CN213518180U - 高密度服务器混合冷却结构 - Google Patents

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杨振宇
刘羽
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张敏
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Abstract

本实用新型公开了一种高密度服务器混合冷却结构，包括主板、CPU散热片一、CPU散热片二和内存，所述主板上设有CPU散热片一和CPU散热片二，所述CPU散热片一和CPU散热片二的两侧分别设有内存，所述主板前端设有硬盘插槽，主板前端与硬盘插槽之间设有风扇，所述CPU散热片一和CPU散热片二分别设有独立的液冷管路，所述液冷管路的进口和出口分别设于硬盘插槽前端。采用风冷和液冷相结合，冷却风扇尺寸和电力能耗减小，这是由于散热量最大CPU由液体冷却，需要风扇带走的热量大大减小，风扇只需对内存、主板及其上的元器件进行冷却；另一方面，减小风扇尺寸也是为了给冷却液流管让出足够空间，避免干涉。

Description

高密度服务器混合冷却结构
技术领域
本实用新型涉及服务器领域，具体的说是高密度服务器混合冷却结构。
背景技术
现有的服务器冷却技术主要包括两种：风冷和液冷。以高密度服务器为例：在2U的空间中布置4个服务器，风冷的布置在服务器的机箱前端，有两个散热风扇，直接对后端的CPU、内存、主板及其上的电子元器件进行散热，其中CPU上面有与其紧密接触的散热片。液冷的布置形式较为复杂，除了CPU外，其他电子电路器件也需要散热片，并且所有的散热片中都有循环流动的冷却液；另外一种液冷方式是将整个服务器浸入不导电的冷却液中，但是这样需要单独设计的密封性极好的服务器机箱。
风冷和液冷的优缺点是相反的，主要有以下几方面：1.服务器运行能耗效率上，液冷明显高于风冷，液冷的PUE一般为1.1—1.4，风冷的PUE一般为1.7—2.5；2.制造成本和后期维护费用上，液冷也明显高于风冷，这是因为液冷的结构复杂，密封性要求高；3.风冷服务器有较大的噪声污染，对人体健康有害，液冷噪声非常小。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供高密度服务器混合冷却结构，该冷却结构制造成本和维护成本远低于纯液冷服务器，噪声污染比风冷服务器也有明显改善。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：高密度服务器混合冷却结构，包括主板、CPU散热片一、CPU散热片二和内存，所述主板上设有CPU散热片一和CPU散热片二，所述CPU散热片一和CPU散热片二的两侧分别设有内存，所述主板前端设有硬盘插槽，主板前端与硬盘插槽之间设有风扇，所述CPU散热片一和CPU散热片二分别设有独立的液冷管路，所述液冷管路的进口和出口分别设于硬盘插槽前端。
进一步，CPU散热片一的液冷管路包括冷却液输入管一、冷却液输出管一和内冷却管，所述内冷却管设于CPU散热片一内部，所述冷却液输入管一的进口端设于硬盘插槽前端外部，冷却液输入管一的出口端与CPU散热片一的内冷却管进口连接，所述冷却液输出管一的一端与CPU散热片一的内冷却管出口连接，冷却液输出管一的另一端设于硬盘插槽前端外部。
进一步，所述冷却液输入管一和冷却液输出管一在靠近CPU散热片二后端处分别向主板方向倾斜。
进一步，CPU散热片二的液冷管路包括冷却液输入管二、冷却液输出管二和内冷却管，所述内冷却管设于CPU散热片二内部，所述冷却液输入管二的进口端设于硬盘插槽前端外部，冷却液输入管的出口端与CPU散热片二的内冷却管进口端连接，所述冷却液输出管二的一端与CPU散热片二的内冷却管出口端连接，另一端设于硬盘插槽前端外部。
进一步，所述液冷管路上设有至少一个起固定作用的固定卡扣。
进一步，所述液冷管路与CPU散热片一或CPU散热片二连接口均为散热片一侧下部。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型的冷却结构采用风冷和液冷相结合，且液冷又通过散热片内置冷却管和外冷却管相结合，所以冷却风扇尺寸和电力能耗减小，这是由于散热量最大CPU由液体冷却，需要风扇带走的热量大大减小，风扇只需对内存、主板及其上的元器件进行冷却；另一方面，减小风扇尺寸也是为了给冷却液流管让出足够空间，避免干涉。
2、该混合冷却的方法容易实现，仅需要更换CPU散热片和冷却风扇，同时添加外部液体流管，再对硬盘前后面板进行开孔即可，不仅可以在新生产的服务器上实现，对现有风冷服务器也可以改造实现，具有极高的实用性。
附图说明
图1为本实用新型的原理结构图；
图2为图1的仰视图；
图3为图1局部右视图；
图4为冷却管倾斜设置状态图；
图5为CPU散热片二的冷却管布置结构示意图。
图中：
1主板、2CPU散热片一、3CPU散热片二、4内存、5风扇、6冷却液输入管一、7冷却液输出管一、8冷却液进口、9冷却液出口、10硬盘插槽、11冷却液输入管二、12冷却液输出管二、13固定卡扣。
具体实施方式
参照说明书附图对本实用新型的高密度服务器混合冷却结构作以下详细说明。
如图1至图5所示，本实用新型的高密度服务器混合冷却结构，只需要在散热片内部添加内冷却液流管，同时增加外部冷却液流管即可，内冷却管和外冷却管形成独立的液冷管路。对于高密度服务器，采用对CPU进行液冷，对其他元器件进行风冷的混合冷却方式，可以结合风冷和液冷的优点，在最小的成本投入下获得最大的经济效益。主要结构包括主板1、CPU散热片一2、CPU散热片二3和内存4，所述主板上设有CPU散热片一和CPU散热片二，所述CPU散热片一和CPU散热片二的两侧分别设有内存，所述主板前端设有硬盘插槽10，硬盘插槽10的前面板和后面板对应分别设有四个安装液冷管的通孔。主板前端与硬盘插槽之间设有风扇5，所述CPU散热片一2和CPU散热片二3分别设有独立的液冷管路，所述液冷管路的进口和出口分别设于硬盘插槽10前端。
如图1所示，CPU散热片一2的液冷管路包括冷却液输入管一6和冷却液输出管一7，所述冷却液输入管一的进口端设于硬盘插槽前端外部，冷却液输入管一的出口端与CPU散热片一的内冷却管进口连接，所述冷却液输出管一的一端与CPU散热片一的内冷却管出口连接，冷却液输出管一的另一端设于硬盘插槽10前端外部。
由于CPU散热片一2和CPU散热片二3的液冷管为上下布置，为了避免干涉，如图3、图4所示，冷却液输入管一和冷却液输出管一在靠近CPU散热片二3后端处分别向主板方向倾斜，降低管的高度，保证冷却液输出管和冷却液输入管均与CPU散热片一的下部连接，保持俯视角度与之前相同的空间位置。
如图5所示，CPU散热片二3的液冷管路包括冷却液输入管二11和冷却液输出管二12，所述冷却液输入管二的进口端设于硬盘插槽前端外部，冷却液输入管的出口端与CPU散热片二的内冷却管进口端连接，所述冷却液输出管二的一端与CPU散热片二的内冷却管出口端连接，另一端设于硬盘插槽前端外部。
为了提高各路液冷管安装的稳定性，在液冷管路上设有至少一个起固定作用的固定卡扣13，卡扣使用的数量和安装位置根据使用需求设置，不作限定，只要能达到固定液冷管的目的即可。
所述液冷管路与CPU散热片一或CPU散热片二连接口均为散热片一侧下部，保证冷却效果，提高散热效率。液冷管的冷却液进口8和冷却液出口9布置在服务器前端，由于后端有电源及通信线路接口，而前端没有任何阻碍，如果布置在后端会增加结构的复杂性，甚至会以牺牲性能为代价，如占用通信线路接口位置。
对上述高密度服务器例，两个风扇功率约为100W，假设所需风扇功率与服务器内需要冷却的元器件能耗成正比，那么当CPU采用液体冷却后，两个风扇的功率仅需33.3W即可，这就极大的降低了单机PUE，具有显著的经济效益。冷却风扇尺寸和电力能耗减小，这是由于散热量最大CPU由液体冷却，需要风扇带走的热量大大减小，风扇只需对内存、主板及其上的元器件进行冷却；另一方面，减小风扇尺寸也是为了给冷却液流管让出足够空间，避免干涉。制造成本和维护成本远低于纯液冷服务器，噪声污染比风冷服务器也有明显改善。
以上所述，只是用图解说明本实用新型的一些原理，本说明书并非是要将本实用新型局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。
除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。

