CN116916620A - 一种制冷系统和制冷方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括制冷组件、导冷格栅组件和散热组件，所述制冷组件的第一面通过导热介质与所述导冷格栅组件连接；所述制冷组件的第二面通过导热介质与所述散热组件连接；所述导冷格栅组件设置于服务器的进风口处，用于与所述服务器进风口处的空气进行热量交换，得到热量交换后的冷空气；将所述冷空气输入至所述服务器；所述散热组件设置于所述服务器的周围，用于传导所述第二面的热量，将所述热量与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口。

Description

一种制冷系统和制冷方法

技术领域

本发明涉及一种制冷技术领域，尤其涉及一种制冷系统和制冷方法。

背景技术

相关技术中，数据中心环境冷却所采用的热管技术，不适用于数据中心局部过热的微环境热点问题。针对该问题，目前尚无有效解决方案。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种冷却系统和冷却方法。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种冷却系统，所述系统包括制冷组件、导冷格栅组件和散热组件，所述制冷组件的第一面通过导热介质与所述导冷格栅组件连接；所述制冷组件的第二面通过导热介质与所述散热组件连接；

所述导冷格栅组件设置于服务器的进风口处，用于与所述服务器进风口处的空气进行热量交换，得到热量交换后的冷空气；将所述冷空气输入至所述服务器；

所述散热组件设置于所述服务器的周围，用于传导所述第二面的热量，将所述热量与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口。

在上述方案中，所述系统还包括第一动力组件和第二动力组件；所述第一动力组件设置于所述导冷格栅组件的前方；所述第二动力组件设置于所述散热组件的后方；

所述第一动力组件，用于控制所述冷空气输入至所述服务器；

所述第二动力组件，用于控制所述热空气输入至所述服务器的出风口。

在上述方案中，所述制冷系统还包括控制器；所述导冷格栅组件周围设置有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和湿度传感器；所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述湿度传感器连接；

所述第一温度传感器，用于检测所述服务器进风口处的空气对应的第一温度；

所述第二温度传感器，用于检测经过所述导冷格栅组件后的空气对应的第二温度；

所述第三温度传感器，用于检测所述导冷格栅组件表面对应的第三温度；

所述湿度传感器，用于检测所述第三温度传感传感器周围的空气对应的湿度；得到第四温度；

所述控制器，用于基于所述第一温度、和/或，所述第二温度、和/或，所述第三温度，和/或，所述第三温度和所述第四温度控制所述制冷组件的功率和所述第二动力组件的风速。

在上述方案中，所述散热组件周围设置有隔热组件；

所述隔热组件，用于隔开所述散热组件和所述服务器，防止所述热量进入所述服务器。

在上述方案中，所述散热组件包括铜板、U型组件和翅片组件；所述铜板的一面通过导热介质与所述制冷组件的第二面连接，另一面与所述U型组件的一端连接；所述翅片组件与所述U型组件的另一端连接；

所述铜板，用于吸收所述制冷组件的第二面的热量，并将所述热量传递给所述U型组件；

所述U型组件，用于将所述热量转换为气体，并将所述气体传递给所述翅片组件；

所述翅片组件，用于将所述气体与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口。

在上述方案中，所述U型组件包括第一区域的第一组件、第二区域的第二组件、冷却液以及U型组件和翅片组件对应的结构；所述第一区域的第一组件与所述铜板连接；所述第一区域的第二组件与所述翅片组件连接；

所述第一区域的第一组件，用于接收所述铜板传递的所述热量，通过所述冷却液将所述热量转换为气体；

所述第一区域的第二组件，用于将上升后的所述气体通过所述冷却液与所述翅片组件进行换热，且将所述换热后的气体转换为液体，将所述液体通过所述结构返回至所述第一区域的第一组件。

在上述方案中，所述翅片组件的翅片方向与所述第二动力组件送风或抽风的方向平行。

在上述方案中，所述制冷组件、所述导冷格栅组件、所述散热组件、所述第一动力组件和所述第二动力组件之间为装配式结构。

本发明实施例还提供一种制冷方法，应用于本发明实施例提供的制冷系统中，所述方法包括：

通过第一温度传感器检测所述制冷系统进风口处进风的第一温度参数；

通过第二温度传感器检测所述制冷系统中导冷格栅组件周围空气的第二温度参数；

通过第三温度传感器获取所述导冷格栅组件的表面的第三温度参数；

通过湿度传感器获取所述第三温度传感器所处位置周围的空气对应的湿度参数；基于所述湿度参数确定第四温度参数；

根据所述第一温度参数、和/或所述第二温度参数、和/或所述第三温度、和/或第四温度参数控制所述制冷系统中制冷组件的功率和第二动力组件对应的风速。

在上述方案中，所述根据所述第一温度参数、和/或所述第二温度参数、和/或所述第三温度参数、和/或第四温度参数控制所述制冷系统中制冷组件的功率和第二动力组件对应的风速，包括：

