熱阻的同時(shí)，提高了傳熱效率；一級(jí)熱管采用氟利昂作為傳熱介質(zhì)，二級(jí)熱管吸熱端與冷卻機(jī)組連接的管路中采用氟利昂作為傳熱介質(zhì)且利用重力驅(qū)動(dòng)，無水進(jìn)入服務(wù)器、無動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，節(jié)能、可靠；二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組采用氟利昂制冷劑和風(fēng)冷冷卻，無水消耗，節(jié)能環(huán)保；當(dāng)自然冷源充足時(shí)，二級(jí)熱管吸熱端僅采用與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端接通；當(dāng)自然冷源不充足時(shí)，二級(jí)熱管吸熱端可選擇同時(shí)與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端、二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組接通；當(dāng)自然冷源不能使用的極少數(shù)情況出現(xiàn)時(shí)，二級(jí)熱管吸熱端僅與二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組接通；由于二級(jí)熱管吸熱端蒸發(fā)溫度高達(dá)40℃左右，對(duì)冷源溫度要求降低，故可最大限度利用自然冷源，機(jī)械制冷僅作為輔助補(bǔ)充，全年節(jié)能效果好。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)室外僅采用自然冷卻時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)室外同時(shí)采用自然冷卻和機(jī)械制冷時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)僅采用機(jī)械制冷時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)，包括室內(nèi)散熱單元1、室外冷卻單元2、分液總管、集氣總管；集氣總管包括相互連通的室內(nèi)集氣總管4和室外集氣總管14，分液總管包括相互連通的室內(nèi)分液總管5和室外分液總管15。

室內(nèi)散熱單元1包括若干個(gè)室內(nèi)散熱模塊3、1根室內(nèi)集氣總管4、1根室內(nèi)分液總管5，每個(gè)室內(nèi)散熱模塊3包括1根集氣管室內(nèi)段4-1、1根分液管室內(nèi)段5-1、多臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜6及設(shè)置在每臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜6內(nèi)的多臺(tái)服務(wù)器7、多個(gè)熱管散熱單元8、多組室內(nèi)氣管支管9及設(shè)置在其上的閥門組件、多組室內(nèi)液管支管10及設(shè)置在其上的閥門組件。優(yōu)選地，每臺(tái)服務(wù)器7包括至少一個(gè)主要發(fā)熱元件。

熱管散熱單元8包括一級(jí)熱管8-1、二級(jí)熱管吸熱端8-2，一級(jí)熱管8-1的吸熱端伸入服務(wù)器7的機(jī)箱內(nèi)并與其中的主要發(fā)熱元件壓緊貼合，一級(jí)熱管8-1的放熱端置于服務(wù)器7的機(jī)箱外并與置于服務(wù)器機(jī)箱外的二級(jí)熱管吸熱端8-2壓緊貼合在一起，優(yōu)選地，一級(jí)熱管吸熱端與服務(wù)器主要發(fā)熱元件之間的接觸端面、一級(jí)熱管放熱端與二級(jí)熱管吸熱端之間的接觸端面，均涂有導(dǎo)熱介質(zhì)；二級(jí)熱管吸熱端8-2包括二級(jí)熱管進(jìn)管8-3、二級(jí)熱管出管8-4，各室內(nèi)散熱模塊3中的二級(jí)熱管進(jìn)管8-3通過液管支管10與分液管室內(nèi)段5-1連通，二級(jí)熱管出管8-4通過一氣管支管9與集氣管室內(nèi)段4-1連通，各集氣管室內(nèi)段4-1與室內(nèi)集氣總管4連通，各分液管室內(nèi)段5-1與室內(nèi)分液總管5連通。一級(jí)熱管8-1優(yōu)選采用氟利昂作為傳熱介質(zhì)。二級(jí)熱管吸熱端8-2與冷卻機(jī)組11連接的管路中優(yōu)選采用氟利昂作為傳熱介質(zhì)且利用重力驅(qū)動(dòng)。

