Система иммерсионного охлаждения серверного оборудования Российский патент 2019 года по МПК G06F1/20 

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к технологии отвода избытков тепла от высоко нагруженного IT оборудования установленного в центре обработки данных.

Все известные из уровня техники системы иммерсионного охлаждения серверного оборудования являются двухконтурными и имеют ряд недостатков. Двухконтурная схема состоит из первого контура, который включает в себя как минимум: резервуар, циркуляционный насос, трубопроводы, теплообменник к примеру пластинчатый, кожухотрубный или иной конструкции, запорную арматуру и содержит в себе диэлектрическую охлаждающую жидкость. Второй контур включает в себя как минимум охлаждающий прибор, к примеру градирню, драйкулер, чиллер и т.д., циркуляционный насос, трубопроводы, запорную арматуру, содержащие в себе воду, антифриз или другую не диэлектрическую жидкость. Так же двухконтурная схема содержит систему автоматики для управления технологическим процессом. Работает двухконтурная схема следующим образом. В первом контуре диэлектрическая жидкость циркулирует между иммерсионной резервуаром-стойкой, где нагревается от электронного оборудования, находящегося, в резервуаре-стойке и теплообменником первого контура. Через стенки теплообменника диэлектрическая жидкость передаёт тепло охлаждённой жидкости второго контура, нагревая её и охлаждаясь в свою очередь. Здесь происходит снижение КПД общей схемы за счёт потерь при передаче тепла через стенку теплообменника из-за теплового сопротивления стенок, а также затрате энергии на преодоление гидравлического сопротивления в теплообменнике. Дальше жидкость второго контура циркулирует между теплообменником второго контура и теплообменником первого контура. В теплообменнике второго контура, который находится за пределами ограждающих конструкций помещения или серверной она охлаждается. Общее КПД двухконтурной схемы дополнительно снижается за счёт наличия затрат энергии на работу как минимум, одного дополнительного насоса, который отсутствует в одноконтурной схеме. Общая длина трубопроводов и запорной арматуры больше, чем при одноконтурной схеме. За счёт этого возрастают гидравлические потери, что так же ведёт к снижению КПД. Потеря КПД по статистике может составлять до 15%. Эксплуатационные расходы больше, а надёжность двухконтурной схемы хуже, т.к. двухконтурная схема содержит большее количество элементов насосов теплообменников, запорной аппаратуры, датчиков и элементов автоматики и т.д. Кроме того увеличивается объём технического обслуживания вследствие чего увеличивается вероятность выхода элементов системы из строя.

Из патента РФ № 2500012 с приоритетом от 02.07.2012 г., известна серверная ферма с иммерсионной системой охлаждения, состоящая из герметичного резервуара, заполненного охлаждающей жидкостью, снабженного крышкой, внутренним теплообменником, впускным и выпускным патрубками, сообщающимися посредством трубопроводов с циркуляционным насосом и внешним теплообменником; внутри резервуара параллельно всему днищу резервуара установлена перфорированная распределительная труба; под ней установлена первая печатная плата, снабженная нагревательными элементами; вторая печатная плата установлена вплотную к стенке резервуара и состыкована с первой печатной платой кромка с кромкой; вычислительные узлы установлены на первую печатную плату параллельно второй печатной плате и состоят из монтажной печатной платы, разделенной разделителем на узкое и широкое отделения; в узком отделении с обеих сторон фиксируется съемная печатная плата, на которой расположены блок питания, накопители информации, а в широком отделении с обеих сторон монтируется по материнской плате.

