本專(zhuān)利屬于服務(wù)器設(shè)備致冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種數(shù)據(jù)中心液氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

大型數(shù)據(jù)中心在全球化、信息化發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，是電信、互聯(lián)網(wǎng)、金融等行業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，更是各國(guó)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要信息化基礎(chǔ)。

近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，全球數(shù)據(jù)中心建設(shè)步伐明顯加快，總量已超過(guò)300萬(wàn)個(gè)，市場(chǎng)規(guī)模將在2018年超過(guò)1060億元。與此同時(shí)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心年耗電量占全球總耗電量的比例為1.5％-2％，一直被帶上“耗能大戶(hù)”的帽子，消耗了大量資源，同時(shí)熱島效應(yīng)突出、建設(shè)投資大、機(jī)房利用率低等問(wèn)題都已成為數(shù)據(jù)中心節(jié)能領(lǐng)域亟待攻克的國(guó)際難題。在能耗方面，數(shù)據(jù)中心大部分pue都在2.0以上，存在高能耗、高浪費(fèi)；在可靠性方面，由于傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)存在機(jī)房?jī)?nèi)冷量分布不均勻的問(wèn)題，機(jī)房熱島效應(yīng)突出，嚴(yán)重情況下導(dǎo)致計(jì)算機(jī)服務(wù)器死機(jī)、重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)丟失；在資源利用率方面，受限于純粹風(fēng)冷技術(shù)的致冷瓶頸，數(shù)據(jù)中心單機(jī)架裝機(jī)功率被設(shè)置為3kw-5kw，單機(jī)架所能承載的業(yè)務(wù)容量極低。而隨著電子元器件集成度提高，其體積不斷減少，性能不斷提升，芯片的功能密度也越來(lái)越大，傳統(tǒng)的風(fēng)冷(氣冷)散熱方式能耗高、換熱效率低，已經(jīng)不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的散熱需求。

而液體冷卻技術(shù)以其高效的散熱效率以及較低的能耗為高熱流密度電子器件散熱提供了新的解決方案，并已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、個(gè)人pc等多個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)應(yīng)用。但目前幾種液冷技術(shù)多是針對(duì)it設(shè)備，存在以下問(wèn)題：

一種直接水冷技術(shù)是將水流直接通至服務(wù)器主板cpu、內(nèi)存等散熱元件上方的液冷技術(shù)。由于直接水冷技術(shù)的水流被通至主板cpu等元件上方，既存在結(jié)構(gòu)上的水流泄漏安全隱患，又會(huì)因?qū)Я魉苓^(guò)于細(xì)小而導(dǎo)致需要較大驅(qū)動(dòng)壓強(qiáng)、水流泄漏風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加大。而且應(yīng)用此技術(shù)的服務(wù)器架構(gòu)需大幅定制開(kāi)發(fā)，增加一系列水冷板及導(dǎo)流管，工藝較復(fù)雜，可維護(hù)性低，初投資較高。

一種浸沒(méi)式技術(shù)是將服務(wù)器主板浸沒(méi)于絕緣液體的液冷技術(shù)。由于浸沒(méi)式技術(shù)的服務(wù)器主板置于液態(tài)電介質(zhì)之中，主板高頻元器件之間具有潛在的耦合可能、影響主板電磁兼容性和維護(hù)的便利性，故而該技術(shù)尚未產(chǎn)業(yè)化推廣并且還需數(shù)年時(shí)間的測(cè)試優(yōu)化。而且浸沒(méi)式液冷技術(shù)同樣面臨初投資大、工藝復(fù)雜、可維護(hù)性較差等問(wèn)題。

還有一種熱管間接式液冷技術(shù)，采用“水冷型熱管散熱器”吸收服務(wù)器核心部件發(fā)熱量，水(或采用其它冷媒)被約束在集中的冷板之內(nèi)、不到服務(wù)器主板，安全性高，而且所用“水冷型熱管散熱器”不接觸或者不貼近服務(wù)器主板的高頻針腳、線(xiàn)路、容感等，不影響主板的電磁兼容性，且服務(wù)器架構(gòu)也不需要大幅改造，維護(hù)簡(jiǎn)單便捷，因此熱管間接式液冷技術(shù)與其它液冷技術(shù)相比，具備較大優(yōu)勢(shì)。然而受限于熱管及冷板的制造工藝和投資成本，熱管間接式液冷技術(shù)難以帶走服務(wù)器的全部熱量。

