技术领域
[0001] 本
申请涉及计算机技术领域，具体涉及计算机数据中心领域，尤其涉及用于数据中心机柜的液冷装置、液冷机柜和液冷系统。
背景技术
[0002] 随着大规模
云计算数据中心在全球范围内的广泛部署，互联网数据中心机房内的高
密度机柜不断增加，设备的处理能
力日益增强，随之需要对机房内的高发热量设备进行有效的降温处理。
[0003] 目前，很多数据中心采用
水冷
空调为机房中的
服务器降温，并且为了进一步提高降温能效，逐渐由传统的地板下送
风等形式转变为水冷
散热器更靠近热源的形式为数据中心的机柜降温，例如采用行级空调系统、顶置冷却单元和水冷
背板等形式为数据中心的机柜降温。
[0004] 然而，上述的用于数据中心的机柜的降温方式，水冷
散热器更靠近热源，存在以下问题：水进机房且更靠近带电设备会带来很大的安全隐患。
发明内容
[0005] 本申请的目的在于提出一种改进的用于数据中心机柜的液冷装置、液冷机柜和液冷系统，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
[0006] 第一方面，本申请提供了用于数据中心机柜的液冷装置，包括：末端散热盘管，设于机柜的出风侧；供液管，联通冷却器的输出口与多个所述末端散热盘管的输入口；回液管，联通多个所述末端散热盘管的输出口与所述冷却器的输入口；所述冷却器，用于通过所述供液管向所述末端散热盘管输送
冷却液以及冷却从所述末端散热盘管经所述回液管回流的冷却液；检测组件，设于所述供液管内，用于检测所述供液管内的压力；参压组件，用于根据检测的压力，调节所述供液管内的压力至低于
大气压力。
[0007] 在一些
实施例中，所述检测组件包括以下一项或多项：流量
开关、液位检测计和压力检测计。
[0008] 在一些实施例中，所述检测组件设于以下一处或多处：所述供液管联通所述末端散热盘管处和所述供液管联通所述冷却器处；以及所述参压组件设于所述供液管或所述回液管联通所述冷却器处。
[0009] 在一些实施例中，所述装置还包括：切断
阀，设于所述供液管和所述回液管中与所述检测组件相对应处，用于响应于所述检测组件检测到的压力大于预设的压力
阈值，切断所述供液管和所述回液管中循环的冷却液。
[0010] 在一些实施例中，所述冷却器包括：散热器和/或换热器。
[0011] 在一些实施例中，当所述冷却器包括散热器时，所述装置还包括：用于散热器的风扇，用于形成气流以
加速散热器表面的空气流通；和/或喷淋组件，用于喷淋所述散热器以冷却所述散热器。
[0012] 在一些实施例中，当所述冷却器包括散热器和换热器时，所述供液管包括：用于分别联通所述散热器和所述换热器的供液支管，每一个所述供液支管上设有
电动阀门；以及所述回液管包括：用于分别联通所述散热器和所述换热器的回液支管，每一个所述回液支管上设有电动阀门。
[0013] 在一些实施例中，所述冷却系统还包括：
温度检测组件，用于检测所述冷却器的
环境温度；控制组件，用于当所述环境温度低于预设温度时，控制每一个供液支管上的电动阀门和每一个回液支管上的电动阀门动作以联通所述供液管和所述回液管与所述散热器；以及当所述环境温度高于所述预设温度时，控制每一个供液支管上的电动阀门和每一个回液支管上的电动阀门动作以联通所述供液管和所述回液管与所述换热器。
[0014] 在一些实施例中，所述末端散热盘管集成于所述机柜的散热风扇的出风侧。
[0015] 在一些实施例中，所述供液管的一部分和所述回液管的一部分集成于所述机柜的
框架上；和/或所述供液管的另一部分和所述回液管的另一部分预设于所述机柜所处的机房中。
[0016] 在一些实施例中，当所述供液管的一部分集成于所述机柜的框架上，并且所述供液管的另一部分预设于所述机柜所处的机房中时，所述供液管的另一部分至少预留与所述供液管的一部分的
接口，其中，所述供液管的另一部分预留的接口的