在所述第一温度参数大于第一预设阈值的情况下，调整所述制冷组件的功率达到功率阈值，且调整所述第二动力组件的风速达到风速阈值；

在所述第二温度参数与所述第一温度参数之间的差值满足第一预设范围，且所述第二温度参数小于或等于所述第一预设阈值的情况下，调整所述制冷组件的功率和所述第二动力组件的风速；所述第二温度参数小于所述第一温度参数；

在所述第三温度参数与所述第四温度参数的差值满足第二预设阈值的情况下，调整所述制冷组件的功率和所述第二动力组件的风速；所述第三温度参数大于所述第四温度参数；

在所述第三温度参数的值为第三预设阈值的情况下，调整所述制冷组件的功率和所述第二动力组件的风速。

本发明实施例还提供一种个存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

本发明实施例提供的制冷系统和制冷方法，其中，所述系统包括制冷组件、导冷格栅组件和散热组件，所述制冷组件的第一面通过导热介质与所述导冷格栅组件连接；所述制冷组件的第二面通过导热介质与所述散热组件连接；所述导冷格栅组件设置于服务器的进风口处，用于与所述服务器进风口处的空气进行热量交换，得到热量交换后的冷空气；将所述冷空气输入至所述服务器；所述散热组件设置于所述服务器的周围，用于传导所述第二面的热量，将所述热量与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口。采用本发明实施例的技术方案，将所述导冷格栅组件设置于服务器的进风口处，用于定点降低进风空气温度，从而消除热点；将所述散热组件设置于所述服务器的周围，利用服务器之间空气的冷量为散热组件散热，提升冷量利用效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种制冷系统的组成结构示意图；

图2为本发明实施例提供的又一种冷却系统的组成结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种散热组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种热管散热模块的背面示意图；

图5为本发明实施例提供的一种热管散热模块的正面示意图；

图6为本发明实施例提供的一种制冷系统与服务器的配适示意图。

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，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施例提供一种冷却系统，图1为本发明实施例提供的一种制冷系统的组成结构示意图，如图1所示；图2为本发明实施例提供的又一种冷却系统的组成结构示意图，如图2所示，下面结合图1和图2进行说明，所述制冷系统10包括：制冷组件101、导冷格栅组件102和散热组件103，所述制冷组件101的第一面通过导热介质与所述导冷格栅组件102连接；所述制冷组件101的第二面通过导热介质与所述散热组件103连接；所述导冷格栅组件102设置于服务器的进风口处，用于与所述服务器进风口处的空气进行热量交换，得到热量交换后的冷空气；将所述冷空气输入至所述服务器；所述散热组件103设置于所述服务器的周围，用于传导所述第二面的热量，将所述热量与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口。

需要说明的是，本发明实施例的制冷系统应用于服务器，用于消除数据中心热点。

本实施例中，所述制冷组件101可以为任意能实现制冷的组件，在此不做限定，作为一种示例，所述制冷组件101可以为半导体制冷片。所述制冷片一面制冷，为制冷面，所述半导体制冷片另一面制热，为制热面，所述半导体制冷片内部阵列多个PN结，尺寸依据需求选定。

所述导冷格栅组件102可以为导冷格栅板，导冷格栅板的尺寸与服务器进风面尺寸相近，形状为六面体。作为一种示例，所述导冷格栅板六面体的长度为420-450毫米(mm)，高度根据热点产生服务器的高度选择，高度可为1U或2U，适用于1U-4U服务器，所述导冷格栅板宽度方向尺寸为1-2厘米(cm)，放置在服务器进风面，即机柜前门处，机柜前门与服务器进风口之间的空间范围为3-7cm，所述导冷格栅板距离服务器进风面距离为5-10mm；所述导冷格栅板使用的材料可为铝6061。需要说明的是，所述导冷格栅组件102可理解为一种翅片装置。

需要说明的是，所述半导体制冷片制冷面与导冷格栅板六面体重宽度方向的一面通过导热介质粘连，导冷格栅板格栅分布方向为顺导冷板高度方向，格栅厚度为1～2mm，格栅间距为1～2mm；所述半导体制冷片为六面体，该六面体长度为所述导冷格栅板长度的1/4，该六面体宽度与所述导冷格栅板相同，为1～2cm；所述半导体制冷片厚度为2～4mm，该厚度根据制冷需求选用不同尺寸的PN结选定；所述半导体制冷片与所述导冷格栅组成半导体制冷器。

所述制冷组件101的第一面通过导热介质与所述导冷格栅格组件102连接；所述制冷组件101的第二面通过导热介质与所述散热组件103连接，可以理解为，所述制冷组件101的制冷面通过导热介质与所述导冷格栅组件102粘连，所述制冷组件101的制热面通过导热介质与所述散热组件103粘连；可以示例说明为，所述半导体制冷片的制冷面通过导热介质与所述导冷格栅板粘连，所述半导体制冷片的制热面通过导热介质与所述散热组件103粘连。

