CN111984089B - 一种低噪高效液冷服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低噪高效液冷服务器，包括盛装有冷却水的第一箱体、设置于第一箱体的防水导热箱、设置于防水导热箱内并用于安装服务器组件的组件安装板、分别插设于第一箱体的侧壁两端位置并均与其内部连通的进水管及出水管，以及连通在进水管与出水管之间的换热器及水泵。如此，通过水泵将冷却水通过进水管抽入到第一箱体内，使冷却水在第一箱体内流动时与防水导热箱保持接触，服务器组件产生的热量能够迅速传递至冷却水中，直至冷却水携带热量从出水管中流出至换热器处，在换热器内重新换热冷却，并再次由水泵抽入进水管中，进行下一轮冷却散热作业，提高了对服务器组件的散热效率，同时消除了由散热部件引起的振动冲击影响，降低运行噪声。

Description

一种低噪高效液冷服务器

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种低噪高效液冷服务器。

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。

伴随云计算应用的发展，信息化逐渐覆盖到社会的各个领域。人们的日常工作生活越来越多的通过网络来进行交流，网络数据量也在不断增加，服务器的部署及其性能的维护成为外部网络支持的平台。

在大数据时代，大量的IT设备会集中放置在数据中心。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设备都是有各种硬件板卡组成，如计算模块、存储模块、机箱、风扇模块等等。各种模块在运行时均会产生大量的热量，为保证服务器能够长期稳定运行，并处于高性能模式，需要及时对服务器进行散热。

在现有技术中，通常在服务器机箱内安装大量的风扇对CPU、内存、硬盘等服务器组件进行散热，但风冷散热的效率较低，且服务器内部空间狭窄，冷空气难以顺利带走热量并迅速流动至外界，导致热量逐渐在服务器机箱内蓄积，散热效果不太理想。同时，为增大风扇的散热功率，风扇的尺寸越来越大，导致风扇的机械结构较大，在运行时驱动电机及扇叶等部件的高速旋转不可避免地造成机械振动，并经由风扇架传递至机箱，一方面导致硬盘等组件性能下降，另一方面导致噪声污染。

因此，如何提高对服务器组件的散热效率，同时消除由散热部件引起的振动冲击影响，降低运行噪声，是本领域技术人员面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低噪高效液冷服务器，能够提高对服务器组件的散热效率，同时消除由散热部件引起的振动冲击影响，降低运行噪声。

为解决上述技术问题，本发明提供一种低噪高效液冷服务器，包括盛装有冷却水的第一箱体、设置于所述第一箱体的防水导热箱、设置于所述防水导热箱内并用于安装服务器组件的组件安装板、分别插设于所述第一箱体的侧壁两端位置并均与其内部连通的进水管及出水管，以及连通在所述进水管与所述出水管之间的换热器及水泵。

优选地，所述进水管插设于所述第一箱体的侧壁顶部，且所述出水管插设于所述第一箱体的侧壁底部。

优选地，所述第一箱体的安装面上开设有用于安装所述防水导热箱的开口，且所述防水导热箱的侧壁与所述第一箱体的开口侧壁密封连接。

优选地，所述防水导热箱的一侧表面开设有用于安装所述组件安装板的箱口，所述箱口与所述开口齐平，且所述安装面上可拆卸地设置有用于封闭所述开口及所述箱口的闭合板。

优选地，所述安装面上开设有安装槽，所述闭合板的底面上设置有与所述安装槽配合定位的安装柱。

优选地，所述安装槽的槽壁内设置有可往复伸缩的卡接柱，所述安装柱的侧壁上开设有与伸出时的所述卡接柱的外端形成卡接锁固的卡接槽，且所述卡接柱的内端连接有用于使其在自然状态下伸出至所述安装槽的槽壁外的复位弹簧。

