CN111506169A - 一种固态浸没式液冷服务器及固态浸没式液冷服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固态浸没式液冷服务器及液冷服务系统，固态浸没式液冷服务器包括：主板、电源和多个间隔设置的固态部件，主板上设有CPU和多个间隔设置的可扩展卡槽，电源、固态部件、CPU和可扩展卡槽上分别设有可拆卸的换热片组件，一种固态浸没式液冷服务系统，采用了上述固态浸没式液冷服务器，包括：机柜以及并联设置在机柜中的多个固态浸没式液冷服务器，机柜上分别设有机柜冷却液分配器和机柜冷却液汇集器，服务器冷却液分配器与机柜冷却液分配器连接，服务器冷却液汇集器与机柜冷却液汇集器连接，该固态浸没式液冷服务器及固态浸没式液冷服务系统，解决了现有服务器散热效率低，噪音大以及存在元器件腐蚀风险的问题。

Description

一种固态浸没式液冷服务器及固态浸没式液冷服务系统

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，具体涉及一种固态浸没式液冷服务器及固态浸没式液冷服务系统。

背景技术

随着数据中心行业在全球的蓬勃发展，随着社会经济的快速增长，数据中心的发展建设将处于高速时期，同时数据中心的能耗也在不断增大，其中IT设备的能耗比居于首位。

随着大数据、人工智能的发展，其对服务器的要求也越来越高，服务器集成度和处理能力日渐提高，使得服务器在运行时通常会产生更多的热量，目前服务器的主要采用的散热方式为风冷方式，即在风扇的作用下对服务器内部的发热器件(主板、电源等)进行热交换，将热量带到外部环境。但是随着服务器的更新换代，风冷方式越来越难以应对服务器更大散热量的需求，并且风冷散热本身存在散热的效果不理想、散热不均匀，换热效率低，产生很大的噪声污染等局限性。

通过液冷服务器散热系统与其他散热系统的结合，可有效提高数据中心的散热效果，并降低数据中心的PUE值，该类散热系统逐步得到广泛的应用。目前多采取冷板式液冷服务器系统和风冷系统结合的方式来降低数据中心的PUE，实现节能减排的目的。该系统的冷板式液冷服务器系统由多个服务器组成，通过板路中的冷却液与发热元件间接接触带走发热元件的热量；机箱内部的硬盘，电源等部件，依然靠风扇来散热，风扇散热效率低，且噪音大。

还有一种方式叫做浸没式液冷。这种方式的特点在于将服务器等需要散热的IT设备完全浸没在冷却液中。依靠液体的循环流动带走热量。这也叫做直接接触型液冷。一般来说是将服务器放在特殊设计的容器中。冷却液在将热量带走以后会被气化，再通过其他装置冷却后循环利用。这种方式由于冷却液和设备充分接触，所以散热效率更高，再加上没有风扇，所以比冷板式液冷的噪音更低。但这种方式对机房内部洁净度要求更高，改建成本过高，存在对服务器等IT设备腐蚀的风险，因而带来的防范成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态浸没式液冷服务器及固态浸没式液冷服务系统，以解决现有服务器散热效率低，噪音大以及存在元器件腐蚀风险的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种固态浸没式液冷服务器，其特征在于，包括：主板、电源和多个间隔设置的固态部件，主板上设有CPU和多个间隔设置的可扩展卡槽，电源、固态部件、CPU和可扩展卡槽上分别设有可拆卸的换热片组件；换热片组件包括：上、下间隔设置的第一导热片和第二导热片以及设置在第一导热片和第二导热片之间的多根双通路毛细管；第二导热片分别设置在固态部件、CPU和可扩展卡槽的顶端；双通路毛细管的两端分别设有进液口和出液口，多根双通路毛细管的进液口设置在服务器冷却液分配器上，多根毛细管的出液口设置在服务器冷却液汇集器上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，双通路毛细管包括轴线相互平行且彼此连接的第一毛细管和第二毛细管，第一毛细管与第一导热片连接，第二毛细管与第二导热片连接，第一毛细管和第二毛细管的两端分别设有进液口和出液口。

本方案中采用双通路毛细管，第一毛细管和第二毛细管平行且上下设置，分别与第一导热片以及第二导热片粘结固定，双通路的结构使两个通路互不影响，冷却液流量调节范围广，可满足极端情况下对冷量的需求，具有良好的可扩展性能，结构更灵活，适用范围更广。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第二导热片上设有与第二导热片垂直设置的多个第三导热片，第三导热片设置在多个固态部件以及多个可扩展卡槽的间隔中。

第三导热片垂直设置在第二导热片上，第三导热片可插入固态部件以及可扩展卡槽的间隔中，安装方便，可随时插拔，且在间隔中增设散热片进一步提高对结构的散热作用。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第三导热片与固态部件以及可扩展卡槽的间隔中还设有高导热绝缘材料填充物。