所述导冷格栅组件102设置于服务器的进风口处，用于与所述服务器进风口处的空气进行热量交换，得到热量交换后的冷空气；将所述冷空气输入至所述服务器；可以理解为，半导体制冷片的制冷面将冷量传递给导冷格栅板，导冷格栅板的温度降低，所述温度降低后的导冷格栅板与服务器进风空气进行热量交换，空气被导冷格栅板冷却，更低温的空气进入服务器，可用于消除热点。

需要说明的是，所述散热组件103设置于所述服务器的周围，作为一种示例，所述散热组件103最优设置于所述服务器的上方。所述散热组件103可以为热管散热器。

所述散热组件103设置于所述服务器的周围，用于传导所述第二面的热量，将所述热量与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口，可以立即为，半导体制冷片的制热面将制冷过程中产生的热量传递给热管散热器，利用服务器上方的冷空气冷量带走所述热管散热器吸收的热量，带走热量后的空气温度升高(即热空气)，并将所述热空气抽送至服务器的出风口。

采用本发明实施例的技术方案，将所述导冷格栅组件设置于服务器的进风口处，用于定点降低进风空气温度，从而消除热点；将所述散热组件设置于所述服务器的周围，利用服务器之间空气的冷量为散热组件散热，提升冷量利用效率；使用半导体制冷片技术，以降低热点服务器进风温度为目标进行制冷，适用于多样的热点情况，灵活性高。

在本发明的一种可选实施例中，所述系统10还包括第一动力组件和第二动力组件104；所述第一动力组件设置于所述导冷格栅组件102的前方；所述第二动力组件104设置于所述散热组件103的后方；所述第一动力组件，用于控制所述冷空气输入至所述服务器；所述第二动力组件104，用于控制所述热空气输入至所述服务器的出风口。

本实施例中，所述第一动力组件和所述第二动力组件104可以为任意提供动力的组件，在此不做限定，作为一种示例，所述第一动力组件和所述第二动力组件104可以为风扇。需要说明的是，所述第一动力组件在图中并未画出。

所述第一动力组件，用于控制所述冷空气输入至所述服务器；所述第二动力组件104，用于控制所述热空气输入至所述服务器的出风口，可以理解为，在导冷格栅板的前方设置有风扇，用于将冷空气输入至所述服务器，在热管散热器的后方设置有风扇，用于将热管散热器与服务器上方的空气进行热量交换后得到的热空气抽送给服务器出风口。

采用本发明实施例的技术方案，可以直接将热空气抽送给服务器出风口，防止热量进入服务器，增加新的热点。

在本发明的一种可选实施例中，所述制冷系统10还包括控制器；所述导冷格栅组件102周围设置有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和湿度传感器；所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述湿度传感器连接；所述第一温度传感器，用于检测所述服务器进风口处的空气对应的第一温度；所述第二温度传感器，用于检测经过所述导冷格栅组件102后的空气对应的第二温度；所述第三温度传感器，用于检测所述导冷格栅组件102表面对应的第三温度；所述湿度传感器，用于检测所述第三温度传感传感器周围的空气对应的湿度；得到第四温度；所述控制器，用于基于所述第一温度、和/或，所述第二温度、和/或，所述第三温度，和/或，所述第三温度和所述第四温度控制所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速。

本实施例中，所述导冷格栅组件102周围设置有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和湿度传感器，可以理解为，导冷格栅板表面设置有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和湿度传感器。

需要说明的是，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、湿度传感器和控制器的位置在图中并未画出。

所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述湿度传感器连接，连接方式在此不做限定，作为一种示例，所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述湿度传感器无线连接。

所述第一温度传感器，用于检测所述服务器进风口处的空气对应的第一温度，可以理解为，所述第一温度传感器检测服务器进风温度，也可理解为未经过导冷格栅板换热的温度。

所述第二温度传感器，用于检测经过所述导冷格栅组件102后的空气对应的第二温度，可以理解为，所述第二温度传感器检测经过导冷格栅板后的空气温度。

所述第三温度传感器，用于检测所述导冷格栅组件102表面对应的第三温度，可以理解为，所述第三温度传感器检测导冷格栅板表面温度。需要说明的是，所述第三温度传感器设置于所述导冷格栅板表面距离其上粘连的半导体制冷片2mm处。

所述湿度传感器，用于检测所述第三温度传感传感器周围的空气对应的湿度；得到第四温度，可以理解为，所述湿度传感器检测第三温度传感器所在位置附近空气湿度，根据空气湿度计算湿球温度，所述湿球湿度即为第四温度。

所述控制器，用于基于所述第一温度、和/或，所述第二温度、和/或，所述第三温度，和/或，所述第三温度和所述第四温度控制所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速，可以理解，所述控制器，用于基于第一温度控制制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速；或，所述控制器，用于基于第一温度和第二温度控制所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速；或，所述控制器，用于基于第一温度和第三温度控制制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速；或，所述控制器，用于基于第一温度、第三温度和第四温度控制制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速。

