CN113163683A - 液冷散热设备、机柜及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及液冷技术领域，公开了一种液冷散热设备、机柜及系统，解决了传统冷板式液冷方案中存在的液体泄漏风险、维护难度大、系统性能差、外观欠缺美感的技术问题。本发明中，液冷散热设备，包括：机箱的外侧壁上开设管路出口，外侧壁为与机箱的机箱面板、IO口面板相接触的侧板外壁；电路板固定在机箱的内底面上；蒸发器以预设间隙固定在电路板上，与电路板形成一容置空间；发热电子元件安装在容置空间内的电路板上，且与电路板电性连接，与蒸发器热连接；冷凝器固定在管路出口所在区域的外侧壁上；蒸汽管路和液体管路穿过管路出口，将蒸发器和冷凝器连通。

Description

液冷散热设备、机柜及系统

技术领域

本发明实施例涉及液冷技术领域，特别涉及一种液冷散热设备、机柜及系统。

背景技术

数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在Internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息，它是通过无数计算机硬件组成的。随着数据中心中计算机硬件的不断增加，数据中心面临的散热和节能压力越来越大。经研究发现，液冷散热可以将数据中心的电源使用效率(Power Usage Effectiveness，PUE)降到1.2以下，而PUE越接近1表明数据中心的能效水平越好，因此从数据中心散热和节能的需求来看，液冷技术是必然的选择。

目前，在IT/通讯设备和数据中心广泛使用的是冷板式液冷方案，虽然冷板式液冷方案对数据中心建设的局限性较小，但是目的冷板式液冷方案在散热可靠性、管路布局设计和可维护性方面存在如下的问题：

1、散热可靠性问题：参阅图1可知，目前的冷板式液冷方案在电子设备，如机箱100’内部有冷板11’、冷水管路12’和热水管路13’两部分。冷板11’、冷水管路12’和热水管路13’通过焊接或卡接的方式组装在一起。冷板11’内部有液体(一般为水)，由于冷板11’与冷水管路12’、热水管路13’在加工工艺和装配工艺方面的问题，冷板11’与冷水管路12’、热水管路13’存在液体泄漏的风险。另外，在机箱100’外部一般用快速接头200’和软管300’与机柜的manifold连接，由于快速接头200’是活动部件，因此采用图1所示的冷板式液冷方案的系统，如数据中心在长期运行中也存在液体泄漏风险。

2、管路布局方面的问题：目前的冷板式液冷方案中，冷板11’、冷水管路12’和热水管路13’从机箱100’内部出来的方式有两种，即前出和后出。参阅图1，前出即从机箱100’上的液冷面板14’侧出来，由于100’上的液冷面板14’侧一般会布局硬盘，因此为了布局冷水管路12’和热水管路13’，需要拆掉部分硬盘，这不仅会影响系统的性能，还会影响设备的美感；后出即从IO口侧出来，当然需要拆掉部分IO，也会影响系统的整体性能。

3、可维护性方面的问题：机箱100’或机箱100’内任意一个能够独立进行数据处理的节点都需要快速接头200’和软管300’与机柜的manifold连接，当需要维护机箱100’或节点时，需要先将快速接头200’拔掉(公头与母头分开)或接通；另外，当维护某一节点时，节点的模块(如硬盘)可能会受到上下管路(冷水管路12’和热水管路13’从)的干涉而无法顺利插拔，因此在维护性方面存在一些问题，做不到与风冷系统一样的便利。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种液冷散热设备、机柜及系统，旨在解决传统冷板式液冷方案中存在的液体泄漏风险、维护难度大、系统性能差、外观欠缺美感的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种液冷散热设备，包括：机箱、电路板、蒸发器、发热电子元件、冷凝器、蒸汽管路和液体管路；

所述机箱的外侧壁上开设管路出口，所述外侧壁为与所述机箱的机箱面板、IO口面板相接触的侧板外壁；

所述电路板固定在所述机箱的内底面上；

所述蒸发器以预设间隙固定在所述电路板上，与所述电路板形成一容置空间；

所述发热电子元件安装在所述容置空间内的所述电路板上，且与所述电路板电性连接，与所述蒸发器热连接；

所述冷凝器固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上；

所述蒸汽管路和所述液体管路穿过所述管路出口，将所述蒸发器和所述冷凝器连通；

其中，在所述发热电子元件工作时，所述蒸发器内的液体吸收所述发热电子元件散发的热量汽化为蒸气，在内部蒸气压的作用下沿所述蒸气管路进入所述冷凝器，由所述冷凝器冷却为液体后沿所述液体管路返回所述蒸发器。

本发明的实施例还提供了一种液冷散热机柜，包括：靠近机柜前门的两个前立柱、靠近机柜后门的两个后立柱、用于放置如上所述的液冷散热设备的机箱托板和与所述液冷散热设备的外侧壁上固定的冷凝器配合使用的液冷机构；

