CN203786651U - 一种服务器液冷***及含有该液冷***的服务器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种服务器液冷***及含有该液冷***的服务器，所述液冷***包括主冷板及与主冷板通过连接管道连通的冷源，还包括与所述主冷板连接的、含有热管的热传导单元，所述热传导单元用于与服务器的发热部分接触并将热量传导至主冷板。本实用新型将液冷与热管技术结合起来，具有散热效率高、对环境温度影响小、无噪音问题、使用安全且泄露风险小的优点，适于推广应用。

Description

一种服务器液冷***及含有该液冷***的服务器

技术领域

本实用新型涉及服务器散热领域，具体地，涉及一种服务器液冷***及含有该液冷***的服务器。

背景技术

服务器的散热永远是业界的关注点，在计算机密度越来越高，电力消耗越来越大的今天，服务器，尤其是大量应用服务器的数据中心，散热问题永远“挥之不散”。现在，由于外部散热难以完全解决问题，而且散热效率较低，经常造成服务器内部局部过热，从而不能达到服务器散热的要求，于是越来越多的服务器厂商已经将服务器的散热聚焦于服务器内部。

对于服务器散热来说，现在最普遍的方式即为风扇加散热片的强迫风冷散热。在服务器机箱统一布置多个***风扇，CPU等主要发热部件上布置散热片，***风扇强制气流吹过散热片，带走热量至机房内。

上述技术方案在应用中存在以下问题：

1、散热效率低，散热效果差。对于CPU等主要部件发热功率的增高，集成CPU数量的增加，单纯的增加风扇数量或增加风扇转速并不能很好的解决问题，风扇越多，转速越快，耗电也就越多。

2、散发热量影响环境温度。由于空气携带大量的热会在环境中逐渐积累，使得环境温度逐渐增高，增大了空调***的负荷。

3、噪音问题。由于风扇的高速转动及振动，此方案的噪音较难解决，尤其是在室内环境，多个***风扇同时运行的噪音较大，直接影响到内部环境，容易对操作人员造成各种影响。

4、寿命和可靠性问题。风扇作为高速运动转动部件，其本身寿命就是个很严重的问题，长时间使用导致可靠性差。

鉴于风冷散热存在的上述问题，液冷散热由于其较高的散热性能逐渐受到服务器行业的重视。传统的液冷技术是将冷板直接放置于每个主要发热源上，冷却液体流经每个热源，带走热量。这样的缺点是：

1、容易发生泄漏。由于管路相对复杂，接口较多，泄漏的风险很大。并且一旦泄漏，冷却液将对电子器件直接造成损伤。对于传统液冷方式而言，管路的快速连接，以及连接过程的防漏水等都是非常困难的事情。虽然有特殊的接口形式可以实现这个目的，但潜在的泄露风险还是非常高的。

2、较难实现刀片机式服务器的灵活增减。现有服务器大多为刀片式结构，部分服务器要求刀片实现热插拔，目前的液冷体统无法适应上述不同的应用需求。

由此可见，上述传统的服务器风冷、液冷***在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种散热效率高、对环境温度影响小、无噪音问题、使用安全且泄露风险小的服务器液冷***，成为当前业界极需改进的目标。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种服务器液冷***，使其散热效率高、对环境温度影响小、无噪音问题、使用安全且泄露风险小，从而克服现有的服务器风冷、液冷***存在的某些不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种服务器液冷***，包括主冷板及与主冷板通过连接管道连通的冷源，还包括与所述主冷板连接的、含有热管的热传导单元，所述热传导单元用于与服务器的发热部分接触并将热量传导至主冷板。其中，热管的作用是进行快速的热传导，将热量进行远距离传输，从而实现汇集热量的作用。

作为进一步的改进：

所述热传导单元还包括热交换连接板，所述热管通过热交换连接板与主冷板连接。热交换连接板的作用是固定热管与主冷板，使二者紧密贴合从而有效进行热交换。

所述热传导单元还包括热源连接板，所述热源连接板连接在热管的一端，用于与服务器的发热部分接触。热源连接板的作用是将服务器的主要发热部分与热管进行贴合固定，使得热量很好的通过热管进行传导。对于部分特殊热管，如环路热管或是脉动热管的蒸发器部分可兼具此作用。

