CN112987884A - 一种液冷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液冷装置，包括：水槽；第一隔板，设置在所述水槽中以将所述水槽分隔出用于容纳冷却液和服务器的预设大小的空间，所述第一隔板的侧面上还设置有通孔；第二隔板，与所述第一隔板活动连接，以关闭或打开所述通孔。本发明的实施例提出的方案能够有效降低水槽内工作液体的使用量，优化整体成本且便于灵活调整。
Description
技术领域
本发明涉及服务器领域，具体涉及一种用于服务器的液冷装置。
背景技术
针对浸没式液冷散热，工作液体必须填满水槽整个空间内，以保证服务器能完全浸没其中，因此工作液体的需求量是非常惊人的，导致成本较高。
现有技术中，对于工作液体使用量优化的做法是采用填充块的方式，将未放置服务器的空间采用填充块充满，达到降低液体使用量的效果。然而使用填充块缺点在于：须准备多个填充块等待使用，制作与维护成本高。例如54U的水槽容量，就须至少准备52个填充块。并且由于填充块必须起到能填满空间的效果，所以都是实心块状设计，对于维护搬运上较为不便，导致运维工作效率低，且水槽内所需的填充块越多，安装的花费时间就越多。
因此，急需一种能够降低工作液体成本且便于灵活调整的方案。
发明内容
有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提出一种液冷装置，包括：
水槽；
第一隔板，设置在所述水槽中以将所述水槽分隔出用于容纳冷却液和服务器的预设大小的空间，所述第一隔板的侧面上还设置有通孔；
第二隔板，与所述第一隔板活动连接，以关闭或打开所述通孔。
在一些实施例中，所述通孔的侧壁上设置有容纳槽；
所述第二隔板位于所述容纳槽中，并在所述容纳槽中可平移以关闭或打开所述通孔。
在一些实施例中，所述第一隔板还包括设置在侧面的转轴；
其中，所述第二隔板通过所述转轴与所述第一隔板活动连接，以关闭或打开所述通孔。
在一些实施例中，所述通孔的数量为一个或多个。
在一些实施例中，所述通孔为所述第一隔板的侧面挖空的U型孔，且所述U型孔的两侧设置有滑轨；
其中，所述第二隔板设置在所述U型孔内，并沿滑轨可上下移动，以关闭或打开所述通孔。
在一些实施例中，所述水槽的内部侧壁上间隔设置多个导轨；所述第一隔板的两侧设置有与导轨匹配的导槽；
其中，所述第一隔板通过所述导轨和所述导槽插入所述水槽。
在一些实施例中，还包括薄膜，设置在所述第一隔板和所述水槽的接触位置。
在一些实施例中，所述薄膜包括彼此成角度的第一部分和第二部分；
所述第一部分与所述第一隔板固定连接，所述第二部分与所述水槽的侧壁接触。
在一些实施例中，所述第一隔板还包括设置在侧面的固定槽，以容纳所述第一部分。
在一些实施例中，所述水槽还包括进水口和出水口。
本发明具有以下有益技术效果之一：本发明的实施例提出的方案能够有效降低水槽内工作液体的使用量，优化整体成本且便于灵活调整。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明的实施例提供的液冷装置的结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的第一隔板的局部结构示意图；
图3为本发明的实施例提供的第一隔板的结构示意图；
图4为本发明的实施例提供的第一隔板的另一局部结构示意图；
图5为本发明的实施例提供的另一液冷装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种液冷装置，如图1所示，其可以包括水槽1、第一隔板2和第二隔板5。所述第一隔板2的侧面上还设置有通孔24，第二隔板5与第一隔板2活动连接，以关闭或打开所述通孔24。这样当第一隔板2因维护需求需向上抽出时，可以先通过通孔将液体流至水槽的另一侧，用以降低液体施于第一隔板的作用力，使金属隔板更便于进行抽换。
在一些实施例中，所述通孔24的侧壁上设置有容纳槽；
所述第二隔板5位于所述容纳槽中，并能够在外力作用下在所述容纳槽中平移以关闭或打开所述通孔。
具体的，可以在通孔24的侧壁上也即第一隔板2的内部设置容纳槽，并将第二隔板5设置在容纳槽中，这样，第二隔板即可在容纳槽中平移，进而打开或关闭通孔。
在一些实施例中，通孔24的形状可以是圆形或矩形，第二隔板5的形状可以与通孔的形状相同或相似。
在一些实施例中，可以在第二隔板5的表面设置把手以更好的平移。
在一些实施例中，所述第一隔板2还包括设置在侧面的转轴；
其中，所述第二隔板5设置在所述第一隔板2的侧壁并通过所述转轴与所述第一隔板活动连接，以关闭或打开所述通孔。
具体的，第二隔板5可以设置在第一隔板2的表面，并通过转轴与第一隔板进行转动。当第二隔板转动到通孔上方时，可以完全覆盖通孔，以关闭所述通孔。当第二隔板转动到第一隔板其他位置的上方时，打开所述通孔。
