CN219085390U - 用封闭循环高压冷气对gpu芯片降温的节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型用封闭循环高压冷气对GPU芯片等降温的节能装置，用管道将气压泵、储高压冷气箱、GPU盒内热泵和降温装置连接成循环的气体密封回路，回路中对GPU芯片和散热器散热的冷却气体变成已吸热气体，已吸热气体用热泵分为高低温两种气体排出，该高温气体被降温后与低温气体混合成散热用的冷却气体被重复使用于散热。优点：冷却气体可以能量回收，降低冷却气体的温度而不增加耗能，GPU能工作在更佳温度环境：惰性气体密封循环解决污染和氧化问题，提高温差节约水淋降温能源消耗、GPU工作在更佳状态，保护GPU芯片等不受雾露影响，节能降噪又运算效率提高。

Description

用封闭循环高压冷气对GPU芯片降温的节能装置

技术领域

本实用新型涉及计算机服务器散热技术领域，特别是涉及一种用封闭循环的高压冷气流对GPU高效降温，可回收制冷能量，可减少用风扇或不用风扇降噪音的节能散热装置。

背景技术

现在对电脑服务器的GPU [或CPU、主板、电路板等] 的散热方法主要有风冷和液冷这两种。

关于风冷方法，风扇抽风是连续性抽取机箱外面的机房机柜以外环境中的室内冷气体对40℃以上的GPU的散热，缺点是对室内冷气体的制冷能源利用效率低、成本高、风扇噪声大；原因：一是如机房环境10℃气温则机房内大量空间无意义的制冷大量耗能，而且在房机的操作员进出机房的温差大而易生病，二是如机房环境35℃气温则对GPU的散热的效果很差，很易出现超温停机，甚至损坏GPU和其它发热部件；三是如常用机房环境25℃气温对GPU的散热，冷气25℃与GPU40℃之间的温差小，风扇要大功能运转产生快速气流，而使机房噪声大，影响操作人员和振动损坏服务器。

现在开放式风冷降温方法是把在GPU盒（4）中的已吸热气体排放到外环境中，为了节约制冷能源，则在GPU和和主板部件能基本保持正常工作的条件下，尽量提高排放前已吸热气体的最高温度，如现在开放式风冷降温方法的已吸热气体最高温度35℃—45℃，而GPU和和主板部件的最值工作温度是国标GB2887－89规定GPU芯片环境温度A级22±2℃。

但是，现有的风冷装置在对芯片进行制冷散热处理时，空气中的灰尘会进入到装置的内部对芯片造成腐蚀，导致芯片的使用寿命降低，此外，由于长期的放置会导致部分灰尘积留在散热口的内部，如果不及时处理会使灰尘进入到装置的内部从而使芯片受到污染影响芯片的使用。因此，亟需设计水循环芯片用制冷装置来解决此类问题。

液冷方法能解决风扇噪声大、空气腐蚀芯片和主板的问题，但下述的液冷方法又有不同的缺陷：

四川澄观节能环保科技有限公司202020343248.9《服务器芯片重力型热管和热管背板结合的服务器散热***及装置》涉及一种服务器芯片重力型热管和热管背板结合的服务器散热***及装置，通过在数据中心内设置重力型热管芯片散热器，实现服务器芯片级散热；通过热管背板散热单元进行辅助散热，有效提高数据中心的空间利用效率，可布置更多的服务器，提高经济效益并达到节能的目的；该***具有换热效率高、热阻低、低能耗、换热响应速度快、可靠性高、低噪音、寿命长等特点；通过芯片级冷却技术与室外冷却单元结合，直接对服务器芯片进行更合理、高效的散热，通过热管背板冷却技术与室外冷冻单元结合，直接对服务器芯片以外的其它热源进行更合理、高效的散热。该专利技术特点是在芯片上或服务器机壳上设置封闭装有液态冷媒的蒸发器，由于液态冷媒吸热后变为气态冷媒，液态冷媒被吸出进入制冷设置再变为液态冷媒。该技术缺点是，液态冷媒或气态冷媒是被密封在盒体之中，用盒体直接接触芯片或服务器机壳，一但盒体或管道有孔缝隙漏液态冷媒或气态冷媒将对芯片和服务器损坏，并造成数据中心停止工作，这是不但承受的风险。这种设备复杂，成本高，如发生冷却液泄漏，冷却液将对GPU和电路板造成损坏。

浪潮电子信息产业股份有限公司的中国专利201610058267.5《一种新型集成高密度GPU的散热方法本实用新型公开了一种新型集成高密度GPU的散热方法，其具体实现过程为：首先将服务器***通过板卡分成上下两层独立散热空间，上层空间内放置GPU显卡，下层空间内放置交换芯片，两独立空间均通过设置在服务器机箱后部的散热风扇散热；对上层的GPU显卡进行隔断式散热，将前排GPU显卡之间的空隙通过导风罩连接到对应的后排GPU显卡之间的空隙。该一种新型集成高密度GPU的散热方法与现有技术相比，通过分层式架构和隔离式的散热设计，解决了后部GPU显卡的散热，同时能保证交换芯片的散热，进而保证整个服务器***散热最优；利用独立导风罩，能够高度集成显卡，适用范围广泛，可应用于所有电子产品的散热设计中。该专利解决了一个机壳中不同位置的多个GPU显卡的均匀散热的问题，但用于散热的风冷气体仍然是机房气体，一般C级机房气体温度许可范围在10～35℃，温度越低，如机房环境10℃则大量空间无意义的大量耗能，如机房环境35℃则对GPU的散热的效果很差，很易出现超温停机，甚至损坏GPU芯片和其它发热部件。

浪潮电子信息产业股份有限公司201510901883.8《一种高密度集成显卡的新型服务器散热设计方法本实用新型公开了一种高密度集成显卡的新型服务器散热设计方法，属于服务器散热设计方法，本实用新型要解决的技术问题为如何能够满足高功耗GPU 卡的散热，同时又要保证高功耗交换芯片的散热。技术方案为 ：包括如下步骤 ：1显卡的位置 ：***中放置高功率的显卡，前排放置一半，后排放置另一半 ；前后两排的显卡在同一高度上，前后两排的显卡错开摆放 ； 2散热通道 ：包含通道 A 和通道 B 两个独立的风道 ； 3服务器机箱***的 1U 空间放置交换模块 ：与上部 3U 空间隙离。

总之冷却液浸泡式降温方法，这种冷却液昂贵，设备复杂，从浸泡液中取出修理很不方便，成本更高，适用面窄。这种设备复杂，如发生冷却液泄漏，冷却液将对GPU和电路板造成损坏。

发明内容

本实用新型的目的是提供气态冷媒即冷气直接接触芯片，冷气是被密封在循环***中重复制冷和吸热，未使用的制冷能量不损失而节约散热用电，则对制冷的能源高效利用、机房噪声低、GPU芯片等保持清洁、GPU芯片等工作温度更低、GPU芯片等实际运算能力更强的密封气体循环降温节能装置。