需要说明的是，制冷系统10还包括电流调控器，电流调控器与制冷组件101连接，其具体位置在图中并未画出。电流调控器控制所述半导体制冷片的电流进而控制制冷功率，与小型风扇的转速进而控制风量。

在本发明的一种可选实施例中，所述散热组件103周围设置有隔热组件105；所述隔热组件105，用于隔开所述散热组件103和所述服务器，防止所述热量进入所述服务器。

本实施例中，所述隔热组件105可以为任意实现隔热的组件，在此不做限定，作为一种示例，所述隔热组件105可以为塑料隔板。

所述散热组件103周围设置有隔热组件105；所述隔热组件105，用于隔开所述散热组件103和所述服务器，可以示例说明为，热管散热器的底部应有塑料隔板的结构隔绝热管散热器与服务器，防止热管散热器的热量传递到服务器上盖板造成额外的热量进入服务器；热管散热器的上方以及两端也设置有塑料隔板的结构隔绝热管散热器与服务器，防止热管散热器的热量传递到服务器上盖板造成额外的热量进入服务器。

需要说明的是，第二动力组件104嵌入所述隔热组件105，可示例说明为，风扇嵌入塑料隔板中，也可以为风扇通过卡扣装置置入聚苯硫醚(PPS)材料制成的塑料板中。

采用本发明实施例的技术方案，可以防止额外的热量进入服务器。

在本发明的一种可选实施例中，所述散热组件103包括铜板1031、U型组件1032和翅片组件1033；所述铜板1031的一面通过导热介质与所述制冷组件101的第二面连接，另一面与所述U型组件1032的一端连接；所述翅片组件1033与所述U型组件10132的另一端连接；所述铜板1031，用于吸收所述制冷组件101的第二面的热量，并将所述热量传递给所述U型组件1032；所述U型组件1032，用于将所述热量转换为气体，并将所述气体传递给所述翅片组件1033；所述翅片组件1033，用于将所述气体与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口。

图3为本发明实施例提供的一种散热组件的结构示意图，如图3所示，所述散热组件103包括铜板1031、U型组件1032和翅片组件1033。本实施例中，所述U型组件1032可以为U型热管；所述翅片组件1033可以为平直翅片。

所述铜板1031的一面通过导热介质与所述制冷组件101的第二面连接，另一面与所述U型组件1032的一端连接；所述翅片组件1033与所述U型组件10132的另一端连接，可以理解为，所述铜板1031的一面通过导热介质与所述制冷组件101的制热面粘连，所述铜板1031的另一面与U型组件1032的一端焊接，所述U型组件1032的另一端与翅片组件1033连接。

所述铜板1031，用于吸收所述制冷组件101的第二面的热量，并将所述热量传递给所述U型组件1032，可以示例说明为，铜板1031吸收半导体制冷片制冷面的热量，并将热量传递给U型热管。

所述U型组件1032，用于将所述热量转换为气体，并将所述气体传递给所述翅片组件1033，可以示例说明为，U型热管将热量气化为高温气体，高温气体与平直翅片换热。

所述翅片组件1033，用于将所述气体与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口，可以理解为，平直翅片与服务器上方的空气进行换热，得到热空气并降低平直翅片的温度，通过风扇将所述热空气抽送至所述服务器的出风口。

采用本发明实施例的技术方案，采用热管散热器带走半导体制冷片热量，灵活利用服务器上方空间冷量，提升数据中心冷量利用效率。

在本发明的一种可选实施例中，所述U型组件1032包括第一区域的第一组件、第二区域的第二组件、冷却液以及U型组件1032和翅片组件1033对应的结构；所述第一区域的第一组件与所述铜板1031连接；所述第一区域的第二组件与所述翅片组件1033连接；所述第一区域的第一组件，用于接收所述铜板1031传递的所述热量，通过所述冷却液将所述热量转换为气体；所述第一区域的第二组件，用于将上升后的所述气体通过所述冷却液与所述翅片组件1033进行换热，且将所述换热后的气体转换为液体，将所述液体通过所述结构返回至所述第一区域的第一组件。

本实施例中，所述第一区域的第一组件可以理解为U型组件1032的蒸发段，即U型热管蒸发段；所述第二区域的第二组件可以理解为U型组件1032的冷凝段，即U型热管的冷凝段；所述冷却液用于吸收热量，可理解为换热工质，可根据不同的使用场景选择不同类型的换热工质，在此不做限定，作为一种示例，所述换热工质可以为丙酮、乙醇或水；所述U型组件1032和翅片组件1033对应的结构，可以理解为烧结吸液芯，是铝粉与铜管管壁烧结形成的毛细结构，厚度可以为0.7-2mm。

需要说明的是，所述U型热管为铜制圆管，包括蒸发段、冷凝段、绝热段、换热工质与烧结吸液芯；所述U型热管外径为6～10mm，内径为5～9mm，总长度为100～120mm，尺寸与数量根据服务器上方可用空间定制。

