CN110413081A - 一种散热装置及用于服务器的液冷方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种散热装置，包括：与液冷箱体连接的冷却系统；浸没在液冷介质中的温度采集装置，用于采集液冷介质的当前温度；设置在浸没于液冷介质的服务器系统上的阻抗侦测器，用于采集液冷介质的阻抗值；与阻抗侦测器、温度采集装置连接的控制器，用于根据阻抗值确定液冷介质的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送。本申请通过利用控制器根据阻抗值确定液冷介质的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送，能够科学分配液冷循环，优化液冷过程，提高液冷效率，降低能耗。本申请同时还提供了一种用于服务器的液冷方法，具有上述有益效果。

Description

一种散热装置及用于服务器的液冷方法

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种散热装置及用于服务器的液冷方法。

背景技术

现今的服务器系统中，散热问题越来越重要，故已经发展出把整台服务器浸在液体里循环冷却，利用绝缘冷却液代替风冷。电子零件所产生的热直接快速的传导给流体，不再需要其他主动式冷却零件像是界面材料、散热器和风扇。同时，这种特殊液体完全绝缘且无腐蚀性，即使浸没元器件20年以上，成分不会发生任何变化，也不会对电子元器件产生任何影响。浸没式相变换热液冷系统利用液态冷媒大幅减少了冷媒的体积流量、降低传热温差，从而获得更高的设备功率密度、更高的能效比和更低的芯片表面温度，极大提升了计算密度和性能。相关的技术直接对整个液冷介质进行循环，不加以区分，因此造成液冷效率低，高耗能的现象。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种散热装置、用于服务器的液冷方法，能够科学分配液冷循环，优化液冷过程，提高液冷效率，降低能耗。其具体方案如下：

本申请提供一种散热装置，包括：

与液冷箱体连接的冷却系统；

浸没在所述液冷介质中的温度采集装置，用于采集所述液冷介质的当前温度；

设置在浸没于所述液冷介质的服务器系统上的阻抗侦测器，用于采集所述液冷介质的阻抗值；

与所述阻抗侦测器、所述温度采集装置连接的控制器，用于根据所述阻抗值确定所述液冷介质的所述当前容量，根据所述当前温度与所述当前容量控制液冷介质的输送。

可选的，所述冷却系统包括输送管道、循环泵、换热器、电子流量计，其中，所述换热器用于对所述液冷箱体内的所述液冷介质进行热交换。

可选的，所述冷却系统还包括冷却组件，用于将气态的所述液冷介质进行冷却，变为液态的所述液冷介质。

可选的，所述冷却组件是冷却管道。

可选的，所述换热器是间壁式换热器。

可选的，所述液冷介质是矿物油或氟化液。

本申请提供一种用于服务器的液冷方法，包括：

获取阻抗侦测器采集到的阻抗值；

根据所述阻抗值确定液冷介质的当前容量；

获取温度采集装置采集到的所述液冷介质的当前温度；

根据所述当前温度与所述当前容量控制所述液冷介质的输送。

可选的，所述根据所述当前温度与所述当前容量控制所述液冷介质的输送，包括：

将所述当前温度与预设标准控制表进行匹配，获取标准信息；其中，所述标准信息包括标准容量和标准流量；

根据所述标准信息和所述当前容量控制所述液冷介质的输送。

可选的，所述获取阻抗值之前，还包括：

建立液冷控制目标，根据所述控制目标选择液冷模型。

可选的，所述根据所述当前温度与所述当前容量控制所述液冷介质的输送，包括：

根据所述当前温度和所述当前容量利用所述液冷模型控制所述液冷介质的输送。

本申请提供一种散热装置，包括：与液冷箱体连接的冷却系统；浸没在液冷介质中的温度采集装置，用于采集液冷介质的当前温度；设置在浸没于所述液冷介质的服务器系统上的阻抗侦测器，用于采集所述液冷介质的阻抗值；与阻抗侦测器、温度采集装置连接的控制器，用于根据阻抗值确定液冷介质的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送。

可见，本申请通过在服务器系统上设置阻抗侦测器采集阻抗值，通过温度采集装置采集当前温度，然后利用控制器根据阻抗值确定液冷介质的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送，能够科学分配液冷循环，优化液冷过程，提高液冷效率，降低能耗。本申请同时还提供了一种用于服务器的液冷方法，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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为本申请实施例提供的一种散热装置结构示意图；

