[发明专利]数据中心喷雾相变液冷系统及数据中心系统动态控制方法

说明书

本发明公开了数据中心喷雾相变液冷系统及数据中心系统动态控制方法，包括具有集成周期性变截面通道阵列喷雾相变液冷系统的服务器、动态控制系统和机柜；集成周期性变截面通道阵列喷雾相变液冷系统的服务器包括冷却液入口、冷却液出口、周期性变截面通道阵列喷雾组件、服务器箱体组件和冷却液出口；周期性变截面通道阵列喷雾组件用于高热流密度服务器散热；冷却液入口和冷却液出口设置在周期性变截面通道阵列喷雾组件的同侧或不同测；动态控制系统包括控制单元CU、动力单元、冷却单元、主流温度传感器、一级流量控制阀、进液主管路、回液主管路、进液支管路、回液支管路、支流一级温度传感器、支流二级温度传感器与二级流量控制阀。

技术领域

本发明涉及数据中心散热冷却技术领域，尤其涉及一种数据中心喷雾相变液冷系统及数据中心系统动态控制方法。

背景技术

目前数据中心机房大多采用精密空调进行风冷散热，散热效果受限于空气的低导热率，逐渐满足不了数据中心服务器内核心元件不断提高的散热需求。更为致命的是，空调的不间断运行需要消耗大量的电能。据统计，精密空调的耗电量占到机房总用电量的40％～50％。长此以往，散热问题严重制约了数据中心的发展。在此背景下，液体冷却由于具有更高的散热效率和更低的能耗，近年来在数据中心冷却领域得到了长足发展和应用。

喷雾冷却技术是一种新型相变冷却技术,冷却介质在压力作用下通过旋流式喷孔或特定喷嘴雾化为微液滴喷射到冷却靶面，依靠冲击射流、液滴相变及单相对流带走换热面热量，具有较小的工质需求量以及与发热固体表面之间没有接触热阻等优点。为了适应高热流密度服务器的散热需求，将喷雾冷却技术用于服务器散热。研究表明，喷雾高度与喷头数量呈负相关关系，在有效的喷雾高度范围内，喷雾高度越高，喷雾覆盖的范围越广。故可采用顺排或错排的分布式喷雾结构来降低喷雾高度，从而提升服务器内部空间利用率。因此，提出了一种集成周期性变截面通道阵列喷雾相变液冷系统。

另一方面，现有的数据中心液冷散热系统中，大多利用一组动力单元同时为多个服务器机柜输送冷却液进行散热，每个机柜及每台服务器液冷散热器分配得到的冷却液流量大致相同。然而，在实际应用中每台服务器的散热量并不相同，所需冷却液的流量也有所差异。当每台服务器以相同流量的冷却液进行散热时，对于运行负载较小的服务器而言，造成了资源的浪费；相应的，功耗较大的服务器则可能会存在工作温度过高，服务器元器件受损的情况。针对集成周期性变截面通道阵列喷雾相变液冷系统提出相应的动态控制方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种数据中心液冷系统及其数据中心动态控制方法，该系统和方法适用于数据中心多台服务器发热量不同的特点。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种数据中心液冷系统，包括：包括具有集成周期性变截面通道阵列喷雾相变液冷系统的服务器、动态控制系统和机柜；

所述集成周期性变截面通道阵列喷雾相变液冷系统的服务器包括冷却液入口、冷却液出口、周期性变截面通道阵列喷雾组件、服务器箱体组件和冷却液出口；所述周期性变截面通道阵列喷雾组件用于高热流密度服务器散热；所述冷却液入口和冷却液出口设置在周期性变截面通道阵列喷雾组件的同侧或不同测；

所述动态控制系统包括控制单元CU、动力单元、冷却单元、主流温度传感器、一级流量控制阀、进液主管路、回液主管路、进液支管路、回液支管路、支流一级温度传感器、支流二级温度传感器与二级流量控制阀；所述控制单元CU分别与主流温度传感器、支流一级温度传感器、支流二级温度传感器、一级流量控制阀、二级流量控制阀电性连接。

一种数据中心动态控制方法，包括：

S1获取进液主管路冷却液的温度T₁、回液支管路出口冷却液的温度T₂、液冷散热器出口冷却液的温度T₃，计算ΔT_2-1、ΔT_3-1；