所述机箱托板固定在所述两个前立柱和所述两个后立柱围成的区域中，并通过所述两个前立柱和所述两个后立柱固定；

所述液冷机构固定在所述机箱托板上方区域，与所述冷凝器位于同一侧的所述后立柱上。

本发明的实施例还提供了一种液冷散热系统，包括：如上所述的液冷散热设备，以及如上所述的液冷散热机柜；

所述液冷散热设备放置于所述液冷散热机柜中的机箱托板上，并在延所述机箱托板装入液冷散热机柜时，使固定在所述液冷散热设备的外侧壁上的每一个冷凝器通过一个导热垫与固定在所述液冷散热机柜中的后立柱上的一个冷板接触，并使所述冷板延冷板滑道结构朝向所述后立柱的方向滑动，将位于所述冷板和所述后立柱之间的弹性件从自然伸长状态压缩到压缩状态，以使所述冷板通过所述导热垫与所述冷凝器进行接触传热，辅助所述冷凝器和位于所述液冷散热设备内的蒸发器为液冷散热设备内的发热电子元件散热。

本发明实施例提供的液冷散热设备、机柜及系统，相对于传统的液冷散热系统，具有以下优点：

1、对于液冷散热设备：

(1)通过在发热电子元件处设置蒸发器，在机箱外侧壁上固定冷凝器，并利用蒸汽管路和液体管路将蒸发器和冷凝器连通，通过蒸发器和冷凝器的配合，改现有直接液冷为先汽化再液化，大大提升了散热效果；

(2)无需快速接头，避免了采用快速接头导致的液冷散热设备内的液体泄漏的风险；

(3)由于汽化再液化的散热方式，需要用到的液体非常少，因而即便泄漏也不会对机箱内部的电子元件造成损坏；

(4)冷凝器设置在机箱外侧壁，不占用机箱内部空间，因而蒸汽管路和液体管路的布局不会影响机箱内硬件区域中硬盘的完整性、IO接口区域的IO接口的个数，因而系统性能更好；

(5)机箱正面不需要设置液冷面板、快速接头的母头，外形更为美观。

2、对于液冷散热机柜：

(1)液冷散热机柜机中设置冷板来辅助液冷散热设备内的冷凝器进行二次散热，散热效果更好；

(2)液冷散热机柜机中的冷板与液冷散热设备上的冷凝器不需要借助快速接头进行连接，避免了采用快速接头导致的液体泄漏的风险。

3、对于液冷散热系统：

(1)液冷散热机柜机中的冷板通过导热垫与机箱外侧壁上的冷凝器接触，实现二次散热，散热效果更好；

(2)维护时不需要插拔快速接头和整理软管，只需要从机箱托板上取出机箱即可，方便维护。

另外，所述冷凝器的个数为偶数个；所述机箱相对的两个外侧壁上，分别开设所述管路出口，所述冷凝器对称固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上。本发明实施例，在液冷散热设备中的冷凝器的个数为偶数个时，通过将偶数个冷凝器对称的固定在机箱的外侧壁上，在保证液冷散热设备外形对称美观的同时，也可以保证液冷散热设备整体的平衡性，避免倾斜、侧翻等问题。

另外，所述液冷散热设备还包括：导热垫；所述导热垫设置于所述冷凝器与液冷散热机柜中的冷板接触的一侧。本发明实施例，通过在每一个冷凝器的侧壁设置一导热垫，在冷凝器与液冷散热机柜中的冷板接触时，借助导热垫能够更好的进行热传递，从而使得液冷散热设备与液冷散热机柜能够更好的配合散热，进而提升散热效果。

另外，所述冷凝器的蒸汽进口与所述冷板连接进水歧管的冷水入口相对设置，所述冷凝器的液体出口与所述冷板连接出水歧管的热水出口相对设置。本发明实施例，通过设置液冷散热设备的冷凝器和液冷散热机柜中的冷板按照上述结构相对设置，使得高温的蒸汽在进入冷凝器后，通过导热垫将热量传递给冷板，由注入冷板的冷水快速液化降温，进而可以进一步提升整体散热效果。

另外，所述液冷散热机柜还包括：机箱固定件；所述机箱固定件，用于将放置在所述机箱托板上的所述液冷散热设备固定在所述两个前立柱上，以使所述弹性件始终处于压缩状态。本发明实施例，利用机箱固定件固定放置在机柜托板上的液冷散热设备，从而可以保证弹性件始终处于压缩状态，进而能够给导热垫提供足够的压力，使得冷凝器与冷板能够通过导热垫进行良好的传热。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为传统冷板式液冷方案中布局在机箱内部的散热装置的结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的液冷散热设备的结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的液冷设备中的冷凝器12A的内部结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的液冷散热机柜的俯视图；

