雾化冷却机柜、系统及雾化冷却方法与流程

1.本公开涉及数据中心及金融领域，尤其涉及一种雾化冷却机柜、系统及雾化冷却方法。


背景技术：

2.由于数据中心功耗越来越大，为了实现数据中心绿色节能的需求，降低数据中心运营成本，数据中心逐渐开始采用液冷技术为服务器进行制冷。
3.在相关技术中，液冷技术常用的是浸没式液冷。对于浸没式液冷，是将服务器设备浸没在氟化液，通过循环氟化液进行降温。目前浸没式液冷的氟化液制冷剂一般是处于液体状态，为了保证冷却效果，且由于让服务器设备处于浸没状态，一方面需要特殊设计一个箱体，箱体内充满氟化液，服务器设备放置在箱体内，另一方面需要充注大量的氟化液，而氟化液成本较高，再一方面，由于充注大量氟化液，设备重量较重，导致建筑需要特殊设计，以满足设备承重要求，基于以上三个方面的缺陷，导致浸没式液冷服务器成本较高。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本公开提供了一种雾化冷却机柜及系统，能够提高冷却效率，降低机柜的重量，降低成本。
5.根据本公开的第一个方面，提供了一种雾化冷却机柜，包括：
6.机柜本体，包括机架立柱，所述机架立柱适用于安装待冷却的功能组件；
7.制冷剂输入管道，用于输入液态制冷剂；
8.雾化剂喷头，设置在所述机架立柱上，所述雾化剂喷头朝向所述功能组件，所述雾化剂喷头包括：
9.喷头本体，为筒状结构，第一端与所述制冷剂输入管道连通；
10.球形喷嘴，与所述喷头本体第二端的内侧壁密封地转动连接，所述球形喷嘴包括出风口；
11.陶瓷雾化片，设置在所述出风口处，所述陶瓷雾化片适用于将所述喷头本体内的液态制冷剂雾化并喷向所述功能组件；
12.气缸，设置在所述喷头本体内；
13.连杆，两端分别与所述气缸的输出端和所述球形喷嘴的内侧壁铰接；
14.其中，响应于所述气缸的驱动所述连杆带动所述球形喷嘴相对于所述喷头本体在预设角度范围内转动，以改变所述陶瓷雾化片的朝向。
15.根据本公开的一些实施例，所述连杆与所述球形喷嘴的内侧壁之间为枢转连接；
16.所述雾化剂喷头还包括：
17.旋转基座，可转动的设置在所述喷头本体的内侧壁上，其中，所述气缸设置在所述旋转基座上；以及
18.第一驱动电机，与所述旋转基座传动连接，所述第一驱动电机适用于驱动所述气
缸转动以使所述连杆带动所述球形喷嘴相对于所述喷头本体在预设角度范围内转动，从而改变所述陶瓷雾化片的朝向。
19.根据本公开的一些实施例，所述雾化剂喷头还包括：
20.弧形板，设置在所述球形喷嘴的内侧壁上，其中，所述连杆的一端与所述弧形板枢转连接。
21.根据本公开的一些实施例，所述雾化冷却机柜还包括：
22.二轴直线模组滑台，设置在所述机架立柱上，其中，所述雾化剂喷头设置在所述二轴直线模组滑台的输出端上，所述雾化剂喷头通过软管与制冷剂输入管道连通。
23.根据本公开的一些实施例，所述雾化剂喷头的数量为多个，多个所述雾化剂喷头间隔的设置在所述二轴直线模组滑台的输出端上，其中，多个所述雾化剂喷头的朝向同一目标或不同目标。
24.根据本公开的一些实施例，所述雾化冷却机柜还包括：
25.安装板，与所述二轴直线模组滑台的输出端连接，所述安装板上设置有多个用于安装所述述雾化剂喷头的通孔。
26.根据本公开的一些实施例，所述安装板的通孔呈阵列式排布。
27.根据本公开的一些实施例，所述雾化冷却机柜还包括：
28.集液箱，可拆卸的安装在所述机架立柱上，所述集液箱与所述制冷剂输入管道连通，所述集液箱的底面或顶面设置有多个开孔，每个所述开孔连接一个所述雾化剂喷头。
29.根据本公开的一些实施例，所述开孔呈阵列式分布设置在所述集液箱的底面或顶面上。
30.根据本公开的一些实施例，所述机柜本体包括柜门，所述雾化冷却机柜还包括：
31.安装框架，与所述机架立柱连接；
32.转轴，沿垂直所述柜门向外的方向可转动地设置在所述安装框架的一侧，其中，集液箱与所述转轴连接；以及
33.第二驱动电机，与所述转轴传动连接以驱动所述集液箱转动。
34.根据本公开的一些实施例，所述雾化冷却机柜还包括：
35.集液托盘，与所述机架立柱连接，所述集液托盘包括底板和设置在所述底板周侧的挡板，所述底板上最低点设置有集液口，所述集液托盘适用于安装在所述功能组件的下方以收集所述功能组件上流下的液态制冷剂；以及
36.制冷剂回流管道，与所述集液口连通。
37.根据本公开的一些实施例，所述集液托盘的数量为两个，其中，另一个所述集液托盘安装在所述机柜本体的底部。
