服务器机柜及具有其的机柜组和液体浸没冷却服务器系统
技术领域
本发明涉及换热装置技术领域,具体而言,涉及一种服务器机柜及具有其的机柜组和液体浸没冷却服务器系统。
背景技术
典型的市场销售的服务器都是基于空气冷却而设计的。这种服务器通常是用一个前后都具有通气孔的外壳来容纳主板、CPU、内存、硬盘、网络硬件等组件,通过一个或多个内置的风扇来驱动服务器周围的空气流动且流经服务器壳体内部来散热。服务器机架被广泛用于集中放置管理各种服务器和对应的网络路由器、磁盘阵列设备、数据采集设备、电源等。IDC机房一般都配置有架空地板和机房专用空调系统,服务器机架放置于架空地板上,机房专用空调系统通过架空地板下面的送风通道将经冷却后空气直接送入服务器机架的前面或内部,服务器机架后部经过加热后的空气在通过机房专用空调系统的吊顶回风系统抽走,从而满足服务器的散热需要。机房专用空调一般能效比都不高从而导致整个IDC机房PUE(Power UsageEffectiveness)值比较高。
目前,为了对服务器进行更有效的散热,需要将服务器浸没在矿物油中,利用矿物油绝缘,导热效率高等特性,服务器工作时散发的热量,通过矿物油吸收与传递,再通过油冷散热系统,持续高效的散发出去。上述方式降低了数据中心散热系统建设成本,相对于的风冷散热技术而言更加经济和节能,此外,对于机房的环境温度及空调要求基本为零,由于服务器是直接浸泡在矿物油中,服务器等设备都不与空气直接接触,因此对环境的空气质量也无要求。由于油冷的效率高,所以数据中心的密度可以最到更高。
将服务器放置在服务器机柜的内部,服务器机柜具有进液口和出液口,矿物油从进液口进入并与服务器进行热交换,然后从出液口流出。上述结构导致矿物油流动不均匀,温度较低的矿物油在没有与服务器进行充分换热即从出液口流出,上述结果均会导致服务器机柜的散热效率比较低。
发明内容
本发明旨在提供一种具有更高换热效率的服务器机柜及具有其的机柜组和液体浸没冷却服务器系统。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种服务器机柜,包括:柜体,包括底壁、设置在底壁上方的环形侧壁、第一进液口和第一出液口,环形侧壁和底壁共同形成容纳腔,容纳腔具有服务器进出口,服务器机柜还包括:隔板,设置在容纳腔的内部并且将该容纳腔隔断成集液腔和服务器放置腔,隔板上设置有多个第一导流通孔,第一进液口与集液腔相连接,第一出液口与服务器放置腔相连接。
进一步地,隔板与水平面相平行,服务器放置腔位于集液腔的上方,第一进液口形成在环形侧壁上,隔板上设置有第二进液口,第二进液口与第一进液口相连接。
进一步地,隔板包括多个组装板,多个组装板沿第一方向依次连接,相邻两个组装板可拆卸地连接。
进一步地,本发明的服务器机柜还包括:出液管,具有第三出液口和多个第三进液口,出液管位于服务器放置腔的内部,多个第三进液口位于出液管的管壁,第三出液口与第一出液口相连接。
进一步地,各第三进液口上设置有过滤网,各第三进液口上设置有流量调节板,流量调节板调节对应的第三进液口的流通面积。
进一步地,环形侧壁包括前挡板、与前挡板平行的后挡板以及设置在前挡板和后挡板之间的两个侧挡板,服务器机柜还包括:挡液板,与前挡板固定连接,挡液板与前挡板共同形成导流槽,挡液板上设置有第二导流通孔;多个服务器支撑件,各服务器支撑件的顶部具有服务器支撑面并且各服务器支撑件的底部具有容纳挡液板的第一卡位通槽,各服务器支撑件具有放置在柜体上的放置状态,当服务器支撑件处于放置状态时,服务器支撑面在后挡板至前挡板的方向上逐渐向下倾斜,服务器支撑面上设置有挡液凸起。
进一步地,环形侧壁包括前挡板、与前挡板平行的后挡板以及设置在前挡板和后挡板之间的两个侧挡板,服务器机柜还包括:承载支架,设置在柜体的内部,承载支架包括平行且并排设置的服务器第一支撑梁和服务器第二支撑梁,服务器第一支撑梁位于服务器第二支撑梁和后挡板之间,服务器第一支撑梁上设置有多个导线挡板,导线挡板在服务器第一支撑梁的延伸方向上间隔设置,相邻两个导线挡板之间形成导线穿设间隙。
