CN107577318A - 一种水冷式大数据服务器 - Google Patents

Abstract

本发明属于网络服务器技术领域，具体涉及一种水冷式大数据服务器。现有大数据服务器常常采用安装排风扇的形式散热，这种方式的缺点是结构过于简单，服务器内常常出现散热死角，且冷却气体很快就被加热到高温，散热效果差。本发明的技术方案是：服务器内部多层腔体与腔体之间相通的空隙形成可供气体流动的弯曲流道。顶层腔的进风扇吹入冷却气体，底层腔的排风扇抽出冷却气体，使得冷却气体在弯曲流道内通过，而不得不流过这些发热部件并与它们发生充分的热交换。服务器内设置包含有水冷系统的换热器，使得温度上升的冷却气体再次降温，可以继续对其他发热部件进行降温。本发明适用于大型大数据服务器。

Description

一种水冷式大数据服务器

技术领域

本发明属于网络服务器技术领域，具体涉及一种水冷式大数据服务器。

背景技术

大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

由于运算量巨大，处理器的发热严重，加之数据量巨大需要安装很多硬盘，大数据服务器在运行时通常会产生大量的热。现有大数据服务器常常采用安装排风扇的形式散热，这种方式的缺点是结构过于简单，服务器内常常出现散热死角，导致局部温度过高损坏服务器。而且对于大型服务器而言，由于内部发热的部件比较多，冷却气体很快就被加热到高温，从而使排风扇送入的冷却气体失去冷却作用，散热效果差。

发明内容

针对上述大型大数据服务器用排风扇散热效果差的缺点，本发明提供一种水冷式大数据服务器，其目的在于：利用水冷系统降低大数据服务器内冷却气体的温度，实现对大数据服务器的高效散热。

本发明采用的技术方案如下：

一种水冷式大数据服务器，包括壳体，壳体的正面设置有门，壳体内空间在垂直方向上被分为多层腔体，所述多层腔体包括一个顶层腔、一个底层腔和至少一个中层腔。顶层腔包括进风扇和部件安装板I，所述进风扇设置于壳体的背面上，部件安装板I与壳体的背面和侧面连接并且与门之间留有空隙。中层腔包括换热器II、部件安装板II和部件安装板III，部件安装板III与壳体的背面和侧面连接并且与门之间留有空隙，部件安装板III上设置有换热器II，换热器II与壳体的背面连接，部件安装板II与壳体的侧面连接并且与门之间不留空隙，部件安装板II位于换热器II的中部并且与换热器II连接。底层腔包括排风扇，排风扇设置于壳体的背面上。

采用该技术方案后，多层腔体与腔体之间相通的空隙形成可供气体流动的弯曲流道。顶层腔的进风扇吹入冷却气体，底层腔的排风扇抽出冷却气体，使得冷却气体在弯曲流道内通过。而大数据服务器的处理器和硬盘等发热部件安装在部件安装板I、部件安装板II和部件安装板III上，使得冷却气体不得不流过这些发热部件并与它们发生充分的热交换。这种设计避免了散热死角，从而避免了局部过热对服务器的损害。冷却气体与发热部件发生热交换后温度上升，但是由于在中层腔中设置了换热器II，使得温度上升的冷却气体与换热器II中的冷却水发生热交换从而再次降温，可以继续对其他发热部件进行降温。这种降温形式可以提高冷却气体的降温效率。

优选的，部件安装板III用于安装换热器II的部位设置有漏液孔II，漏液孔II下方设置有集液挡板II围成的集液腔II，集液腔II通过排液管II与壳体外部相通。由于冷却气体进入换热器时温度较高，因此有可能会在换热器中冷凝出水滴，该优选方案的目的是，设计漏液孔II使冷凝液滴漏入集液腔II，并由排液管II排出。

进一步优选的，换热器II包括冷水管II，所述冷水管II垂直安装于壳体的两个侧面上，冷水管II上的设置有一组平行安装的翅片II。这种换热器的结构简单，而且具有较好的冷却效果。

进一步优选的，相邻的翅片II之间设置有金属丝网II。金属丝网II可以增大换热器II与冷却气体的接触面积，从而一方面增强了换热效果，另一方面可以使冷却气体中的更多水蒸气冷凝出来，从而避免水蒸气在换热器II之外的部位凝结出冷凝水，防止服务器内部电子器件受潮。

