專利名稱：一種大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及大規(guī)模發(fā)熱芯片的空調(diào)制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體芯片技術(shù)的高速發(fā)展，電腦處理器芯片的運(yùn)算速度成倍地增長(zhǎng)而體積卻大幅縮小，但隨之而來的是服務(wù)器高發(fā)熱量的散熱問題。特別是隨著刀片服務(wù)器逐漸得到廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心的部署密度正日益増加把熱插拔和冗余運(yùn)用到刀片服務(wù)器之中，這些設(shè)計(jì)滿足了密集計(jì)算環(huán)境對(duì)服務(wù)器性能的要求。從表面看，與傳統(tǒng)的機(jī)架/塔式服務(wù)器相比，刀片服務(wù)器能夠最大限度地節(jié)約服務(wù)器的使用空間和費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)柜優(yōu)化的飛躍。但同時(shí)也造成了單個(gè)機(jī)架或機(jī)架局部単位面積發(fā)熱量急劇上升，并導(dǎo)致機(jī)房局部“發(fā)熱”的高熱密度現(xiàn)象的產(chǎn)生。雖然很多刀片服務(wù)器在設(shè)計(jì)中采用了低功耗的處理器，但依舊是機(jī)房中最大的熱源之一。這使得5 kW，10 kff,15 kff, 20 kW，甚至是30 kW熱量的機(jī)柜相繼出現(xiàn)。因此，數(shù)據(jù)中心面臨著因刀片服務(wù)器帶來的局部過熱而燒毀服務(wù)器及小型計(jì)算機(jī)擋機(jī)的威脅，進(jìn)而可能給投資者和用戶造成經(jīng)濟(jì)及無形資產(chǎn)的損失。另ー方面，超級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使超級(jí)計(jì)算機(jī)服務(wù)器機(jī)柜的發(fā)熱量急劇上升，且超級(jí)計(jì)算機(jī)機(jī)柜的發(fā)熱量大于刀片機(jī)機(jī)柜，可以達(dá)到60 kW和70 kW。如此高發(fā)熱量的機(jī)柜，采用常規(guī)機(jī)房空調(diào)解決方案，顯然無法解決超級(jí)計(jì)算機(jī)的散熱問題。因此，為解決未來更高發(fā)熱密度的刀片機(jī)機(jī)柜和超級(jí)計(jì)算機(jī)機(jī)柜的散熱問題，需提供大規(guī)模發(fā)熱芯片的制冷解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)，從而為大規(guī)模發(fā)熱芯片的散熱提供解決方案。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)，包括服務(wù)器機(jī)柜和制冷機(jī)組，所述制冷機(jī)組設(shè)置在相鄰兩臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜之間，所述制冷機(jī)組包括換熱器和設(shè)置在換熱器側(cè)面的軸流風(fēng)機(jī)。由于在兩臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜之間設(shè)置制冷機(jī)組，從而大大提供制冷機(jī)組換熱降溫效率，軸流風(fēng)機(jī)采用精確送風(fēng)原理將冷空氣直接送入服務(wù)器機(jī)柜、氣流無轉(zhuǎn)向，能充分發(fā)揮換熱作用。作為優(yōu)選，所述換熱器為盤管換熱器，包括換熱銅管和設(shè)在銅管外壁的散熱翅片，所述換熱銅管為內(nèi)螺紋管，并流通有冷凍水或こニ醇溶液，且所述換熱器與軸流風(fēng)機(jī)的間距小于50mm，從而可以增大換熱器與軸流風(fēng)機(jī)送入的空氣的接觸面積，提供換熱效率。
作為優(yōu)選，所述換熱器側(cè)面沿水平方向串聯(lián)有兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，該兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)之間的距離小于50mm，送入的空氣經(jīng)過串聯(lián)的兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，可以提高空氣的靜壓力，從而提高散熱降溫效果，同時(shí)當(dāng)某臺(tái)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，其他風(fēng)機(jī)仍能正常工作。作為優(yōu)選，所述軸流風(fēng)機(jī)采用緊湊型風(fēng)機(jī)，從而在単位面積上具有更大的送風(fēng)量，進(jìn)而提聞散熱效果。作為優(yōu)選，所述換熱器側(cè)面布滿多個(gè)軸流風(fēng)機(jī)，從而將服務(wù)器機(jī)柜側(cè)面全布滿，提供強(qiáng)勁的散熱效果。

