CN110134212A - 一种服务器及其即时制冷散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种即时制冷散热结构，包括贴附于发热元件的表面上的热电制冷片、与所述热电制冷片信号连接并用于检测所述发热元件的表面温度的温度传感器、与所述温度传感器信号连接并用于在其检测值超过预设阈值时对所述热电制冷片通电以使其对所述发热元件的表面制冷的温度控制器。本发明所提供的即时制冷散热结构，摒弃了传统的使用多个风扇强制对流散热的散热方案，转而使用热电制冷片进行散热，不仅能够快速即时地对发热元件进行散热冷却，而且结构简单、体积小巧轻薄，减小了对服务器的内部空间占用，同时在运行过程中几乎不产生噪音。本发明还公开一种服务器，其有益效果如上所述。

Description

一种服务器及其即时制冷散热结构

技术领域

本发明涉及散热技术领域，特别涉及一种即时制冷散热结构。本发明还涉及一种包括上述即时制冷散热结构的服务器。

背景技术

随着中国电子技术的发展，越来越多的电子设备已得到广泛使用。

服务器是电子设备中的重要组成部分，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。根据服务器提供的服务类型不同，分为文件服务器，数据库服务器，应用程序服务器，WEB服务器等。服务器的主要构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

在大数据时代，大量的IT设备会集中放置在数据中心的机柜中。这些数据中心包含各类型的服务器、存储、交换机及大量的机柜及其它基础设施。每种IT设备都是由各种硬件板卡组成，如计算模块、存储模块、机箱、风扇模块等等。如此多的零部件的发热量可观，为此需要保证服务器具有足够的散热效率。

目前，服务器常常采用的散热方案通常是采用多个小型强力风扇并行布置在机箱的端面上，风扇运转吸取外部空气，并在服务器芯片散热器处增强热对流。但由于服务器的内部空间狭窄，且不同类型、尺寸的发热元件交错分布在主板上，容易导致外部冷空气不易流入内部的复杂风道中，散热通道曲折，无法对发热元件进行即时制冷，部分发热极快的元件容易因来不及散热而被烧毁。并且，多个风扇的架设需要在一定程度上占用服务器的内部空间，在高速运行时还会产生较大噪音。

因此，如何快速即时地对发热元件进行散热冷却，减小对服务器的内部空间占用，同时降低噪音，是本领域技术人员所面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种即时制冷散热结构，能够快速即时地对发热元件进行散热冷却，减小对服务器的内部空间占用，同时降低噪音。本发明的另一目的是提供一种服务器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种即时制冷散热结构，包括贴附于发热元件的表面上的热电制冷片、与所述热电制冷片信号连接并用于检测所述发热元件的表面温度的温度传感器、与所述温度传感器信号连接并用于在其检测值超过预设阈值时对所述热电制冷片通电以使其对所述发热元件的表面制冷的温度控制器。

