CN114518791A - 服务器的冷却系统 - Google Patents

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CN114518791A CN202011302404.8A CN202011302404A CN114518791A CN 114518791 A CN114518791 A CN 114518791A CN 202011302404 A CN202011302404 A CN 202011302404A CN 114518791 A CN114518791 A CN 114518791A
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童凯炀
陈虹汝
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Abstract

本发明提供一种服务器的冷却系统，包含槽体、箱体、多孔盒体、第一吸湿材料、第一管线以及第二管线。槽体用以容置介电液。多孔盒体设置于箱体内。第一吸湿材料设置于多孔盒体内。第一管线包含第一进/出气端以及第二进/出气端，分别连接至槽体以及箱体。第二进/出气端连接第一吸湿材料。第二管线包含进液端以及出液端，分别连接至箱体以及槽体。本发明的服务器的冷却系统，可达到避免在服务器的冷却系统内产生液态水与电子组件接触的目的。

Description

服务器的冷却系统
技术领域
本申请是有关于一种服务器的冷却系统，尤其是有关于一种单相浸没式冷却系统。
背景技术
目前的单相浸没式冷却系统包含低温液体自槽体下方流入，透过多孔板将液体均匀分配于整个槽体中。流经电子组件(例如：服务器)的液体温度将因电子组件产生的废热而上升。此高温液体透过位于槽体上部的出口流出槽体并透过热交换器将热排出系统，使液体温度降低并再次流入槽体。由于槽体未抽真空且非完全密封，槽内将存在空气。当空气被降温时，其内含的水蒸气将被冷凝，进而形成液态水。当此液态水与电子组件接触时，将造成毁损。
单相浸没式冷却系统使用的液体主要分为两类，一是传统上常使用的矿物油等不导电的油类液体，另一种是近期新式系统较常使用的氟化液。由于氟化液具有较低的黏滞性并稍具挥发性，服务器自液体槽中取出后，表面残留的液体量较少，放置于通风处一段时间后，残留的氟化液将挥发殆尽，便于使用者进行维护。
然而，由于氟化液成本较高，且较油类容易挥发，对于系统的密封性及压力控制的要求也较高。除此之外，由于氟化液密度较液态水大，冷凝水将漂浮于氟化液槽体上。为了避免冷凝水与电子组件接触，需要加装除水装置。
因此，如何提出一种可解决上述问题的服务器的冷却系统，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本申请的一目的在于提出一种可解决上述问题的服务器的冷却系统。
为了达到上述目的，依据本申请的一实施方式，一种服务器的冷却系统包含槽体、箱体、多孔盒体、第一吸湿材料、第一管线以及第二管线。槽体用以容置介电液。多孔盒体设置于箱体内。第一吸湿材料设置于多孔盒体内。第一管线包含第一进/出气端以及第二进/出气端，分别连接至槽体以及箱体。第一进/出气端连接第一吸湿材料。第二管线包含进液端以及出液端，分别连接至箱体以及槽体。
于本申请的一或多个实施方式中，服务器的冷却系统进一步包含第三管线以及第一阀。第三管线连通所述箱体内外的空间。第一阀设置于第三管线。
于本申请的一或多个实施方式中，服务器的冷却系统进一步包含气压计以及控制器。气压计用以侦测槽体内之气压值。控制器用以在此气压值高于气压上限值时开启第一阀，并用以在此气压值低于气压上限值时关闭第一阀。
于本申请的一或多个实施方式中，控制器还用以在此气压值低于气压下限值时开启第一阀。
于本申请的一或多个实施方式中，进液端与第三管线连接箱体的一端分别位于第一吸湿材料的相反两侧。
于本申请的一或多个实施方式中，服务器的冷却系统进一步包含第二阀。第二阀设置于第二管线。
于本申请的一或多个实施方式中，服务器的冷却系统进一步包含液位传感器以及控制器。液位传感器用以感测箱体内的冷凝液的液位。控制器用以在此液位高于以及低于一默认值时分别开启以及关闭第二阀。
于本申请的一或多个实施方式中，服务器的冷却系统进一步包含第二吸湿材料。第二吸湿材料设置于第二管线。