本实用新型内容中的所述的气态冷媒即冷气，是指空气，最好是用惰性气体，如氮气或氧化碳气体。

本实用新型所述的GPU芯片等指GPU芯片、CPU芯片、芯片上的散热器，为叙述简便用GPU芯片简单文字代替。

GPU指GPU芯片或CPU芯片这些要发热的运算器，为叙述简便用GPU简单文字代替。

GPU盒4指装有GPU芯片或CPU芯片的盒体或柜体，有进气口和出气口。

气压泵指空压机、空气压缩机，是相同意思。

高压冷气指：高压冷气与高压冷气体、高压冷却气、高压冷却气体是指相同概念，仅因在不同地用语方便而用不同的词。高压冷气的高压是大于一个大气压到到比普通家用高压锅的气压稍小的气压，使其吹出气体对GPU芯片等的气体流速5米/秒—40米/秒，因受储高压冷气箱到GPU芯片等的气体管道大小、长短和气管实物安装产生的弯曲等影响采用不同的气压值，所以高压的具体含义建议是压力为105KPa—150KPa范围的变化式气压。冷气是制冷设备输出的低于环境常温的建议温度10℃—17℃制冷气体。与现在风扇的抽风负压相比，本实用新型高压冷气的高压意思是，具有正向气压的制冷气体。现有风扇负压抽气散热技术，因为噪声和振动问题使GPU盒和机箱的风扇功率不能太大，风扇功率受限止，而本实用新型用正向气压直接吹GPU，则生正向气压的气压泵等发声发振动的设置可以放在机房外，气压泵功率不会因为发声和振动受限止，正向气压大小就可以大于风扇产生的负气压大小，可以提供比风扇的气压更大，气流速度更快的高气压对GPU快速散热。用气压泵产生高气压快速气流替代现有GPU盒和机箱的风扇低气压慢速气流。

封闭循环指：封闭的GPU散热***和封闭的气体冷却***组成的散热和冷却合并相通的***；即气体制冷能量封闭在***被循环利用的节能***。

本实用新型建议各种循环位置的气体温度是：GPU盒 4 中的已吸热气体25℃—35℃，热泵 40 分离出的低温气体5℃—17℃，热泵 40 分离出的高温气体60℃—65℃，降温装置 41 放出的外环境温度气体，或称常温气体，气压泵 1 吸入和放出的用于对GPU散热的冷却气体10℃—17℃。

本实用新型适合在外环境温度或称常温在5℃—10℃以上的时候使用，当外环境温度或称常温低于5℃—10℃时，可以不用本实用新型中的热泵 40 ，从GPU盒 4 排出的25℃—35℃或35℃—45℃的已吸热气体可以用降温装置 41 的直接把已吸热气体降温到10℃—17℃，经气压泵 1 加压后，重复作为对GPU盒 4 降温的高压冷却气体使用。

本实用新型冷却气体10℃—17℃温度范围选择原因：第一原因，关于节约能源和降噪声问题，而本实用新型用高压间隙方式供冷气就可用10℃—17℃冷气降温，因为机房是常温不是高压冷气，当高压冷气只吹GPU芯片等，温差大于现在风扇降温的气体，而可以更快速降温，降温升到额定值后可以停止吹入冷气，充分利用GPU盒子中和机箱中保留的10℃—17℃冷气继续对GPU芯片新发的热进行降温，充分利用制冷的能源；制冷机和空气压力机可以放在机房外，则机房无噪声，所以本实用新型可使GPU芯片等降温用的总体能耗减少、降温成本降低、GPU芯片等工作温度更佳、算能力增强、噪声很低。第二原因，关于防雾露问题，现有技术规定，风扇降温技术的国标GB2887－89规定GPU芯片环境温度A级22±2℃，B级15～30℃，C级10℃～35℃； 环境湿度A级45％～65％时，适宜数据中心环境的最大露点温度是17℃。该标准规定最低温度为10℃，所以本实用新型散热用的冷却气体最低温度选10℃，高温度选17℃，即冷却气体10℃—17℃。本实用新型用高压吹入冷气的技术方案，冷气的流速远远大于现有技术风扇产生的常温气体流速，所以本实用新型用高压吹入冷气可以驱散雾露，所以本实用新型可以选用高限值为17℃，用10℃以上，17℃以下的低温气体对GPU芯片等降温。因为本实用新型用高压吹入冷气可以随时驱散雾露，所以现有风扇降温不能选用的易产生雾露的气温10℃—17℃而本实用新型可用。本实用新型冷气低限温为10℃的原因是现有技术规定降温低限为10℃，如果有实际具体的GPU芯片等的正常工作温度是低于10℃，如5℃更好时，则本实用新型提供的技术可以选用高压冷气温度低限值为5℃，因为本实用新型解决了5℃冷气产生雾露的问题。

本实用新型的构思是：

第一散热用的冷却气体密封循环从复利用，解决制冷能源回收利用和降低GPU工作温度问题：现在开放式风冷降温方法是把在GPU盒 4 中的已吸热气体排放到外环境中，为了节约制冷能源，则现在GPU和和主板部件能基本保持正常工作的条件下，尽量提高排放前已吸热气体的最高温度，如现在开放式风冷降温方法的已吸热气体最高温度35℃—45℃，甚至达到60℃，而GPU和和主板部件的最值工作温度是国标GB2887－89规定GPU芯片环境温度A级22±2℃。本实用新型将散热用气体密封循环利用，循环***中已吸热气体中的制冷能源可以被回收利用，这样，把已吸热气体最高温度可降到25℃—35℃，甚至可以更低至20℃—25℃；虽然25℃—35℃的已吸热气体比35℃—45℃的已吸热气体携带了更多的制冷能源离开GPU盒 4 ，但25℃—35℃的已吸热气体在热泵 40 中被降到5℃—17℃所耗制冷能源，小于35℃—45℃被降到5℃—17℃所耗制冷能源，即在散热用气体密封循环中，热泵 40 具有回收利用制冷能源和分离出高低温两种气体这两种作用，热泵 40 回收利用制冷能源，使已吸热气体可以选用比开放式风冷的已吸热气体更低的温度，即把已吸热气体最高温度35℃—45℃变为25℃—35℃，更有利于GPU和和主板部件能基本保持正常工作；

第二散热气体密封循环解决防止污染和减少氧化问题：GPU盒或机箱有进出气体的两个孔，连通这两个孔的管道和制冷设置是连成密封的循环气体通道，密封的循环气体通道中最好是用惰性气体，解决用外源空气的尘埃污染和氧化GPU、主板部件的问题；

