CN107046793A - 液冷式服务器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液冷式服务器系统，包括：以层状结构的形式设置的多个刀片服务器(12)，每层刀片服务器(12)内部容纳有制冷剂，其中，每层刀片服务器(12)设置有制冷剂入口(14)和制冷剂出口(16)；以及冷凝器(18)，冷凝器(18)的入口与制冷剂出口(16)连通，并且冷凝器(18)的出口与制冷剂入口(14)连通。本发明的目的在于提供一种浸没式的液冷式服务器系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种液冷式服务器系统。
背景技术
目前所使用的计算机大都依靠冷空气给机器降温，但在数据中心，仅靠风冷已经不足以满足高热流密度服务器的散热要求。传统的风冷模式均采用间接接触冷却的方式进行，在传热过程复杂，存在接触热阻及对流换热热阻，热阻总和大，换热效率较低，换热过程高低温热源间温差较大，需要较低的室外低温热源引导换热过程进行。
液冷即利用工作流体作为中间热量传输的媒介，将热量由热区传递到远处再进行冷却。由于液体比空气的比热大很多，散热速度也远远大于空气，因此制冷效率远高于风冷散热方，同时在噪音方面也能得到很好的控制。
液冷散热系统最大的特点有两个：均衡CPU的热量和低噪声工作。由于液体的比热容超大，因此能够吸收大量的热量而保持温度不会明显的变化，液冷系统中CPU的温度能够得到好的控制，突发的操作都不会引起CPU内部温度瞬间大幅度的变化。由于换热器的表面积很大，所以只需要低转速的风扇对其进行散热就能起到不错的效果，因此液冷大多搭配转速较低的风扇。此外，泵的工作噪声一般也不会很明显，这样整体的散热系统与风冷系统相比就非常的安静了。
目前，市面上的液冷服务器采用的制冷剂为水。众所周知，有杂质的水是一种良导体，会造成电路板短路。虽然目前的水冷散热器厂家保证其产品完全密封无泄漏，但这始终是一种隐患，使得大多数服务器厂家对这一技术望而却步。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种浸没式的液冷式服务器系统。
根据本发明，提供了一种液冷式服务器系统，包括：以层状结构的形式设置的多个刀片服务器，每层刀片服务器内部容纳有制冷剂，其中，每层刀片服务器设置有制冷剂入口和制冷剂出口；以及冷凝器，冷凝器的入口与制冷剂出口连通，并且冷凝器的出口与制冷剂入口连通。
根据本发明，每层刀片服务器中设置有多个刀片，并且制冷剂入口通过水平分液器连通至每个刀片。
根据本发明，制冷剂入口设置在刀片服务器的底部，并且制冷剂出口设置在刀片服务器的顶部。
根据本发明，冷凝器的出口和制冷剂入口之间还串联有泵。
根据本发明，液冷式服务器系统中各个管路之间通过可直接插拔的快速接头连接。
根据本发明，容纳在刀片服务器内部的制冷剂为沸点在30～60℃的氟化物。
本发明的有益技术效果在于：
在本发明的服务器系统中，在每层刀片服务器中容纳制冷剂，从而将服务器中的发热元件浸没在制冷剂中以进行散热。制冷剂蒸发后由管路输送至冷凝器冷凝并重新循环返回刀片服务器中再次进行使用。这样，使得本发明提供了一种浸没式的液冷服务器系统，从而能够进行节能、高效的散热。
附图说明
图1是本发明液冷式服务器系统的结构示意图。
具体实施方式
现参照附图对本发明进行描述。如图1所示，本发明提供了一种液冷式服务器系统10，该系统10包括多个刀片服务器12以及冷凝器18。具体地，多个刀片服务器12以层状结构的形式设置，并且每层刀片服务器12内部容纳有制冷剂，其中，每层刀片服务器12设置有制冷剂入口14和制冷剂出口16。此外，冷凝器18的入口与制冷剂出口16连通，并且冷凝器18的出口与制冷剂入口14连通。
如图1所示，在本发明的实施例中，每层刀片服务器12中设置有多个刀片20，并且制冷剂入口14通过水平分液器22连通至每个刀片20。优选地，如图1所示，制冷剂入口14设置在刀片服务器12的底部，并且制冷剂出口16设置在刀片服务器12的顶部。