优选地，还包括贴附于所述热电制冷片的制冷面上、用于提高对所述发热元件表面的吸热效率的硅脂层。

优选地，还包括可拆卸地设置于所述热电制冷片的散热面上、用于提高其散热效率的散热器。

优选地，所述散热器包括与所述热电制冷片的散热面紧贴的吸热板、设置于所述吸热板上的若干块散热鳍片，以及设置于所述吸热板上、用于对各块所述散热鳍片吹风的风扇。

优选地，所述风扇与所述温度控制器信号连接，以在其控制下调整转速。

优选地，所述热电制冷片的制冷面与散热面均为表面光滑的陶瓷板。

优选地，还包括与所述温度控制器信号连接、用于根据所述温度传感器的实时检测值与预设阈值的差值调节所述热电制冷片的回路电流强度的功率调节器。

本发明还提供一种服务器，包括机箱和设置于所述机箱内的即时制冷散热结构，其中，所述即时制冷散热结构具体为上述任一项所述的即时制冷散热结构。

本发明所提供的即时制冷散热结构，主要包括热电制冷片、温度传感器和温度控制器。其中，热电制冷片是一种以温差电现象为基础的制冷部件，当电流由电极进入热电材料，或是由热电材料进入电极时，由于帕帖尔效应(Peltier Effect)的缘故，在异质材料接合的界面位置将会分别产生吸热与放热的现象，即同时产生制冷面和散热面。热电制冷片的制冷面贴附在发热元件的表面上，可在通电时瞬间对其表面进行制冷，使得发热元件的发散热量迅速传递至制冷面上，再由散热面进行发散。温度传感器与热电制冷片信号连接，主要用于检测发热元件的表面温度。温度控制器与温度传感器信号连接，主要用于接收温度控制器检测到的温度数据，并根据该数据与温度的预设阈值进行比较，当温度传感器的检测值超过预设阈值时，控制热电制冷片通电，使其立即对发热元件的表面进行制冷。如此，通过热电制冷片、温度传感器与温度控制器组成了对发热元件的小型温度监控系统，当发热元件的发热量达到预设阈值时，温度控制器对热电制冷片下达控制指令，使得热电制冷片迅速即时制冷，对发热元件进行快速降温。相比于现有技术，本发明所提供的即时制冷散热结构，摒弃了传统的使用多个风扇强制对流散热的散热方案，转而使用热电制冷片进行散热，不仅能够快速即时地对发热元件进行散热冷却，而且结构简单、体积小巧轻薄，减小了对服务器的内部空间占用，同时在运行过程中几乎不产生噪音。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

图2为图1中所示的热电制冷片的制冷原理示意图。

图3为热电制冷片与散热器的安装结构示意图。

其中，图1—图3中：

发热元件—1，热电制冷片—2，温度传感器—3，温度控制器—4，硅脂层—5，散热器—6，吸热板—601，散热鳍片—602，风扇—603，功率调节器—7。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，即时制冷散热结构主要包括热电制冷片2、温度传感器3和温度控制器4。

其中，热电制冷片2是一种以温差电现象为基础的制冷部件，当电流由电极进入热电材料，或是由热电材料进入电极时，由于帕帖尔效应(Peltier Effect)的缘故，在异质材料接合的界面位置将会分别产生吸热与放热的现象，即同时产生制冷面和散热面。如图2所示，图2为图1中所示的热电制冷片的制冷原理示意图。热电制冷片2的制冷面贴附在发热元件1的表面上，可在通电时瞬间对其表面进行制冷，使得发热元件1的发散热量迅速传递至制冷面上，再由散热面进行发散。

温度传感器3与热电制冷片2信号连接，主要用于检测发热元件1的表面温度。温度控制器4与温度传感器3信号连接，主要用于接收温度控制器4检测到的温度数据，并根据该数据与温度的预设阈值进行比较，当温度传感器3的检测值超过预设阈值时，控制热电制冷片2通电，使其立即对发热元件1的表面进行制冷。为方便安装，温度传感器3与温度控制器4可均安装在主板上。

如此，通过热电制冷片2、温度传感器3与温度控制器4组成了对发热元件1的小型温度监控系统，当发热元件1的发热量达到预设阈值时，温度控制器4对热电制冷片2下达控制指令，使得热电制冷片2迅速即时制冷，对发热元件1进行快速降温。相比于现有技术，本实施例所提供的即时制冷散热结构，摒弃了传统的使用多个风扇强制对流散热的散热方案，转而使用热电制冷片2进行散热，不仅能够快速即时地对发热元件1进行散热冷却，而且结构简单、体积小巧轻薄，减小了对服务器的内部空间占用，同时在运行过程中几乎不产生噪音。

为提高热电制冷片2对发热元件1的吸热效率，本实施例在热电制冷片2的制冷面上贴附了一层硅脂层5，如此，在安装好热电制冷片2之后，热电制冷片2的制冷面紧贴在发热元件1的表面上，从而可通过硅脂层5的硅脂材料的高吸热性，可大幅提高制冷面对发热元件1表面的吸热效率。

如图3所示，图3为热电制冷片与散热器的安装结构示意图。

进一步的，为提高热电制冷片2的散热效率，本实施例还在热电制冷片2的散热面上安装了小型的散热器6。当然，为方便散热器6在热电制冷片2上的安装与拆卸，本实施例中，散热器6可拆卸地连接在热电制冷片2的散热面上，比如可通过螺栓等紧固件进行安装。如此，通过散热器6的作用，可大幅提高热电制冷片2的散热面的散热效率。