有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)制冷效率高，制冷量100%送入服務(wù)器機(jī)柜用于冷卻通信設(shè)備，能有效解決傳統(tǒng)空調(diào)的散熱不均勻問題；使用靈活，可以根據(jù)目標(biāo)機(jī)柜的實(shí)際需求確定合適的冗余度，實(shí)現(xiàn)更高密度布局；制冷量大，可以解決普通空調(diào)散熱系統(tǒng)所無法解決的高熱密度散熱問題；空調(diào)風(fēng)機(jī)密閉空間內(nèi)氣流循環(huán)，降低機(jī)房噪聲，具有很好的實(shí)用性，能夠解決超大規(guī)模發(fā)熱芯片的制冷問題。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I的俯視圖。其中，服務(wù)器機(jī)柜I、制冷機(jī)組2、換熱器3、軸流風(fēng)機(jī)4。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)ー步的說明。如附圖I 2所示，ー種大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜I散熱制冷系統(tǒng)，它包括服務(wù)器機(jī)柜I和制冷機(jī)組2，其中制冷機(jī)組2由換熱器3和軸流風(fēng)機(jī)4組成，將制冷機(jī)組2設(shè)置在兩臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜I中間，其中所示換熱器3采用盤管換熱器3，包括換熱銅管和設(shè)在銅管外壁的鋁制散熱翅片，所述換熱銅管為內(nèi)螺紋管，并流通有冷凍水或こニ醇溶液，且所述換熱器3與軸流風(fēng)機(jī)4的間距小于50mm，該軸流風(fēng)機(jī)4采用緊湊型小型軸流風(fēng)機(jī)4，例如型號(hào)為EBM2218 F/2TDH4P，尺寸220X200X51 mm。并在換熱器3側(cè)面沿水平方向串接兩臺(tái)這樣的軸流風(fēng)機(jī)4從而可以提高氣流靜壓，通過實(shí)驗(yàn)氣流靜壓能超過400Pa，而一般的軸流風(fēng)機(jī)4最多提供200Pa的靜壓。根據(jù)流體力學(xué)原理，同種型號(hào)的風(fēng)機(jī)串聯(lián)布置，風(fēng)量不變，靜壓加倍，因此，在制冷機(jī)組2中，緊湊型軸流風(fēng)機(jī)4串聯(lián)后，靜壓加倍，因此制冷機(jī)組2能提供相比單臺(tái)緊湊型風(fēng)機(jī)更大的靜壓。大靜壓的氣流能克服服務(wù)器機(jī)柜I的阻カ而在服務(wù)器機(jī)柜I中穿行。制冷機(jī)組2配備5排管、76列、有效長(zhǎng)度650 mm (BP 5 X 76 X 650)的換熱器3，載冷劑為冷凍水，并在側(cè)面布滿軸流風(fēng)機(jī)4從下到上為7層，每層4個(gè)，每層兩列，每列則為串聯(lián)的兩個(gè)軸流風(fēng)機(jī)4，總風(fēng)量大于16000 m3/h，單臺(tái)制冷機(jī)組2能產(chǎn)生大于70 kff的制冷量。對(duì)于制冷機(jī)組2的整機(jī)控制流程為風(fēng)機(jī)熱插拔設(shè)計(jì)，四個(gè)風(fēng)機(jī)為ー模塊，以模塊為單位進(jìn)行熱插拔。ー個(gè)制冷機(jī)組2上有7個(gè)風(fēng)機(jī)模塊，一共28個(gè)風(fēng)機(jī)。7個(gè)風(fēng)機(jī)模塊完全相同，可互換安裝?？蓪?duì)每個(gè)風(fēng)機(jī)模塊的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，如某模塊的ー個(gè)風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，能進(jìn)行報(bào)警。軸流風(fēng)機(jī)4為可調(diào)速，28個(gè)風(fēng)機(jī)按同一風(fēng)速運(yùn)行。每臺(tái)制冷機(jī)組2 (4)有4個(gè)溫度傳感器檢測(cè)回風(fēng)溫度，4個(gè)溫度傳感器檢測(cè)送風(fēng)溫度。采用三通比例電磁閥控制冷源的進(jìn)水流量?？刂七壿嫺鶕?jù)回風(fēng)溫度和送風(fēng)溫度來調(diào)節(jié)水流量和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速?？刂频脑瓌t回風(fēng)不高于38で，送回風(fēng)溫差不高于18で。電源模塊為4+1冗余，每個(gè)電源模塊的功率為1000 W，電源模塊置于制冷機(jī)組2 (4)的上部，可利用的空間大小為350 X 300 X 650mm (H X W X D)。工作時(shí)氣流路徑第一臺(tái)制冷機(jī)組2的風(fēng)機(jī)吸入高熱密度服務(wù)器機(jī)柜I內(nèi)的芯片散發(fā)的熱量，傳給盤管換熱器3進(jìn)行散熱，氣流繼續(xù)通過軸流風(fēng)機(jī)4，經(jīng)由兩臺(tái)串聯(lián)的軸流風(fēng)機(jī)4增壓后，氣流進(jìn)入第二臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜I ;形成一排服務(wù)器機(jī)柜I及制冷機(jī)組2的封閉氣流組織，散去大規(guī)模發(fā)熱芯片的熱量。