CN103399624B - 用于刀片式服务器的冷却组件、刀片式服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于刀片式服务器的冷却组件，包括：至少两个换热器（1），每个换热器（1）均具有换热进口（2）和换热出口（3）；以及水平配冷单元（6），具有冷媒入口（4）和冷媒出口（5），其中，水平配冷单元（6）内设置有：一端与冷媒入口（4）流体连通、另一端分别与换热进口（2）流体连通的第一冷媒管路（12）；以及一端与冷媒出口（5）流体连通、另一端分别与换热出口（3）流体连通的第二冷媒管路（13）。另外本发明还提供了一种刀片式服务器。本发明至少能够实现对冷媒进行充分、高效地利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于刀片式服务器的冷却组件及一种刀片式服务器。
背景技术
常见的计算机大都依靠冷空气给机器降温，而水冷或液冷有两大好处：一是它把冷却剂直接导向热源，而不是象风冷那样间接制冷；二是和风冷相比，每单位体积所传输的热量即散热效率高达3500倍。水冷散热器在08年左右就出现在市场，各服务器巨头和其他一些专注数据中心技术的公司都先后推出过水冷散热产品。
蒸发冷却从热学原理上是利用流体沸腾时的汽化潜热带走热量。这种利用流体沸腾时的汽化潜热的冷却方式就叫做“蒸发冷却”。由于流体的汽化潜热要比流体的比热大很多，所以蒸发冷却的冷却效果更为显著。
目前，市面上的液冷服务器采用的制冷剂为水。众所周知，有杂质的水是一种良导体，会造成电路板短路。虽然目前的水冷散热器厂家保证其产品完全密封无泄漏，但这始终是一种隐患，使得大多数服务器厂家对这一技术望而却步。
另一方面，采用水冷技术对刀片式服务器进行冷却的时候，如何对冷媒进行充分利用，以对刀片式服务器的每个刀片都充分冷却仍是一个较难的问题。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于刀片式服务器的冷却组件及一种刀片式服务器，以至少实现对冷媒进行充分、高效地利用。
为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种用于刀片式服务器的冷却组件，包括：至少两个换热器，每个换热器均具有换热进口和换热出口；以及水平配冷单元，具有冷媒入口和冷媒出口，其中，水平配冷单元内设置有：一端与冷媒入口流体连通、另一端分别与换热进口流体连通的第一冷媒管路；以及一端与冷媒出口流体连通、另一端分别与换热出口流体连通的第二冷媒管路。
优选地，该冷却组件还包括：第一竖直配冷单元和第二竖直配冷单元，其中，第一竖直配冷单元与水平配冷单元的冷媒入口流体连通，第二竖直配冷单元与水平配冷单元的冷媒出口流体连通。
优选地，第一竖直配冷单元与第二竖直配冷单元彼此间隔开设置，其中，水平配冷单元位于第一竖直配冷单元和第二竖直配冷单元之间。
优选地，第一冷媒管路为第一冷媒盘管，第二冷媒管路为第二冷媒盘管，其中，第一冷媒盘管的一端经由冷媒入口与第一竖直配冷单元流体连通；另一端设有分别与各换热器中的换热进口流体连通的第一歧管，
其中，第二冷媒盘管的一端经由冷媒出口与第二竖直配冷单元流体连通；另一端设有分别与各换热器中的换热出口流体连通的第二歧管。
优选地，第一歧管与换热进口之间通过制冷剂进管连通，第二歧管与换热出口之间通过制冷剂出管连通。
优选地，第一竖直配冷单元与第一冷媒盘管的上述一端之间连接有第一连接管，第二竖直配冷单元与第二冷媒盘管的上述一端之间连接有第二连接管。
