CN217985831U - 一种液冷装置的流量均匀分配管路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液冷装置的流量均匀分配管路，属于数据中心冷却技术领域，其包括CDU、供液环路、回液环路和若干个机柜，CDU通过供液管与供液环路连接，CDU通过回液管与回液环路连接，机柜设有若干个服务器，机柜通过分液管与供液环路连接，机柜通过集液管与回液环路连接，若干个机柜沿供液环路内低温液体的流动方向从首位机柜至末位机柜按序设置，供液环路内的低温液体与回液环路内的高温液体流向一致，分液管内设有孔环。本实用新型的供液环路和回液环路上均设有止回阀，利于平衡各机柜液冷环路的阻力。

Description

一种液冷装置的流量均匀分配管路

技术领域

本实用新型涉及一种液冷装置的流量均匀分配管路，属于数据中心冷却技术领域。

背景技术

随着信息化和数据化技术的发展，互联网数据中心机房得到大规模应用。数据中心机房运行过程中会产生大量热负荷，传统的风冷系统越来越难以满足散热要求，液冷系统正逐渐代替风冷系统解决大功率密度服务器散热问题。当前应用最多的是冷板式液冷，即利用液体比热容大的特点，依靠流经冷板的液体将热量带走达到散热的目的。

在液冷系统中，CDU（冷量分配单元）希望首先能将液体工质均匀分配到各个机柜，再由各机柜两端分/集管分配到每个服务器中，但是目前液冷管道容易出现流量分布不均，局部服务器工作温度过高的现象，为了确保冷却液能够均匀分配到每一个服务器，使得每个服务器运行的热量都能被充分带走，合理优化机房和机柜布管方式，从而均匀分配冷却液是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种液冷装置的流量均匀分配管路，其具体技术方案如下：

一种液冷装置的流量均匀分配管路，包括CDU、供液环路、回液环路和若干个机柜，所述CDU通过供液管与供液环路连接，所述CDU通过回液管与回液环路连接，所述机柜设有若干个服务器，所述机柜通过分液管与供液环路连接，所述机柜通过集液管与回液环路连接，若干个所述机柜沿供液环路内低温液体的流动方向从首位机柜至末位机柜按序设置，所述供液环路内的低温液体与回液环路内的高温液体流向一致，所述分液管内设有孔环。

进一步的，所述相邻机柜之间连接的供液环路和回液环路上均设有第一球阀。

进一步的，所述孔环为中间穿孔的薄板，通过对分液管内孔环穿孔直径的调节，实现分液管内低温液体流动阻力的调节。

进一步的，所述分液管和集液管均为直管，所述分液管和集液管对称分布在机柜两侧。

进一步的，所述末位机柜与CDU之间连接的供液环路和回液环路上均设有止回阀，所述止回阀沿供液环路内低温液体的流动方向为导通状态。

进一步的，所述止回阀通过管路并联有第二球阀。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型的供液环路和回液环路上均设有止回阀，保证供液环路和回液环路的液体只沿同一流向依次流入各机柜，并从机柜依次流回供液环路和回液环路，实现了同程式的连接方式，有利于平衡各机柜液冷环路的阻力；

（2）在供液环路和回液环路上设有第一球阀，便于进一步调节通往各机柜的分液管阻力；

（3）末位机柜与CDU之间连接的供液环路和回液环路上均设有止回阀，止回阀通过管路并联有第二球阀，当某个机柜发生故障时，通过止回阀和并联管路第二球阀的调节，不会影响整个装置的运行；

（4）分液管内设置平衡阻力的孔环，确保低温液体均匀分配至每一个服务器。

附图说明

图1是本实用新型的结构组成及分布示意图，

图2是本实用新型的冷却循环流程图，

图中：1—供液环路，2—回液环路，3—回液管，4—供液管，5—分液管，6—集液管，101—第一球阀，102—第二球阀，103—止回阀。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型提供一种液冷装置的流量均匀分配管路，解决传统液冷系统流量分配不均匀，造成局部支路服务器散热效果不好，服务器工作温度过高的问题。分配装置主要包括机房分歧管、机柜分歧管、球阀、止回阀103、孔环104等。机房分歧管分为供液环路1和回液环路2，机柜分歧管分为分液管5和集液管6，CDU的供液管4与机房分歧管的供液环路1相连，CDU的回液管3与机房分歧管的回液环路2相连；机房分歧管的供液环路1与机柜分歧管的分液管5连接，机房分歧管的回液环路2和机柜分歧管的集液管6连接。CDU中流出低温液体经供液管4进入供液环路1，供液环路1内的低温液体经分液管5流向各个机柜，并均匀流向机柜内的各个服务器，低温液体与服务器的发热元件进行热交换形成高温液体，高温液体经集液管6进入到回液环路2，回液环路2内的高温液体经回液管3进入CDU并进行换热冷却后再次流出低温液体，如此往复，实现各服务器均匀稳定的散热，如图2所示。其中，将液冷机柜视为一个整体的散热模块，从CDU到液冷机柜的液体环路采用同程管线布置，从而平衡通往各机柜环路的阻力，保证通往每个机柜的流量均匀。