图2为本申请实施例提供的微带线特性示意图；

图3为本申请实施例提供的液冷介质与阻抗侦测器间的包覆关系图；

图4为本申请实施例提供的一种用于服务器的液冷方法。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

相关的技术直接对整个液冷介质进行循环，不加以区分，因此造成液冷效率低，高耗能的现象。为解决上述技术问题，本申请提供一种散热装置，通过在服务器系统上设置阻抗侦测器采集阻抗值，通过温度采集装置采集当前温度，然后利用控制器根据阻抗值确定液冷介质的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送，能够科学分配液冷循环，优化液冷过程，提高液冷效率，降低能耗，具体请参考图1，图1为本申请实施例提供的一种散热装置结构示意图，包括：

与液冷箱体100连接的冷却系统200；浸没在液冷介质300中的温度采集装置500，用于采集液冷介质300的当前温度；设置在浸没于所述液冷介质300的服务器系统400上的阻抗侦测器600，用于采集所述液冷介质300的阻抗值；与阻抗侦测器600、温度采集装置500连接的控制器700，用于根据阻抗值确定液冷介质300的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质300在液冷箱体100的容量。

具体的，本实施例不对液冷箱体100的结构、材料、形状等进行限定，用户可自定义进行设置，只要是能够实现本实施例的目的即可。液冷箱体100连接的冷却系统200，主要是用于对液冷箱体100内的液冷介质300进行热交换。本实施例不对液冷箱体100与冷却系统200的连接的位置和连接的方式进行限定，可以是在液冷箱体100的侧壁的下部利用管道与冷却系统200进行连接，实现液冷介质300的循环。本实施例不对冷却系统200进行限定，只要是能够实现本实施例的目的即可，冷却系统200可以设置在液冷箱体100的外部，当然冷却系统200中的部分组件可以设置在液冷箱体100的内部，用户可根据实际需求进行设置。

服务器系统400是液冷服务器系统，服务器系统400具有板端具有微带线，会存在电场的形式由讯号线耦合到平面，产生的随时间变化的磁场以封闭的形式围绕在微带线的周围，当导入液冷介质300后会改变系统的相对介电常数εr，进而改变阻抗，值得注意的是，微带线可以在液冷介质300的上面也可以浸没在液冷介质300中，最终通过阻抗侦测器600获取得到阻抗，进而能够得到液冷介质300的高度以及容量，微带线特性的原理如图2所示，图2为本申请实施例提供的微带线特性示意图。微带线阻抗的计算式为：

其中，ε_r为相对介电常数、H为介质厚度、w为线宽、t则为金属线厚度、Z₀为阻抗。

设置在服务器系统400上的阻抗侦测器600，用于采集液冷介质300的阻抗值；本实施例不对阻抗侦测器600进行限定，用户可根据实际需求进行选购。阻抗侦测器600设置在服务器系统400上，具体的位置用户可根据实际需求进行设置，设置在系统的正面，需要判断当前液冷介质300的含量，由液冷介质300的包覆阻抗侦测器600的容量，可以进而得到阻抗值，如图3所示，图3为本申请实施例提供的液冷介质300与阻抗侦测器600间的报包覆关系图，其中，左图中是液冷介质300包覆了部分阻抗侦测器600示意图，右图是液冷介质300全部包覆了阻抗侦测器600示意图。本实施例提供的散热装置通过一种透过液冷介质中阻抗变化控制散热的浸没式冷却技术，改善服务器系统400的散热方案，提供有效率的液冷介质300的容量控制与循环模式，有效率的掌控服务器系统400目前所需的液冷介质300，且只需直接将IT硬件即阻抗侦测器600浸没到不导电的液冷介质300中，可有效提高包装密度，并提高设计需求的竞争力。

