CN109189189A - 一种用于服务器的散热系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于服务器的散热系统，包括风扇、散热器，所述散热器与服务器的中央处理器CPU配合，用于中央处理器CPU散热，所述风扇位于主板后侧，电源供应模块PSU的前侧，所述风扇设置有至少4颗，散热器出风口与风扇进风口之间设有导风罩，所述导风罩为扩口状，扩口状导风罩的收紧端口与散热器出风口配合，扩口状导风罩的扩展端口与至少4颗风扇的进风口配合，通过导风罩使散热器与多颗风扇之间形成一独立的导风通道。本发明可用于CPU功耗较高的计算型服务器系统，通过将有限的风量聚集到关键位置，满足其对风流的要求，充分利用现有的风量做到CPU温度最低。
Description
技术领域
本发明属于散热技术领域，尤其涉及通过合理分配利用机箱空间、充分利用节点风量的一种用于服务器的散热系统。
背景技术
随着云计算、大数据等新型技术的发展，对数据存储的带宽和容量要求越来越高，中央处理器CPU的运算速度与运算量也越来越大，功耗增大。相应的内存、硬盘等各个元器件的温度也不断升高，加之机箱内的空间有限，使得电子器件的散热成为目前一个相当突出的问题。
为解决各个电子元器件的温度超温难题，有效的手段不应仅是简单的增加风量，而更应该利用机型的特点，在充分利用有限的风量基础上，对服务器的散热系统进行整体优化，以满足各个电子器件的温度规格要求Spe。现在服务器对硬盘、CPU的需求越来越高，随着计算量的增加，对CPU性能的要求越来越高，CPU的功耗也越来越高，对于计算机型而言，超高功耗的CPU对整个机器的设计也是一个瓶颈点。
如中国专利(授权公告号CN102520771B)公开了一种“服务器”，包括：服务器机箱，具有分别相对设置的两对侧壁，两对侧壁包括第一侧壁和第二侧壁以及第三侧壁和第四侧壁；风扇模组，固定于服务器机箱的第一侧壁内侧，并且由多个风扇构成；风罩，具有进风端和出风端，其中进风端具有与风扇模组中至少一个风扇相邻接的第一开口，出风端具有与第二侧壁相邻接的第二开口，风罩具有相对设置的侧壁以及顶面；以及散热片，位于风罩内，且与服务器主板固定连接，用于对主板上的多个芯片散热。采用风扇模组，散热片以及独特的风罩的组合，能够进行及时有效的散热，提高了CPU的运行效率，从而提高了系统稳定性和使用寿命，在整体上提高了系统性能。
再如中国专利(授权公告号CN104460908B)公开了“一种1U服务器的多通道散热设计方法”，属于服务器散热领域，具体步骤为：服务器主板布局、散热开孔区域评估：根据服务器主板布局，评估独立散热通道划分的可行性及合理性，根据服务器的结构布局，评估机箱上盖的散热开孔区域的可行性及合理性；独立散热通道设计：根据主板重点器件散热通道评估结果，利用空气挡板划分各重点散热器件的独立散热通道；散热开孔区域设计：根据机箱上盖的散热开孔区域评估结果，针对散热通道进行散热循环途中设计散热开孔区域，保证环境散热空气直接进入重点散热器件的独立散热通道；本发明可以实现整机的散热流道设计，对重点器件进行高效散热，满足整机的散热要求，以适应不同的复杂恶劣使用环境。
上述及现有的服务器散热系统结构复杂、独立性较差，且由于服务器机箱空间和可设置的风扇数量有限，无法达到现有计算型服务器的中央处理器CPU温度规格要求。
发明内容
本发明提供一种用于服务器的散热系统，用于解决现有技术中的问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种用于服务器的散热系统，包括风扇、散热器，所述散热器与服务器的中央处理器CPU配合，用于中央处理器CPU散热，所述风扇位于主板后侧，电源供应模块PSU的前侧，所述风扇设置有至少4颗，散热器出风口与风扇进风口之间设有导风罩，所述导风罩为扩口状，扩口状导风罩的收紧端口与散热器出风口配合，扩口状导风罩的扩展端口与至少4颗风扇的进风口配合，通过导风罩使散热器与多颗风扇之间形成一独立的导风通道。
