一种热交换设备及液冷系统的制作方法

1.本技术实施例涉及液冷技术领域，具体涉及一种热交换设备及液冷系统。


背景技术：

2.随着云计算和大数据技术的蓬勃发展，it设备性能的逐步提高导致其功耗不断增加,特别是作为服务器关键部件的cpu，随着性能提升功耗增加非常显著。传统风冷散热技术已无法满足现代数据中心对更高性能、更低能耗的追求。数据中心冷却技术的解决方案逐渐向电子设备越来越靠近。贴近热源，就近制冷成为技术发展趋势，随着芯片冷板及冷却液强化换热的技术发展完善，液冷成为业界新一轮的热点。
3.目前，液冷系统中的异常处理方式功能比较单一，现有液冷系统的异常处理方式的方案中，主要是通过控制装置关闭出现异常的冷却液分配单元，这就会使整体管路的冷却液流量下降，从而导致液冷效果降低的问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术实施例提供了一种热交换设备及液冷系统，能够使液冷系统处理异常后的冷却液流量与出现异常前液冷系统的流量保持一致，从而获得稳定的液冷效果。
5.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种热交换设备，所述热交换设备包括控制装置和至少两个换热装置；每个所述换热装置的冷冻液输入端用于并联在冷却塔的输出端，每个所述换热装置的冷冻液输出端用于并联在所述冷却塔的输入端；每个所述换热装置的冷却液输入端用于并联在液冷机柜的输出端，每个所述换热装置的冷却液输出端用于并联在所述液冷机柜的输入端；每个所述换热装置上均设置有流量调节器，所述流量调节器用于调节其所在所述换热装置中冷却液的流量，所述流量调节器与所述控制装置电连接；所述控制装置用于记录冷却液标准流量，并在检测到其中部分换热装置工作异常时，控制工作异常的换热装置上的流量调节器关闭，以使所述工作异常的换热装置停止工作；所述控制装置还用于控制其余工作正常的换热装置的流量调节器，使每一个所述工作正常的换热装置平均分配所述冷却液标准流量。
6.本技术实施例通过控制装置获取换热装置的异常信息，当获取到异常信息时，关闭出现异常的换热装置上的流量调节器，同时控制工作正常的换热装置上的流量调节器调节流量，保证出现异常时，该热交换设备还可维持正常的液冷效果，且运行过程稳定可靠，具备优秀的抗干扰能力和异常情况处理能力。
7.在一些实施例中，每个所述换热装置的冷却液输入端并联于冷却液输出主管路的一端，所述冷却液输出主管路的另一端用于与所述液冷机柜的输出端连接；所述冷却液输出主管路上设置有第一温度传感器和整体管路流量计，所述温度传感器和所述整体管路流量计均与所述控制装置电连接；所述控制装置用于获取所述第一温度传感器检测的冷却液温度，判断所述冷却液温度是否高于预设温度，若是，则控制所述流量调节器增大冷却液流
量，直至所述第一温度传感器检测的冷却液温度降至所述预设温度，并在所述第一温度传感器检测的冷却液温度降至预设温度时，记录所述整体管路流量计检测的冷却液流量，将其作为所述冷却液标准流量。通过液冷机柜的冷却液输出端的冷却液温度信息直接反映液冷效果，同时将该温度降至预设值时的整体管路流量作为冷却液标准流量，直观且实现起来简单可控。
8.在一些实施例中，每个所述换热装置的冷却液输入端并联于冷却液输出主管路的一端，所述冷却液输出主管路的另一端用于与所述液冷机柜的输出端连接，每个所述换热装置的冷却液输出端并联于冷却液输入主管路的一端，所述冷却液输入主管路的另一端用于与所述液冷机柜的输入端连接；所述冷却液输出主管路上设置有第一温度传感器和整体管路流量计，所述冷却液输入主管路上设置有第二温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述整体管路流量计均与所述控制装置电连接；所述控制装置用于获取所述第一温度传感器和第二温度传感器检测的冷却液温度，在所述第一温度传感器检测的冷却液温度和第二温度传感器检测的冷却液温度的差值大于预设温度差值时，控制所述流量调节器增大冷却液流量，直至所述第一温度传感器检测的冷却液温度和所述第二温度传感器检测的冷却液温度的差降至所述预设温度差值，在所述第一温度传感器检测的冷却液温度和第二温度传感器检测的冷却液温度的差值小于所述预设温度差值时，控制所述流量调节器减小冷却液流量，直至所述第一温度传感器检测的冷却液温度和所述第二传感器检测的冷却液温度的差值增至所述预设温度差值；所述控制装置还用于在所述第一温度传感器检测的冷却液温度和所述第二温度传感器检测的冷却液温度之间的差值等于所述预设温度差值时，记录所述整体管路流量计检测的冷却液流量，将其作为所述冷却液标准流量。通过液冷机柜冷却液输入端和输出端的温度差值调节流量，可以平衡冷却液输入管路和输出管路的稳定性，降低损耗。