第三用热泵把已吸热气体分为高低温两种气体排出：热泵放出的低温气体重复用于GPU和主板部件降温，热泵放出的高温气体，用降温装置如水淋进行降温后与低温气体混合，再重复用于GPU和主板部件降温；用热泵实现把GPU盒流出的25℃—35℃已吸热气体分离成温差较大的5℃—17℃低温气体，和60℃—65℃的高温气体；60℃—65℃的高温气体被水淋降温的效率高于对25℃—35℃水淋降温，其实只用水淋降温常常不能获得需要的5℃—17℃低温气体。

第四用温差大而降温效率高的原理节约冷却用水的耗电：用常温的水对分离出的60℃—65℃的高温气体冷却常温的温差，大于用常温的水对25℃—35℃已吸热气体的温差；因为25℃—35℃已吸热气体总量远远大于60℃—65℃的高温气体总量，而温差越大降温越快，如用全部25℃—35℃已吸热气体用常温水淋的耗能，远远大于用分离出的少量60℃—65℃的高温气体用水量和用电量，所以用热泵分出高温气体出用水淋降温不仅时间短、效率高，要获得5℃—17℃低温气体还更节约用电。

第五选用本实用新型降温***而不用空调降温巳吸热气体的原因：如选水降温，用常温的水对25℃—35℃已吸热气体降温，如常温高于10℃—17℃，则不能获得10℃—17℃降温用的气体；如选空调降温，空调用10℃—17℃的冷气吹25℃—35℃已吸热气体，大量的10℃—17℃的冷气能量未被利用就散发而损失，大量的制冷能量被浪费。所以本实用新型用热泵把已吸热气体分离出高低两种温度的气体，把高温气体用热容量大、温差大的水降温后与低温气体混合成降温用气体，再重复用是更节能的数据中心GPU和主板部件降温技术方案。

选用本实用新型构思的其它原因：

一是高气压冲入降温可以除雾露降噪声：放在机房外的气压泵1产生气压，气压泵1功率不受限止，可以提供比风扇的气压更大，气流速度更快的高气压，用高气压可以有效驱除雾露，则就可以用比现在风扇降温更低的气体温度对GPU芯片等降温，用更低的气体温度就提高了降温效率，更好保护GPU芯片等，提高GPU芯片运算能力。用了高压气体可除雾露，散热用的气体才能用10℃—17℃这种比风扇降温更低的气体温度。

二是能降雾露则降可以用更低温气体降温：现有风扇降温的常用机房温度为常温或25℃左右，因为这个温度范围对于风扇连续排气的工作方式比较节约制冷的能源，但缺点是25℃左右与GPU芯片等发热元件的温差小，散热效率不高，对制冷的能源利用率低，降温成本高，风扇的噪声大，特别是GPU芯片等的工作量大而温度高时，风扇散热慢，降温效果差而使GPU芯片等升温不止，运算能力减低，易停机或损坏GPU芯片等。

本实用新型才能够用更低的冷气散热解决问题：为解决散热的气体温度与GPU芯片温差小的问题，本实用新型用高压间隙方式吹出10℃—17℃冷气直接吹GPU芯片等降温，增大了冷气与GPU芯片等发热元件的温差，散热效率提高，制冷的能源利用率高，降温成本降低，不用低低温的噪声风扇，这样本实用新型制冷设备放在机房外使其噪声不影响机房，特别是能使GPU芯片等的工作温度降低，不会停机并增加GPU芯片等寿命，使运算能力增强。

现有风扇降温不能用10℃—17℃的原因：现有风扇降温是连续不断排出气体，风扇产生的负压压力很低，不能在主要产热的GPU芯片等周围产生高速气流，而使散热效果不佳，如房机用10℃—17℃，机房大量空间的低温就太浪费制冷能源，连续排出10℃—17℃气体使大量制冷能量没充分利用就排出了，造成机房温度太低和GPU芯片等没能充分利用气流的制冷能量，大量浪费制冷的耗电，所以现在风扇降温房机不用10℃—17℃冷却温度。

三是：气压范围的选择：气压范围选105KPa—150KPa之间，气压低值是要大于一个大气压[100KPa]的，在GPU芯片等降到额定低温后，还可用小气流补偿GPU芯片等发热的降温使用。冷却气体的气压高限要小于家用高压锅的气压是从安全考虑，所以选用高压限止为150KPa。本实用新型高压冷却气体吹向GPU芯片等的不同季节时间段，GPU芯片等被降到的温度不同，不同季节时间段也可以选择105KPa—150KPa气压范围之中的某具体值。

本实用新型的发明点：首先散热用的冷却气体被密封循环使用，主要配合技术是用热泵把已吸热气体分离成为高低两种温度的气体分别处理，提高了对要其进行降温的气体与冷淋装置的降温媒介的温差，即把服务器排出的25℃—35℃或35℃—45℃已吸热气体中分离出小部分60℃—65℃的高温气体在管道中，外用水淋进行降温，增大水温对气温差的方式提高降温效率，把高温气体用热容量大、温差大的常温水降温后，与热泵分离出的低温气体混合成降温用的冷却气体，再重复使用于对GPU和主板部件等散热降温，回收了散热用气体中的制冷能量，节约制冷耗电，是实现节能的数据中心GPU和主板部件更优选的降温技术方案。

另外，本实用新型就用正向高压冷气解决了雾露问题，又可以不用风扇而大大降低噪声，还可以用间隙方式提供冷气便充分利用冷气而节约制冷能源，解决了雾露问题就可以用现在技术不能用的低温10℃—17℃冷气对GPU芯片降温，GPU芯片能在比风扇降温方法更低的温度环境中工作，更好保护了GPU芯片等，使GPU芯片运算效率提高；还可获得节能降噪又运算效率提高的发明目的。

其它，首先是用可以产生比一般GPU盒风扇或机箱风扇气流更快的高气压冷却气体用于对GPU芯片等降温，由于采用高压气体吹到GPU盒内的GPU上或GPU散热片上，不仅快速降温，还能将先前在GPU盒内的可能有的雾露吹出GPU盒，保护GPU等部件，能将雾露吹出GPU盒，解决了雾露问题，则高压气体可以选用风扇降温所不能用的更低冷却温度10℃—17℃，成为本实用新型才能用的高压气冷却体。又由于先吹入的高压气冷却体10℃—17℃在GPU和散热片降温后，GPU盒中还有大量的冷却能量可保留利用，则可以暂停吹入压气冷却体，形成冷气时有时无的间隙方式吹出冷却气体，或流量为时大时小的间隙式提供压气冷却体的降温方法，减少气冷却体的用量而节能。简言之以高压冷气间隙方式对GPU芯片等降温的方法，是由于有高压使冷却气体高速流动除去雾露；并且可以不用风扇，把制冷和气压设备放在机房外面，则机房的噪声大大减小。

