[发明专利]调节双相冷板液冷系统并联支路流量的系统、方法及装置

说明书

本发明提供一种调节双相冷板液冷系统并联支路流量的系统、方法及装置，所述系统包括循环泵、预热器、冷凝器、双相冷板液冷并联支路、控制模块以及数采模块；循环泵与预热器和冷凝器均连接；双相冷板液冷并联支路包括若干冷却支路，与预热器和冷凝器连接均；各冷却支路上分别设置有电动阀门和若干蒸发器，蒸发器处设置有温度传感器；电动阀门与各蒸发器串联形成冷却支路，且在冷却支路中每个蒸发器的出口处还串联有焓值变送器和压力变送器；数采模块与温度传感器、焓值变送器及压力变送器均连接；控制模块与循环泵、数采模块以及电动阀门连接。本发明实现各液冷支路流量精确控制，可以根据负载功耗提前通过调节循环泵转速控制流量，避免延迟效应。

技术领域

本发明属于数据中心散热技术领域，具体涉及一种调节双相冷板液冷系统并联支路流量的系统、方法及装置。

背景技术

随着云计算及大数据的发展，数据中心发展迅猛，而对于数据中心PUE有了更新的要求，为满足不断增长的算力需求，单机柜功率密度越来越高。未来五年内，40kW机柜将会成为主流，而当单机柜功率密度达到20kW时风冷系统就已接近其经济有效的制冷极限。在此背景下，低PUE、高解热密度的液冷数据中心散热技术应运而生。双相冷板式液冷利用工质的汽化相变潜热快速带走热量，无疑具有更高的冷却效率，同时相变潜热远大于显热，循环工质流量更小，循环泵的功耗更低，必然有更低的PUE值。但是双相冷板液冷系统多并联支路时流量分配困难，系统会出现支路热负载越大，干度越大导致流动阻力越大，流量反而越小的情况，存在“干烧”等散热风险。所谓干度，是指蒸汽质量与总质量的比值。从温度控制来看，这种支路热负载越大，流量反而越小的负反馈现象，极易导致温度曲线振荡甚至发散，最终导致CPU降频甚至高温关机保护，极大的降低了系统的可靠性。

现有的双相冷板液冷系统并联支路流量调节主要依靠流量和负载温度来实现，这种调节方法依赖于流量计和负载温度值。两相流由于流态复杂导致流量计的检测偏差太大，往往难以达到理想的调节效果，容易诱发不同程度的气塞，进而导致系统出现不同程度的循环停滞，影响系统的稳定鲁棒性。同时负载温度值具有不可避免的延迟效应，当发现温度接近阈值时往往来不及调节导致负载降频甚至系统宕机，极大降低了系统的可靠性。

此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种调节双相冷板液冷系统并联支路流量的系统、方法及装置，是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术的上述现有双相冷板液冷系统并联支路流量调节依靠流量和负载温度，调节效果差，容易出现干烧现象、诱发气塞以及负载温延迟，最终导致负载降频甚至宕机风险的缺陷，本发明提供一种调节双相冷板液冷系统并联支路流量的系统、方法及装置，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种调节双相冷板液冷系统并联支路流量的系统，包括循环泵、预热器、冷凝器、双相冷板液冷并联支路、控制模块以及数采模块；

循环泵第一端与预热器连接，循环泵第二端与冷凝器连接；

双相冷板液冷并联支路包括若干冷却支路，各冷却支路第一端相连接，并与预热器连接；各冷却支路第二端相连接，并与冷凝器连接；

各冷却支路上分别设置有电动阀门和若干蒸发器，蒸发器处设置有温度传感器；

电动阀门与各蒸发器串联形成冷却支路，且在冷却支路中每个蒸发器的出口处还串联有焓值变送器和压力变送器；

数采模块与温度传感器、焓值变送器及压力变送器均连接；

控制模块与循环泵、数采模块以及电动阀门连接。

进一步地，控制模块检测双相液冷并联支路中各冷却支路的实时功耗，并根据实时功耗计算出循环泵所需工作流量，再根据循环泵所需工作流量调整循环泵转速；