在一些实施例中，所述通孔24的数量为一个或多个。
在一些实施例中，所述通孔24为所述第一隔板的侧面挖空的U型孔，且所述U型孔的两侧设置有滑轨；
其中，所述第二隔板5设置在所述U型孔内，并能够沿滑轨上下移动，以关闭或打开所述通孔。
具体的，通孔24可以是在第一隔板的侧面挖空的U型孔，第二隔板完全位于U型孔内，并且U型孔的两侧设置有滑轨以实现第二隔板沿滑轨上下移动。当第一隔板或薄膜因维护需求需将第一隔板向上抽出时，可以先把第二隔板往上提，露出U型孔的部分开口，此时液体可以从这个小开孔流至水槽的另一侧，用以降低液体施于第一隔板的作用力，使第一隔板更便于进行抽换。
在一些实施例中，水槽1可以采取直立式水槽的方案，服务器采取直上直下的竖向方式进行安装以及维护。水槽的大小可以设置为42U～54U，例如以54U水槽为例子，其高度可达1米，宽度达1.2米，长度达2.6米。
在一些实施例中，所述水槽还包括进水口13和出水口12。如图1所示，整个水槽1腔体只开放上方作为运维的操作空间，其余方向均为密封焊接，防止工作液体泄漏。其内服务器采取竖向运维。水槽两侧下方设置进水口12(进水口一、二、三、四)，工作液体便可经由此进水口流入水槽内，对散热器进行热交换机制。而水槽两侧上方设置出水口13(出水口一、二、三、四)，工作液体吸收散热器传递出来的热量后，就会经由出水口13流出水槽。因此整个水槽内的流动是下方进水、上方出水的流动循环。
这样，通过将服务器完全浸没在非导电性工作液体中，工作液体与功耗器件直接接触换热，通过工作液体的循环流动或蒸发冷凝带走热量，工作液体一般采用矿物油、合成油、氟化液等。氟化液为一种无色透明、无味、无毒性且具热稳定与化学惰性之全氟化液体，由于其分子结构上之碳原子与氟原子形成紧密键结，氟化液具有极佳的安定性、不会与活性材料如金属、塑料和弹性体起反应而及其稳定，不论在高温或低温下更具有极佳之不导电与绝缘性质。
在一些实施例中，由于实际可能并不会利用整个水槽且水槽的体积较大，导致所需的冷却液使用量并不会降低，因此如图1所示，可以将第一隔板2设置在水槽1中以将水槽1分隔出预设大小的空间，并利用所述预设大小的空间容纳冷却液和多个服务器，这样可以减少冷却液的使用量。第一隔板2设置位置可以依据使用情况进行相应调整，达到节省工作液体的效果，进而能够优化整体方案的成本。
在一些实施例中，如图1所示，水槽1内只有部分空间安装服务器，其余空间维持闲置状态，通过第一隔板2将工作液体充满并维持在有安装服务器的预设空间内，此时水槽1进出水管路切换成只运行一组，工作液体从下方单一侧两个进水口13进水，热交换之后再从单一侧上方两个出水口12出水。这样通过使用第一隔板2，一方面少了工作液体使用量，另一方面也无须使用多个填充块填补非服务器的空间，提高工作效率。相同的道理，当服务器只需要一台的时候，可以节省下来的工作液体使用量将会更多，省下的液体成本就更明显。
在一些实施例中，所述水槽的内部侧壁上间隔设置多个导轨11；所述第一隔板2的两侧设置有导槽21。
其中，所述第一隔板2通过所述导轨11和所述导槽21插入所述水槽。
具体的，如图1所示，在水槽1的内部侧壁上间隔设置有多个导轨11，并且如图2所示，第一隔板2则在两侧设置有与导轨配合的导槽21，这样方便将第一隔板2插入水槽1。而又由于导轨11是间隔排列，因此可以根据实际需求选个合适位置的导轨11插入以得到预设大小的空间。
在一些实施例中，第一隔板2还设计有固定装置。具体的，考虑到运维方便性，可以在第一隔板的上方设置侧耳23，侧耳上采用手转螺丝25与水槽1做进一步的锁固定位结合，安装过程中无需使用螺丝及螺丝起子，大幅减少安装时间，省时又便利。
这样，第一隔板2采取上下竖向维护，即在第一隔板2设计有导槽21特征，而在水槽1内侧设计有导轨11特征，当第一隔板2的导槽21对准水槽的导轨11，便能完成定位及进行安装，待第一隔板2完全置入水槽1内，再使用手转螺丝25与水槽1两侧进行锁固。
在一些实施例中，第一隔板2可以采用不锈钢材质。
在一些实施例中，还包括薄膜4，设置在所述第一隔板2和所述水槽1的接触位置。
在一些实施例中，所述薄膜4包括彼此成角度的第一部分41和第二部分42。
所述第一部分41与所述第一隔板2固定连接，所述第二部分42与所述水槽的侧壁接触。
具体的，如图3和图4所示，薄膜4所处的一侧即为充满工作液体的预设大小的空间，另一侧就会因为第一隔板2的作用，维持在没有液体的状况。薄膜4可以类似L型，其可以包括两个部分，其中一个部分41与第一隔板固定连接，例如粘贴。另一个部分42则与水槽接触，并在工作液体重量的压力作用下而完全贴平于水槽各面。
在一些实施例中，薄膜4采用EPDM材质，保证与工作液体的材质兼容性良好。并且EPDM薄膜4具有良好防水及耐压、耐温的特性。综合以上两点，进而发挥良好的液体阻隔效果。