38.根据本公开的一些实施例，所述雾化冷却机柜还包括：
39.排气口，设置在所述机柜本体上，所述排气口适用于将所述机柜本体内的混合气体排出，以便于通过气液分离对制冷剂进行循环利用。
40.本公开的第二方面提供了一种雾化冷却系统，包括：
41.如上所述雾化冷却机柜；
42.制冷剂箱，与雾化冷却机柜的制冷剂输入管道连通，所述制冷机箱适用于容纳液态制冷剂；以及
43.气液分离装置，分别与所述雾化冷却机柜的排气口和所述制冷剂箱连通，所述气液分离装置适用于将所述雾化冷却机柜内的气态制冷剂转为液态制冷剂并回流至所述制冷剂箱。
44.根据本公开的一些实施例，所述雾化冷却系统还包括：
45.冷却装置，包括热交换器，所述热交换器与所述制冷剂箱和/或所述气液分离装置相邻设置，以吸收所述制冷剂箱和/或所述气液分离装置的热量。
46.根据本公开的一些实施例，所述雾化冷却机柜的数量为多个。
47.本公开的第三方面提供了一种雾化冷却方法，包括：
48.获取待冷却目标的实时的功率数据；
49.根据所述功率数据计算获得将所述待冷却目标温度降低至预设温度所需要的第一冷量；
50.根据所述第一冷量、雾化剂喷头的功率以及液态制冷剂的温度计算获得所需要的雾化剂喷头理论数量，将所述理论数量向上取整获得实际数量；
51.根据所述待冷却目标的位置选取中心雾化剂喷头，所述中心雾化剂喷头与所述待冷却目标的距离最短，根据所述实际数量在所述中心雾化剂喷头的周侧选取其他的待启动的雾化剂喷头；
52.根据所述待冷却目标与所述中心雾化剂喷头、其他的待启动的雾化剂喷头的相对位置计算每一个待启动的雾化剂喷头的转动角度；以及
53.根据所述转动角度调节每一个待启动的雾化剂喷头的球形喷嘴以对准所述待冷却目标。
54.根据本公开的一些实施例，所述雾化剂喷头的陶瓷雾化片的驱动电压为可调节的，所述雾化冷却方法还包括：
55.获取待冷却目标的功率增值；
56.根据所述功率增值计算获得将所述待冷却目标温度降低至预设温度额外所需要的第二冷量；
57.根据所述第二冷量、已启动的雾化剂喷头的当前驱动电压及功率、所述实际数量计算获得调整策略，所述调整策略包括已启动的雾化剂喷头驱动电压的调节量和/或实际数量的调节量；以及
58.根据所述调整策略进行调整。
59.根据本公开实施例的雾化冷却机柜及系统，通过雾化剂喷头将液态的制冷剂进行雾化，配合气缸和连杆改变雾化剂喷头的朝向，实现利用雾化制冷剂精准降温，降低制冷剂的用量，降低了机柜的重量，且降低了成本。
附图说明
60.通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
61.图1示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却机柜的外部结构立体图；
62.图2是图1所示的雾化冷却机柜的雾化剂喷头的结构示意图；
63.图3示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却机柜的二轴直线模组滑台的立体
图；
64.图4示意性示出了根据本公开另一实施例的雾化冷却机柜的集液箱及相邻结构的立体图；
65.图5示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却机柜的雾化剂喷头角度调整示意图；
66.图6示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却机柜的集液托盘的立体图；
67.图7示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却系统的结构框图；
68.图8示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却方法的流程图；以及
69.图9示意性示出了根据本公开另一实施例的雾化冷却方法的流程图。
70.上述附图中，附图标记含义具体如下：1-机柜本体；
71.101-机架立柱；
72.102-柜门；
73.2-制冷剂输入管道；
74.3-雾化剂喷头；
75.301-喷头本体；
76.302-球形喷嘴；
77.303-陶瓷雾化片；
78.304-气缸；
79.305-连杆；
80.306-旋转基座；
81.307-第一驱动电机；
82.308-弧形板；
83.309-密封圈；
84.4-二轴直线模组滑台；
85.5-安装板；
86.501-通孔；
87.6-集液箱；
88.7-安装框架；