如实所述的一种用于服务器的散热系统，所述散热器、导风罩、风扇构成的散热机构至少设置有2套。
如上所述的一种用于服务器的散热系统，所述扩口状导风罩为喇叭形结构。
如上所述的一种用于服务器的散热系统，所述喇叭形结构的导风罩拐角部位为弧形。
如上所述的一种用于服务器的散热系统，所述扩口状导风罩为对称设置的折边结构，折边结构包括第一折边板和第二折边板，第一折边板和第二折边板的连接处为导风罩拐角部位。
如上所述的一种用于服务器的散热系统，所述第一折边板和第二折形成的夹角范围为120°～145°之间。
如上所述的一种用于服务器的散热系统，所述挡风罩的拐角部位粘贴有消音部件，消音部件外侧与拐角形状配合，消音部件的内侧为弧形，消音部件的内侧弧度为1/6π～1/4π之间。
如上所述的一种用于服务器的散热系统，所述消音部件为消音棉材料制成。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明在原有系统架构的基础上提出了一种全新的散热架构方案，在原有方案的基础上通过将后置在机箱尾端的风扇迁移至主板后端，增加了风扇数量，将传统后置的风扇前移，避开了后置的电源供应模块PSU所占用空间。
2、本发明同时增加一款后置的中央处理器CPU导风罩，导风罩将散热器与风扇形成直通的导风通道，将CPU HS与风扇之间形成单独的导风通道，保证系统的大部分风流都会流经CPU的散热器HS，从而降低散热器HS的热阻值，降低了CPU表面温度Tcase，保证了CPU在满负载下也能够正常运行，通过该散热系统充分有效的利用了已有的系统风量，满足了系统内各个器件的风流要求，不以增加风扇风量来满足而是以优化系统架构实现的
3、在导风罩拐角部位设置有消音棉，一方面，可使风流更加顺畅，另一方面，可以避免拐角部位由于存在夹角产生的涡旋，使该导风罩在利于风流散热的同时降低了噪音。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中I局部放大示意图。
附图标记：1-风扇，2-散热器，3-导风罩，31-第一折边板，32-第二折边板，4-导风通道，5-消音部件，6-主板，7-电源供应模块PSU，8-机箱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
以下，对实施例中涉及的技术术语进行说明：
Spec中文含义为规格要求；CPU全称为Central Processing Unit，其中文含义为中央处理器；HS全称为heatsink，其中文含义为散热器，Tcase中文含义为表面温度；PSU中文含义为电源供应模块。
如图1、图2所示，本实施例公开的一种用于服务器的散热系统，包括风扇1、散热器2，散热器2与服务器的中央处理器CPU配合，用于中央处理器CPU散热，风扇1位于主板6后侧，电源供应模块7的前侧，风扇1设置有至少4颗，散热器2出风口与风扇1进风口之间设有导风罩3，导风罩3为扩口状，扩口状导风罩3的收紧端口与散热器2出风口配合，扩口状导风罩3的扩展端口与至少4颗风扇1的进风口配合，通过导风罩3使散热器2与多颗风扇1之间形成一独立的导风通道4。
如图1所示，散热器2、导风罩3、风扇1构成的散热机构至少设置有2套。
如1所示，本实施中扩口状导风罩3为对称设置的折边结构，折边结构包括第一折边板31和第二折边板32，第一折边板31和第二折形成的夹角范围为120°～145°之间。第一折边板31和第二折边板32的连接处为导风罩3拐角部位。另外扩口状导风罩3为喇叭形结构，喇叭形结构的导风罩3拐角部位为弧形。
如图2所示，本实施例在挡风罩的拐角部位粘贴有消音部件5，消音部件5外侧与拐角形状配合，消音部件5的内侧为弧形，消音部件5的内侧弧度a为1/5π，采用消音棉材料制成。在拐角部位粘贴消音棉，不但可以使风流更顺畅，避免夹角处产生涡旋，在有利于风流的同时降低了噪音。