图5为本发明第二实施例提供的液冷散热机柜200中液冷机构204A和204B的具体结构示意图；

图6为本发明第二实施例提供的液冷散热机柜200中的液冷机构204A中的冷板204A-1的内部结构示意图；

图7为本发明第二实施例提供的液冷散热机柜以机柜前门为视角的侧视图；

图8为本发明第二实施例提供的液冷散热系统中液冷散热设备的冷凝器12A、导热垫15A与液冷散热机柜中的液冷机构204A中的冷板204A-1三者之间的关系示意图；

图9为本发明第三实施例提供的液冷散热系统的结构示意图。

现有技术附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100’	机箱	200’	快速接头
300’	软管	11’	冷板
				12’	冷水管路	13’	热水管路
14’	液冷面板

本发明附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	机箱	201	前立柱
10	机箱的外侧壁	202	后立柱
				10A-1，10B-1	管路出口	203	机箱托板
11A	蒸发器	204A-1、204B1	冷板
				11B	蒸发器	204A-2、204B2	弹性件
12A、12B	冷凝器	204A-3、204B3	进水管路
				13A、13B	蒸汽管路	204A-4、204B4	出水管路
14A、14B	液体管路	204A-5、204B5	冷板滑道结构
				15A、15B	导热垫	204A-6、204B6	进水歧管
16A、16B	发热电子元件	204A-7、204B7	出水歧管
				12A-1	冷凝器12A的外壳	204A-11	冷板204A的外壳
12A-2	冷凝器12A的冷凝翅片	204A-12	冷板204的冷凝翅片
				200	液冷散热机柜

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的个数。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明的第一实施例提供了一种液冷散热设备，该液冷散热设备可以是服务器、交换机、通信设备等，在具体实现中，本实施例所说的液冷散热设备包括但不限于：机箱、电路板、蒸发器、发热电子元件、冷凝器、蒸汽管路、液体管路、硬盘区域、风扇、内存、接口卡区域和电源区域。

为了便于说明书，本实施例以数据中心的服务器为例，结合图2和图3进行说明。

如图2所示，在具体实现中，本实施例中所说的液冷散热设备的机箱100的外侧壁10上开设有管路出口，如10A-1和10B-1；电路板(图2未示出)固定在机箱100的内底面上，蒸发器11A、11B分别以预设间隙固定在电路板上，与电路板形成一容置空间；发热电子元件16A安装在蒸发器11A与电路板形成的容置空间内，且与电路板电性连接，与蒸发器11A热连接，发热电子元件16B安装在蒸发器11B与电路板形成的容置空间内，且与电路板电性连接，与蒸发器11B热连接；冷凝器12A固定在管路出口10A-1所在区域的外侧壁10上，冷凝器12B固定在管路出口10B-1所在区域的外侧壁10上；蒸汽管路13A和液体管路14A穿过管路出口10A-1，将蒸发器11A和冷凝器12A连通，蒸汽管路13B和液体管路14B穿过管路出口10B-1，将蒸发器11B和冷凝器12B连通。

基于上述结构，在发热电子元件16A、16B工作时，它们各自对应的蒸发器11A、11B内的液体吸收发热电子元件16A、16B散发的热量汽化为蒸气，在内部蒸气压的作用下沿各自对应的蒸气管路13A、13B进入各自对应的冷凝器12A、12B，由冷凝器12A、12B冷却为液体后沿各自对应的液体管路14A、14B返回蒸发器11A、11B。

由于冷凝器12A、12B将蒸汽液化为液体的过程，蒸汽会不断放出热量进而变为温度较低的液体，因此通过蒸发器和冷凝器的配合，可以快速带走发热电子元件产生的热量，进而达到对发热电子元件的快速散热。

此外，需要说明的是，关于本实施例中提到的外侧壁10具体是指与机箱100的机箱面板(图2中硬盘区域左侧对应的面板)和IO口面板(图2中接口卡区域和电源区域右侧对应的面板)接触的侧板外壁。

此外，应当理解的是，关于外侧壁10上开设的管路出口，如图2中的10A-1和10B-1在外侧壁10上的具体位置，可以根据机箱100内的发热电子元件16A、16B的位置，以及发热电子元件16A、16B周围空隙、其他电子元件，如IO接口、电源、硬盘等的布局合理规划，即尽可能方便连通冷凝器和蒸发器的蒸汽管路、液体管路在机箱100内的布局。

此外，关于外侧壁10上开设的管路出口的个数，可以根据整个液冷散热设备中需要用到的冷凝器的个数决定，比如管路出口与冷凝器一一对应，或一个管路出口对应多个冷凝器，图2示出的为一个管路出口对应一个冷凝器，如管路出口10A-1对应冷凝器12A，管路出口10B-1对应冷凝器12B，然在实际应用中，并不限于此。