Но данная система охлаждения является двухконтурной, что требует больший размер помещений ЦОД, большее число оборудования, что приводит к большим энергозатратам, с учетом предусмотренного для охлаждения оборудования, а именно каждый модуль содержит теплообменник, насос, фильтр это требует пространства для их размещения, т. е. на каждый сервер требуется больше места, чем на аналогичный сервер, расположенный в стандартном IT корпусе на величину отсека с теплообменником и насосом. Необходимо так же учитывать, что глубина серверов бывает до двух метров, поэтому такой модуль может весить от 500 до 2000 кг. Таким образом обслужить описываемый модуль будет проблематично, поскольку иногда и просто не возможно извлечь из стойки. Кроме того вертикальное размещение стойки, как указанно на чертежах, в несколько раз увеличивает нагрузку на пол, поскольку вес стойки с жидкостью и с указанным оборудованием составляет от 300 до 6000 кг., что является очень опасным при эксплуатации и ремонте оборудования. Все упомянутые системы используют нестандартные корпуса, которые для применения в мировой практике не пригодны для их размещения в ЦОД поскольку не подходят под существующие мировые стандарты.

Известна, иммерсионная система охлаждения для электронных устройств из патента №2643173 с приоритетом от 30.12.2016г., состоящая из герметичного контейнера с диэлектрической охлаждающей жидкостью, содержащей электронные устройства с компонентами, выделяющими тепло; модуль распределения - распределяющий диэлектрическую охлаждающую жидкость по контейнеру; модуль направления - для подвода и отвода диэлектрической охлаждающей жидкости из контейнера, содержащий насос с фильтром для фильтрации диэлектрической охлаждающей жидкости; модуль охлаждения - для охлаждения диэлектрической охлаждающей жидкости в контейнере с помощью вторичной охлаждающей жидкости; модуль удаления - для наполнения и удаления диэлектрической охлаждающей жидкости из контейнера размещены в одном корпусе, образующем вычислительный блок.

Но данная система охлаждения также является двухконтурной. Кроме того заявленное в качестве технического результата, повышение ремонтопригодности, улучшение условий технического обслуживания вычислительного блока, не выполнимо поскольку, как следует из иллюстрации 1 указанного патента, верхняя крышка для обеспечения герметичности крепится за счёт винтовых изделий (шурупы или болты). Таким образом, для того чтобы получить доступ к электронным устройствам необходимо предварительно извлечь энное количество резьбовых креплений, это трудоёмко и занимает много времени по сравнению с работой со стандартными компьютерными корпусами. В стандартных корпусах доступ к электронным компонентам, решается за счёт легкосъёмных крышек или заглушек или дверок на петлях с защёлкой. Кроме этого на фиг. 2 данного патента изображено вертикальная стойка, в которую по высоте установлены модули к которым присоединены модули направления 5, содержащий насос 6 и предназначенный для подвода и отвода охлаждающей жидкости из контейнера. Таким образом, для обеспечения ремонта серверного оборудования необходимо начала слить охлаждающую жидкость из резервуара, отсоединить трубопровод и только затем, появится возможность извлечь модуль для ремонта оборудования.

Самым близким по своей технической сущности является система охлаждения множества независимо работающих серверов, содержащих генерирующие тепло электронные компоненты описанный в патенте US 2011/0132579 A1 по заявке США 20110132579 опубл. 09.06.2011 г. содержащая по меньшей мере, один резервуар, определяющий внутренний объем и имеющий впускное отверстие для охлаждающей жидкости для приема диэлектрической жидкой охлаждающей жидкости во внутреннем объеме и имеющее выпускное отверстие для охлаждающей жидкости, позволяющее диэлектрической жидкой охлаждающей жидкости вытекать из внутреннего объема, причем впускное отверстие для охлаждающей жидкости и выпускное отверстие для охлаждающей жидкости гидравлически связаны друг с другом; один или несколько монтажных элементов, расположенных во внутреннем объеме и выполненных с возможностью монтирования для приема множества независимо