CN104484019B - 液冷服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液冷服务器，该服务器包括：第一壳体和第二壳体，其中，第二壳体容纳有第一壳体；第一壳体的内部安装有服务器主板、CPU、多个电子元件；第一壳体的内部充满硅油；在第一壳体的顶部和第二壳体的顶部之间形成有用于将来自第一壳体的硅油导入至第二壳体的通道，其中，该通道、该第二壳体包括用于将来自第一壳体的硅油进行冷却的冷却装置；第二壳体进一步包括用于将经过冷却的硅油回流至第一壳体的管道；该通道和该管道使硅油在第一壳体与第二壳体之间形成液冷循环。本发明通过在硅油从第一壳体向第二壳体转移时对其进行自然冷却，避免了繁琐的冷却过程和复杂的冷却步骤。

Description

液冷服务器

技术领域

本发明涉及服务器领域，具体来说，涉及一种液冷服务器。

背景技术

目前所使用的计算机大多依靠冷空气给机器降温，但是，传统的风冷模式是一种传热过程复杂的间接接触进行冷却的方式，因此，其普遍存在着接触热阻及对流换热热阻大的问题，那么当热阻总和较大时，换热效率必然较低，那么这种风冷模式的系统在使用过程中就需要较低的室外低温热源，从而提高机器内外的温差，进而引导换热过程的进行，显然，这是一种降温效率低且对外界环境要求高的冷却方式。

而众所周知，蒸发冷却的方式显然要比这种间接冷却的风冷模式要高效的多，因为，蒸发冷却是利用液体沸腾时的汽化潜热来带走热量的，而由于液体的汽化潜热要比它的比热大很多，因此，蒸发冷却这种高效的降温方式逐渐被人们应用到计算机中，于是，市场上出现了很多基于蒸发冷却原理的液冷服务器。

那么就现有的液冷服务器来说，根据其使用的冷却液的不同可划分为多种类型的液冷服务器，例如，市场上最多的便是以水作为冷却液的服务器，但是由于含有杂质的水是一种良导体，那么这种液冷服务器在使用过程中就容易造成电路板短路，因此，这种水冷服务器是用户需要承担较大的安全风险的。

那么针对水冷服务器所存在的短路问题，目前又衍生出了很多使用绝缘冷却液的液冷服务器，但是这种液冷服务器不论采用的是浸没式直接液冷系统还是间接液冷系统均存在着一个问题，那就是服务器内部或外部需要专门设置一个对冷却液的热蒸汽或热流体进行二次冷却处理的装置，即，在将冷却液的热蒸汽或热流体导出后，还需要将其导入至一个冷却装置来对其进行二次冷却，然后，再将完成冷却的冷却液回流至服务器的发热源，显然，这种存在二次冷却处理的液冷服务器是存在着的构造复杂、流程繁琐、体积庞大、使用场所受限的问题的。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种液冷服务器，能够使硅油从第一壳体向第二壳体转移时就对其进行自然冷却，避免了繁琐的冷却过程和复杂的冷却步骤；并且，通过将经过自然冷却后的硅油通过第二壳体的通道回流至第一壳体之中，从而在第一壳体和第二壳体之间形成了液冷循环，提高了对液冷服务器的冷却效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种液冷服务器。

该液冷服务器包括：第一壳体和第二壳体，其中，

第二壳体容纳有第一壳体；

第一壳体的内部安装有服务器主板、CPU、多个电子元件；

第一壳体的内部充满硅油；

在第一壳体的顶部和第二壳体的顶部之间形成有用于将来自第一壳体的硅油导入至第二壳体的通道，其中，该通道、该第二壳体包括用于将来自第一壳体的硅油进行冷却的冷却装置；

第二壳体进一步包括用于将经过冷却的硅油回流至第一壳体的管道；

该通道和该管道使硅油在第一壳体与第二壳体之间形成液冷循环。

其中，该冷却装置包括翅片。

此外，第一壳体还包括用于将来自液冷服务器外部的硅油导入至第一壳体内部以及进一步用于将第一壳体内部的硅油导出至液冷服务器外部的管道。

可选的，该第一壳体安装有温度探测器，用于检测第二壳体内部的温度，在检测到的温度高于第一阈值且低于第二阈值的情况下，使CPU降频，在检测到的温度高于第二阈值的情况下，使液冷服务器断电。