此外，应当理解的是，在实际应用中，本实施例中所说的发热电子元件16A、16B包括但不限于液冷散热设备中的中央处理器(central processing unit，CPU)、内存等功耗元件，本实施例对此不做限制。

为了更好的理解液冷散热设备中的冷凝器，本实施例给出了一种具体结构的冷凝器，具体为翅片结构的冷凝器。

为了便于说明，以下以冷凝器12A为例，对翅片结构的冷凝器进行具体说明。

如图3所示，冷凝器12A包括基板(图3中未示出)、外壳12A-1、多个冷凝器翅片12A-2、蒸汽进口和液体出口。

具体的，在具体实现中，外壳12A-1与基板构成一密闭的腔体，多个冷凝翅片12A-2并排间隔固定在腔体内的基板上，与蒸汽管路13A(图2中)连接的蒸汽进口开设在与多个冷凝器翅片12A-2平行的外壳12A-1的侧壁的一端，与液体管路14A连接的液体出口开设在与多个冷凝器翅片12A-2平行的外壳12A-1的同一侧壁的另一端，如图3所示。

进一步地，在实际应用中，为了保证冷却得到的液体能够及时回流到蒸发器中，液体出口需要开设在图3所示的与多个冷凝器翅片12A-2平行的外壳12A-1的侧壁的最底部，这样即便冷却得到的液体较少，也可以回流到蒸发器13A中。

此外，需要说明的是，上述所说的蒸发器在以预设间隙固定在电路板上时，具体是根据需要固定在形成的容置空间中的发热电子元件的厚度确定，即形成的容置空间能够保证将发热电子元件固定在容置空间内的电路板上，并且发热电子元件的上表面(远离与电路板接触的一面)要尽可能靠近蒸发器，以保证发热电子元件工作时散发的热量能够被蒸发器全部或尽可能多的吸收。

进一步地，在实际应用中，为了提升发热电子元件与蒸发器之间的热传递效果，可以在发热电子元件的上表面设置一导热垫，并且设置导热垫相对的两个表明分别与发热电子元件和蒸发器接触，从而使得发热电子元件能够通过导热垫与蒸发器密切接触，进而保证发热电子元件产生的热量能够尽可能多、尽可能快的传递给蒸发器。

同时基于导热垫柔性的特性，通过在发热电子元件和蒸发器之间设置导热垫，也可以有效避免发热电子元件与蒸发器直接接触挤压导致器件损坏的问题发生。

此外，应当理解的是，图2、图3中给出的上述示例仅是为了更好的理解本实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本实施例的唯一限制。

即，在实际应用中，设置在机箱外侧壁上的冷凝器的个数不局限于2个，冷凝器的个数具体可以根据液冷散热设备内需要进行散热的发热电子元件的个数确定，如一个发热电子元件对应一个冷凝器。

进一步地，冷凝器的个数也可以根据冷凝器的制冷功效来确定，比如在选用的冷凝器的制冷功效高时，可以设置多个发热电子元件对应一个冷凝器，反之则一个发热电子元件对应一个冷凝器，或一个发热电子元件对应多个冷凝器，本实施例对此不做限制。

相应地，关于用于吸收发热电子元件散发的热量的蒸发器，在实际应用中可以设置一个发热电子元件对应一个蒸发器，也可以设置同一区域中的多个发热电子元件对应一个蒸发器，本实施例对此不做限制。

进一步地，在实际应用中，如果冷凝器的个数为偶数个，如图2中的2个，为了保证机箱整体外观的对称性，以及平衡性，机箱相对的两个外侧壁上需要分别开设管路出口，如图2中的管路出口10A-1、10B-1。

相应地，偶数个冷凝器需要对称的固定在管路出口所在区域的外侧壁上，如图2中的冷凝器12A需要固定在管路出口10A-1所在区域的外侧壁上，冷凝器12B需要固定在管路出口10B-1所在区域的外侧壁上。

此外，值得一提的是，由于本实施例提供的液冷散热设备，即数据中心的服务器，在实际应用中，需要装入专门放置该服务器的液冷散热机柜，因此为了使得液冷散热设备能够与液冷散热机柜相互配合，进而更好的提升散热效果，所述液冷散热设备还包括导热垫。

具体的，由于液冷散热设备在放入液冷散热机柜时，是冷凝器与液冷散热机柜的冷板接触，进而通过冷凝器和冷板的配合实现对发热电子元件的二次散热，因而导热垫具体是设置于冷凝器与液冷散热机柜中的冷板接触的一侧。

此外，通过上述描述可知，在实际应用中，一个液冷散热设备的机箱的外侧壁上可能会固定多个冷凝器，因而每一个冷凝器的侧壁都需要设置一导热垫，从而在冷凝器与液冷散热机柜中的冷板接触时，借助导热垫能够更好的进行热传递，从而使得液冷散热设备与液冷散热机柜能够更好的配合散热，进而提升散热效果。

