CN110399025A - 循环液冷散热服务器节点机箱 - Google Patents

Abstract

针对现有整机风路的机箱不能完全密封、易使灰尘进入问题，本发明提供一种循环液冷散热服务器节点机箱，属于处理散热技术领域。本发明的散热器固定在外壳上，外壳与散热器形成密封空间，CPU换热器、GPU换热器、液泵和液箱设置在该空间内；液箱内装有冷却液，散热器具有的若干个散热鳍片，散热鳍片为中空结构，冷却液在若干个散热鳍片内以蛇形流动，将热量传导至鳍片中，冷却液依次从液箱、CPU换热器、散热器、GPU换热器再流入液箱形成循环液；CPU换热器，与服务器的CPU主电路板紧密接触，将CPU产生的热量传导至冷却液；GPU换热器，与服务器的GPU从电路板紧密接触，将GPU从电路板产生的热量传导至冷却液。

Description

循环液冷散热服务器节点机箱

技术领域

本发明涉及一种服务器节点的机箱，特别涉及一种循环液冷散热服务器节点机箱，属于处理散热技术领域。

背景技术

目前常见的计算机服务器主动散热方式工作，巨大的工作噪音、对灰尘苛刻的需求导致传统计算机服务器设备无法应用于信息机房外的工作环境，虽然分布式的计算方式有着诸多优点但受限于机房工作环境，成本仍然居高不下没有得到广泛的应用。对于工作环境的温度、湿度、灰尘、机械振动有较高要求，由于整机风路的设计机箱不能完全密封使灰尘进入、空气有大量的交换，使外面工作环境中的灰尘进入到外壳内部，增加了设备由于灰尘导致的设备短路故障的可能。

另外现有计算机服务器软硬件工作状态的监控是在计算机操作系统内运行监测软件实现的，但不能处理如操作系统宕机、系统硬件级故障。在出现操作系统宕机时监测软件也会随着操作系统一同宕机，无法做到及时对系统进行复位。

发明内容

针对现有整机风路的机箱不能完全密封、易使灰尘进入问题，本发明提供一种密封的循环液冷散热服务器节点机箱。

本发明的一种循环液冷散热服务器节点机箱，所述机箱包括外壳、CPU换热器、GPU换热器、散热器、液泵和液箱；

散热器固定在外壳上，外壳与散热器形成密封空间，所述CPU换热器、GPU换热器、液泵和液箱设置在所述密封空间内；

液箱内装有冷却液，液泵将液箱内的冷却液从液箱入口通过管路泵入至CPU换热器，CPU换热器的冷却液出口通过管路与散热器的冷却液入口连通，散热器具有的若干个散热鳍片，散热鳍片为中空结构，冷却液在若干个散热鳍片内以蛇形流动，将热量传导至鳍片中，散热器的冷却液出口通过管路与GPU换热器的冷却液入口连通，GPU换热器的冷却液出口通过管路与液箱的入口连通；

冷却液依次从液箱、CPU换热器、散热器、GPU换热器再流入液箱形成循环液；

CPU换热器，与服务器的CPU主电路板紧密接触，将CPU产生的热量传导至冷却液；

GPU换热器，与服务器的GPU从电路板紧密接触，将GPU从电路板产生的热量传导至冷却液。

作为优选，所述散热器的若干个散热鳍片分布在机箱外壳的三个外表面上。

作为优选，所述机箱还包括监测模块；

所述监测模块，用于同时接收服务器的操作系统运行监测软件的监测信号及CPU主电路板的信号灯状态信号，并根据操作系统运行监测软件的监测信号或CPU主电路板的信号灯状态信号判断服务器是否出现宕机，当CPU主电路板的信号灯状态信号显示未工作或未接收到操作系统运行监测软件的监测信号，则确定服务器宕机，当判断出现宕机的情况，向服务器发送重新启动控制信号。

作为优选，所述监测模块，还用于接收服务器的网络状态指示灯的状态信号；所述操作系统运行监测软件的监测信号中包括网络状态监测信号；

所述监测模块，还用于根据服务器的网络状态指示灯的状态信号或所述网络状态监测信号判断服务器是否出现网络离线，当网络状态监测信号显示无网络或网络状态指示灯的状态信号显示无网络，则确定服务器网络离线，并上传服务器网络离线的报警信息。

