一种双相冷板液冷系统的监控方法及监控装置与流程

1.本发明涉及冷媒泄露监控领域，尤其涉及一种双相冷板液冷系统的监控方法及装置。


背景技术：

2.目前双相冷板液冷技术在数据中心的应用案例较少，规模也偏小。当双相冷板液冷系统发生冷媒泄露时，往往采用简易手持式检漏仪逐柜逐节点定位检测(检测空间中的卤素浓度)，时间较长，效率太低，且投入成本较高；并且，定位时间过长容易导致系统冷媒泄漏量过大而来不及补充，从而导致系统蒸发器干烧现象，严重的将影响冷却对象的可靠性。此外，采用手持式检漏仪定位泄露节点，也难以判断泄漏量大小，运行人员只能通过经验判断是否需要立即切除泄露节点的管路，这样对运行人员要求较高，容易造成误判。
3.因此，现亟需一种更加准确且可靠的监控方法或装置，用于实现对双相冷板液冷系统冷媒泄露的监控。


技术实现要素：

4.为了更加准确且可靠的对双相冷板液冷系统冷媒泄露的监控。在本发明的一个方面，提出了一种双相冷板液冷系统的监控方法，所述方法包括：获取所述双相冷板液冷系统的循环泵出口处的冷媒温度以及设置于所述双相冷板液冷系统的蒸发器附近的带有内部温度传感器的cpu的功耗；根据所述循环泵出口处的冷媒温度以及所述cpu的功耗获得所述cpu的第一cpu结温度；通过所述内部温度传感器获得所述cpu的第二cpu节温度；根据所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度之间的差值变化判断所述双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况。
5.在一个或多个实施例中，所述根据所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度之间的差值变化判断所述双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况，包括：当所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度的差值大于第一预设值，且保持预设时间时，判断所述双相冷板液冷系统发生轻微冷媒泄露。
6.在一个或多个实施例中，所述根据所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度之间的差值变化判断所述双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况，包括：当所述第一cpu结温度先大于所述第二cpu结温度，而后所述第二cpu结温度迅速增大且所述第二cpu结温度与所述第一cpu结温度的差值大于第二预设值时，判断所述双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露。
7.在一个或多个实施例中，所述方法还包括：当判断所述双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露时，控制所述双相冷板液冷系统切除发生严重冷媒泄露的管路。
8.在一个或多个实施例中，所述方法还包括：获取所述双相冷板液冷系统的多个连接器附近的多个冷媒管壁温度；基于所述多个冷媒管壁温度确定冷媒泄露位置。
9.在本发明的第二方面，提出了一种双相冷板液冷系统的监控系统，包括：多个温度传感器，所述多个传感器中至少包含一个设置于所述双相冷板液冷系统的循环泵出口处的
配置用于检测冷媒温度的冷媒温度传感器；以及处理模块，所述处理模块至少配置用于获取所述双相冷板液冷系统的循环泵出口处的冷媒温度以及设置于所述双相冷板液冷系统的蒸发器附近的带有内部温度传感器的cpu的功耗；根据所述循环泵出口处的冷媒温度以及所述cpu的功耗获得所述cpu的第一cpu结温度；通过所述内部温度传感器获得所述cpu的第二cpu节温度；并根据所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度之间的差值变化判断所述双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况。
10.在一个或多个实施例中，所述处理模块还配置用于：当所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度的差值大于第一预设值，且保持预设时间时，判断所述双相冷板液冷系统发生轻微冷媒泄露。
11.在一个或多个实施例中，所述处理模块还配置用于：当所述第一cpu结温度先大于所述第二cpu结温度，而后所述第二cpu结温度迅速增大且所述第二cpu结温度与所述第一cpu结温度的差值大于第二预设值时，判断所述双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露。
12.在一个或多个实施例中，所述处理模块还配置用于：当判断所述双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露时，控制所述双相冷板液冷系统切除发生严重冷媒泄露的管路。