关于设置在冷凝器侧壁的导热垫，在实际应用中可以采用可重复使用的材料制备而成。

同样，设置在发热电子元件和蒸发器之间的导热垫也可以采用可重复使用的材料制备而成。

通过上述描述不难发现，本实施例提供的液冷散热设备，通过在发热电子元件处设置蒸发器，在机箱外侧壁上固定冷凝器，并利用蒸汽管路和液体管路将蒸发器和冷凝器连通，通过蒸发器和冷凝器的配合，改现有直接液冷为先汽化再液化，大大提升了散热效果。

除此之外，由于整个液冷散热设备中进行散热的液冷机构(蒸发器、冷凝器、蒸汽管路、液体管路)无需快速接头连接，从而避免了采用快速接头导致的液冷散热设备内的液体泄漏的风险。

再者，本实施例提供的液冷散热设备，由于汽化再液化的散热方式，需要用到的液体非常少，因而即便泄漏也不会对机箱内部的电子元件造成损坏。

再者，本实施例提供的液冷散热设备，通过将冷凝器设置在机箱外侧壁，不占用机箱内部空间，因而蒸汽管路和液体管路的布局不会影响机箱内硬件区域中硬盘的完整性、IO接口区域的IO接口的个数，因而系统性能更好。

再者，本实施例提供的液冷散热设备，基于上述结构，无需在机箱正面设置液冷面板、快速接头的母头，使得液冷散热设备的整体外形更为美观。

本发明的第二实施例涉及一种液冷散热机柜，该液冷散热机柜主要用于放置第一实施例提供的液冷散热设备，配合液冷散热设备中的冷凝器，对液冷散热设备中的发热电子元件进一步散热。

可理解的，在实际应用中，为了使液冷散热机柜和液冷散热设备能够更好的配合，液冷散热机柜可以根据要放置的液冷散热设备定制，如对于放置数据中心中的服务器的液冷散热机柜，由于这些服务器通常为标准服务器，因而液冷散热机柜的宽度可以取标准宽度，如800mm。

为了更好的了理解本实施例中所说的液冷散热机柜，以下结合图4至图7，对液冷散热机柜进行详细介绍：

如图4所示，本实施例中所说的液冷散热机柜200，包括：靠近机柜前门的两个前立柱201、靠近机柜后门的两个后立柱202、用于放置第一实施例提供的液冷散热设备的机箱托板203和与液冷散热设备的外侧壁上固定的冷凝器(图2中的冷凝器12A、12B)配合使用的液冷机构204A、204B。

应当理解的是，由于液冷机构是与液冷散热设备中的冷凝器配合使用的，因此液冷散热机柜200中液冷机构的个数需要与液冷散热设备的外侧壁上固定的冷凝器的个数相同，并且一一对应。图4中示出两个液冷机构204A、204B，仅仅是为了说明该液冷散热机柜是与图2对应的在外侧壁设置了两个冷凝器12A、12B的液冷散热设备配合使用的，是为了更好的理解本实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本实施例的唯一限制。

此外，从图4可以看出，在具体实现时，机箱托板203是固定在两个前立柱201和两个后立柱202围成的区域中，并通过两个前立柱201和两个后立柱202固定。

关于机箱托板203的固定方式，在具体实现时可以采用螺栓、卡扣等固定件进行固定，也可以通过在两个前立柱201和两个后立柱202上开设沟槽，然后将机箱托板203插入沟槽内进行固定，本领域技术人员可以根据需要进行设置，本实施例对此不做限制。

此外，从图4可以看出，在具体实现时，液冷机构204A、204B是固定在机箱托板203上方区域，与冷凝器位于同一侧的后立柱202上。

关于液冷机构204A、204B的具体结构，以下结合图5进行详细介绍：

如图5所示，对于液冷机构204A，包括：冷板204A-1、弹性件204A-2、进水管路204A-3、出水管路204A-4、冷板滑道结构204A-5、进水歧管204A-6、出水歧管204A-7。

相应地，对于液冷机构204B，同样包括上述7个结构组件，如图5所示的：冷板204B-1、弹性件204B-2、进水管路204B-3、出水管路204B-4、冷板滑道结构204B-5、进水歧管204B-6、出水歧管204B-7。

为了便于说明，以下以液冷机构204A为例，对上述7个结构组件的设置位置进行说明：

如图5所示，冷板滑道结构204A-5固定在后立柱202上；弹性件204A-2的一端固定在后立柱202上，且位于冷板滑道结构204A-5对应的区域之间；冷板204A-1与弹性件204A-2的另一端固定，可滑动的安装在冷板滑道结构204A-5内，并通过进水管路204A-3与进水歧管204A-6连通，通过出水管路204A-4与出水歧管连通204A-7。