位置基于预设的机柜的排列位置以及集成于所述框架上的供液管的位置确定；以及当所述回液管的一部分集成于所述机柜的框架上，并且所述回液管的另一部分预设于所述机柜所处的机房中时，所述回液管的另一部分至少预留与所述回液管的一部分的接口，其中，所述回液管的另一部分预留的接口的位置基于预设的机柜的排列位置以及集成于所述框架上的回液管的位置确定。
[0017] 在一些实施例中，所述供液管中的接口通过快速接头连接；以及所述回液管中的接口通过快速接头连接。
[0018] 在一些实施例中，所述末端散热盘管的排列方式基于所述机柜中或由所述机柜组成的机柜列中的散热源的排列方式、散热功率、以及所述末端散热盘管的冷却功率确定。
[0019] 第二方面，本申请提供了一种液冷机柜，包括：如上所述的末端散热盘管。
[0020] 在一些实施例中，当所述供液管的一部分和/或所述回液管的一部分集成于所述机柜的框架上时，所述机柜还包括：所述供液管的一部分和/或所述回液管的一部分。
[0021] 第三方面，本申请提供了一种液冷系统，包括：机柜本体和如上所述的液冷装置。
[0022] 本申请提供的用于数据中心机柜的液冷装置、液冷机柜和液冷系统，通过设于机柜的出风侧的末端散热盘管、联通冷却器的输出口与多个末端散热盘管的输入口的供液管、联通多个末端散热盘管的输出口与冷却器的输入口的回液管和用于通过供液管向末端散热盘管输送冷却液以及冷却从末端散热盘管经回液管回流的冷却液的冷却器形成冷却液环路，在供液管内设置用于检测压力的检测组件，并通过参压组件根据检测的压力，调节供液管内的绝对压力至低于大气压力，从而可以防止水患，提高数据中心机房的防水安全性。
[0023] 进一步地，在一些实施例中，供液管的一部分和回液管的一部分可以集成于机柜的框架上，备选地或附加地，另一部分供液管和另一部分回液管预设于机柜所处的机房中，从而使得液冷装置可以快速安装到位。
[0024] 进一步地，在一些实施例中，供液管中的接口和回液管中的接口采用快速接头连接，便于液冷装置的维护和操作。
附图说明
[0025] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0026] 图1是根据本申请的数据中心机柜的液冷装置的一个示例性的结构图；
[0027] 图2是根据本申请的设于机柜的散热源出风侧的末端散热盘管的一个实施例的侧视图；
[0028] 图3是根据本申请的设于机柜的散热源出风侧的末端散热盘管的一个实施例的正视图。
[0029] 附图标记：110-末端散热盘管；120-供液管；121-供液管的分管路；122-供液支管；130-回液管；131-回液管的分管路；132-回液支管；140-冷却器；141-散热器；142-换热器；
150-检测组件；160-参压组件；170-机柜；171-散热风扇；180-切断阀。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
[0031] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0032] 示例性的，数据中心机柜的液冷装置如图1所示，可以包括但不限于末端散热盘管110、供液管120、回液管130、冷却器140、压力检测组件150和参压组件160。
[0033] 其中，末端散热盘管110，设于机柜170的出风侧。
[0034] 可以理解，末端散热盘管110是一种盘绕的管道单元，具有良好的热传导性能，管道的管壁作为热传导介质，可以使得管道外空气中的热量传导至管道内的冷却液，从而冷却管道外的热空气并加
热管道内的冷却液。
[0035] 末端散热盘管110的排列方式，可以基于机柜中或由机柜组成的机柜列中的散热源的排列方式、散热功率以及末端散热盘管的冷却功率确定。例如，当末端散热盘管的冷却功率较大、可以满足一个机柜或多个机柜中所有散热源的散热功率时，可以为一个机柜或多个机柜设置一个末端散热盘管；当末端散热盘管的冷却功率较小且机柜内各个热源的散热功率较高时，也可以为机柜内的散热源(例如服务器)一一设置末端散热盘管。