所述第一区域的第一组件与所述铜板1031连接；所述第一区域的第二组件与所述翅片组件1033连接，可以理解为，所述铜板1031与U型热管的蒸发段焊接；所述平直翅片基板开有直径与所述U型热管外径相同且数量相同的孔洞，所述U型热管的冷凝段嵌入所述平直翅片基板孔洞。

所述第一区域的第一组件，用于接收所述铜板1031传递的所述热量，通过所述冷却液将所述热量转换为气体，可以示例说明为，铜板1031吸收半导体制冷片制热面的热量，并将热量传递给U型热管蒸发段，U型热管蒸发段内的换热工质吸收热量气化为高温气体，气体上升进入U型热管冷凝段。

所述第一区域的第二组件，用于将上升后的所述气体通过所述冷却液与所述翅片组件1033进行换热，且将所述换热后的气体转换为液体，将所述液体通过所述结构返回至所述第一区域的第一组件，可以示例说明为，U型热管冷凝段的高温气体通过铜管壁与平直翅片基板换热，平直翅片基板将热量传递给平直翅片的翅化表面，翅化表面的热量与服务器上方的空气进行换热，冷凝段内的换热工质换热后液化为低温液体，通过烧结液芯毛细作用被送回到U型热管蒸发段。需要说明的是，换热工质进入U型热管内部的换热循环。

为了方便理解，这里示例说明，热管散热器部分放在服务器上方空间后，所述半导体制冷片的制热面将热量传递给所述铜板1031；所述铜板1031将热量传递给所述U型热管蒸发段内部的换热工质；所述U型热管蒸发段内部的换热工质受热沸腾成高温气体进入所述U型热管冷凝段；所述U型热管冷凝段内的换热工质将热量传递给所述平直翅片；所述U型热管冷凝段内的换热工质受冷凝结成低温液体，通过所述U型热管内部的烧结毛细结构回到所述U型热管蒸发段，因此所述半导体制冷片制热面的热量被带到了所述平直翅片上；所述小型风扇与所述半导体制冷片同时开启，形成从服务器前方到服务器后方的气流，该部分气流温度与环境温度相同，温度较低，带走所述平直翅片上的热量；带走热量后的空气温度升高，被所述小型风扇抽送到服务器候方，进入数据中心热通道环境，回到数据中心精密空调。

在本发明的一种可选实施例中，所述翅片组件1033的翅片方向与所述第二动力组件104送风或抽风的方向平行。

本实施例中，所述翅片组件1033的翅片方向与所述第二动力组件104送风或抽风的方向平行，可以示例说明为，平直翅片的翅片方向与放置在热管散热器后方的风扇送风或抽风的方向平行。

在本发明的一种可选实施例中，所述制冷组件101、所述导冷格栅组件102、所述散热组件103、所述第一动力组件和所述第二动力组件104之间为装配式结构。

本实施例中，所述制冷组件101、所述导冷格栅组件102、所述散热组件103、所述第一动力组件和所述第二动力组件104之间为模块装配式结构，可以理解为，半导体制冷片、导冷格栅板、热管散热器和两个风扇为装配式结构，其容量定制依据为服务器高度、热点服务器进风温度与热点服务器进风风速。

因数据中心热点情况出现的时间与产生的热量情况具有高度随机性，采用本发明实施例的技术方案，可以根据不同的情况进行模块的装配。

图4为本发明实施例提供的一种热管散热模块的背面示意图，图5为本发明实施例提供的一种热管散热模块的正面示意图，下面将结合图4和图5进行说明，制冷系统10还包括导线106，电源接口107和升压转换器108和电源模块；需要说明的是，所述电源模块并未在图中画出。所述制冷组件101和第二动力组件104均有各自的连接电源的导线106，所述制冷组件101和所述第二动力组件104的导线106均接入升压转换器108；所述升压转换器108可以为USB接口，与直流电源模块通过电源线连接。所述电源模块为12V直流电源。

图6为本发明实施例提供的一种制冷系统与服务器的配适示意图，如图6所示，制冷系统可根据服务器进行模块的装配。

需要说明的是，导冷格栅板上方粘连有4个所述半导体制冷片，每个所述半导体制冷片上粘连有一个热管散热器，4个热管散热器后方放置一个嵌有8个小型风扇的PPS塑料板。导冷格栅板1周围应有所述塑料隔板7包裹；所述塑料隔板7两侧有卡扣装置，该卡扣装置可扣进机柜两侧的安装孔内并不与服务器安装孔冲突。

采用本发明实施例的技术方案，可以点对点地解决数据中心服务器热点问题，最大化减小老旧机房现场施工改造成本；只需放在数据中心热点服务器的前方，没有大范围使用，同时配合智能控制系统，能够在不需要使用设备的时候关闭设备，节省自身能耗。