雖然現(xiàn)有技術(shù)也出現(xiàn)采用了熱管間接式液冷技術(shù)與列間空調(diào)輔助散熱技術(shù)，如專(zhuān)利號(hào)201520185138.3、專(zhuān)利名稱(chēng)列間空調(diào)和液冷裝置結(jié)合的服務(wù)器機(jī)柜散熱系統(tǒng)，但是它公開(kāi)的液冷技術(shù)與列間空調(diào)輔助散熱技術(shù)之間的配合使整個(gè)系統(tǒng)還達(dá)不到較高的節(jié)能性和可靠性，它們之間冷源端冷卻介質(zhì)做不到切換利用，有待進(jìn)一步改進(jìn)提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)中心液氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)，它具有較高的可靠性、安全性及冷源協(xié)同控制性能，能夠有效避免單個(gè)設(shè)備或單個(gè)致冷系統(tǒng)故障導(dǎo)致大量服務(wù)器宕機(jī)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種數(shù)據(jù)中心液氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房、液冷通道致冷系統(tǒng)和氣冷通道致冷系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有若干液冷服務(wù)器機(jī)柜和設(shè)置于液冷服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)的若干服務(wù)器，所述服務(wù)器設(shè)有高熱流密度芯片和若干低熱流密度元件，通過(guò)液冷通道致冷系統(tǒng)對(duì)服務(wù)器的高熱流密度芯片進(jìn)行液冷散熱，通過(guò)氣冷通道致冷系統(tǒng)進(jìn)行輔助散熱，對(duì)低熱流密度元件氣冷散熱，還包括冷源備份旁通系統(tǒng)，所述冷源備份旁通系統(tǒng)連接了液冷通道致冷系統(tǒng)和氣冷通道致冷系統(tǒng)，用于切換液冷通道致冷系統(tǒng)和氣冷通道致冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述液冷通道致冷系統(tǒng)包括內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和外循環(huán)系統(tǒng)，所述內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的水冷型熱管散熱器、液冷分配單元、液冷維護(hù)單元和溫控?fù)Q熱單元，所述水冷型熱管散熱器、液冷分配單元設(shè)于液冷服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)，所述液冷維護(hù)單元設(shè)于液冷服務(wù)器機(jī)柜下方底座內(nèi)，所述溫控?fù)Q熱單元包括內(nèi)循環(huán)泵和換熱器；所述液冷維護(hù)單元與內(nèi)循環(huán)泵之間通過(guò)內(nèi)循環(huán)回液總管連接，所述換熱器與液冷維護(hù)單元之間通過(guò)內(nèi)循環(huán)供液總管連接；所述外循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻單元、外循環(huán)泵和控制系統(tǒng)，所述冷卻單元和換熱器之間通過(guò)外循環(huán)供液總管和外循環(huán)回液總管連接，所述外循環(huán)泵位于冷卻單元和換熱器之間且通過(guò)外循環(huán)供液總管與它們連接，所述冷卻單元和外循環(huán)泵均與換熱器連接，通過(guò)換熱器實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外循環(huán)系統(tǒng)熱量的傳遞；所述換熱器與冷卻單元之間且在外循環(huán)回液總管上設(shè)有液冷第一電動(dòng)閥，所述外循環(huán)泵與冷卻單元之間且在外循環(huán)供液總管上設(shè)有液冷第二電動(dòng)閥。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)采用雙環(huán)路同程設(shè)計(jì)，包括供液環(huán)路和回液環(huán)路，所述供液環(huán)路包括了內(nèi)循環(huán)供液總管，所述回液環(huán)路包括了內(nèi)循環(huán)回液總管。