优选地，与所述安装面相邻的侧壁上可按压地插设有解锁按钮，所述解锁按钮的底面连接有与所述卡接柱相连、用于在其按压作用力下驱动所述卡接柱于所述安装槽的槽壁内伸缩的传动杆；所述卡接柱的外端面与所述安装柱的底面均为楔形面。。

优选地，所述第一箱体的内壁上向内延伸设置有若干块导流板，各块所述导流板沿垂向层叠分布，且各块所述导流板均与水平面呈预设倾角；各块所述导流板均呈L型，且分别设置于所述第一箱体的相邻两内壁上。

优选地，还包括连接于所述第一箱体外壁上的第二箱体，所述换热器与所述水泵之间连接有储水箱，且所述进水管、所述出水管、所述换热器、所述水泵与所述储水箱均安装于所述第二箱体内；所述储水箱上连接有补水管，且所述补水管的进水口伸出至所述第二箱体的侧壁外。

优选地，所述第二箱体的内壁上安装有隔音层。

本发明所提供的低噪高效液冷服务器，主要包括第一箱体、防水导热箱、组件安装板、进水管、出水管、换热器和水泵。其中，第一箱体内盛装有冷却水，防水导热箱设置在第一箱体内，组件安装板设置在防水导热箱内，主要用于安装各种服务器组件，并通过防水导热箱的作用对组件安装板及安装的各种服务器组件进行防水密封和热量发散，以将热量通过其箱壁与冷却水直接接触的方式传递至冷却水中，对服务器组件进行散热降温。进水管及出水管分别插设在第一箱体的侧壁两端位置处，并且均与第一箱体的内部连通，分别用于冷却水的进水及出水。换热器及水泵均设置在第一箱体外，并且连通在进水管与出水管之间，其中换热器使得吸收了服务器组件的热量后的冷却水进行换热重新冷却，水泵使冷却水在第一箱体、进水管、出水管、换热器内进行循环流动，从而往复使用。如此，本发明所提供的低噪高效液冷服务器，通过水泵的驱动作用，将冷却水通过进水管抽入到第一箱体内，使冷却水在第一箱体内流动时与防水导热箱保持接触，服务器组件产生的热量能够通过防水导热箱的箱壁迅速传递至冷却水中，直至冷却水携带热量从出水管中流出至换热器处，在换热器内重新换热冷却，并再次由水泵抽入进水管中，进行下一轮冷却散热作业，相比于现有技术，通过水冷散热的方式提高了对服务器组件的散热效率，同时冷却水流动时噪声很小，几乎可以忽略不计，消除了由散热部件引起的振动冲击影响，降低运行噪声。

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C圈的放大结构示意图。

图3为图2的局部结构示意图。

图4为图1中所示A-A截面示意图。

图5为图1中所示B-B截面示意图。

其中，图1—图5中：

楔形面—a；

第一箱体—1，防水导热箱—2，组件安装板—3，进水管—4，出水管—5，换热器—6，水泵—7，闭合板—8，导流板—9，第二箱体—10，储水箱—11，补水管—12，隔音层—13；

安装面—101，安装槽—102，卡接柱—103，复位弹簧—104，解锁按钮—105，传动杆—106，安装柱—801，卡接槽—802。

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，低噪高效液冷服务器主要包括第一箱体1、防水导热箱2、组件安装板3、进水管4、出水管5、换热器6和水泵7。

其中，第一箱体1内盛装有冷却水，防水导热箱2设置在第一箱体1内，组件安装板3设置在防水导热箱2内，主要用于安装各种服务器组件，并通过防水导热箱2的作用对组件安装板3及安装的各种服务器组件进行防水密封和热量发散，以将热量通过其箱壁与冷却水直接接触的方式传递至冷却水中，对服务器组件进行散热降温。