室外冷卻單元2包括至少一臺(tái)冷卻機(jī)組11(冷卻機(jī)組11優(yōu)選為集自然冷卻和機(jī)械制冷于一體的冷卻機(jī)組)及與之?dāng)?shù)量相對(duì)應(yīng)的一組或多組室外氣管支管12及設(shè)置在其上的閥門、一組或多組室外液管支管13及設(shè)置在其上的閥門、1根室外集氣總管14、1根室外分液總管15。冷卻機(jī)組11包括二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1、二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2(二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組優(yōu)選采用氟利昂制冷劑和風(fēng)冷冷卻)、三通閥門Ⅰ11-3、三通閥門Ⅱ11-4、連接進(jìn)管11-5、連接出管11-6。冷卻機(jī)組11設(shè)置在高于二級(jí)熱管吸熱端8-2的位置。三通閥門Ⅰ11-3包括進(jìn)口、第一出口、第二出口，三通閥門Ⅱ11-4包括第一進(jìn)口、第二進(jìn)口、出口。三通閥門Ⅰ11-3，其進(jìn)口通過一室外氣管支管12與室外集氣總管14連通，其第一出口與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1的進(jìn)口連通，其第二出口與二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2的進(jìn)口連通；三通閥門Ⅱ11-4，其出口通過一室外液管支管13與室外分液總管15連通，其第一進(jìn)口與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1的出口連通，其第二進(jìn)口與二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2的出口連通。

本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)包括自然冷卻控制模式、機(jī)械制冷控制模式、及自然冷卻與機(jī)械制冷混合控制模式等三種控制模式。

圖2是本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)室外僅采用自然冷卻時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)自然冷源充足時(shí)，室外僅采用自然冷卻，二級(jí)熱管吸熱端8-2僅采用與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1接通，啟動(dòng)自然冷卻控制模式，此時(shí)，三通閥門Ⅰ的進(jìn)口切換至與其第一出口連通、與其第二出口切斷，三通閥門Ⅱ的出口與其第一進(jìn)口連通、與其第二進(jìn)口切斷，三通閥門Ⅰ11-3的第一出口通過連接進(jìn)管11-5與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1導(dǎo)通，三通閥門Ⅱ11-4的第一入口通過連接出管11-6與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1導(dǎo)通；利用重力驅(qū)動(dòng)的二級(jí)熱管吸熱端8-2、二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1及與二者連通的二級(jí)熱管出管8-4、室內(nèi)氣管支管和閥門9、集氣管室內(nèi)段4-1、室內(nèi)集氣總管4、室外集氣總管14、室外氣管支管和閥門12、室外液管支管和閥門13、室外分液總管15、分液管室內(nèi)段5-1、室內(nèi)液管支管和閥門10、二級(jí)熱管進(jìn)管8-3中傳熱介質(zhì)流動(dòng)方向如圖2中箭頭A方向所示。

圖3是本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)室外同時(shí)采用自然冷卻和機(jī)械制冷時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)自然冷源不充足時(shí)，二級(jí)熱管吸熱端8-2可選擇同時(shí)與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1、二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2接通，啟動(dòng)自然冷卻與機(jī)械制冷混合控制模式，此時(shí)，三通閥門Ⅰ的進(jìn)口同時(shí)與其第一出口、第二出口連通，三通閥門Ⅱ的出口同時(shí)與其第一進(jìn)口、第二進(jìn)口連通，三通閥門Ⅰ11-3的第一出口、第二出口通過連接進(jìn)管11-5分別與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1、二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2導(dǎo)通，三通閥門Ⅱ11-4的第一入口、第二入口通過連接出管11-6分別與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1、二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2導(dǎo)通；此時(shí)二級(jí)熱管吸熱端8-2與二級(jí)熱管自然冷卻放熱端11-1、二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2中傳熱介質(zhì)流動(dòng)方向如圖3中箭頭B方向所示。

圖4是本實(shí)用新型的服務(wù)器級(jí)冷卻熱管散熱系統(tǒng)僅采用機(jī)械制冷時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)自然冷源不能使用的極少數(shù)情況出現(xiàn)時(shí)，啟動(dòng)機(jī)械制冷控制模式，二級(jí)熱管吸熱端8-2僅與二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2接通，此時(shí)，三通閥門Ⅰ的進(jìn)口切換至與其第一出口斷開、與其第二出口連通，三通閥門Ⅱ的出口與其第一進(jìn)口斷開、與其第二進(jìn)口連通，三通閥門Ⅰ11-3的第二出口通過連接進(jìn)管11-5與二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2導(dǎo)通，三通閥門Ⅱ11-4的第二入口通過連接出管11-6與二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2導(dǎo)通；由于二級(jí)熱管吸熱端蒸發(fā)溫度高達(dá)40℃左右，對(duì)冷源溫度要求降低，故可最大限度利用自然冷源，機(jī)械制冷僅作為輔助補(bǔ)充。此時(shí)二級(jí)熱管吸熱端8-2與二級(jí)熱管機(jī)械制冷子機(jī)組11-2中傳熱介質(zhì)流動(dòng)方向如圖4中箭頭C方向所示。

本實(shí)用新型中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本實(shí)用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡(jiǎn)單變化，均包括于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。