优选地，第一连接管与第一冷媒盘管的接合处、第二连接管与第二冷媒盘管的接合处、制冷剂进管与第一歧管的接合处、以及制冷剂出管与第二歧管的接合处，均配置有快速接头，其中，快速接头包括子体部和母体部，其中，冷媒在子体部与母体部插紧时流通；冷媒在子体部和母体部断开时截流。
另一方面，本发明还提供了一种刀片式服务器，具有冷却组件，该冷却组件为上述任一种的冷却组件，其中，每个换热器与刀片式服务器的每个刀片内的被冷却元件表面形状配合且相互接触地设置。
优选地，被冷却元件为刀片式服务器的每个刀片内的主板上的CPU。
本发明的有益技术效果在于：
（1）在本发明的冷却组件中，由于其包括至少两个换热器和水平配冷单元，并且水平配冷单元中设置有第一冷媒管路和第二冷媒管路，第一冷媒管路的一端与水平配冷单元的冷媒入口流体连通，另一端分别与各换热器的换热进口流体连通。相应地，第二冷媒管路的一端与水平配冷单元的冷媒出口流体连通，另一端分别与各换热器的换热出口流体连通。换言之，第一和第二冷媒管路在本发明中的冷却组件中实际起到的作用是对冷媒进行分流和汇流，如此，冷媒相应的分配到各个换热器中用于对被冷却物体进行冷却，然后经换热的冷媒再进行汇流流出，这样对冷媒的分流可实现对多个被冷却物体进行冷却，从而达到了对冷媒进行充分、高效地利用。
（2）而且，由于第一和第二冷媒管路起到了分流和汇流的作用，所以可以有效的减少冷却组件对诸如配冷管的各种管道的使用，从而有效地提高冷却组件的整体性，并减低了其制造成本。
（3）进一步，在本发明中的第一连接管与第一冷媒盘管的接合处、第二连接管与第二冷媒盘管的接合处、制冷剂进管与第一歧管的接合处、以及制冷剂出管与第二歧管的接合处均配置有快速接头，当本发明使用的冷媒为液态冷媒时，快速接头的子体部和母体部可以在插紧时流通、断开时截流，所以可以有效地防止冷媒泄露产生的不利影响。
（4）对于本发明的刀片式服务器而言，其采用了上述的冷却组件，并且每个换热器与刀片式服务器的每个刀片内的被冷却元件表面形状配合且相互接触地设置，所以可以对刀片式服务器中每个刀片都进行充分的冷却，因此与采用诸如风扇墙的冷却模块对刀片式服务器整体进行风冷冷却的现有技术相比，本发明大幅提高了刀片式服务器的冷却效果。
（5）另外，当采用液态冷媒时，液态冷媒与被冷却元件之间的热交换效果要远远好于风冷冷却的热交换效果，因此可以进一步提高刀片式服务器的冷却效果。并且，相较于现有技术的风冷冷却，本发明的如果采用液冷冷却，其噪音要远低于风冷冷却。
附图说明
图1是本发明冷却组件的结构示意图；
图2是本发明冷却组件中换热器的结构示意图。
具体实施方式
现参照图1和图2描述本发明的用于刀片式服务器的冷却组件。
图1和图2分别示出的是本发明冷却组件的结构示意图和换热器的结构示意图，其包括至少两个换热器1以及水平配冷单元6，其中，每个换热器1均具有换热进口2和换热出口3，水平配冷单元6具有冷媒入口4和冷媒出口5。进一步，水平配冷单元6内设置有第一冷媒管路12和第二冷媒管路13，其中，第一冷媒管路12一端与冷媒入口4流体连通、另一端分别与换热进口2流体连通，第二冷媒管路13的一端与冷媒出口5流体连通、另一端分别与换热出口3流体连通。
因此，在本发明的冷却组件中，由于其包括至少两个换热器1和水平配冷单元6，并且水平配冷单元6中设置有第一冷媒管路12和第二冷媒管路13，第一冷媒管路12的一端与水平配冷单元6的冷媒入口4流体连通，另一端分别与各换热器1的换热进口2流体连通。相应地，第二冷媒管路13的一端与水平配冷单元6的冷媒出口5流体连通，另一端分别与各换热器1的换热出口3流体连通。换言之，第一和第二冷媒管路12、13在本发明的冷却组件中实际起到的作用是对冷媒进行分流和汇流，如此，冷媒相应的分配到各个换热器1中用于对被冷却物体进行冷却，然后经换热的冷媒再进行汇流流出，这样对冷媒的分流可实现对多个被冷却物体进行冷却，从而达到了对冷媒进行充分、高效地利用。
