CN107515657A - 一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，液冷服务器内设有主板、开关电源、硬盘以及前置液冷式空气冷却装置，前置液冷式空气冷却装置设置在液冷服务器前端，前置液冷式空气冷却装置内设有水冷盘管和风扇组，风扇组设置在前置液冷式空气冷却装置朝向液冷服务器外的一侧，水冷盘管设置在前置液冷式空气冷却装置朝向液冷服务器的一侧；硬盘设置在前置液冷式空气冷却装置后端，主板设置在硬盘后端，主板上设有内存条和CPU ，CPU上设有水冷板；开关电源设置在液冷服务器后端靠近主板的位置，液冷服务器后端还设有进水管接口和出水管接口，进水管接口连接有进水管，出水管接口连接有出水管；水冷板与水冷盘管串联或并联连接。

Description

一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器
技术领域
本发明属于数据中心散热领域，具体涉及一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器。
背景技术
随着电子信息产业的不断发展，服务器内CPU的功率越来越高，传统的靠空气作为CPU冷却介质的散热方式已很难满足高功率CPU的散热要求。液冷散热是近年发展起来的最高效、最先进的散热方案，其原理是将液态换热介质直接通入具有液冷功能的服务器内部，把主要发热元件--芯片（CPU）产生的热量带走（占整个服务器发热量的70~80%），采用液冷散热方案，可以应对高功率服务器散热的需求。
现有的服务器水冷技术，主要采用设置于CPU上的水冷板直接与CPU换热，带走CPU的热量。如图1所示的现有技术的水冷服务器的布局中，服务器末端设有进水管接口11和出水管接口10，用于与服务器外部的进水管与出水管相接。服务器内部设有进水管9与进水管接口10相连，进水管9的另一端与一个或多个设置于CPU 7上的水冷板6相连，水冷板6的另一端通过出水管8与出水管接口11连接。温度较低的水由进水管进入服务器内部，在水冷板6中与CPU 7换热，带走CPU 7工作时产生的热量，换热后水温升高，通过出水管8排出至服务器外部。
这种工作模式下，水冷板6只设置于CPU 7上，进入服务器内部的冷水只带走CPU 7工作时产生的热量。而服务器内部的发热器件除CPU 7外，还有开关电源4，内存5，硬盘1，主板3等其他部件。上述部件产生的热量主要通过空气作为媒介，以对流换热的方式带走，为实现该散热方式，服务器内部通常设有风扇组2，在风扇组的作用下，空气由服务器前端进入，在服务器内部换热后通过后端排出，为降低服务器前端空气的温度，在机房内需设有空调。
现有技术方案中，除设置冷却水系统外还需设置另一套空调系统以降低服务器前端进入空气的温度，整个机房制冷系统（包括对水的制冷和对空气的制冷）较为复杂，故障点多，造价较高。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述整个机房制冷系统包括对水的制冷和对空气的制冷两套系统，较为复杂，故障点多，造价较高的缺陷，提供一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，所述液冷服务器内设有主板、开关电源、以及硬盘，液冷服务器内还设有前置液冷式空气冷却装置，前置液冷式空气冷却装置设置在液冷服务器前端，前置液冷式空气冷却装置内设有水冷盘管和风扇组，风扇组设置在前置液冷式空气冷却装置朝向液冷服务器外的一侧，水冷盘管设置在前置液冷式空气冷却装置朝向液冷服务器的一侧；硬盘设置在前置液冷式空气冷却装置后端，主板设置在硬盘后端，主板上设有内存条和CPU ，CPU上设有水冷板；开关电源设置在液冷服务器后端靠近主板的位置，液冷服务器后端还设有进水管接口和出水管接口，进水管接口连接有进水管，出水管接口连接有出水管；
水冷板与水冷盘管连接，水冷板与水冷盘管中的一个与进水管连接，另一个与出水管连接；或者，
水冷板与进水管和出水管连接，水冷盘管与进水管和出水管连接。在风扇组的作用下服务器前端的空气与水冷盘管进行强制对流换热，换热后空气的温度降低，在服务器内部与服务器的发热部件（硬盘、主板、内存条、开关电源）发生换热，对发热部件进行冷却。
进一步地，CPU的数量为若干个，水冷板的数量为若干个，每个CPU上设置一个水冷板；
若干个水冷板串联形成水冷板组，水冷板组与水冷盘管连接，水冷板组与水冷盘管中的一个与进水管连接，另一个与出水管连接；或者，
水冷板组与进水管和出水管连接，水冷盘管与进水管和出水管连接。
进一步地，CPU的数量为若干个，水冷板的数量为若干个，每个CPU上设置一个水冷板；