進(jìn)一步地，所述氣冷通道致冷系統(tǒng)包括冷凍水分配單元和列間空調(diào)，所述列間空調(diào)設(shè)于數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房?jī)?nèi)，且與冷凍水分配單元連接，所述冷凍水分配單元通過(guò)空調(diào)回水總管和空調(diào)供水總管連接了冷水主機(jī)，所述列間空調(diào)由空調(diào)供水支管供水且由空調(diào)回水支管回收排出的水，所述空調(diào)供水支管連接了空調(diào)供水總管，所述空調(diào)回水支管連接了空調(diào)回水總管；所述冷凍水分配單元與冷水主機(jī)之間且在空調(diào)回水總管上設(shè)有氣冷第一電動(dòng)閥，所述冷凍水分配單元與冷水主機(jī)之間且在空調(diào)供水總管上設(shè)有氣冷第二電動(dòng)閥。

進(jìn)一步地，所述冷源備份旁通系統(tǒng)包括旁通第一電動(dòng)閥和旁通第二電動(dòng)閥，所述旁通第一電動(dòng)閥通過(guò)第一旁通管路連接了外循環(huán)供液總管和空調(diào)供水總管，且第一旁通管路與外循環(huán)供液總管的連接處位于換熱器與冷卻單元連接管路之間，第一旁通管路與空調(diào)供水總管的連接處位于冷凍水分配單元與冷水主機(jī)連接管路之間；所述旁通第二電動(dòng)閥通過(guò)第二旁通管路連接了外循環(huán)回液總管和空調(diào)回水總管，第二旁通管路與外循環(huán)回液總管的連接處位于換熱器與冷卻單元連接管路之間，第二旁通管路與空調(diào)回水總管的連接處位于冷凍水分配單元與冷水主機(jī)連接管路之間。

進(jìn)一步地，所述外循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)與所述旁通第一電動(dòng)閥、旁通第二電動(dòng)閥、液冷第一電動(dòng)閥、液冷第二電動(dòng)閥、氣冷第一電動(dòng)閥、氣冷第二電動(dòng)閥電性連接，所述控制系統(tǒng)可依據(jù)液、氣雙通道冷負(fù)荷需求和環(huán)境溫度變化，通過(guò)控制調(diào)節(jié)旁通第一電動(dòng)閥、旁通第二電動(dòng)閥、液冷第一電動(dòng)閥、液冷第二電動(dòng)閥、氣冷第一電動(dòng)閥、氣冷第二電動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)液氣雙通道致冷系統(tǒng)冷源側(cè)冷卻介質(zhì)的備份切換。

進(jìn)一步地，所述水冷型熱管散熱器、液冷分配單元、液冷維護(hù)單元、列間空調(diào)安裝于數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房?jī)?nèi)，所述若干個(gè)液冷服務(wù)器機(jī)柜和若干臺(tái)列間空調(diào)分成兩列前門(mén)對(duì)前門(mén)間隔安裝，兩列機(jī)柜之間的空間形成封閉冷通道；所述溫控?fù)Q熱單元、外循環(huán)泵、控制系統(tǒng)、冷凍水分配單元安裝于數(shù)據(jù)中心設(shè)備間，所述冷卻單元安裝于室外；溫控?fù)Q熱單元的換熱器隔離內(nèi)、外循環(huán)系統(tǒng)，冷凍水分配單元隔離空調(diào)供回水總管和空調(diào)供回水支管并按需給各臺(tái)列間空調(diào)分配流量。

進(jìn)一步地，所述供、回液各支管與安裝于各臺(tái)服務(wù)器上的水冷型熱管散熱器點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接；所述液冷維護(hù)單元與數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房的液冷服務(wù)器機(jī)柜一一對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)的控制步驟包括如下：

當(dāng)室外環(huán)境溫度較低、氣冷通道負(fù)荷較小或冷水主機(jī)故障時(shí)，所述控制系統(tǒng)關(guān)閉空調(diào)供、回水總管的氣冷第一、第二電動(dòng)閥，打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用來(lái)自液冷通道冷卻單元通過(guò)自然冷卻獲得的低溫冷卻水，進(jìn)入冷凍水分配單元，為列間空調(diào)提供冷卻介質(zhì)；

當(dāng)液冷通道負(fù)荷較大，并且冷卻單元已提供最大冷卻能力，仍無(wú)法保障服務(wù)器芯片散熱要求時(shí)，所述控制系統(tǒng)打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用冷水主機(jī)提供的低溫冷凍水輔助解決液冷通道冷卻單元無(wú)法帶走的熱量；