[0036] 进一步参考图2和图3，图2和图3分别示出了根据本申请的设于机柜中散热源出风侧的末端散热盘管的一个实施例的侧视图和正视图。
[0037] 如图2所示，在本实施例中，末端散热盘管110设置于机柜中除顶部的交换机和中部的机柜电源模
块之外的四层热源(例如服务器)的散热风扇的出风侧，从而通过散热风扇171的运行，将机柜170内热源产生的热量沿虚线箭头所示的气流方向输送至末端散热盘管
110进行冷却，从而得到冷却后的空气再次参与室内冷却空气的循环。其中，从上往下第一层的散热风扇171与其出风侧的末端散热盘管110的集成面设置A-A剖面。
[0038] 如图3所示，图3中呈现了从上往下第一层的散热风扇171与其出风侧的末端散热盘管110的集成面的A-A剖视图，示出了第一层末端散热盘管110之后的第一层散热风扇171，并且示出了分别设于机柜170的第二层至第四层散热风扇171的出风侧的第二层至第四层末端散热盘管110，从而通过散热风扇171的运行，将机柜170内热源产生的热量输送至末端散热盘管进行冷却，从而得到冷却后的空气参与室内冷却空气的循环。
[0039] 可以理解，上述图2和图3中所示的情形仅为针对本申请的举例说明，并不构成对本申请的限定。例如，图中末端散热盘管的排列方式还可以为多个横向或竖向设置的散热风扇设置一个末端散热盘管；末端散热盘管的数量可以减少为按单行或多行(也可以为单列或多列)散热风扇设置末端散热盘管的数量；热源在机柜中的设置位置可以按照用户需求设置；以及机柜中所包括的组件也可以按照用户使用机柜的需求设置。
[0040] 上述的末端散热盘管110，与供液管120以及回液管130之间的联接方式可以为现有的或未来发展的技术中的各种联接方式，本申请对此不做限定。例如，末端散热盘管110与供液管120和回液管130之间的联接可以均为活动联接，从而便于插拔和维护。
[0041] 可以理解，上述图1和图3中还示例性的示出了当末端散热盘管为多个时，供液管和回液管可以分别包括与散热盘管一一对应的分管路：单个末端散热盘管的输入管分别联通供液管的一个分管路121，单个末端散热盘管的输出管分别联通回液管的一个分管路131。
[0042] 可以理解，除上述图1和图2中示出的液冷装置包括多个末端散热盘管的方式之外，该液冷装置也可以仅包括单个功率足够的末端散热盘管，而此时用于联通冷却器的供液管和回液管直接联通该单个末端散热盘管即可。
[0043] 上述的设于机柜的出风侧的末端散热盘管110，可以提高与机柜的贴合度并改善机柜的散热效果。在一些实现方式中，末端散热盘管还可以集成于机柜的散热风扇的出风侧，从而使得末端散热盘管与机柜之间的结构更为紧凑，更加靠近热源，从而提高冷却效率。
[0044] 上述的末端散热盘管110中循环的冷却液，是在液冷装置中不断循环以实现制冷的液态冷却介质，例如冷却油或
冷却水等。冷却液在末端散热盘管110内吸收被冷却介质热空气的热量，在冷却器140中将热量传递给周围空气或水而冷却。
[0045] 上述的供液管120，用于联通冷却器的输出口与所述末端散热盘管的输入口，从而将冷却器140冷却后的冷却液输送至末端散热盘管110。
[0046] 可选地，上述供液管的一部分可以集成于机柜的框架上，以便工厂模块化生产；备选地或附加地，上述供液管的另一部分预设于机柜所处的机房中，以便在机柜进场前提前安装，缩短交付时间。当供液管的一部分集成于机柜的框架上，并且供液管的另一部分预设于机柜所处的机房中时，供液管的另一部分至少预留与供液管的一部分的接口，其中，供液管的另一部分预留的接口的位置基于预设的机柜的排列位置以及集成于框架上的供液管的位置确定。
[0047] 为了方便供液管各段的快速联通，供液管中各段之间的接口可以通过快速接头连接。
[0048] 回液管130，用于联通末端散热盘管的输出口与所述冷却器的输入口，从而将末端散热盘管中吸收热量后的升温的冷却液回流至冷却器140进行冷却。