基于上述结构，在冷板204A-1没有与设置在冷凝器(图2中的12A)上的导热垫(图2中的15A)接触时，弹性件204A-2处于自然伸长状态；在冷板204A-1与设置在冷凝器(图2中的12A)上的导热垫(图2中的15A)接触时，弹性件204A-2处于压缩状态，以使冷板204A-1通过导热垫(图2中的15A)与冷凝器(图2中的12A)进行接触传热，辅助冷凝器(图2中的12A)和位于液冷散热设备内的蒸发器(图2中的11A)为液冷散热设备内的发热电子元件(图2中的16A)散热。

此外，关于上述所说的进水歧管204A-6、204B-6，以及出水歧管204A-7、204B-7，即通常所说的manifold。

此外，关于冷板204A-1、204B-1，本实施例采用的是翅片结构的冷板，为了便于说明，以下以204A-1为例，结合图6进行具体说明。

如图6所示，冷板204A-1包括基板(图6中未示出)、外壳204A-11、多个冷凝器翅片204A-12、冷水进口和热水出口。

具体的，在具体实现中，外壳204A-11与基板构成一密闭的腔体，多个冷凝翅片204A-12并排间隔固定在腔体内的基板上，与进水歧管204A-6(图5中的)连接的冷水进口开设在与多个冷凝器翅片204A-12平行的外壳204A-11的侧壁的一端，与出水歧管204A-7连接的热水出口开设在与多个冷凝器翅片204A-12平行的外壳204A-11的同一侧壁的另一端，如图6所示。

进一步地，在实际应用中，为了保证吸收冷凝器12A(图2中)通过导热垫15A(图2中)传到过的热量的冷水变成热水后，热水能够及时从出水歧管204A-7流出，热水出口需要开设在图6所示的与多个冷凝器翅片204A-12平行的外壳204A-11的侧壁的最底部，这样即便吸热后得到的热水较少，也可以从出水歧管204A-7流出。

可理解的，上述示例仅是为了更好的理解本实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本实施例的唯一限制。

此外，关于本实施例中所说的冷板滑道结构，不论是图5中的204A-5，还是204B-5，在具体实现时，可以分为第一滑道和第二滑道两部分。

其中，第一滑道和第二滑道间隔预设距离固定在后立柱上，冷板可滑动的安装在第一滑道和第二滑道构成的容纳空间中。

可理解的，在实际应用中，所述预设距离略大于所述冷板的厚度，这样便可以保证冷板能够安装到第一滑道和第二滑道构成的容纳空间，同时保证冷板在容纳空间中的晃动幅度不会过大，即保证了冷板的滑动过程的平稳性，使得与冷板接触的液冷散热设备的冷凝器可以稳定的与冷板接触，进而保证整体散热效果。

此外，关于本实施例中所说的弹性件，不论是图5中的204A-2，还是204B-2，为了保证弹性件与冷板和后立柱的固定效果，弹性件可以包括第一固定部和第二固定部。

以弹性件为弹簧为例，则弹簧的一端向外延展形成第一固定部，另一端向外延展形成第二固定部。

其中，第一固定部固定在冷板朝向后立柱的面上，第二固定部固定在后立柱朝向冷板的面上。

此外，在具体实现中，第一固定部可以通过胶粘、螺丝等方式固定在冷板上。

相应地，第二固定部可以通过胶粘、螺丝等方式固定在后立柱上。

可理解的，上述示例仅是为了更好的理解本实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本实施例的唯一限制。

此外，应当理解的是，在实际应用中，一个液冷散热机柜中，可能会放置多台液冷散热设备，为了保证每一台液冷散热设备中发热电子元件的散热效果，液冷散热机柜中两个前立柱和两个后立柱之间可以以预设间隔固定多个机箱托板，并且在每个机箱托板上方区域，与冷凝器位于同一侧的后立柱上固定一个液冷机构。

进一步地，为了保证机箱托板能够稳定的固定在前立柱和后立柱上，同时防止放置在机箱托板上的机箱(液冷散热设备)从左右两侧滑出，机箱托板可以采用U形槽托板，并设置U形槽托板的侧壁分别与位于同一侧的前立柱和后立柱接触固定。

关于多层U形槽结构的机箱托板在液冷散热机柜中的设置，如图7所示。

此外，值得一提的是，由于保证液冷散热设备装入液冷散热机柜后，液冷散热设备外侧壁上的冷凝器在与液冷散热机柜中的液冷机构的冷板接触后，能够将弹性件压缩到压缩状态，并保证弹性件在这期间始终处于压缩状态，进而能够给设置冷凝器和冷板之间的导热垫提供足够的压力，使得冷凝器与冷板能够通过导热垫进行良好的热传递，液冷散热机柜还包括机箱固定件。