當(dāng)液冷通道冷卻單元系統(tǒng)故障，完全無(wú)法保障服務(wù)器芯片散熱要求時(shí)，所述控制系統(tǒng)關(guān)閉液冷通道外循環(huán)系統(tǒng)供回液管路的液冷第一、第二電動(dòng)閥，打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用冷水主機(jī)提供的冷凍水進(jìn)入液冷溫控?fù)Q熱單元外循環(huán)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器芯片的正常散熱。

為了解決上述提及的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種數(shù)據(jù)中心液氣雙通道精準(zhǔn)高效制冷其控制方法，它采用了上述的數(shù)據(jù)中心液氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)的控制步驟包括如下：

當(dāng)室外環(huán)境溫度較低、氣冷通道負(fù)荷較小或冷水主機(jī)故障時(shí)，所述控制系統(tǒng)關(guān)閉空調(diào)供、回水總管的氣冷第一、第二電動(dòng)閥，打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用來(lái)自液冷通道冷卻單元通過(guò)自然冷卻獲得的低溫冷卻水，進(jìn)入冷凍水分配單元，為列間空調(diào)提供冷卻介質(zhì)；

當(dāng)液冷通道負(fù)荷較大，并且冷卻單元已提供最大冷卻能力，仍無(wú)法保障服務(wù)器芯片散熱要求時(shí)，所述控制系統(tǒng)打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用冷水主機(jī)提供的低溫冷凍水輔助解決液冷通道冷卻單元無(wú)法帶走的熱量；

當(dāng)液冷通道冷卻單元系統(tǒng)故障，完全無(wú)法保障服務(wù)器芯片散熱要求時(shí)，所述控制系統(tǒng)關(guān)閉液冷通道外循環(huán)系統(tǒng)供回液管路的液冷第一、第二電動(dòng)閥，打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用冷水主機(jī)提供的冷凍水進(jìn)入液冷溫控?fù)Q熱單元外循環(huán)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器芯片的正常散熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明立足于解決數(shù)據(jù)中心高能耗、熱島突出、機(jī)房利用率低等難題和現(xiàn)有氣冷、液冷冷卻技術(shù)的不足，構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、安全可靠的新型液冷通道，精準(zhǔn)高效帶走服務(wù)器高熱流密度元器件發(fā)熱量；構(gòu)建基于列間空調(diào)和冷凍水分配單元的氣冷通道，帶走服務(wù)器低熱流密度元器件發(fā)熱量，并且液冷通道致冷系統(tǒng)和氣冷通道致冷系統(tǒng)各設(shè)備連接充分考慮安全可靠性，在冷源應(yīng)用上協(xié)同控制液/氣雙通道致冷系統(tǒng)相輔相成，在一定條件下通過(guò)冷源備份旁通系統(tǒng)可切換冷卻介質(zhì)使用，進(jìn)一步節(jié)約能源，提高系統(tǒng)可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明數(shù)據(jù)中心液/氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)示意圖；

圖2是本發(fā)明液冷通道致冷系統(tǒng)連接示意圖。

圖1中各部件的標(biāo)記如下：

001、液冷服務(wù)器機(jī)柜，002、空調(diào)供水支管，003、空調(diào)回水支管，004、液冷分配單元，005、液冷維護(hù)單元，006、列間空調(diào)，007、大軟管組件，008、內(nèi)循環(huán)泵，009、溫控?fù)Q熱單元，010、板式換熱器，011、外循環(huán)泵，012、回液環(huán)路，013、供液環(huán)路，014、空調(diào)回水總管，015、空調(diào)供水總管，016、冷凍水分配單元，017、墻，018、氣冷第一電動(dòng)閥，019、氣冷第二電動(dòng)閥，020、旁通第一電動(dòng)閥，021、旁通第二電動(dòng)閥，022、液冷第一電動(dòng)閥，023、液冷第二電動(dòng)閥，024、外循環(huán)供液總管，025、外循環(huán)回液總管，026、第一旁通管路，027、第二旁通管路，028、內(nèi)循環(huán)供液總管，029、內(nèi)循環(huán)回液總管。