работающих серверов; жидкий диэлектрический теплоноситель; теплообменник, гидравлически связанный с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости, по меньшей мере, одного резервуара, причем теплообменник расположен на расстоянии от резервуара; насос, гидравлически связанный с теплообменником и внутренним объемом, по меньшей мере, одного резервуара, причем насос сконфигурирован для перекачивания жидкого теплоносителя через жидкостный контур, содержащий первую часть контура, проходящую от входа охлаждающей жидкости резервуара к каждому серверу, вторая часть контура, проходящая от каждого соответствующего сервера до выхода охлаждающей жидкости, третья часть контура, проходящая от выхода охлаждающей жидкости к теплообменнику, и четвертая часть, проходящая от теплообменника до входа охлаждающей жидкости; контроллер для контроля температуры жидкого теплоносителя по меньшей мере в одном месте в контуре жидкости и для регулирования потока жидкого диэлектрического теплоносителя через контур жидкости для того, чтобы жидкий диэлектрический теплоноситель поддерживал повышенную температуру при выходе из части второго контура жидкости; при этом, по меньшей мере, один резервуар сконфигурирован для содержания жидкого диэлектрического теплоносителя во внутреннем объеме таким образом, что, когда в него может быть установлено множество серверов, по меньшей мере, часть каждого сервера погружена в жидкий диэлектрический теплоноситель для достаточного охлаждения каждого соответствующего сервера, когда резервуар достаточно заполнен жидкой охлаждающей жидкостью, в то же время поддерживая выходящую нагретую жидкую охлаждающую жидкость при повышенной температуре, чтобы уменьшить количество энергии, потребляемой для достаточного охлаждения каждого из множества серверов.

В данном патенте есть серьёзные недостатки. В качестве охлаждающей системы выбрана двухконтурная схема охлаждения, имеющая КПД ниже, чем одноконтурная схема охлаждения. В патенте есть упоминание о возможности применения радиатора в качестве охлаждающего прибора в сочетании с чиллером. Такая система, использующая, радиатор не может работать при отрицательных температурах. В качестве способа регулирования температуры авторами указан способ регулирования скорости потока жидкости в охлаждающей системе. То есть при уменьшении температуры наружного воздуха до отрицательных значений произойдёт снижение температуры охлаждающей жидкости до значений при которых вязкость жидкости являющейся либо минеральным либо синтетическим маслом либо их комбинацией станет неприемлемой для работы циркуляционного насоса, поток жидкости остановится, а в радиаторе вязкость будет ещё выше это приведёт к образованию пробки из загустевшей диэлектрической жидкости. Возможности избежать этого в данном патенте не учтена, так как единственный способ увеличить температуру охлаждающей жидкости означает снизить скорость потока, что приведёт к обратному эффекту, так как в таком случае интенсивность охлаждения уменьшенного потока в радиаторе только возрастёт. Так же недостатком изобретения является использование штатного вентиляторного оборудования для увеличения скорости прохождения диэлектрической жидкости через серверы. Но стандартные вентиляторы, предназначены для работы на воздухе. В вязкой жидкости эффект от их работы будет отрицательным так как вращение будет происходить не от маломощных двигателей, а от скорости потока жидкости. То есть, в результате, вентиляторы будут создавать дополнительное сопротивление потоку охлаждающей жидкости и занимать полезное пространство в стандартном серверном корпусе.

Предлагаемое изобретение направлено на получение следующего технического результата, расширение функциональных возможностей системы иммерсионного охлаждения серверного оборудования, а также на увеличение плотности размещения электронного оборудования в корпусе и в помещении центра обработки данных, снижение энергопотребления на его охлаждение, за счёт использования одноконтурной схемы охлаждения, а так же повышение отказоустойчивости серверного оборудования, и возможность работы системы охлаждения при отрицательных значениях температур наружного воздуха.