在一些实施例中，所述第一隔板2还包括设置在侧面的固定槽22，以容纳所述第一部分41。
具体的，如图2所示，为了达到可快速置换的效果，可以在第一隔板2的侧面设置固定槽22，以容纳薄膜4的第一部分41。这样当第一隔板2置于水槽1内时，因受到来自于液体的压力作用，薄膜自然就会被固定在固定槽22内。并且当薄膜4因年久使用而老化或意外损坏，亦或是想更换成不同尺寸的薄膜时，只需进行薄膜本体的抽换，而第一隔板可维持原先部件，达到使用便利性与优化成本。
在一些实施例中，如图1所示，液冷装置还包括液位侦测单元3。
具体的，考虑到有工作液体极少量渗透的累积影响，或是因薄膜意外损害而造成无预期的工作液体往无配置服务器的水槽空间流动时，配置的液位侦测单元3即可侦测到此情况并发出告警，同时自动打开水槽下方另一组的入水管开孔，形成额外两个回水管路，这些异常渗透出的液体会再自动流回系统内维持散热循环。
在一些实施例中，第一隔板的尺寸设计可依据流体静力学以及结构力学理论，预估一定量液体施给第一隔板的作用力，设计能够抵抗此作用力的薄膜隔板。以合力相等的概念进行推导，液体静止时产生的作用力(流体静力学)，等于施给隔板结构承受的力(结构力学)。
流体静力学的统御方程式如下式：
其中γ为液体性质，为与自由液面夹角，A为受力面积
由于第一隔板在水槽内的位置是垂直于水槽底部，所以角度θ＝90°。因此上述方程式可以推导成如下式：
再应用结构力学统御方程式，推导出第一隔板尺寸与承受力之间的关系式如下。
其中，E：材料弹性模数，L：隔板宽度，W：隔板高度，T：隔板厚度，ΔT：隔板厚度形变量。
当结构力学计算出的理论值F2大于或等于流体静力学F1的理论值，就代表该结构尺寸能够承受来自液体的压力，保证结构强度没有问题。总结来说，透过建立上述关系式便可以针对不同受力情况，设计相对应满足设计要求的第二隔板尺寸。
在一些实施例中，如图5所示，可以在第一隔板的另一侧放置不同尺寸的服务器，例如在第一隔板的一侧容纳多个第一尺寸的服务器和在另一侧容纳多个第二尺寸(小于第一尺寸)的服务器，进而实现同一个水槽同时容纳不同尺寸的服务器，同时还能降低工作液体的使用量。
本发明的实施例提出的方案通过第一隔板对于水槽内工作液体的使用量进行最有效的分配利用，把有安装服务器的空间充满并维持一定量工作液体，而无安装服务器的空间就无需填充工作液体，这样能够有效降低水槽内工作液体的使用量，优化整体成本且便于灵活调整。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液冷装置，其特征在于，包括：
水槽；
第一隔板，设置在所述水槽中以将所述水槽分隔出用于容纳冷却液和服务器的预设大小的空间，所述第一隔板的侧面上还设置有通孔；
第二隔板，与所述第一隔板活动连接，以关闭或打开所述通孔。
2.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述通孔的侧壁上设置有容纳槽；
所述第二隔板位于所述容纳槽中，并在所述容纳槽中可平移以关闭或打开所述通孔。
3.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述第一隔板还包括设置在侧面的转轴；
其中，所述第二隔板通过所述转轴与所述第一隔板活动连接，以关闭或打开所述通孔。
4.如权利要求3所述的液冷装置，其特征在于，所述通孔的数量为一个或多个。
5.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述通孔为所述第一隔板的侧面挖空的U型孔，且所述U型孔的两侧设置有滑轨；
其中，所述第二隔板设置在所述U型孔内，并沿滑轨可上下移动，以关闭或打开所述通孔。
6.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述水槽的内部侧壁上间隔设置多个导轨；所述第一隔板的两侧设置有与导轨匹配的导槽；
其中，所述第一隔板通过所述导轨和所述导槽插入所述水槽。
7.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，还包括薄膜，设置在所述第一隔板和所述水槽的接触位置。
8.如权利要求7所述的液冷装置，其特征在于，所述薄膜包括彼此成角度的第一部分和第二部分；
所述第一部分与所述第一隔板固定连接，所述第二部分与所述水槽的侧壁接触。
9.如权利要求8所述的液冷装置，其特征在于，所述第一隔板还包括设置在侧面的固定槽，以容纳所述第一部分。
10.如权利要求1所述的液冷装置，其特征在于，所述水槽还包括进水口和出水口。
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2021
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