圖2中各部件的標(biāo)記如下：

001、液冷服務(wù)器機(jī)柜，102、供液支管，103、小軟管組件，104、快速接頭，105、回液支管，106、水冷型熱管散熱器，007、大軟管組件，012、回液環(huán)路，013、供液環(huán)路。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

實(shí)施例：

圖1、2中箭頭的方向表示液體流動(dòng)的方向。

如圖1和圖2所示，一種數(shù)據(jù)中心液氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房、液冷通道致冷系統(tǒng)和氣冷通道致冷系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有若干液冷服務(wù)器機(jī)柜和設(shè)置于液冷服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)的若干服務(wù)器，所述服務(wù)器設(shè)有高熱流密度芯片和若干低熱流密度元件，通過(guò)液冷通道致冷系統(tǒng)對(duì)服務(wù)器的高熱流密度芯片進(jìn)行液冷散熱，通過(guò)氣冷通道致冷系統(tǒng)進(jìn)行輔助散熱，對(duì)低熱流密度元件氣冷散熱，還包括冷源備份旁通系統(tǒng)，所述冷源備份旁通系統(tǒng)連接了液冷通道致冷系統(tǒng)和氣冷通道致冷系統(tǒng)，用于切換液冷通道致冷系統(tǒng)和氣冷通道致冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)。

其中，所述液冷通道致冷系統(tǒng)包括內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和外循環(huán)系統(tǒng)，所述內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)采用雙環(huán)路同程設(shè)計(jì)，包括供液環(huán)路013和回液環(huán)路012，所述供液環(huán)路013包括了內(nèi)循環(huán)供液總管028，所述回液環(huán)路012包括了內(nèi)循環(huán)回液總管029。所述內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)還包括依次連接的水冷型熱管散熱器106、液冷分配單元004、液冷維護(hù)單元005、溫控?fù)Q熱單元009，所述水冷型熱管散熱器106、液冷分配單元004和液冷維護(hù)單元005設(shè)于液冷服務(wù)器機(jī)柜001內(nèi)，所述溫控?fù)Q熱單元009包括內(nèi)循環(huán)泵008和換熱器，所述換熱器為板式換熱器010；所述液冷維護(hù)單元005與內(nèi)循環(huán)泵008之間通過(guò)內(nèi)循環(huán)回液總管029連接，所述板式換熱器010與液冷維護(hù)單元005之間通過(guò)內(nèi)循環(huán)供液總管028連接。

所述外循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻單元、外循環(huán)泵011、連接管路以及控制系統(tǒng)，所述冷卻單元包括冷卻塔或干冷器。所述冷卻單元和外循環(huán)泵011均與板式換熱器010連接，通過(guò)換熱器實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外循環(huán)系統(tǒng)熱量的傳遞，具體所述冷卻單元和板式換熱器010之間通過(guò)外循環(huán)供液總管024和外循環(huán)回液總管025連接，所述外循環(huán)泵011位于冷卻單元和板式換熱器010之間且通過(guò)外循環(huán)供液總管024與冷卻單元和板式換熱器010連接；所述板式換熱器010與冷卻單元之間且在外循環(huán)回液總管025上設(shè)有液冷第一電動(dòng)閥022，所述外循環(huán)泵011與冷卻單元之間且在外循環(huán)供液總管024上設(shè)有液冷第二電動(dòng)閥023。

所述氣冷通道致冷系統(tǒng)包括冷凍水分配單元004、列間空調(diào)006以及連接管路，所述列間空調(diào)006設(shè)于數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房?jī)?nèi)，且與冷凍水分配單元016連接，所述冷凍水分配單元016通過(guò)空調(diào)回水總管014和的空調(diào)供水總管015連接了冷水主機(jī)，所述列間空調(diào)006由空調(diào)供水支管002供水且由空調(diào)回水支管003回收排出的水，所述空調(diào)供水支管002連接了空調(diào)供水總管015，所述空調(diào)回水支管003連接了空調(diào)回水總管014；所述冷凍水分配單元016與冷水主機(jī)之間且在空調(diào)回水總管014上設(shè)有氣冷第一電動(dòng)閥018，所述冷凍水分配單元016與冷水主機(jī)之間且在空調(diào)供水總管015上設(shè)有氣冷第二電動(dòng)閥019。