作为优选，所述机箱还包括传感器模块，传感器模块包括电压采样电路、电流采样电路、液位传感器、温湿度传感器、加速度传感器、光敏传感器和倾斜传感器；

电压采样电路，用于采集服务器各硬件的工作电压；

电流采样电路，用于采集服务器各硬件的工作电流；

温湿度传感器，用于采集机箱内的温度信号和湿度信号；

加速度传感器，用于采集机箱的加速度信号；

光敏传感器，用于采集机箱所处环境内的光信号；

倾斜传感器，用于采集机箱的倾斜角度；

液位传感器，用于采集液箱内冷却液的液位。

作为优选，所述监测模块包括主处理器和窄带通信模块；

所述主处理器，用于根据采集的服务器各硬件的工作电流和工作电压判断硬件是否出现故障，若出现硬件故障，通过窄带通信模块上传硬件故障报警信息；

还用于当温度信号、湿度信号、加速度信号、光信号和/或倾斜角度超出设定阈值，通过窄带通信模块上传相应报警信息。

作为优选，所述主处理器，还用于当采集的温度信号超出设定温度阈值，根据采集的温度确定服务器的工作温度和剩余散热容量，并根据所述工作温度和剩余散热容量，调整服务器的工作量。

作为优选，所述监测模块还包括数据存储模块，与主处理器连接，用于存储上传的报警信息及各传感器。

作为优选，所述机箱还包括GPS模块，与主处理器连接，用于发射位置信号，实现定位。

作为优选，所述机箱还包括IO扩展板，用于连接机箱内部电路板和外部接线。

本发明的有益效果，本实施方式的机箱既能散热，又处于密封状态防尘，同时可以放置于比以往更加恶劣的工作环境中，对于工作环境的温度、湿度、灰尘、机械振动有着更高的宽容度具有一定的防尘防水能力。进一步提高设备系统的稳定性在最大程度上保证了设备的稳定运行。本实施方式的循环液冷散热服务器节点机箱软硬件工作监测，对系统的工作状态进行实时监测，在系统宕机时及时对系统进行重置。

附图说明

图1为本发明机箱的内部结构原理示意图；

图2为本发明监测模块和传感器模块的原理示意图。

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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本实施方式的一种循环液冷散热服务器节点机箱，如图1所示，机箱包括外壳、CPU主电路板、GPU从电路板、硬盘笼模块和电源，电源为服务器提供工作电源，将AC220V市电转换为本机所需的稳定的12v、5v、5vsb、3.3v、-12v等各类直流电，硬盘笼模块是服务器节点的硬盘阵列安装位置，用于存储服务器节点的各类数据，本实施方式的机箱还包括CPU换热器、GPU换热器、散热器、液泵和液箱；

散热器固定在外壳上，外壳与散热器形成密封空间，所述CPU换热器、GPU换热器、液泵和液箱设置在所述密封空间内；

液箱内装有冷却液，液泵将液箱内的冷却液从液箱入口通过管路泵入至CPU换热器，CPU换热器的冷却液出口通过管路与散热器的冷却液入口连通，散热器具有的若干个散热鳍片，散热鳍片为中空结构，冷却液在若干个散热鳍片内以蛇形流动，将热量传导至鳍片中，散热器的冷却液出口通过管路与GPU换热器的冷却液入口连通，GPU换热器的冷却液出口通过管路与液箱的入口连通；

本实施方式冷却液将热量均匀迅速的传递至散热片，散热片具有的鳍片结构具有很大的表面积，可以将热量较快散出。在冷却液流过散热器后冷却液实现了降温散热，冷却液从外壳散热器冷却液出口流出进行循环。

冷却液依次从液箱、CPU换热器、散热器、GPU换热器再流入液箱形成循环液；

本实施方式的液泵及液箱负责驱动内部液体流动和存储液体，液泵驱动冷却液在整个管路内进行流动，液泵抽取液箱内的冷却液泵入CPU换热器，冷却液在CPU换热器被加热，加热后的冷却液由于压力作用流入散热器中进行换热降温，冷却液通过散热器降温后流入GPU换热器，冷却液在GPU换热器被加热，经过换热的冷却液将重新流入液箱中进行再次循环；