为便于插拔第三导热片，第三导热片的厚度应小于固态部件以及可扩展卡槽的间隔的宽度，因此第三导热片和固态部件以及可扩展卡槽之间留有一定间隙，在该间隙中填充高导热绝缘材料填充物，建立起固态部件以及可扩展卡槽与第三导热片之间的散热路径，与空气相比，高导热绝缘材料填充物传热效率更高，从而散热更强。另一方面，高导热绝缘材料填充物还对第三导热片和换热片组件起到一定的固定作用，避免第三导热片和换热片组件在间隔中移动。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第一导热片为塑料导热片，第二导热片和第三导热片为金属导热片。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，CPU与第二导热片的接触面设有可接触高导热绝缘材料涂层。

与服务器结构相接触的导热片采用金属导热片，使散热均匀，避免灼热点，减少零部件因高温造成局部变形。

第二导热片采用金属导热片，因此在CPU表面设置可接触高导热绝缘材料涂层可避免导热片影响CPU性能，并且可进一步加强CPU散热，提高第二导热片对CPU的散热作用。

一种固态浸没式液冷服务系统，采用了上述固态浸没式液冷服务器，包括：机柜以及并联设置在机柜中的多个固态浸没式液冷服务器，机柜上分别设有机柜冷却液分配器和机柜冷却液汇集器，服务器冷却液分配器与机柜冷却液分配器连接，服务器冷却液汇集器与机柜冷却液汇集器连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，服务器冷却液分配器与机柜冷却液分配器之间的管路上设有调节阀。

通过调节调节阀可以调节换热片组件的供冷量，以实时应对服务器散热量的需求，因此实现了动态调节供冷量。

本发明具有以下有益效果：

1、精准地对电子元器件进行散热，提高了换热效率，降低能量损耗，并达到良好的散热效果，延长了元器件的使用寿命。

2、散热结构布置合理，服务器各个结构均可采用该结构进行散热，无需再另外设置风冷风扇，提高了服务器空间利用率，减少噪音污染。

3、冷却液无需与服务器元器件直接接触，不存在设备腐蚀风险。

4、可在现有服务器上进行换热结构的改建，改建过程简单，改建成本以及改建后人员维护成本低。

附图说明

图1是服务器内部结构的轴测图；

图2是服务器内部结构的俯视图；

图3是本发明的固态浸没式液冷服务器的俯视图；

图4是本发明的固态浸没式液冷服务器的CPU的散热结构的侧视图；

图5是本发明的固态浸没式液冷服务器的可扩展插槽上的散热结构的侧视图；

图6是本发明的固态浸没式液冷服务器的固态部件的散热结构的侧视图；

图7是本发明的固态浸没式液冷服务器的双通路毛细管的布置图；

图8是本发明的固态浸没式液冷服务系统的布置图。

其中：1-固态浸没式液冷服务器；11-主板；111-CPU；112-可扩展卡槽；12-电源；13-固态部件；14-换热片组件；141-第一导热片；142-第二导热片；143-双通路毛细管；143a-第一毛细管；143b-第二毛细管；144-服务器冷却液分配器；145-服务器冷却液汇集器；15-第三导热片；16-高导热绝缘材料填充物；2-机柜；21-机柜冷却液分配器；22-机柜冷却液汇集器；23-调节阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

参照图1和图2，服务器内部结构主要包括：主板11、电源12和多个间隔设置的固态部件13，主板11上设有CPU111和多个间隔设置的可扩展卡槽112，参照图3，一种固态浸没式液冷服务器1在电源12、固态部件13、CPU111和可扩展卡槽112上分别设有可拆卸的换热片组件14。

参照图3-图6，换热片组件14包括：上、下间隔设置的第一导热片141和第二导热片142以及设置在第一导热片141和第二导热片142之间的多根双通路毛细管143，第二导热片142分别设置在固态部件13、CPU111和可扩展卡槽112的顶端，CPU111与第二导热片142的接触面设有可接触高导热绝缘材料涂层。第一导热片141为塑料导热片，第二导热片142为金属导热片。在本实施例中，第一导热片141、第二导热片142以及双通路毛细管143通过粘合剂粘合成为一体。

参照图7，双通路毛细管143包括轴线相互平行且连接的第一毛细管143a和第二毛细管143b，第一毛细管143a与第一导热片141连接，第二毛细管143b与第二导热片142连接，第一毛细管143a和第二毛细管143b的两端分别设有进液口和出液口。多根双通路毛细管143的进液口设置在服务器冷却液分配器144上，多根毛细管的出液口设置在服务器冷却液汇集器145上。