进一步地,后挡板上设置有多个布线钩,多个布线钩在服务器第一支撑梁的延伸方向上间隔设置,布线钩包括与后挡板固定连接的连接段和朝向底壁折弯的折弯段。
进一步地,本发明的服务器机柜还包括:交换机布线板,竖直设置并且与前挡板垂直,交换机布线板具有第一导线穿设通孔,交换机布线板的底部具有第二卡位通槽,交换机布线板上设置有连接件,连接件具有位于相邻的两个布线钩之间,连接件具有容纳折弯段的第一容纳通槽和容纳折弯段的第二容纳通槽。
进一步地,环形侧壁包括前挡板、与前挡板平行的后挡板以及设置在前挡板和后挡板之间的两个侧挡板,服务器机柜还包括:连接板,与后挡板垂直固定连接并且与水平面平行,连接板具有第二导线穿设通孔;支撑板,与连接板垂直固定连接并且与后挡板相平行,支撑板上设置有电源分配器和电源线穿设件,电源线穿设件包括两个在竖直方向上间隔设置并且与水平面相平行的两个第一限位板,各第一限位板上设置有电源线穿设通孔;网线穿设件,设置在后挡板上并且位于电源分配器的下方,网线穿设件包括两个在竖直方向上间隔设置并且与水平面相平行的两个第二限位板,各第二限位板上设置有网线穿设通孔。
进一步地,本发明的服务器机柜还包括:两个侧护板,与侧挡板相平行,支撑板分别与两个侧护板并且位于两个侧护板之间;盖板,与支撑板可枢转地连接,盖板具有遮挡服务器进出口的遮挡位置和敞开该服务器进出口的敞开位置;两个驱动缸,各驱动缸包括缸体和活塞杆,两个驱动缸的两个活塞杆均与盖板连接,两个驱动缸的两个缸体与两个侧护板一一对应连接。
进一步地,柜体还包括排液口,排液口位于第一进液口和第一出液口的下方。
根据本发明的另一方面,提供了一种机柜组,包括:上述的服务器机柜,各柜体还包括平衡口,多个柜体中的一个柜体的平衡口与其他柜体中的一个柜体的平衡口相连接。
根据本发明的另一方面,提供了一种液体浸没冷却服务器系统,包括:换热机芯,具有第一冷媒入口、第一冷媒出口、第二冷媒入口和第二冷媒出口,液体浸没冷却服务器系统还包括:上述的服务器机柜,第一冷媒出口与第一进液口相连接。
应用本发明的技术方案,服务器穿过服务器进出口即可放置在服务器放置腔内部或者移出服务器放置腔。由于隔板将容纳腔隔断成集液腔和服务器放置腔,并且第一进液口与集液腔相连接,第一出液口与服务器放置腔相连接,因此,第一进液口流入的冷却液会先进入集液腔,然后经过多个第一导流通孔流入服务器放置腔并与服务器接触换热。由于穿过多个第一导流通孔的冷却液比较均匀的流动,第一导流孔的布局和服务器的下部进风口一一对应,与服务器进行充分换热之后再从第一出液口排出。由上述分析可知,本发明的服务器机柜具有更高的换热效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的服务器机柜的实施例的结构示意图;
图2示出了图1的服务器机柜中的隔板的结构示意图;
图3示出了图1的服务器机柜的主视示意图;
图4示出了图3的服务器机柜的A-A向剖视示意图;
图5示出了图4的服务器机柜的A处放大示意图;
图5A示出了图4的服务器机柜的挡液板示意图;
图6示出了图1的服务器机柜中的服务器支撑件的结构示意图;
图7示出了图1的服务器机柜中的承载支架的结构示意图;
图8示出了图1的服务器机柜中的交换机布线板的结构示意图。
其中,上述图中的附图标记如下:
1、服务器;201、平衡口;210、柜体;211、第一进液口;212、第一出液口;213、前挡板;214、后挡板;215、侧挡板;216、侧护板;217、盖板;218、气动弹簧支撑杆;219、排液口;220、隔板;221、第一导流通孔;222、第二进液口;223、组装板;230、出液管;231、第三进液口;232、过滤网;241、挡液板;242、第二导流通孔;243、导流槽;250、服务器支撑件;251、服务器支撑面;252、第一卡位通槽;253、挡液凸起;254、避让通孔;260、承载支架;261、服务器第一支撑梁;262、服务器第二支撑梁;263、导线挡板;270、布线钩;271、连接段;272、折弯段;280、交换机布线板;281、第一导线穿设通孔;282、第二卡位通槽;283、连接件;284、第一容纳通槽;285、第二容纳通槽;291、连接板;293、电源分配器;294、电源线穿设件;295、第一限位板;296、网线穿设件;297、第二限位板;292、支撑板;296、网线穿设件。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示,本实施例的服务器机柜包括柜体210和隔板220。柜体210包括底壁、设置在底壁上方的环形侧壁、第一进液口211和第一出液口212,环形侧壁和底壁共同形成容纳腔,容纳腔具有服务器进出口。隔板220设置在容纳腔的内部并且将该容纳腔隔断成集液腔和服务器放置腔,隔板220上设置有多个第一导流通孔221,第一进液口211与集液腔相连接,第一出液口212与服务器放置腔相连接。
应用本实施例的服务器机柜,服务器1穿过服务器进出口即可放置在服务器放置腔内部或者移出服务器放置腔。由于隔板220将容纳腔隔断成集液腔和服务器放置腔,并且第一进液口211与集液腔相连接,第一出液口212与服务器放置腔相连接,因此,第一进液口211流入的冷却液会先进入集液腔,然后经过多个第一导流通孔221流入服务器放置腔并与服务器1接触换热。由于穿过多个第一导流通孔221的冷却液比较均匀的流动,第一导流通孔221的布局和服务器的下部进风口一一对应,与服务器1进行充分换热之后再从第一出液口212排出。由上述分析可知,本实施例的服务器机柜具有更高的换热效率。
如图1所示,在本实施例中,隔板220与水平面相平行,服务器放置腔位于集液腔的上方,第一进液口211形成在环形侧壁上,隔板220上设置有第二进液口222,第二进液口222与第一进液口211相连接。由于服务器1是竖立放置在服务器放置腔的内部的,第一导流通孔221的布局和服务器的下部进风口一一对应,服务器的下部进风口和上部出风口一一对应,因此,在服务器内部冷却液由下方向上方流动的方式更加有利于换热。此外,作为可行的实施方式,隔板220与竖直面相平行,服务器放置腔位于集液腔的侧方。
如图2所示,在本实施例中,隔板220包括多个组装板223,多个组装板223沿第一方向依次连接,相邻两个组装板223可拆卸地连接。每块组装板223的大小可以根据具体的服务器1的安装类型来确定,同一类型的服务器1安装在同一区域,从而使得从第一进液口211送入的冷却液均匀的且消耗能量最小的被送入到需要冷却的服务器1的下部进风口周围。
如图1所示,本实施例的服务器机柜还包括出液管230,出液管230具有第三出液口和多个第三进液口231,出液管230位于服务器放置腔的内部,多个第三进液口231位于出液管230的上管壁,第三出液口与第一出液口212相连接。由于出液管230的上管壁设置有多个第三进液口231,因此,服务器放置腔内部的冷却液会均匀的流入多个第三进液口231并经第三出液口流出,冷却液能够与每个服务器1充分接触,进一步提高了换热效率。
如图1所示,在本实施例中,各第三进液口231上设置有过滤网232。过滤网232对流经服务器1的冷却液有过滤作用,可以防止抽回的冷却液进一步被送入到对微小杂质比较敏感的换热机芯、泵等核心部件中去,从而保护核心部件提高换热效率。出液管230上设置有过滤网支架(图中未标出),过滤网支架支撑过滤网232。
在本实施例中,各第三进液口231上设置有流量调节板,流量调节板调节对应的第三进液口231的流通面积。通过调节过流量调节板的开合程度可以调节第三进液口231的有效回冷媒截面积,从而控制回冷媒流量。