本实用新型的内容是：

用封闭循环高压冷气对GPU芯片降温的节能装置，包括GPU气体散热***的气压泵1 ，储高压冷气箱 2 ，GPU芯片和散热器 3 和自动控制器 13 ，其特征在于：GPU芯片和散热器 3 设置在GPU盒 4 内，GPU盒 4 有进气孔 5 和出气孔 6 ；GPU气体散热***的各部件连接结构如下：

气压泵 1 的出气口与储高压冷气箱 2 的进气口用气压泵出气管 7 连通，储高压冷气箱 2 的出气口与GPU盒 4 的进气孔 5 用储气箱出气管 8 连通；

在接气压泵 1 的电源线 10 上设有电源开关 11 ；

在储高压冷气箱 2 内设有气体压力传感器 9 ；

储气箱出气管 8 上设有进气管气压阀 15 ；

自动控制器 13 用电线分别连接气体压力传感器 9 和电源开关 11 进气管气压阀 15 ，通过气体压力传感器 9 的信号控制电源开关 11 的开关和控制进气管气压阀 15的开关；

还包括一套循环封闭式气体降温***，该气体降温***包括相连通的热泵 40 和降温装置 41 ；热泵 40 有热泵进气管 42 、低温出气管 43 和高温出气管 45 ；热泵 40的热泵进气管 42 与GPU盒 4 的出气孔 6 连通，热泵 40 的低温出气管 43 与气压泵 1的气泵进气口 44 连通；热泵 40 的高温出气管 45 与降温装置 41 的进气口连通，降温装置 41 的降温装置出气管46与热泵 40 的低温出气管 43 连通成为两气合并管 47 ，该两气合并管 47 与气泵进气口 44 连通；两气合并管 47 设有合并管温度传感器 48 ，热泵 40 设有多种功率控制器 49 ，自动控制器 13 用电线分别连接。

进气管气压阀被控制成间隙方式开关的控制装置：气压泵出气管 7 上设有气体只能从气压泵 1 流向储高压冷气箱 2 的单向阀 14 。自动控制器 13 用电线连接进气管气压阀 15 ；GPU盒 4 中设有芯片温度传感器 16 ，自动控制器 13 用电线连接芯片温度传感器 16 ；GPU盒 4 内设有盒内湿度传感器 17 ，自动控制器 13 用电线连接盒内湿度传感器 17 ；自动控制器 13 用芯片温度传感器 16 、盒内湿度传感器 17 和合并管温度传感器 48 三个信号的合并参数控制进气管气压阀 15 的开关。

热气管气压阀开关的控制装置：热泵 40 的热泵进气管 42 上设有热气管气压阀50 ，热气管气压阀 50 用电线连接自动控制器 13 ；自动控制器 13 用芯片温度传感器16 和盒内湿度传感器 17 两个信号的合并参数控制热气管气压阀 50 的开关。

上述的封闭循环式气体降温***主要部件包括气压泵 1 、储高压冷气箱 2 、GPU盒 4 、热泵 40 、降温装置 41 等用管道连通成的密封循环气体通道，密封气体通道是干净无尘的空气，最好是惰性气体如氮气或二氧化碳气体，或其它惰性气体。气压泵 1 把10℃—17℃的冷却气体加压后储存在储高压冷气箱 2 内备用，根据自动控制器 13 的指令，进气管气压阀 15 间歇式打开和关闭，使储气箱出气管 8 向GPU盒 4 也可以是服务器机箱内间歇式放出10℃—17℃的高压冷却气体，当GPU盒 4 也可以是服务器机箱内的气体温度升到25℃—35℃成为已吸热气体，进气管气压阀 15 再次打开使储气箱出气管 8 向GPU盒 4 放出10℃—17℃的高压冷却气体，后来的高压冷却气体把GPU盒 4 原来的25℃—35℃成为已吸热气体压出GPU盒 4 ，已吸热气体进入热泵 40 ；热泵 40 自身的负压也能吸入25℃—35℃成为已吸热气体，在热泵 40 中，热泵 40 把25℃—35℃已吸热气体变为低高温两种气体排出，分离出的60℃—65℃的高温气体经过水淋降温装置 41 变为常温即水温气体，常温即水温气体与热泵 40 分离出的5℃—17℃低温气体混合成10℃—17℃的冷却气体，该10℃—17℃的冷却气体再次进入气压泵 1 加压，成为10℃—17℃的高压冷却气体备用，重复用于对GPU盒 4 也可以是服务器机箱降温，使数据中心的GPU、CPU、主板等发热部件运行在25℃—35℃以下的恒温状态。自动控制器 13 根据合并管温度传感器 48 的温度高低调整多种功率控制器 49 的功率大小，使热泵 40 选用不同大小的工作功率，使冷却气体保持在10℃—17℃。

本实用新型节能的原理：本实用新型首先要求是密封循环气体***，气体不量损失，目的是气体干净又能用价格较高度的惰性气体，还可以回收制冷能源，而为可以用比现有风扇更低温度的散热用气体提供了条件，使GPU、CPU、主板等发热部件能运行在25℃—35℃以下的恒温状态，提高了GPU、CPU、主板等发热部件的工作效率，解释如下。

第一、只能用密封循环气体***，如果把热泵 40 分离出的60℃—65℃的高温气体放出，重新加入常温的惰性气体，但新添加惰性气体的成本远远大于水淋降温装置 41降温成本，而且去除高温气体的时间流量值很难与新添加惰性气体的时间流量值相等，则密封***中的气压难以控制。所以要用惰性气体只能用密封循环气体***。

第二、选用本实用新型热泵40加水淋降温装置 41 降温而不用空调降温的原因：如选水作媒介降温，水的热溶量大，水是可回收的，水可以重复利用而成本低；而用空调冷风作媒介降温，气的热溶量小，冷风不能重复利用而耗能多成本更高。[1]如不用热泵40只用常温的水对25℃—35℃已吸热气体降温，如常温高于10℃—17℃，则不能获得10℃—17℃降温用的冷却气体，所以用水淋降温装置 41 而必须配用热泵40；[2]如不用热泵40加水淋降温装置 41 ，只选空调用冷气对来自服务器的25℃—35℃已吸热气体进行降温，空调用10℃—17℃或更低温的空调冷气吹25℃—35℃已吸热气体，大量的空调冷气能量未被完全利用就散发了，空调大量的制冷能量被浪费。所以本实用新型用热泵把25℃—35℃已吸热气体分离出高低两种温度的气体，把高温气体用热容量大、温差大的水降温后，再与低温气体混合成降温用的冷却气体，管子内的气体和管子外的水都能再重复用，是更节能的数据中心GPU和主板部件降温的优选技术方案。