89.8-转轴；
90.9-集液托盘；
91.901-集液口；
92.10-制冷剂箱；
93.11-气液分离装置；
94.12-冷却装置；
95.13-热交换器；
96.14-冷媒泵；以及
97.15-冷媒风机。
具体实施方式
98.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
99.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
100.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
101.在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。
102.为了解决上述技术问题，本公开采用将制冷剂雾化后再对功能组件降温冷却，利用制冷剂蒸发吸热所吸收的汽化潜热量远大于制冷剂单相吸热所吸收的显热量，能够最大化实现制冷剂吸热能力，从而用最少的制冷剂带走最多的热量，这样可以实现在同等制冷量下，所需制冷剂最少，成本降低，制冷剂流量减少，传输能耗降低，另外，相同制冷剂量的情况下，制冷能力大幅提升。同时，采用制冷剂雾化冷却方式，可以大幅减少制冷剂充注量，降低设备自身重量以及设备改造成本，降低建筑成本和维护成本，可以充分利用现有机柜，实现液冷服务器部署。
103.图1示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却机柜的外部结构立体图；图2是图1所示的雾化冷却机柜的雾化剂喷头的结构示意图。
104.根据本公开的第一个方面，提供了一种雾化冷却机柜，如图1及图2所示，雾化冷却机柜包括：机柜本体1、制冷剂输入管道2和雾化剂喷头3。
105.根据本公开的一些实施例，机柜本体1包括机架立柱101和柜门102，机架立柱101适用于安装待冷却的功能组件。
106.根据本公开的一些实施例，制冷剂输入管道2用于输入液态制冷剂。
107.根据本公开的一些实施例，雾化剂喷头3设置在机架立柱101上，雾化剂喷头3与制冷剂输入管道2连通，雾化剂喷头3朝向功能组件，雾化剂喷头包括：喷头本体301、球形喷嘴302、陶瓷雾化片303、气缸304和连杆305。
108.根据本公开的一些实施例，喷头本体301为筒状结构，第一端与制冷剂输入管道2连通。
109.根据本公开的一些实施例，球形喷嘴302与喷头本体301第二端的内侧壁密封地转动连接，球形喷嘴302包括出风口。
110.根据本公开的一些实施例，陶瓷雾化片303设置在出风口处，陶瓷雾化片303适用于将喷头本体301内的液态制冷剂雾化并喷向功能组件。
111.根据本公开的一些实施例，气缸304设置在喷头本体301内。
112.根据本公开的一些实施例，连杆305两端分别与气缸304的输出端和球形喷嘴302的内侧壁铰接。
113.根据本公开的一些实施例，响应于气缸304的驱动连杆305带动球形喷嘴302相对于喷头本体301在预设角度范围内转动，以改变陶瓷雾化片303的朝向。
114.在本实施例中，通过雾化剂喷头3将液态的制冷剂进行雾化，配合气缸304和连杆305改变雾化剂喷头3的朝向，实现利用雾化制冷剂精准降温，降低制冷剂的用量，降低了机柜的重量，且降低了成本。
115.根据本公开的一些实施例，机柜本体1包括两个侧板、底板、顶板、背板和柜门102，并共同限定出一个密闭的空间。
116.根据本公开的一些实施例，待冷却的功能组件包括cpu、gpu、内存等产热元件。
117.根据本公开的一些实施例，机架立柱101的数量为四根，分别竖直的设置在机柜本体1内的四个角落处，其中，机架立柱101上间隔设置有多个与卡扣螺母配合的螺孔(例如方孔)，相邻的两个螺孔之间的距离等于1个u位。
118.根据本公开的一些实施例，制冷剂输入管道2穿过机柜本体1的侧壁(侧板或背板)，一端连接液态制冷剂源，另一端连接雾化剂喷头3。
119.根据本公开的一些实施例，雾化剂喷头3设置在机架立柱101上；或者，雾化剂喷头3通过其他固定结构间接的设置在机架立柱101上，可选的，例如，固定结构包括安装杆，安装杆的一端与机架立柱101连接，另一端位于功能组件的上/下方，雾化剂喷头3固定在安装杆的另一端上；又例如，固定结构包括安装架，安装架与机架立柱101连接，安装架包括多个交叉设置的横梁和纵梁，雾化剂喷头3安装在横梁/纵梁上或纵梁上或横梁与纵梁交汇点上。