本发明实施例还提供一种制冷方法，应用于本发明实施例提供的制冷系统中，所述方法包括：通过第一温度传感器检测所述制冷系统10进风口处进风的第一温度参数；通过第二温度传感器检测所述制冷系统10中导冷格栅组件102周围空气的第二温度参数；通过第三温度传感器获取所述导冷格栅组件102的表面的第三温度参数；通过湿度传感器获取所述第三温度传感器所处位置周围的空气对应的湿度参数；基于所述湿度参数确定第四温度参数；根据所述第一温度参数、和/或所述第二温度参数、和/或所述第三温度参数、和/或第四温度参数控制所述制冷系统10中制冷组件101的功率和第二动力组件104对应的风速。

本实施例中，所述通过第一温度传感器检测所述制冷系统10进风口处进风的第一温度参数，可以理解为，通过第一温度传感器获取服务器进风口处的温度，所述第一温度参数可以为服务器进风口处的温度值，也可以为未经过导冷格栅组件102的温度值。

所述通过第二温度传感器检测所述制冷系统10中导冷格栅组件102周围空气的第二温度参数，可以理解为，通过第二温度传感器获取经过导冷格栅组件102后的空气温度参数，所述第二温度参数可以为经过导冷格栅组件102后的空气温度值。

所述通过第三温度传感器获取所述导冷格栅组件102的表面的第三温度参数，可以理解为，通过第三温度传感器获取导冷格栅组件102表面的温度参数，所述第三温度参数可以为导冷格栅组件102表面的温度值。

通过湿度传感器获取所述第三温度传感器所处位置周围的空气对应的湿度参数；基于所述湿度参数确定第四温度参数，可以理解为，通过湿度传感器获取所述第三温度传感器周围的湿度参数，根据所述湿度参数计算湿球温度，所述第四温度参数可以为湿球温度值。

在本发明的一种可选实施例中，所述根据所述第一温度参数、和/或所述第二温度参数、和/或所述第三温度参数、和/或第四温度参数控制所述制冷系统10中制冷组件101的功率和第二动力组件104对应的风速，包括：在所述第一温度参数大于第一预设阈值的情况下，调整所述制冷组件101的功率达到功率阈值，且调整所述第二动力组件104的风速达到风速阈值；在所述第二温度参数与所述第一温度参数之间的差值满足第一预设范围，且所述第二温度参数小于或等于所述第一预设阈值的情况下，调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速；所述第二温度参数小于所述第一温度参数；在所述第三温度参数与所述第四温度参数的差值满足第二预设阈值的情况下，调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速；所述第三温度参数大于所述第四温度参数；在所述第三温度参数的值为第三预设阈值的情况下，调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速。

本实施例中，需要说明的是，所述第一预设阈值可以根据实际情况进行确定，在此不做限定，作为一种示例，所述第一预设阈值可以为27摄氏度(℃)。所述功率阈值可以理解为最大功率；所述风速阈值可以理解为最大风速。所述在所述第一温度参数大于第一预设阈值的情况下，调整所述制冷组件101的功率达到功率阈值，且调整所述第二动力组件104的风速达到风速阈值，可以理解为，在所述第一温度参数大于第一预设阈值的情况下，控制所述制冷组件101的功率达到最大，且控制所述第二动力组件104的风速达到最大；可以示例说明为，在第一温度传感器识别的第一温度值大于27℃的情况下，自动调节电流调控器控制半导体制冷片达到最大制冷功率，且风扇达到最大转速。

所述第一预设范围可以根据实际情况进行确定，在此不做限定，作为一种示例，所述第一预设范围可以为3-4℃。所述调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速，可以理解为，调整的趋势是降低制冷组件101的功率和第二动力组件104的风速。在所述第二温度参数与所述第一温度参数之间的差值满足第一预设范围，且所述第二温度参数小于或等于所述第一预设阈值的情况下，调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速；所述第二温度参数小于所述第一温度参数，可以示例说明为，在第二温度值低于第一温度值3-4℃且低于27℃的情况下，自动调节电流调控器控制半导体制冷片的制冷功率降低，同时控制风扇的转速降低。

所述第二预设阈值可以根据实际情况进行确定，在此不做限定，作为一种示例，所述第二预设阈值可以为2℃。所述调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速，可以理解为，调整的趋势是降低制冷组件101的功率和第二动力组件104的风速。所述在所述第三温度参数与所述第四温度参数的差值满足第二预设阈值的情况下，调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速，所述第三温度参数大于所述第四温度参数，可以示例说明为，在所述第三温度值高于所述第四温度值2℃的情况下，自动调节电流调控器控制半导体制冷片的制冷功率降低，同时控制风扇的转速降低。

所述第三预设阈值可以根据实际情况下进行确定，在此不做限定，作为一种示例，所述第三预设阈值可以为15℃。所述调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速，可以理解为，调整的趋势是升高制冷组件101的功率和第二动力组件104的风速。所述在所述第三温度参数的值为第三预设阈值的情况下，调整所述制冷组件101的功率和所述第二动力组件104的风速，可以示例说明为，在所述第三温度值(导冷栅格板表面温度)为15℃的情况下，自动调节电流调控器控制半导体制冷片的制冷功率升高，同时控制风扇的转速升高。需要说明的是，在控制半导体制冷片的制冷功率和风扇的转速升高后，使得导冷栅格板表面温度在16℃附近波动，防止导冷格栅板表面结露给服务器带来安全问题。