所述热交换连接板上加工有连接热管的凹槽。

所述热传导单元的各部分之间和/或热传导单元与主冷板之间通过螺钉紧固、焊接或胶粘结方式进行连接。

所述热管采用传统热管、脉动热管、环路热管或平板式热管。热管的不同类型选取可以根据传导功率及布置的灵活性来进行相应选取。

所述主冷板为一个或多个，且与每个主冷板连接的热传导单元为多个，可以实现利用热管的高效热传导将热量进行汇集，最后统一于一个或是多个主冷板，利用一个冷源进行冷却。

所述主冷板为内部带有液体流动槽道的金属板，通过热传导与热传导单元进行换热后，将热量与流经其内部的液体在对流作用下进行换热。

所述冷源为带有压缩机的制冷机组、对流冷却塔、带有风扇的换热器或外部循环水箱。冷源的作用是提供一定的具有压力的冷却水，携带热量后流回。选用方法依据换热量的大小而定。

此外，本实用新型还提供了一种具有新型散热***的服务器，使其具有良好的散热效果、不易因冷却液泄露而受损害，从而克服现有的含有风冷、液冷***的服务器存在的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种服务器，采用上述的液冷***。

作为进一步的改进：所述服务器为刀片机式服务器，每个热传导单元固定在一个刀片式服务器板上，主冷板位于刀片式服务器板的壳体外部。

本实用新型结合液冷与热管技术来着重解决服务器的散热问题，与传统的强迫风冷方式和传统液冷方式相比，其具有如下有益效果：

1、散热功率大，散热效果好。

2、散热过程不影响环境。热量是通过内部流通的大量液体带走，对环境温度影响较低。空调负荷较小，节约空调的安装运行成本。

3、不存在噪音问题。整个装置运行过程中，液冷源可以放置到机房外空间。主冷板内部仅有液体流过，整个过程无任何噪音产生，利用获得安静的环境。

4、使用安全，可靠性高。整个***无易损部件，且管路的连接均为工艺较成熟的连接方式，管路内部也是低压状态，所以整个装置安全可靠性极高。

5、整个液体管路接口较少，安全可靠，泄露风险小。

6、能够实现刀片机式的热插拔，中间不会有液体管路的开闭，安全性更强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的服务器液冷***工作原理图；

图2为热传导单元安装结构示意图；

图3为主冷板结构示意图；

图4为含有液冷***的刀片机式服务器结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的一种服务器液冷***，其***工作原理如图1所示，包括热传导单元1（热源连接板11、热管12、热交换连接板13）、主冷板4、连接管道5及冷源6，其中热传导单元1与主冷板4连接，主冷板4通过连接管道5与冷源6连接。

工作时，服务器主要发热元件的热量通过热源连接板11传递给热管12，热管12再通过热交换连接板13与主冷板4进行热交换。热源连接板11、热管12、热交换连接板13形成一个热传导单元1，多个热传导单元1与同一个或是多个主冷板4进行热交换。冷源6及连接管道5为主冷板4提供冷却液循环。这样可以达到收集多个发热元件的热量统一进行冷却的效果。

本实施例为40个刀片机的液冷应用。单个热传导单元1由热源连接板11、热管12、热交换连接板13组成，其结构如图2所示。每10个刀片机安装在一层，对应的10个热传导单元连接在同一个主冷板4上。主冷板4的结构见图3。四个主冷板4的冷却由冷源6经连接管道5提供流动液体，冷源6布置于特定空间。含有液冷***的刀片机式服务器结构示意图如图4所示。