如图1和图4所示,在本实施例中,环形侧壁包括前挡板213、与前挡板213平行的后挡板214以及设置在前挡板213和后挡板214之间的两个侧挡板215,环形侧壁为矩形,当然,环形侧壁也可以是圆形。如图1和图5A所示,服务器机柜还包括挡液板241,挡液板241与前挡板213固定连接,挡液板241为折弯板,挡液板241与前挡板213共同形成导流槽243,挡液板241上均匀设置有多个第二导流通孔242。如图1和图6所示,服务器机柜还包括多个服务器支撑件250,各服务器支撑件250的顶部具有服务器支撑面251并且各服务器支撑件250的底部具有容纳挡液板241的第一卡位通槽252,各服务器支撑件250具有放置在柜体210上的放置状态,当服务器支撑件250处于放置状态时,服务器支撑面251在后挡板214至前挡板213的方向上逐渐向下倾斜。
当需要维护服务器时,将服务器支撑件250处于放置状态,可以利用服务器支撑件250将服务器1横向水平放置在服务器支撑件250上,略微倾斜的服务器支撑面251正好方便服务器1内部的冷却液经服务器支撑面251流入到导流槽243内,并且经第二导流通孔242回流至服务器放置腔,避免了实际的服务器维护工作中冷却液越过或沿着前挡板213流到机房的地板上,提高液体浸没冷却服务器系统的实际操作维护感受。
如图6所示,在本实施例中,服务器支撑面251上设置有挡液凸起253。挡液凸起253能够冷却液起到减速的作用,避免冷却液的流速过快而飞溅出导流槽243。挡液凸起253还能防止服务器1沿倾斜略微倾斜的服务器支撑面251滑出柜体210。如图1和图7所示,本实施例的服务器机柜还包括承载支架260,承载支架260设置在柜体210的内部,承载支架260包括平行且并排设置的服务器第一支撑梁261和服务器第二支撑梁262,服务器第一支撑梁261位于服务器第二支撑梁262和后挡板214之间,服务器第一支撑梁261上设置有多个导线挡板263,导线挡板263在服务器第一支撑梁261的延伸方向上间隔设置,相邻两个导线挡板263之间形成导线穿设间隙。
承载支架260和柜体210可分开独立制作,然后再将承载支架260置于柜体210中进行固定连接。由于柜体210是用来容纳一定体积的冷却液的,分开制作工艺可以在确保柜体210不存在漏液缺陷的前提下进行承载支架260置于柜体210内的固定连接,提高制作过程的生产效率和良品率。整体制作的承载支架260置于柜体210内的固定连接获得的刚性比把承载支架260的各个部件依次固定连接于柜体210内更大。
如图1和图3所示,在本实施例中,后挡板214上设置有多个布线钩270,多个布线钩270在服务器第一支撑梁261的延伸方向上间隔设置,布线钩270包括与后挡板214固定连接的连接段271和朝向底壁折弯的折弯段272。采用上述结构,能够将与服务器1连接的导线穿过折弯段272,起到限定导线位置的作用。如图6所示,服务器支撑件250具有避让布线钩270的避让通孔254。当服务器支撑件250处于放置状态时,布线钩270穿设在避让通孔254内,并且挡液板241伸入第一卡位通槽252的内部,此时,服务器支撑件250可稳定地放置在柜体210上。
如图1和图8所示,本实施例的服务器机柜还包括交换机布线板280,交换机布线板280竖直设置并且与前挡板213垂直,交换机布线板280具有第一导线穿设通孔281,交换机布线板280的底部具有第二卡位通槽282,交换机布线板280上设置有连接件283,连接件283具有位于相邻的两个布线钩270之间,连接件283具有容纳折弯段272的第一容纳通槽284和容纳折弯段272的第二容纳通槽285。采用上述结构,交换机布线板280可稳定地放置在柜体210上,且可以根据实际的交换机安装位置的需要灵活的布置交换机布线板280。