进水管4及出水管5分别插设在第一箱体1的侧壁两端位置处，并且均与第一箱体1的内部连通，分别用于冷却水的进水及出水。

换热器6及水泵7均设置在第一箱体1外，并且连通在进水管4与出水管5之间，其中换热器6使得吸收了服务器组件的热量后的冷却水进行换热重新冷却，水泵7使冷却水在第一箱体1、进水管4、出水管5、换热器6内进行循环流动，从而往复使用。

如此，本实施例所提供的低噪高效液冷服务器，通过水泵7的驱动作用，将冷却水通过进水管4抽入到第一箱体1内，使冷却水在第一箱体1内流动时与防水导热箱2保持接触，服务器组件产生的热量能够通过防水导热箱2的箱壁迅速传递至冷却水中，直至冷却水携带热量从出水管5中流出至换热器6处，在换热器6内重新换热冷却，并再次由水泵7抽入进水管4中，进行下一轮冷却散热作业，相比于现有技术，通过水冷散热的方式提高了对服务器组件的散热效率，同时冷却水流动时噪声很小，几乎可以忽略不计，消除了由散热部件引起的振动冲击影响，降低运行噪声。

在关于第一箱体1的一种优选实施例中，该第一箱体1主要呈矩形结构，并且其内中空，以便安装防水导热箱2和服务器组件。同时，为提高冷却水在第一箱体1内流动时与防水导热箱2的接触时间和接触面积，本实施例中，进水管4具体插设在第一箱体1的侧壁顶部位置，而出水管5具体插设在第一箱体1的侧壁底部位置。如此设置，冷却水从水泵7中抽出后，将从进水管4的管口流出，并第一箱体1的顶部流入其内，经过曲折的流动路径后，再流动到第一箱体1的底部，并从出水管5处排出。由于重力的作用，冷却水在第一箱体1内流动时，能够加快流动速度，提高流动效率和循环散热效率。

为方便在第一箱体1内安装服务器组件，本实施例在第一箱体1的安装面101(图示顶壁面)上开设了开口，以通过该开口形成安装通道，供防水导热箱2从该开口处安装进第一箱体1内。具体的，防水导热箱2一般呈矩形，且开口也呈形状相同的矩形，同时防水导热箱2的侧壁与第一箱体1的开口侧壁形成密封连接，以防止冷却水渗入。

进一步的，为方便服务器组件在防水导热箱2内的拆装，本实施例中，在防水导热箱2的一侧表面开设有箱口，以通过该箱口形成安装通道，供服务器组件从该箱口处安装进防水导热箱2内。具体的，考虑到组件安装板3一般呈矩形板状，因此防水导热箱2的箱口也可呈相同形状的矩形。并且，防水导热箱2的箱口可与安装面101的开口齐平，相当于防水导热箱2固定(如焊接)在第一箱体1的开口内。同时，为实现服务器组件在防水导热箱2内的封闭式安装，本实施例还在安装面101上设置有闭合板8，以将第一箱体1的开口和防水导热箱2的箱口封闭。

如图2所示，图2为图1中所示C圈的放大结构示意图。

为了方便实现闭合板8的拆装操作，进而实现对服务器组件的更换维修操作，具体的，本实施例在安装面101的表面上开设有安装槽102，同时在闭合板8的底面上设置有安装柱801。该安装柱801可与安装槽102形成轴孔安装配合，以方便对闭合板8在安装面101上的安装位置进行精确定位。

同时，在安装槽102的槽壁表面上还开设有槽口，并在槽口内插设安装有卡接柱103，该卡接柱103的内端上连接有复位弹簧104，而复位弹簧104的另一端连接在槽口底面上，使得卡接柱103能够在槽口内沿其长度方向进行弹性伸缩运动。并且，在自然状态下(未压缩)，复位弹簧104使卡接柱103的外端保持在伸出至安装槽102的槽壁外的状态，即处于安装槽102的槽内空间中。相应的，在安装柱801的侧壁上开设有卡接槽802，该卡接槽802主要用于与卡接柱103的外端配合，以形成卡接锁固结构。一般的，卡接柱103在槽口内的弹性伸缩运动方向(如水平横向)与安装柱801在安装槽102内的安装方向垂直(如垂向)。

