本申請涉及液冷領(lǐng)域，尤其是涉及浸沒式液冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、浸沒式液冷技術(shù)是目前較為高效的冷卻解決方案之一，在數(shù)據(jù)中心、高性能計算機(jī)和電池?zé)峁芾淼阮I(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。現(xiàn)有浸沒式液冷系統(tǒng)分為單相浸沒式液冷、雙相浸沒式液冷以及單/雙相共存的多層浸沒式液冷。單相浸沒式液冷采用具有高沸點的導(dǎo)熱液，如硅基油和碳?xì)浠衔锏龋谡麄€散熱過程中保持液態(tài)；單相浸沒式液冷系統(tǒng)的設(shè)計相對較為簡單，易于操作和維護(hù)，導(dǎo)熱液不發(fā)生相變，對系統(tǒng)的壓力控制和安全性要求會較低，然而單相模式的傳熱效率相比雙相模式低，換熱效果相比雙相模式差。

2、而雙相浸沒式液冷則利用導(dǎo)熱液在受熱時從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)特性，通過氣液狀態(tài)的轉(zhuǎn)換有效利用相變潛熱進(jìn)行散熱，如氟化液等。雙相浸沒式液冷系統(tǒng)擁有較高的傳熱效率，能夠快速有效地處理高密度熱量，但由于導(dǎo)熱液的相變也使得系統(tǒng)的設(shè)計更為復(fù)雜，需要更嚴(yán)格的壓力、溫度等控制系統(tǒng)來確保其安全運行；同時由于對導(dǎo)熱液的要求也大幅提高，導(dǎo)致導(dǎo)熱液的成本也隨之提高(相變液體一般為氟化液，而氟化液被認(rèn)為具有全球變暖潛能值gwp，為防止其氣化泄漏，因此對整個系統(tǒng)的密封性能提出了更高的要求)。

3、針對上述問題，公開號cn115696850a公開的盛有一層雙相冷卻劑流體和一層或多層單相冷卻劑流體的新型浸沒式冷卻系統(tǒng)，通過多層單相導(dǎo)熱液的逐步冷卻從很大程度上解決了雙相導(dǎo)熱液氣化泄露的問題，

4、針對上述中的相關(guān)技術(shù)，發(fā)明人認(rèn)為存在有以下缺陷：上述專利中單相導(dǎo)熱液的積熱問題沒有得到很好的解決，對上層的單相導(dǎo)熱液的溫度控制又提出了新的挑戰(zhàn)，再者，發(fā)熱電子元器件浸沒在雙相層，為防止雙相導(dǎo)熱液的氣泡逃逸，需要保證一定的單相層的液位高度，這在一定程度上增加了整個體系的重量以及成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了改善導(dǎo)熱效率的問題，本申請?zhí)峁┙]式液冷系統(tǒng)。

2、本申請?zhí)峁┑慕]式液冷系統(tǒng)采用如下的技術(shù)方案：浸沒式液冷系統(tǒng)，包括容納室，所述容納室提供一安裝電子設(shè)備的容納腔，容納腔內(nèi)填充有混合導(dǎo)熱液，所述混合導(dǎo)熱液包括單相導(dǎo)熱液、雙相導(dǎo)熱液、納米粒子和硅烷偶聯(lián)劑，單相導(dǎo)熱液的沸點高于雙相導(dǎo)熱液的沸點，雙相導(dǎo)熱液的沸點低于混合導(dǎo)熱液的工作溫度。

3、通過采用上述技術(shù)方案，通過單相導(dǎo)熱液和雙相導(dǎo)熱液在互溶體系中的相互配合，提高了單相導(dǎo)熱液的傳熱效率，降低了導(dǎo)熱液體系的粘度，提高了比熱容；導(dǎo)熱效率高。混合性指的是單相導(dǎo)熱液和雙相導(dǎo)熱液會混合在一起，有可能會部分甚至全部融合，也有可能只是相互接觸。由于當(dāng)混合導(dǎo)熱液的工作溫度應(yīng)高于雙相導(dǎo)熱液的沸點時，則混合液體中的雙相導(dǎo)熱液會逃逸，降低換熱效率，因此需要控制工作溫度。

4、可選的，所述單相氟化液的沸點為150-170℃，所述雙相氟化液的沸點為50-60℃。

5、可選的，所述雙相導(dǎo)熱液：單相導(dǎo)熱液的質(zhì)量比＝1-3:10。

6、通過采用上述技術(shù)方案，上述的質(zhì)量比過大的話傳熱效率會降低(即單相導(dǎo)熱液過多)，過小的話導(dǎo)致其成本變高(即單相導(dǎo)熱液過少)，因此經(jīng)過綜合測試，將比例設(shè)置在上述范圍。

