CN110139542B - 一种漏斗式液冷服务器机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种漏斗式液冷服务器机柜，主要包括柜体、服务器、喷淋装置、支撑板、换热器、冷却液、液泵、溢流管和接水盘。所述支撑板上设有镂空流道，水平固定在柜体上；所述服务器放置在所述支撑板上；所述冷却液放置于柜体的底部；所述换热器放置在所述冷却液中；所述喷淋装置包括喷淋头和喷淋管道；所述喷淋头设置于服务器的上部；所述液泵的输入端通过喷淋管道与冷却液相连，其输出端通过喷淋管道与换热器相连。漏斗式液冷服务器机柜采用直接冷却的方式，冷却液和冷却对象直接接触，服务器电源、硬盘区和主板区由隔板分开，采用不同的冷却方式，提高了散热效率和维护操作的便利性，降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及服务器机柜领域，具体的说，涉及一种液冷服务器机柜。
背景技术
随着物联网、大数据、云计算时代的到来，人们创建的数据量日益增长，大量的数据存储、计算都需要由服务器来完成，数据中心的服务器密度越来越大，需要耗费更大的能源，产生更多的热量。目前，很多数据中心的服务器采用风冷散热，即用空气来冷却。随着服务器密度的增长，风冷已经不能满足高密度服务器的散热需求。因此，采用液冷技术散热，成为实现服务器高效散热，降低数据中心能耗的一种优异冷却方案。
液冷服务器机柜为服务器提供相适应的环境和安全防护，以便保证服务器安全稳定地运行。其主要原理是：将液体作为冷却介质，通入机柜内部，把CPU、内存条、硬盘、电源、芯片组等元件在运行时所产生的热量带走，实现服务器散热。
目前，液冷服务器机柜采用间接冷却，与冷却对象不直接接触，增加了传热过程热阻，传热效果差。冷却液有其自身通路，对液冷服务器的维护操作带来不便。冷却液泄露会损毁电子元件，带来安全隐患，需要考虑密封问题。
因此，提高液冷服务器机柜的散热效率，保证设备的安全稳定运行，降低维护成本，提高维护操作的便利性，是目前液冷服务器机柜需解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种漏斗式液冷服务器机柜，可以有效地解决目前液冷服务器机柜散热效率差，维护操作不便，安全稳定性差的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种漏斗式液冷服务器机柜，包括柜体、服务器、喷淋装置、支撑板、换热器、冷却液、液泵、溢流管和接水盘；所述支撑板上设有镂空流道，水平固定在柜体上；所述服务器放置在所述支撑板上；所述冷却液放置于柜体的底部；所述换热器设置于柜体外部；所述喷淋装置包括喷淋头和喷淋管道；所述喷淋头设置于服务器的上部；所述液泵的输入端通过喷淋管道与冷却液相连，其输出端通过喷淋管道与换热器相连。
进一步的，支撑板为凹凸型波纹板，凹槽处设置有镂空流道。
进一步的，服务器竖直放置于支撑板上，服务器直接插入凹槽中。
进一步的，服务器电源、硬盘和主板由隔板分隔成两个区域。
进一步的，服务器设置控制冷却液液位高度的溢流管。
进一步的，服务器层数为两层或两层以上，每两层或多层服务器设置一组喷淋装置，喷淋头可拆卸。
进一步的，喷淋头的上方设有接水盘，接水盘的底部设有排液孔，排液孔处连接排液管，排液管的底部设置于冷却液液面以上。
进一步的，换热器设置于柜体外部，可以一个服务器机柜设置一组换热器，也可以多个服务器机柜设置一组换热器。
进一步的，柜体底部设有放液孔，放液孔上部设有放液塞，放液孔下部连接放液管。
进一步的，冷却液为不挥发、无毒无害、无腐蚀性、不导电的液体。