进一步的，在第一箱体1上与安装面101相邻的侧壁上安装有解锁按钮105，该解锁按钮105可按压地设置在该侧壁上，并且在解锁按钮105的底面还连接有传动杆106，该传动杆106向第一箱体1内部延伸，且末端一直延伸至与卡接柱103相连。解锁按钮105的按压方向与复位弹簧104的弹性伸缩方向一致，当按压解锁按钮105时，即可通过传动杆106将按压力传递至卡接柱103上，带动卡接柱103压缩复位弹簧104，并向槽口内部缩回。反之，当解锁按钮105被放松时，复位弹簧104将在弹性反力作用下将卡接柱103从槽口内顶出至安装槽102内。

如此设置，当需要安装闭合板8时，用户可首先用手指按压解锁按钮105，使得解锁按钮105在按压过程中带动传动杆106同步移动(如图示右移)，同时带动卡接柱103同步移动，并压缩复位弹簧104，使得卡接柱103的外端缩回至槽口内，此时即可将闭合板8底面上的安装柱801插设进安装槽102内；接着，用户可松手撤力，在复位弹簧104的弹性作用力下，解锁按钮105和传动杆106反向移动至复位，同时将卡接柱103的外端顶出槽口，并与安装柱801侧壁上开设的卡接槽802形成卡接配合，完成闭合板8在安装面101上的安装操作；对于闭合板8在安装面101上的拆卸操作，与安装操作类似，此处不再赘述。

如图3所示，图3为图2的局部结构示意图。

进一步的，为使安装柱801能够在插设进安装槽102时自动与卡接柱103形成卡接配合，本实施例还在卡接柱103的外端面上开设有楔形面a，同时在安装柱801的底面上开设有楔形面a。该楔形面a为一定倾角的斜面，可将正向压力转化为正交方向的分力。如此设置，当安装柱801插设进安装槽102时，安装柱801底面的楔形面a将与卡接柱103外端面的楔形面a形成抵接，并将抵接面的正压力转化为水平横向和垂向的分力，利用水平横向的分力即可将卡接柱103压回槽口内，进而使安装柱801能够继续安装直至插设进安装槽102的底部时，卡接柱103再在复位弹簧104的弹性力作用下伸出至与卡接槽802形成卡接。

如图4、图5所示，图4为图1中所示A-A截面示意图，图5为图1中所示B-B截面示意图。

另外，为考虑到冷却水从第一箱体1的顶部流入，并从第一箱体1的底部流出，为尽量提高冷却水在第一箱体1内流动时与防水导热箱2的接触面积和接触时间，本实施例在第一箱体1的内壁上设置了若干块导流板9。具体的，各块导流板9的一侧边均连接在第一箱体1的内壁上，而另一侧边均向内延伸，直至与防水导热箱2的外壁抵接。考虑到防水导热箱2一般呈矩形，因此各块导热板还可均呈L型结构，并且分别分布在第一箱体1的相对两侧内壁上，从而将防水导热箱2的两对相邻侧壁包围(底壁可保持悬空、顶壁不与冷却水接触)，以使冷却水能够兼顾防水导热箱2的各个表面。

进一步的，为方便冷却水在第一箱体1内沿垂向有序流动，本实施例中，各块导流板9均与水平面呈预设倾角(如15°～30°等)，即各块导流板9即倾斜布置，并且相邻两块导流板9的头尾端互相靠拢，整体形成楼梯状结构，使得冷却水在第一箱体1内流动时，形成类似下楼梯的螺旋下降路径。

此外，为提高冷却水的流量和使用寿命，本实施例还在换热器6与水泵7之间连接有储水箱11，具体的，该储水箱11能够存储一定量冷却水。并且在储水箱11上连接有补水管12，当冷却水自然损耗时，可通过补水管12对储水箱11内补充冷却水。