可选的，第二壳体包括稳压装置，用于检测第二壳体内部的压强，在检测到的压强高于预定的阈值的情况下，将第二壳体内部的压强降低至预定的阈值。

此外，该液冷服务器进一步包括与第二壳体连接的第三壳体，其中，

第三壳体可包括用于与第一壳体内部的服务器主板、CPU、多个电子元件进行通信的第一电路板，以及用于与第一电路板和液冷服务器外部进行通信的第二电路板；

其中，第一电路板以穿壁连接的方式安装在第二壳体的一与第三壳体相连接的侧壁上。

根据本发明的另一方面，还提供了一种液冷服务器。

该液冷服务器包括：第一壳体和第二壳体，其中，

在第一壳体的顶部与第二壳体的顶部之间形成相导通的通道；

在第一壳体的底部与第二壳体的底部之间形成回流管道。

可选的，该液冷服务器还可包括与第二壳体相连接的第三壳体。

本发明通过在第一壳体和第二壳体之间形成包含有冷却装置的通道，以及在第二壳体设有冷却装置，使得在高温硅油从第一壳体转移至第二壳体时就实现了自然冷却，避免了繁琐的冷却过程和复杂的冷却步骤；并且，通过在硅油转移的过程就对其进行实时的冷却降温，不仅避免了对其进行二次冷却，还提高了冷却效率；此外，本发明通过将经过自然冷却后的硅油通过第二壳体的通道回流至第一壳体之中，从而在第一壳体和第二壳体之间形成了液冷循环，提高了对液冷服务器的冷却效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的液冷服务器的示意图；

图2是根据本发明实施例的液冷服务器的剖视图；

图3是根据本发明实施例的液冷服务器的整体示意图；

图4是根据图2所示的液冷服务器的俯视图；

图5是根据本发明实施例的液冷服务器的第三壳体的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种液冷服务器。

如图1所示，根据本发明实施例的液冷服务器包括：第一壳体11和第二壳体12，其中，

第二壳体12容纳有第一壳体11；

第一壳体11的内部安装有服务器主板、CPU、多个电子元件；

第一壳体11的内部充满硅油13；

在第一壳体11的顶部和第二壳体12的顶部之间形成有用于将来自第一壳体11的硅油13导入至第二壳体12的通道14，其中，该通道14、该第二壳体12包括用于将来自第一壳体11的硅油13进行冷却的冷却装置；

第二壳体12进一步包括用于将经过冷却的硅油13回流至第一壳体11的管道15；

该通道14和该管道15使硅油13在第一壳体11与第二壳体12之间形成液冷循环。

为了更好的理解本发明的上述液冷服务器下面结合一具体实施例对本发明的上述液冷服务器进行详细阐述。

从图2所示的液冷服务器的剖视图和图3所示的液冷服务器的整体结构示意图可知，根据本发明实施例的液冷服务器包括第一壳体(这里为内仓21)、第二壳体(这里为外仓22)、第三壳体(这里为电气连接部分23)，其中，液冷服务器的外部壳体为外仓22，内部壳体为内仓21，电气连接部分23。

其中，内仓21放置于封闭的外仓22之中，并且，内仓21的底部以支架的方式支撑在外仓22中，从而使外仓22底部与内仓21底部之间存在空隙，进而形成硅油的回流通道15；此外，内仓21为无盖壳体，以便使高温硅油从内仓21溢出进入外仓22中进行冷却，并且其顶部距离外仓22的上盖有10mm的间距，从而在内仓21顶部与外仓22顶部之间形成有将硅油从内仓21导出至外仓22的通道14。

此外，从与图2相对应的液冷服务器的俯视示意图图4可以看出，内仓21的内部安装有服务器主板、CPU、多个电子元件，并且内仓21内充满了液态冷却液，即硅油，从而使内仓21内部的服务器的主板、CPU、多个电子元件等器件全部浸没在硅油之中，并且在本实施例中，硅油的液面高出服务器主板的上端1-2mm，其与内仓21的上表面相持平。

那么，当服务器启动时，在服务器主板处于工作状态下，CPU和多个电子元件发热，可引起其附近的硅油升温，由于内仓21无上盖，至使高温硅油通过通道14(这里为内仓顶部与外仓顶部之间的空间)从内仓21中溢出，流向外仓22之中，实现了高温硅油向外仓22的转移，即，服务器的热量的转移，其中，在转移过程中，由于通道14以及外仓22的侧壁均设有冷却装置，这里的冷却装置可以是翅片，那么就可以使高温硅油在由内仓21向外仓22转移的过程中通过翅片来进行换热冷却，由于翅片具有多接触面得结构，以此可以增加硅油的换热面积，从而使硅油在外仓22和通道14之中充分冷却，进而加快高温硅油的自然冷却速度，从而在硅油转移的过程中以增大冷却面积的方式实现了硅油的自然冷却，避免了现有技术中在将硅油从热源导出后再导入至专门的冷却装置中进行二次冷却所带来的诸多不便，从图4所示的液冷服务器的俯视图可以看出，在本例中在外仓22的两个侧壁均设有翅片以增大硅油的换热面积，但是在实际应用中，增设翅片的位置并不仅仅限定在外仓22的两个侧壁，可以是多个外仓表面，例如顶部、四个侧面、底面等。