9.在一些实施例中，所述控制装置还用于在所述工作异常的换热装置处于异常状态的时间达到预设时间时，向所述工作异常的换热装置发起检测，若所述工作异常的换热装置恢复正常，则控制恢复正常工作的换热装置的流量调节器和其余工作正常的换热装置的流量调节器，以使所述恢复正常工作的换热装置和所述工作正常的换热装置平均分配所述冷却液标准流量。提高了抗干扰性能和自适应恢复能力。
10.在一些实施例中，所述换热装置还包括电源转换装置、备用电源装置和选通装置，所述选通装置与所述电源转换装置、所述备用电源装置及所述控制装置电连接，所述电源转换装置用于将输入的外接电压变压后通过所述电源选通装置提供给所述控制装置；所述控制装置用于在检测到输入所述电源转换装置的外接电压出现异常时，控制所述选通装置切换至所述备用电源装置，以使所述备用电源装置通过所述选通装置给所述控制装置供电，并控制出现异常的电源转换装置所在的换热装置的流量调节器关闭。通过添加备用电源的方式处理电源异常，增强了对突发状况的抗风险能力。
11.在一些实施例中，所述控制装置包括多个控制器，所述控制器的数量与所述换热装置的数量相等，且一一对应设置于所述换热装置上，多个所述控制器之间电连接，所述控制器与其所在的换热装置上的流量调节器对应电连接；所述控制器还用于在与其对应的流量调节器的电流或电压超过额定值时，确定与其对应的流量调节器工作异常，并控制工作异常的流量调节器关闭，所述控制器还用于通知其余控制器控制与其对应的流量调节器，
以使其余换热装置平均分配所述冷却液标准流量。
12.在一些实施例中，每个所述换热装置的冷却液管路上设置换热管路流量计，每个所述换热装置上的换热管路流量计和控制器对应电连接；所述控制器用于在检测到与其对应的流量调节器的电流或电压超过额定值后，获取与其对应的换热管路流量计检测的流量，若与其对应的换热管路流量计检测的流量与其它控制器对应的换热管路流量计检测的流量不一致，则确定其所在的换热装置工作异常，并控制与其对应的流量调节器关闭。通过判断流量计检测的冷却液信息是否一致，可以有效防止流量调节器误报异常信息。
13.在一些实施例中，所述换热装置还包括漏液处理装置，所述漏液处理装置与所述控制装置电连接，所述漏液处理装置用于收集其所在的换热装置泄漏的冷却液，并在收集的冷却液达到预设量时向所述控制装置发送工作异常信息；所述控制装置用于在接收到所述工作异常信息时，控制所述工作异常信息对应的换热装置上的流量调节器关闭。通过对漏液情况的处理，可以收集已泄露的冷却液避免浪费并阻止冷却液的进一步流失。
14.在一些实施例中，所述换热装置还包括显示器，所述显示器与所述控制装置电连接，所述显示器用于接收并显示所述热交换设备的工作信息，包括：所述整体管路流量计、所述换热管路流量计、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器检测的冷却液流量和冷却液温度；所述换热装置出现异常时由所述控制装置发出的报警信息；所述换热装置处于工作异常的状态达到预设时间时由所述控制装置发出的严重报警信息。通过对报警信息的分级，方便维修人员判断故障的严重程度，针对性地做出维修。
15.根据本技术实施例的另一方面，提供了一种液冷系统，包括：冷却塔、液冷机柜和如上任意一项所述的热交换设备；每个所述换热装置的冷冻液输入端并联在所述冷却塔的输出端，每个所述换热装置的冷冻液输出端并联在所述冷却塔的输入端；每个所述换热装置的冷却液输入端并联在所述液冷机柜的输出端，每个所述换热装置的冷却液输出端并联在所述液冷机柜的输入端。
16.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
18.图1示出了本发明实施例提供的带有热交换设备的液冷系统结构示意图；
19.图2示出了本发明另一实施例提供的带有热交换设备的液冷系统的结构示意图；
20.图3示出了本发明实施例提供的热交换设备中电源相关模块的结构示意图；
21.图4示出了本发明实施例提供的热交换设备中部分组件的模块化结构示意图；
22.图5使出了本发明实施例提供的热交换设备中漏液处理装置的模块化结构示意图。
23.具体实施方式中的附图标号如下：
24.100、热交换设备；110、控制装置；111、控制器；120、换热装置；1211、冷冻液输入
端；1212、冷冻液输出端；1221、冷却液输入端；1222、冷却液输出端；1230、流量调节器；131、冷却液输入主管路；132、冷却液输出主管路；141、第一温度传感器；142、整体管路流量计；143、第二温度传感器；144、换热管路流量计；151、电源转换装置；152、备用电源装置；153、选通装置；160、漏液处理装置；161、集液盘；162、集液罐；163、浮球开关；170、显示器；