若干个水冷板并联形成水冷板组，水冷板组与水冷盘管连接，水冷板组与水冷盘管中的一个与进水管连接，另一个与出水管连接；或者，
水冷板组与进水管和出水管连接，水冷盘管与进水管和出水管连接。
进一步地，若干个水冷板串并联组合成水冷板组，水冷板组与水冷盘管连接，水冷板组与水冷盘管中的一个与进水管连接，另一个与出水管连接；或者，
水冷板组与进水管和出水管连接，水冷盘管与进水管和出水管连接。
若干个水冷板之间，以及水冷板与水冷盘管之间可以是串联也可以是并联关系，串并联的选择由不同CPU间协调工作的方式以及开关电源、硬盘、内存条、主板的发热功率确定。当CPU及开关电源、硬盘、内存、主板的发热功率大时，尽量采用并联方式，最大程度散热；当CPU及开关电源、硬盘、内存、主板的发热功率小时，采用串联及串并联混合方式，即可满足散热需求。
进一步地，内存条的数量为若干个。
进一步地，水冷板、水冷盘管以及进出水管内循环的液体为水。水冷板、水冷盘管以及进出水管内循环的液体也可为其他冷却液。
进一步地，前置液冷式空气冷却装置活动地设置在液冷服务器前端。保证硬盘的插拔有足够的空间。
进一步地，前置液冷式空气冷却装置的一端与液冷服务器的连接可打开，前置液冷式空气冷却装置的另一端可绕液冷服务器旋转。使得前置液冷式空气冷却装置可开门式打开，保证硬盘的插拔有足够的空间。
进一步地，前置液冷式空气冷却装置可拆卸地设置在液冷服务器前端。使得前置液冷式空气冷却装置可取下，保证硬盘的插拔有足够的空间。
本发明的有益效果在于：
本发明通过在服务器前端设置液冷式空气冷却装置，进入服务器内部的水除在水冷板上与CPU换热外，还在前置液冷式空气冷却装置内对进入服务器内部的空气进行冷却，使机房内无需再布置额外的空调系统，降低机房制冷系统的复杂度，减少系统的故障点，降低机房的建设成本。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为现有技术的水冷服务器的布局示意图；
图2为本发明含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器的布局示意图；
其中，1-硬盘；2-风扇组；3-主板；4-开关电源；5-内存条；6-水冷板；6.1-第一水冷板；6.2-第二水冷板；7-CPU；7.1-第一CPU；7.2-第二CPU；8-出水管；9-进水管；10-进水管接口；11-出水管接口；12-前置液冷式空气冷却装置；13-水冷盘管。
具体实施方式：
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图2所示，本发明提供一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，所述液冷服务器内设有主板3、开关电源4、以及硬盘1，液冷服务器内还设有前置液冷式空气冷却装置12，前置液冷式空气冷却装置12设置在液冷服务器前端，前置液冷式空气冷却装置12内设有水冷盘管13和风扇组2，风扇组2设置在前置液冷式空气冷却装置12朝向液冷服务器外的一侧，水冷盘管13设置在前置液冷式空气冷却装置12朝向液冷服务器的一侧；硬盘1设置在前置液冷式空气冷却装置12后端，主板3设置在硬盘1后端，主板3上设有内存条5、第一CPU 7.1和第二CPU 7.2，第一CPU 7.1上设有第一水冷板6.1，第二CPU 7.2上设有第二水冷板6.2；开关电源4设置在液冷服务器后端靠近主板3的位置，液冷服务器后端还设有进水管接口10和出水管接口11，进水管接口10连接有进水管9，出水管接口11连接有出水管8；内存条5的数量为若干个；前置液冷式空气冷却装置12活动地设置在液冷服务器前端，保证硬1的插拔有足够的空间；
第一水冷板6.1与第二水冷板6.2串联组成水冷板组，即第一水冷板6.1与第二水冷板6.2连接；第二水冷板6.2与水冷盘管13连接，水冷盘管13与出水管8连接，第一水冷板6.1与进水管9连接。第一水冷板6.1、第二水冷板6.2、水冷盘管13以及进出水管内循环的液体为水；在风扇组2的作用下服务器前端的空气与水冷盘管13进行强制对流换热，换热后空气的温度降低，在服务器内部与服务器的发热部件（硬盘1、主板3、内存条5、开关电源4）发生换热，对发热部件进行冷却。
上述实施例中，第一水冷板6.1与第二水冷板6.2之间，以及第一水冷板6.1或第二水冷板6.2与水冷盘管13之间可以是串联也可以是并联关系，串并联的选择由第一CPU 7.1和第二CPU 7.2间协调工作的方式以及开关电源4、硬盘1、内存条5、主板3的发热功率确定。当第一CPU 7.1、第二CPU 7.2及开关电源4、硬盘1、内存5、主板3的发热功率大时，尽量采用并联方式，最大程度散热；当第一CPU 7.1、第二CPU 7.2及开关电源4、硬盘1、内存5、主板3的发热功率小时，采用串联及串并联混合方式，即可满足散热需求。