为了方便理解，这里示例一种制冷系统的具体运行过程：

(1)将制冷系统放置在服务器5-10mm处；

(2)开启电源模块，启动半导体制冷片与风扇；

(3)半导体制冷片制冷面将冷量传递给所述导冷格栅板，所述半导体制冷片制热面将热量传递给所述热管散热器；

(4)所述导冷格栅板温度降低，与由于服务器内部风扇抽吸作用引起的进风空气进行热量交换，进风空气温度降低，导冷格栅板表面温度与进风空气温度保持换热平衡；

(5)所述热管散热器中，所述铜板吸收所述半导体制冷片制热面传递的热量，并将热量传递给所述U型热管蒸发段，所述U型热管蒸发段内的换热工质吸收热量气化为高温气体，气体上升进入所述U型热管冷凝段；

(6)所述U型热管冷凝段内的高温气体换热工质通过铜管壁与所述平直翅片基板换热，所述平直翅片基板将热量传递到平直翅片的翅化表面；

(7)由于服务器出风存在一定负压，服务器上方空间的机柜前门处由于负压产生一定与进入服务器气流相同的气流，所述平直翅片将热量传递给翅化表面后与该部分气流换热，达到换热平衡；

(8)所述U型热管冷凝段内高温气体换热工质散热后液化成为低温液体，通过所述烧结液芯毛细作用被送回所述U型热管蒸发段，所述换热工质进入所述U型热管内部的换热循环。

为了方便理解，这里示例一种制冷方法的运行过程，通过第一温度传感器识别热点服务器前方进风温度；通过第二温度传感器识别经过所述导冷格栅板后的空气温度；通过第三温度传感器识别所述导冷格栅板表面温度；通过湿度传感器识别所述第三温度传感器所在位置附近空气湿度，计算湿球温度；通过电流调控器控制所述半导体制冷片的电流进而控制制冷功率，与小型风扇的转速进而控制风量，具体步骤为：

(1)开启所述直流电源模块启动设备后，所述第一温度传感器识别进风温度；

(2)当所述第一温度传感器识别得的进风温度高于27℃，自动调节电流调节器控制半导体制冷片达到最大制冷功率与小型风扇达到最大转速；

(3)第二温度传感器识别经过格栅板后的空气温度，当该温度低于所述第一温度传感器识别的温度3～4℃且低于27℃时自动调节电流调节器控制半导体制冷片制冷功率降低，小型风扇转速降低；

(4)第三温度传感器置于所述导冷格栅板表面距离其上粘连的所述半导体制冷片2mm处，监测所述导冷格栅板表面温度；

(5)当所述第三温度传感器识别得到的所述导冷格栅板表面温度高于与所述湿度传感器计算得到的湿球温度2℃时自动调节所述半导体制冷片制冷功率降低，同时调节所述小型风扇降低风速；

(6)当所述第三温度传感器监测得所述导冷格栅表面温度为15℃时自动调节所述半导体制冷片制冷功率升高，同时调节所述小型风扇提高风速，使得所述导冷格栅表面温度在16℃附近波动，防止所述导冷格栅板表面结露给服务器带来安全威胁。

为了方便理解，这里示例一种采用上述制冷系统消除热点达到的效果。数据中心一个密度较高的服务器的发热量及需求冷量为500W，进出风温差为10℃，根据公式(1)计算得服务器需求分量为130m³/h；公式(1)如下：

Q＝cm△t (1)

公式(1)中，Q为服务器发热量，单位为W；c为比热容，单位为kJ/(kg·K)；m为服务器需求风量，单位为m³/h；△t为进出风温度，单位为℃。

当下老旧数据中心进风温度范围为20～24℃，出风温度范围为35～45℃，数据中心规定的湿球温度范围为5～15℃；数据中心暖通空调设计过程中根据机柜的电容量的80％作为机柜发热量进行最不利情况的计算，根据计算过程，在满载的情况下一个2U服务器的风量为80m³/h，因此一个服务器最不利情况下实际得到的冷量为342W。因此，以130W作为一个服务器需求的冷量。

服务器进风温度高于27℃视为有热点产生，根据实验测试结果以及计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)气流组织数值模拟软件Fluent的模拟结果，在所述导冷格栅板表面温度不超过16℃的情况下，经过与未经过格栅板换热的空气温差为3～4℃，能够符合冷却要求。

所述半导体制冷片的制冷效率为0.5～0.7；所述半导体制冷片的制冷效率、制冷量、制热量与耗电量之间的关系如公式(2)和(3)所示。计算得所述半导体制冷片2发热功率为344W；公式(2)和(3)如下：

Q_h＝W+Q_c (3)