在关于散热器6的一种优选实施方式中，该散热器6主要包括吸热板601、散热鳍片602和风扇603。其中，吸热板601一般为导热性能良好的金属板，比如铜合金板等，该吸热板601与热电制冷片2的散热面表面紧贴，主要用于吸收其发散的热量，并将其传动至各块散热鳍片602上。各块散热鳍片602可均匀设置在吸热板601的表面上，通过吸收吸热板601传递的热量，并利用自身较大的表面积对其进行散热。同时风扇603设置在各块吸热板601上，主要用于对各块散热鳍片602进行吹风，通过强对流形式加快散热鳍片602的散热效率。一般的，风扇603可设置在各块散热鳍片602的端部，并正对着各块散热鳍片602的间隙吹风。

进一步的，为方便调节散热器6的散热效率，本实施例中，风扇603的电机控制器可与温度控制器4信号连接，从而根据温度控制器4所接收到的来自温度传感器3的检测数据对风扇603的转速进行调节。

在关于热电制冷片2的一种优选实施方式中，该热电制冷片2的制冷面与散热面可均为表面光滑的陶瓷板，其间安装有若干对的热电偶矩阵，再通过硅胶或者环氧树脂密封四周。

另外，为提高即时制冷散热结构对于不同类型、不同功率的发热元件1的适应性，本实施例中增设了功率调节器7。具体的，该功率调节器7与温度控制器4信号连接，主要用于根据温度传感器3的实时检测值与预设阈值的差值调节热电制冷片2的回路电流强度。由于热电制冷片2的制冷特性，当其回路中电流强度越大或电压越大时，其制冷效率越高，反之亦然。如此，通过功率调节器7对热电制冷片2的回路电流强度的控制，可方便、快速地实现其制冷效率调节，从而使热电制冷片2适应不同发热量的发热元件1。当然，功率调节器7对热电制冷片2的功率调节方式并不仅限于上述调节回路电流强度，其余比如在保证回路电阻不变的情况下，调节回路两端的电压也可以实现功率控制和热电制冷片2的制冷效率调节。

本实施例还提供一种服务器，主要包括机箱和设置在机箱内的即时制冷散热结构，其中，该即时制冷散热结构的主要内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种即时制冷散热结构，其特征在于，包括贴附于发热元件(1)的表面上的热电制冷片(2)、与所述热电制冷片(2)信号连接并用于检测所述发热元件(1)的表面温度的温度传感器(3)、与所述温度传感器(3)信号连接并用于在其检测值超过预设阈值时对所述热电制冷片(2)通电以使其对所述发热元件(1)的表面制冷的温度控制器(4)。

2.根据权利要求1所述的即时制冷散热结构，其特征在于，还包括贴附于所述热电制冷片(2)的制冷面上、用于提高对所述发热元件(1)表面的吸热效率的硅脂层(5)。

3.根据权利要求2所述的即时制冷散热结构，其特征在于，还包括可拆卸地设置于所述热电制冷片(2)的散热面上、用于提高其散热效率的散热器(6)。

4.根据权利要求3所述的即时制冷散热结构，其特征在于，所述散热器(6)包括与所述热电制冷片(2)的散热面紧贴的吸热板(601)、设置于所述吸热板(601)上的若干块散热鳍片(602)，以及设置于所述吸热板(601)上、用于对各块所述散热鳍片(602)吹风的风扇(603)。

5.根据权利要求4所述的即时制冷散热结构，其特征在于，所述风扇(603)与所述温度控制器(4)信号连接，以在其控制下调整转速。

6.根据权利要求5所述的即时制冷散热结构，其特征在于，所述热电制冷片(2)的制冷面与散热面均为表面光滑的陶瓷板。

7.根据权利要求1-6任一项所述的即时制冷散热结构，其特征在于，还包括与所述温度控制器(4)信号连接、用于根据所述温度传感器(3)的实时检测值与预设阈值的差值调节所述热电制冷片(2)的回路电流强度的功率调节器(7)。

8.一种服务器，包括机箱和设置于所述机箱内的即时制冷散热结构，其特征在于，所述即时制冷散热结构具体为权利要求1-7任一项所述的即时制冷散热结构。