本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)中心熱管理，尤其涉及一種基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、浸沒式液冷技術(shù)是指將服務(wù)器整體浸沒在電絕緣冷卻液中，通過冷卻液的循環(huán)將熱量從電子元件中帶走，從而實現(xiàn)對服務(wù)器的高效熱管理。對于刀片式服務(wù)器而言，其設(shè)計的初衷即通過緊湊的元件布局結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高密度的服務(wù)器部署，因此刀片式服務(wù)器工作時內(nèi)部大量積熱，與普通服務(wù)器相比需要更強勁的散熱方案。與其他冷卻技術(shù)相比，浸沒式液冷技術(shù)通常具有更高的能源節(jié)約率(esr)和更低的功耗比(pue)。然而，傳統(tǒng)的浸沒式液冷技術(shù)，無法有效解決刀片式服務(wù)器內(nèi)芯片(cpu、gpu)與其他電子器件因發(fā)熱功率差異過大所導(dǎo)致的散熱需求匹配問題，缺乏對服務(wù)器內(nèi)的高低熱源的針對性調(diào)控措施，導(dǎo)致整體散熱效率低下。

2、目前，針對芯片等高功率電子器件散熱技術(shù)，主要有微通道冷卻和射流沖擊冷卻。然而，傳統(tǒng)的微通道冷卻技術(shù)，面臨壓降損耗較大和沿冷媒流動方向均溫性能較差的問題。傳統(tǒng)的射流沖擊冷卻技術(shù)，單股射流不僅影響范圍小，而且局部換熱系數(shù)會隨著與射流直接沖擊區(qū)域距離的增加而急劇下降；陣列多射流又會導(dǎo)致相鄰射流之間產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾問題，造成局部傳熱性能惡化。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對傳統(tǒng)刀片式服務(wù)器內(nèi)部電子器件布局，提出一種基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，主要解決現(xiàn)有刀片式服務(wù)器液冷系統(tǒng)解熱能力不足的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，包括：

4、冷媒入口，安裝在機箱的后部外壁；

5、主環(huán)路管，安裝在所述機箱內(nèi)部，經(jīng)導(dǎo)入管與所述冷媒入口連接；

6、冷媒噴射單元，安裝在所述機箱內(nèi)部，經(jīng)芯片支管與所述主環(huán)路管連接，其中，高功率發(fā)熱元件與所述冷媒噴射單元的噴出端貼合，其中，所述冷媒噴射單元至少包括中心的射流束，以及以射流束為中心向四周拓撲的微流道；

7、機箱支管，安裝在所述機箱內(nèi)部，并與所述主環(huán)路管連接；

8、冷媒出口，安裝在所述機箱的后部外壁。

9、在一些實施方式中，所述冷媒出口位于所述機箱后部的正中間。

10、在一些實施方式中，還包括電磁閥，所述電磁閥安裝在所述芯片支管上。

11、在一些實施方式中，還包括若干安裝在所述機箱支管末端的次級支路。

12、在一些實施方式中，所述冷媒噴射單元包括安裝在所述芯片支管末端的壓力腔，以及設(shè)置在所述壓力腔其中一側(cè)的噴孔。

13、在一些實施方式中，所述壓力腔設(shè)置所述噴孔的一側(cè)表面設(shè)置有導(dǎo)流翅片。

14、在一些實施方式中，所述導(dǎo)流翅片包括：以所述噴孔為中心設(shè)置的放射狀的徑向流道，以及若干同心均勻分布的圓周流道。

15、本發(fā)明的有益效果為：通過冷媒噴射單元和機箱支管等分支結(jié)構(gòu)對特定的發(fā)熱元件進行近距離定點冷卻，并通過設(shè)置主環(huán)路分配系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)中冷媒的壓力，便于控制冷媒在各分支結(jié)構(gòu)之間的流量分配，本發(fā)明能夠同時兼顧服務(wù)器主體和局部的散熱需求，實現(xiàn)冷媒的按需分配，有效提升服務(wù)器的運算性能，降低數(shù)據(jù)中心的pue。

技術(shù)特征：

1.一種基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，應(yīng)用于刀片式服務(wù)器，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，其特征在于，所述冷媒出口位于所述機箱后部的正中間。

3.如權(quán)利要求1所述的基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，其特征在于，還包括電磁閥，所述電磁閥安裝在所述芯片支管上。

4.如權(quán)利要求1所述的基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，其特征在于，還包括若干安裝在所述機箱支管末端的次級支路。

5.如權(quán)利要求1所述的基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，其特征在于，所述冷媒噴射單元包括安裝在所述芯片支管末端的壓力腔，以及設(shè)置在所述壓力腔其中一側(cè)的噴孔。

6.如權(quán)利要求5所述的基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力腔設(shè)置所述噴孔的一側(cè)表面設(shè)置有導(dǎo)流翅片。

7.如權(quán)利要求6所述的基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)流翅片包括：以所述噴孔為中心設(shè)置的放射狀的徑向流道，以及若干同心均勻分布的圓周流道。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種基于微通道耦合射流散熱的浸沒式射流液冷系統(tǒng)，通過冷媒噴射單元和機箱支管等分支結(jié)構(gòu)對特定的發(fā)熱元件進行近距離定點冷卻，并通過設(shè)置主環(huán)路分配系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)中冷媒的壓力，便于控制冷媒在各分支結(jié)構(gòu)之間的流量分配，本發(fā)明能夠同時兼顧服務(wù)器主體和局部的散熱需求，實現(xiàn)冷媒的按需分配，有效提升服務(wù)器的運算性能，降低數(shù)據(jù)中心的PUE。

技術(shù)研發(fā)人員：張衍俊,董凱軍,孫欽,張博博
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院廣州能源研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6