CN106843423A - 用于刀片服务器的液冷装置及刀片服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于刀片服务器的液冷装置，包括：用于容纳刀片服务器的刀片的箱体，刀片浸没在箱体内的制冷剂中，其中，箱体的制冷剂入口和制冷剂出口分别与设置在刀片服务器内的板式换热器连通。本发明还提供一种刀片式服务器。本发明的目的在于提供一种能够在刀片式服务器内完成换热的用于刀片服务器的液冷装置及刀片服务器。

Description

用于刀片服务器的液冷装置及刀片服务器

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，更具体而言，涉及一种用于刀片服务器的液冷装置及刀片服务器。

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。水冷或液冷有两大好处：一是它把冷却剂直接导向热源，而不是像风冷那样间接制冷；二是和风冷相比，每单位体积所传输的热量即散热效率高达3500倍。

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安静。

蒸发冷却从热学原理上，是利用制冷剂沸腾时的汽化潜热带走热量。由于液体的汽化潜热比比热要大很多，因此蒸发冷却的冷却效果更为显著。

在液冷系统中，需要冷凝器将制冷剂蒸汽冷凝，使其重新变为液态制冷剂。因此，需要将制冷剂蒸汽导出服务器机柜外，通过外置冷却装置进行冷却。而外置冷却装置则通过室外机进行冷却，无法再机柜内完成整个换热过程。

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能够在刀片式服务器内完成换热的用于刀片服务器的液冷装置及刀片服务器。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于刀片服务器的液冷装置，包括：用于容纳刀片服务器的刀片的箱体，刀片浸没在箱体内的制冷剂中，其中，箱体的制冷剂入口和制冷剂出口分别与设置在刀片服务器内的板式换热器连通。

根据本发明的一个实施例，板式换热器通过泵与制冷剂入口连通，以使板式换热器中的制冷剂朝向制冷剂入口流动。

根据本发明的一个实施例，进一步包括：多个叠置的箱体。

根据本发明的一个实施例，多个箱体的制冷剂入口分别通过竖直分液器与板式换热器连通。

根据本发明的一个实施例，箱体进一步构造为包括容纳制冷剂的液相区域，以及位于液相区域上方以容纳气态制冷剂的气相区域。

根据本发明的一个实施例，制冷剂出口位于气相区域。

根据本发明的一个实施例，还包括对板式换热器进行散热的风冷设备。

根据本发明的一个实施例，风冷设备为风扇。

根据本发明的另一个方面，还提供一种刀片服务器，包括：刀片，以及根据上述任一实施例的液冷装置，其中，刀片设置在液冷装置中。

本发明的有益技术效果在于：

本发明涉及的用于刀片服务器的液冷装置，通过将制冷剂入口和制冷剂出口分别与设置在刀片服务器内的板式换热器连通，使得制冷剂能够在服务器内部即可完成换热，无需额外设置室外机等外置的换热装置，节能高效；另外，由于刀片完全浸没在制冷剂中，即使服务器处于温度较高、湿度较大或诸如海岛的盐分较大的环境中，刀片也不会受到外界环境的影响，对环境要求度较低。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例刀片式服务器的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种用于刀片服务器的液冷装置，包括箱体10，该箱体10用于容纳刀片服务器的刀片，并且刀片浸没在箱体10内的制冷剂中，其中，箱体10的制冷剂入口12和制冷剂出口14分别与设置在刀片服务器内的板式换热器16连通。

上述实施例涉及的用于刀片服务器的液冷装置，通过将制冷剂入口12和制冷剂出口14分别与设置在刀片服务器内的板式换热器16连通，使得制冷剂能够在服务器内部即可完成换热，无需额外设置室外机等外置的换热装置，节能高效；另外，由于刀片完全浸没在制冷剂中，即使服务器处于温度较高、湿度较大或诸如海岛的盐分较大的环境中，刀片也不会受到外界环境的影响，对环境要求度较低。

另外，还可以理解的是，在现有的采用风冷的方式进行散热的散热装置中，由于刀片直接暴露在空气中，并需要通过空气的流动带走热量，因此对空气质量有一定要求。即使采用空调系统对服务器进行散热，同样需要采用复杂的过滤装置对空气质量进行调节，并且，这又导致需要采取一系列的措施提高机房的密封性。而上述实施例涉及的液冷装置通过直接将刀片浸没在箱体10的制冷剂中，避免刀片与空气接触，而完全避免了上述问题。