25.200、冷却塔；201、冷却塔的输出端；202、冷却塔的输入端；
26.300、液冷机柜；301、液冷机柜的输入端；302、液冷机柜的输出端；
27.1000、液冷系统。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
30.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
32.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：存在a，同时存在a和b，存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
33.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
34.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
35.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
36.浸没式液冷系统中主要包含一次侧换热部分和二次侧换热部分，冷却液分配单元
(coolant distribution unit，cdu，以下均简称cdu)作为一次侧和二次侧的连接桥梁。一次侧冷冻水系统把冷冻水运送到cdu进行热交换，使得冷却液温度降低后循环到装载有冷却设备的机柜，吸收热量的冷冻水通过管路循环回到冷却塔；二次侧冷却液系统将降温后的冷却液运送到机柜内，把发热部件，例如cpu、gpu等的热量吸收后运送回cdu，完成热量交换工作。
37.cdu作为一次侧和二次侧的连接桥梁，在整个液冷系统中起着至关重要的作用。一旦cdu涉及换热的部件出现异常导致cdu内的冷却液无法正常流通时，整个液冷系统将面临瘫痪的风险，进一步发热部件产生的热量可能导致发热部件过热烧坏，产生难以估量的损失。因此在液冷系统设计时，cdu的冗余设计就显得尤为重要，采用多个cdu并联组合的方式，可以保证单个cdu出现问题时，系统可以正常运转。
38.然而在实际使用中，某个cdu出现故障时，出现故障的cdu将被关闭，导致液冷系统整体流经发热部件的冷却液流量减小，冷却液流量减小从而削弱了冷却液对发热部件的液冷效率，发热部件仍然会有过热的风险。
39.基于以上考虑，为了保证某个或某部分cdu出现故障时，还能维持原有的冷却效果，本技术发明人提出来一种热交换设备，该液冷系统包括控制装置和至少两个换热装置；控制装置用于获取热交换设备整体的冷却液标准流量信息和换热装置的运行异常信息，并在检测到异常信息时控制出现异常信息的换热装置停止工作，其他换热装置还可以正常工作保证液冷系统继续运转。同时控制其余可以正常工作的换热装置增大流量直至达到热交换设备整体需要达到冷却液标准流量，可以使出现异常后的热交换设备的整体冷却液流量与出现异常前一致，在工作人员无法及时维修时该热交换设备能维持正常的冷却效果，从而降低了因热交换设备故障导致发热部件过热损坏的风险。因此该热交换设备运行稳定，抗故障性能优秀，具有广阔的前景和良好的实用价值。
40.本技术实施例公开的热交换设备可以但不限用于机房、医院、工厂实验室等场所，特别是在那些要求精确度高、热量敏感的场合，还可以用于任何需要贴近热源、就地制冷的场所，例如工业领域的高功率设备，数据中心服务器、高性能计算机等大型数字设备，交通工具的发动机等各种需要进行高效降温的场所和设备。请参阅图1，图1示出了本发明热交换设备实施例的示意图，热交换设备100包括：控制装置110和至少两个换热装置120，换热装置120可以为cdu；每个换热装置120的冷冻液输入端1211用于并联在冷却塔的输出端201，每个换热装置120的冷冻液输出端1212用于并联在冷却塔的输入端202；每个换热装置120的冷却液输入端1221用于并联在液冷机柜的输出端302，每个换热装置120的冷却液输出端1222用于并联在液冷机柜的输入端301；每个换热装置120上均设置有流量调节器1230，流量调节器1230用于调节其所在换热装置120中冷却液的流量，流量调节器1230与控制装置110电连接；控制装置110用于记录冷却液标准流量，并在检测到其中部分换热装置120工作异常时，控制工作异常的换热装置120上的流量调节器1230关闭，以使工作异常的换热装置120停止工作；控制装置110还用于控制其余工作正常的换热装置120的流量调节器1230，使每一个工作正常的换热装置120平均分配冷却液标准流量。冷冻液可以为各种吸热效果好的液体，在此不做限定。如图1所示，包含本技术实施例的热交换设备的液冷系统包含冷冻液一次侧换热部分和冷却液二次侧换热部分，该热交换设备作为一次侧和二次侧的连接桥梁。作为一次侧换热部分的冷却塔200把冷冻液通过冷却塔的输出端201分别运送