如图4所示,本实施例的服务器机柜还包括连接板291、支撑板292和网线穿设件296。连接板291与后挡板214垂直固定连接并且与水平面平行,连接板291具有第二导线穿设通孔。支撑板292与连接板291垂直固定连接并且与后挡板214相平行,支撑板292位于连接板291的上方,支撑板292上设置有电源分配器293和电源线穿设件294,电源线穿设件294包括两个在竖直方向上间隔设置并且与水平面相平行的两个第一限位板295,各第一限位板295上设置有电源线穿设通孔。电源线可以穿过电源线穿设通孔,电源线穿设通孔起到限定电源线位置的作用,便于管理电源线。网线穿设件296设置在后挡板214上并且位于电源分配器293的下方,网线穿设件296包括两个在竖直方向上间隔设置并且与水平面相平行的两个第二限位板297,各第二限位板297上设置有网线穿设通孔。网线可以穿过网线穿设通孔,网线穿设通孔起到限定网线位置的作用,便于管理网线。
如图4所示,当柜体210中某一服务器1或是服务器交换机等设备故障时需要将设备提出冷却液的液面时,部分冷却液会沿着连接在设备上电源线从高处流向低处,穿过电源线穿设通孔的电源线的最低处会滴落少量冷却液,由于电源分配器293布置在高处也就没有进入滴落的冷却液而导致设备电源中断的风险。由于网线穿设件296设置在后挡板214上,这种设计大大简化了柜体210前方的布线,维护者日常的非拆机维护非常方便,最大程度了杜绝了日常简单维护工作操作者皮肤直接接触冷却液的可能,从使用的角度提高了服务器机柜被广大机房维护人员接受的意愿。
如图1所示,本实施例的服务器机柜还包括盖板217、两个侧护板216和两个气动弹簧支撑杆218。两个侧护板216与侧挡板215相平行,支撑板292分别与两个侧护板216并且位于两个侧护板216之间。盖板217与支撑板292可枢转地连接,盖板217具有遮挡服务器进出口的遮挡位置和敞开该服务器进出口的敞开位置。各气动弹簧支撑杆218包括缸体和活塞杆,两个气动弹簧支撑杆218的两个活塞杆均与盖板217连接,两个气动弹簧支撑杆218的两个缸体与两个侧护板216一一对应连接。将盖板217处于遮挡位置,能够避免异物进入容纳腔。将盖板217处于敞开位置,能够放置或取出服务器1。侧护板216起到止挡冷却液的作用。侧护板216为柜体210的上方。
如图1所示,在本实施例中,柜体210还包括排液口219,排液口219位于第一进液口211和第一出液口212的下方。通过开启排液口219,能够放空容纳腔内的冷却液。排液口219通过一根竖直的管件和弯头接入第一出液口212之下的管路中,需要向外排冷却液时,只需将第一出液口212下方的阀门关闭(防止冷却液液面低于第三进液口231时,液体浸没服务器冷却系统主机通过出液管230抽入空气),即可借助液体浸没服务器冷却系统主机的管路将冷却液抽走。
本申请还提供了一种机柜组,本实施例的机柜组(未图示)包括多个上述实施例的服务器机柜,各柜体210还包括平衡口201(参见图1),多个柜体210中的一个柜体210的平衡口201与其他柜体210中的一个柜体210的平衡口201相连接。采用上述结构,各柜体210的液面相平齐,只要一个柜体210的液面符合预定高度,那么其他柜体210的液面也就符合预定高度。多个柜体210的平衡口201通过平衡管路相连接,平衡管路包括平衡主管和多个平衡支管,多个平衡支管的第一端与多个柜体210的平衡口201一一对应的连通,平衡支管的第二端与平衡主管连通,平衡主管设置在多个柜体210之间,每个平衡支管上均设置有阀门。
本申请还提供了一种液体浸没冷却服务器系统,本实施例的液体浸没冷却服务器系统(未图示)包括换热机芯和上述实施例的服务器机柜,换热机芯具有第一冷媒入口、第一冷媒出口、第二冷媒入口和第二冷媒出口,第一冷媒出口与第一进液口211相连接(参见图1)。本实施例的液体浸没冷却服务器系统具有更高的换热效率。
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。