冷卻系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，尤其涉及一種應(yīng)用于超級(jí)計(jì)算機(jī)的冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

超級(jí)計(jì)算機(jī)是一種超大型電子計(jì)算機(jī)，具有很強(qiáng)的計(jì)算和處理數(shù)據(jù)的能力，主要特點(diǎn)表現(xiàn)為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設(shè)備及豐富的、高功能的軟件系統(tǒng)。超級(jí)計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果不及時(shí)帶走這些熱量將對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)造成損害，影響其性能和使用壽命，因此需對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行冷卻。

現(xiàn)有的一種超級(jí)計(jì)算機(jī)的冷卻系統(tǒng)，在超級(jí)計(jì)算機(jī)上設(shè)置貼片式的冷卻裝置，冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)冷方式或者水冷方式對(duì)貼片式的冷卻裝置進(jìn)行循環(huán)冷卻。但是，無論風(fēng)冷方式或者水冷方式都需要采用壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)上述循環(huán)冷卻，這樣由于壓縮機(jī)的存在就需要耗費(fèi)大量電能。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中耗電量大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中耗電量大的問題，本發(fā)明提出一種冷卻系統(tǒng)，能夠節(jié)省電能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種冷卻系統(tǒng)，包括：間接換熱器；地源換熱器，與間接換熱器的一次側(cè)形成一次側(cè)循環(huán)回路，用于將進(jìn)入地源換熱器的高溫的一次介質(zhì)與地下土壤進(jìn)行熱交換以得到低溫的一次介質(zhì)；以及待冷卻裝置，與間接換熱器的二次側(cè)形成二次側(cè)循環(huán)回路；其中，待冷卻裝置產(chǎn)生熱量使低溫的二次介質(zhì)升溫而形成高溫的二次介質(zhì)，且高溫的二次介質(zhì)通過間接換熱器與低溫的一次介質(zhì)進(jìn)行熱交換。

優(yōu)選地，間接換熱器為板式換熱器或管翅式換熱器。

優(yōu)選地，還包括流量監(jiān)測裝置，流量監(jiān)測裝置用于對(duì)二次側(cè)循環(huán)回路中二次介質(zhì)的流量或(和)一次側(cè)循環(huán)回路中一次介質(zhì)的流量進(jìn)行監(jiān)測。

優(yōu)選地，還包括流量調(diào)節(jié)裝置，流量調(diào)節(jié)裝置用于對(duì)二次側(cè)循環(huán)回路中二次介質(zhì)的流量或(和)一次側(cè)循環(huán)回路中一次介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，還包括溫度采集裝置，溫度采集裝置用于采集二次介質(zhì)或(和)一次介質(zhì)的溫度。

優(yōu)選地，還包括壓力采集裝置，壓力采集裝置用于采集二次側(cè)循環(huán)回路或(和)一次側(cè)循環(huán)回路中的壓力。

優(yōu)選地，還包括：一次側(cè)傳輸裝置，一次側(cè)傳輸裝置設(shè)置于地源換熱器與間接換熱器的一次側(cè)之間，用于將低溫的一次介質(zhì)輸送至間接換熱器的一次側(cè)；以及二次側(cè)傳輸裝置，二次側(cè)傳輸裝置設(shè)置于待冷卻裝置與間接換熱器的二次側(cè)之間，用于將高溫的二次介質(zhì)輸送至間接換熱器的二次側(cè)。

優(yōu)選地，一次介質(zhì)為水。

優(yōu)選地，二次介質(zhì)為水。

本發(fā)明通過地源換熱器與地下土壤進(jìn)行熱交換而得到低溫的一次介質(zhì)，低溫的一次介質(zhì)又通過間接換熱器與高溫的二次介質(zhì)進(jìn)行熱交換，這樣不需要壓縮機(jī)制冷而實(shí)現(xiàn)了對(duì)待冷卻裝置的循環(huán)冷卻，節(jié)省了電能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在附圖中，相同的參考標(biāo)記指代相同的元件，并且因此它們的描述將會(huì)被省略。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種冷卻系統(tǒng)。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)包括：間接換熱器10、待冷卻裝置30和埋入地下的地源換熱器20。地源換熱器20與間接換熱器的一次側(cè)11形成一次側(cè)循環(huán)回路，待冷卻裝置30與間接換熱器的二次側(cè)12形成二次側(cè)循環(huán)回路。地源換熱器20可用于將進(jìn)入地源換熱器20的高溫的一次介質(zhì)與地下土壤進(jìn)行熱交換而得到低溫的一次介質(zhì)。待冷卻裝置30產(chǎn)生的熱量使低溫的二次介質(zhì)升溫而形成高溫的二次介質(zhì)，且高溫的二次介質(zhì)通過間接換熱器10與低溫的一次介質(zhì)進(jìn)行熱交換，而再次得到低溫的二次介質(zhì)用于帶走待冷卻裝置30產(chǎn)生的熱量。實(shí)現(xiàn)了對(duì)待冷卻裝置30的循環(huán)冷卻。