120.根据本公开的一些实施例，喷头本体301的第二端的内侧壁沿径向向外凹陷形成一个球台状卡槽，该卡槽的尺寸与球形喷嘴302的尺寸相匹配，以便于球形喷嘴302在该卡槽内滑动。
121.根据本公开可选的一些实施例，卡槽内设置有环形的密封槽，密封槽内安装有密封圈309，密封圈309用于保证球形喷嘴302与喷头本体301之间滑动过程中密封的可靠性。
122.根据本公开的一些实施例，气缸304为微型气缸或迷你型气缸，例如，可以选用亚德客型sda薄型气缸sda20系列，行程5mm～100mm，或者smc-cj2d笔形气缸，行程3.2mm。
123.根据本公开的一些实施例，还包括压缩机，压缩机通过压力管与气缸304连接。
124.根据本公开的一些实施例，气缸304可以设置在设置在喷头本体301的内侧壁或者外侧壁。当气缸304设置在喷头本体301的内侧壁时，汽缸304整体做密封处理，以防止液态制冷剂进入到气缸304内部；当气缸304设置在喷头本体301的外侧壁时，喷头本体301的侧壁上设置有开孔，气缸304的输出端可滑动且密封地穿过该开孔。
125.根据本公开可选的一些实施例，连杆305与球形喷嘴302的内侧壁之间为枢转连接，例如，球形喷嘴302的内侧壁上设置有球形铰支座，连杆305的一端设置有与球形铰支座配合的球头，球头可滑动的卡设在球形铰支座里面。雾化剂喷头3还包括旋转基座306和第一驱动电机307。
126.根据本公开的一些实施例，旋转基座306可转动的设置在喷头本体301的内侧壁
上，其中，气缸304设置在旋转基座306上。
127.根据本公开的一些实施例，第一驱动电机307与旋转基座306传动连接(例如齿轮传动)，第一驱动电机307适用于驱动气缸304转动以使连杆305带动球形喷嘴302相对于喷头本体301在预设角度范围内转动，从而改变陶瓷雾化片303的朝向。
128.在本实施例中，通过汽缸304的伸缩操作和旋转操作配合连杆305能够实现雾化剂喷头3在两个方向上的转动，进而实现对准同一功能部件的不同区域，或者对准不同的功能部件，实现精准降温，提高冷却效率。
129.根据本公开的一些实施例，雾化剂喷头3的数量为多个，多个雾化剂喷头3间隔的设置，通过调整多个雾化剂喷头3的朝向角度可以实现多个雾化剂喷头3对准一个功能部件，以提高冷却效率。可选的，功能部件在不同的工作状态下的产热不同，可以根据功能部件的实际产热情况选择开启对应数量的雾化剂喷头3进行冷却降温。
130.根据本公开的一些实施例，雾化剂喷头还包括弧形板308，弧形板308设置在球形喷嘴302的内侧壁上，其中，连杆305的一端与弧形板308枢转连接。
131.在本实施例中，当球形喷嘴302的轴线与喷头本体301的轴线共线时，弧形板308沿径向向内凸出，以增大球形喷嘴302角度调节的范围上限。
132.图3示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却机柜的二轴直线模组滑台的立体图。
133.根据本公开可选的一些实施例，如图3所示，雾化冷却机柜还包括二轴直线模组滑台4，二轴直线模组滑台4设置在机架立柱101上，其中，雾化剂喷头3设置在二轴直线模组滑台4的输出端上，雾化剂喷头3通过软管与制冷剂输入管道2连通。
134.在本实施例中，二轴直线模组滑台4能够通过输出端搭载雾化剂喷头3在机柜内同一u位高度的平面内内沿两个方向移动，以便于调整雾化剂喷头3与功能组件的距离和角度。
135.根据本公开的一些实施例，雾化剂喷头3的数量为多个，多个雾化剂喷头3间隔的设置在二轴直线模组滑台4的输出端上，其中，多个雾化剂喷头3的朝向同一目标或不同目标。
136.在本实施例中，可以根据实际需要调整多个雾化剂喷头3的位置，例如，将多个雾化剂喷头3移动至第一功能组件上方对其进行降温冷却；可替换的一种方案，还可以将多个雾化剂喷头3移动至第一功能组件与第二功能组件之间的上方，一部分雾化剂喷头3对准第一功能组件，另一部分雾化剂喷头3对准第二功能组件，同时对两个功能组件进行冷却降温。
137.根据本公开的一些实施例，雾化冷却机柜还包括安装板5，安装板5与二轴直线模组滑台4的输出端连接，安装板5上设置有多个用于安装述雾化剂喷头3的通孔501。
138.根据本公开的一些实施例，安装板5的通孔501呈阵列式排布，也即，多个雾化剂喷头3程阵列式的分布在安装板上，可以根据需求选择开启部分雾化剂喷头3或者全部雾化剂喷头3进行雾化冷却降温，提高冷却效率，降低能耗。
