CN106873738A - 用于服务器的液冷系统及液冷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于服务器的液冷系统和液冷方法，该用于服务器的液冷系统包括：封闭结构的壳体；设置于制冷剂的液面上方的冷却元件；设置于制冷剂的液面上方的吸入装置；设置于制冷剂的液面下方的送出装置。本发明通过吸入装置将制冷剂蒸汽吸入壳体中、并通过送出装置将制冷剂从壳体中排出，实现对制冷剂蒸汽的主动吸入和对冷凝后的制冷剂的主动排出，增强了制冷剂的流动效率和换热效率，提高了制冷效果。

Description

用于服务器的液冷系统及液冷方法

技术领域

本发明涉及计算机冷却技术领域，具体来说，涉及一种用于服务器的液冷系统及液冷方法。

背景技术

在现有技术中，为计算机散热的方法一般采用利用冷空气的风冷方式来给计算机降温。而风冷方式中均采用间接接触冷却的方式，因此在传热过程复杂的冷却系统中，存在接触热阻大、对流换热热阻大、且热阻总和大的问题，进而导致换热效率较低；同时还要保证换热过程的高低温热源之间的较大温差，因此需要较低的室外低温热源来引导换热过程进行。但是对于数据中心，仅靠风冷方式已经不足以满足高热流密度的服务器对散热性能的要求。

在现有技术中，为计算机散热的另一种方法是液冷方式，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。与风冷方式的间接制冷不同的是液冷方式把制冷剂直接导向热源，另外由于液体比空气的比热容大很多，散热速度也远远大于空气，因此液冷方式的制冷效率远高于风冷方式散热，和风冷方式相比每单位体积所传输的热量即散热效率提高达3500倍。

液冷系统具有均衡CPU热量和低噪声工作的特点。由于液体的比热容大，因此能够吸收大量的热量而保持温度不会明显的变化，因此液冷系统中CPU的温度能够得到很好的控制，突发操作也不会引起CPU内部温度瞬间大幅度的变化。

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很大，因此蒸发冷却的冷却效果更为显著，因此被应用于液冷系统中。在液冷系统中，制冷剂汽化后的制冷剂蒸汽需经由冷凝器冷凝，使其重新变为液态制冷剂。但是，目前市面上的管壳式换热器、管翅式换热器等冷却系统中，制冷剂的流动效率不高，无法满足数据中心对制冷性能较高的需求。

针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术的上述问题，本发明提出一种用于服务器的液冷系统及液冷方法，能够主动吸入制冷剂蒸汽并主动排出冷凝后的制冷剂，增强制冷剂的流动效率和换热效率，提高制冷效果。

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液冷装置，包括：封闭结构的壳体；以及冷却元件，设置于制冷剂的液面上方；吸入装置，设置于制冷剂的液面上方；以及送出装置，设置于制冷剂的液面下方；其中，吸入装置将制冷剂蒸汽吸入壳体，制冷剂蒸汽与冷却元件进行热交换后形成液态的制冷剂，送出装置将制冷剂从壳体中排出以使制冷剂被输送至发热元件。

根据本发明的一个实施例，吸入装置设置于入管的管口处，以吸入制冷剂蒸汽与冷却元件进行热交换。

根据本发明的一个实施例，送出装置设置于出管的管口处，以通过出管排出制冷剂。

根据本发明的一个实施例，吸入装置为风机或吸气泵。

根据本发明的一个实施例，送出装置为泵。

根据本发明的一个实施例，发热元件为服务器主板；服务器为浸没式液冷服务器。

根据本发明的一个实施例，制冷剂为电绝缘制冷剂。

根据本发明的一个实施例，冷却元件为冷凝盘管或板式换热器。

根据本发明的一个实施例，储液装置，设置于壳体的底部，用于容纳制冷剂。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于服务器的液冷方法，包括：吸入装置吸入制冷剂蒸汽；制冷剂蒸汽与冷却元件进行热交换后形成液态的制冷剂；以及送出装置将制冷剂从壳体中排出以使制冷剂被输送至发热元件。

本发明通过吸入装置将制冷剂蒸汽吸入壳体中、并通过送出装置将制冷剂从壳体中排出，实现对制冷剂蒸汽的主动吸入和对冷凝后的制冷剂的主动排出，增强了制冷剂的流动效率和换热效率，提高了制冷效果。

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是本发明的用于服务器的液冷系统的一个实施例的结构示意图。

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。

如图1所示，是本发明的用于服务器的液冷系统的一个实施例，包括：封闭结构的壳体1、位于制冷剂2的液面8上方的冷却元件3和吸入装置4、以及设置于制冷剂2的液面8下方的送出装置5。其中，壳体1用于容纳制冷剂2。

本实施例的用于服务器的液冷系统，制冷剂2吸收发热元件(未示出)的热量而被蒸发沸腾成制冷剂蒸汽，吸入装置4将制冷剂蒸汽吸入壳体1中，使得制冷剂蒸汽与冷却元件3进行热交换后形成制冷剂，送出装置5将制冷剂从壳体1中排出以使制冷剂2再被输送至发热元件，依此形成制冷循环。