上述实施例中，第一水冷板6.1、第二水冷板6.2、水冷盘管13以及进出水管内循环的液体也可为其他冷却液。
上述实施例中，前置液冷式空气冷却装置12的一端与液冷服务器的连接可打开，前置液冷式空气冷却装置12的另一端可绕液冷服务器旋转，使得前置液冷式空气冷却装置12可开门式打开，保证硬盘1的插拔有足够的空间。
上述实施例中，前置液冷式空气冷却装置12可拆卸地设置在液冷服务器前端，使得前置液冷式空气冷却装12可取下，保证硬盘1的插拔有足够的空间。
本发明的实施例是说明性的，而非限定性的，上述实施例只是帮助理解本发明，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他的具体实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，所述液冷服务器内设有主板（3）、开关电源（4）、以及硬盘（1），其特征在于，液冷服务器内还设有前置液冷式空气冷却装置（12），前置液冷式空气冷却装置（12）设置在液冷服务器前端，前置液冷式空气冷却装置（12）内设有水冷盘管（13）和风扇组（2），风扇组（2）设置在前置液冷式空气冷却装置（12）朝向液冷服务器外的一侧，水冷盘管（13）设置在前置液冷式空气冷却装置（12）朝向液冷服务器的一侧；硬盘（1）设置在前置液冷式空气冷却装置（12）后端，主板（3）设置在硬盘（1）后端，主板（3）上设有内存条（5）和CPU ，CPU上设有水冷板；开关电源（4）设置在液冷服务器后端靠近主板（3）的位置，液冷服务器后端还设有进水管接口（10）和出水管接口（11），进水管接口（10）连接有进水管（9），出水管接口（11）连接有出水管（8）；
水冷板与水冷盘管（13）连接，水冷板与水冷盘管（13）中的一个与进水管（9）连接，另一个与出水管（8）连接；或者，
水冷板与进水管（9）和出水管（8）连接，水冷盘管（13）与进水管（9）和出水管（8）连接。
2.如权利要求1所述的一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，其特征在于，CPU的数量为若干个，水冷板的数量为若干个，每个CPU上设置一个水冷板；
若干个水冷板串联形成水冷板组，水冷板组与水冷盘管连接，水冷板组与水冷盘管中的一个与进水管连接，另一个与出水管连接；或者，
水冷板组与进水管和出水管连接，水冷盘管与进水管和出水管连接。
3.如权利要求1所述的一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，其特征在于，CPU的数量为若干个，水冷板的数量为若干个，每个CPU上设置一个水冷板；
若干个水冷板并联形成水冷板组，水冷板组与水冷盘管连接，水冷板组与水冷盘管中的一个与进水管连接，另一个与出水管连接；或者，
水冷板组与进水管和出水管连接，水冷盘管与进水管和出水管连接。
4.如权利要求1所述的一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，其特征在于，若干个水冷板串并联组合成水冷板组，水冷板组与水冷盘管连接，水冷板组与水冷盘管中的一个与进水管连接，另一个与出水管连接；或者，
水冷板组与进水管和出水管连接，水冷盘管与进水管和出水管连接。
5.如权利要求1所述的一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，其特征在于，内存条的数量为若干个。
6.如权利要求1所述的一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，其特征在于，水冷板、水冷盘管以及进出水管内循环的液体为水。
7.如权利要求1所述的一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，其特征在于，前置液冷式空气冷却装置活动地设置在液冷服务器前端。
8.如权利要求7所述的一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，其特征在于，前置液冷式空气冷却装置的一端与液冷服务器的连接可打开，前置液冷式空气冷却装置的另一端可绕液冷服务器旋转。
9.如权利要求7所述的一种含前置液冷式空气冷却装置的液冷服务器，其特征在于，前置液冷式空气冷却装置可拆卸地设置在液冷服务器前端。
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