CN108549475A - 一种液冷服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液冷服务器，包括壳体，壳体密封，壳体内设置有冷媒，服务器主板、硬盘浸泡在冷媒中，所述液冷服务器还包括控制器、液位传感器、冷媒传输管路、泵、冷凝储液罐，液位传感器设置在壳体内，液位传感器的高度高于服务器主板、硬盘，冷凝储液罐通过冷媒传输管路连接壳体，冷媒传输管路上设置有泵，液位传感器信号输出端口和泵的控制端口连接控制器。本发明通过液位传感器检测冷媒液面高度，并根据冷媒液面高度通过泵来填加冷媒，能够实现根据冷媒液面高度自动填加冷媒，进而保持液冷服务器的冷媒液面能够浸没服务器主板及硬盘的所有发热元件。

Description

一种液冷服务器

技术领域

本发明涉及服务器冷却技术领域，尤其涉及一种液冷服务器。

背景技术

现有技术中，服务器一般采用风冷降温，而风冷在传热过程中存在接触热阻大、对流换热热阻大、热阻总和大的问题，进而导致换热效率较低。为保证换热过程的高低温热源之间的较大温差，需要较低的外部低温热源来引导换热过程进行。对于服务器，仅靠风冷方式己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，为服务器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。与风冷的间接制冷不同的是液冷方式把冷媒直接导向热源，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3300倍。

液冷系统具有均衡发热元器件热量和静音工作的特点。具体地，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，因此液冷系统中发热元器件的温度能够得到很好的控制，突发操作也不会引起发热元器件内部温度瞬间大幅度的变化；另外，由于液冷系统换热器的表面积很大，所以无需要风扇对其进行散热就能起到不错的效果，因此液冷系统不搭配风扇，又由于液冷系统中泵的工作噪声一般在60dB以下，因此使得液冷系统具有静音工作的特点。

蒸发冷却从热学原理上，是利用冷媒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，需要把服务器主板及硬盘浸没在冷媒里，但是现在的液冷服务器都没有液位控制的功能，当系统出现诸如进液管路堵塞的故障时，会造成冷媒液面持续下降，主板芯片会暴露在气体中，长时间会导致芯片烧毁。现有技术缺乏压力控制，在液冷系统中，制冷剂沸腾产生大量气体，聚集在系统内。当气体达到一定量时，若不及时排气，会使得腔体内压力急剧增加，使得腔体有爆炸危险。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，研制一种液冷服务器，该液冷服务器能够保持冷媒液面的稳定及气相区压力恒定，并能够根据冷媒液面高度自动填加冷媒和将气相冷媒冷却回收。

本发明解决技术问题的技术方案为：一方面，本发明的实施例提供了一种液冷服务器，包括壳体，壳体密封，壳体内设置有冷媒，服务器主板、硬盘浸泡在冷媒中，所述液冷服务器还包括控制器、液位传感器、冷媒传输管路、泵、冷凝储液罐，液位传感器设置在壳体内，液位传感器的高度高于服务器主板、硬盘，冷凝储液罐通过冷媒传输管路连接壳体，冷媒传输管路上设置有泵，液位传感器信号输出端口和泵的控制端口连接控制器。冷媒浸没服务器主板的所有发热元件及硬盘，液位传感器可以是根据实际需要能够对冷媒液面高度进行检测的多种传感器，本发明对此不做出具体限定。当冷媒液面高度小于预设值时，液位传感器输出信号变化，控制器控制泵开启，使冷媒流入壳体。当冷媒液面高度在预设值时，液位传感器输出信号变化，控制器控制泵关闭，停止填加冷媒。

作为优化，所述液冷服务器还包括压力传感器、气相冷媒传输管道、电子阀门、制冷器，压力传感器设置在壳体内，压力传感器的高度高于液位传感器，气相冷媒传输管道一端连接壳体顶部、另一端连接制冷器的入口，气相冷媒传输管道上设置有电子阀门，制冷器的出口连接冷凝储液罐，压力传感器的信号输出端口和电子阀门、制冷器的控制端口连接控制器。当气相区压力高于预设值时，压力传感器输出相应信号，控制器控制泵开启，气相冷媒由气相冷媒传输管道经制冷器液化后进入冷凝储液罐。当气相区压力低于预设值时，控制器控制泵关闭，以停止卸放气相冷媒。压力传感器可以是根据实际需要对气相区冷媒压力进行检测的多种传感器，本发明对此不做出具体限定。

作为优化，所述气相冷媒传输管道、电子阀门、制冷器设置至少一组。正常工作时，电子阀门、制冷器只开启一组，当服务器发热过多导致冷媒沸腾，壳体内气相区压力过大时，则开启更多的电子阀门、制冷器，以保持壳体内气相区压力恒定。

作为优化，所述壳体的顶部外侧还设置有把手。

作为优化，所述液冷服务器还包括泄压阀，泄压阀设置在壳体顶部，泄压阀的控制端口连接控制器。

作为优化，所述冷媒为电绝缘冷媒。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1.本发明通过液位传感器检测冷媒液面高度，并根据冷媒液面高度通过泵来填加冷媒，能够实现根据冷媒液面高度自动填加冷媒，进而保持液冷服务器的冷媒液面能够浸没服务器主板及硬盘的所有发热元件。