于本申请的一或多个实施方式中，服务器的冷却系统进一步包含第二阀。第二阀设置于第二管线。第二阀以及第二吸湿材料分别邻近进液端以及出液端。
于本申请的一或多个实施方式中，槽体具有相对的液体侧以及气体侧，且此出液端以及此第一进/出气端分别邻近此液体侧以及此气体侧。
综上所述，在本发明的服务器的冷却系统中，因为浸没在介电液中产生废热的电子组件所导致的槽内热蒸气以及从外界进入服务器的冷却系统的湿空气皆经由吸湿材料吸收水蒸气和/或液态水，以达到避免在服务器的冷却系统内产生液态水与电子组件接触的目的。由于进出服务器的冷却系统的空气皆经过吸湿材料的处理，因此可有效地维持服务器的冷却系统内为低湿度状态。在本发明的服务器的冷却系统中，用户可以透过控制阀的开启与关闭以达到使气压维持于设定的上限与下限之间以及防止介电液的逸散的目的，因此可有效地使气压恒定以及提升介电液的回收率。
以上所述仅用以阐述本申请所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本申请的具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。
附图说明
为让本申请的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1为本申请一实施方式中服务器的冷却系统的示意图。
图2为本申请一实施方式中服务器的冷却系统排出气体的局部示意图。
图3为本申请一实施方式中服务器的冷却系统吸入气体的局部示意图。
图4为本申请一实施方式中服务器的冷却系统的部分组件的功能方块图。
标号说明
100:服务器的冷却系统
110:槽体
110a:液体侧
110b:气体侧
120:箱体
122:多孔盒体
124:第一吸湿材料
126:第二吸湿材料
130:第一管线
130a:第一进/出气端
130b:第二进/出气端
132:第二管线
132a:进液端
132b:出液端
134:第三管线
140:第一阀
142:第二阀
150:气压计
152:液位传感器
C:控制器
L1:介电液
L2:冷凝液
具体实施方式
以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示。在所有图式中相同的标号将用于表示相同或相似的组件。
以下将详细介绍本实施方式的服务器的冷却系统100所包含的各组件的结构、功能以及各组件之间的连接关系。
如图1所示，在本实施方式中，服务器的冷却系统100包含槽体110、箱体120、第一管线130以及第二管线132。槽体110具有相对的液体侧110a以及气体侧110b，且装载于槽体110内的介电液L1是位于液体侧110a。多孔盒体122设置于箱体120中。第一吸湿材料124设置于多孔盒体122中。第一吸湿材料124用以吸收水而不吸收介电液L1以及由介电液L1产生的介电液蒸气。第一管线130具有第一进/出气端130a以及第二进/出气端130b分别连接至槽体110以及箱体120。第二进/出气端130b连接第一吸湿材料124。第二管线132具有进液端132a以及出液端132b分别连接至箱体120以及槽体110。当槽体110内的介电液L1产生介电液蒸气时(例如，因电子组件的热加温)，槽体110内的混合气体会经由第一管线130抵达第一吸湿材料124而被吸收其中的水气。被吸收水气的气体接着进入箱体120，并在箱体120内冷凝出介电液L1。
在本实施方式中，服务器的冷却系统100进一步包含第三管线134。第三管线134连通箱体120内外的空间。当槽体110内的气压过高时(例如，槽体110内的气压值大于气压上限值)，服务器的冷却系统100可经由第三管线134将箱体120内的空气排至箱体120外，以避免服务器的冷却系统100内的气体过多。当槽体110内的气压过低时(例如，槽体110内的气压值小于气压下限值)，服务器的冷却系统100可经由第三管线134导入外界的湿空气进入箱体120，并经由第一吸湿材料124吸收水气。经吸湿的干空气可再经由第一管线130进入槽体110，以避免服务器的冷却系统100内的气体过少。于箱体120内的空气经冷凝而获得的介电液L1与液态水会混合形成冷凝液L2。冷凝液L2可经由第二管线132流入槽体110，其中设置于第二管线132的第二吸湿材料126先吸收液态水，剩余的介电液L1随后流入槽体110。