此外，由于液冷装置散热效率较高，无需增大空间以允许空气流动带走刀片的热量，因此也可以在一定程度上增大刀片以及服务器的排布密度，减小服务器机房的面积。

根据本发明的一个实施例，板式换热器16通过泵18与制冷剂入口12连通，以使板式换热器16中的制冷剂朝向制冷剂入口12流动。

再次参照图1，根据本发明的一个实施例，液冷装置进一步包括：多个叠置的箱体10。

根据本发明的一个实施例，多个箱体10的制冷剂入口12分别通过竖直分液器22与板式换热器16连通。这样，可以确保被分配至每个箱体10的制冷剂相同。

根据本发明的一个实施例，箱体10进一步构造为包括容纳制冷剂的液相区域，以及位于液相区域上方以容纳气态制冷剂的气相区域。

进一步地，根据本发明的一个实施例，制冷剂出口14位于箱体10的气相区域中。

根据本发明的一个实施例，液冷装置还包括对板式换热器16进行散热的风冷设备20。这样，可以使得板式换热器16具有更好的换热效果，防止箱体10中的制冷剂过热。

进一步地，根据本发明的一个实施例，风冷设备20可以构造为风扇。

根据本发明的另一个方面，还提供一种刀片服务器，包括：刀片，以及根据上述任一实施例的液冷装置，其中，刀片设置在液冷装置中。

上述实施例涉及的用于刀片服务器的液冷装置，通过将制冷剂入口12和制冷剂出口14分别与设置在刀片服务器内的板式换热器16连通，使得制冷剂能够在服务器内部即可完成换热，无需额外设置室外机等外置的换热装置，节能高效。

在本发明的一个实施例中，将服务器主板直接浸没在充满制冷剂的密闭腔体中，采用相变换热技术解决高密度服务器散热问题。具体为采用箱体10结构，箱体10内装有服务器主板，所有主板均浸没在制冷剂中，液面上方留有的气相区。

图1为制冷系统示意图，流经板式换热器16的制冷剂进入储液罐中，经泵18的加压后，送入机柜内的竖直分液器22，竖直分液器22将制冷剂平均分配，通过进液管送入该柜内不同垂直高度的箱体10。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沸腾，制冷剂蒸汽汇集在箱体上部的气相区，通过出气管被送入板式换热器16中，在其中冷凝并成为液态制冷剂，并在重力作用下滴落到板式换热器16的底部，然后流入泵18中，从而完成整个制冷循环。

本实施例中的冷凝器是板式换热器16，将制冷剂蒸汽通入一个板中，另一个与之紧密贴合的板内通冷水。制冷剂蒸汽被冷水冷却，滴落到底部。而被加热的热水则通过位于机柜侧壁的风扇进行散热。整个换热过程在机柜内部即可完成，无需制冷模块、室外机等部件，节能高效。

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 (9)

1.一种用于刀片服务器的液冷装置，其特征在于，包括：用于容纳所述刀片服务器的刀片的箱体，所述刀片浸没在所述箱体内的制冷剂中，

其中，所述箱体的制冷剂入口和制冷剂出口分别与设置在所述刀片服务器内的板式换热器连通。

2.根据权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述板式换热器通过泵与所述制冷剂入口连通，以使所述板式换热器中的制冷剂朝向所述制冷剂入口流动。

3.根据权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，进一步包括：多个叠置的所述箱体。

4.根据权利要求3所述的液冷装置，其特征在于，多个所述箱体的所述制冷剂入口分别通过竖直分液器与所述板式换热器连通。

5.根据权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述箱体进一步构造为包括容纳所述制冷剂的液相区域，以及位于所述液相区域上方以容纳气态制冷剂的气相区域。

6.根据权利要求5所述的液冷装置，其特征在于，所述制冷剂出口位于所述气相区域。

7.根据权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，还包括对所述板式换热器进行散热的风冷设备。

8.根据权利要求7所述的液冷装置，其特征在于，所述风冷设备为风扇。

9.一种刀片服务器，其特征在于，包括：刀片，以及根据权利要求1-8中任一项所述的液冷装置，

其中，所述刀片设置在所述液冷装置中。