進(jìn)一步地，根據(jù)對(duì)冷卻效果的需求，地源換熱器20可被設(shè)置于地下土壤的相應(yīng)的深度處。另外，地源換熱器20的結(jié)構(gòu)、材料也可以是能夠?qū)崿F(xiàn)與地下土壤進(jìn)行熱交換的任意形式的結(jié)構(gòu)、材料，本發(fā)明對(duì)地源換熱器20的結(jié)構(gòu)和材料不做出具體限定。

上述技術(shù)方案，通過地源換熱器20與地下土壤進(jìn)行熱交換而得到低溫的一次介質(zhì)，低溫的一次介質(zhì)又通過間接換熱器10與高溫的二次介質(zhì)進(jìn)行熱交換，這樣不需要壓縮機(jī)制冷而實(shí)現(xiàn)了對(duì)待冷卻裝置30的循環(huán)冷卻，節(jié)省了電能。

待冷卻裝置30可以是超級(jí)計(jì)算機(jī)，也可以是其它會(huì)產(chǎn)生熱量的裝置。當(dāng)待冷卻裝置30是超級(jí)計(jì)算機(jī)時(shí)，超級(jí)計(jì)算機(jī)可以包括設(shè)置于各個(gè)發(fā)熱元件(例如CPU)表面的多個(gè)貼片式冷板，進(jìn)入待冷卻裝置30的低溫的二次介質(zhì)可直接與多個(gè)貼片式冷板進(jìn)行熱交換，以帶走待冷卻裝置30產(chǎn)生的熱量。

在一個(gè)實(shí)施例中，間接換熱器可以是板式換熱器或管翅式換熱器。根據(jù)實(shí)際需求，間接換熱器也可以選取其它類型的換熱器，例如板翅式換熱器等。

在一個(gè)實(shí)施例中，一次介質(zhì)可以為水，根據(jù)環(huán)境溫度需要，一次介質(zhì)也可以是防凍液。二次介質(zhì)可以包括水、或其它熱交換效果較好的換熱介質(zhì)，例如二次介質(zhì)可以包括蒸發(fā)類冷卻介質(zhì)。出于說明目的，以下均以一次介質(zhì)和二次介質(zhì)為水、即一次水和二次水來進(jìn)行說明。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)還可以包括：溫度采集裝置，用于采集二次水或(和)一次水的溫度；壓力采集裝置，用于采集二次側(cè)循環(huán)回路或(和)一次側(cè)循環(huán)回路中的壓力。

參考圖2所示，是根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的冷卻系統(tǒng)的示意圖。該冷卻系統(tǒng)包括間接換熱器10、地源換熱器20、和待冷卻裝置30；還包括：一次側(cè)傳輸裝置41、二次側(cè)傳輸裝置42和流量調(diào)節(jié)裝置(膨脹罐81、三通閥門82和球閥83)。

具體地，間接換熱器10的一次側(cè)11的出水口與一次側(cè)傳輸裝置41的進(jìn)水口連通、一次側(cè)傳輸裝置41的出水口與地源換熱器20的進(jìn)水口連通、地源換熱器20的出水口與間接換熱器10的一次側(cè)11的進(jìn)水口連通，形成了一次側(cè)循環(huán)回路。間接換熱器10的二次側(cè)12的出水口與待冷卻裝置30的進(jìn)水口連通、待冷卻裝置30的出水口與二次側(cè)傳輸裝置42的進(jìn)水口連通、二次側(cè)傳輸裝置42的出水口與間接換熱器10的二次側(cè)12進(jìn)水口連通，形成了二次側(cè)循環(huán)回路。其中，還包括多個(gè)起到連接作用的快速接頭95，多個(gè)快速接頭95可根據(jù)需要設(shè)置于一次側(cè)循環(huán)回路和二次側(cè)循環(huán)回路中的相應(yīng)位置，例如，間接換熱器10的一次側(cè)11的進(jìn)水口和出水口處、待冷卻裝置30的進(jìn)水口和出水口處等。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)還包括：一次側(cè)傳輸裝置41，設(shè)置于地源換熱器20與間接換熱器10的一次側(cè)11之間，用于將低溫的一次介質(zhì)輸送至間接換熱器10的一次側(cè)11；二次側(cè)傳輸裝置42，設(shè)置于待冷卻裝置30與間接換熱器10的二次側(cè)12之間，用于將高溫的二次介質(zhì)輸送至間接換熱器10的二次側(cè)12。具體地，一次側(cè)傳輸裝置41和二次側(cè)傳輸裝置42均包括2個(gè)傳輸模塊，各個(gè)傳輸模塊均包括：由按照水循環(huán)方向順序連接的軟連接91、水泵92、軟連接91、和單向閥門93。其中，在二次側(cè)傳輸裝置42的一個(gè)傳輸模塊中還包括電磁閥94和排水口DN2，電磁閥94可以用于根據(jù)二次側(cè)循環(huán)回路中的壓力來控制排水口DN2的打開和關(guān)閉。另外，還可以通過加水口DN1向二次側(cè)循環(huán)回路中添加二次水。還可以在加水口DN1處以及一次側(cè)循環(huán)回路中分別設(shè)置過濾裝置96。