而且，由于第一和第二冷媒管路12、13起到了分流和汇流的作用，所以可以有效的减少冷却组件对诸如配冷管的各种管道的使用，从而有效地提高冷却组件的整体性，并减低了其制造成本。
继续参照图1，冷却组件还包括第一竖直配冷单元8和第二竖直配冷单元9，其中，第一竖直配冷单元8与水平配冷单元6的冷媒入口4流体连通，第二竖直配冷单元9与水平配冷单元6的冷媒出口5流体连通。
优选的如图1所示，第一竖直配冷单元8和第二竖直配冷单元9彼此间隔开设置，并且水平配冷单元6位于第一竖直配冷单元8和第二竖直配冷单元9之间。
具体而言，第一冷媒管路12可以为第一冷媒盘管，第二冷媒管路13可以为第二冷媒盘管。其中，第一冷媒盘管的一端经由冷媒入口4与第一竖直配冷单元8流体连通、另一端设有分别与各换热器1中的换热进口2流体连通的第一歧管14；第二冷媒盘管的一端经由冷媒出口5与第二竖直配冷单元9流体连通；另一端设有分别与各换热器1中的换热出口3流体连通的第二歧管15。
此外，第一歧管14和换热进口2之间通过制冷剂进管10连通，而第二歧管和换热出口3之间通过制冷剂出管11连通。进一步，第一竖直配冷单元8与第一冷媒盘管的上述一端之间连接有第一连接管16，第二竖直配冷单元9与第二冷媒盘管的上述一端之间连接有第二连接管17
特别地，第一连接管16与第一冷媒盘管的接合处、第二连接管17与第二冷媒盘管的接合处、制冷剂进管10与第一歧管14的接合处、以及制冷剂出管11与第二歧管15的接合处，均配置有快速接头，其中，快速接头包括子体部和母体部，并且冷媒在子体部与母体部插紧时流通，而在子体部和母体部断开时截流。
所以，当本发明使用的冷媒为液态冷媒时，快速接头的子体部和母体部可以在插紧时流通、断开时截流，这可以有效地防止冷媒泄露产生的不利影响。
优选地，第二竖直配冷单元9还可以流体连通于另一换热装置，该换热装置可以对从第二竖直配冷单元9流出的经换热的冷媒进行冷却，即，使冷媒再次相变降温，然后冷媒重新回流至第一竖直配冷单元8继续对服务器进行冷却，从而形成冷媒的循环回路，这样，就可以实现冷媒的循环利用。
此外，在一个优选的实施例中，本发明中所采用的冷媒可以是沸点在30～70℃之间的氟化物，这种氟化物无毒、无污染、不腐蚀金属，并且具有很高的绝缘性。例如，该冷媒可以是CF3CHCl2、C4F9OCH3、C3H7Br、C3Cl2HF5、C2Cl2H3F、C2Cl3F3中任一种或几种。当采用这种氟化物作为冷媒时，其可以在换热器1中与待冷却物进行热交换，以形成蒸发换热冷却。应当理解，此处的“蒸发换热冷却”指的是冷媒从液态转变成气态，进而利用这一相变过程吸收待冷却物的热量。但是也可采用其他形式的冷媒，这可以根据具体使用情形而定，本发明并不局限于此。
另一方面，本发明还提供了一种刀片式服务器，其具有冷却组件，该冷却组件为前述任一的冷却组件。其中，每个换热器1与刀片式服务器的每个刀片7内的被冷却元件表面形状配合且相互接触地设置。在一个优选的实施例中，被冷却元件可以为刀片式服务器的每个刀片7内的主板上的CPU。
因此，对于本发明的刀片式服务器而言，其采用了上述的冷却组件，并且每个换热器1与刀片式服务器的每个刀片内的被冷却元件表面形状配合且相互接触地设置，所以可以对刀片式服务器中每个刀片都进行充分的冷却，因此与采用诸如风扇墙的冷却模块对刀片式服务器整体进行风冷冷却的现有技术相比，本发明大幅提高了刀片式服务器的冷却效果。
在此需要指出的是，对于任一一种服务器而言，其CPU的发热量占整个服务器中发热量的绝大部分，所以，只需对CPU进行高效地降温冷却即可实现对整个服务器的冷却。