参照图5和图6，第二导热片142上设有与第二导热片142垂直设置的多个第三导热片15，第三导热片15设置在多个固态部件13以及多个可扩展卡槽112的间隔中。第三导热片15与固态部件13以及可扩展卡槽112的间隔中还设有高导热绝缘材料填充物16。第三导热片15为金属导热片。

参照图8，一种固态浸没式液冷服务系统，采用了固态浸没式液冷服务器1，包括：机柜2以及并联设置在机柜2中的多个固态浸没式液冷服务器1，机柜2上分别设有机柜冷却液分配器21和机柜冷却液汇集器22，多个服务器冷却液分配器144分别连接在机柜冷却液分配器21上，多个服务器冷却液汇集器145连接在机柜冷却液汇集器22上。多个服务器冷却液分配器144与机柜冷却液分配器21的管路上分别设有调节阀23。

该固态浸没式液冷服务器1以及固态浸没式液冷服务系统，能够实现双路制冷循环的目的，机柜冷却液分配器21与服务器冷却液分配器144之间的管路上设置有调节阀23，可以调节进入不同的固态浸没式液冷服务器1的冷却液流量，进入固态浸没式液冷服务器1的冷却液通过服务器冷却液分配器144进入换热片组件14中的双通路毛细管143中，服务器冷却液分配器144还可调节固态浸没式液冷服务器1中流过不同元器件的冷却液流量，实现对CPU111、可扩展卡槽112、电源12以及固态部件13的散热作用，进入双通路毛细管143中的冷却液对服务器的元器件进行冷却后流入服务器冷却液汇集器145中，最终多个服务器冷却液汇集器145中的冷却液汇集到机柜冷却液汇集器22中，最终与机房整个制冷系统结合实现整个机房散热和节能的目的。

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 (8)

1.一种固态浸没式液冷服务器，其特征在于，包括：主板(11)、电源(12)和多个间隔设置的固态部件(13)；

所述主板(11)上设有CPU(111)和多个间隔设置的可扩展卡槽(112)，所述电源(12)、所述固态部件(13)、所述CPU(111)和所述可扩展卡槽(112)上分别设有可拆卸的换热片组件(14)；

所述换热片组件(14)包括：上、下间隔设置的第一导热片(141)和第二导热片(142)以及设置在所述第一导热片(141)和所述第二导热片(142)之间的多根双通路毛细管(143)；所述第二导热片(142)分别设置在所述固态部件(13)、所述CPU(111)和所述可扩展卡槽(112)的顶端；所述双通路毛细管(143)的两端分别设有进液口和出液口，多根所述双通路毛细管(143)的进液口设置在服务器冷却液分配器(144)上，多根所述毛细管的出液口设置在服务器冷却液汇集器(145)上。

2.根据权利要求1所述的固态浸没式液冷服务器，其特征在于，所述双通路毛细管(143)包括轴线相互平行且彼此连接的第一毛细管(143a)和第二毛细管(143b)，所述第一毛细管(143a)与所述第一导热片(141)连接，所述第二毛细管(143b)与所述第二导热片(142)连接，所述第一毛细管(143a)和所述第二毛细管(143b)的两端分别设有所述进液口和所述出液口。

3.根据权利要求2所述的固态浸没式液冷服务器，其特征在于，所述第二导热片(142)上设有与所述第二导热片(142)垂直设置的多个第三导热片(15)，所述第三导热片(15)设置在多个所述固态部件(13)以及多个所述可扩展卡槽(112)的间隔中。

4.根据权利要求3所述的固态浸没式液冷服务器，其特征在于，所述第三导热片(15)与所述固态部件(13)以及所述可扩展卡槽(112)的间隔中还设有高导热绝缘材料填充物(16)。

5.根据权利要求4所述的固态浸没式液冷服务器，其特征在于，所述第一导热片(141)为塑料导热片，所述第二导热片(142)和所述第三导热片(15)为金属导热片。

6.根据权利要求1-5任一项所述的固态浸没式液冷服务器，其特征在于，所述CPU(111)与所述第二导热片(142)的接触面设有可接触高导热绝缘材料涂层。

7.一种固态浸没式液冷服务系统，采用了权利要求6所述的固态浸没式液冷服务器，其特征在于，包括：机柜(2)以及并联设置在所述机柜(2)中的多个所述固态浸没式液冷服务器(1)，所述机柜(2)上分别设有机柜冷却液分配器(21)和机柜冷却液汇集器(22)，所述服务器冷却液分配器(144)与所述机柜冷却液分配器(21)连接，所述服务器冷却液汇集器(145)与所述机柜冷却液汇集器(22)连接。

8.根据权利要求7所述的固态浸没式液冷服务系统，其特征在于，所述服务器冷却液分配器(144)与所述机柜冷却液分配器(21)之间的管路上设有调节阀(23)。

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