所述水冷型熱管散熱器106、液冷分配單元004、液冷維護(hù)單元005、列間空調(diào)006安裝于數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房?jī)?nèi)，且微模塊內(nèi)有若干個(gè)液冷服務(wù)器機(jī)柜001和若干臺(tái)列間空調(diào)006，分成兩列前門(mén)對(duì)前門(mén)間隔安裝，兩列機(jī)柜之間的空間形成封閉冷通道；所述溫控?fù)Q熱單元009、外循環(huán)泵011、控制系統(tǒng)、冷凍水分配單元016安裝于數(shù)據(jù)中心設(shè)備間，所述冷卻單元安裝于室外；溫控?fù)Q熱單元009的板式換熱器010隔離內(nèi)、外循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)循環(huán)成為閉式系統(tǒng)，液體容量小，冷卻單元的大量液態(tài)冷卻介質(zhì)不會(huì)進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)；冷凍水分配單元016內(nèi)部各支路安裝有閥門(mén)，隔離空調(diào)供水總管015、回水總管014與空調(diào)供水支管002、回水支管003，并按需給各臺(tái)列間空調(diào)006分配流量，避免供回水總管的大量液態(tài)冷卻介質(zhì)直接進(jìn)入機(jī)房造成安全隱患。

其中，所述液冷分配單元004安裝于服務(wù)器機(jī)柜001上，供液支管102、回液支管105分別與安裝于各臺(tái)服務(wù)器上的水冷型熱管散熱器106點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，單臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)拔插連接服務(wù)器水冷型熱管散熱器106的快速接頭104進(jìn)行服務(wù)器維護(hù)，不影響其它服務(wù)器正常運(yùn)行；所述液冷維護(hù)單元005安裝于服務(wù)器機(jī)柜001下方底座內(nèi)，與數(shù)據(jù)中心微模塊機(jī)房的服務(wù)器機(jī)柜001一一對(duì)應(yīng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)應(yīng)機(jī)柜的進(jìn)水流量、進(jìn)出水壓力和回水溫度，以此反饋液冷服務(wù)器機(jī)柜001的散熱狀況，單一機(jī)柜發(fā)生故障時(shí)可通過(guò)液位維護(hù)單元005內(nèi)的閥門(mén)(圖中未示出)隔離整個(gè)機(jī)柜，不影響其它機(jī)柜運(yùn)行。圖中標(biāo)注17是墻。

如圖1、2，供液環(huán)路013和回液環(huán)路012布置于微模塊機(jī)房?jī)?nèi)架空地板下方，供、回液環(huán)路在微模塊機(jī)房?jī)?nèi)通過(guò)大軟管組件007與液冷維護(hù)單元005連接，并通過(guò)管路連接設(shè)備間的溫控?fù)Q熱單元009。液冷工質(zhì)在供、回液環(huán)路中可雙向流動(dòng)，此技術(shù)既能實(shí)現(xiàn)各服務(wù)器機(jī)柜001之間液冷工質(zhì)的均衡分配，又能實(shí)現(xiàn)液冷通道的供回液管路備份，進(jìn)一步提高液冷通道運(yùn)行可靠性。

如圖2，液冷分配單元004的供液支管102、回液支管105與水冷型熱管散熱器106之間分別通過(guò)小軟管組件103和快速接頭104連接，實(shí)現(xiàn)液冷介質(zhì)均勻分配和服務(wù)器便捷維護(hù)；所述液冷分配單元004與液冷維護(hù)單元005之間，液冷維護(hù)單元005與供液環(huán)路013、回液環(huán)路012之間，分別通過(guò)大軟管組件007連接，實(shí)現(xiàn)供、回液管路中冷卻介質(zhì)的輸送。所述快速接頭104支持熱插拔、雙向不泄漏，所述大軟管組件007、小軟管組件103實(shí)現(xiàn)柔性連接、兼容性好，大大提高了維護(hù)便捷性。

