CN106445037B - 一种部分浸没式液冷服务器冷却*** - Google Patents

一种部分浸没式液冷服务器冷却*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种部分浸没式液冷服务器冷却***，包括服务器机箱、箱盖、散热组片、散热器、集油箱和油泵；箱盖盖合在机箱上，形成一个封闭的腔体；连接有芯片的主板设置在腔体内；机箱两侧分别开设有与腔体连通的进油口和出油口；机箱内靠近进油口一侧设置有分液盒；出油口通过通油管道依次连通散热器、集油箱和油泵，通油管道的另一个端口与进油口连通，形成循环闭路；机箱内填充有液体工质，液体工质将主板、芯片和散热组片浸没；出油口位于液体工质液面下方。本发明传热效率高，实现节能环保的效果，能够有效的针对芯片等发热元件的局部流动冷却，并且容易均温，有利于发热芯片更加有效地散热，同时节约成本。

Description

一种部分浸没式液冷服务器冷却***
技术领域
本发明涉及电子器件的散热冷却领域，尤其涉及一种部分浸没式液冷服务器冷却***。
背景技术
目前服务器部件中大量使用集成电路，众所周知，高温是集成电路的大敌，不但会导致***运行不稳，使用寿命缩短，甚至有可能使某些部件烧毁。目前集成芯片的散热主要通过在集成芯片上部设置散热器，散热器与发热部件表面接触吸收热量，然后通过风扇强制空气对流，将热量通过空气传递到远处，来完成服务器的散热。目前的散热方法存在以下缺点：
1、服务器中发热元件产生的热量主要通过空气对流带走，空气的导热效果相对较差，要想达到服务器工作的适宜温度，服务器放置的环境温度要求在25℃左右；由于电子器件需要绝缘保护，为了防止电子器件表面结露，空气的湿度需要控制在适宜范围内，从而导致空调的使用率高，能耗大，节能环保效果差。
2、服务器内部散热器需要采用风扇来进行强制空气对流冷却，不仅增加了风扇功耗，并且噪声提高，影响服务器的使用环境。由于电子器件的使用环境要求无尘，采用空气冷却对空气的清洁度要求很高。
3、为了保证电子器件绝缘，服务器内部散热器与发热体之间并非直接接触，而是通过导热硅脂来连接或者直接悬空，这样大大增加了接触热阻，削弱了传热效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种部分浸没式液冷服务器冷却***，解决了现有散热方式能耗大、散热效果不好的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种部分浸没式液冷服务器冷却***，包括服务器机箱、箱盖、散热组片、散热器、集油箱和油泵；所述箱盖盖合在所述机箱上，形成一个封闭的腔体；连接有芯片的主板设置在所述腔体内；所述散热组片设置在所述芯片上方；所述机箱两侧分别开设有与所述腔体连通的进油口和出油口；所述机箱内靠近所述进油口一侧设置有分液盒；所述出油口通过通油管道依次连通所述散热器、集油箱和油泵，所述通油管道的另一个端口与所述进油口连通，形成循环闭路；所述机箱内填充有液体工质，所述液体工质将所述主板、芯片和散热组片浸没；所述出油口位于所述液体工质液面下方。
进一步的，所述主板通过支架设置在所述机箱底部，与机箱底部之间具有间隙。
再进一步的，所述集油箱与所述油泵之间设置有过滤器。
再进一步的，所述散热组片的连接端与所述芯片贴合，散热组片的散热端为散热凸起。
再进一步的，所述散热组片的材质为金属。
再进一步的，所述散热器为风冷散热器。
再进一步的，所述散热器为水冷散热器。
再进一步的，所述液体工质为油液。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：
本发明的冷却***，由于冷却工质的比热容比空气的比热容大，液冷散热效率高于风冷，而且基于冷却工质与芯片等发热元件直接接触，热阻几乎趋于零，传热效率高；整体***中仅有油泵和油冷散热器的功耗，与传统散热器的空调能耗相比大大降低，实现节能环保的效果；采用半浸没式液冷***，一方面冷却工质与发热芯片充分接触，能够有效的针对芯片等发热元件的局部流动冷却，并且容易均温，与非浸没式相比，冷却工质与发热芯片接触时间延长，有利于发热芯片更加有效地散热，与整体浸没式相比，冷却工质的用量明显减少，有利于降低整体重量，同时节约成本。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明部分浸没式液冷服务器冷却***结构示意图；
图2为机箱内部结构示意图；
