CN107741777A - 用于服务器的冷却系统以及液冷式服务器 - Google Patents

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李星
吴宏杰
王晨
彭晶楠
孙振
崔新涛
韩磊
宋景亮
陈进
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Abstract

本发明提供了一种用于服务器的冷却系统(10)，包括：刀壳(12)，刀壳(12)内部容纳有制冷剂(14)并且服务器的发热元件(16)浸没在制冷剂(14)中；设置在刀壳(12)上的气体接头(18)和进液电磁阀(20)，气体接头(18)连接至刀壳(12)的气相区；以及设置在刀壳(12)上的液位传感器，进液电磁阀(20)与液位传感器电连接且根据液位传感器感测到的液位信号开启或关闭。本发明还提供了一种液冷式服务器。本发明的目的在于提供一种能够自动控制各刀片的供液量的用于服务器的冷却系统以及液冷式服务器。

Description

用于服务器的冷却系统以及液冷式服务器
技术领域
本发明涉及一种用于服务器的冷却系统以及液冷式服务器。
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：一是它把制冷剂直接导向热源，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。
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。
在直接浸没式液冷系统，利用相变原理蒸发冷却来冷却服务器主板时，在实际使用过程中，在同一个刀箱内部的每个刀片的工作负载不一定完全相同，因此每个刀片的发热量各不相同，从而导致刀片壳体内的沸腾情况不同，所需的制冷剂量也各不相同，而目前尚无办法使得各个刀片按需供液。
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自动控制各刀片的供液量的用于服务器的冷却系统以及液冷式服务器。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于服务器的冷却系统，包括：刀壳，刀壳内部容纳有制冷剂并且服务器的发热元件浸没在制冷剂中；设置在刀壳上的气体接头和进液电磁阀，气体接头连接至刀壳的气相区；以及设置在刀壳上的液位传感器，进液电磁阀与液位传感器电连接且根据液位传感器感测到的液位信号开启或关闭。
根据本发明的实施例，在刀壳中还设置有沿刀壳的高度方向延伸的挡板，其中，挡板将刀壳分隔成相互连通的第一区域和第二区域，并且液位传感器位于第一区域中且发热元件位于第二区域中。
根据本发明的实施例，挡板具有上开口以及下开口，上开口连通第一区域和第二区域的气相区，并且下开口连通第一区域和第二区域的制冷剂。
根据本发明的实施例，液位传感器进一步包括分别与进液电磁阀电连接的上液位计和下液位计，其中，上液位计和下液位计分别构造成在检测到制冷剂液位时控制进液电磁阀关闭或开启。
根据本发明的实施例，下液位计设置在刀壳上的位置与发热元件的顶面对齐，并且上液位计设置在刀壳上的位置与刀壳的顶面间隔开。
根据本发明的实施例，发热元件为服务器的主板。
根据本发明的实施例，气体接头与进液电磁阀连通并且二者间串联有设置在刀壳外部的冷凝器。
根据本发明的实施例，挡板与发热元件连接或者挡板与刀壳连接。
根据本发明的实施例，还提供了一种液冷式服务器，包括上述任一实施例涉及的冷却系统。
本发明的有益技术效果在于：
在本发明的冷却系统中，进液电磁阀的开关由刀壳内的液位决定，当刀壳内的液位下降到下液位计所在的液位时，进液电磁阀开启，制冷剂进入刀壳内，当刀壳内的液位上升到上液位计所在的液位时，电磁阀关闭，实现自动控制刀片的供液量，做到精确匹配，按需供液，即保障各刀片的充分供液，又节省了制冷剂。
另外，刀壳内设置有挡板，当刀壳内的制冷剂沸腾时使得液位计所在区域的液面平稳。
附图说明
图1是本发明冷却系统的一个实施例的结构示意图。
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。
参照图1，本发明提供了一种用于服务器的冷却系统10，该冷却系统10包括刀壳12、气体接头18、进液电磁阀20以及液位传感器。更具体地，刀壳12内部容纳有制冷剂14并且服务器的发热元件16浸没在制冷剂14中，制冷剂14液面上方留有气相区。在刀壳12上设置有气体接头18和进液电磁阀20，气体接头18连接至刀壳12的气相区，并且液位传感器设置在刀壳12上。其中，进液电磁阀20与液位传感器电连接且根据液位传感器感测到的液位信号开启或关闭，实现自动按需供液。
根据本发明的实施例，在刀壳12中还可以设置有沿刀壳12的高度方向延伸的挡板22。也就是说，挡板22与刀壳12的侧面平行，其中，挡板22将刀壳12分隔成相互连通的第一区域和第二区域，并且液位传感器位于第一区域中且发热元件16位于第二区域中。
在上述实施例中，当刀壳12内的第二区域内的发热元件16发热使制冷剂14沸腾，制冷剂14的表面发生剧烈的波动时，挡板22可使液位传感器所在区域的液面保持平稳，使液位传感器监测准确。
根据本发明的实施例，挡板22具有上开口24以及下开口26，上开口24连通第一区域和第二区域的气相区，并且下开口26连通第一区域和第二区域的制冷剂14。
根据本发明的实施例，液位传感器进一步包括分别与进液电磁阀20电连接的上液位计28和下液位计30，其中，上液位计28和下液位计30分别构造成在检测到刀壳中制冷剂液位时控制进液电磁阀20关闭或开启。
在上述实施例中，当刀壳12内的液位下降到下液位计30所在的液位时，刀壳12上的进液电磁阀20开启，制冷剂14进入刀壳12内。当刀壳12内的液位上升到上液位计28所在的液位时，刀壳12上的进液电磁阀20关闭，停止供液。与现有技术相比，本发明可实现自动控制各刀片的供液量，精确匹配，按需供液，即保障每个刀片的充分供液，也节省了制冷剂14。
结合以上实施例以及图1所示，应当理解，上开口24设置在上液位计28所在液面以上的挡板区域，下开口26设置在下液位计30所在液面以下的挡板区域，使第一区域和第二区域的液面保持平衡。
根据本发明的实施例，下液位计30设置在刀壳12上的位置可以与发热元件16的顶面对齐，使刀壳12内的制冷剂14能完全淹没发热元件。上液位计28设置在刀壳12上的位置与刀壳12的顶面间隔开，使刀壳12内的制冷剂14沸腾时产生的蒸汽有足够的空间流通。
根据本发明的实施例，发热元件16为服务器的主板，服务器的主板主要包括CPU、内存组、芯片等发热器件。当发热元件工作时，就会散发热量，把热量传递给制冷剂，制冷剂温度升高至沸点时，制冷剂汽化吸收大量的热量，从而冷却发热元件。
根据本发明的实施例，气体接头18与进液电磁阀20连通并且二者间串联有设置在刀壳12外部的冷凝器，刀壳12内的制冷剂14产生的蒸汽经过气体接头18流出刀壳12，再经过冷凝器冷凝成液体，冷却后的制冷剂通过进液电磁阀20送入刀壳12内。
根据本发明的实施例，挡板22与发热元件16连接或者挡板22与刀壳12连接。也就是说，挡板22可以与发热元件16连接设置在发热元件16的侧面；或者，挡板22与刀壳12连接设置在刀壳12的侧面，使液位传感器所在区域与发热元件所在区域分隔开。当然应当理解，挡板22的位置可以根据具体使用情况进行设置，并且挡板22与本发明中其它部件的连接关系可以根据具体使用情况而定，本发明不局限于此。
根据本发明的实施例，还提供一种液冷式服务器，包括上述任一实施例涉及的冷却系统。由于该液冷式服务器设置有上述的冷却系统，因此其具备上述冷却系统的全部优点。
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)