那么当硅油借助于外仓22的翅片得到充分的自然冷却后，就会沉滴聚集在外仓22的底部表面，那么为了实现冷却后的硅油回流到内仓21之中，并且加快回流速度，在本例中，在内仓底部设有分别位于内仓21底面的四个角的四个潜水泵，而且在内仓21底部还设有与潜水泵相连且穿过内仓21的底部探入至内仓21和外仓22的底部之间的抽液管，从而在外仓22的底部形成了将冷却后的硅油回流至内仓21的管道15(这里的抽液管)，那么在系统启动的同时，潜水泵也同步开启，其便实时的通过抽液管来将汇集至外仓22底部的冷却硅油抽回至内仓21之中，从而占据内仓21的空间，使得内仓中处于上部的高温硅油从内仓21溢出，以维持内仓21中的硅油在内仓21中所占的体积比例。但是值得注意的是，本发明对于实现抽液的潜水泵的数量并不作限定，此处设置多个潜水泵的目的在于加快对服务器的冷却效率，以及防止单一的潜水泵损坏后没有备用的潜水泵继续完成服务器的冷却。

通过以上步骤，本发明借助于在外仓22顶部与内仓21顶部之间形成的通道和在外仓22底部与内仓21底部之间的管道就可实现硅油在内仓与外仓之间的冷却循环。

但是值得注意的是，虽然在本例中，回流管道15是设置在内仓21底部与外仓22底部之间的，但在实际应用中，本发明对于该管道15在外仓中的具体位置并不做特殊限定，其只要设置在外仓之中，且可将得到冷却后的硅油回流至内仓内部即可。

此外，在一个实施例中，为了简化硅油在内仓的充液和排液步骤，在内仓的底部设有充液孔，充液孔连接有安装在内仓内部的充液管，充液管用于通过该充液孔将液冷服务器外部的硅油导入至内仓内部以及进一步用于将内仓内部的硅油导出至液冷服务器外部。

那么在该液冷服务器使用之前，为了保证冷却性能，就需要借助该充液管将硅油充满该液冷服务器，直至与内仓的上表面持平；当然，在对液冷服务器进行维护时，可能还需要将内仓内部的硅油排空，而由于在本发明的液冷服务器中，硅油能够全部集聚在内仓之中，因此，只需利用内仓中的充液管就可轻松排空液冷服务器内部的硅油，避免了现有技术中在对硅油的充入和排出冷却装置时所存在的步骤复杂，流程繁琐的问题，本发明以一种轻松简便的方式就可实现硅油的充入和排出，提高用户使用感。

此外，由于外仓为封闭壳体，那么当硅油经由服务器主板等器件发热后将膨胀，致使外仓内部的压强变大，因此，为了保证使用安全，需要将外仓内部的压力稳定在安全范围内，在另一个实施例中，在外仓的一无翅片结构的侧壁上方还设置有排气孔，且该排气孔连接有一个排气管，并且该排气孔连接有压力传感器和泄压阀，那么系统工作时，压力传感器就可检测外仓内部的压强，当检测到的压强高于1.4MP时，就将泄压阀开启，从而使气体通过排气管从排气孔中排出，以将外仓的内部压强降至1.4MP。

但是应当注意的，虽然在本例中预定的压强阈值为1.4MP，但是在实际应用中，随着液冷服务器的不同，以及相应参数的改变，该预定的压强阈值可以根据实际的应用场景进行相应的调整，从而实现对系统稳压的作用。

另外，虽然通过本发明的液冷系统在一定程度上实现了对服务器的降温，但是为了预防特殊情况下的系统故障，在一个实施例中，在内仓内还安装有温度探测器，该温度探测器的温度探头可用于检测外仓内部的温度，在检测到的温度高于70℃且低于75℃时，就会自动使CPU降频，在检测到的温度高于75℃时，则直接使液冷服务器断电，以保护液冷服务器。

但是应当注意的，虽然在本例中预定的两个温度阈值为70℃和75℃，但是在实际应用中，随着液冷服务器的不同，以及相应参数的改变，对系统温度起着调控作用的两个温度阈值也是可以根据实际的应用场景而进行相应的调整和变化的，以适应不同的系统环境，并实现对系统内部的温度控制。

此外，根据本发明实施例的液冷服务器还包括与外仓连接的电气连接部分23，其中，电气连接部分23可包括用于与内仓内部的服务器主板、CPU、多个电子元件进行通信的第一电路板(PCB)，也就是说，第一PCB与内仓内部的服务器主板、CPU、以及多个电子元件均是相连接的；

此外，为了实现服务器外部与服务器内部的通信，从图5所示的电气连接部分可以看出，电气连接部分23还包括与第一PCB导线连接的第二PCB，其用于与第一PCB和液冷服务器外部的器件(例如插入服务器的U盘)分别进行通信。