附图标记说明：1、机箱；101、箱盖；102、进油口；103、分液盒；104、主板；105、芯片；106、散热组片；107、出油口；2、通油管道；3、散热器；4、集油箱；5、过滤器；6、油泵；7、腔体；8、液体工质；9、支架。
具体实施方式
如图1-2所示，一种部分浸没式液冷服务器冷却***，包括服务器机箱1、箱盖101、散热组片106、散热器3、集油箱4和油泵6。所述箱盖101盖合在所述机箱1上，形成一个封闭的腔体7。连接有芯片105的主板104是发热元件，下端安装支架9固定在机箱底部，与机箱1底部之间具有间隙，使芯片105与主板104都被油液包围，吸热效果更好。所述散热组片106的连接端通过导热硅脂贴合在所述芯片105上方，散热组片的散热端为凸起，所述散热组片106的材质可以为金属，增加导热率，本具体实施例中凸起为长条状，等间距排列，增大与导热油液的接触的散热面积；当然也可以采用环形凸起，按周向排列。所述机箱1两侧分别开设有与所述腔体7连通的进油口102和出油口107，所述机箱1内靠近所述进油口102一侧安装有分液盒103，使从进油口102进来的导热油液通过分液盒103的分液进入机箱1内，本实施例所采用的液体工质8为导热油液，导热油液将所述主板104、芯片105和散热组片106浸没，所述出油口107位于所述液体工质8液面下方，出油口107具体设置在机箱侧壁的非顶端，可以是机箱侧壁的中间部位，以保证导热油液不会充满整个机箱，减少导热油液的用量，有利于降低整体重量，同时节约成本。所述出油口107通过通油管道2依次连通所述散热器3、集油箱4、过滤器5和油泵6，所述通油管道2的另一个端口与所述进油口102连通，形成循环闭路，导热油液吸收热量后，从出油口107流出，经散热器3散热，流入集油箱4中，油泵6将导热油液吸过过滤器5过滤杂质，导回机箱1中继续吸热，从而完成一个散热循环。
上述实施例中的所述散热器3可以为风冷散热器，也可以为水冷散热器。
本发明的冷却***可以采用质量轻、成本低的材质做机箱和箱盖，对服务器外壳部分改动小，所以机柜装配也具有兼容性的优势，采用的油路供给***比空调(或冷却机组)简单，易于更换和维修。
本发明的动作过程如下：
冷却***未工作时，导热油液储存在集油箱中；当冷却***启动后，集油箱中的导热油液通过油泵的抽吸经进油口输送到分液盒中，经过分液盒后，导热油集聚并分流到机箱中，直至油量能够浸没服务器外壳中的散热组片、主板、芯片以及其他的发热元件；在此过程中，导热油液与发热元件产生热量交换，完成传热过程，随后，加热后的导热油液经出油口流入通油管道，经散热器冷却后重新回流至集油箱，如此循环。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种部分浸没式液冷服务器冷却***，其特征在于：包括服务器机箱(1)、箱盖(101)、散热组片(106)、散热器(3)、集油箱(4)和油泵(6)；所述箱盖(101)盖合在所述机箱(1)上，形成一个封闭的腔体(7)；连接有芯片(105)的主板(104)设置在所述腔体(7)内；所述散热组片(106)设置在所述芯片(105)上方，所述散热组片(106)的连接端与所述芯片(105)贴合，散热组片的散热端为凸起；所述机箱(1)两侧分别开设有与所述腔体(7)连通的进油口(102)和出油口(107)；所述机箱(1)内靠近所述进油口(102)一侧设置有分液盒(103)；所述出油口(107)通过通油管道(2)依次连通所述散热器(3)、集油箱(4)和油泵(6)，所述通油管道(2)的另一个端口与所述进油口(102)连通，形成循环闭路；所述机箱(1)内填充有液体工质(8)，所述液体工质(8)将所述主板(104)、芯片(105)和散热组片(106)浸没；所述出油口(107)位于所述液体工质(8)液面下方，具体设置在机箱侧壁的非顶端；所述主板(104)通过支架(9)设置在所述机箱(1)底部，与机箱(1)底部之间具有间隙；所述集油箱(4)与所述油泵(6)之间设置有过滤器(5)；所述散热组片(106)的材质为金属。
2.根据权利要求1所述的部分浸没式液冷服务器冷却***，其特征在于：所述散热器(3)为风冷散热器。
3.根据权利要求1所述的部分浸没式液冷服务器冷却***，其特征在于：所述散热器(3)为水冷散热器。
4.根据权利要求1所述的部分浸没式液冷服务器冷却***，其特征在于：所述液体工质(8)为油液。
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