具体的，机箱固定件，用于将放置在机箱托板上的液冷散热设备固定在两个前立柱上，从而使得弹性件始终处于压缩状态。

关于上述所说的机箱固定件，在实际应用中可以是由螺钉和挂耳两部分组成。并且，在实际应用中，为了保证机箱的固定效果，需要在机箱的两个外侧壁上固定挂耳，然后通过螺钉将两个挂耳固定在位于两侧的前立柱，从而实现将液冷散热设备固定在两个前立柱上。

此外，值得一提的是，由于液冷散热设备的机箱的外侧壁上固定的具有一定高度的冷凝器，因而机箱外侧壁距离机箱托板的侧壁会有一点的间距，为了进一步实现对机箱的固定，避免液冷散热机柜被碰撞时，放置在机箱托板上的液冷散热设备左右晃动，导致机箱内部的电阻元件错位，影响整体性能，液冷散热机柜还包括机箱辅助结构。

具体的，机箱辅助结构，设置于固定有冷凝器的液冷散热设备的机箱的外侧壁上，并在液冷散热设备延机箱托板装入液冷散热机柜时，与机箱托板的侧壁贴合。

通过设置机箱辅助结构，不仅可以进一步实现对机箱的固定，同时由于机箱辅助结构能与机箱托板的侧壁贴合，也可以方便机箱延机箱托板的开口方向滑动，便于将机箱固定在机箱托板，或者从机箱托板取出。

此外，值得一提的是，由于本实施例提供的液冷散热机柜需要配合液冷散热设备，通过冷板吸收液冷散热设备的机箱的外侧壁上固定的冷凝器的热量，辅助冷凝器快速将蒸发器吸收发热电子元件汽化的高温蒸汽冷却为温度较低的液体，冷凝器的蒸汽进口需要与冷板连接进水歧管的冷水入口相对设置，冷凝器的液体出口需要与冷板连接出水歧管的热水出口相对设置，以冷凝器为图2中的12A，导热垫为15A，冷板为图5中的204A-1为例，这三者的设置方式详见图8。

基于这种设置，高温的蒸汽通过蒸汽进口进入冷凝器后，热量通过导热垫传递给相对设置的冷板，这样从冷水进口流入冷板的冷水便会吸收传递来的热量变为热水，再由冷板上的热水出口流程，进而带着热量，实现对二次散热。

通过上述描述不难发现，本实施例提供的液冷散热机柜，通过在液冷散热机柜机中设置冷板来辅助液冷散热设备内的冷凝器进行二次散热，从而可以更好的为液冷散热设备中的发热电子元件进行散热，进一步提升了散热效果。

除此之外，本实施例提供的液冷散热机柜，由于液冷散热机柜机中的冷板与液冷散热设备上的冷凝器不需要借助快速接头进行连接，从而可以避免采用快速接头导致的液体泄漏的风险。

本发明的第三实施例提供了一种液冷散热系统，包括第一实施例提供的液冷散热设备和第二实施例提供的液冷散热机柜。

如图9所示，液冷散热设备(图9中的机箱100)放置于液冷散热机柜200中的机箱托板上，并在延机箱托板装入液冷散热机柜时，使固定在液冷散热设备的外侧壁上的每一个冷凝器通过一个导热垫与固定在液冷散热机柜中的后立柱上的一个冷板接触，并使冷板延冷板滑道结构朝向后立柱的方向滑动，将位于冷板和后立柱之间的弹性件从自然伸长状态压缩到压缩状态，以使冷板通过导热垫与冷凝器进行接触传热，辅助冷凝器和位于液冷散热设备内的蒸发器为液冷散热设备内的发热电子元件散热。

通过上述描述不难发现，本实施例提供的液冷散热系统，通过设置液冷散热机柜机中的冷板通过导热垫与液冷散热设备的机箱的外侧壁上的冷凝器接触，实现二次散热，从而可以更好的为液冷散热设备中的发热电子元件进行散热，进一步提升了散热效果。

除此之外，本实施例提供的液冷散热系统，由于液冷散热设备中的冷凝器和液冷散热机柜中的冷板是直接通过导热垫实现热传递的，无需通过快速接头和软管，因而在实际维护时不需要插拔快速接头和整理软管，只需要从机箱托板上取出机箱即可，在保证散热效果的同时，也大大方便了工作人员的维护。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.液冷散热设备，其特征在于，包括：机箱、电路板、蒸发器、发热电子元件、冷凝器、蒸汽管路和液体管路；

所述机箱的外侧壁上开设管路出口，所述外侧壁为与所述机箱的机箱面板、IO口面板相接触的侧板外壁；

所述电路板固定在所述机箱的内底面上；

所述蒸发器以预设间隙固定在所述电路板上，与所述电路板形成一容置空间；

所述发热电子元件安装在所述容置空间内的所述电路板上，且与所述电路板电性连接，与所述蒸发器热连接；

所述冷凝器固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上；

所述蒸汽管路和所述液体管路穿过所述管路出口，将所述蒸发器和所述冷凝器连通；

其中，在所述发热电子元件工作时，所述蒸发器内的液体吸收所述发热电子元件散发的热量汽化为蒸气，在内部蒸气压的作用下沿所述蒸气管路进入所述冷凝器，由所述冷凝器冷却为液体后沿所述液体管路返回所述蒸发器。