13.在一个或多个实施例中，所述多个传感器还包括设置于所述双相冷板液冷系统的连接器附近的冷媒管壁上的多个传感器，所述处理模块还配置用于：获取所述双相冷板液冷系统的多个连接器附近的多个冷媒管壁温度；基于所述多个冷媒管壁温度确定冷媒泄露位置。本发明的有益效果包括：本发明利用了冷却对象和冷却系统之间具有较强的耦合关系，将冷却对象——带内部温度传感器的cpu作为一种反映冷却系统状态的器件而设计了一种双相冷板液冷系统的监控方法；本发明的方法不但能够较为准确的判断双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况(轻微或严重)，而且由于该方法的实施仅需应用较为廉价的温度传感器，从而使得硬件投入成本也更加低廉，更便于推广实施。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
15.图1为本发明的一种双相冷板液冷系统的监控方法的工作流程图；
16.图2为本发明的双相冷板液冷系统的监控系统的使用参考图。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
18.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
19.图1为本发明的一种双相冷板液冷系统的监控方法的工作流程图。如图1所示，本发明的双相冷板液冷系统的监控方法的工作流程包括：步骤s1、获取双相冷板液冷系统的
循环泵出口处的冷媒温度以及设置于双相冷板液冷系统的蒸发器附近的带有内部温度传感器的cpu的功耗；步骤s2、根据循环泵出口处的冷媒温度以及cpu的功耗获得cpu的第一cpu结温度；步骤s3、通过内部温度传感器获得cpu的第二cpu节温度；步骤s4、根据第一cpu结温度与第二cpu结温度之间的差值变化判断双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况。
20.本发明的原理包括：一方面，双相冷板液冷系统中的冷媒时刻处于两相流态，当双相冷板液冷系统正常工作时，两相流态处于饱和状态，此时冷媒管内处于同一位置处的冷媒温度与冷媒的蒸发温度对应于饱和的两相流态而具有稳定的对应关系。当双相冷板液冷系统发生冷媒泄露时，将会打破两相流态的饱和状态，进而使得冷媒温度与冷媒的蒸发温度之间的稳定关系被破坏。
21.另一方面，cpu的真实结温度可以由cpu的内部温度传感器直接获得，其中，内部温度传感器为内置在cpu内部的温度传感器；另外，cpu的结温度也可以由以下公式计算获得：
22.cpu结温度1＝冷媒的蒸发温度+cpu到冷板的热阻*cpu功耗
23.若将上述公式中的冷媒的蒸发温度替换为冷媒温度时可以获得：
24.cpu结温度2＝冷媒温度+cpu到冷板的热阻*cpu功耗；
25.由上述可知，当双相冷板液冷系统正常工作时冷媒温度与冷媒的蒸发温度之间具有稳定的对应关系，因此，cpu结温度1与cpu结温度2的差值也是稳定的。
26.当双相冷板液冷系统发生冷媒泄露时，冷媒温度与冷媒的蒸发温度之间的稳定关系被打破，从而导致cpu结温度1与cpu结温度2的差值也相应的不再稳定，从而可以根据二者之间的差值变化来判断双相冷板液冷系统是否发生了冷媒泄露。
27.在本发明的上述实施例中，为了使得第一cpu结温度与第二cpu结温度之间的差值变化更为明显，本发明还特定选择了循环泵出口处的冷媒温度。其原因是，冷媒的蒸发温度和冷媒温度还将会受到冷媒管的内部压力影响，而循环泵出口处的压力较蒸发器处的压力更为稳定，因此，当发生冷媒泄露时，在饱和状态被打破以及内部压力的双重影响下将会使得第一cpu结温度与第二cpu结温度之间的差值变化更为明显。
28.需说明的是，上述实施例为本发明的一种优选实施例，在其它实施例中，将冷媒温度传感器设置于其它位置来获取冷媒温度，并用之计算第一cpu结温度也是可以的，对应方案也应当在本发明的保护范围之内。
29.在一个实施例中，根据第一cpu结温度与第二cpu结温度之间的差值变化判断双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况，包括：当第一cpu结温度与第二cpu结温度的差值大于第一温度阈值，且保持预设时间时，判断双相冷板液冷系统发生轻微冷媒泄露。
30.在本实施例中，当发生轻微冷媒泄露时，蒸发器的内部压力将会降低，一方面，将会导致蒸发器内部的冷媒的蒸发温度随之降低，进而使得冷媒提前气化吸热，从而使得冷却对象——带内部温度传感器的cpu的结温度降低(即第二cpu结温度将会降低)；另一方面，由于循环泵出口处的压力几乎不受影响，因此，循环泵出口处的冷媒温度将较为稳定(即第一cpu结温度几乎不变)，并且为排除正常的波动，当第一cpu结温度减去第二cpu结温度的差值大于第一预设值时，即表明双相冷板液冷系统发生了冷媒泄露，而当该状态能够保持预设时间时，即说明发生的冷媒泄露程度较轻。
31.在进一步的实施例中，当发生轻微冷媒泄露时，还可以向对应的监控中心发出警报，以提醒相关维护人员进行泄露排除。
32.在另一个实施中，当第一cpu结温度先大于第二cpu结温度，而后第二cpu结温度迅速增大且第二cpu结温度与第一cpu结温度的差值大于第二预设值时，判断双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露。
