CN105425924A - 用于服务器的cpu冷却装置和冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于服务器的CPU冷却装置，包括：与服务器的CPU接触换热的冷板，冷板包括冷媒入口和冷媒出口；冷媒入口和冷媒出口分别安装有流量检测元件。本发明的目的在于提供一种CPU冷却装置和冷却方法，能够及时检测冷却装置的工作状态是否正常，从而保障了服务器的安全。本发明还提供用于上述CPU冷却装置的冷却方法。

Description

用于服务器的CPU冷却装置和冷却方法

技术领域

本发明涉及服务器领域，具体来说，涉及一种用于服务器的CPU冷却装置和冷却方法。

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。

在液冷系统中，间接式液冷系统，即冷板式散热器的市场份额最大。

所谓间接冷却式，即冷媒与被冷却对象分离，不直接接触，通过液冷板、液冷头等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中。采用间接冷却的液冷散热系统，对计算机系统改动不大，仅需将原风冷散热片替换为液冷散热片(液冷头)，并将冷媒管路引出机箱即可；在间接冷却方式中，冷媒有其自身通路，并不与电子器件直接接触，因此只要液体管路密封性好，冷媒不泄露，该系统对冷媒的要求较低，多种冷媒均可实现其功能。

但是，由于现有的冷板式散热器结构简单，其上没有任何传感器或监控软件系统，一旦发生液体泄漏，管路堵塞等事故时，无法及时发现，从而为液冷服务器的推广埋下隐患。

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CPU冷却装置和冷却方法，能够及时检测冷却装置的工作状态是否正常，从而保障了服务器的安全。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于服务器的CPU冷却装置，包括：与服务器的CPU接触换热的冷板，冷板包括冷媒入口和冷媒出口；冷媒入口和冷媒出口分别安装有流量检测元件。

根据本发明，流量检测元件为速度式流量计、容积式流量计和多普勒流量仪中的一种或多种。

根据本发明，冷板通过冷媒入口和冷媒出口与冷媒冷却装置、冷媒阀门和冷媒泵构成循环回路。

根据本发明，冷板与服务器的CPU通过导热硅脂间接接触。

根据本发明，冷媒入口和冷媒出口分别设置在冷板的相对两侧，其中，冷媒入口相较于冷媒出口更靠近服务器的CPU。

根据本发明，CPU冷却装置进一步包括：控制模块，与检测元件通信连接，根据检测元件的流量检测数据，关闭服务器、冷媒泵和冷媒入口处的冷媒阀门。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于上述CPU冷却装置的冷却方法，包括如下步骤：

S1：向冷板注入冷媒，冷媒与服务器的CPU换热；

S2：通过检测元件分别检测冷媒入口处的冷媒流量F1和冷媒出口处的冷媒流量F2；

S3：根据冷媒流量F1和冷媒流量F2的大小关系，判断冷板的工作状态是否正常。

根据本发明，当冷媒流量F2与冷媒流量F1的比值b处于范围A中，则判断冷板的工作状态正常；否则，判断冷板的工作状态不正常。

根据本发明，当判断冷板的工作状态不正常时，通过控制模块关闭服务器、冷媒泵和冷媒入口处的冷媒阀门。

本发明的有益效果在于：

本发明通过设置在冷媒入口和冷媒出口的流量检测元件，能够及时检测冷却装置的工作状态是否正常，即检测冷板是否发生了泄露，或是管路是否堵塞，或是冷媒进出口管的电动阀是否有故障，从而保障了服务器的安全。

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是根据本发明的CPU冷却装置的示意图；

图2是根据本发明的冷却方法的流程图。

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。

参照图1，根据本发明的实施例，提供了一种用于服务器的CPU冷却装置，包括：与服务器的CPU10接触换热的冷板20，冷板20包括冷媒入口21和冷媒出口22；冷媒入口21和冷媒出口22分别安装有流量检测元件23。通过流量检测元件23在监控系统中增加流量监控内容。这样可以检测流进冷板的冷媒流量、流出冷板的冷媒流量。如果冷板20内是依靠温升换热，则冷媒入口21和冷媒出口22的冷媒流量应相差不大，一旦进出口管的流量相差太大，或是出口没有冷媒流量，则说明冷板20发生了泄露，或是管路堵塞，或是进出口管的电动阀故障，不能正常工作。以此来监测冷板的工作状态是否正常。如果冷板20内的冷媒发生了相变，则出口管应是气液混合物，冷媒入口21和冷媒出口22的冷媒流量差值应在一定在范围内，例如冷媒出口22的冷媒流量比冷媒入口21的冷媒流量少0-20％。一旦超出此范围，则说明冷板20发生了泄露或是堵塞，同样能监测冷板20的工作状态是否正常。