Поставленная задача решается за счет того, что система охлаждения серверного оборудования, состоящая из резервуара-стойки заполненной охлаждающей диэлектрической жидкостью, снабженной крышкой, патрубком нагнетания и патрубком всасывания сообщающимися посредством трубопроводов с циркуляционным насосом и внешним теплообменником драйкулером, причём система имеет одноконтурную схему охлаждения, а резервуар-стойка оснащена патрубком аварийного перелива, датчиками контроля температуры и уровня жидкости и снабжена направляющими, которые позволяют фиксировать положение серверных корпусов в стойке, патрубок нагнетания дополнительно оснащен распределительной трубной решёткой отверстия которой снабжены форсунками увеличивающими скорость движения охлаждающей жидкости, драйкулер, расположенный за пределами ограждающих конструкций помещения снабжён частотным преобразователем. Драйкулер дополнительно оснащён нагревательным элементом и защитными жалюзи с шаговым электроприводом. Одноконтурная схема охлаждения позволяет сократить количество оборудования обеспечивающего циркуляцию и охлаждение диэлектрической жидкости при этом сокращается потребление электроэнергии, а за счёт более интенсивного отвода тепла диэлектрической жидкостью можно в различных конфигурациях серверов поднимать частоту работы памяти и частоту работы процессоров, сохраняя при этом рабочую температуру процессоров. Одноконтурная схема охлаждения при необходимости, позволяет на 90 процентов утилизировать отводимое от серверов тепло с целью его полезного эффективного применения, при которых нагретая жидкость может через различные теплообменники передавать тепло конечному объекту, например системе тёплых полов, таким образом, повышается КПД данной системы. Оснащение резервуара-стойки направляющими расположенными параллельно боковым стенкам и перпендикулярно днищу позволяют устанавливать стандартные корпуса, содержащие серверное оборудование, с зазором, не превышающим 10 мм между ними, а ограничители фиксируют данное положение корпусов, таким образом, корпуса с серверным оборудованием располагаются с минимальным зазором друг к другу, что позволяет максимально плотно заполнить стойку. При использовании стандартных корпусов для серверного оборудования отпадает необходимость индивидуального выполнения корпусов и монтажных плат для сборки сервера, что позволяет без ограничений применять их в IT индустрии, в соответствие, с существующими международными стандартами, а также увеличивает плотность размещения электронного оборудования и ремонтопригодность. В стандартные корпуса IT оборудование монтируется с установкой на штатные места. А предусмотренные в стандартных корпусах штатные места для крепления вентиляторных модулей используются для установки на их место дополнительных электронных компонентов. Это ведёт к значительному увеличению плотности электронного оборудования, установленного в стойках и, как следствие, в объёме всего ЦОД. Увеличение плотности установки достигается за счёт монтажа на штатные места, предназначенные для размещения вентиляторов для воздушного охлаждения серверов дополнительных электронных компонентов. На освободившееся место при помощи специального крепления, которое соответствует типу дополнительного оборудования, устанавливают, на пример, видео карты, сетевые карты, интерфейсные карты, карты ускорители вычислений, накопители данных и прочие устройства подходящие по габаритам. Интерфейсное соединение выполняется путем подключения соответствующего кабеля. Всего в корпусе сервера можно разместить N креплений для дополнительных устройств. К серверам через специальные отверстия в корпусе стойки подходят провода питания и управления к примеру мышь, клавиатура и т. д. и интернет. Для соединения данных проводов в верхней части корпусов предусмотрены соответствующие порты. При изменении рабочей температур жидкости, вследствие изменения тепловой нагрузки от серверного оборудования или температуры наружного воздуха, от датчика температуры, замеряющего температуру жидкости и закреплённого во всасывающем патрубке, что дает