一种用于数据中心服务器机柜的机房整体散热系统的制作方法

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1.本发明涉及机房整体散热系统。

背景技术：

2.目前数据中心服务器热交换介质为空气。由于空气热容特点，由中心产生的废热利用方法局限性大、利用率偏低等问题。
3.通过对单服务器增设散热层，组成机柜散热阵列，辅助风冷除冷凝水等方法，将机柜中的废热高效的导入到废热循环系统用于生活采暖、发电等。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对现有技术当中的问题，公开了一种用于数据中心服务器机柜的机房整体散热系统，包括设置于存储阵列、主板发热芯片上部的均热层组件，均热层与散热改造后的电源组件，在均热层、散热改造后的电源上部设置直接与空调蒸发器对接的冷却层，冷却层结构为均热层的多层结构：冷却层底层为热传导的金属板、中间层为高效铜制热管盘管，通过控制电控调节阀的开度来实现对输入冷却剂流量的控制。
5.作为改进，在存储阵列、主板发热芯片上部设置均热层组件进行散热改造，将与均热层下表面接触的发热器件运行产生的热量稳定、均匀的传导至其上表面，防止制冷组件制冷不均造成的温度突变使发热器件的形变受损。
6.作为改进，还包括设置于冷却层上部的辅助风冷层、机柜的冷却循环主管路，机柜的冷却循环主管路与空调系统的冷端与热端直接对接。
7.作为改进，针对不同结构服务器放置方式，冷却系统也采用不同的放置方式。
8.作为改进，冷却层上部为辅助风冷层。在冷却层冷却不足、故障时应急启动风冷冷却，设备正常运行时改层停止工作并处于待机状态。
9.本发明通过对单服务器增设散热层，组成机柜散热阵列，辅助风冷除冷凝水等方法，将机柜中的废热高效的导入到废热循环系统用于生活采暖、发电等。
附图说明
10.图1均热层结构；
11.图2冷却层结构；
12.图3机柜冷却系统核心组件图；
13.图4均热层安装图；
14.图5冷却层安装图；
15.图6单服务器散热装配图；
16.图7单组机柜装配图；
17.图中标记：11-均热下层，12-均热中间层，13-均热上层，21-冷却下层，22-冷却中间层，23-可控流量阀，24-导热结构件，25-轴流风扇组，26-风冷散热鳍片，27-通风挡板，
31-总管流量阀，32-冷却总管。
具体实施方式
18.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
19.服务器内部结构基本为：南桥、电源、硬盘阵列等发热部件以散热器+风扇的形式主动风冷散热，优点是简单直接、实现方便，缺点是散热噪声大、散热电气组件24小时运行火灾隐患高、废热无法二次利用。
20.本实施例的散热改造方式：
21.在存储阵列、主板发热芯片上部设置均热层组件，将与均热层下表面接触的发热器件运行产生的热量稳定、均匀的传导至其上表面，防止制冷组件制冷不均造成的温度突变使发热器件的形变受损。均热层为多层结构，包括有均热下层11、均热中间层12、均热上层13。
22.均热层安装到服务器内部后，发热的部件为均热层与散热改造后的电源组件。
23.在均热层、散热改造后的电源上部设置直接与空调蒸发器对接的冷却层。冷却层结构类似均热层的多层结构：包括有冷却下层、冷却中间层、冷却上层24-27。
24.冷却下层21为热传导的金属板、冷却中间层22为高效铜制热管盘管，通过控制电控调节阀的开度来实现对输入冷却剂流量的控制以实现对设备温度的精确控制。冷却层下部结构如图5所示，冷却中间层22连接有可控流量阀23来调节冷却剂流量；
25.冷却层上部为辅助风冷层，其包括有导热结构件24、轴流风扇组25、风冷散热鳍片26、通风挡板27,(导热结构件24、风冷散热鳍片26由整块高导热金属加工而成，并在风冷扇热鳍片中部预留风扇安装位，用于安装轴流风扇组25)在冷却层冷却不足、故障时依据器件运行温度自动应急启动轴流风扇组25强制风冷冷却，设备正常运行轴流风扇组25停止工作并进入待机状态。
26.对于数据中心多台服务器的机房，多台服务器组入机柜后，单台服务器后部的可控流量阀23与冷却总管32连接，单台服务器的热量汇集于冷却总管32(如图7)，对于单台层叠机柜，针对不同结构服务器放置方式，冷却系统也采用横置或纵置的放置方式。多组机柜废热通过总管汇集于空调系统冷端，并将废热带出机房。机房废热可二次应用于生活采暖、水加热、温差发电等。

技术特征：

1.一种用于数据中心服务器机柜的机房整体散热系统，其特征在于，包括有：均热层(1)，为三层结构，包括有均热下层、均热中间层、均热上层，均热下层(11)、均热上层(13)为高导热金属，其中均热下层(11)与服务器存储阵列、发热芯片组件接触，起到结构稳定及导热的作用；均热中间层(12)为相对均热下层导热率更高的密闭热管结构，均热上层(13)将发热器件的热量高效的由底层传导至与均热上层(13)热导连接的冷却层；冷却层(2)，其为三层结构，包括有冷却下层、冷却中间层，冷却下层(21)为高导热金属，与均热上层(13)热连接；冷却中间层(22)是盘管结构，通过可控流量阀(23)与空调系统连接；冷却上层为辅助风冷散热层，导热结构件(24)上设置风冷散热鳍片(26)、轴流风扇组(25)及通风挡板(27)，在冷却中间层(22)故障不能提供冷源时能够起到应急散热的作用；机柜冷却总成(3)，可纵向或横向布置，以适用不同结构的机柜；冷却总管(32)将层叠布置的服务器中由冷却中间层(22)收集的热量汇集，通过总管流量阀(31)输送至机房空调系统。2.根据权利要求1所述的用于数据中心服务器机柜的机房整体散热系统，其特征在于：冷却层(2)为一体式液冷风冷设计，中间层(22)与机柜的冷却循环主管路对接，通过调节可控流量阀(23)的开度精确控制机柜中每台服务器所需的制冷量，实现精确控温环保节能。3.根据权利要求2所述的用于数据中心服务器机柜的机房整体散热系统，其特征在于：机柜冷却总成(3)通过可控流量阀(23)收集的各层服务器的废热汇集于冷却总管(32)，通过总管流量阀(31)的开度调控实现单柜组的制冷和废热回收功能；针对不同结构服务器放置方式，冷却系统也采用纵置或横置的方式放置。

技术总结

本实用新型公开了一种用于数据中心服务器机柜的整体散热系统，包括有：均热层，设置于单台服务器的存储阵列、主板等发热芯片上部的器件、散热改优化后的电源组件；冷却层，与空调系统对接，在机柜内通过空调系统冷热端总管并联单台散热，实现机柜冷却和热量回收功能。实现机柜冷却和热量回收功能。实现机柜冷却和热量回收功能。