33.在本实施例中，在第一cpu结温度先大于第二cpu结温度的过程中，其原理与前一个实施中的原理相同，不同的是，由于冷媒泄露较为严重时，将会导致蒸发器内的冷媒不足，从而导致散热不足，进而导致第二cpu结温度在先降低后迅速升高，直至大于第一cpu结温度。
34.在进一步的实施例中，当发生严重冷媒泄露时，还可以控制双相冷板液冷系统切除发生严重冷媒泄露的管路以避免冷媒的大量流失，避免冷却对象因过热而导致更加严重的事故；同时向对应的监控中心发出警报，以提醒相关维护人员进行泄露排除。
35.在上述各实施中，本发明利用了冷却对象和冷却系统之间具有较强的耦合关系，将冷却对象——带内部温度传感器的cpu作为一种反映冷却系统状态的器件而设计了一种双相冷板液冷系统的监控方法；本发明的方法不但能够较为准确的判断双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况(轻微或严重)，而且由于该方法的实施仅需应用较为廉价的温度传感器，从而使得硬件投入成本也更加低廉，更便于推广实施。
36.在另一个实施例中，为了能够辅助快速定位冷媒泄露位置以便于泄露排除，本发明的双相冷板液冷系统的监控方法还包括：获取双相冷板液冷系统的多个连接器附近的多个冷媒管壁温度；基于多个冷媒管壁温度确定冷媒泄露位置。
37.在本实施例中，冷媒的泄露位置大多发生在双相冷板液冷系统的连接器处，因此，在各连接器处，一旦发生冷媒泄露，泄露的冷媒会迅速气化吸热，从而使得冷媒泄露位置附近的冷媒管壁温度迅速降低，通过对比多个连接器处的温度即可快速确定冷媒的泄露位置。
38.在本发明的第二方面，提出了一种双相冷板液冷系统的监控系统。图2为本发明的双相冷板液冷系统的监控系统的使用参考图。如图2所示，双相冷板液冷系统由冷凝器、循环泵、多个蒸发器、多个连接器以及冷媒管路(未具体示出)组成。本发明的监控系统包括：多个温度传感器1，多个传感器中1至少包含一个设置于双相冷板液冷系统的循环泵出口处的配置用于检测冷媒温度的冷媒温度传感器3；以及处理模块2，处理模块2至少配置用于获取双相冷板液冷系统的循环泵出口处的冷媒温度以及设置于双相冷板液冷系统的蒸发器附近的带有内部温度传感器的cpu的功耗；根据循环泵出口处的冷媒温度以及cpu的功耗获得cpu的第一cpu结温度；通过内部温度传感器获得cpu的第二cpu节温度；并根据第一cpu结温度与第二cpu结温度之间的差值变化判断双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况。
39.在一个实施例中，处理模块2还配置用于：当第一cpu结温度与第二cpu结温度的差值大于第一预设值，且保持预设时间时，判断双相冷板液冷系统发生轻微冷媒泄露。
40.在一个实施例中，处理模块2还配置用于：当第一cpu结温度先大于第二cpu结温度，而后第二cpu结温度迅速增大且第二cpu结温度与第一cpu结温度的差值大于第二预设值时，判断双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露。
41.在一个实施例中，处理模块2还配置用于：当判断双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露时，控制双相冷板液冷系统切除发生严重冷媒泄露的管路。
42.在一个实施例中，多个传感器1还包括设置于双相冷板液冷系统的连接器附近的
冷媒管壁上的多个传感器，处理模块2还配置用于：获取双相冷板液冷系统的多个连接器附近的多个冷媒管壁温度；基于多个冷媒管壁温度确定冷媒泄露位置。
43.在上述各实施中，本发明利用了冷却对象和冷却系统之间具有较强的耦合关系，将冷却对象——带内部温度传感器的cpu作为一种反映冷却系统状态的器件而设计了一种双相冷板液冷系统的监控装置；本发明的装置不但能够较为准确的判断双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况(轻微或严重)，而且由于该装置仅需应用较为廉价的温度传感器，从而使得硬件投入成本也更加低廉，更便于推广实施。
44.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
45.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
46.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