наиболее точное измерение температуры, на контроллер выводится сигнал. Контроллер управляет в частности частотой работой вентиляторов, обдувающих драйкулер, снижая или увеличивая интенсивность охлаждения жидкости и поддерживая её рабочую температуру в заданном диапазоне. Датчик уровня жидкости, установленный в резервуар-стойке, контролирует уровень жидкости в резервуаре и во всей системе. При снижении уровня жидкости в резервуар-стойке может произойти перегрев IT оборудования, что может привести к выходу его из строя. При превышении или понижении допустимого уровня жидкости в резервуар-стойке и самой системе, сигнал от датчика уровня поступает на контроллер, который в свою очередь подаёт сигнал на реле, для выключения электропитания соответствующего циркуляционного насоса. Одновременно контроллер включает сигнальную лампу на стойке и звуковой сигнал сигнализирующие о возникновении нештатной ситуации. Патрубок аварийного перелива позволяет при значительном превышении охлаждающей жидкости в резервуар-стойке избежать переливания охлаждающей жидкости через край. Лишняя жидкость по аварийному патрубку уходит в резервуар для сбора диэлектрической жидкости. Драйкулер представляет собой теплообменник, который обеспечивает охлаждение поступающей в него диэлектрической жидкости, являющейся либо минеральным либо синтетическим маслом либо их комбинацией, с помощью окружающего воздуха, нагнетаемого вентиляторами и установленный за пределами ограждающих конструкций помещения. Охлаждённая жидкость поступает из драйкулера, с помощью насоса в резервуар-стойку через патрубок нагнетания, соединённый с распределительной решёткой внутри стойки. Под напором, диэлектрическая охлаждающая жидкость равномерно распределяется в резервуаре-стойке. Патрубок нагнетания дополнительно оснащен распределительной решёткой представляющей собой трубки, с отверстиями оснащенными форсунками. Трубки равномерно распределены по всему нижнему сечению стойки таким образом, что подводят охлаждённую диэлектрическую жидкость к каждому серверу, а форсунки увеличивают скорость движения охлаждающей жидкости. Патрубок всасывания расположен, ниже не менее 10 мм от верхнего уровня охлаждающей жидкости заполняющей резервуар-стойку. В начальной стадии жидкость поднимается вверх под воздействием напора насоса и ускорения, получаемого в форсунках, а в последствии нагреваясь, жидкость дополнительно получает импульс движения за счёт естественной конвекции. Через всасывающий патрубок, соединённый посредством трубопровода с всасывающей полостью циркуляционного насоса под воздействием разряжения жидкость движется по трубопроводу к насосу и от насоса к драйкулеру, где она охлаждается наружным воздухом, проходя по трубной решётке драйкулера. Вентилятор принудительно нагнетает воздух на трубную решётку, которая для увеличения теплообмена оборудована плотно закреплёнными на ней ламелями. Таким образом, обеспечивается увеличение общей площади теплообмена. Снабжение драйкулера защитными жалюзи с шаговым электроприводом и нагревательными элементами обеспечивает надёжную работу одноконтурной системы охлаждения при отрицательных температурах в диапазоне температур от 0 до – 60 градусов Цельсия. При падении температуры диэлектрической жидкости ниже установленного рабочего диапазона, диэлектрическая жидкость становится вязкой, что влечёт за собой снижение потока жидкости по системе охлаждения или его остановку. Во избежание повышения вязкости жидкости, контроллер снижает с помощью частотного преобразователя обороты двигателей вентиляторов обдувающих драйкулер до нуля. Если этого недостаточно для возврата температуры жидкости в рабочий режим, контроллер подает сигнал для включения шагового электропривода защитными жалюзи. Жалюзи смонтированы на драйкулере с двух сторон. В закрытом состоянии они перекрывают сечение на корпусе драйкулера для входа наружного воздуха на вентилятор и с другой стороны где воздух выходит из корпуса драйкулера. Закрытие жалюзи происходит пошагово вплоть до полного перекрытия сечений на корпусе драйкулера. Это предусмотрено для