139.图4示意性示出了根据本公开另一实施例的雾化冷却机柜的集液箱及相邻结构的立体图。
140.根据本公开可替换的一些实施例，如图4所示，雾化冷却机柜还包括集液箱6，集液
箱6可拆卸的安装在机架立柱101上，集液箱6与制冷剂输入管道2连通，集液箱6的底面或顶面设置有多个开孔，每个开孔连接一个雾化剂喷头3。
141.根据本公开的一些实施例，开孔呈阵列式分布设置在集液箱6的底面或顶面上。
142.在本实施例中，集液箱6的尺寸大小与功能组件的尺寸大小相当，例如，集液箱6的顶面尺寸与主板的顶面尺寸相当，集液箱6设置在主板的正上方，也即，多个雾化剂喷头3均匀分布在主板的正上方，通过选择开启雾化剂喷头3的数量配合改变雾化剂喷头3的角度，实现对功能组件上多个产热单元的冷却降温，适用性强，可以适用于市面上大部分产品，不需要额外进行调整。
143.根据本公开可选的一些实施例，雾化冷却机柜还包括与开孔相适配的堵头，针对不同的产品，鉴于雾化剂喷头3的有效喷射距离有限，为了提高冷却效率，可以选择适用堵头将集液箱6上部分不适合区域的开孔封堵上，例如，功能组件的的产热单元均位于机柜内的左下角(以面向背板为准)，那么即可将集液箱6的右上角区域内的部分开孔封堵上。
144.根据本公开的一些实施例，雾化冷却机柜还包括安装框架7、转轴8和第二驱动电机(图中未示出)。
145.根据本公开的一些实施例，安装框架7与机架立柱101连接。
146.根据本公开的一些实施例，转轴8沿垂直柜门向外的方向可转动地设置在安装框架7的一侧，其中，集液箱6与转轴8连接，也即，集液箱6能够相对于安装框架7翻转。
147.在本实施例中，部分型号/类型的功能组件竖向安装在机架立柱101上，基于此，可以通过第二驱动电机驱动集液箱6翻转，由水平状态改变成如图4中的竖直状态，以便于对竖向设置在机架立柱101上的功能组件进行冷却降温。
148.根据本公开的一些实施例，第二驱动电机与转轴8传动连接以驱动集液箱6翻转，可选的，传动方式包括齿轮传动。
149.图5示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却机柜的雾化剂喷头角度调整示意图。
150.根据本公开的一些实施例，基于服务器总功率，调节制冷剂流量和超声波雾化，使得制冷量满足服务器制冷要求，具体的，通过软件程序判断当前产热单元的产热量，例如，cpu的功率与温度直接相关，可以通过cpu的当前功率判断cpu当前的温度，进而选择开始对应数量的雾化剂喷头3。
151.根据本公开的一些实施例，基于服务器cpu、内存等主要散热部件，提前确定主要散热部件相对于集液箱6垂直位置；控制系统获取cpu、内存等主要散热部件的功率p部件，根据功率计算所需的制冷量q；cpu、内存等主要散热部件所需喷口的数量用p部件/服务器总功率p总*喷口总数量；基于cpu、内存等主要部件相对于集液箱6的垂直位置，以及所需雾化剂喷头3数量，确定为cpu、内存等主要部件服务的雾化剂喷头3；根据cpu、内存等到集液箱6的垂直距离d，喷口到此位置h，计算获得喷口角度通过第一驱动电机307、旋转基座306和气缸304调节控制每一个雾化剂喷头3的角度，使得每一个陶瓷雾化片303均对准cpu中心区域。基于相类似的策略，其他的产热单元也可做上述处理。
152.图6示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却机柜的集液托盘的立体图。
153.根据本公开的一些实施例，如图6所示，雾化冷却机柜还包括集液托盘9和制冷剂
回流管道。
154.根据本公开的一些实施例，集液托盘9与机架立柱101连接，集液托盘101包括底板和设置在底板周侧的挡板，底板上最低点设置有集液口901，集液托盘9适用于安装在功能组件的下方以收集功能组件上流下的液态制冷剂。
155.根据本公开的一些实施例，制冷剂回流管道与集液口901连通。
156.在本实施例中，雾化剂喷头3喷射出的雾化气流撞击在产热单元上，部分气化并带走产热单元的热量，部分在产热单元上发生碰撞汇聚形成大液滴，该些大液滴从功能组件上流下滴落在集液托盘9，通过集液口901配合制冷剂回流管道回流至制冷剂源循环利用。
157.根据本公开的一些实施例，集液托盘9的数量为两个，其中，另一个集液托盘9安装在机柜本体1的底部。
158.根据本公开的一些实施例，雾化冷却机柜还包括排气口，排气口设置在机柜本体1上，排气口适用于将机柜本体内的混合气体排出，以便于通过气液分离对制冷剂进行循环利用。