第三、提高温差节约水淋降温能源、GPU工作在更佳状态：从GPU盒中放出的25℃—35℃成为已吸热气体与常温水的温差小，而热泵 40 分离出的60℃—65℃的高温气体与常温水的温差大，增大了30℃左右的温差。因为一般热泵 40 只能分离出的60℃—65℃的高温气体，所以高温气体参数用60℃—65℃。水与管道中需要降温的气体温度差越大，管道中需要常温气体在降时，在单位时间中吸热气体携带的总热量多，变为60℃—65℃高温气体用水淋降温的效提高、耗水量少，而在单位时间中吸热气体携带的总热量多。如直接把25℃—35℃作为已吸热气体用水淋降温的效低、温差小、耗水量多，而且直接降温不能降到10℃—17℃。这10℃—17℃对于数据中心GPU、CPU、主板降温更利于GPU、CPU、主板工作在更佳状态，而常温气体对于数据中心GPU、CPU、主板降温不如用10℃—17℃降温的工作状态好。

第四、循环用气可回收制冷能源，降低循环冷却气体的温度而不增加耗能，使GPU能工作在更佳温度环境：本实用新型对GPU芯片等降温用的气体是被密封循环使用的，使其热泵对常温气体用的制冷能量可以回收利用，则流出GPU盒的吸热气体温度可以低于现有风扇开放降温风冷的35℃—45℃，则本实用新型可选用流出GPU盒的吸热气体温度25℃—35℃气体；因为制冷能源可回收，本实用新型有条件选择控制流出GPU盒的吸热气体温度为最适合GPU、CPU的工作温度25℃—35℃更佳温度环境。当低温气体5℃—17℃与水淋后的常温气体混合成降温用的10℃—17℃气体吹入GPU盒 4 ，对GPU、CPU、主板降温后，GPU盒 4温度在25℃—35℃时，降温用的10℃—17℃气体又再次吹入GPU盒 4 ，25℃—35℃已吸热气体被排出GPU盒 4 ，这些25℃—35℃已吸热气体进入热泵40。在冷却气体被循环利的封闭***中，长时间的热泵40把25℃—35℃已吸热气体变为低温气体5℃—17℃所要的总能量，与把35℃—45℃变为低温气体5℃—17℃所要的总能量相同，这就是密封循环用气的优点，使用了更低温度气体对GPU芯片等降温，又不增加耗能。

为防高压冷气体反向倒流，气压泵出气管7上设有气体只能从气压泵1流向储高压冷气箱2的单向阀14。

单向阀14是防止气压泵1在停止工作后，存储在储高压冷气箱2内的高压冷气体反向流到气压泵1里。

自动控制器13用电线连接进气管气压阀15。进气管气压阀15是储高压冷气箱2实现以间隙方式输出高压冷气体实物控制部件，进气管气压阀15打开或微量打开或关闭受自动控制器13控制。自动控制器13可以是固定的时间设置，也可以用芯片温度传感器16作为控制信息的来源。

当GPU芯片等工作量从大变小，GPU芯片等发热从多少时，两气合并管 47 中的气体温度低于10℃—17℃，合并管温度传感器 48 传入自动控制器 13 的信号使多种功率控制器 49 减少功率，起到减少使用制冷能源，节约用电的目的。

由于热泵 40 的进气口有吸气的功能，能将GPU盒 4 中的气体吸入热泵 40 之中，热泵 40 的吸气功能不仅可吸入GPU盒 4 中的已热气体，也可吸入GPU盒 4 中的没有达到设定的已热气体温度的待吸热气体；为了节约待吸热气体的能量，使待吸热气体在GPU盒 4 中继续吸收GPU等的热量，在热泵 40 的热泵进气管 42 上设有热气管气压阀 50 ，热气管气压阀 50 用电线连接自动控制器 13 ；只有当芯片温度传感器 16 和合并管温度传感器 48 将气体温度达到设定值时，自动控制器 13 发出打开热气管气压阀 50 指令，热气管气压阀 50 被打开，热泵 40 吸入GPU盒 4 中的已热气体，当热泵 40 吸入足量的、或定时的已热气体后，热气管气压阀 50 关闭；自动控制器 13 再启动进气管气压阀15打开，向GPU盒 4 中吹入降温用的10℃—17℃冷却气体。这样芯片温度传感器 16 的温度信息通过自动控制器 13 对GPU盒 4 的进气管气压阀15和热气管气压阀 50 进行控制，调节GPU盒 4 内的温度保持的设定范围内，又节约用制冷能源、节约用电、节约费用。

对温度的正常制冷控制回路，用进气管气压阀15设置额定气体压力或额定时间输出高压冷气体的的意义：气体压力传感器9主要用于设定在储高压冷气箱2内的额定气体压力，特别是设定最高额定气体压力，实现方法是用气体压力传感器9的气压信息通过自动控制器13对气压泵1的电源开关11进行控制，而控制了储高压冷气箱2中的气压不超额定气压值。设定额定压力或额定时间，能够间断式或起伏式的用带压力快速流动的冷却气体冲向GPU芯片和散热器3，能快速去除粘滞在GPU芯片和散热器3附近的高温气体，达到GPU芯片和散热器3快速降温目的。用同样多的能耗，如用10℃这种较低温度冷却气体冲向GPU芯片和散热器3和周围的高温气体降温效果一定优于连续用风扇吸入25℃常温的分散广泛式降温效果。也就是说，用本实用新型的吹低温气体降温方法比现有风扇吸入较高温气体的降温方法的降温效果更好、更节约能源。进气管气压阀15间断式打开，就可以不再连续用GPU风扇和机箱风扇，则机房的噪音大大降低；因为气压泵1可放在房外面，机房内只有轻微的、低频的、间隙式的气流声音，而不是大量的、高频的、甚至共振的、甚至有金属磨擦的、连续的风扇声音。所以，用本装置加高压冷气对GPU芯片和散热器3间断式吹风，对GPU芯片和散热器3降温效果更好、节约降温能源、机房内噪音低。

对高压冷却气体的自动控制方式是：气压泵1将冷气压入储高压冷气箱2中，芯片温度传感器16通过自动控制器13去控制进气管气压阀15的打开、微量开放和关闭来控制储高压冷气箱2中的高压冷气对GPU芯片和散热器3的输量和时间，实现间隙方式排除的高压冷气将GPU芯片和散热器3控制在设定的温度变化范围内；具体方式如下：

当芯片温度传感器16的温度达到高温设定值后，芯片温度传感器16使自动控制器13驱动进气管气压阀15打开，储气箱出气管8向GPU盒4内的GPU芯片和散热器3放出大量高压冷气，对GPU芯片和散热器3快速降温。

当芯片温度传感器16被降到额定的低温设定值后，芯片温度传感器16使自动控制器13驱动进气管气压阀15微量开放，储气箱出气管8向GPU盒4内的GPU芯片和散热器3放出少量冷气，保持GPU芯片和散热器3；或者当芯片温度传感器16降到低温设定值后，芯片温度传感器16使自动控制器13驱动进气管气压阀15关闭，GPU芯片和散热器3又缓慢升温。