在本发明优选的实施例中，流量检测元件23为速度式流量计、容积式流量计和多普勒流量仪中的一种或多种。

根据本发明的实施例，冷板20通过冷媒入口21和冷媒出口22与冷媒冷却装置、冷媒阀门和冷媒泵(未示出)构成循环回路。冷板式散热器即在CPU10上贴放安装一个冷板20，冷板20从进液管输入作为冷媒的水或制冷剂，在被CPU10加热后温升(或沸腾)后，从出液管流出，经过外界冷却装置冷却后再次回到冷板20中，从而完成制冷循环。

根据本发明的优选实施例，冷板20与服务器的CPU10通过导热硅脂30间接接触。

根据本发明的优选实施例，冷媒入口21和冷媒出口22分别设置在冷板20的相对两侧，其中，冷媒入口21相较于冷媒出口22更靠近服务器的CPU10。其中，服务器的CPU10包括CPU核11，CPU核11靠近冷板20。

根据本发明，CPU冷却装置进一步包括：控制模块(未示出)，与检测元件23通信连接，根据检测元件23的流量检测数据，关闭服务器、冷媒泵和冷媒入口21处的冷媒阀门。

根据本发明的实施例，还提供了一种服务器的冷却方法。

如图2所示，根据本发明实施例的根据本发明的另一方面，提供了一种上述CPU冷却装置的冷却方法，包括如下步骤：

S1：向冷板注入冷媒，冷媒与服务器的CPU换热；

S2：通过检测元件分别检测冷媒入口处的冷媒流量F1和冷媒出口处的冷媒流量F2；

S3：根据冷媒流量F1和冷媒流量F2的大小关系，判断冷板的工作状态是否正常。

根据本发明优选的实施例，当冷媒流量F2与冷媒流量F1的比值b处于范围A中，则判断冷板的工作状态正常；否则，判断冷板的工作状态不正常。优选地，范围A为80％-100％。

根据本发明，当判断冷板的工作状态不正常时，通过控制模块关闭服务器、冷媒泵和冷媒入口处的冷媒阀门。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过设置在冷媒入口和冷媒出口的流量检测元件，能够及时检测冷却装置的工作状态是否正常，即检测冷板是否发生了泄露，或是管路是否堵塞，或是冷媒进出口管的电动阀是否有故障，从而保障了服务器的安全。

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 (9)

1.一种用于服务器的CPU冷却装置，其特征在于，包括：

与所述服务器的CPU接触换热的冷板，所述冷板包括冷媒入口和冷媒出口；所述冷媒入口和所述冷媒出口分别安装有流量检测元件。

2.根据权利要求1所述的CPU冷却装置，其特征在于，所述流量检测元件为速度式流量计、容积式流量计和多普勒流量仪中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的CPU冷却装置，其特征在于，所述冷板通过所述冷媒入口和所述冷媒出口与冷媒冷却装置、冷媒阀门和冷媒泵构成循环回路。

4.根据权利要求1所述的CPU冷却装置，其特征在于，所述冷板与所述服务器的CPU通过导热硅脂间接接触。

5.根据权利要求1所述的CPU冷却装置，其特征在于，所述冷媒入口和所述冷媒出口分别设置在所述冷板的相对两侧，其中，所述冷媒入口相较于冷媒出口更靠近所述服务器的CPU。

6.根据权利要求3所述的CPU冷却装置，其特征在于，进一步包括：

控制模块，与所述检测元件通信连接，根据所述检测元件的流量检测数据，关闭所述服务器、冷媒泵和所述冷媒入口处的所述冷媒阀门。

7.一种用于权利要求1-5任一项所述的CPU冷却装置的冷却方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：向所述冷板注入冷媒，所述冷媒与所述服务器的CPU换热；

S2：通过所述检测元件分别检测所述冷媒入口处的冷媒流量F1和所述冷媒出口处的冷媒流量F2；

S3：根据所述冷媒流量F1和所述冷媒流量F2的大小关系，判断所述冷板的工作状态是否正常。

8.根据权利要求7所述的冷却方法，其特征在于，当所述冷媒流量F2与所述冷媒流量F1的比值b处于范围A中，则判断所述冷板的工作状态正常；否则，判断所述冷板的工作状态不正常。

9.根据权利要求8所述的冷却方法，其特征在于，当判断所述冷板的工作状态不正常时，通过所述控制模块关闭所述服务器、冷媒泵和所述冷媒入口处的所述冷媒阀门。