此外，冷凝器18的出口和制冷剂入口14之间还串联有泵24。在优选的实施例中，液冷式服务器系统中各个管路之间通过可直接插拔的快速接头连接。并且容纳在刀片服务器12内部的制冷剂为沸点在30～60℃的氟化物。
具体地，如图1所示，本发明中采用直接式液冷，又称浸没式液冷。所谓浸没式液冷，即发热元器件与冷媒直接接触，将服务器主板、CPU、内存等发热量大的元器件完全浸没在冷媒中。由于冷却液与被冷却对象直接接触，散热效果更佳，且能一次性解决全部元器件的散热问题，完全不需要额外配置风扇、散热片等。但是此系统对原计算机系统有较大改动，需要制作密封舱体用来盛放冷媒；另外，该系统对冷媒的要求较高，需具备绝缘性能好、无毒无害、无腐蚀性等物理化学特性。
本发明所采用的浸没式液冷，是将单个刀片内部整体充满冷媒。机柜分为上下两层，每层的上方为出液口，下方为进液口。制冷剂经过制冷系统后分两路分别进入机柜上下两层。在机柜内部分配到水平分配单元，水平分液器将制冷剂均匀分配，送进各个刀片服务器内，使得单个刀片内部整体充满冷媒。刀片服务器在运行时CPU和各个电子元器件产生的热量使得制冷剂温度上升或气化，制冷剂蒸汽与热流体经由刀片服务器上方的管道，汇入水平分液器经由机柜上方出液口处流出。汇集后的制冷剂的蒸汽与热流体流经冷凝器，并在冷凝器中冷凝，重新成为冷流体。完成整个制冷循环。
需要指出的是，在本发明中，管路接头是关键的部件，其为可直接插拔的快速接头：公、母插头插紧时，管路导通，制冷剂顺畅流动；公、母插头断开时，插头内的阀关死，管路内的制冷剂截流。这样的好处是在系统安装或调试，需要断开管路时，制冷剂不泄漏。
此外，蒸发冷却方式使用的介质(即，制冷剂)是一种沸点在30～60℃的氟化物，无毒，无污染，不腐蚀金属，且该介质具有很高的绝缘性，克服了介质导电的危险，解决了用户对水进机房的担忧。另外，使用蒸发冷却方式的刀片服务器机箱的压力可以设计为运行时低于大气压0.1bar，运行时处于负压状态，会大大降低了介质泄漏的可能性。
对于本发明的冷却原理而言，液态制冷剂在循环泵的驱动下进入单刀片腔体内，在刀片内部吸收CPU和各个电子元器件的散热量使得部分液态制冷剂气化，形成气液混合流通过的出口管流出，在外界冷却装置的辅助下，冷却为液态制冷剂，返回刀片腔体内完成一个制冷循环。
综上所述，在本发明的服务器系统中，在每层刀片服务器中容纳制冷剂，从而将服务器中的发热元件浸没在制冷剂中以进行散热。制冷剂蒸发后由管路输送至冷凝器冷凝并重新循环返回刀片服务器中再次进行使用。这样，使得本发明提供了一种浸没式的液冷服务器系统，从而能够进行节能、高效的散热。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种液冷式服务器系统，其特征在于，包括：
以层状结构的形式设置的多个刀片服务器(12)，每层所述刀片服务器(12)内部容纳有制冷剂，其中，每层所述刀片服务器(12)设置有制冷剂入口(14)和制冷剂出口(16)；以及
冷凝器(18)，所述冷凝器(18)的入口与所述制冷剂出口(16)连通，并且所述冷凝器(18)的出口与所述制冷剂入口(14)连通。
2.根据权利要求1所述的液冷式服务器系统，其特征在于，每层所述刀片服务器(12)中设置有多个刀片(20)，并且所述制冷剂入口(14)通过水平分液器(22)连通至每个所述刀片(20)。
3.根据权利要求1所述的液冷式服务器系统，其特征在于，所述制冷剂入口(14)设置在所述刀片服务器(12)的底部，并且所述制冷剂出口(16)设置在所述刀片服务器(12)的顶部。
4.根据权利要求1所述的液冷式服务器系统，其特征在于，所述冷凝器(18)的出口和所述制冷剂入口(14)之间还串联有泵(24)。
5.根据权利要求1所述的液冷式服务器系统，其特征在于，所述液冷式服务器系统中各个管路之间通过可直接插拔的快速接头连接。
6.根据权利要求1所述的液冷式服务器系统，其特征在于，容纳在所述刀片服务器(12)内部的所述制冷剂为沸点在30～60℃的氟化物。
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