CN203759634U - 一种服务器及其散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种服务器及散热装置，包括服务器机架、位于服务器机架上的服务器元件、以及散热装置，该散热装置包括热管散热装置和水冷散热装置，所述热管散热装置包括多个热管，每个发热器件表面设置至少一个热管，每个热管的蒸发段位于所述发热器件的表面，每个热管的冷凝段与固定于机架上的导热件接触，每个热管把发热器件的热量传导至该导热件上；水冷散热装置包括嵌入至该导热件中的循环水管、以及循环该循环水的循环泵，循环水管的出水口位于机房之外，循环水将传导至该导热件上的热量传导至机房之外。
Description
技术领域
本实用新型涉及服务器散热领域，特别涉及一种服务器及其散热装置。
背景技术
对于长期高速工作的服务器来说，散热对于服务器工作性能的影响非常大，因此如何解决服务器的散热问题是提高服务器工作性能、延长服务器工作寿命的重要手段。
目前的数据中心采用的散热方式大致包括三种：风冷散热、水冷散热、和热管散热。其中，风冷散热是目前采用最多的冷却模式，它是通过空气流动从发热器件上把热量带走，要求进入机器前的空气温度要足够低和在器件表面的空气流动速度足够高，从而满足散热的要求。一般会采用空调或热交换器，或采用自然新风使空气温度下降至要求的温度，而通过风扇来保证空气的流动速度。风冷散热的缺点在于：（1）腐蚀性高：空气流动带来的灰尘、酸性物质等会聚集在服务器上，造成服务器零件腐蚀，从而降低服务器的工作可靠性；（2）冷却量低：在同等的功率下，空气流动带走的热量比液体带走的热量少（大约为水的三分之一）；（3）结构复杂：风冷散热需要在服务器或机架上部署风扇，以保证空气流动的速度足够散热的需求。风扇是机架里唯一的机械器件，其可靠性比电子器件低，并且需要控制电路的控制。
水冷散热是通过水管把水引到服务器的发热器件上，吸收了器件上的热量后再从出水口流走。由于水是所有物质中比热容量最高的，可达4186焦耳/千克*摄氏度，也就是每公斤水上升一摄氏度能带走4186焦耳的热量，因此这种方式的散热效果非常好。但是直接把水引导至服务器上工艺复杂且成本高，不利于大规模部署，容易发生泄漏。一旦泄漏会造成服务器零件短路，甚至导致下面的服务器出现故障，影响面大。进一步地，水冷散热的管路布置复杂，不利于即插即用和维护。由于水冷散热方式的结构复杂，工艺要求高，目前这种散热方式只在超级计算机里使用。
热管散热是利用微热管原理，通过液体（一般是水）改变其状态来达到吸热及导热的效果。热管的一端为蒸发段（吸热），另一端为冷凝段（放热），当热管的蒸发段受热时，毛细吸液芯中的液体工质正热，“热的”蒸发段和“冷的”冷凝段之间的压力差驱动蒸汽流动至冷凝段中，并在冷凝段冷凝。变回液体的工质在毛细力的驱动下，沿毛细结构从冷凝段流回蒸发段。如此循环，热量从热管的另一端传至另一端。由于液体改变状态时吸收的热量比不改变状态的情况下升温所吸收的热量还要大（每公斤水蒸发要用2260440焦耳热量），因此热管的散热效果也非常好。但是由于热管利用的是毛细结构所产生的毛细力，其作用距离短，不能把热量导引到室外。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种服务器及其散热装置，其采用热管冷却与循环水冷却结合的冷却方式，既同时利用了热管和水冷两种散热方式较高的散热性能，又避免了循环水管与服务器元件接触而造成的漏水危害。
本实用新型提供的一种服务器的散热装置，包括热管散热装置和水冷散热装置，
所述热管散热装置包括多个热管，服务器的每个发热器件表面设置至少一个热管，每个热管的蒸发段位于所述发热器件的表面，每个热管的冷凝段与固定于服务器的机架上的导热件接触，每个热管把发热器件的热量传导至该导热件上；
所述水冷散热装置包括嵌入至该导热件中的循环水管、以及循环所述循环水管中的循环水的循环泵，循环水管的出水口位于服务器所在的机房之外，所述循环水将传导至该导热件上的热量传导至机房之外。
优选地，所述水冷散热装置进一步包括位于机房之外的冷却塔或热交换器。
优选地，所述热管散热装置与水冷散热装置之间热插拔连接。
优选地，所述热管散热装置进一步包括至少一个设置于发热器件与机架之间的金属件，该金属件与导热件热插拔连接，每个热管的冷凝段通过该金属件与导热件接触。