本发明具有如下有益效果：漏斗式液冷服务器机柜采用直接冷却的方式，冷却液和冷却对象直接接触，服务器电源、硬盘区和主板区由隔板分开，采用不同的冷却方式，提高了散热效率和维护操作的便利性，降低了能耗。
附图说明
图1为漏斗式液冷服务器机柜的第一实施例结构示意图。
图2为漏斗式液冷服务器机柜的第二实施例结构示意图。
图3为漏斗式液冷服务器机柜的支撑板结构示意图。
图4为漏斗式液冷服务器机柜的服务器结构示意图。
图中：柜体（1）、服务器（2）、喷淋头（3）、喷淋管道（4）、支撑板（5）、换热器（6）、冷却液（7）、液泵（8）、排液管（9）、溢流管（10）、接水盘（11）、放液管（12）、放液塞（13）、凹槽（14）、镂空流道（15）、隔板（16）、盖板（17）、导流槽（18）、外壳（19）。
具体实施方式
如图1和图2所示为本发明的漏斗式液冷服务器机柜的实施例结构示意图，包括柜体1、服务器2、喷淋装置、支撑板5、换热器6、冷却液7、液泵8、溢流管10和接水盘11。所述支撑板5上设有镂空流道15，水平固定在柜体1上；所述服务器2放置在所述支撑板5上；所述冷却液7放置于柜体1的底部；所述换热器6设置于柜体1外部；所述喷淋装置包括喷淋头3和喷淋管道4；所述喷淋头3设置于服务器2的上部；所述液泵8的输入端通过喷淋管道4与冷却液7相连，其输出端通过喷淋管道4与换热器6相连。
所述支撑板5水平固定在柜体1上。如图3所示，支撑板5为凹凸型波纹板，便于冷却液7汇入凹槽14，凹槽14可以放置服务器2，凹槽14还设置有镂空流道15，便于冷却液7流出。镂空流道15不局限于图3所示镂空方式，可以采取多种镂空方式。
所述服务器2竖直放置在支撑板5的凹槽14处，靠近喷淋头3的服务器2下端放置在凹槽14处，上下相邻的支撑板5之间的服务器2上下两端都可以放置在凹槽14处。
所述服务器2包括服务器外壳19、主板、电源、硬盘、面板和溢流管10；服务器主板安装在面板上；面板上设有I/O端口、电源端口和硬盘连接端口，电源通过电源连接端口与主板电相连，硬盘通过硬盘连接端口与主板电相连。如图4所示，电源和硬盘设置在面板的一侧，主板设置在面板的另一侧，电源、硬盘和主板之间由隔板16分隔成降膜冷却区和浸没冷却区两个区域。服务器2由外壳19进行封闭，电源和硬盘上侧安装盖板17，下侧为开放式；主板上侧为开放式，下侧安装盖板17；盖板17上设有导流槽18。在降膜冷却区，冷却液7在重力的作用下，通过导流槽18流入服务器2，与电源和硬盘换热后，从下侧直接流出服务器2，冷却液7在该降膜冷却区为流速上慢下快的漏斗式流动。冷却液7在流经电源和硬盘时，在电源和硬盘的表面形成液膜，对电源和硬盘进行降膜式冷却。在浸没冷却区，冷却液7在重力的作用下，从上侧直接流入服务器2，与主板换热后，通过导流槽18流出服务器2，冷却液7在该浸没冷却区为流速上快下慢的漏斗式流动，主板浸没或者部分浸没在冷却液7中。服务器2的主板处设置控制液位高度的溢流管10，当液位高度达到或者高于溢流管10顶端高度时，冷却液7通过溢流管10直接流入接水盘11中，或者直接流入柜体1底部的冷却液7中，使服务器2的冷却液7的液位控制在设置高度。
所述服务器2层数为两层或两层以上，每两层或多层服务器2设置一组喷淋装置。所述喷淋装置包括喷淋头3和喷淋管道4，喷淋头3设置于服务器2的上部，喷淋头3可拆卸，便于喷淋头3更换维修时，服务器2可正常工作。所述液泵8的输入端通过喷淋管道4与冷却液7相连，其输出端通过喷淋管道4与换热器6相连。