159.在本实施例中，机柜本体1内的空间的气体含有气化后的制冷剂，通过排气口将混合气体排出后进行冷凝将气态的制冷剂重新变为液态，并回流至制冷剂源循环利用。
160.图7示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却系统的结构框图。
161.本公开的第二方面提供了一种雾化冷却系统，如图7所示，包括：如上所述的雾化冷却机柜、制冷剂箱10和气液分离装置11。
162.根据本公开的一些实施例，制冷剂箱10与雾化冷却机柜的制冷剂输入管道2连通，制冷机箱10适用于容纳液态制冷剂。
163.根据本公开可选的一些实施例，制冷剂箱10与制冷剂输入管道2之间设置有冷媒泵，用于将制冷剂箱10内的制冷剂泵入雾化剂喷头3内。
164.根据本公开的一些实施例，气液分离装置11分别与雾化冷却机柜的排气口和制冷剂箱10连通，气液分离装置适用于将雾化冷却机柜内的气态制冷剂转为液态制冷剂并回流至制冷剂箱10。
165.根据本公开可选的的一些实施例，制冷剂箱10与气液分离装置之间设置有冷媒泵。
166.根据本公开的一些实施例，雾化冷却系统还包括冷却装置12，冷却装置12包括热交换器13，热交换器13与制冷剂箱10和/或气液分离装置相邻设置，以吸收制冷剂箱10和/或气液分离装置的热量。
167.根据本公开的一些实施例，冷却装置包括压缩机，热交换器13包括冷却管，压缩机制得的低温流体通过冷却管带走制冷剂箱10内制冷剂的热量，降低制冷剂的温度，进而降低雾化制冷剂的温度，提高冷却降温的效果。
168.根据本公开替换的一些实施例，还包括散热风扇，散热风扇与制冷剂箱10相邻设置，散热风扇用于对制冷剂箱10进行降温。
169.根据本公开替换的一些实施例，还包括冷媒风机15，冷媒风机15与气液分离装置的出气口连通，并将气液分离装置分离出来的气体(温度相对较低)作为冷却气体吹向制冷剂箱10对其降温，提高能量的利用率，降低能耗。
170.根据本公开的一些实施例，雾化冷却机柜的数量为多个，也即，一套冷却装置匹配
多个雾化冷却机柜。
171.图8示意性示出了根据本公开实施例的雾化冷却方法的流程图。
172.本公开的第三方面提供了一种雾化冷却方法，如图8所示，包括操作s810～操作s860。
173.根据本公开的一些实施例，操作s810包括：获取待冷却目标的实时的功率数据。
174.根据本公开的一些实施例，操作s820包括：根据功率数据计算获得将待冷却目标温度降低至预设温度所需要的第一冷量。
175.根据本公开的一些实施例，操作s830包括：根据第一冷量、雾化剂喷头的功率以及液态制冷剂的温度计算获得所需要的雾化剂喷头理论数量，将理论数量向上取整获得实际数量。
176.根据本公开的一些实施例，操作s840包括：根据待冷却目标的位置选取中心雾化剂喷头，中心雾化剂喷头与待冷却目标的距离最短，根据实际数量在中心雾化剂喷头的周侧选取其他的待启动的雾化剂喷头。
177.根据本公开的一些实施例，操作s850包括：根据待冷却目标与中心雾化剂喷头、其他的待启动的雾化剂喷头的相对位置计算每一个待启动的雾化剂喷头的转动角度。
178.根据本公开的一些实施例，操作s860包括：根据转动角度调节每一个待启动的雾化剂喷头的球形喷嘴以对准待冷却目标。
179.根据本公开的一些实施例，待冷却目标包括服务器，也可以为具体的产热的功能部件，例如cpu、内存、显卡等。如果待冷却目标为多个，单独将每一个功能部件作为一个待冷却目标处理。
180.根据本公开的一些实施例，除上述主要的产热功能元件之外，服务器内其他的元器件也会产热。上述方法还包括：获取服务器的总功率，将总功率减去上述主要的产热功能部件的功率，获得其他功率，根据其他功率计算其他冷量，根据其他冷量、雾化剂喷头的功率以及液态制冷剂的温度计算获得其他雾化剂喷头的数量，在服务器内间隔、均匀地选取对应数量雾化剂喷头开启，对服务器的其他功能元件进行冷却。
181.图9示意性示出了根据本公开另一实施例的雾化冷却方法的流程图。
182.根据本公开的一些实施例，雾化剂喷头的陶瓷雾化片的驱动电压为可调节的，如图9所示，雾化冷却方法还包括操作s910～操作s940。
183.根据本公开的一些实施例，操作s910包括：获取待冷却目标的功率增值。
184.根据本公开的一些实施例，操作s910包括：根据功率增值计算获得将待冷却目标温度降低至预设温度额外所需要的第二冷量。