另外，为了保证外仓的封闭性，从图1、2、4、5中均可看出第一PCB是以穿壁连接的方式安装在外仓的一个后侧面上的，且电气连接部分也是基于该后侧面与外仓相连接的，通过这种穿壁连接方式的PCB，就可保证在向液冷服务器的电气连接部分插入或拔出U盘时，不会影响外仓的密封性。

由此可以看出，通过本发明的电气连接部分不仅可通过两个PCB实现服务器外部与服务器内部的通信，还能在保证通信的同时不影响外仓的封闭性，即不影响对液冷服务器的冷却处理。

根据本发明的实施例，还提供了一种液冷服务器。

如图2所示，根据本发明实施例的液冷服务器包括：第一壳体21和第二壳体22，其中，

在第一壳体21的顶部与第二壳体22的顶部之间形成相导通的通道；

在第一壳体21的底部与第二壳体22的底部之间形成回流管道。

可选的，根据本发明实施例的液冷服务器还可包括与第二壳体22相连接的第三壳体23。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过在外仓和内仓之间形成包含有冷却装置的通道，以及在外仓设有冷却装置，使得高温硅油从内仓转移至外仓时就实现了自然冷却，而不必将其专门导入至一个冷却装置中进行冷却，避免了繁琐的冷却过程和复杂的冷却步骤，从而使得液冷服务器的结构更加简单，体积也相对较小，在实际使用上即无噪音又节能；本发明通过在硅油转移的过程就对其进行实时的冷却降温，不仅避免了对其进行二次冷却，还提高了冷却效率；并且，经过自然冷却后的硅油又可通过回流通道回流至内仓之中，在内仓与外仓之间以液冷循环的方式实现了对服务器的高效冷却。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (4)

1.一种液冷服务器，其特征在于，包括：第一壳体和第二壳体，其中，

所述第二壳体容纳有所述第一壳体；

所述第一壳体的内部安装有服务器主板、CPU、多个电子元件；

所述第一壳体的内部充满硅油；

在所述第一壳体的顶部和所述第二壳体的顶部之间形成有用于将来自所述第一壳体的所述硅油导入至所述第二壳体的通道，其中，所述通道、所述第二壳体包括用于将来自所述第一壳体的所述硅油进行自然冷却的冷却装置；

所述第二壳体进一步包括用于将经过冷却的所述硅油回流至所述第一壳体的管道；

所述通道和所述管道使所述硅油在所述第一壳体与所述第二壳体之间形成液冷循环；

所述液冷服务器进一步包括与所述第二壳体连接、且位于所述第二壳体外部的第三壳体，其中，

所述第三壳体包括用于与所述第一壳体内部的所述服务器主板、所述CPU、所述多个电子元件进行通信的第一电路板，以及用于与所述第一电路板和所述液冷服务器外部进行通信的第二电路板；

其中，所述第一电路板以穿壁连接的方式安装在所述第二壳体的一与所述第三壳体相连接的侧壁上；

所述第一壳体安装有温度探测器，用于检测所述第二壳体内部的温度，在检测到的所述温度高于第一阈值且低于第二阈值的情况下，使所述CPU降频，在检测到的所述温度高于第二阈值的情况下，使所述液冷服务器断电；

所述第二壳体包括稳压装置，用于检测所述第二壳体内部的压强，在检测到的所述压强高于预定的阈值的情况下，将所述第二壳体内部的压强降低至所述预定的阈值。

2.根据权利要求1所述的液冷服务器，其特征在于，所述冷却装置包括翅片。

3.根据权利要求1所述的液冷服务器，其特征在于，所述第一壳体包括用于将来自所述液冷服务器外部的所述硅油导入至所述第一壳体内部以及进一步用于将所述第一壳体内部的所述硅油导出至所述液冷服务器外部的管道。

4.一种液冷服务器，其特征在于，包括，第一壳体和第二壳体，其中，

在所述第一壳体的顶部与所述第二壳体的顶部之间形成相导通的通道，所述第一壳体的内部充满硅油，所述第二壳体包括用于将来自所述第一壳体的所述硅油进行自然冷却的冷却装置；

在所述第一壳体的底部与所述第二壳体的底部之间形成回流管道；

所述液冷服务器进一步包括与所述第二壳体相连接、且位于所述第二壳体外部的第三壳体；

所述第一壳体安装有温度探测器，用于检测所述第二壳体内部的温度，在检测到的所述温度高于第一阈值且低于第二阈值的情况下，使CPU降频，在检测到的所述温度高于第二阈值的情况下，使所述液冷服务器断电；

所述第二壳体包括稳压装置，用于检测所述第二壳体内部的压强，在检测到的所述压强高于预定的阈值的情况下，将所述第二壳体内部的压强降低至所述预定的阈值。