предотвращения попадания наружного воздуха на трубную решётку драйкулера в результате естественной конвекции например ветра. При дальнейшем падении температуры диэлектрической жидкости контроллер подаёт сигнал на включение нагревательных элементов, которые при закрытых жалюзи гарантировано обеспечивает разогрев трубной решётки драйкулера до температуры +20⁰С. При таком значении температуры трубной решётки температура диэлектрической жидкости гарантированно вернётся в рабочий диапазон. В предлагаемой одноконтурной системе иммерсионного охлаждения серверного оборудования используются стандартные корпуса, массово выпускаемые компьютерной промышленностью и обеспечивающие возможность лёгкого доступа для ремонта электронного оборудования в режиме «горячей замены». В стандартных корпусах монтируются «коммодитизированные» конфигурации серверов. Такой сервер в корпусе свободно размещается в иммерсионной резервуар-стойке вертикально вниз, перпендикулярно днищу стойки в специальных направляющих, имеющие специальные фиксаторы. При весе до 5 кг сервер опускается руками при весе выше 5 кг сервер опускается с помощью подъёмного устройства (блок, таль и т. д.) и таким же образом извлекается из стойки. Улучшение ремонтопригодности обеспечивается лёгким извлечение сервера из стойки для ревизии или ремонта. Для этого достаточно открыть крышку резервуара - стойки, которая оснащена газовыми лифтами и открывается на угол 110 градусов, после чего корпус извлекается из резервуар-стойки. Повышение плотности установленного оборудования обеспечивается за счет того, что резервуар – стойка не содержит дополнительный теплообменник и насос, т. е. на каждый сервер в двухконтурной системе требуется больше места на величину отсека с теплообменником и насосом, чем на аналогичный сервер в одноконтурной схеме и расположенный в стандартном IT корпусе. В предложенной системе корпуса устанавливают вплотную друг к другу на расстоянии до 10 мм между ними. Жидкость из стойки одним насосом перекачивается в теплообменник, расположенный за ограждающими стенами здания ЦОД или за пределами серверной. Очевидно, что предложенная система охлаждения более компактна и обеспечивает более компактное расположение электронного оборудования как внутри стоек, так и в помещении ЦОД. Предложенная система иммерсионного охлаждения серверного оборудования может быть использована при ярусном расположении в ЦОД, таким образом, суммарная плотность электронного оборудования в несколько раз выше в предложенном изобретении, чем при двухконтурной системе охлаждения.

Суть технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен резервуар-стойка 1, направляющие 2, датчик температуры 3, патрубок всасывания 4, патрубком нагнетания 5, патрубок аварийного перелива 6, датчиком контроля уровня жидкости 7, циркуляционный насос 8, серверный корпус 9, крышка 10, верхний уровень жидкости 34, нижний уровень жидкости 35, рабочий диапазон уровня жидкости 36. На фигуре 2 изображён патрубком нагнетания 5, трубная решётка 11, форсунки 12. На фигуре 3 изображена принципиальная гидравлическая схема одноконтурной системы охлаждения, где расположены резервуар-стойка 1, циркуляционный насос 8, фильтр 13, запорная арматура 14, трубопровод 15, драйкулер 16, ёмкость для хранения диэлектрической жидкости 17, реверсивный насос 18, соленоидный вентиль 19, ёмкость для сбора диэлектрической жидкости 20. На фигуре 4 изображена схема работы драйкулера 16 при отрицательных температурах, где расположены корпус 21, трубная решётка 22, вентилятор 23, частотный преобразователь 24, шаговый электропривод 25, жалюзи 26, нагревательный элемент 27, контроллер 28. На фигуре 5 изображена схема размещения дополнительных электронных компонентов 31 в серверном корпусе 9 где расположены электронные компоненты 29, штатное место предусмотренное для вентиляторных модулей 30, дополнительные электронные компоненты 31. На фигуре 6 изображены резервуар-стойка 1, трубопровод 15, драйкулер 16, ограждающая конструкция 32. На фигуре 7 изображен резервуар-стойка 1, трубопровод 15, драйкулер 16, стеллаж 33.