本实用新型还提供了一种服务器，包括服务器机架、位于服务器机架上的服务器元件、以及散热装置，该服务器元件包括发热元件和非发热元件，该服务器设置于机房内，
其中，该散热装置包括热管散热装置和水冷散热装置，
所述热管散热装置包括多个热管，每个发热器件表面设置至少一个热管，每个热管的蒸发段位于所述发热器件的表面，每个热管的冷凝段与固定于机架上的导热件接触，每个热管把发热器件的热量传导至该导热件上；
所述水冷散热装置包括嵌入至该导热件中的循环水管、以及循环所述循环水管中的循环水的循环泵，循环水管的出水口位于所述机房之外，所述循环水将传导至该导热件上的热量传导至机房之外。
优选地，所述水冷散热装置进一步包括位于机房之外的冷却塔或热交换器。
优选地，所述热管散热装置与水冷散热装置之间热插拔连接。
优选地，所述热管散热装置进一步包括至少一个设置于发热器件与机架之间的金属件，该金属件与导热件热插拔连接，每个热管的冷凝段通过该金属件与导热件接触。
由上述技术方案可见，在本实用新型中，结合了热管冷却与循环水冷两种散热方式，通过热管散热装置将服务器的发热元件上的热量导引至发热元件以外，通过设置于服务器机架上的水冷散热装置将热管散热装置导引出的热量导引至机房以外，既克服了热管散热方式散热距离短的缺点，又避免了水冷冷却方式的漏水给服务器元件带来的危害。
进一步地，本实用新型中的热管散热装置与水冷散热装置之间通过插拔连接，便于服务器的维护。
本实用新型的服务器及其散热装置与传统的单独冷却方式相比，能够克服单独的冷却方式的缺点。具体地，与风冷方式相比，由于没有或很少的空气流动，能够减少空气中灰尘和有害物质对服务器元件的影响，且热管散热和水冷散热的散热效率均比风冷散热方式高很多；进一步地，由于未使用风扇，减少了机械运动装置，因此可提高整个服务器的可靠性和可维护性。与水冷方式相比，由于本实用新型中的水冷散热装置设置于机架处，发热元件的热量是通过热管散热装置导引至水冷散热装置处的，因此避免了水冷散热装置的循环水管与服务器的元件接触，不会有直接水冷产生的漏水危险，且本实用新型的散热装置结构简单，适合可插拔的服务器设计，便于维护。与热管散热方式相比，本实用新型的散热装置大大增加了散热距离，可以将服务器产生的热量导引至机房之外，进一步可提高服务器工作的可靠性。
另外，由于各服务器的发热元件的散热***相对独立运作，即使单个发热元件的散热***失效，也不会影响其他服务器元件的散热。
附图说明
图1为本实用新型的服务器的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。
本实用新型提供了一种服务器及其散热装置，其采用热管冷却与循环水冷却结合的冷却方式，既同时利用了热管和水冷两种散热方式较高的散热性能，又避免了循环水管与服务器元件接触而造成的漏水危害。
图1为本实用新型的服务器的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供的一种服务器，包括服务器机架20、位于服务器机架20中的服务器元件、以及散热装置，该服务器元件包括发热元件201a和非发热元件201b，该服务器设置于机房10内。
其中，散热装置包括热管散热装置101和水冷散热装置102。
热管散热装置101包括多个热管11，每个发热器件201a表面设置至少一个热管11，每个热管11的蒸发段位于发热器件201a的表面，每个热管11的冷凝段与固定于机架20上的导热件13接触，每个热管11把发热器件201a产生的热量传导至导热件13上。
水冷散热装置102包括嵌入至导热件13中的循环水管21、以及由于驱动循环水管21中的循环水的循环泵22，循环水管21的出水口21a位于机房10之外，以通过循环水将传导至导热件13上的热量传导至机房10之外。
进一步地，热管散热装置101与水冷散热装置102之间通过热插拔连接，以便于在散热装置出现故障时无需停止服务器的工作而进行在线维护。
优选地，热管散热装置101进一步包括至少一个设置于发热器件201a与机架20之间的金属件12，该金属件12与导热件13接触，每个热管11的冷凝段通过该金属件12与导热件13热插拔连接。通常，金属件12设置于服务器的后侧或其他侧。