另外，当采用液态冷媒时，液态冷媒与被冷却元件之间的热交换效果要远远好于风冷冷却的热交换效果，因此可以进一步提高刀片式服务器的冷却效果。并且，相较于现有技术的风冷冷却，本发明的如果采用液冷冷却，其噪音要远低于风冷冷却。
应注意，在图1所示实施例中，其示出的刀片式服务器仅为一个，并且仅具有一套水平配冷单元6。然而可以理解，在一个优选的实施例中，本发明的冷却组件可以具有多套水平配冷单元6，每套水平配冷单元6用于一个刀片式服务器，即，只需在第一和第二竖直配冷单元8、9之间连接多个水平配冷单元6就可以实现对多个刀片式服务器进行冷却。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于刀片式服务器的冷却组件，其特征在于，包括：
至少两个换热器(1)，每个所述换热器(1)均具有换热进口(2)和换热出口(3)；以及
水平配冷单元(6)，具有冷媒入口(4)和冷媒出口(5)，
其中，所述水平配冷单元(6)内设置有：一端与所述冷媒入口(4)流体连通、另一端分别与所述换热进口(2)流体连通的第一冷媒管路(12)；以及一端与所述冷媒出口(5)流体连通、另一端分别与所述换热出口(3)流体连通的第二冷媒管路(13)；
第一竖直配冷单元(8)和第二竖直配冷单元(9)，
其中，所述第一竖直配冷单元(8)与所述水平配冷单元(6)的冷媒入口(4)流体连通，所述第二竖直配冷单元(9)与所述水平配冷单元(6)的冷媒出口(5)流体连通；
所述第一冷媒管路(12)为第一冷媒盘管，所述第二冷媒管路(13)为第二冷媒盘管，
其中，所述第一冷媒盘管的一端经由所述冷媒入口(4)与所述第一竖直配冷单元(8)流体连通；另一端设有分别与各所述换热器(1)中的所述换热进口(2)流体连通的第一歧管(14)，
其中，所述第二冷媒盘管的一端经由所述冷媒出口(5)与所述第二竖直配冷单元(9)流体连通；另一端设有分别与各所述换热器(1)中的所述换热出口(3)流体连通的第二歧管(15)；
所述第一歧管(14)与所述换热进口(2)之间通过制冷剂进管(10)连通，
所述第二歧管(15)与所述换热出口(3)之间通过制冷剂出管(11)连通；
第一连接管(16)与所述第一冷媒盘管的接合处、第二连接管(17)与所述第二冷媒盘管的接合处、所述制冷剂进管(10)与所述第一歧管(14)的接合处、以及所述制冷剂出管(11)与所述第二歧管(15)的接合处，均配置有快速接头，
其中，所述快速接头包括子体部和母体部，
其中，冷媒在所述子体部与所述母体部插紧时流通；所述冷媒在所述子体部和所述母体部断开时截流。
2.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，
所述第一竖直配冷单元(8)与所述第二竖直配冷单元(9)彼此间隔开设置，
其中，所述水平配冷单元(6)位于所述第一竖直配冷单元(8)和所述第二竖直配冷单元(9)之间。
3.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，
所述第一竖直配冷单元(8)与所述第一冷媒盘管的所述一端之间连接有所述第一连接管(16)，
所述第二竖直配冷单元(9)与所述第二冷媒盘管的所述一端之间连接有所述第二连接管(17)。
4.一种刀片式服务器，具有冷却组件，其特征在于，
所述冷却组件为上述任一权利要求所述的冷却组件，
其中，每个所述换热器(1)与所述刀片式服务器的每个刀片(7)内的被冷却元件表面形状配合且相互接触地设置。
5.根据权利要求4所述的刀片式服务器，其特征在于，
所述被冷却元件为所述刀片式服务器的每个刀片(7)内的主板上的CPU。
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