进一步的，本实施例还在第一箱体1的外壁上附加设置了第二箱体10，以通过该第二箱体10对进水管4、出水管5、换热器6、水泵7和储水箱11进行安装和容纳，防止被外界损坏。当然，补水管12的进水口需要伸出至第二箱体10的侧壁外。

不仅如此，考虑到水泵7在运行时，可能会由于电机的旋转产生一定噪音，针对此，本实施例在第二箱体10的内壁上安装有隔音层13，比如隔音棉、海绵等，从而尽量削弱从第二箱体10传出至外界的噪音。

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 (6)

1.一种低噪高效液冷服务器，其特征在于，包括盛装有冷却水的第一箱体(1)、设置于所述第一箱体(1)的防水导热箱(2)、设置于所述防水导热箱(2)内并用于安装服务器组件的组件安装板(3)、分别插设于所述第一箱体(1)的侧壁两端位置并均与其内部连通的进水管(4)及出水管(5)，以及连通在所述进水管(4)与所述出水管(5)之间的换热器(6)及水泵(7)；

所述第一箱体(1)的安装面(101)上开设有用于安装所述防水导热箱(2)的开口，且所述防水导热箱(2)的侧壁与所述第一箱体(1)的开口侧壁密封连接；

所述防水导热箱(2)的一侧表面开设有用于安装所述组件安装板(3)的箱口，所述箱口与所述开口齐平，且所述安装面(101)上可拆卸地设置有用于封闭所述开口及所述箱口的闭合板(8)；

所述安装面(101)上开设有安装槽(102)，所述闭合板(8)的底面上设置有与所述安装槽(102)配合定位的安装柱(801)；

所述安装槽(102)的槽壁内设置有可往复伸缩的卡接柱(103)，所述安装柱(801)的侧壁上开设有与伸出时的所述卡接柱(103)的外端形成卡接锁固的卡接槽(802)，且所述卡接柱(103)的内端连接有用于使其在自然状态下伸出至所述安装槽(102)的槽壁外的复位弹簧(104)。

2.根据权利要求1所述的低噪高效液冷服务器，其特征在于，与所述安装面(101)相邻的侧壁上可按压地插设有解锁按钮(105)，所述解锁按钮(105)的底面连接有与所述卡接柱(103)相连、用于在其按压作用力下驱动所述卡接柱(103)于所述安装槽(102)的槽壁内伸缩的传动杆(106)；所述卡接柱(103)的外端面与所述安装柱(801)的底面均为楔形面。

3.根据权利要求1所述的低噪高效液冷服务器，其特征在于，所述进水管(4)插设于所述第一箱体(1)的侧壁顶部，且所述出水管(5)插设于所述第一箱体(1)的侧壁底部。

4.根据权利要求3所述的低噪高效液冷服务器，其特征在于，所述第一箱体(1)的内壁上向内延伸设置有若干块导流板(9)，各块所述导流板(9)沿垂向层叠分布，且各块所述导流板(9)均与水平面呈预设倾角；各块所述导流板(9)均呈L型，且分别设置于所述第一箱体(1)的相邻两内壁上。

5.根据权利要求4所述的低噪高效液冷服务器，其特征在于，还包括连接于所述第一箱体(1)外壁上的第二箱体(10)，所述换热器(6)与所述水泵(7)之间连接有储水箱(11)，且所述进水管(4)、所述出水管(5)、所述换热器(6)、所述水泵(7)与所述储水箱(11)均安装于所述第二箱体(10)内；所述储水箱(11)上连接有补水管(12)，且所述补水管(12)的进水口伸出至所述第二箱体(10)的侧壁外。

6.根据权利要求5所述的低噪高效液冷服务器，其特征在于，所述第二箱体(10)的内壁上安装有隔音层(13)。

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