公式(2)和(3)中，COP为制冷效率；Q_c为制冷量，单位为W；Q_h为制热量，单位为W；W为耗电量，单位为W。

根据公式(1)计算得当服务器上方空间进风风量为服务器前进风风量的40％，出风温度为45℃时，服务器上方空间能够提供的冷量为355W，能够覆盖所述半导体制冷片的热量且这部分空间的出风温度在规定范围内。

本发明实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序处理器被处理器执行时实现上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述本发明实施例揭示的系统中涉及的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括制冷组件、导冷格栅组件和散热组件，所述制冷组件的第一面通过导热介质与所述导冷格栅组件连接；所述制冷组件的第二面通过导热介质与所述散热组件连接；

所述导冷格栅组件设置于服务器的进风口处，用于与所述服务器进风口处的空气进行热量交换，得到热量交换后的冷空气；将所述冷空气输入至所述服务器；

所述散热组件设置于所述服务器的周围，用于传导所述第二面的热量，将所述热量与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一动力组件和第二动力组件；所述第一动力组件设置于所述导冷格栅组件的前方；所述第二动力组件设置于所述散热组件的后方；

所述第一动力组件，用于控制所述冷空气输入至所述服务器；

所述第二动力组件，用于控制所述热空气输入至所述服务器的出风口。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述制冷系统还包括控制器；所述导冷格栅组件周围设置有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和湿度传感器；所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述湿度传感器连接；

所述第一温度传感器，用于检测所述服务器进风口处的空气对应的第一温度；

所述第二温度传感器，用于检测经过所述导冷格栅组件后的空气对应的第二温度；

所述第三温度传感器，用于检测所述导冷格栅组件表面对应的第三温度；

所述湿度传感器，用于检测所述第三温度传感传感器周围的空气对应的湿度；得到第四温度；

所述控制器，用于基于所述第一温度、和/或，所述第二温度、和/或，所述第三温度，和/或，所述第三温度和所述第四温度控制所述制冷组件的功率和所述第二动力组件的风速。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述散热组件周围设置有隔热组件；

所述隔热组件，用于隔开所述散热组件和所述服务器，防止所述热量进入所述服务器。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述散热组件包括铜板、U型组件和翅片组件；所述铜板的一面通过导热介质与所述制冷组件的第二面连接，另一面与所述U型组件的一端连接；所述翅片组件与所述U型组件的另一端连接；

所述铜板，用于吸收所述制冷组件的第二面的热量，并将所述热量传递给所述U型组件；

所述U型组件，用于将所述热量转换为气体，并将所述气体传递给所述翅片组件；

所述翅片组件，用于将所述气体与所述服务器周围的空气进行热量交换，得到热量交换后的热空气；将所述热空气输入至所述服务器的出风口。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述U型组件包括第一区域的第一组件、第二区域的第二组件、冷却液以及U型组件和翅片组件对应的结构；所述第一区域的第一组件与所述铜板连接；所述第一区域的第二组件与所述翅片组件连接；

所述第一区域的第一组件，用于接收所述铜板传递的所述热量，通过所述冷却液将所述热量转换为气体；

所述第一区域的第二组件，用于将上升后的所述气体通过所述冷却液与所述翅片组件进行换热，且将所述换热后的气体转换为液体，将所述液体通过所述结构返回至所述第一区域的第一组件。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述翅片组件的翅片方向与所述第二动力组件送风或抽风的方向平行。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述制冷组件、所述导冷格栅组件、所述散热组件、所述第一动力组件和所述第二动力组件之间为装配式结构。

9.一种制冷方法，其特征在于，应用于权利要求1-8提供的制冷系统中，所述方法包括：

通过第一温度传感器检测所述制冷系统进风口处进风的第一温度参数；

通过第二温度传感器检测所述制冷系统中导冷格栅组件周围空气的第二温度参数；

通过第三温度传感器获取所述导冷格栅组件的表面的第三温度参数；

通过湿度传感器获取所述第三温度传感器所处位置周围的空气对应的湿度参数；基于所述湿度参数确定第四温度参数；

根据所述第一温度参数、和/或所述第二温度参数、和/或所述第三温度参数、和/或第四温度参数控制所述制冷系统中制冷组件的功率和第二动力组件对应的风速。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一温度参数、和/或所述第二温度参数、和/或所述第三温度参数、和/或第四温度参数控制所述制冷系统中制冷组件的功率和第二动力组件对应的风速，包括：

在所述第一温度参数大于第一预设阈值的情况下，调整所述制冷组件的功率达到功率阈值，且调整所述第二动力组件的风速达到风速阈值；

在所述第二温度参数与所述第一温度参数之间的差值满足第一预设范围，且所述第二温度参数小于或等于所述第一预设阈值的情况下，调整所述制冷组件的功率和所述第二动力组件的风速；所述第二温度参数小于所述第一温度参数；

在所述第三温度参数与所述第四温度参数的差值满足第二预设阈值的情况下，调整所述制冷组件的功率和所述第二动力组件的风速；所述第三温度参数大于所述第四温度参数；

在所述第三温度参数的值为第三预设阈值的情况下，调整所述制冷组件的功率和所述第二动力组件的风速。