7、可選的，所述容納室連接有溫控系統(tǒng)，所述溫控系統(tǒng)包括用于檢測電子設(shè)備的第一溫度傳感器、以及第一制冷機(jī)組，第一制冷機(jī)組直接作用于電子設(shè)備，當(dāng)?shù)谝粶囟葌鞲衅鳈z測溫度超過設(shè)定值后第一制冷機(jī)組啟動。

8、通過采用上述技術(shù)方案，第一溫度傳感器用于直接監(jiān)控電子設(shè)備的運行溫度，當(dāng)過高時直接采用第一制冷機(jī)組對電子設(shè)備進(jìn)行散熱。

9、可選的，所述溫控系統(tǒng)還包括位于容納室內(nèi)的第二溫度傳感器、第二制冷機(jī)組，當(dāng)?shù)诙囟葌鞲衅鳈z測到混合導(dǎo)熱液溫度高于設(shè)定值后，第二制冷機(jī)組啟動。

10、通過采用上述技術(shù)方案，第二溫度傳感器用于檢測混合導(dǎo)熱液的溫度，當(dāng)溫度過高的時候，可以啟動第二制冷機(jī)組。

11、可選的，所述第一制冷機(jī)組和第二制冷機(jī)組均包括水冷塔、散熱器、蒸發(fā)器、冷凝器、干冷器、換熱器、半導(dǎo)體制冷器的至少一種。

12、可選的，所述容納室內(nèi)安裝有液位傳感器，容納室為敞口結(jié)構(gòu)，所述容納室連接有導(dǎo)熱液補充管，所述導(dǎo)熱液補充管連接有導(dǎo)熱液補充箱，且導(dǎo)熱液補充管通過補液泵或電磁閥控制補液。

13、通過采用上述技術(shù)方案，由于長時間運行后，雙相導(dǎo)熱液會有少量蒸發(fā)，且會帶走部分單相導(dǎo)熱液，因此需要設(shè)置導(dǎo)熱液補充箱來補充混合導(dǎo)熱液，可以根據(jù)液位傳感器的提示補充至初始液位。

14、可選的，所述容納室連接有進(jìn)液管和出液管，所述進(jìn)液管和出液管均連接有換熱器，且進(jìn)液管和/或出液管上安裝有循環(huán)泵。

15、通過采用上述技術(shù)方案，通過換熱器可以實現(xiàn)混合導(dǎo)熱液吸熱后重新恢復(fù)冷卻。

16、本申請的另一目的在于提供一種浸沒式液冷系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：將電子設(shè)備安裝至容納室內(nèi)，之后在容納室內(nèi)加入混合導(dǎo)熱液，并在電子設(shè)備工作時，啟動循環(huán)泵，使得混合導(dǎo)熱液與換熱器進(jìn)行熱交換后回流；浸沒式液冷系統(tǒng)運行時，通過判斷容納室內(nèi)的液位進(jìn)行補液且通過加入質(zhì)量比更高的混合導(dǎo)熱液進(jìn)行補液。

17、可選的，通過第一溫度傳感器檢測電子設(shè)備的溫度，并在第一溫度傳感器溫度超過設(shè)定值后啟動第一制冷機(jī)組；通過第二溫度傳感器檢測混合導(dǎo)熱液的溫度，并在第二溫度傳感器溫度超過設(shè)定值后啟動第二制冷機(jī)組。

18、綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術(shù)效果：1)通過單相導(dǎo)熱液和雙相導(dǎo)熱液在互溶體系中的相互配合，提高了單相導(dǎo)熱液的傳熱效率，降低了導(dǎo)熱液體系的粘度，提高了比熱容；導(dǎo)熱效率高。