进一步优选的，部件安装板III和部件安装板II之间设置有百叶窗II，百叶窗II与换热器II连接，部件安装板III用于安装百叶窗II的部位也设置有漏液孔II。换热器II中吹出的冷却气体中可能会夹带冷凝出来的水滴，百叶窗II用于阻挡这些水滴，防止水滴与服务器内部的电子器件接触。

进一步优选的，部件安装板III和部件安装板II之间设置有干燥剂层II，干燥剂层II位于换热器II和门之间。干燥剂层II用于吸收冷却气体中的水滴和水蒸气，避免服务器内部电子器件受潮。

进一步优选的，部件安装板I上设置有换热器I，换热器I与壳体的背面连接。换热器I用于对初始进入服务器的冷却气体进行降温，适用于高温天气或本身温度较高的机房。

进一步优选的，部件安装板I用于安装换热器I的部位设置有漏液孔I，漏液孔I下方设置有集液挡板I围成的集液腔I，集液腔I通过排液管I与壳体外部相通。该优选方案用于排出换热器I中的冷却水。

进一步优选的，换热器I包括冷水管I，所述冷水管I垂直安装于壳体的两个侧面上，冷水管I上的设置有一组平行安装的翅片，相邻的翅片I之间设置有金属丝网I。金属丝网I可以增大换热器I与冷却气体的接触面积，从而一方面增强了换热效果，另一方面可以使冷却气体中的更多水蒸气冷凝出来，从而避免水蒸气在换热器I之外的部位凝结出冷凝水，防止服务器内部电子器件受潮。

进一步优选的，部件安装板I上还设置有百叶窗I或干燥剂层I，百叶窗I与换热器I连接，干燥剂层I位于百叶窗I和门之间，部件安装板I用于安装百叶窗I的部位也设置有漏液孔I。设置百叶窗I或干燥剂层I是为了阻挡或吸收冷却气体中夹带的冷凝水滴或水蒸气，避免服务器内部电子器件受潮。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.多层腔体与腔体之间相通的空隙形成可供气体流动的弯曲流道。顶层腔的进风扇吹入冷却气体，底层腔的排风扇抽出冷却气体，使得冷却气体在弯曲流道内通过。而大数据服务器的处理器和硬盘等发热部件安装在部件安装板I、部件安装板II、部件安装板III和壳体的底面上，使得冷却气体不得不流过这些发热部件并与它们发生充分的热交换。这种设计避免了散热死角，从而避免了局部过热对服务器的损害。

2.冷却气体与发热部件发生热交换后温度上升，但是由于设置了换热器I和换热器II，可以用冷却水对冷却气体进行降温。这使得即使服务器比较大，内部需要冷却的发热部件多，冷却气体也能始终以低温的状态与发热部件发生热交换，从而达到非常好的冷却效果。

3.水冷系统的引入，使得服务器内部存在易发生水蒸气冷凝，甚至漏水等隐患，这限制了水冷系统在服务器冷却中的应用。而本发明采用将包括水冷系统的换热器与发热部件分开安装，用冷却水冷却气体，再用冷却气体冷却发热部件的方式，既能达到很好的冷却效果又能避免发热部件受潮。

4.通过设置金属丝网I、金属丝网II、漏液孔I、漏液孔II、百叶窗I、百叶窗II、干燥剂层I和干燥剂层II等，进一步保证了水冷系统的引入不会在电子部件附近产生冷凝水而使服务器的部件受潮。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的顶层腔的结构示意图；