2.通过设置压力传感器，当壳体内气相区压力过大时，加大开启电子阀门、制冷器，增加气相冷媒的排放量，从而保持壳体内气相区压力恒定，并将气相冷媒冷却回收。

3.通过设置把手，方便了服务器的携带与搬运。

4.通过设置泄压阀，当所有电子阀门、制冷器启动也不足以减少壳体内气相区压力时，开启泄压阀，排放气相冷媒。

5.通过采用电绝缘冷媒可省略或简化现有技术中的密封结构，进而在避免造成电路板短路的同时，简化了服务器的结构。

附图说明

图1为本发明一种实施例的总体结构图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

图1为本发明的一种实施例，如图所示，一种液冷服务器，包括壳体1，壳体1密封，壳体1内设置有冷媒，服务器主板2、硬盘3浸泡在冷媒中，所述液冷服务器还包括控制器、液位传感器4、冷媒传输管路5、泵6、冷凝储液罐10，液位传感器4设置在壳体1内，液位传感器4的高度高于服务器主板2、硬盘3，冷凝储液罐10通过冷媒传输管路5连接壳体1，冷媒传输管路5上设置有泵6，液位传感器4信号输出端口和泵6的控制端口连接控制器。冷媒浸没服务器主板2的所有发热元件及硬盘3，液位传感器4可以是根据实际需要能够对冷媒液面高度进行检测的多种传感器，本发明对此不做出具体限定。当冷媒液面高度小于预设值时，液位传感器4输出信号变化，控制器控制泵6开启，使冷媒流入壳体1。当冷媒液面高度在预设值时，液位传感器4输出信号变化，控制器控制泵6关闭，停止填加冷媒。本发明通过液位传感器4检测冷媒液面高度，并根据冷媒液面高度通过泵6来填加冷媒，能够实现根据冷媒液面高度自动填加冷媒，进而保持液冷服务器的冷媒液面能够浸没服务器主板2及硬盘3的所有发热元件。

所述液冷服务器还包括压力传感器7、气相冷媒传输管道8、电子阀门9、制冷器12，压力传感器7设置在壳体1内，压力传感器7的高度高于液位传感器4，气相冷媒传输管道8一端连接壳体1顶部、另一端连接制冷器12的入口，气相冷媒传输管道8上设置有电子阀门9，制冷器12的出口连接冷凝储液罐10，压力传感器7的信号输出端口和电子阀门9、制冷器12的控制端口连接控制器。当气相区压力高于预设值时，压力传感器7输出相应信号，控制器控制泵6开启，气相冷媒由气相冷媒传输管道8经制冷器12液化后进入冷凝储液罐10。当气相区压力低于预设值时，控制器控制泵6关闭，以停止卸放气相冷媒。压力传感器7可以是根据实际需要对气相区冷媒压力进行检测的多种传感器，本发明对此不做出具体限定。通过设置压力传感器7，当壳体1内气相区压力过大时，加大开启电子阀门9、制冷器12，增加气相冷媒的排放量，从而保持壳体1内气相区压力恒定，并将气相冷媒冷却回收。

所述气相冷媒传输管道8、电子阀门9、制冷器12设置至少一组。正常工作时，电子阀门9、制冷器12只开启一组，当服务器发热过多导致冷媒沸腾，壳体1内气相区压力过大时，则开启更多的电子阀门9、制冷器12，以保持壳体1内气相区压力恒定。

所述壳体1的顶部外侧还设置有把手11。通过设置把手11，方便了服务器的携带与搬运。

所述液冷服务器还包括泄压阀，泄压阀设置在壳体1顶部，泄压阀的控制端口连接控制器。通过设置泄压阀，当所有电子阀门9、制冷器12启动也不足以减少壳体1内气相区压力时，开启泄压阀，排放气相冷媒。

所述冷媒为电绝缘冷媒。通过采用电绝缘冷媒可省略或简化现有技术中的密封结构，进而在避免造成电路板短路的同时，简化了服务器的结构。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种液冷服务器，包括壳体(1)，壳体(1)密封，壳体(1)内设置有冷媒，服务器主板(2)、硬盘(3)浸泡在冷媒中，其特征是：所述液冷服务器还包括控制器、液位传感器(4)、冷媒传输管路(5)、泵(6)、冷凝储液罐(10)，液位传感器(4)设置在壳体(1)内，液位传感器(4)的高度高于服务器主板(2)、硬盘(3)，冷凝储液罐(10)通过冷媒传输管路(5)连接壳体(1)，冷媒传输管路(5)上设置有泵(6)，液位传感器(4)信号输出端口和泵(6)的控制端口连接控制器。

2.根据权利要求1所述的一种液冷服务器，其特征在于，所述液冷服务器还包括压力传感器(7)、气相冷媒传输管道(8)、电子阀门(9)、制冷器(12)，压力传感器(7)设置在壳体(1)内，压力传感器(7)的高度高于液位传感器(4)，气相冷媒传输管道(8)一端连接壳体(1)顶部、另一端连接制冷器(12)的入口，气相冷媒传输管道(8)上设置有电子阀门(9)，制冷器(12)的出口连接冷凝储液罐(10)，压力传感器(7)的信号输出端口和电子阀门(9)、制冷器(12)的控制端口连接控制器。

3.根据权利要求2所述的一种液冷服务器，其特征在于，所述气相冷媒传输管道(8)、电子阀门(9)、制冷器(12)设置至少一组。

4.根据权利要求1所述的一种液冷服务器，其特征在于，所述壳体(1)的顶部外侧还设置有把手(11)。

5.根据权利要求3所述的一种液冷服务器，其特征在于，所述液冷服务器还包括泄压阀，泄压阀设置在壳体(1)顶部，泄压阀的控制端口连接控制器。

6.根据权利要求1所述的一种液冷服务器，其特征在于，所述冷媒为电绝缘冷媒。