[0049] 可选地，回液管的一部分可以集成于机柜170的框架上，以便工厂模块化生产；备选地或附加地，回液管的另一部分预设于机柜170所处的机房中，以便在机柜进场前提前安装，缩短交付时间。当回液管的一部分集成于机柜的框架上，并且回液管的另一部分预设于机柜所处的机房中时，回液管的另一部分可以至少预留与回液管的一部分的接口，其中，回液管的另一部分预留的接口的位置基于预设的机柜的排列位置以及集成于框架上的回液管的位置确定。
[0050] 同样，为了方便回液管各段的快速联通，回液管中各段之间的接口也可以通过快速接头连接。
[0051] 上述的冷却器140，用于通过供液管向末端散热盘管输送冷却液以及冷却从末端散热盘管经回液管回流的冷却液。
[0052] 在这里，冷却器140是用于冷却冷却液的冷却设备，可以为
现有技术或未来发展的技术中的任意一种冷却设备，例如，冷却器140可以为将机械或其他器具在工作过程中产生的热量及时转移以避免影响其正常工作的散热器141，备选地或附加地，冷却器140还可以为将热
流体的部分热量传递给冷流体的设备的换热器142等，本申请对此不作限定。
[0053] 在实际的应用中，冷却器140的数量和冷却功率，可以根据需要冷却的机柜的数量以及散热量来确定。示例性的，如图1所示，在一些情形下，环境温度有时温度较低可以直接用于冷却冷却液，有时温度较高无法直接用于冷却冷却液，此时冷却器可以同时包括散热器和换热器。在另一些情形下(图1中未示出)，环境温度一直较低，可以直接用于冷却冷却液，此时可以仅采用散热器作为冷却器。在第三种情形下(图1中未示出)，环境温度一直较高无法使用散热器冷却冷却液，此时可以仅采用换热器作为冷却器。
[0054] 在一些实现方式中，当冷却器140包括散热器141时，液冷装置还可以包括：用于散热器的风扇，用于形成气流以加速散热器表面的空气流通；备选地或附加地，还可以包括喷淋组件，用于喷淋散热器以冷却散热器。
[0055] 在一些实现方式中，当冷却器140包括散热器141和换热器142时，上述的供液管120可以包括：用于分别联通散热器和换热器的供液支管122，每一个供液支管上设有用于供液的电动阀门；以及上述的回液管130可以包括：用于分别联通散热器和换热器的回液支管141，每一个回液支管上设有用于回液的电动阀门。在这里，可以通过控制供液支管和回液支管中的电动阀门开闭，从而方便的控制供液管120和回液管130联通散热器或换热器。
[0056] 上述的压力检测组件150，设于供液管内，是用于检测供液管内的压力的组件。例如可以通过流量开关、液位检测计和压力检测计等来检测供液管内的压力。以液位检测计为例，若液位检测计检测到液位降低，则供液管内压力增加指示供液管漏气。检测组件的设置位置，可以为供液管中的任一处，本申请对此不做限定。可选地，考虑到经过参压组件160参压后的供液管内的压力最大，需要保证压力最大值的符合压力要求，因此压力检测组件150可以设于如图1所示的供液管联通冷却器处，当检测组件检测到供液管内压力增加时，切断供液管供液，从而提高机房的安全性。备选地或附加地，考虑到单台机柜的安全性，检测组件也可以设置于供液管联通末端散热盘管处，当检测组件检测到供液管供给末端散热盘管的管内压力增加时，切断向末端散热盘管供液，从而提高机柜的安全性(图中未示出)。
[0057] 参压组件160，用于根据检测的压力，调节供液管内的压力至低于大气压力。参压组件可以为调节供液管内压力的组件，例如
减压器、抽气/抽水
泵或通过高度差调节供液管内压力的组件等。参压组件的设置位置，可以为供液管或回液管中的任意一处。可选地，考虑到冷却器出口处的供液管的压力较大，可以将参压组件设于供液管联通冷却器处，以调节整个供液管的供液压力。
[0058] 上述液冷装置还可以包括：切断阀180，用于响应于检测组件检测到的压力大于预设的压力阈值，切断供液管和回液管中循环的冷却液。切断阀的设置位置，通常与压力检测组件150的设置位置相对应设置，也即在设有压力检测组件150处设置切断阀180，以及在回液管上的对应位置也设置切断阀，从而防止供液管和回液管中的冷却液继续循环。切断阀180可以响应于检测的压力大于预设的压力阈值，切断供液管供液。在这里，压力阈值为根据大气压力设定的供液管内压力的安全阈值，通过设置切断阀180，可以在检测到的压力超过预设的压力阈值时，快速切断供液，提高液冷装置的安全性。