机房分歧管供、回液环路2的最后一个支管路S(m)后的主管路上设置有止回阀103，即末位机柜与CDU之间的供、回液环路2上设置有止回阀103。其目的在于保证机房分歧管的液体只沿同一流向依次流入各液冷机柜，并从液冷机柜依次流回机房分歧管，该循环管路实现了同程式的连接方式，有利于平衡各机柜液冷环路的阻力，在机房分歧管的供回液管3路通往各机柜分管路之前均设有第一球阀101，便于进一步调节通往各液冷机柜的分液管5内阻力。止回阀103前后的机房分歧管的供、回液环路2上均增设并联管路，并联管道中设有可调节开度的第二球阀102。液冷系统正常工作时，第二球阀102开度为0；当有机柜出现故障时，首先关闭该机柜所在主管上的第一球阀101，并调大止回阀103两端的并联管道处第二球阀102的开度，进而可对故障机柜进行检修，而并不妨碍液冷系统其他机柜的正常运行。机柜分歧管在通往各服务器的分液管5口处均设有孔环，通过增设不同孔径的孔环平衡通往服务器的阻力，降低由于各服务器环路阻力不平衡而导致的流量分配不均匀问题。孔环，即中间带孔的薄孔板，其阻力系数与中间孔径的大小有关，孔径越大，阻力越小，靠近上侧的服务器分液管5内由于其阻力较大，所以增设的孔径最大，靠近下侧的服务器分液管5内由于其阻力较小，因此增设的孔径最小，从而平衡各支管阻力，降低流量分配的不均匀性。

为平衡各服务器支路的阻力，在机柜分歧管通往各服务器的分液管5口处设有孔环，由于机柜分歧管上端的服务器分液管5内的阻力大于机柜分歧管下端的服务器分液管5内的阻力，所以机柜分歧管上端支管口增设的孔环孔径应大于下端支管口增设的孔环孔径，即机柜分歧管分管口孔环孔径从上至下依次变小，从而有助于平衡各服务器支路的阻力，降低由于各服务器分液管5内阻力不平衡而导致的流量分配的不均匀性，避免出现局部服务器芯片温度过高的现象，保证服务器稳定高效运行。

本实用新型的工作原理：首先将各液冷机柜支管路S(1)，S(2)，S(3)...S(m)视为独立的散热模块，如图1所示，在液冷系统正常工作状态下，经换热冷却的低温液体从CDU中流出，通过机房分歧管的供液环路1流入各液冷机柜，低温液体与液冷机柜换热后经机房分歧管的回液环路2再流回CDU中冷却，实现冷却液的换热循环。在该液体循环管路中，通过采用同程管线布置的方法，来平衡通往各机柜的供回液环路2的阻力，并在流向各支管路前的主管上布置阀门，来进一步调节各支管路的阻力，保证液冷机柜在相同工况时通往每个机柜的流量均匀一致。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种液冷装置的流量均匀分配管路，其特征在于：包括CDU、供液环路（1）、回液环路（2）和若干个机柜，所述CDU通过供液管（4）与供液环路（1）连接，所述CDU通过回液管（3）与回液环路（2）连接，所述机柜设有若干个服务器，所述机柜通过分液管（5）与供液环路（1）连接，所述机柜通过集液管（6）与回液环路（2）连接，若干个所述机柜沿供液环路（1）内低温液体的流动方向从首位机柜至末位机柜按序设置，所述供液环路（1）内的低温液体与回液环路（2）内的高温液体流向一致，所述分液管（5）内设有孔环（104）。

2.根据权利要求1所述的液冷装置的流量均匀分配管路，其特征在于：所述相邻机柜之间连接的供液环路（1）和回液环路（2）上均设有第一球阀（101）。

3.根据权利要求1所述的液冷装置的流量均匀分配管路，其特征在于：所述孔环（104）为中间穿孔的薄板，通过对分液管（5）内孔环（104）穿孔直径的调节，实现分液管（5）内低温液体流动阻力的调节。

4.根据权利要求1所述的液冷装置的流量均匀分配管路，其特征在于：所述分液管（5）和集液管（6）均为直管，所述分液管（5）和集液管（6）对称分布在机柜两侧。

5.根据权利要求1所述的液冷装置的流量均匀分配管路，其特征在于：所述末位机柜与CDU之间连接的供液环路（1）和回液环路（2）上均设有止回阀（103），所述止回阀（103）沿供液环路（1）内低温液体的流动方向为导通状态。

6.根据权利要求5所述的液冷装置的流量均匀分配管路，其特征在于：所述止回阀（103）通过管路并联有第二球阀（102）。

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