到每个换热装置中与冷却液进行热交换，冷冻液在换热装置120中吸收冷却液的热量后通过冷却塔的输入端202被运送回冷却塔200，冷却塔200是用水作为循环冷却剂，从cdu中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置，将在cdu吸收热量运送回冷却塔的水喷洒在空气中，利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量，冷却后的水落回冷却塔内，冷却塔一般设置在室外，在此不做限定。作为二次侧换热部分的液冷机柜300把通过液冷机柜的输出端302吸收热量后的冷却液运送到换热装置120进行换热，温度降低后的冷却液通过液冷机柜的输入端301被运送回液冷机柜300继续吸收发热部件的热量。冷却液从液冷机柜中流过时源源不断吸收发热部件的热量，冷却液常用的介质有去离子水、醇基溶液、氟碳类工质、矿物油或硅油等多种类型，在此不做限定
，
这些液体的载热能力、导热能力和强化对流换热系数远大于空气，本技术实施例优选氟化液作为冷却液，其良好的导热性、电绝缘性和化学惰性，非常适用于超级计算机的敏感电子元器件吸热。具体可以为一个控制装置110控制多个换热装置120，还可以为一个控制装置110控制多个子控制单元，每个子控制单元分别控制一个换热装置120，在此不做限定。本技术实施例中选用plc可编程逻辑控制器作为控制装置110，plc与换热装置之间通过rs485进行通信，rs485是一种常见的总线方式。rs485总线标准规定了总线接口的电气特性标准即对于2个逻辑状态的定义：正电平在+2v～+6v之间，表示一个逻辑状态；负电平在-2v～-6v之间，则表示另一个逻辑状态；数字信号采用差分传输方式，能够有效减少噪声信号的干扰。流量调节器1230可以使用泵，通过调节泵的功率控制流量，流量调节器1230也可通过阀门控制流量，在此不做限定。
41.如图1所示，当换热装置120的数量为两个时，控制装置110获取并记录整体管路的冷却液标准流量，控制两个换热装置120的流量调节器1230调节流量，同时对每个换热装置120的流量进行监控，每个换热装置120的流量是否相等且每个换热装置120的流量相加等于冷却液标准流量，若否则控制每个换热装置120继续调节流量，若是则保持当流量工作，以使两个换热装置120平均分摊标准流量，若换热装置120的冷却液流量不一致时，在换热装置的冷却液管道并联处，可能会出现流量大的换热装置120的管道内的冷却液倒灌进流量小的换热装置120的管道内，因此每个换热装置120平均分配冷却液标准流量可以平衡流量，避免换热装置120由于冷却液流量不一致时可能出现的冷却液对冲、倒流等紊乱情况，使热交换设备100的整体流量更稳定。当控制装置110获取到某个换热装置120的异常信息时，控制工作异常的换热装置120的流量调节器1230关闭，同时控制工作正常的换热装置120的流量调节器1230并监控该工作正常的换热装置120的冷却液流量，判断该工作正常的换热装置的冷却液流量是否等于冷却液标准流量，若否则继续调节流量调节器1230直至该工作正常的换热装置120的流量达到冷却液标准流量，若是则保持当前冷却液流量工作。如图2所示，当换热装置120的数量为三个时，控制工作异常的换热装置120的流量调节器1230关闭，同时控制其余工作正常的换热装置120的流量调节器1230并监控其余工作正常的换热装置120的冷却液流量，判断其余每个工作正常的换热装置的冷却液流量是否相等且其余每个工作正常的换热装置120的流量相加等于冷却液标准流量，若否则继续调节流量调节器1230直至该工作正常的换热装置120的流量达到冷却液标准流量，若是则保持当前冷却液流量工作；使得工作正常的换热装置120的流量平均分摊冷却液标准流量。由上述方式可类推至三个以上的换热装置120如何工作，当不止一个换热装置120出现异常时，控制装置110也可按照上述过程使可以工作正常的换热装置120平均分摊冷却液标准流量。
42.本技术实施例提供的热交换设备100通过控制装置110获取换热装置120的异常信息，当获取到异常信息时，关闭出现异常的换热装置120上的流量调节器1230，同时控制工作正常的换热装置120上的流量调节器1230调节流量，保证出现异常时，该热交换设备还可维持正常的液冷效果，且运行过程稳定可靠，具备优秀的抗干扰能力和异常情况处理能力。