185.根据本公开的一些实施例，操作s910包括：根据第二冷量、已启动的雾化剂喷头的当前驱动电压及功率、实际数量计算获得调整策略，调整策略包括已启动的雾化剂喷头驱动电压的调节量和/或实际数量的调节量。
186.根据本公开的一些实施例，操作s910包括：根据调整策略进行调整。
187.根据本公开的一些实施例，功率增值不限于正值，也可以为负值，也即，功率减量，对应的调整策略为降低雾化剂喷头的陶瓷雾化片的驱动电压以及减少雾化剂喷头的数量。
188.至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并
未进行详细说明。此外，上述对各零部件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
189.还需要说明的是，在本公开的具体实施例中，除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的尺寸、范围条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中
±
10％的变化、在一些实施例中
±
5％的变化、在一些实施例中
±
1％的变化、在一些实施例中
±
0.5％的变化。
190.本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
191.以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：
1.一种雾化冷却机柜，其特征在于，包括：机柜本体，包括机架立柱，所述机架立柱适用于安装待冷却的功能组件；制冷剂输入管道，用于输入液态制冷剂；雾化剂喷头，设置在所述机架立柱上，所述雾化剂喷头朝向所述功能组件，所述雾化剂喷头包括：喷头本体，为筒状结构，第一端与所述制冷剂输入管道连通；球形喷嘴，与所述喷头本体第二端的内侧壁密封地转动连接，所述球形喷嘴包括出风口；陶瓷雾化片，设置在所述出风口处，所述陶瓷雾化片适用于将所述喷头本体内的液态制冷剂雾化并喷向所述功能组件；气缸，设置在所述喷头本体内；连杆，两端分别与所述气缸的输出端和所述球形喷嘴的内侧壁铰接；其中，响应于所述气缸的驱动所述连杆带动所述球形喷嘴相对于所述喷头本体在预设角度范围内转动，以改变所述陶瓷雾化片的朝向。2.根据权利要求1所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述连杆与所述球形喷嘴的内侧壁之间为枢转连接；所述雾化剂喷头还包括：旋转基座，可转动的设置在所述喷头本体的内侧壁上，其中，所述气缸设置在所述旋转基座上；以及第一驱动电机，与所述旋转基座传动连接，所述第一驱动电机适用于驱动所述气缸转动以使所述连杆带动所述球形喷嘴相对于所述喷头本体在预设角度范围内转动，从而改变所述陶瓷雾化片的朝向。3.根据权利要求2所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述雾化剂喷头还包括：弧形板，设置在所述球形喷嘴的内侧壁上，其中，所述连杆的一端与所述弧形板枢转连接。4.根据权利要求2所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述雾化冷却机柜还包括：二轴直线模组滑台，设置在所述机架立柱上，其中，所述雾化剂喷头设置在所述二轴直线模组滑台的输出端上，所述雾化剂喷头通过软管与制冷剂输入管道连通。5.根据权利要求4所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述雾化剂喷头的数量为多个，多个所述雾化剂喷头间隔的设置在所述二轴直线模组滑台的输出端上，其中，多个所述雾化剂喷头的朝向同一目标或不同目标。6.根据权利要求5所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述雾化冷却机柜还包括：安装板，与所述二轴直线模组滑台的输出端连接，所述安装板上设置有多个用于安装所述述雾化剂喷头的通孔。7.根据权利要求6所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述安装板的通孔呈阵列式排布。8.根据权利要求2所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述雾化冷却机柜还包括：集液箱，可拆卸的安装在所述机架立柱上，所述集液箱与所述制冷剂输入管道连通，所述集液箱的底面或顶面设置有多个开孔，每个所述开孔连接一个所述雾化剂喷头。