Система иммерсионного охлаждения серверного оборудования работает следующим образом. В начале работы системы иммерсионного охлаждения серверов происходит заполнение резервуар-стойки диэлектрической жидкостью из ёмкости для хранения диэлектрической жидкости 17 при помощи реверсивного насоса 18 через открытый соленоидный вентиль 19, через патрубок нагнетания 5 не более 30% расстояния от днища резервуара-стойки 1 до нижнего уровня жидкости 35. Затем в резервуар-стойку 1 по направляющим 2 вертикально вниз устанавливаются серверные корпуса со смонтированными внутри серверами 9. Включается циркуляционный насос 8 для прокачки всей системы и вытеснения из неё воздуха, который вытесняется наружу за счёт заполнения резервуара-стойки 1 диэлектрической жидкостью. Включается в работу драйкулер 16 расположенный за пределами ограждающих конструкций помещения 33, после чего, производится долив охлаждающей жидкости. Сервер состоит из электронных компонентов 29 и дополнительных электронных компонентов 31 размещённых на штатное место 30 взамен вентиляторных модулей и смонтирован в серверном корпусе 9. Его подключают с помощью разъёмов, слотов к связи, устройствам мониторинга и управления. Производится запуск серверов в работу. Система иммерсионного охлаждения серверного оборудования находится в рабочем режиме. Охлаждённая жидкость поступает из драйкулера 16, с помощью циркуляционного насоса 8 в резервуар-стойку 1 через патрубок нагнетания 5 соединённый с расположенной внутри резервуар-стойки 1 распределительной трубной решёткой 11 с форсунками 12. Под напором, диэлектрическая охлаждающая жидкость равномерно распределяется в резервуаре-стойке 1. В начальной стадии жидкость поднимается вверх под воздействием напора циркуляционного насоса 8 и ускорения в форсунках 12, а в последствии нагреваясь жидкость, дополнительно получает импульс движения за счёт естественной конвекции. Диэлектрическая охлаждающая жидкость омывает все элементы серверного оборудования отводя от него тепло. Нагретая диэлектрическая жидкость через всасывающий патрубок 4, соединённый посредством трубопровода 15 с всасывающей полостью циркуляционного насоса 8 под воздействием разрежения движется по трубопроводу 15 к циркуляционному насосу 8 и от него к драйкулеру 16, который находится за огаждающими конструкциями 32, где она охлаждается, проходя по трубной решётке 22 драйкулера 16, охлаждаясь наружным воздухом, который принудительно нагнетается на трубную решётку вентилятором 23. Для увеличения теплообмена трубы драйкулера 16 оборудованы плотно закреплёнными на них ламелями (на рисунке не показано). Таким образов обеспечивается увеличение общей площади теплообмена. Драйкулер 16 дополнительно оборудован защитными жалюзи 26 с шаговым электроприводом 25 и специальными нагревательными элементами 27 для обеспечения надёжной работы одноконтурной системы охлаждения при отрицательных температурах. При изменении рабочей температуры диэлектрической жидкости, вследствие изменения тепловой нагрузки от серверного оборудования, или параметров наружного воздуха, от датчика температуры 3, замеряющего температуру жидкости и закреплённого во всасывающем патрубке 4, на контроллер 28 выводится сигнал. Контроллер 28 управляет в частности частотой работы вентилятора 23, обдувающего драйкулер 16, снижая или увеличивая интенсивность охлаждения диэлектрической жидкости и поддерживая её рабочую температуру в заданном диапазоне. При отрицательных температурах наружного воздуха и падении температуры диэлектрической жидкости ниже установленного диапазона, диэлектрическая жидкость становится вязкой, что повлечёт снижение потока жидкости по системе охлаждения или его остановку. Во избежание повышения вязкости жидкости, контроллер 28 снижает, с помощью частотного преобразователя 24, обороты двигателей вентиляторов 23 обдувающих драйкулер 16 до нуля оборотов. Если этого недостаточно для возврата температуры жидкости в рабочий режим, контроллер 28 подает сигнал для включения шагового электропривода 25 защитными жалюзи 26. Жалюзи 26 смонтированы на драйкулере 16 с двух сторон. В закрытом состоянии они перекрывают сечение на корпусе драйкулера 16 для входа наружного воздуха на вентилятор 23 и с другой стороны где воздух выходит из корпуса 