图3是本发明实施例1的中层腔的结构示意图；

图4是本发明实施例1的底层腔的结构示意图；

图5是本发明实施例1的顶层腔的俯视图；

图6是本发明实施例1的中层腔的俯视图；

图7是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1至图7对本发明作详细说明。

实施例1

一种水冷式大数据服务器，包括壳体5，壳体5的正面设置有门1，壳体5内空间在垂直方向上被分为多层腔体，所述多层腔体包括一个顶层腔、一个底层腔和至少一个中层腔。

所述顶层腔包括进风扇6和部件安装板I11，所述进风扇6设置于壳体5的背面502上，部件安装板I11与壳体5的背面502和侧面501连接并且与门1之间留有空隙。部件安装板I11上设置有换热器I4，换热器I4与壳体5的背面502连接。换热器I4包括冷水管I402，所述冷水管I402垂直安装于壳体5的两个侧面501上，冷水管I402上的设置有一组平行安装的翅片401，相邻的翅片I401之间设置有金属丝网I403。部件安装板I11用于安装换热器I4的部位设置有漏液孔I7，漏液孔I7下方设置有集液挡板I10围成的集液腔I9，集液腔I9通过排液管I8与壳体5外部相通。部件安装板I11上还设置有百叶窗I3和干燥剂层I2，百叶窗I3与换热器I4连接，干燥剂层I2位于百叶窗I3和门1之间，部件安装板I11用于安装百叶窗I3的部位也设置有漏液孔I7。

所述中层腔包括换热器II13、部件安装板II14和部件安装板III21，部件安装板III21与壳体5的背面502和侧面501连接并且与门1之间留有空隙，部件安装板III21上设置有换热器II13，换热器II13与壳体5的背面502连接。换热器II13包括冷水管II132，所述冷水管II132垂直安装于壳体5的两个侧面501上，冷水管II132上的设置有一组平行安装的翅片II131，相邻的翅片II131之间设置有金属丝网II133。部件安装板II14与壳体5的侧面连接并且与门1之间不留空隙，部件安装板II14位于换热器II13的中部并且与换热器II13连接。部件安装板III21用于安装换热器II13的部位设置有漏液孔II17，漏液孔II17下方设置有集液挡板II19围成的集液腔II20，集液腔II20通过排液管II18与壳体5外部相通。部件安装板III21和部件安装板II14之间设置有百叶窗II15和干燥剂层II16，百叶窗II15和干燥剂层II16设置在换热器II13和门1之间，部件安装板III21用于安装百叶窗II15的部位也设置有漏液孔II17。

所述底层腔包括排风扇22，排风扇设置于壳体5的背面502上。

大数据服务器的处理器和硬盘等发热部件12安装在部件安装板I11、部件安装板II14、部件安装板III21和壳体5的底面上。部件安装板I11上的发热部件12安装在干燥剂层I2和门1之间。部件安装板III21上的发热部件12安装在干燥剂层II16和门1之间。

该实施例中的大数据服务器工作时，进风扇6向服务器内部吹入冷却气体，当冷却气体的初始温度较高时，冷却气体在换热器I中初次与冷却水发生热交换，从而降温。金属丝网I403、漏液孔I7、百叶窗I3和干燥剂层I2等保证了冷凝水滴不被带出换热器I4。而后冷却气体与顶层腔中的发热部件12发生热交换，从而对服务器进行降温。随后冷却气体进入中层腔再次对部件安装板II14上的发热部件12进行冷却。之后冷却气体进入换热器II13，换热器II13中的冷却水对冷却气体进行再次降温。金属丝网II133、漏液孔II17、百叶窗II15和干燥剂层II16等保证了冷凝水滴不被带出换热器II13。随后，降温后的冷却气体对部件安装板III21上的发热部件12进行降温。最后对底层腔中的发热部件进行冷却后，冷却气体由排风扇22排出服务器。

实施例2

一种水冷式大数据服务器，包括壳体5，壳体5的正面设置有门1，壳体5内空间在垂直方向上被分为多层腔体，所述多层腔体包括一个顶层腔、一个底层腔和至少一个中层腔。

所述顶层腔包括进风扇6和部件安装板I11，所述进风扇6设置于壳体5的背面502上，部件安装板I11与壳体5的背面502和侧面501连接并且与门1之间留有空隙。

所述中层腔包括换热器II13、部件安装板II14和部件安装板III21，部件安装板III21与壳体5的背面502和侧面501连接并且与门1之间留有空隙，部件安装板III21上设置有换热器II13，换热器II13与壳体5的背面502连接。换热器II13包括冷水管II132，所述冷水管II132垂直安装于壳体5的两个侧面501上，冷水管II132上的设置有一组平行安装的翅片II131，相邻的翅片II131之间设置有金属丝网II133。部件安装板II14与壳体5的侧面连接并且与门1之间不留空隙，部件安装板II14位于换热器II13的中部并且与换热器II13连接。部件安装板III21用于安装换热器II13的部位设置有漏液孔II17，漏液孔II17下方设置有集液挡板II19围成的集液腔II20，集液腔II20通过排液管II18与壳体5外部相通。部件安装板III21和部件安装板II14之间设置有百叶窗II15和干燥剂层II16，百叶窗II15和干燥剂层II16设置在换热器II13和门1之间，部件安装板III21用于安装百叶窗II15的部位也设置有漏液孔II17。