19、2)由于單相導(dǎo)熱液、雙相導(dǎo)熱液在互溶體系中的相互配合，解決了雙相導(dǎo)熱液在發(fā)生相變時容易泄漏的問題；

20、3)通過單相導(dǎo)熱液和雙相導(dǎo)熱液的配比組合，在保證散熱效率的同時，有效降低了成本。

21、4)通過設(shè)置換熱器保證系統(tǒng)的正常運行；

22、5)通過設(shè)置第一制冷機(jī)組、第二制冷機(jī)組，可以避免意外情況發(fā)生，安全性高。

技術(shù)特征：

1.浸沒式液冷系統(tǒng)，包括容納室，所述容納室提供一安裝電子設(shè)備的容納腔，其特征在于：容納腔內(nèi)填充有混合導(dǎo)熱液，所述混合導(dǎo)熱液包括單相導(dǎo)熱液、雙相導(dǎo)熱液、納米粒子和硅烷偶聯(lián)劑，單相導(dǎo)熱液的沸點高于雙相導(dǎo)熱液的沸點，雙相導(dǎo)熱液的沸點低于混合導(dǎo)熱液的工作溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸沒式液冷系統(tǒng)，其特征在于：所述單相氟化液的沸點為150-170℃，所述雙相氟化液的沸點為50-60℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸沒式液冷系統(tǒng)，其特征在于：所述雙相導(dǎo)熱液：單相導(dǎo)熱液的質(zhì)量比＝1-3:10。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸沒式液冷系統(tǒng)，其特征在于：所述容納室連接有溫控系統(tǒng)，所述溫控系統(tǒng)包括用于檢測電子設(shè)備的第一溫度傳感器、以及第一制冷機(jī)組，第一制冷機(jī)組直接作用于電子設(shè)備，當(dāng)?shù)谝粶囟葌鞲衅鳈z測溫度超過設(shè)定值后第一制冷機(jī)組啟動。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浸沒式液冷系統(tǒng)，其特征在于：所述溫控系統(tǒng)還包括位于容納室內(nèi)的第二溫度傳感器、第二制冷機(jī)組，當(dāng)?shù)诙囟葌鞲衅鳈z測到混合導(dǎo)熱液溫度高于設(shè)定值后，第二制冷機(jī)組啟動。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的浸沒式液冷系統(tǒng)，其特征在于：所述第一制冷機(jī)組和第二制冷機(jī)組均包括水冷塔、散熱器、蒸發(fā)器、冷凝器、干冷器、換熱器、半導(dǎo)體制冷器的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的浸沒式液冷系統(tǒng)，其特征在于：所述容納室內(nèi)安裝有液位傳感器，容納室為敞口結(jié)構(gòu)，所述容納室連接有導(dǎo)熱液補充管，所述導(dǎo)熱液補充管連接有導(dǎo)熱液補充箱，且導(dǎo)熱液補充管通過補液泵或電磁閥控制補液。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸沒式液冷系統(tǒng)，其特征在于：所述容納室連接有進(jìn)液管和出液管，所述進(jìn)液管和出液管均連接有換熱器，且進(jìn)液管和/或出液管上安裝有循環(huán)泵。

9.一種浸沒式液冷系統(tǒng)的控制方法，采用如權(quán)利要求1-8任一項所述的浸沒式液冷系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：將電子設(shè)備安裝至容納室內(nèi)，之后在容納室內(nèi)加入混合導(dǎo)熱液，并在電子設(shè)備工作時，啟動循環(huán)泵，使得混合導(dǎo)熱液與換熱器進(jìn)行熱交換后回流；浸沒式液冷系統(tǒng)運行時，通過判斷容納室內(nèi)的液位進(jìn)行補液且通過加入質(zhì)量比更高的混合導(dǎo)熱液進(jìn)行補液。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的浸沒式液冷系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：通過第一溫度傳感器檢測電子設(shè)備的溫度，并在第一溫度傳感器溫度超過設(shè)定值后啟動第一制冷機(jī)組；通過第二溫度傳感器檢測混合導(dǎo)熱液的溫度，并在第二溫度傳感器溫度超過設(shè)定值后啟動第二制冷機(jī)組。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及液冷領(lǐng)域，具體公開了浸沒式液冷系統(tǒng)及其控制方法，包括容納室，所述容納室提供一安裝電子設(shè)備的容納腔，容納腔內(nèi)填充有單相導(dǎo)熱液和雙相導(dǎo)熱液，單相導(dǎo)熱液和雙相導(dǎo)熱液具有混合性，以使得單相導(dǎo)熱液和雙相導(dǎo)熱液相互混合形成混合導(dǎo)熱液。通過單相導(dǎo)熱液和雙相導(dǎo)熱液在互溶體系中的相互配合，提高了單相導(dǎo)熱液的傳熱效率，降低了導(dǎo)熱液體系的粘度，提高了比熱容，同時解決了雙相導(dǎo)熱液在發(fā)生相變時容易泄露的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：白瑞晨,林子杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘭洋（寧波）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21