43.为了更好地获取冷却液标准流量信息，根据本技术的一些实施例，可选地，请继续参照图1，每个换热装置120的冷却液输入端1221并联与冷却液输出主管路132的一端，该冷却液输出主管路132的另一端用于与液冷机柜的输出端302连接；该冷却液输出主管路132上设置有第一温度传感器141和整体管路流量计142，该第一温度传感器141和整体管路流量计142均与控制装置110电连接。控制装置110用于获取第一温度传感器141检测的冷却液温度，判断冷却液温度是否高于预设温度，若是，则控制流量调节器1230增大冷却液流量，直至第一温度传感器141检测的冷却液温度降至预设温度，并在第一温度传感器141检测的冷却液温度降至预设温度时，记录整体管路流量计142检测的冷却液流量，将其作为冷却液标准流量。第一温度传感器141检测液冷机柜的输出端302处的冷却液温度直接反映了当前冷却液在液冷机柜300处的吸热情况，第一温度传感器141检测到的温度越高，则发热部件的发热量越大。为了防止发热部件过热，则需增大冷却液流量加强吸热效果直至第一温度传感器141检测到的冷却液温度降至预设温度。
44.为了获取更精确的冷却液标准流量信息，根据本技术的一些实施例，可选地，请继续参照图1，每个换热装置120的冷却液输入端1221并联于冷却液输出主管路132的一端，冷却液输出主管路132的另一端用于与液冷机柜的输出端302连接，每个换热装置120的冷却液输出端1222并联于冷却液输入主管路131的一端，冷却液输入主管路131的另一端用于与液冷机柜的输入端301连接。冷却液输出主管路132上设置有第一温度传感器141和整体管路流量计142，冷却液输入主管路131上设置有第二温度传感器143，所述第一温度传感器141、所述第二温度传感器143和所述整体管路流量计142均与控制装置110电连接。控制装置110用于获取第一温度传感器141和第二温度传感器143检测的冷却液温度，在第一温度传感器141检测的冷却液温度和第二温度传感器143检测的冷却液温度的差值大于预设温度差值时，控制流量调节器1230增大冷却液流量，直至第一温度传感器141检测的冷却液温度和第二温度传感器143检测的冷却液温度的差降至预设温度差值，在第一温度传感器141检测的冷却液温度和第二温度传感器143检测的冷却液温度的差值小于预设温度差值时，控制所述流量调节器1230减小冷却液流量，直至第一温度传感器141检测的冷却液温度和第二温度传感器143检测的冷却液温度的差值增至预设温度差值。控制装置110还用于在所述第一温度传感器141检测的冷却液温度和第二温度传感器143检测的冷却液温度之间的差值等于预设温度差值时，记录整体管路流量计142检测的冷却液流量，将其作为所述冷却液标准流量。
45.通过获取第一温度传感器141和第二温度传感器143检测到的冷却液输入主管路131和冷却液输出主管路132处的冷却液温度得出差值，根据温度差值调节流量可以在达到需要的液冷效果同时均衡液冷机柜300进出口的冷却液温度，温度差值一般预设为5℃，在此不做限定。温度差值过高表示当前液冷效果不足，需要调节流量至温度差值降至预设温度差值；温度差值过低时调节流量直至温度差值增值预设温度差值可以节约能源，降低损耗。
46.根据本技术的一些实施例，可选地，请参照图1，控制装置110还用于在工作异常的换热装置120处于异常状态的时间达到预设时间时，向工作异常的换热装置120发起检测，若工作异常的换热装置120恢复正常，则控制恢复正常工作的换热装置120的流量调节器1230和其余工作正常的换热装置120的流量调节器1230，以使恢复正常工作的换热装置120和工作正常的换热装置120平均分配所述冷却液标准流量。在复杂的实际应用场景中，有很多种情况都会出现异常情况，其中有相当一部分情况属于自恢复异常，例如电源不稳定、某处电路元件接触不良等，这些异常情况可能经过一段时间后会自动恢复正常，针对这些自恢复异常，控制装置110在出现异常一段时间后向工作异常的换热装置120发起检测，若恢复正常则控制该换热装置恢复正常工作，提高了抗干扰性能和自适应恢复能力。
