冷卻系統的制作方法

本發明涉及一種冷卻系統，尤其涉及一種應用于超級計算機的冷卻系統。

背景技術：

超級計算機是一種超大型電子計算機，具有很強的計算和處理數據的能力，主要特點表現為高速度和大容量，配有多種外部和外圍設備及豐富的、高功能的軟件系統。超級計算機在運行時會產生大量的熱量，如果不及時帶走這些熱量將對超級計算機造成損害，影響其性能和使用壽命，因此需對超級計算機進行冷卻。

現有的一種超級計算機的冷卻系統，在超級計算機上設置貼片式的冷卻裝置，冷卻系統采用風冷方式或者水冷方式對貼片式的冷卻裝置進行循環冷卻。但是，無論風冷方式或者水冷方式都需要采用壓縮機來實現上述循環冷卻，這樣由于壓縮機的存在就需要耗費大量電能。

針對相關技術中耗電量大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現要素：

針對相關技術中耗電量大的問題，本發明提出一種冷卻系統，能夠節省電能。

本發明的技術方案是這樣實現的：

根據本發明的一個方面，提供了一種冷卻系統，包括：間接換熱器；地源換熱器，與間接換熱器的一次側形成一次側循環回路，用于將進入地源換熱器的高溫的一次介質與地下土壤進行熱交換以得到低溫的一次介質；以及待冷卻裝置，與間接換熱器的二次側形成二次側循環回路；其中，待冷卻裝置產生熱量使低溫的二次介質升溫而形成高溫的二次介質，且高溫的二次介質通過間接換熱器與低溫的一次介質進行熱交換。

優選地，間接換熱器為板式換熱器或管翅式換熱器。

優選地，還包括流量監測裝置，流量監測裝置用于對二次側循環回路中二次介質的流量或(和)一次側循環回路中一次介質的流量進行監測。

優選地，還包括流量調節裝置，流量調節裝置用于對二次側循環回路中二次介質的流量或(和)一次側循環回路中一次介質的流量進行調節。

優選地，還包括溫度采集裝置，溫度采集裝置用于采集二次介質或(和)一次介質的溫度。

優選地，還包括壓力采集裝置，壓力采集裝置用于采集二次側循環回路或(和)一次側循環回路中的壓力。

優選地，還包括：一次側傳輸裝置，一次側傳輸裝置設置于地源換熱器與間接換熱器的一次側之間，用于將低溫的一次介質輸送至間接換熱器的一次側；以及二次側傳輸裝置，二次側傳輸裝置設置于待冷卻裝置與間接換熱器的二次側之間，用于將高溫的二次介質輸送至間接換熱器的二次側。

優選地，一次介質為水。

優選地，二次介質為水。

本發明通過地源換熱器與地下土壤進行熱交換而得到低溫的一次介質，低溫的一次介質又通過間接換熱器與高溫的二次介質進行熱交換，這樣不需要壓縮機制冷而實現了對待冷卻裝置的循環冷卻，節省了電能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實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明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發明實施例的冷卻系統的示意圖；

圖2是根據本發明具體實施例的冷卻系統的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。在附圖中，相同的參考標記指代相同的元件，并且因此它們的描述將會被省略。

根據本發明的實施例，提供了一種冷卻系統。

如圖1所示，根據本發明實施例的冷卻系統包括：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11形成一次側循環回路，待冷卻裝置30與間接換熱器的二次側12形成二次側循環回路。地源換熱器20可用于將進入地源換熱器20的高溫的一次介質與地下土壤進行熱交換而得到低溫的一次介質。待冷卻裝置30產生的熱量使低溫的二次介質升溫而形成高溫的二次介質，且高溫的二次介質通過間接換熱器10與低溫的一次介質進行熱交換，而再次得到低溫的二次介質用于帶走待冷卻裝置30產生的熱量。實現了對待冷卻裝置30的循環冷卻。

進一步地，根據對冷卻效果的需求，地源換熱器20可被設置于地下土壤的相應的深度處。另外，地源換熱器20的結構、材料也可以是能夠實現與地下土壤進行熱交換的任意形式的結構、材料，本發明對地源換熱器20的結構和材料不做出具體限定。

上述技術方案，通過地源換熱器20與地下土壤進行熱交換而得到低溫的一次介質，低溫的一次介質又通過間接換熱器10與高溫的二次介質進行熱交換，這樣不需要壓縮機制冷而實現了對待冷卻裝置30的循環冷卻，節省了電能。

待冷卻裝置30可以是超級計算機，也可以是其它會產生熱量的裝置。當待冷卻裝置30是超級計算機時，超級計算機可以包括設置于各個發熱元件(例如CPU)表面的多個貼片式冷板，進入待冷卻裝置30的低溫的二次介質可直接與多個貼片式冷板進行熱交換，以帶走待冷卻裝置30產生的熱量。

在一個實施例中，間接換熱器可以是板式換熱器或管翅式換熱器。根據實際需求，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。