所述底层腔包括排风扇22，排风扇设置于壳体5的背面502上。

大数据服务器的处理器和硬盘等发热部件12安装在部件安装板I11、部件安装板II14、部件安装板III21和壳体5的底面上。部件安装板III21上的发热部件12安装在干燥剂层II16和门1之间。

实施例2的冷却过程与实施例1基本相同，区别在于冷却气体初始温度不高，实施例2没有在顶层腔对冷却气体进行初次冷却。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种水冷式大数据服务器，包括壳体(5)，壳体(5)的正面设置有门(1)，其特征在于：壳体(5)内空间在垂直方向上被分为多层腔体，所述多层腔体包括一个顶层腔、一个底层腔和至少一个中层腔；

所述顶层腔包括进风扇(6)和部件安装板I(11)，所述进风扇(6)设置于壳体(5)的背面(502)上，部件安装板I(11)与壳体(5)的背面(502)和侧面(501)连接并且与门(1)之间留有空隙；

所述中层腔包括换热器II(13)、部件安装板II(14)和部件安装板III(21)，部件安装板III(21)与壳体(5)的背面(502)和侧面(501)连接，部件安装板III(21)上设置有换热器II(13)，换热器II(13)与壳体(5)的背面(502)连接，部件安装板II(14)与壳体(5)的侧面连接，部件安装板II(14)位于换热器II(13)的中部并且与换热器II(13)连接：

所述底层腔包括排风扇(22)，排风扇设置于壳体(5)的背面(502)上。

2.按照权利要求1所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：部件安装板III(21)用于安装换热器II(13)的部位设置有漏液孔II(17)，漏液孔II(17)下方设置有集液挡板II(19)围成的集液腔II(20)，集液腔II(20)通过排液管II(18)与壳体(5)外部相通。

3.按照权利要求2所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：换热器II(13)包括冷水管II(132)，所述冷水管II(132)垂直安装于壳体(5)的两个侧面(501)上，冷水管II(132)上的设置有一组平行安装的翅片II(131)。

4.按照权利要求3所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：相邻的翅片II(131)之间设置有金属丝网II(133)。

5.按照权利要求2所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：部件安装板III(21)和部件安装板II(14)之间设置有百叶窗II(15)，百叶窗II(15)与换热器II(13)连接，部件安装板III(21)用于安装百叶窗II(15)的部位也设置有漏液孔II(17)。

6.按照权利要求2所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：部件安装板III(21)和部件安装板II(14)之间设置有干燥剂层II(16)，干燥剂层II(16)设置在换热器II(13)和门(1)之间。

7.按照权利要求1至6任一项所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：部件安装板I(11)上设置有换热器I(4)，换热器I(4)与壳体(5)的背面(502)连接。

8.按照权利要求7所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：部件安装板I(11)用于安装换热器I(4)的部位设置有漏液孔I(7)，漏液孔I(7)下方设置有集液挡板I(10)围成的集液腔I(9)，集液腔I(9)通过排液管I(8)与壳体(5)外部相通。

9.按照权利要求8所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：换热器I(4)包括冷水管I(402)，所述冷水管I(402)垂直安装于壳体(5)的两个侧面(501)上，冷水管I(402)上的设置有一组平行安装的翅片(401)，相邻的翅片I(401)之间设置有金属丝网I(403)。

10.按照权利要求8所述的水冷式大数据服务器，其特征在于：部件安装板I(11)上还设置有百叶窗I(3)或干燥剂层I(2)，百叶窗I(3)与换热器I(4)连接，干燥剂层I(2)位于百叶窗I(3)和门(1)之间，部件安装板I(11)用于安装百叶窗I(3)的部位也设置有漏液孔I(7)。