21 драйкулера 16. Закрытие жалюзи 26 происходит пошагово вплоть до полного перекрытия сечений на корпусе 21 драйкулера 16. Это предусмотрено для предотвращения попадания наружного воздуха на трубную решётку 22 драйкулера 16 в результате естественной конвекции (ветер). При дальнейшем падении температуры диэлектрической жидкости контроллер 28 подаёт сигнал на включение нагревательных элементов 27, которые при закрытых жалюзи 26 гарантировано обеспечивает разогрев трубной решётки 22 драйкулера 16 вплоть до температуры +20⁰ С. При таком значении температуры трубной решётки 22 температура диэлектрической жидкости гарантированно вернётся в рабочий диапазон. При превышении допустимого верхнего уровня охлаждающей жидкости 34 в резервуар-стойке 1, сигнал от датчика уровня 7 поступает на контроллер 28, который включает сигнальную лампу на стойке и звуковой сигнал сигнализирующий о возникновении нештатной ситуации. Охлаждающая жидкость начинает поступать через патрубок аварийного перелива 6 и трубопровод 15 в ёмкость для сбора диэлектрической жидкости 20. После устранения причин возникновения нештатной ситуации, оператор на контроллере 28 включает кнопку разблокировки включения аварийных сигналов. В случае, если уровень жидкости оказывается ниже допустимого нижнего уровня жидкости 35, сигнал от датчика уровня 7 поступает на контроллер 28. Контроллер 28 с помощью реле включает питание на реверсивный насос 18, и открывает селеноидный вентиль 19 на трубопроводе 15 ведущем от ёмкости для хранения диэлектрической жидкости 17 к резервуар-стойке 1, происходит долив диэлектрической жидкости до рабочего диапазона уровня жидкости 36. Одновременно контроллер 28 включает сигнальную лампу и звуковой сигнал на стойке сигнализирующие о возникновении нештатной ситуации. После устранения причин возникновения нештатной ситуации, оператор на контроллере 28 включает кнопку разблокировки включения аварийных сигналов. После восстановления уровня жидкости до рабочего диапазона 36. Контроллер 28 по сигналу датчика 7 выключает работу реверсивного насоса 18 и закрывает соленоидный вентиль 19.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств. Система охлаждения серверного оборудования, состоящая из резервуара-стойки, заполненного охлаждающей диэлектрической жидкостью, снабженного крышкой, патрубком нагнетания и патрубком всасывания, сообщающимися посредством трубопроводов с циркуляционным насосом и внешним теплообменником драйкулером, отличается тем, что имеет одноконтурную схему, а резервуар-стойка оснащен патрубком аварийного перелива, датчиками контроля температуры и уровня жидкости и снабжен направляющими, которые позволяют фиксировать положение серверных корпусов в стойке, патрубок нагнетания дополнительно оснащен распределительной трубной решеткой, отверстия которой снабжены форсунками, увеличивающими скорость движения охлаждающей жидкости, драйкулер, расположенный за пределами ограждающих конструкций помещения, снабжен контроллером для контроля за вязкостью диэлектрической жидкости. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система охлаждения серверного оборудования, состоящая из резервуара-стойки, заполненного охлаждающей диэлектрической жидкостью, снабженного крышкой, патрубком нагнетания и патрубком всасывания, сообщающимися посредством трубопроводов с циркуляционным насосом и внешним теплообменником драйкулером, отличающаяся тем, что система охлаждения имеет одноконтурную схему, а резервуар-стойка оснащен патрубком аварийного перелива, датчиками контроля температуры и уровня жидкости и снабжен направляющими, которые позволяют фиксировать положение серверных корпусов в стойке, патрубок нагнетания дополнительно оснащен распределительной трубной решеткой, отверстия которой снабжены форсунками, увеличивающими скорость движения охлаждающей жидкости, драйкулер, расположенный за пределами ограждающих конструкций помещения, снабжен контроллером для контроля за вязкостью диэлектрической жидкости.

2. Система охлаждения серверного оборудования по п. 1, отличающаяся тем, что драйкулер дополнительно оснащен нагревательным элементом и защитными жалюзи с шаговым электроприводом, а контроллер снабжен частотным преобразователем для управления скоростью вращения вентиляторов.