与阻抗侦测器600、温度采集装置500连接的控制器700，用于根据阻抗值确定液冷介质300的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质300的输送，其中，控制方式可以是控制液冷介质300在液冷箱体100的容量可以是液冷介质300的循环速率，也可以是同时控制液冷介质300的流量和循环速率，用户可根据实际需求进行设置。控制器700根据当前温度与当前容量控制液冷介质300在液冷箱体100中的容量，可以理解的是，用户根据预设温度进行容量的控制，例如，在系统内设置有与温度对应的液冷介质300的匹配值，预设温度是a，对应的液冷介质300的容量是b，若当前温度是a，且当前容量为b’(b’<b)，则控制b-b’的液冷介质300进入液冷箱体100中；当然，若b’>b，可以控制b’-b的液冷介质300输出液冷箱体100，也可以不对液冷介质300进行控制，用户可根据实际需求进行设定，其中，控制的液冷介质300的进入可以是从冷却系统200中进入，也可以是液冷罐中进入，用户可自行设定具体的控制方式本实施例不再进行限定，在液冷系统中可以包括与控制器700连接的电子流量计，控制器700根据控制电子流量计来控制液冷介质300的容量，当然，也可以通过其他方式，只要是能够实现本实施例的目的即可，用户可自定义设置。用户还可以建立液冷模型，例如快速散热模型、中速散热模型、一般散热模型，其中，每个模型中具有不同温度对应的液冷介质300的容量，以便用户能够根据实际需求实现不同的散热速度。控制器700根据当前温度与当前容量控制液冷介质300的循环速率，可以是，当前的用户根据预设速率进行循环速率的控制，例如，在系统内设置有与温度对应的液冷介质300的匹配值，预设温度是A，对应的液冷介质300的预设速率是B，若当前温度是A，则控制液冷介质300以B进行循环。可见，本实施例提供的散热装置高效率判断目前服务器系统400的液冷介质300的当前容量搭配当前温度去控制液冷介质300的导入与液冷介质300的循环效率，做最佳的液冷散热策略。在人工智能领域，可以说对计算能力的需求是不设上限的，单位空间内集成计算能力的数量，制约着一个计算系统的规模，也约束着模型训练的最大速度问题。单位空间内GPU的迭加让散热成为AI计算平台的瓶颈，从这点来看，浸没式液冷服务器天然自带AI属性，很好的解决了计算密度飙升带来的散热问题。

基于上述技术方案，本实施例通过在服务器系统400上设置阻抗侦测器600采集阻抗值，通过温度采集装置500采集当前温度，然后利用控制器700根据阻抗值确定液冷介质300的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质300的输送，能够科学分配液冷循环，优化液冷过程，提高液冷效率，降低能耗。

进一步的，冷却系统200包括输送管道、循环泵、换热器、电子流量计，其中，换热器用于对液冷箱体100内的液冷介质300进行热交换。

本实施例不对输送管道的材质及结构进行限定，只要是能够实现本实施例的目的即可。输送管道主要是为了输送液冷介质300，主要是为了使液冷介质300在换热器中进行热交换，即以第一温度的液冷介质300输入，输出第二温度的液冷介质300，其中，第一温度高于第二温度，液冷介质300的输出和输入可以利用循环泵提供动力，进行吸出和吸入。当然，冷却系统200中还可以包括液冷罐，当液冷箱体100中的液冷介质300的温度降低，其所需的液冷介质300的体积减少时，可以将减少液冷介质300的循环，将多出的液冷介质300存储在液冷罐中；当根据当前温度获取所需的预设速率，则通过循环泵、电子流量计共同控制循环速率，以达到降温的目的。可见，冷却系统200通过设置为输送管道、循环泵、换热器、电子流量计的结构，结构简单，降低成本。

进一步的，冷却系统200还包括冷却组件，用于将气态的液冷介质300进行冷却，变为液态的液冷介质300。

可以理解的是，液冷箱体100内的液冷介质300不是满容量的，当服务器系统400散热量极大时，会在液冷箱体100的液冷介质300的液面上具有液冷介质300发生相变产生的液冷介质300气体，在液面上的液冷箱体100侧壁设置有冷却组件，可以将气态的液冷介质300进行冷却，变为液态的液冷介质300。进一步的，冷却组件是冷却管道。

进一步的，换热器是间壁式换热器。

进一步的，液冷介质300是矿物油或氟化液。当然，液冷介质300也可以选择其他的液体，只要是不导电且能够满足本申请的目的即可。

下面对本申请实施例提供的一种用于服务器的液方法进行介绍，与上述的散热装置相互照应，具体请参考图4，图4为本申请实施例提供的一种用于服务器的液冷方法，主要应用于上述散热装置，包括：

S401、获取阻抗侦测器采集到的阻抗值；

S402、根据阻抗值确定液冷介质的当前容量；

S403、获取温度采集装置采集到的液冷介质的当前温度；

S404、根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送。

本实施例通过阻抗值确定液冷介质的当前容量，具体的确定方式可以是利用

其中，ε_r为相对介电常数、H为介质厚度、w为线宽、t则为金属线厚度、Z₀为阻抗。具体的ε_r、w、t是已知参数，Z₀是获取的到的数值，因此可以得到H值，即可以通过H值确定液冷介质的当前容量。根据当前温度与当前容量可以控制液冷介质的输送。本实施例不对具体的控制方式进行限定，用户可自定义设置。