本发明根据服务器的空间架构，现有技术方案中由于机箱8尾端的风扇1与两颗电源供应模块PSU并列的布局设置，限制了风扇1的数量，最多只能放置6颗风扇1。而将该位置的风扇1调整到主板6后部，挪至PSU前部，该空间位置满足8颗风扇1的空间需求。通过增加2颗风扇1使风量明显增加，但不足以解决全部散热问题。
如果仅仅是增加风扇1扩大风量后，根据仿真结果显示，流经HS主体部分的风量是33CFM，CPU的Tcase温度为74.4℃。虽热流经该HS的风量属于正常范围，但是并不能满足300W CPU的散热要求，超出用户要求的72度的spec要求，为进一步降低CPU Tcase值，根据公式：△t＝R*P，可知其中△t为环温与CPU Tcase的差值，R为换热器HS的热阻值，P为CPU的功耗值，要想降低表面温度Tcase，环温不变的基础上需要降低△t。
在CPU功耗值不变，根据公式即可知需要降低R值，换热器HS的热阻值随着流速的增加而降低的变化趋势，降低在CPU HS热阻值方法之一就是要增加该HS的风流量。
分析该布局，60％的风量是从HS两侧的内存流走的，如果将内存做部分封堵，会导致系统的流阻增加，系统的风量会降低，而流经CPUHS的风量增加有限的5％，不足以将CPUTcase降低到spec内，而如果将HS与后置风扇1之间添加一个导风罩3，将风扇1与HS之间形成一个密闭的顺畅的导风通道4，保证风扇1所抽走的大部分风量都是流经HS的从而有效的增加了HS的风量，采用该导风罩3，HS风量增加20％，而且系统风量基本不变，同时风量降低的内存，同样满足其温度要求。
通过该优化的导风罩3设计，CPU Tcase降低到spec范围内。这种通过导风罩3来改变原有流场的方式，简单有效的改变了风流路径，增加了最需要风量的CPU的换热器风量，避免了大部分风流从内存间隙流走所造成的浪费。
本发明可用于CPU功耗较高的计算型服务器系统，通过将有限的风量聚集到关键位置，满足其对风流的要求，充分利用现有的风量做到CPU温度最低。
本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (8)
1.一种用于服务器的散热系统，包括风扇、散热器，所述散热器与服务器的中央处理器CPU配合，用于中央处理器CPU散热，其特征在于，所述风扇位于主板后侧，电源供应模块PSU的前侧，所述风扇设置有至少4颗，散热器出风口与风扇进风口之间设有导风罩，所述导风罩为扩口状，扩口状导风罩的收紧端口与散热器出风口配合，扩口状导风罩的扩展端口与至少4颗风扇的进风口配合，通过导风罩使散热器与多颗风扇之间形成一独立的导风通道。
2.根据权利要求1所述的一种用于服务器的散热系统，其特征在于，所述散热器、导风罩、风扇构成的散热机构至少设置有2套。
3.根据权利要求1所述的一种用于服务器的散热系统，其特征在于，所述扩口状导风罩为喇叭形结构。
4.根据权利要求3所述的一种用于服务器的散热系统，其特征在于，所述喇叭形结构的导风罩拐角部位为弧形。
5.根据权利要求1所述的一种用于服务器的散热系统，其特征在于，所述扩口状导风罩为对称设置的折边结构，折边结构包括第一折边板和第二折边板，第一折边板和第二折边板的连接处为导风罩拐角部位。
6.根据权利要求5所述的一种用于服务器的散热系统，其特征在于，所述第一折边板和第二折形成的夹角范围为120°～145°之间。
7.根据权利要求4-6任一所述的一种用于服务器的散热系统，其特征在于，所述挡风罩的拐角部位粘贴有消音部件，消音部件外侧与拐角形状配合，消音部件的内侧为弧形，消音部件的内侧弧度a为1/6π～1/4π之间。
8.根据权利要求7所述的一种用于服务器的散热系统，其特征在于，所述消音部件为消音棉材料制成。
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