47.根据本技术的一些实施例，可选地，请参照图3，换热装置120还包括电源转换装置151、备用电源装置152和选通装置153，选通装置153与电源转换装置151、备用电源装置152及控制装置110电连接，电源转换装置151用于将输入的外接电压变压后通过电源选通装置153提供给所述控制装置110。控制装置110用于在检测到输入电源转换装置151的外接电压出现异常时，控制选通装置153切换至备用电源装置152，以使备用电源装置152通过选通装置153给控制装置110供电，并控制出现异常的电源转换装置151所在的换热装置120的流量调节器1230关闭。控制装置110可以包括多个plc控制器，每个plc控制器控制一个换热装置120，每个换热装置120配有一个独立的配电柜，电源转换装置151、备用电源装置152和选通装置153装配该配电柜内，电源转换装置151用于将外接电源转换为plc控制器所需的电压，本技术实施例中将220v外接电源转换为24v给plc控制器供电，在此不做限定。电源转换装置151与plc控制器通过gpio进行通信，以检测电源转换装置151是否出现异常情况。上电后，选通装置153默认选通为外接电源供电，当检测到外部供电异常，即电源转换装置151转换出的电压出现异常时，或者当电源转换装置151本身出现异常时，其通信信号状态也会随之改变，plc检测到通信信号异常后，plc通过控制信号控制选通装置153将plc供电电源切换到备用电源装置152进行供电。同时关闭换热装置120的流量调节器1230并告知其他plc控制器按照冷却液标准流量控制流量调节器1230，使得剩余正常工作的换热装置120平均分摊冷却液标准流量。因此，当外接电源或电源转换装置151出现异常时，控制装置110可自动切换为备用电源供电，以应对突发状况导致的电源异常。
48.根据本技术的一些实施例，可选地，请参照图4，控制装置110包括多个控制器111，控制器111的数量与换热装置120的数量相等，且一一对应设置于换热装置120上，多个控制器111之间电连接，控制器111与其所在的换热装置120上的流量调节器1230对应电连接。控制器111还用于在与其对应的流量调节器1230的电流或电压超过额定值时，确定与其对应的流量调节器1230工作异常，并控制工作异常的流量调节器1230关闭，控制器111还用于通知其余控制器111控制与其对应的流量调节器1230，以使其余换热装置120平均分配所述冷却液标准流量。如图4所示，流量调节器1230可以为泵电机，控制器111通过rs485与泵电机和其他控制器111进行通信，当泵电机的电压和/或电流超过额定值时，泵电机通过rs485向控制器111发出异常信息，控制器111获取到异常信息时向泵电机发出控制信号控制工作异常的泵电机停止工作，同时通过rs485通知其他控制器111,控制器111与泵电机、控制器111与控制器111之间的通信方式还可为无线通信，例如蓝牙、wifi等，在此不做限定。
49.根据本技术的一些实施例，请参阅图1，换热装置120的冷却液管路上设置换热管
路流量计144，请参阅图4，每个换热装置120上的换热管路流量计144和控制器111对应电连接；控制器111用于在检测到与其对应的流量调节器1230的电流或电压超过额定值后，获取与其对应的换热管路流量计144检测的流量，若与其对应的换热管路流量计144检测的流量与其它控制器111对应的换热管路流量计144检测的流量不一致，则确定其所在的换热装置120工作异常，并控制与其对应的流量调节器1230关闭，控制器111还用于通知其余控制器111控制与其对应的流量调节器1230，以使其余换热装置平均分配冷却液标准流量。如图4所示，流量调节器1230为泵电机，当控制器111接收到泵电机的异常信息时，首先向换热管路流量计144获取当前换热装置120的流量信息，由于每个换热装置120平均分配冷却液标准流量，故每个换热管路流量计检测的流量应是一致的，若该流量信息与其他换热管路流量计检测的流量不一致，控制器111才会判定泵电机为异常，控制器111通过向换热管路流量计144确认流量信息，可以防止泵电机误报异常信息。
50.根据本技术的一些实施例，可选地，请参阅图5，换热装置120还包括漏液处理装置160，漏液处理装置160与控制装置110电连接，漏液处理装置160用于收集其所在的换热装置120泄漏的冷却液，并在收集的冷却液达到预设量时向控制装置110发送工作异常信息。控制装置110用于在接收到所述工作异常信息时，控制工作异常信息对应的换热装置120上的流量调节器1230关闭，所述控制装置110还用于通知其余工作正常的换热装置120的流量调节器1230，以使其余工作正常的换热装置120平均分配所述冷却液标准流量。如图5所示，漏液处理装置160可以包括集液盘161、集液罐162和浮球开关163，集液盘161与集液盘161铺设在换热装置120底部，用于收集换热装置120泄露的冷却液，集液盘161将收集到的冷却液储存在集液罐162中，浮球开关163与控制装置110电连接，当集液罐162中的冷却液达到一定高度后触发浮球开关163，浮球开关向控制装置110发出异常信号。换热装置120管路中使用的冷却液造价高昂，当换热装置管路出现泄漏时，会造成较大的损失，通过上述方式一方面可以收集已泄露的冷却液避免浪费，另一方面可以关闭出现泄漏情况的换热装置120，阻止冷却液进一步流失。