2.根据权利要求1所述的液冷散热设备，其特征在于，所述冷凝器包括：基板、外壳、多个冷凝器翅片、蒸汽进口和液体出口；

所述外壳和所述基板构成一密闭的腔体；

所述多个冷凝器翅片并排间隔固定在所述腔体内的所述基板上；

所述蒸汽进口与所述蒸汽管路连通，开设在与所述多个冷凝器翅片平行的所述外壳的侧壁上的一端；

所述液体出口与所述液体管路连通，开设在所述蒸汽进口所在的所述侧壁上的另一端。

3.根据权利要求1所述的液冷散热设备，其特征在于，所述冷凝器的个数为偶数个；

所述机箱相对的两个外侧壁上，分别开设所述管路出口，所述冷凝器对称固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上。

4.根据权利要求1所述的液冷散热设备，其特征在于，所述液冷散热设备还包括：导热垫；

所述导热垫设置于所述冷凝器与液冷散热机柜中的冷板接触的一侧。

5.一种液冷散热机柜，其特征在于，包括：靠近机柜前门的两个前立柱、靠近机柜后门的两个后立柱、用于放置如权利要求1至4任一项所述的液冷散热设备的机箱托板和与所述液冷散热设备的外侧壁上固定的冷凝器配合使用的液冷机构；

所述机箱托板固定在所述两个前立柱和所述两个后立柱围成的区域中，并通过所述两个前立柱和所述两个后立柱固定；

所述液冷机构固定在所述机箱托板上方区域，与所述冷凝器位于同一侧的所述后立柱上。

6.根据权利要求5所述的液冷散热机柜，其特征在于，所述液冷机构包括：冷板、弹性件、进水管路、出水管路、冷板滑道结构、进水歧管和出水歧管；

所述冷板滑道结构固定在所述后立柱上；

所述弹性件的一端固定在所述后立柱上，且位于所述冷板滑道结构对应的区域之间；

所述冷板与所述弹性件的另一端固定，可滑动的安装在所述冷板滑道结构内，并通过所述进水管路与所述进水歧管连通，通过所述出水管路与所述出水歧管连通；

其中，在所述冷板未与设置在所述冷凝器上的导热垫接触时，所述弹性件处于自然伸长状态；在所述冷板与设置在所述冷凝器上的导热垫接触时，所述弹性件处于压缩状态，以使所述冷板通过所述导热垫与所述冷凝器进行接触传热，辅助所述冷凝器和位于所述液冷散热设备内的蒸发器为液冷散热设备内的发热电子元件散热。

7.根据权利要求6所述的液冷散热机柜，其特征在于，所述冷板滑道结构包括：第一滑道和第二滑道；所述弹性件包括：第一固定部和第二固定部；

所述第一滑道和所述第二滑道间隔预设距离固定在所述后立柱上，所述预设距离略大于所述冷板的厚度；

所述冷板可滑动的安装在所述第一滑道和所述第二滑道构成的容纳空间中；

所述第一固定部固定在所述冷板朝向所述后立柱的面上，所述第二固定部固定在所述后立柱朝向所述冷板的面上。

8.根据权利要求5至7任一项所述的液冷散热机柜，其特征在于，所述冷凝器的蒸汽进口与所述冷板连接进水歧管的冷水入口相对设置，所述冷凝器的液体出口与所述冷板连接出水歧管的热水出口相对设置。

9.根据权利要求5至7任一项所述的液冷散热机柜，其特征在于，所述液冷散热机柜还包括：机箱固定件；

所述机箱固定件，用于将放置在所述机箱托板上的所述液冷散热设备固定在所述两个前立柱上，以使所述弹性件始终处于压缩状态。

10.一种液冷散热系统，其特征在于，包括：如权利要求1至4任一项所述的液冷散热设备，以及如权利要求5至9任一项所述的液冷散热机柜；

所述液冷散热设备放置于所述液冷散热机柜中的机箱托板上，并在延所述机箱托板装入液冷散热机柜时，使固定在所述液冷散热设备的外侧壁上的每一个冷凝器通过一个导热垫与固定在所述液冷散热机柜中的后立柱上的一个冷板接触，并使所述冷板延冷板滑道结构朝向所述后立柱的方向滑动，将位于所述冷板和所述后立柱之间的弹性件从自然伸长状态压缩到压缩状态，以使所述冷板通过所述导热垫与所述冷凝器进行接触传热，辅助所述冷凝器和位于所述液冷散热设备内的蒸发器为液冷散热设备内的发热电子元件散热。

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