使用时优选，高压冷气的气压为105KPa—150KPa，温度为10℃—17℃。

储气箱出气管8上设置进气管气压阀15是产生间隙方式提供高压冷气的关键技术设置，间隙方式提供高压冷气使冷气的温度可以低于现有风扇连续式抽气方式的机房机柜的室内常温或者17℃—35℃气温，本实用新型优选提供高压冷气10℃—17℃的降温效果明显优于现有的风扇常温17℃—35℃，而且间隙方式提供高压冷气在间隙充气期间，可充分利用盒内或机箱内的10℃—17℃气温的能源，而不是现在技术连续排风浪费冷气能源，现有的连续排风使房机制冷的能源不能充分利用。

关于间隙式低温的温度设定和优点：本实用新型因为是高压间隙式吹入冷却气体，所以该高压冷气体温度可选10℃—17℃，则远低于现有风扇连续式抽气方式的机房机柜的室内常温或者17℃—35℃，风扇连续式抽气只能用较高的“室内常温或者17℃—35℃”，并且机房空调一般没有低于17℃的，如果就是用10℃—17℃低温则风扇连续排除的低温气体对能源浪费太大，所以要想用冷却GPU效率更好的10℃—17℃低温冷却气体，又不浪费能源，只能是用本实用新型的间隙吹入10℃—17℃冷却气体，待GPU芯片等耗电元件升温到额定高温如50℃—65℃时，再大量吹入10℃—17℃低温冷却气体，把GPU芯片等耗电元件降温到10℃—17℃后，停止吹入10℃—17℃低温冷却气体或者少量的低温冷却气体，等待GPU芯片等其升再高到50℃—65℃时又大量吹入10℃—17℃低温冷却气体，再把GPU芯片等耗电元件降温到10℃—17℃。这样大量吹入10℃—17℃低温冷却气体时，冷却气体与GPU芯片温差大，降温快于风扇的室内常温气体，所以本实用新型用冷却气体对GPU芯片等降温的能源利用效率更高，更节约能源，GPU芯片等有更长的低温工作时间，GPU芯片的运算能力也更高。冷却气体吹入式降温还能随时吹除尘埃和水雾，不会有结晶水损坏GPU芯片等，使其能用比风扇方式更低的10℃—17℃低温冷却气体。

本实用新型的重点是可用间隙方式高压冷气降温：用进气管气压阀15等实现间隙方式降温的吹入高压冷气体，当间隙方式降温的吹入高压冷气体温度如10℃—17℃，也可以用10℃以下更低温度的气体输入对GPU芯片和散热器3降温，降温更快，可以延长最低温度到最高启动降温的最高温度之间的间隙时间，但气体10℃以下低温度产水雾露的时间很快，可能130KPa—150KPa高压气流难以完全吹除水雾露而建议不用。从10℃—17℃高压冷气体把GPU芯片和散热器3降到10℃—17℃后，停止或少量吹入高压冷气体，致到GPU芯片和散热器3再升到35℃—45℃或50℃—60℃有一定升温的时间，这停止或少量吹入高压冷气体的时间里，GPU盒4中的10℃—17℃冷气能源被充分利用，减少降温的能源消耗，节约降温成本。

而现有技术连续不断的风扇排风，如用常温或恒定的25℃气体散热，散热用的气体是一至连续被风扇抽出，散热用的气体温度高，散热用的气体与GPU芯片和散热器3温差小则降温效率低，浪费制取散热用的风扇耗电和制冷气体的能源；如现有技术将散热用的气体改用低温15℃，虽然可使与GPU芯片和散热器3的温差更高，但制取15℃散热用的气体的能源更多的耗用在机房大量无用空间之中，并且又被风扇连续不断抽出，更浪漫能源；如现有技术散热用的气体改为高温40℃，与GPU芯片和散热器3的温差太小，降温效果太差，不能使用，没有意义。所以本实用新型用的间隙方式高压冷气降温是降温效率高，又节约能源的方法。

为了把GPU工作温度与散热装置连通组成自动散热的方式，GPU芯片和散热器3上设有芯片温度传感器16，芯片温度传感器16用电线连接自动控制器13。实际上芯片温度传感器16是GPU芯片自带的，一般不需要再设置。

为了应急降湿驱雾，GPU盒4内设有盒内湿度传感器17，盒内湿度传感器17用电线连接自动控制器13，当盒内湿度传感器17发出的湿雾即雾露信号超出许可值时，本实用新型的装置自动开启应急降湿驱雾工作模式。

应急降湿驱雾控制回路：GPU芯片等的工作环境对温度和湿度都有规定范围，国标B2887－89认为环境湿度为A级45％～65％条件下，最大露点温度是17℃。在湿度为45％～65％条件下，用芯片温度传感器16的温度额定值10℃—45℃，即在芯片温度传感器16温度达到45℃时，启动温度为10℃—17℃的高压冷气吹入GPU盒4内降温，当温度降到10℃后停止高压冷气吹入，待芯片温度传感器16温度再次达到45℃时又高压冷气吹入降温，形成吹入到停止，再吹入再停止的降温与停止的循环。在降温与停止的循环时间中，如果GPU盒4内能产生雾露，也被下次吹入的高压冷气驱出GPU盒4，使雾露不能长期存在于GPU盒4内。所以环境湿度为45％～65％条件下，用本实用新型不会有雾露影响GPU芯片等的问题。但是，如果环境湿度为85％以上的特殊不良条件下，GPU盒4内产生雾露的时延长并且量也增加，长期这样可能对GPU芯片等不利，为解决这种雾露延长并且量也增加的问题，本实用新型在GPU盒4内设有盒内湿度传感器17，盒内湿度传感器17用产生雾露的时间长短和数量多少的雾露数据，通过自动控制器13对进气管气压阀15控制关闭，即可以在芯片温度传感器16温度没有达到45℃以前，用雾露数据提前将进气管气压阀15打开，提前用高压冷气强行驱出GPU盒4内的雾露，实现在环境湿度为85％以上的特殊不良条件下，应急降湿驱出雾露，保护GPU芯片等不受雾露影响。

本实用新型的优点：

第一、可回收制冷的能量：循环用散热用的冷却气体可以能量回收，降低冷却气体的温度而不增加耗能，GPU能工作在更佳温度环境。对GPU芯片等降温用的气体是被密封循环使用的，制冷气体的能量可以回收利用，则流出GPU盒的吸热气体温度可选25℃—35℃低于现在技术风扇降温的50℃—60℃，选择控制流出GPU盒的吸热气体温度为最适合GPU、CPU的工作温度25℃—35℃更佳温度环境。