[0059] 在一个具体的实现场景中，可以通过以下步骤来确定液冷装置中需要检修的部分：
[0060] 1)若发现位于供液管联通末端散热盘管处的压力检测组件检测的压力大于预设的压力阈值，则可以通过分别位于供液管和回液管联通末端散热盘管处的两个切断阀关断供液管和回液管中循环的冷却液，之后对被关断的末端散热盘管进行检修。
[0061] 2)若发现位于供液管联通冷却器处的压力检测组件检测的压力大于预设的压力阈值，则可以通过分别位于供液管和回液管联通冷却器处的两个切断阀关断供液管和回液管中循环的冷却液，之后对主管路进行检修。
[0062] 3)若发现位于供液管联通末端散热盘管处的压力检测组件检测的压力以及位于供液管联通冷却器处的压力检测组件检测的压力均大于预设的压力阈值，则可以先通过分别位于供液管和回液管联通末端散热盘管处的两个切断阀关断供液管和回液管中循环的冷却液，之后对被关断的末端散热盘管进行检修，在进行检修之后，若发现位于供液管联通冷却器处的压力检测组件检测的压力还是大于预设的压力阈值，则可以通过分别位于供液管和回液管联通冷却器处的两个切断阀关断供液管和回液管中循环的冷却液，再对主管路进行检修。
[0063] 在图1的
基础上，上述液冷装置还可以包括：温度检测组件(未示出)，用于检测冷却器所处的环境温度；控制组件(未示出)，用于当环境温度低于预设温度时，控制每一个供液支管上的电动阀门和每一个回液支管上的电动阀门动作以联通供液管和回液管与散热器，其中，预设温度基于冷却液的冷却温度确定；当环境温度高于预设温度时，控制每一个供液支管上的电动阀门和每一个回液支管上的电动阀门动作以联通供液管和回液管与换热器。在这里，可以通过温度检测组件和控制组件实现根据冷却器的环境温度自动切换散热器和换热器，无需人工介入，提高了控制效率。
[0064] 示例性的，图1中的由机柜组成的两列机柜列的设置方向为相对设置，实际的设置方向可以为用户需要的其他设置形式，例如，可以采用多列机柜列同向设置、机柜列沿一字形设置和机柜列沿圆形设置等多种设置形式。
[0065] 在本实施例的冷却器包括散热器和换热器的一个具体的应用场景中，末端散热盘管110冷却机柜170排出的热风后，其内的冷却液吸热升温，根据室外温度条件，可分不同工况运行。运行方案如下：
[0066] 1)如室外空气的温度可以满足冷却冷却液所需的温度，则升温的冷却液进入到室外散热器141内被外界冷空气直接冷却，冷却后的冷却液通过重力作用流入末端散热器内继续吸热升温；如需提高换热效果则可以开启室外散热器风扇进行强制
对流换热。
[0067] 2)如果室外空气温度不能满足冷却冷却液所需的温度，但水冷后的空气温度可以满足冷却冷却液所需的温度，则开启室外散热器141的水喷淋装置，以提高室外散热器的换热效果。
[0068] 3)如果室外水冷后的空气温度不能满足机房需求，则升温的冷却液进入氟-水换热器142被一次侧冷冻水冷却，冷却后的冷却液在重力作用下流至末端散热器继续升温吸热。
[0069] 在这里，本申请还提供了一种液冷机柜，包括上述的末端散热盘管，应当理解，上述针对末端散热盘管描述也适用于本机柜中的末端散热盘管，在此不再赘述。在一些实现方式中，当供液管的一部分和/或回液管的一部分集成于机柜的框架上时，机柜还包括这供液管的一部分和/或回液管的一部分，同理，上述针对供液管和回液管的描述也适用于本机柜中的供液管和回液管，在此不再赘述。
[0070] 在这里，本申请还提供了一种液冷系统，包括机柜本体和上述的液冷装置。应当理解，上述针对液冷装置的描述也适用于本液冷系统中的液冷装置。
[0071] 以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