由于热管11的散热距离较短，因此只需要热管11将发热器件201a的热量导引至位于发热器件201以外的金属件12即可，再通过金属件12将热量导引至位于机架20上的导热件13，再通过与导热件13嵌入连接的水冷散热装置102将导热件13的热量导引至机房10之外，从而大大延长了热管11的散热距离。
优选地，为了提高水冷散热装置的散热效率，水冷散热装置102进一步包括位于机房10之外的冷却塔或热交换器23。冷却塔或热交换器23与循环水管21的出水口21a连接，将带有来自服务器的发热器件201a的热量的循环水冷却后，将低于25摄氏度的冷却水输入至机房10中的循环水管21中继续进行循环水冷冷却。
由上述技术方案可见，在本实用新型中，结合了热管冷却与循环水冷两种散热方式，通过热管散热装置将服务器的发热元件上的热量导引至发热元件以外，通过设置于服务器机架上的水冷散热装置将热管散热装置导引出的热量导引至机房以外，既克服了热管散热方式散热距离短的缺点，又避免了水冷冷却方式的漏水给服务器元件带来的危害。
进一步地，本实用新型中的热管散热装置与水冷散热装置之间通过插拔连接，便于服务器的维护。本实用新型的服务器及其散热装置与传统的单独冷却方式相比，能够克服单独的冷却方式的缺点。具体地，与风冷方式相比，由于没有或很少的空气流动，能够减少空气中灰尘和有害物质对服务器元件的影响，且热管散热和水冷散热的散热效率均比风冷散热方式高很多；进一步地，由于未使用风扇，减少了机械运动装置，因此可提高整个服务器的可靠性和可维护性。与水冷方式相比，由于本实用新型中的水冷散热装置设置于机架处，发热元件的热量是通过热管散热装置导引至水冷散热装置处的，因此避免了水冷散热装置的循环水管与服务器的元件接触，不会有直接水冷产生的漏水危险，且本实用新型的散热装置结构简单，适合可插拔的服务器设计，便于维护。与热管散热方式相比，本实用新型的散热装置大大增加了散热距离，可以将服务器产生的热量导引至机房之外，进一步可提高服务器工作的可靠性。
另外，由于各服务器的发热元件的散热***相对独立运作，即使单个发热元件的散热***失效，也不会影响其他服务器元件的散热。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种服务器的散热装置，其特征在于，包括热管散热装置和水冷散热装置，
所述热管散热装置包括多个热管，服务器的每个发热器件表面设置至少一个热管，每个热管的蒸发段位于所述发热器件的表面，每个热管的冷凝段与固定于服务器的机架上的导热件接触，每个热管把发热器件的热量传导至该导热件上；
所述水冷散热装置包括嵌入至该导热件中的循环水管、以及循环所述循环水管中的循环水的循环泵，循环水管的出水口位于服务器所在的机房之外，所述循环水将传导至该导热件上的热量传导至机房之外。
2.根据权利要求1所述的服务器的散热装置，其特征在于，所述水冷散热装置进一步包括位于机房之外的冷却塔或热交换器。
3.根据权利要求1所述的服务器的散热装置，其特征在于，所述热管散热装置与水冷散热装置之间热插拔连接。
4.根据权利要求3所述的服务器的散热装置，其特征在于，所述热管散热装置进一步包括至少一个设置于发热器件与机架之间的金属件，该金属件与导热件热插拔连接，每个热管的冷凝段通过该金属件与导热件接触。
5.一种服务器，其特征在于，包括服务器机架、位于服务器机架上的服务器元件、以及散热装置，该服务器元件包括发热元件和非发热元件，该服务器设置于机房内，
其中，该散热装置包括热管散热装置和水冷散热装置，
所述热管散热装置包括多个热管，每个发热器件表面设置至少一个热管，每个热管的蒸发段位于所述发热器件的表面，每个热管的冷凝段与固定于机架上的导热件接触，每个热管把发热器件的热量传导至该导热件上；
所述水冷散热装置包括嵌入至该导热件中的循环水管、以及循环所述循环水管中的循环水的循环泵，循环水管的出水口位于所述机房之外，所述循环水将传导至该导热件上的热量传导至机房之外。
6.根据权利要求5所述的服务器，其特征在于，所述水冷散热装置进一步包括位于机房之外的冷却塔或热交换器。
7.根据权利要求5所述的服务器，其特征在于，所述热管散热装置与水冷散热装置之间热插拔连接。
8.根据权利要求7所述的服务器，其特征在于，所述热管散热装置进一步包括至少一个设置于发热器件与机架之间的金属件，该金属件与导热件热插拔连接，每个热管的冷凝段通过该金属件与导热件接触。
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