相比傳統(tǒng)冷凍水末端機(jī)組，能提高至少30 kW的制冷量和200 Pa的靜壓，且風(fēng)量、冷量和靜壓無損失，能解決超級(jí)計(jì)算機(jī)的散熱問題。制冷量提高的關(guān)鍵在于本發(fā)明采用了進(jìn)行緊湊型風(fēng)機(jī)，這類緊湊型軸流風(fēng)機(jī)體積小、風(fēng)量大，是軸流風(fēng)機(jī)的最新產(chǎn)品，這類緊湊型軸流風(fēng)機(jī)在制冷空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用非常少見。靜壓提高的關(guān)鍵在干與本發(fā)明采用了同種型
號(hào)軸流風(fēng)機(jī)串聯(lián)的方案，且串聯(lián)兩風(fēng)機(jī)之間的間距小于50 mm,如此處理能將冷凍水末端的靜壓加倍，充分提高機(jī)外余壓，使機(jī)外余壓大于400 Pa，解決了傳統(tǒng)應(yīng)用軸流風(fēng)機(jī)的冷凍水機(jī)組機(jī)外余壓過小的問題，這類風(fēng)機(jī)串聯(lián)的方案在制冷空調(diào)領(lǐng)域也非常少見。風(fēng)量、冷量和靜壓無損失的關(guān)鍵在于本發(fā)明采用了循環(huán)接力送風(fēng)的方案，即空氣經(jīng)過服務(wù)器機(jī)柜成為低靜壓熱風(fēng)后，進(jìn)入制冷機(jī)組冷卻并增加為高靜壓冷風(fēng)，再進(jìn)入下一臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜再次成為低靜壓熱風(fēng)，并再進(jìn)入下一臺(tái)制冷機(jī)組，依次循環(huán)，能保證風(fēng)量、冷量及靜壓無損耗，目前這類接カ循環(huán)送風(fēng)的機(jī)柜和空調(diào)組合方案也還未見到。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)，其特征在于包括服務(wù)器機(jī)柜和制冷機(jī)組，所述制冷機(jī)組設(shè)置在相鄰兩臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜之間，所述制冷機(jī)組包括換熱器和設(shè)置在換熱器側(cè)面的軸流風(fēng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)，其特征在于所述換熱器為盤管換熱器，包括換熱銅管和設(shè)在銅管外壁的散熱翅片，所述換熱銅管為內(nèi)螺紋管，并流通有冷凍水或乙二醇溶液，且所述換熱器與軸流風(fēng)機(jī)的間距小于50mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)，其特征在于所述換熱器側(cè)面沿水平方向串聯(lián)有兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，該兩臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)之間的距離小于50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)，其特征在于所述軸流風(fēng)機(jī)采用緊湊型風(fēng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)，其特征在于所述換熱器側(cè)面布滿多個(gè)軸流風(fēng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大規(guī)模發(fā)熱服務(wù)器機(jī)柜散熱制冷系統(tǒng)，包括服務(wù)器機(jī)柜和制冷機(jī)組，所述制冷機(jī)組設(shè)置在相鄰兩臺(tái)服務(wù)器機(jī)柜之間，所述制冷機(jī)組包括換熱器和設(shè)置在換熱器側(cè)面的軸流風(fēng)機(jī)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)制冷效率高，制冷量100%送入服務(wù)器機(jī)柜用于冷卻通信設(shè)備，能有效解決傳統(tǒng)空調(diào)的散熱不均勻問題；使用靈活，可以根據(jù)目標(biāo)機(jī)柜的實(shí)際需求確定合適的冗余度，實(shí)現(xiàn)更高密度布局；制冷量大，可以解決普通空調(diào)散熱系統(tǒng)所無法解決的高熱密度散熱問題；空調(diào)風(fēng)機(jī)密閉空間內(nèi)氣流循環(huán)，降低機(jī)房噪聲，具有很好的實(shí)用性，能夠解決超大規(guī)模發(fā)熱芯片的制冷問題。
文檔編號(hào)G06F1/20GK102681637SQ20121018755
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者劉曉露, 李鵬飛, 王兵來, 袁祎 申請(qǐng)人:南京佳力圖空調(diào)機(jī)電有限公司