所述换热器6设置于柜体1外部。如图1所示，一个服务器机柜设置一组换热器6，柜体1内与服务器2经过换热升温后的冷却液7，在液泵8的抽力作用下，与换热器6内的低温介质进行换热降温后，通过喷淋管道4输送至喷淋头3，并通过喷淋头3喷淋在服务器2上。如图2所示，多个服务器机柜设置一组换热器6，各个服务器机柜柜体1内与服务器2经过换热升温后的冷却液7，通过喷淋管道4汇集后，在液泵8的抽力作用下，与换热器6内的低温介质进行换热降温，再通过喷淋管道4输送至各个服务器机柜，进一步输送至喷淋头3，并通过喷淋头3喷淋在服务器2上。经过换热降温后的冷却液7，分别对电源和硬盘进行降膜冷却，对主板进行浸没冷却后，流出服务器2，并通过支撑板5的镂空流道15流出，继续为下一层服务器2进行换热降温。喷淋头3的上方设有接水盘11，接水盘11的底部设有排液孔，排液孔处连接排液管9，排液管9的底部设置于冷却液7的液面以上，冷却液7对每两层或多层服务器2进行换热降温后，流入接水盘11，之后通过排液孔和排液管9流入柜体1底部的冷却液7中。
所述冷却液7为不挥发、无毒无害、无腐蚀性、不导电的液体，例如硅油。
柜体1底部设有放液孔，放液孔上部设有放液塞13，放液孔下部连接放液管12。当柜体1内的冷却液7需要更换，或者遇到紧急情况，需要放出冷却液7时，可以打开放液塞13，使冷却液7通过放液孔和放液管12排入外部容器中。
柜体1前侧设有可开闭的机柜门，机柜门关闭时可以对服务器2进行防护，并降低噪音，机柜门打开时可以方便服务器2的安装、更换和维护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (6)
1.一种漏斗式液冷服务器机柜，其特征在于，包括柜体、服务器、喷淋装置、支撑板、冷却液、换热器、液泵、溢流管和接水盘；所述支撑板上为凹凸型波纹板，凹槽处设置有镂空流道，水平固定在柜体上；所述服务器的电源、硬盘和主板由隔板分隔成降膜冷却区和浸没冷却区两个区域，服务器由外壳进行封闭，电源和硬盘上侧安装盖板，下侧为开放式；主板上侧为开放式，下侧安装盖板；盖板上设有导流槽；在降膜冷却区，冷却液在重力的作用下，通过导流槽流入服务器，与电源和硬盘换热后，从下侧直接流出服务器，冷却液在该降膜冷却区为流速上慢下快的漏斗式流动；冷却液在流经电源和硬盘时，在电源和硬盘的表面形成液膜，对电源和硬盘进行降膜式冷却；在浸没冷却区，冷却液在重力作用下，从上侧直接流入服务器，与主板换热后，通过导流槽流出服务器，冷却液在该浸没冷却区为流速上快下慢的漏斗式流动，主板浸没或者部分浸没在冷却液中；服务器主板对应区域设置有控制冷却液液位高度的溢流管，服务器竖直放置于支撑板上，服务器直接插入凹槽中；所述冷却液放置于柜体的底部；所述换热器设置于柜体外部；所述喷淋装置包括喷淋头和喷淋管道；所述喷淋头设置于服务器的上部；所述液泵的输入端通过喷淋管道与冷却液相连，其输出端通过喷淋管道与换热器相连。
2.根据权利要求1所述的一种漏斗式液冷服务器机柜，其特征在于，所述服务器层数为两层或两层以上，每两层或多层服务器设置一组喷淋装置，喷淋头可拆卸。
3.根据权利要求1所述的一种漏斗式液冷服务器机柜，其特征在于，所述喷淋头的上方设有接水盘，接水盘的底部设有排液孔，排液孔处连接排液管，排液管的底部设置于冷却液液面以上。
4.根据权利要求1所述的一种漏斗式液冷服务器机柜，其特征在于，所述换热器设置于柜体外部，一个服务器机柜设置一组换热器，或多个服务器机柜设置一组换热器。
5.根据权利要求1所述的一种漏斗式液冷服务器机柜，其特征在于，所述柜体底部设有放液孔，放液孔上部设有放液塞，放液孔下部连接放液管。
6.根据权利要求1所述的一种漏斗式液冷服务器机柜，其特征在于，所述冷却液为不挥发、无毒无害、无腐蚀性、不导电的液体。
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