在一個實施例中，一次介質可以為水，根據環境溫度需要，一次介質也可以是防凍液。二次介質可以包括水、或其它熱交換效果較好的換熱介質，例如二次介質可以包括蒸發類冷卻介質。出于說明目的，以下均以一次介質和二次介質為水、即一次水和二次水來進行說明。

在一個實施例中，本發明的冷卻系統還可以包括：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，用于采集二次側循環回路或(和)一次側循環回路中的壓力。

參考圖2所示，是根據本發明具體實施例的冷卻系統的示意圖。該冷卻系統包括間接換熱器10、地源換熱器20、和待冷卻裝置30；還包括：一次側傳輸裝置41、二次側傳輸裝置42和流量調節裝置(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11的出水口與一次側傳輸裝置41的進水口連通、一次側傳輸裝置41的出水口與地源換熱器20的進水口連通、地源換熱器20的出水口與間接換熱器10的一次側11的進水口連通，形成了一次側循環回路。間接換熱器10的二次側12的出水口與待冷卻裝置30的進水口連通、待冷卻裝置30的出水口與二次側傳輸裝置42的進水口連通、二次側傳輸裝置42的出水口與間接換熱器10的二次側12進水口連通，形成了二次側循環回路。其中，還包括多個起到連接作用的快速接頭95，多個快速接頭95可根據需要設置于一次側循環回路和二次側循環回路中的相應位置，例如，間接換熱器10的一次側11的進水口和出水口處、待冷卻裝置30的進水口和出水口處等。

在一個實施例中，本發明的冷卻系統還包括：一次側傳輸裝置41，設置于地源換熱器20與間接換熱器10的一次側11之間，用于將低溫的一次介質輸送至間接換熱器10的一次側11；二次側傳輸裝置42，設置于待冷卻裝置30與間接換熱器10的二次側12之間，用于將高溫的二次介質輸送至間接換熱器10的二次側12。具體地，一次側傳輸裝置41和二次側傳輸裝置42均包括2個傳輸模塊，各個傳輸模塊均包括：由按照水循環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，在二次側傳輸裝置42的一個傳輸模塊中還包括電磁閥94和排水口DN2，電磁閥94可以用于根據二次側循環回路中的壓力來控制排水口DN2的打開和關閉。另外，還可以通過加水口DN1向二次側循環回路中添加二次水。還可以在加水口DN1處以及一次側循環回路中分別設置過濾裝置96。

參考圖2，本發明的冷卻系統還包括：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的數量可以根據需要進行選取，圖2中溫度采集裝置60和壓力采集裝置70的數量均為2個。2個溫度采集裝置60分別被設置于待冷卻裝置30的進水口和出水口附近，可以用于采集為待冷卻裝置30提供的低溫的二次介質的溫度和待冷卻裝置30排出的高溫的二次介質的溫度；進一步地，也可以根據溫度采集裝置60采集的低溫的二次介質的溫度和高溫的二次介質的溫度來控制二次側循環回路的打開和關閉。2個壓力采集裝置70分別被設置于二次側傳輸裝置42的進水口和出水口附近，用于采集二次側循環回路中的壓力，進一步地，可以根據壓力采集裝置70采集的壓力來控制二次側循環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均被設置于二次側循環回路中。根據需要，溫度采集裝置60也可以被設置于一次側循環回路中用于采集一次水的溫度；壓力采集裝置70也可以被設置于一次側循環回路中用于采集一次側循環回路中的壓力。

在一個實施例中，本發明的冷卻系統還包括流量監測裝置50，用于對二次側循環回路中二次水的流量或(和)一次側循環回路中一次水的流量進行監測。圖2中所示，流量監測裝置50被設置于二次側循環回路中用于對二次側循環回路中二次水的流量進行監測。根據需要，流量監測裝置50也可以被設置于一次側循環回路中，來對一次側循環回路中一次水的流量進行監測。

在一個實施例中，本發明的冷卻系統還包括流量調節裝置，用于對二次側循環回路中二次水的流量或(和)一次側循環回路中一次水的流量進行調節。如圖2所示，流量調節裝置包括膨脹罐81、三通閥門82和球閥83。具體地，當二次側循環回路中的二次水流失而壓力減低時膨脹罐81內的氣體壓力就會大于二次水的壓力，此時膨脹罐81內的氣體膨脹而將膨脹罐81內的水擠出補充到二次側循環回路中，從而保證了二次側循環回路中的流量能夠滿足需求。另外，分別設置于一次側循環回路中的三通閥門82和二次側循環回路中的球閥83也可對一次側循環回路和二次側循環回路中的流量進行適當調節。

綜上所述，借助于本發明的上述技術方案，通過地源換熱器與地下土壤進行熱交換而得到低溫的一次介質，低溫的一次介質又通過間接換熱器與高溫的二次介質進行熱交換，這樣不需要壓縮機制冷而實現了對待冷卻裝置的循環冷卻，節省了電能；并通過低溫的二次介質直接冷卻超級計算機的貼片冷板，可實現超級計算機的自然冷卻。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。