上述技术方案，通过吸入装置4将制冷剂蒸汽吸入壳体1中、并通过送出装置5将制冷剂2从壳体1中排出，实现对制冷剂蒸汽的主动吸入和对冷凝后的制冷剂的主动排出，增强了制冷剂的流动效率和换热效率，提高了制冷效果。

优选地，吸入装置4为风机或吸气泵。吸入装置4也可以是任何能够吸入气体的其它装置。

优选地，送出装置5为泵。具体地，泵可以是潜水泵，或者是满足实际需求的其它多种类型的泵。

优选地，吸入装置4设置于入管6的管口处以吸入制冷剂蒸汽与冷却元件3进行热交换。

进一步地，送出装置5设置于出管7的管口处以通过出管7排出制冷剂2。

在本实施例中，本发明的用于服务器的液冷系统还包括储液装置(未示出)，设置于壳体1的底部，用于容纳制冷剂2。

在一个实施例中，发热元件为服务器主板；服务器为浸没式液冷服务器。

具体地，同样结合图1所示，制冷剂吸收发热元件的热量被蒸发沸腾而形成的制冷剂蒸汽，通过风机将制冷剂蒸汽由入管6吸入壳体1中。制冷剂蒸汽充满壳体1的内部腔体，并与冷却元件3进行换热，在冷却元件3的外表面被冷却后，重新成为液态的制冷剂2，制冷剂2在重力作用下滴落在壳体1的底部，通过壳体1的底部设置的储液装置来容纳制冷剂2，并通过送出装置5将制冷剂2出管7排出壳体1，再次送入发热元器件中。进一步地，入管6和出管7可以直接连接至浸没式液冷服务器的两端，使得由出管7排出的制冷剂为浸没式液冷服务器进行散热。

优选地，制冷剂为电绝缘制冷剂。采用电绝缘制冷剂可省略或简化现有技术中服务器的密封结构，进而在避免造成电路板短路的同时，简化了服务器的结构。另外，由于利用蒸发冷却原理来实现制冷，因此制冷剂还应具有较低的沸点以达到良好的制冷效果。

优选地，冷却元件为冷凝盘管或板式换热器。当冷却元件为冷凝盘管时，冷凝盘管时中注入循环的冷却水来与制冷剂蒸汽进行热交换，冷却元件也可以是其它能够实现热交换的装置。

根据本发明的实施例，还提供了一种用于服务器的液冷方法，本实施例在上述用于服务器的液冷系统中实施，包括以下步骤：

吸入装置吸入制冷剂蒸汽；

制冷剂蒸汽与冷却元件进行热交换后形成液态的制冷剂；以及

送出装置将制冷剂从壳体中排出以使制冷剂被输送至发热元件。

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 (10)

1.一种用于服务器的液冷系统，其特征在于，包括：

封闭结构的壳体；

冷却元件，设置于制冷剂的液面上方；

吸入装置，设置于所述制冷剂的液面上方；以及

送出装置，设置于所述制冷剂的液面下方；

其中，所述吸入装置将制冷剂蒸汽吸入所述壳体，所述制冷剂蒸汽与所述冷却元件进行热交换后形成液态的所述制冷剂，所述送出装置将所述制冷剂从所述壳体中排出以使所述制冷剂被输送至发热元件。

2.根据权利要求1所述的用于服务器的液冷系统，其特征在于，

所述吸入装置设置于入管的管口处，以吸入所述制冷剂蒸汽与所述冷却元件进行热交换。

3.根据权利要求2所述的用于服务器的液冷系统，其特征在于，

所述送出装置设置于出管的管口处，以通过出管排出所述制冷剂。

4.根据权利要求1所述的用于服务器的液冷系统，其特征在于，所述吸入装置为风机或吸气泵。

5.根据权利要求1所述的用于服务器的液冷系统，其特征在于，所述送出装置为泵。

6.根据权利要求1所述的用于服务器的液冷系统，其特征在于，

所述发热元件为服务器主板；

所述服务器为浸没式液冷服务器。

7.根据权利要求1所述的用于服务器的液冷系统，其特征在于，

所述制冷剂为电绝缘制冷剂。

8.根据权利要求1所述的用于服务器的液冷系统，其特征在于，

所述冷却元件为冷凝盘管或板式换热器。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于服务器的液冷系统，其特征在于，还包括：

储液装置，设置于所述壳体的底部，用于容纳所述制冷剂。

10.一种用于服务器的液冷方法，其特征在于，包括：

吸入装置吸入制冷剂蒸汽；

所述制冷剂蒸汽与冷却元件进行热交换后形成液态的制冷剂；以及

送出装置将所述制冷剂从所述壳体中排出以使所述制冷剂被输送至发热元件。