51.根据本技术的一些实施例，可选地，请参阅图3，换热装置120还包括显示器170，所述显示器与所述控制装置110电连接，显示器170用于接收并显示换热装置120的工作信息，包括：整体管路流量计142、换热管路流量计144、第一温度传感器141和第二温度传感器143检测的冷却液流量和冷却液温度。换热装置120出现异常时由控制装置110发出的报警信息。换热装置120处于工作异常的状态达到预设时间时由控制装置110发出的严重报警信息。控制装置110获取到异常信息向显示器170发出报警信息，控制装置110在换热装置120异常工作达到预设时间后，向工作异常的换热装置120发起检测并判断是否恢复正常，若是，则消除上述报警信息；若否，则向显示器170发出严重报警信息。向工作异常的换热装置120发起检测的次数可以为多次，即判断异常信息的次数累计打到你预设次数，再发出严重报警信息，在此不做限定。显示器170还可设置控制面板，可在该控制面板上设置预设温度、预设标准流量、预设时间和预设次数等参数，在此不做限定。
52.本技术的一些实施例还提供了一种液冷系统1000，请参阅图1，该液冷系统1000包括：冷却塔200、液冷机柜300和上述任意一项所述的热交换设备。每个换热装置120的冷冻液输入端1211并联在冷却塔的输出端201，每个换热装置120的冷冻液输出端1212并联在冷却塔的输入端202。每个换热装置120的冷却液输入端1221并联在液冷机柜的输出端302，每
个换热装置120的冷却液输出端1222并联在液冷机柜的输入端301。
53.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种热交换设备，其特征在于，所述热交换设备包括控制装置和至少两个换热装置；每个所述换热装置的冷冻液输入端用于并联在冷却塔的输出端，每个所述换热装置的冷冻液输出端用于并联在所述冷却塔的输入端；每个所述换热装置的冷却液输入端用于并联在液冷机柜的输出端，每个所述换热装置的冷却液输出端用于并联在所述液冷机柜的输入端；每个所述换热装置上均设置有流量调节器，所述流量调节器用于调节其所在所述换热装置中冷却液的流量，所述流量调节器与所述控制装置电连接；所述控制装置用于记录冷却液标准流量，并在检测到其中部分换热装置工作异常时，控制工作异常的换热装置上的流量调节器关闭，以使所述工作异常的换热装置停止工作；所述控制装置还用于控制其余工作正常的换热装置的流量调节器，使每一个所述工作正常的换热装置平均分配所述冷却液标准流量。2.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，每个所述换热装置的冷却液输入端并联于冷却液输出主管路的一端，所述冷却液输出主管路的另一端用于与所述液冷机柜的输出端连接；所述冷却液输出主管路上设置有第一温度传感器和整体管路流量计，所述温度传感器和所述整体管路流量计均与所述控制装置电连接；所述控制装置用于获取所述第一温度传感器检测的冷却液温度，判断所述冷却液温度是否高于预设温度，若是，则控制所述流量调节器增大冷却液流量，直至所述第一温度传感器检测的冷却液温度降至所述预设温度，并在所述第一温度传感器检测的冷却液温度降至预设温度时，记录所述整体管路流量计检测的冷却液流量，将其作为所述冷却液标准流量。3.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，每个所述换热装置的冷却液输入端并联于冷却液输出主管路的一端，所述冷却液输出主管路的另一端用于与所述液冷机柜的输出端连接，每个所述换热装置的冷却液输出端并联于冷却液输入主管路的一端，所述冷却液输入主管路的另一端用于与所述液冷机柜的输入端连接；所述冷却液输出主管路上设置有第一温度传感器和整体管路流量计，所述冷却液输入主管路上设置有第二温度传感器，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述整体管路流量计均与所述控制装置电连接；所述控制装置用于获取所述第一温度传感器和第二温度传感器检测的冷却液温度，在所述第一温度传感器检测的冷却液温度和第二温度传感器检测的冷却液温度的差值大于预设温度差值时，控制所述流量调节器增大冷却液流量，直至所述第一温度传感器检测的冷却液温度和所述第二温度传感器检测的冷却液温度的差降至所述预设温度差值，在所述第一温度传感器检测的冷却液温度和第二温度传感器检测的冷却液温度的差值小于所述预设温度差值时，控制所述流量调节器减小冷却液流量，直至所述第一温度传感器检测的冷却液温度和所述第二传感器检测的冷却液温度的差值增至所述预设温度差值；所述控制装置还用于在所述第一温度传感器检测的冷却液温度和所述第二温度传感器检测的冷却液温度之间的差值等于所述预设温度差值时，记录所述整体管路流量计检测的冷却液流量，将其作为所述冷却液标准流量。4.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，所述控制装置还用于在所述工作异常的换热装置处于异常状态的时间达到预设时间时，向所述工作异常的换热装置发起检