1.一种用于服务器的冷却系统(10)，其特征在于，包括：
刀壳(12)，所述刀壳(12)内部容纳有制冷剂(14)并且所述服务器的发热元件(16)浸没在所述制冷剂(14)中；
设置在所述刀壳(12)上的气体接头(18)和进液电磁阀(20)，所述气体接头(18)连接至所述刀壳(12)的气相区；以及
设置在所述刀壳(12)上的液位传感器，所述进液电磁阀(20)与所述液位传感器电连接且根据所述液位传感器感测到的液位信号开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，在所述刀壳(12)中还设置有沿所述刀壳(12)的高度方向延伸的挡板(22)，
其中，所述挡板(22)将所述刀壳(12)分隔成相互连通的第一区域和第二区域，并且所述液位传感器位于所述第一区域中且所述发热元件(16)位于所述第二区域中。
3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述挡板(22)具有上开口(24)以及下开口(26)，所述上开口(24)连通所述第一区域和所述第二区域的气相区，并且所述下开口(26)连通所述第一区域和所述第二区域的制冷剂(14)。
4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述液位传感器进一步包括分别与所述进液电磁阀(20)电连接的上液位计(28)和下液位计(30)，
其中，所述上液位计(28)和所述下液位计(30)分别构造成在检测到制冷剂液位时控制所述进液电磁阀(20)关闭或开启。
5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述下液位计(30)设置在所述刀壳(12)上的位置与所述发热元件(16)的顶面对齐，并且所述上液位计(28)设置在所述刀壳(12)上的位置与所述刀壳(12)的顶面间隔开。
6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述发热元件(16)为所述服务器的主板。
7.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述气体接头(18)与所述进液电磁阀(20)连通并且二者间串联有设置在所述刀壳(12)外部的冷凝器。
8.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述挡板(22)与所述发热元件(16)连接或者所述挡板(22)与所述刀壳(12)连接。
9.一种液冷式服务器，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的冷却系统。
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