基于上述技术方案，本实施例通过根据阻抗值确定液冷介质的当前容量，根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送，能够科学分配液冷循环，优化液冷过程，提高液冷效率，降低能耗。

进一步的，根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送，包括：将当前温度与预设标准控制表进行匹配，获取标准信息；其中，标准信息包括标准容量和标准流量；根据标准信息和当前容量控制液冷介质的输送。

预设标准控制表中设置有多个预设温度和对应的标准容量，若当前温度与预设温度匹配成功，则得到对应的标准容量，然后判断当前容量与标准容量的大小，然后根据余量进行控制，具体可以是若当前容量小于标准容量，则余量是正值，并控制液冷介质输入液冷箱体内，以便液冷箱体内的液冷介质达到标准容量，值得注意的是，在此同时冷却系统同时在进行热交换处理；若当前容量大于标准容量，则余量是负值，此时，可以在液冷介质在冷却系统热交换的同时控制流量已达到减少液冷箱体内液冷介质的容量的目的，也可以是不进行处理，用户可自定义设置。预设标准控制表中设置有多个预设温度和对应的标准速率，若当前温度与预设温度匹配成功，则得到对应的标准速率，然后根据标准速率控制液冷介质的循环速率。当然，也可以是根据标准控制指标中的与温度对应的标准容量和标准速率来共同控制液冷介质的容量和循环速率，具体的本实施例不再进行设置。可见，通过根据与预设标准控制表对液冷介质的输送进行控制，能够科学分配液冷循环，优化液冷过程，提高液冷效率，降低能耗。

进一步的，获取阻抗值之前，还包括：建立液冷控制目标，根据控制目标选择液冷模型；对应的，根据当前温度与当前容量控制液冷介质的输送包括：根据当前温度和当前容量利用液冷模型控制液冷介质的输送。

当然，用户可设置不同的控制目标，以便根据不同的控制目标选择不同的液冷模型，此时根据用户的不同需求进行设置，满足了用户的实际需求，提高了用户体验，本实施例不对液冷模型进行限定，用户可自定义设置。例如，例如快速散热模型、中速散热模型、一般散热模型，其中，每个模型中具有不同温度对应的液冷介质的标准容量或标准速率，以便用户能够根据实际需求实现不同的散热速度。可见，通过不同的需求建立不同的控制目标，以便选择不同的液冷模型，有利于用户根据实际需求进行设置，能够科学分配液冷循环，优化液冷过程，提高液冷效率，降低能耗。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于，包括：

与液冷箱体连接的冷却系统；

浸没在所述液冷介质中的温度采集装置，用于采集所述液冷介质的当前温度；

设置在浸没于所述液冷介质的服务器系统上的阻抗侦测器，用于采集所述液冷介质的阻抗值；

与所述阻抗侦测器、所述温度采集装置连接的控制器，用于根据所述阻抗值确定所述液冷介质的所述当前容量，根据所述当前温度与所述当前容量控制液冷介质的输送。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述冷却系统包括输送管道、循环泵、换热器、电子流量计，其中，所述换热器用于对所述液冷箱体内的所述液冷介质进行热交换。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述冷却系统还包括冷却组件，用于将气态的所述液冷介质进行冷却，变为液态的所述液冷介质。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述冷却组件是冷却管道。

5.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述换热器是间壁式换热器。

6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述液冷介质是矿物油或氟化液。

7.一种用于服务器的液冷方法，其特征在于，包括：

获取阻抗侦测器采集到的阻抗值；

根据所述阻抗值确定液冷介质的当前容量；

获取温度采集装置采集到的所述液冷介质的当前温度；

根据所述当前温度与所述当前容量控制所述液冷介质的输送。

8.根据权利要求7所述的用于服务器的液冷方法，其特征在于，所述根据所述当前温度与所述当前容量控制所述液冷介质的输送，包括：

将所述当前温度与预设标准控制表进行匹配，获取标准信息；其中，所述标准信息包括标准容量和标准流量；

根据所述标准信息和所述当前容量控制所述液冷介质的输送。

9.根据权利要求7所述的用于服务器的液冷方法，其特征在于，所述获取阻抗值之前，还包括：

建立液冷控制目标，根据所述控制目标选择液冷模型。

10.根据权利要求9所述的用于服务器的液冷方法，其特征在于，所述根据所述当前温度与所述当前容量控制所述液冷介质的输送，包括：

根据所述当前温度和所述当前容量利用所述液冷模型控制所述液冷介质的输送。