CPU主电路板是计算机的CPU处理器所在电路板，是机箱内主要发热器件之一，本实施方式的CPU换热器，与服务器的CPU主电路板紧密接触，将CPU产生的热量传导至冷却液；通过CPU换热器优秀的导热性能使热量不在CPU主电路板内部堆积，可以使内部的热量迅速传导至管路内液体进行散热。

GPU从电路板是计算机的GPU处理器所在电路板，是机箱内主要发热器件之一，本实施方式的GPU换热器，与服务器的GPU从电路板紧密接触，将GPU从电路板产生的热量传导至冷却液。通过GPU换热器优秀的导热性能使热量不在GPU内部堆积，可以使内部的热量迅速传导至管路内液体进行散热。

优选实施例中，本实施方式散热器的若干个散热鳍片分布在机箱外壳的三个外表面上，增加散热面积，可以将热量较快散出。

传统计算机服务器软硬件工作状态的监控是在计算机操作系统内运行监测软件实现的，但不能处理如操作系统宕机、系统硬件级故障。在出现操作系统宕机时监测软件也会随着操作系统一同宕机，无法做到及时对系统进行复位、开机、关机，在出现硬件故障时传统监测软件更不能判断出错误是由于系统软件出现错误还是硬件故障。为解决无人值守的分布式系统的软硬件监测问题，本实施方式在本实施方式的机箱内装有一个监测模块，本实施方式的监测模块包括监测模块；监测模块与服务器的操作系统运行监测软件连接，还与CPU主电路板的信号灯状态信号输出端连接；

本实施方式的监测模块，用于同时接收服务器的操作系统运行监测软件的监测信号及CPU主电路板的信号灯状态信号，并根据操作系统运行监测软件的监测信号或CPU主电路板的信号灯状态信号判断服务器是否出现宕机，当CPU主电路板的信号灯状态信号显示未工作或未接收到操作系统运行监测软件的监测信号，则确定服务器宕机，当判断出现宕机的情况，向服务器发送重新启动控制信号。

优选实施例中，本实施方式的监测模块还与服务器的网络状态指示灯的状态信号输出端连接，接收服务器的网络状态指示灯的状态信号；

本实施方式的监测模块接收的操作系统运行监测软件的监测信号中包括网络状态监测信号；

本实施方式的监测模块根据服务器的网络状态指示灯的状态信号或所述网络状态监测信号判断服务器是否出现网络离线，当网络状态监测信号显示无网络或网络状态指示灯的状态信号显示无网络，则确定服务器网络离线，并上传服务器网络离线的报警信息。

优选实施例中，本实施方式的机箱还包括传感器模块，传感器模块包括电压采样电路、电流采样电路、液位传感器、温湿度传感器、加速度传感器、光敏传感器和倾斜传感器；

电压采样电路，用于采集服务器各硬件的工作电压；

电流采样电路，用于采集服务器各硬件的工作电流；

本实施方式的电压和电流采样是通过对电源为各硬件提供的工作电压和电流进行监测实现的；

温湿度传感器，用于采集机箱内的温度信号和湿度信号；通过湿度信号判断机箱内是否进水结露；

加速度传感器，用于采集机箱的加速度信号，倾斜传感器，用于采集机箱的倾斜角度，通过倾斜传感器和加速度传感器判断设备是否经受震动外力搬运等情况；

光敏传感器，用于采集机箱所处环境内的光信号；

液位传感器，用于采集液箱内冷却液的液位。

优选实施例中，本实施方式的监测模块包括主处理器和窄带通信模块；

如图2所示，本实施方式的电压采样电路、电流采样电路、液位传感器、温湿度传感器、加速度传感器、光敏传感器和倾斜传感器均通过传感器采集附处理器与主处理器连接；

所述主处理器，用于根据采集的服务器各硬件的工作电流和工作电压判断硬件是否出现故障，若出现硬件故障，通过窄带通信模块上传硬件故障报警信息，当温度信号、湿度信号、加速度信号、光信号和/或倾斜角度超出设定阈值，通过窄带通信模块上传相应报警信息。当出现如温度过高，湿度过高，液位变化过大或者经受过剧烈的震动和倾斜的时候及时报警记录。

优选实施例中，本实施方式的主处理器，还用于当采集的温度信号超出设定温度阈值，根据采集的温度确定服务器的工作温度和剩余散热容量，并根据所述工作温度和剩余散热容量，调整服务器的工作量。