第二、散热气体密封循环解决污染和氧化问题：GPU盒或机箱有进出气体的两个孔，连通这两个孔的管道和制冷设置是连成密封的循环气体通道，密封的循环气体通道中最好是用惰性气体，解决用外源空气的尘埃污染和氧化GPU和主板部件的问题。

第三、解决了新添加惰性气体的成本高的问题：选用惰性气体作为GPU、CPU的常温气体，本实用新型则用密封循环气体***，解决了不需要随时添加惰性气降低成本，还解决了如果要添加，则排放的高温气体随时的流量多少很难与新添加惰性气体的同时间流量值相等的问题，则密封***中的气压难以控制。

第四、用常温水也能获得10℃—17℃降温用的冷却气体：降低对吸热气体冷却的耗能，选用本实用新型热泵加水淋降温装置降温，降温用的水可以重复利用而成本低；而用冷风作媒介降温，冷风不能重复利用而成本低。能获得10℃—17℃降温用的冷却气体，又避免空调对已吸热气体降温时，冷气能量未被完全利用就散发，空调大量的制冷能量被浪费。

第五、提高温差节约水淋降温能源消耗、GPU工作在更佳状态：热泵分离出的60℃—65℃的高温气体与常温水的温差大，而25℃—35℃或35℃—45℃成为已吸热气体与常温水的温差小，所以热泵分离出高温气体用于用水淋降温，比直接用25℃—35℃或35℃—45℃已吸热气体与常温水降温更节能，从单位时间中把全部已吸热气体降到规定温度来看，热泵分离出的60℃—65℃的高温气体来用常温水降温，水的用量更少更节能。

其它，

使用本实用新型装置产生高压冷气对GPU芯片等降温的优点是，用正向高压冷气解决了在GPU盒中产生雾露问题，高压产生气体流速20米/秒—40米/秒大于风扇气流速度，就可以不用风扇而大大降低机房噪声；用10℃—17℃高压冷气则可以选用间隙方式提供冷气，便能充分利用冷气而节约制冷能源；解决了雾露问题就可以用低温的10℃—17℃冷气使其对GPU芯片等的降温更快，比风扇气体温度更低而更好保护了GPU芯片等，确保GPU芯片等的工作温度不超温，使GPU芯片运算效率提高；即节能降噪又运算效率提高。

用本实用新型装置配高压冷气，能实现间隙方式输出冷却气体对GPU芯片和散热器散热，节约散热耗能，提高运算效率，节约算力成本，降低机房噪声。

气管气压阀是温度和湿度控制储高压冷气箱是否对GPU芯片和散热器输出冷却气的关键部件，是实现间隙方式输出冷却气的最终部件。

用芯片温度传感器控制自动控制器，再用自动控制器控制气管气压阀和气压泵的方法，实现对高压冷气的自动间隙方式排除去对GPU芯片等散热。

附图说明

图1是本实用新型服务器对GPU芯片和散热器散热用气体密封循环所用设备连接和控制关系示意图。

图2是本实用新型各部件的高压冷却气体流动顺序示意图。

图中1是气压泵、2是储高压冷气箱、3是GPU芯片和散热器、4是GPU盒、5是进气孔、6是出气孔、7是气压泵出气管、8是储气箱出气管、9是气体压力传感器、10是电源线、11是气泵电原开关、13是自动控制器、14是单向阀、15是气管气压阀、16是芯片温度传感器、17是盒内湿度传感器、40是热泵、41是降温装置、42是热泵进气管、43是低温出气管、44是气泵进气口、45是高温出气管、56是降温装置出气管、47是两气合并管、48是合并管温度传感器、49是多种功率控制器、50是出气管气压阀。

实施方式

实施例1、用封闭循环高压冷气对GPU芯片降温的节能装置

如图1、2，

1、用封闭循环高压冷气对GPU芯片等降温的节能装置，包括GPU气体散热***的气压泵 1 ，储高压冷气箱 2 ，GPU芯片和散热器 3 和自动控制器 13 ，其特征在于：GPU芯片和散热器 3 设置在GPU盒 4 内，GPU盒 4 有进气孔 5 和出气孔 6 ；GPU气体散热***的各部件连接结构如下：

气压泵 1 的出气口与储高压冷气箱 2 的进气口用气压泵出气管 7 连通，储高压冷气箱 2 的出气口与GPU盒 4 的进气孔 5 用储气箱出气管 8 连通；

在接气压泵 1 的电源线 10 上设有电源开关 11 ；

在储高压冷气箱 2 内设有气体压力传感器 9 ；

储气箱出气管 8 上设有进气管气压阀 15 ；

自动控制器 13 用电线分别连接气体压力传感器 9 和电源开关 11 进气管气压阀 15 ，通过气体压力传感器 9 的信号控制电源开关 11 的开关和控制进气管气压阀 15的开关；

还包括一套循环封闭式气体降温***，该气体降温***包括相连通的热泵 40 和降温装置 41 ；热泵 40 有热泵进气管 42 、低温出气管 43 和高温出气管 45 ；热泵 40的热泵进气管 42 与GPU盒 4 的出气孔 6 连通，热泵 40 的低温出气管 43 与气压泵 1的气泵进气口 44 连通；热泵 40 的高温出气管 45 与降温装置 41 的进气口连通，降温装置 41 的降温装置出气管46与热泵 40 的低温出气管 43 连通成为两气合并管 47 ，该两气合并管 47 与气泵进气口 44 连通；两气合并管 47 设有合并管温度传感器 48 ，热泵 40 设有多种功率控制器 49 ，自动控制器 13 用电线分别连接。

气压泵 1 选用进气和出气都分别有专门气孔的，不用分散方式进气和出气的。并且气压泵 1 和储高压冷气箱 2 是一体的机器。

热泵 40 选用进气和出气都分别有专门气孔的，不用分散方式进气和出气的。而普通制冷空调的进气、出冷气是分散的没有专用进气口、出冷气口，而热气是被外机风扇吹出成散热的风，所以普通制冷空调不能用。热泵 40 和普通制冷空调都有制冷和放热两种功能。

降温装置 41 可以选吹风降温和水淋降温，一般水淋降温的效率更高、运行的经济更好，所以最选用水淋降温装置。

自动控制器 13 是接收多个传感器和控制多个部件的多控制器组合物。

用管道连通的气压泵 1 、储高压冷气箱 2 、GPU盒 4 、热泵 40 、降温装置 41循环气道中冲入氮气或二氧化碳气体。

当GPU芯片等工作量从大变小，GPU芯片等发热从多少时，两气合并管 47 中的气体温度低于10℃—17℃，合并管温度传感器 48 传入自动控制器 13 的信号使多种功率控制器 49 减少功率，起到循环气体回收制冷的能源，节约制冷的能源。