9.根据权利要求8所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述开孔呈阵列式分布设置在所述集液箱的底面或顶面上。10.根据权利要求8所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述机柜本体包括柜门，所述雾化冷却机柜还包括：安装框架，与所述机架立柱连接；转轴，沿垂直所述柜门向外的方向可转动地设置在所述安装框架的一侧，其中，集液箱与所述转轴连接；以及第二驱动电机，与所述转轴传动连接以驱动所述集液箱转动。11.根据权利要求4或8所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述雾化冷却机柜还包括：集液托盘，与所述机架立柱连接，所述集液托盘包括底板和设置在所述底板周侧的挡板，所述底板上最低点设置有集液口，所述集液托盘适用于安装在所述功能组件的下方以收集所述功能组件上流下的液态制冷剂；以及制冷剂回流管道，与所述集液口连通。12.根据权利要求11所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述集液托盘的数量为两个，其中，另一个所述集液托盘安装在所述机柜本体的底部。13.根据权利要求4或8所述的雾化冷却机柜，其特征在于，所述雾化冷却机柜还包括：排气口，设置在所述机柜本体上，所述排气口适用于将所述机柜本体内的混合气体排出，以便于通过气液分离对制冷剂进行循环利用。14.一种雾化冷却系统，其特征在于，包括：如权利要求1～13中任一项所述雾化冷却机柜；制冷剂箱，与雾化冷却机柜的制冷剂输入管道连通，所述制冷机箱适用于容纳液态制冷剂；以及气液分离装置，分别与所述雾化冷却机柜的排气口和所述制冷剂箱连通，所述气液分离装置适用于将所述雾化冷却机柜内的气态制冷剂转为液态制冷剂并回流至所述制冷剂箱。15.根据权利要求14所述的雾化冷却系统，其特征在于，所述雾化冷却系统还包括：冷却装置，包括热交换器，所述热交换器与所述制冷剂箱和/或所述气液分离装置相邻设置，以吸收所述制冷剂箱和/或所述气液分离装置的热量。16.根据权利要求14所述的雾化冷却系统，其特征在于，所述雾化冷却机柜的数量为多个。17.一种雾化冷却方法，其特征在于，包括：获取待冷却目标的实时的功率数据；根据所述功率数据计算获得将所述待冷却目标温度降低至预设温度所需要的第一冷量；根据所述第一冷量、雾化剂喷头的功率以及液态制冷剂的温度计算获得所需要的雾化剂喷头理论数量，将所述理论数量向上取整获得实际数量；根据所述待冷却目标的位置选取中心雾化剂喷头，所述中心雾化剂喷头与所述待冷却目标的距离最短，根据所述实际数量在所述中心雾化剂喷头的周侧选取其他的待启动的雾化剂喷头；
根据所述待冷却目标与所述中心雾化剂喷头、其他的待启动的雾化剂喷头的相对位置计算每一个待启动的雾化剂喷头的转动角度；以及根据所述转动角度调节每一个待启动的雾化剂喷头的球形喷嘴以对准所述待冷却目标。18.根据权利要求17所述的雾化冷却方法，其特征在于，所述雾化剂喷头的陶瓷雾化片的驱动电压为可调节的，所述雾化冷却方法还包括：获取待冷却目标的功率增值；根据所述功率增值计算获得将所述待冷却目标温度降低至预设温度额外所需要的第二冷量；根据所述第二冷量、已启动的雾化剂喷头的当前驱动电压及功率、所述实际数量计算获得调整策略，所述调整策略包括已启动的雾化剂喷头驱动电压的调节量和/或实际数量的调节量；以及根据所述调整策略进行调整。

技术总结
本公开提供了一种雾化冷却机柜、系统及雾化冷却方法，可以应用于数据中心及金融技术领域，雾化冷却机柜包括：机柜本体，包括机架立柱；制冷剂输入管道，用于输入液态制冷剂；雾化剂喷头，设置在机架立柱上，雾化剂喷头朝向功能组件，雾化剂喷头包括：喷头本体，为筒状结构，第一端与制冷剂输入管道连通；球形喷嘴，与喷头本体第二端的内侧壁密封地转动连接，球形喷嘴包括出风口；陶瓷雾化片，设置在出风口处，陶瓷雾化片适用于将喷头本体内的液态制冷剂雾化并喷向功能组件；气缸，设置在喷头本体内；连杆，两端分别与气缸的输出端和球形喷嘴的内侧壁铰接；响应于气缸的驱动连杆带动球形喷嘴相对于喷头本体转动，以改变陶瓷雾化片的朝向。向。向。


技术研发人员：王超
受保护的技术使用者：中国工商银行股份有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/13