优选实施例中，本实施方式的监测模块还包括数据存储模块，与主处理器连接，用于存储上传的报警信息及各传感器。

优选实施例中，本实施方式的机箱还包括GPS模块，与主处理器连接，用于发射位置信号，实现定位。优选实施例中，本实施方式的机箱还包括IO扩展板，用于连接机箱内部电路板和外部接线。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述机箱包括外壳、CPU换热器、GPU换热器、散热器、液泵和液箱；

散热器固定在外壳上，外壳与散热器形成密封空间，所述CPU换热器、GPU换热器、液泵和液箱设置在所述密封空间内；

液箱内装有冷却液，液泵将液箱内的冷却液从液箱入口通过管路泵入至CPU换热器，CPU换热器的冷却液出口通过管路与散热器的冷却液入口连通，散热器具有的若干个散热鳍片，散热鳍片为中空结构，冷却液在若干个散热鳍片内以蛇形流动，将热量传导至鳍片中，散热器的冷却液出口通过管路与GPU换热器的冷却液入口连通，GPU换热器的冷却液出口通过管路与液箱的入口连通；

冷却液依次从液箱、CPU换热器、散热器、GPU换热器再流入液箱形成循环液；

CPU换热器，与服务器的CPU主电路板紧密接触，将CPU产生的热量传导至冷却液；

GPU换热器，与服务器的GPU从电路板紧密接触，将GPU从电路板产生的热量传导至冷却液。

2.根据权利要求1所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述散热器的若干个散热鳍片分布在机箱外壳的三个外表面上。

3.根据权利要求1所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述机箱还包括监测模块；

所述监测模块，用于同时接收服务器的操作系统运行监测软件的监测信号及CPU主电路板的信号灯状态信号，并根据操作系统运行监测软件的监测信号或CPU主电路板的信号灯状态信号判断服务器是否出现宕机，当CPU主电路板的信号灯状态信号显示未工作或未接收到操作系统运行监测软件的监测信号，则确定服务器宕机，当判断出现宕机的情况，向服务器发送重新启动控制信号。

4.根据权利要求3所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述监测模块，还用于接收服务器的网络状态指示灯的状态信号；所述操作系统运行监测软件的监测信号中包括网络状态监测信号；

所述监测模块，还用于根据服务器的网络状态指示灯的状态信号或所述网络状态监测信号判断服务器是否出现网络离线，当网络状态监测信号显示无网络或网络状态指示灯的状态信号显示无网络，则确定服务器网络离线，并上传服务器网络离线的报警信息。

5.根据权利要求4所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述机箱还包括传感器模块，传感器模块包括电压采样电路、电流采样电路、液位传感器、温湿度传感器、加速度传感器、光敏传感器和倾斜传感器；

电压采样电路，用于采集服务器各硬件的工作电压；

电流采样电路，用于采集服务器各硬件的工作电流；

温湿度传感器，用于采集机箱内的温度信号和湿度信号；

加速度传感器，用于采集机箱的加速度信号；

光敏传感器，用于采集机箱所处环境内的光信号；

倾斜传感器，用于采集机箱的倾斜角度；

液位传感器，用于采集液箱内冷却液的液位。

6.根据权利要求5所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述监测模块包括主处理器和窄带通信模块；

所述主处理器，用于根据采集的服务器各硬件的工作电流和工作电压判断硬件是否出现故障，若出现硬件故障，通过窄带通信模块上传硬件故障报警信息；

还用于当温度信号、湿度信号、加速度信号、光信号和/或倾斜角度超出设定阈值，通过窄带通信模块上传相应报警信息。

7.根据权利要求6所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述主处理器，还用于当采集的温度信号超出设定温度阈值，根据采集的温度确定服务器的工作温度和剩余散热容量，并根据所述工作温度和剩余散热容量，调整服务器的工作量。

8.根据权利要求6所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述监测模块还包括数据存储模块，与主处理器连接，用于存储上传的报警信息及各传感器。

9.根据权利要求5所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述机箱还包括GPS模块，与主处理器连接，用于发射位置信号，实现定位。

10.根据权利要求1所述的循环液冷散热服务器节点机箱，其特征在于，所述机箱还包括IO扩展板，用于连接机箱内部电路板和外部接线。