47.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.一种双相冷板液冷系统的监控方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述双相冷板液冷系统的循环泵出口处的冷媒温度以及设置于所述双相冷板液冷系统的蒸发器附近的带有内部温度传感器的cpu的功耗；根据所述循环泵出口处的冷媒温度以及所述cpu的功耗获得所述cpu的第一cpu结温度；通过所述内部温度传感器获得所述cpu的第二cpu节温度；根据所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度之间的差值变化判断所述双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况。2.根据权利要求1所述的双相冷板液冷系统的监控方法，其特征在于，所述根据所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度之间的差值变化判断所述双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况，包括：当所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度的差值大于第一预设值，且保持预设时间时，判断所述双相冷板液冷系统发生轻微冷媒泄露。3.根据权利要求1所述的双相冷板液冷系统的监控方法，其特征在于，所述根据所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度之间的差值变化判断所述双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况，包括：当所述第一cpu结温度先大于所述第二cpu结温度，而后所述第二cpu结温度迅速增大且所述第二cpu结温度与所述第一cpu结温度的差值大于第二预设值时，判断所述双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露。4.根据权利要求3所述的双相冷板液冷系统的监控方法，其特征在于，所述方法还包括：当判断所述双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露时，控制所述双相冷板液冷系统切除发生严重冷媒泄露的管路。5.根据权利要求1所述的双相冷板液冷系统的监控方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述双相冷板液冷系统的多个连接器附近的多个冷媒管壁温度；基于所述多个冷媒管壁温度确定冷媒泄露位置。6.一种双相冷板液冷系统的监控系统，其特征在于，包括：多个温度传感器，所述多个传感器中至少包含一个设置于所述双相冷板液冷系统的循环泵出口处的配置用于检测冷媒温度的冷媒温度传感器；以及处理模块，所述处理模块至少配置用于获取所述双相冷板液冷系统的循环泵出口处的冷媒温度以及设置于所述双相冷板液冷系统的蒸发器附近的带有内部温度传感器的cpu的功耗；根据所述循环泵出口处的冷媒温度以及所述cpu的功耗获得所述cpu的第一cpu结温度；通过所述内部温度传感器获得所述cpu的第二cpu节温度；并根据所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度之间的差值变化判断所述双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况。7.如权利要求6所述的液冷系统的监控系统，其特征在于，所述处理模块还配置用于：当所述第一cpu结温度与所述第二cpu结温度的差值大于第一预设值，且保持预设时间时，判断所述双相冷板液冷系统发生轻微冷媒泄露。8.如权利要求6所述的液冷系统的监控系统，其特征在于，所述处理模块还配置用于：
当所述第一cpu结温度先大于所述第二cpu结温度，而后所述第二cpu结温度迅速增大且所述第二cpu结温度与所述第一cpu结温度的差值大于第二预设值时，判断所述双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露。9.如权利要求8所述的液冷系统的监控系统，其特征在于，所述处理模块还配置用于：当判断所述双相冷板液冷系统发生严重冷媒泄露时，控制所述双相冷板液冷系统切除发生严重冷媒泄露的管路。10.如权利要求6所述的液冷系统的监控系统，其特征在于，所述多个传感器还包括设置于所述双相冷板液冷系统的连接器附近的冷媒管壁上的多个传感器，所述处理模块还配置用于：获取所述双相冷板液冷系统的多个连接器附近的多个冷媒管壁温度；基于所述多个冷媒管壁温度确定冷媒泄露位置。

技术总结
本发明提出一种双相冷板液冷系统的监控方法及监控装置；其中，方法包括：获取双相冷板液冷系统的循环泵出口处的冷媒温度以及设置于双相冷板液冷系统的蒸发器附近的带有内部温度传感器的CPU的功耗；根据循环泵出口处的冷媒温度以及CPU的功耗获得CPU的第一CPU结温度；通过内部温度传感器获得CPU的第二CPU节温度；根据第一CPU结温度与第二CPU结温度之间的差值变化判断双相冷板液冷系统的冷媒泄露情况。本发明利用了冷却对象和冷却系统之间具有较强的耦合关系，将冷却对象——带内部温度传感器的CPU作为一种反映冷却系统状态的器件而设计了一种双相冷板液冷系统的监控方法，能够以较低成本实现对冷媒泄露情况的准确监控。以较低成本实现对冷媒泄露情况的准确监控。以较低成本实现对冷媒泄露情况的准确监控。


技术研发人员：朱欢来
受保护的技术使用者：苏州浪潮智能科技有限公司
技术研发日：2022.02.09
技术公布日：2022/5/25