热源连接板11，其材质为高导热金属如铜、铝等，也可采用高导热的非金属代替，如石墨、硅等。利用机加工成可覆盖热源的板状，其上留有固定孔位。

热管12选用环路重力热管，材质为紫铜圆管。为了避让服务器电路板，管路完成不规则形状。管路整体为闭合环路状。若采用其他形式热管结构，可采用不同的管路形状。热管12也可采用传统热管、脉动热管、其它环路热管或平板式热管。热管的不同类型选取可以根据传导功率及布置的灵活性来进行相应选取。

热交换连接板13，其材质同样为高导热金属材料，经机加工制作成板状结构。其上加工有连接热管12的凹槽。同时为了便于固定安装，其上有若干螺纹通孔。

热源连接板11、热管12、热交换连接板13经回流焊接组装成一个整体的热传导单元1。组装方式可以改为螺钉固定或者粘结形式。另外，热交换连接板13与主冷板4也可以采用上述连接方式，优选通过螺钉的可拆卸连接。

配合图2所示，每个热传导单元1固定在一个刀片式服务器板上。热源连接板11与主要发热源接触。热交换连接板13穿过刀片式服务器板的外壳，伸出到壳体外部。

配合图3所示，主冷板4为金属板状结构，内部设计有液体槽道，同时设置有进水口41和出水口42。为了便于热交换连接板13与主冷板4的连接固定，上面加工有对应通孔或螺纹孔43。每个主冷板4承担其一层，共10个热传导单元1的换热冷却。本实施例共布置有4层服务器插板，因此共布置4块主冷板4。主冷板4的进水口41和出水口42分别与连接管道5连接，形成并联形式。

连接管道5是连接整体各部件形成液体流通，实现功能的管路。设计上可以采用一般的金属直管或柔性波纹管，其连接可以采用焊接或螺纹连接。管道的外面可包裹保温层，保温层作用是防止在供液温度较低时出现结露现象。管道同时设有必要的阀门，用以调节管道内液体流量及维护时管道的封闭作用。

冷源6，为冷却液体的提供单元，其可以选用压缩机制冷机组或是对流冷却塔或是带有风扇的换热器或是外部循环水箱等成套设备。其选用的标准为冷源的总制冷功率和所需的进出水温度的参数来确定。本实施例将此单元放置于机房的外部，以实现冷源6的运行，并降低机房内的空调负荷。

此液冷***在刀片机式服务器安装时可以将其插到对应位置，然后用螺钉连接热交换连接板13与主冷板4即可,拆除时也只需拆掉相应螺钉。真正实现了刀片机液冷散热***的热插拔安装。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种服务器液冷***，包括主冷板及与主冷板通过连接管道连通的冷源，其特征在于，还包括与所述主冷板连接的、含有热管的热传导单元，所述热传导单元用于与服务器的发热部分接触并将热量传导至主冷板。

2.根据权利要求1所述的服务器液冷***，其特征在于，所述热传导单元还包括热交换连接板，所述热管通过热交换连接板与主冷板连接。

3.根据权利要求2所述的服务器液冷***，其特征在于，所述热传导单元还包括热源连接板，所述热源连接板连接在热管的一端，用于与服务器的发热部分接触。

4.根据权利要求2所述的服务器液冷***，其特征在于，所述热交换连接板上加工有连接热管的凹槽。

5.根据权利要求2-4任一项所述的服务器液冷***，其特征在于，所述热传导单元的各部分之间和/或热传导单元与主冷板之间通过螺钉紧固、焊接或胶粘结方式进行连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的服务器液冷***，其特征在于，所述热管采用传统热管、脉动热管、环路热管或平板式热管。

7.根据权利要求1-4任一项所述的服务器液冷***，其特征在于，所述主冷板为一个或多个，且与每个主冷板连接的热传导单元为多个。

8.根据权利要求1-4任一项所述的服务器液冷***，其特征在于，所述主冷板为内部带有液体流动槽道的金属板，所述冷源为带有压缩机的制冷机组、对流冷却塔、带有风扇的换热器或外部循环水箱。

9.一种服务器，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的液冷***。

10.根据权利要求9所述的服务器，其特征在于，为刀片机式服务器，每个热传导单元固定在一个刀片式服务器板上，主冷板位于刀片式服务器板的壳体外部。