如圖1、2，所述水冷型熱管散熱器106，通過(guò)熱管將服務(wù)器芯片的發(fā)熱量精準(zhǔn)高效導(dǎo)出到水冷板，與此同時(shí)，液冷換熱介質(zhì)在內(nèi)循環(huán)泵008的驅(qū)動(dòng)下，從液冷供液環(huán)路013和大軟管組件007進(jìn)入液冷維護(hù)單元，再通過(guò)大軟管組件007進(jìn)入液冷分配單元，然后通過(guò)小軟管組件103和快速接頭104進(jìn)入水冷板，帶走熱管從液冷服務(wù)器芯片吸收的熱量后(該熱量占服務(wù)器發(fā)熱量65～90％)，溫度升高，依次通過(guò)快速接頭104、小軟管組件103、大軟管組件007、液冷維護(hù)單元005和大軟管組件007流回液冷回液環(huán)路012，然后通過(guò)溫控?fù)Q熱單元009與外循環(huán)系統(tǒng)交換熱量，最終將服務(wù)器芯片產(chǎn)生的熱量高效傳遞至室外冷卻單元并散發(fā)到大氣中，此過(guò)程全部利用自然冷源，完全不需要壓縮機(jī)制冷，節(jié)能效果顯著。所述列間空調(diào)006通過(guò)與服務(wù)器機(jī)柜之間的氣體循環(huán)，其內(nèi)部換熱器的冷凍水吸收液冷通道無(wú)法帶走的服務(wù)器其余分布式熱量后，通過(guò)冷凍水分配單元016，將熱量傳遞至冷水主機(jī)蒸發(fā)器，經(jīng)冷水主機(jī)冷卻后再返回列間空調(diào)006的換熱器，如此循環(huán)。由于服務(wù)器65～90％的熱量已被液冷通道帶走，并且列間空調(diào)006與服務(wù)器機(jī)柜001形成封閉冷通道就近熱源送風(fēng)，可將氣冷通道的空調(diào)送風(fēng)溫度提高到27℃以上，所以氣冷通道的冷負(fù)荷需求較低，可使用較高溫度的冷凍水作為冷源，換熱效率較高，也具備在環(huán)境溫度較低時(shí)利用冷卻水自然冷卻的可能性，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

如圖1，所述冷源備份旁通系統(tǒng)包括旁通第一電動(dòng)閥020和旁通第二電動(dòng)閥021，所述旁通第一電動(dòng)閥020通過(guò)第一旁通管路026連接了外循環(huán)供液總管024和空調(diào)供水總管015，且第一旁通管路026與外循環(huán)供液總管024的連接處位于板式換熱器010與冷卻單元連接管路之間，第一旁通管路026與空調(diào)供水總管015的連接處位于冷凍水分配單元016與冷水主機(jī)連接管路之間；所述旁通第二電動(dòng)閥021通過(guò)第二旁通管路027連接了外循環(huán)回液總管025和空調(diào)回水總管014，第二旁通管路027與外循環(huán)回液總管025的連接處位于板式換熱器010與冷卻單元連接管路之間，第二旁通管路027與空調(diào)回水總管014的連接處位于冷凍水分配單元016與冷水主機(jī)連接管路之間。該系統(tǒng)可按需切換液冷通道致冷系統(tǒng)和氣冷通道致冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)。

所述液冷通道致冷系統(tǒng)的外循環(huán)系統(tǒng)冷源側(cè)供、回液管路上具有液冷第一電動(dòng)閥022、液冷第二電動(dòng)閥023；所述氣冷通道致冷系統(tǒng)連接冷凍水分配單元016冷源側(cè)的空調(diào)供、回水總管路上具有氣冷第一電動(dòng)閥018、氣冷第二電動(dòng)閥019。

其中，所述外循環(huán)系統(tǒng)配備控制系統(tǒng)，與所述旁通第一電動(dòng)閥020、旁通第二電動(dòng)閥021、液冷第一電動(dòng)閥022、液冷第二電動(dòng)閥023、氣冷第一電動(dòng)閥018、氣冷第二電動(dòng)閥019電性連接(圖中未示出)，該控制系統(tǒng)可依據(jù)液、氣雙通道冷負(fù)荷需求和環(huán)境溫度變化，通過(guò)控制調(diào)節(jié)旁通第一電動(dòng)閥020、旁通第二電動(dòng)閥021、液冷第一電動(dòng)閥022、液冷第二電動(dòng)閥023、氣冷第一電動(dòng)閥018、氣冷第二電動(dòng)閥019，實(shí)現(xiàn)液/氣雙通道致冷系統(tǒng)冷源側(cè)冷卻介質(zhì)的備份切換。