Claims (6)

1.高密度服务器混合冷却结构，包括主板、CPU散热片一、CPU散热片二和内存，所述主板上设有CPU散热片一和CPU散热片二，所述CPU散热片一和CPU散热片二的两侧分别设有内存，所述主板前端设有硬盘插槽，其特征是，主板前端与硬盘插槽之间设有风扇，所述CPU散热片一和CPU散热片二分别设有独立的液冷管路，所述液冷管路的进口和出口分别设于硬盘插槽前端。
2.根据权利要求1所述的高密度服务器混合冷却结构，其特征是，CPU散热片一的液冷管路包括冷却液输入管一、冷却液输出管一和内冷却管，所述内冷却管设于CPU散热片一内部，所述冷却液输入管一的进口端设于硬盘插槽前端外部，冷却液输入管一的出口端与CPU散热片一的内冷却管进口连接，所述冷却液输出管一的一端与CPU散热片一的内冷却管出口连接，冷却液输出管一的另一端设于硬盘插槽前端外部。
3.根据权利要求2所述的高密度服务器混合冷却结构，其特征是，所述冷却液输入管一和冷却液输出管一在靠近CPU散热片二后端处分别向主板方向倾斜。
4.根据权利要求1所述的高密度服务器混合冷却结构，其特征是，CPU散热片二的液冷管路包括冷却液输入管二、冷却液输出管二和内冷却管，所述内冷却管设于CPU散热片二内部，所述冷却液输入管二的进口端设于硬盘插槽前端外部，冷却液输入管的出口端与CPU散热片二的内冷却管进口端连接，所述冷却液输出管二的一端与CPU散热片二的内冷却管出口端连接，另一端设于硬盘插槽前端外部。
5.根据权利要求1所述的高密度服务器混合冷却结构，其特征是，所述液冷管路上设有至少一个起固定作用的固定卡扣。
6.根据权利要求1所述的高密度服务器混合冷却结构，其特征是，所述液冷管路与CPU散热片一或CPU散热片二连接口均为散热片一侧下部。
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