參考圖2，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)還包括：溫度采集裝置60和壓力采集裝置70。溫度采集裝置60和壓力采集裝置70的數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行選取，圖2中溫度采集裝置60和壓力采集裝置70的數(shù)量均為2個(gè)。2個(gè)溫度采集裝置60分別被設(shè)置于待冷卻裝置30的進(jìn)水口和出水口附近，可以用于采集為待冷卻裝置30提供的低溫的二次介質(zhì)的溫度和待冷卻裝置30排出的高溫的二次介質(zhì)的溫度；進(jìn)一步地，也可以根據(jù)溫度采集裝置60采集的低溫的二次介質(zhì)的溫度和高溫的二次介質(zhì)的溫度來控制二次側(cè)循環(huán)回路的打開和關(guān)閉。2個(gè)壓力采集裝置70分別被設(shè)置于二次側(cè)傳輸裝置42的進(jìn)水口和出水口附近，用于采集二次側(cè)循環(huán)回路中的壓力，進(jìn)一步地，可以根據(jù)壓力采集裝置70采集的壓力來控制二次側(cè)循環(huán)回路中二次水的流量。圖2中所示，溫度采集裝置60和壓力采集裝置70均被設(shè)置于二次側(cè)循環(huán)回路中。根據(jù)需要，溫度采集裝置60也可以被設(shè)置于一次側(cè)循環(huán)回路中用于采集一次水的溫度；壓力采集裝置70也可以被設(shè)置于一次側(cè)循環(huán)回路中用于采集一次側(cè)循環(huán)回路中的壓力。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)還包括流量監(jiān)測裝置50，用于對(duì)二次側(cè)循環(huán)回路中二次水的流量或(和)一次側(cè)循環(huán)回路中一次水的流量進(jìn)行監(jiān)測。圖2中所示，流量監(jiān)測裝置50被設(shè)置于二次側(cè)循環(huán)回路中用于對(duì)二次側(cè)循環(huán)回路中二次水的流量進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)需要，流量監(jiān)測裝置50也可以被設(shè)置于一次側(cè)循環(huán)回路中，來對(duì)一次側(cè)循環(huán)回路中一次水的流量進(jìn)行監(jiān)測。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)還包括流量調(diào)節(jié)裝置，用于對(duì)二次側(cè)循環(huán)回路中二次水的流量或(和)一次側(cè)循環(huán)回路中一次水的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖2所示，流量調(diào)節(jié)裝置包括膨脹罐81、三通閥門82和球閥83。具體地，當(dāng)二次側(cè)循環(huán)回路中的二次水流失而壓力減低時(shí)膨脹罐81內(nèi)的氣體壓力就會(huì)大于二次水的壓力，此時(shí)膨脹罐81內(nèi)的氣體膨脹而將膨脹罐81內(nèi)的水?dāng)D出補(bǔ)充到二次側(cè)循環(huán)回路中，從而保證了二次側(cè)循環(huán)回路中的流量能夠滿足需求。另外，分別設(shè)置于一次側(cè)循環(huán)回路中的三通閥門82和二次側(cè)循環(huán)回路中的球閥83也可對(duì)一次側(cè)循環(huán)回路和二次側(cè)循環(huán)回路中的流量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過地源換熱器與地下土壤進(jìn)行熱交換而得到低溫的一次介質(zhì)，低溫的一次介質(zhì)又通過間接換熱器與高溫的二次介質(zhì)進(jìn)行熱交換，這樣不需要壓縮機(jī)制冷而實(shí)現(xiàn)了對(duì)待冷卻裝置的循環(huán)冷卻，節(jié)省了電能；并通過低溫的二次介質(zhì)直接冷卻超級(jí)計(jì)算機(jī)的貼片冷板，可實(shí)現(xiàn)超級(jí)計(jì)算機(jī)的自然冷卻。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。