所述外循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙通道冷源端冷卻介質(zhì)切換的原理為：當(dāng)室外環(huán)境溫度較低、氣冷通道負(fù)荷較小或冷水主機(jī)故障時(shí)，所述控制系統(tǒng)關(guān)閉空調(diào)供、回水總管的氣冷第一、第二電動(dòng)閥018、019，打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥020、021并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用來(lái)自液冷通道冷卻單元通過(guò)自然冷卻獲得的低溫冷卻水，進(jìn)入冷凍水分配單元016，為列間空調(diào)006提供冷卻介質(zhì)，節(jié)能效果顯著；當(dāng)液冷通道負(fù)荷較大，并且冷卻單元已提供最大冷卻能力，仍無(wú)法保障服務(wù)器芯片散熱要求時(shí)，所述控制系統(tǒng)打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥020、021并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用冷水主機(jī)提供的低溫冷凍水輔助解決液冷通道冷卻單元無(wú)法帶走的熱量，提高系統(tǒng)可靠性；當(dāng)液冷通道冷卻單元系統(tǒng)故障，完全無(wú)法保障服務(wù)器芯片散熱要求時(shí)，所述控制系統(tǒng)關(guān)閉液冷通道外循環(huán)系統(tǒng)供回液管路的液冷第一、第二電動(dòng)閥022、023，打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥020、021并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用冷水主機(jī)提供的冷凍水進(jìn)入液冷溫控?fù)Q熱單元009外循環(huán)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器芯片的正常散熱，進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性。

綜上所述，所述數(shù)據(jù)中心液氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)中，液冷通道致冷系統(tǒng)用來(lái)排走“高功耗、高熱量密度”元器件的熱量，氣冷通道致冷系統(tǒng)用來(lái)排走“低功耗、低熱流密度”元器件的熱量，而且所述外循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可依據(jù)雙通道冷負(fù)荷需求及環(huán)境溫度變化，控制調(diào)節(jié)冷源備份旁通系統(tǒng)及液/氣雙通道系統(tǒng)冷源側(cè)對(duì)應(yīng)電動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)液冷通道和氣冷通道致冷系統(tǒng)冷源端冷卻介質(zhì)備份切換，進(jìn)一步提高系統(tǒng)節(jié)能性和可靠性。本發(fā)明能安全可靠、精準(zhǔn)高效地解決數(shù)據(jù)中心能耗大、熱島現(xiàn)象突出、機(jī)架功率密度低的問(wèn)題，并且避免了其它液冷技術(shù)的不足，有利于液冷技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

本實(shí)施例基于上述系統(tǒng)還提供了一種數(shù)據(jù)中心液氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷控制方法，主要涉及外循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的控制步驟包括：當(dāng)室外環(huán)境溫度較低、氣冷通道負(fù)荷較小或冷水主機(jī)故障時(shí)，所述控制系統(tǒng)關(guān)閉空調(diào)供、回水總管的氣冷第一、第二電動(dòng)閥，打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用來(lái)自液冷通道冷卻單元通過(guò)自然冷卻獲得的低溫冷卻水，進(jìn)入冷凍水分配單元，為列間空調(diào)提供冷卻介質(zhì)；

當(dāng)液冷通道負(fù)荷較大，并且冷卻單元已提供最大冷卻能力，仍無(wú)法保障服務(wù)器芯片散熱要求時(shí)，所述控制系統(tǒng)打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用冷水主機(jī)提供的低溫冷凍水輔助解決液冷通道冷卻單元無(wú)法帶走的熱量；

當(dāng)液冷通道冷卻單元系統(tǒng)故障，完全無(wú)法保障服務(wù)器芯片散熱要求時(shí)，所述控制系統(tǒng)關(guān)閉液冷通道外循環(huán)系統(tǒng)供回液管路的液冷第一、第二電動(dòng)閥，打開(kāi)旁通第一、第二電動(dòng)閥并進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，利用冷水主機(jī)提供的冷凍水進(jìn)入液冷溫控?fù)Q熱單元外循環(huán)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器芯片的正常散熱。