整个用封闭循环高压冷气对GPU芯片等降温的节能装置的外部热量交换，是水淋降温装置40的水淋用水所携带的热量离开本气体循环装置。

用气体压力传感器9控制自动控制器13，再用自动控制器13控制进气管气压阀15和电源开关11的方法，实现自动控制输出气体在额定的高气压值范围内，为间隙方式排除散热气体提供条件。

可以进气管气压阀15选用有从小到大逐渐变化的阀门，使其在对GPU芯片和散热器3降温达到额定值后，可以不完全关闭，还留有很小缝出少量的冷却气体，作为补偿GPU芯片和散热器3后续升温要消耗的部分热量，延长GPU芯片和散热器3再次达到高温额定值的时间。

参数设置：当GPU芯片和散热器3达到高温额定值35℃或45℃或65℃时，自动控制器13，使进气管气压阀15打开放出冷却气体对GPU芯片和散热器3散热的，本实用新型配用的高压冷气的气压为105KPa—150KPa，温度为10℃—17℃，气体流速5米/秒—40米/秒。

实施例2、以温度和湿度自动控制的用封闭循环高压冷气对GPU芯片降温的节能装置

如图1、2，

本实施例同于实施例1，仅将实施例1的结构基础上增加设计如下：

气压泵出气管 7 上设有气体只能从气压泵 1 流向储高压冷气箱 2 的单向阀14 。

自动控制器 13 用电线连接进气管气压阀 15 ；GPU盒 4 中设有芯片温度传感器16 ，自动控制器 13 用电线连接芯片温度传感器 16 ；GPU盒 4 内设有盒内湿度传感器17 ，自动控制器 13 用电线连接盒内湿度传感器 17 ；自动控制器 13 用芯片温度传感器16 、盒内湿度传感器 17 和合并管温度传感器 48 三个信号的合并参数控制进气管气压阀 15 的开关。

当气压泵 1 停止工作后，由于进气管气压阀 15 是间断式间隔式的放出气体，气压泵出气管 7 设的单向阀 14 可以防止气体回流到气压泵 1 中。

GPU芯片和散热器3上设有芯片温度传感器16，芯片温度传感器16用电线连接自动控制器13。

GPU盒4内设有盒内湿度传感器17，盒内湿度传感器17用电线连接自动控制器13。

热泵 40 的热泵进气管 42 上设有热气管气压阀 50 ，热气管气压阀 50 用电线连接自动控制器 13 ；自动控制器 13 用芯片温度传感器 16 和盒内湿度传感器 17 两个信号的合并参数控制热气管气压阀 50 的开关。

进气管气压阀15选用有打开或微量打开或关闭这种有从小到大的开放过程可控制、可停留的过程可控式电磁阀。进气管气压阀15用于控制在不同时间向GPU芯片和散热器3输出不同流量的冷却气体，并保证冷却气体有105KPa—150Kpa某一设定的额定气压值。

芯片温度传感器16实际上是GPU芯片自带的，一般不需要再设置，只是把GPU芯片自带的芯片温度传感器16接线脚与自动控制器13用电线连接，使芯片温度传感器16的温度电信号可以被自动控制器13接收。

在GPU盒4内设有盒内湿度传感器17，盒内湿度传感器17用电线连接自动控制器13形成应急额定气体压力或额定时间输出高压冷气体去除雾露的控制回路。如当盒内湿度传感器17感受到GPU盒4内的雾露使相对湿度达到或超过70%时，自动控制器13使电源开关11接通导电，气压泵1对储高压冷气箱2增加冷却气体使之达到150KPa，并且自动控制器13使进气管气压阀15处于一直开放状态；当盒内湿度传感器17感受到GPU盒4内的相对湿度达到或低于40%时，自动控制器13使电源开关11断电，自动控制器13还使进气管气压阀15回到实施例1所述的正常状态。

芯片温度传感器 16 的温度信息通过自动控制器 13 对GPU盒 4 的进气管气压阀15和热气管气压阀 50 进行控制，调节GPU盒 4 内的温度保持的设定范围内，又节约用制冷能源、节约用电、节约费用。

Claims (3)

1.用封闭循环高压冷气对GPU芯片降温的节能装置，包括GPU气体散热***的气压泵（1），储高压冷气箱（2），GPU芯片和散热器（3）和自动控制器（13），其特征在于：GPU芯片和散热器（3）设置在GPU盒（4）内，GPU盒（4）有进气孔（5）和出气孔（6）；GPU气体散热***的各部件连接结构如下：

气压泵（1）的出气口与储高压冷气箱（2）的进气口用气压泵出气管（7）连通，储高压冷气箱（2）的出气口与GPU盒（4）的进气孔（5）用储气箱出气管（8）连通；

在接气压泵（1）的电源线（10）上设有电源开关（11）；

在储高压冷气箱（2）内设有气体压力传感器（9）；

储气箱出气管（8）上设有进气管气压阀（15）；

自动控制器（13）用电线分别连接气体压力传感器（9）和电源开关（11）进气管气压阀（15），通过气体压力传感器（9）的信号控制电源开关（11）的开关和控制进气管气压阀（15）的开关；

还包括一套循环封闭式气体降温***，该气体降温***包括相连通的热泵（40）和降温装置（41）；热泵（40）有热泵进气管（42）、低温出气管（43）和高温出气管（45）；热泵（40）的热泵进气管（42）与GPU盒（4）的出气孔（6）连通，热泵（40）的低温出气管（43）与气压泵（1）的气泵进气口（44）连通；热泵（40）的高温出气管（45）与降温装置（41）的进气口连通，降温装置（41）的降温装置出气管（46）与热泵（40）的低温出气管（43）连通成为两气合并管（47），该两气合并管（47）与气泵进气口（44）连通；两气合并管（47）设有合并管温度传感器（48），热泵（40）设有多种功率控制器（49），自动控制器（13）用电线分别连接。

2.根据权利要求1所述的用封闭循环高压冷气对GPU芯片降温的节能装置，其特征在于：气压泵出气管（7）上设有气体只能从气压泵（1）流向储高压冷气箱（2）的单向阀（14）；自动控制器（13）用电线连接进气管气压阀（15）；GPU盒（4）中设有芯片温度传感器（16），自动控制器（13）用电线连接芯片温度传感器（16）；GPU盒（4）内设有盒内湿度传感器（17），自动控制器（13）用电线连接盒内湿度传感器（17）；自动控制器（13）用芯片温度传感器（16）、盒内湿度传感器（17）和合并管温度传感器（48）三个信号的合并参数控制进气管气压阀（15）的开关。

3.根据权利要求1所述的用封闭循环高压冷气对GPU芯片降温的节能装置，其特征在于：热泵（40）的热泵进气管（42）上设有热气管气压阀（50），热气管气压阀（50）用电线连接自动控制器（13）；自动控制器（13）用芯片温度传感器（16）和盒内湿度传感器（17）两个信号的合并参数控制热气管气压阀（50）的开关。

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