测，若所述工作异常的换热装置恢复正常，则控制恢复正常工作的换热装置的流量调节器和其余工作正常的换热装置的流量调节器，以使所述恢复正常工作的换热装置和所述工作正常的换热装置平均分配所述冷却液标准流量。5.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换设备，其特征在于，所述换热装置还包括电源转换装置、备用电源装置和选通装置，所述选通装置与所述电源转换装置、所述备用电源装置及所述控制装置电连接，所述电源转换装置用于将输入的外接电压变压后通过所述电源选通装置提供给所述控制装置；所述控制装置用于在检测到输入所述电源转换装置的外接电压出现异常时，控制所述选通装置切换至所述备用电源装置，以使所述备用电源装置通过所述选通装置给所述控制装置供电，并控制出现异常的电源转换装置所在的换热装置的流量调节器关闭。6.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换设备，其特征在于，所述控制装置包括多个控制器，所述控制器的数量与所述换热装置的数量相等，且一一对应设置于所述换热装置上，多个所述控制器之间电连接，所述控制器与其所在的换热装置上的流量调节器对应电连接；所述控制器还用于在与其对应的流量调节器的电流或电压超过额定值时，确定与其对应的流量调节器工作异常，并控制工作异常的流量调节器关闭，所述控制器还用于通知其余控制器控制与其对应的流量调节器，以使其余换热装置平均分配所述冷却液标准流量。7.根据权利要求6所述的热交换设备，其特征在于，每个所述换热装置的冷却液管路上设置换热管路流量计，每个所述换热装置上的换热管路流量计和控制器对应电连接；所述控制器用于在检测到与其对应的流量调节器的电流或电压超过额定值后，获取与其对应的换热管路流量计检测的流量，若与其对应的换热管路流量计检测的流量与其它控制器对应的换热管路流量计检测的流量不一致，则确定其所在的换热装置工作异常，并控制与其对应的流量调节器关闭。8.根据权利要求1-3中任一项所述的热交换设备，其特征在于，所述换热装置还包括漏液处理装置，所述漏液处理装置与所述控制装置电连接，所述漏液处理装置用于收集其所在的换热装置泄漏的冷却液，并在收集的冷却液达到预设量时向所述控制装置发送工作异常信息；所述控制装置用于在接收到所述工作异常信息时，控制所述工作异常信息对应的换热装置上的流量调节器关闭。9.根据权利要求1-4中任一项所述的热交换设备，其特征在于，所述换热装置还包括显示器，所述显示器与所述控制装置电连接，所述显示器用于接收并显示所述热交换设备的工作信息，包括：所述整体管路流量计、所述换热管路流量计、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器检测的冷却液流量和冷却液温度；所述换热装置出现异常时由所述控制装置发出的报警信息；所述换热装置处于工作异常的状态达到预设时间时由所述控制装置发出的严重报警信息。10.一种液冷系统，其特征在于，所述液冷系统包括：冷却塔、液冷机柜和如权利要求1-9中任意一项所述的热交换设备；
每个所述换热装置的冷冻液输入端并联在所述冷却塔的输出端，每个所述换热装置的冷冻液输出端并联在所述冷却塔的输入端；每个所述换热装置的冷却液输入端并联在所述液冷机柜的输出端，每个所述换热装置的冷却液输出端并联在所述液冷机柜的输入端。

技术总结
本申请实施例涉及液冷技术领域，公开了一种热交换设备及液冷系统，该热交换设备包括：控制装置和至少两个换热装置，控制装置获取换热装置的异常信息，当获取到异常信息时，关闭出现异常的换热装置上的流量调节器，同时控制工作正常的换热装置上的流量调节器调节流量至未出现异常时该热交换设备的整体流量。通过上述方式，本申请实施例实现了当热交换设备某处出现异常时，还可维持正常的液冷效果，且运行过程稳定可靠，具备优秀的抗干扰能力和异常情况处理能力。情况处理能力。情况处理能力。


技术研发人员：曹永禄
受保护的技术使用者：深圳市亿万克数据设备科技有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/8/31