通过前述结构配置，服务器的冷却系统100即可经由第一吸湿材料124以及第二吸湿材料126的吸湿以达到保持整个系统为干燥状态的功效，并有效避免液态水接触到电子组件。另外，由于槽体110内的介电液L1所产生的介电液蒸气可经由上述路径冷凝于箱体120，再经由第二管线132流回槽体110，因此可有效地减少介电液L1的逸散以提高介电液L1的回收率。
在一些实施方式中，介电液L1可以是油类或氟化液等介电物质，但本申请不以此为限。
在一些实施方式中，箱体120设置于高于介电液L1的液面的位置，以便于让冷凝于箱体120内的介电液L1基于自身的重力而自动流回槽体110，但本申请不以此为限。
在一些实施方式中，第一进/出气端130a与槽体110的气体侧110b的侧壁连接。在另一些实施方式中，第一进/出气端130a穿过气体侧110b的侧壁而突伸至槽体110内，如图1所示。
在一些实施方式中，第二进/出气端130b与箱体120之侧壁连接，如图1所示。在另一些实施方式中，第二进/出气端130b穿过箱体120的侧壁而突伸至箱体120内。
在一些实施方式中，第一吸湿材料124可以是分子筛，但本申请不以此为限。在一些实施方式中，第一吸湿材料124可搭配湿度指示剂使用，以方便使用者根据湿度指示剂所指示的湿度状态来实时更换第一吸湿材料124。
在一些实施方式中，第二吸湿材料126可以是分子筛，但本申请不以此为限。在一些实施方式中，第二吸湿材料126可搭配湿度指示剂使用，以方便使用者根据湿度指示剂所指示的湿度状态来实时更换第二吸湿材料126。
在一些实施方式中，第二管线132的进液端132a与箱体120的侧壁连接。在另一些实施方式中，进液端132a穿过箱体120的侧壁而突伸至箱体120内，如图1所示。
在一些实施方式中，出液端132b与槽体110的液体侧110a的侧壁连接。在另一些实施方式中，出液端132b穿过液体侧110a槽体110的侧壁而突伸至液体侧110a，如图1所示。
在一些实施方式中，第三管线134的一端与箱体120之侧壁连接，如图1所示。在另一些实施方式中，第三管线134的一端穿过箱体120的侧壁突伸至箱体120内。
如图2所示，混合气体mg由槽体110内的介电液蒸气Lv以及湿空气wa所组成。当槽体110的气压过大以致混合气体mg从槽体110流经第一管线130到达多孔盒体122中的第一吸湿材料124时，因为介电液蒸气Lv的密度通常大于干空气da之密度，所以在箱体120内位于第一吸湿材料124以上的干空气da的浓度大于介电液蒸气Lv的浓度。而在箱体120内位于第一吸湿材料124以下的干空气da的浓度小于介电液蒸气Lv的浓度，以利经吸湿的干空气da经由第三管线134排出箱体120外以及介电液蒸气Lv储存于箱体120中。
如图3所示，当槽体110的气压过小时，箱体120外的湿空气wa将经由第三管线134流入箱体120，并经过第一吸湿材料124的除湿成为干空气da。经吸湿的干空气da以及位于箱体120中的介电液蒸气Lv形成干混合气体dmg经由第一管线130流入槽体110中。
在一些实施方式中，少部分的箱体120外的湿空气wa经由第三管线134流入箱体120时可不经过第一吸湿材料124而冷凝为液态水储存于箱体120中。在一些实施方式中，冷凝液L2由来自箱体120外的湿空气wa冷凝而成的液态水以及在箱体120内经冷凝的介电液L1所组成。
如图1以及图4所示，在本实施方式中，服务器的冷却系统100进一步包含气压计150以及控制器C。气压计150设置于槽体110，并用以侦测槽体110内的气压值。控制器C例如设置于服务器的冷却系统100外以控制第一阀140以及第二阀142的开启与关闭。
在一些实施方式中，第一阀140以及第二阀142可以是电磁阀，但本申请不限于此。
请参考图1、图2以及图4，在一些实施方式中，当气压计150侦测到槽体110的气压值大于气压上限值时，气压计150会发出讯号至控制器C，随后控制器C将控制第一阀140开启，以使槽体110内的混合气体mg从第一进/出气端130a经由第一管线130流入第一吸湿材料124再经由第三管线134排出箱体120外。
请参考图1以及图4，在一些实施方式中，当气压计150侦测到槽体110的气压值低于气压上限值时，气压计150会发出讯号至控制器C，随后控制器C将控制第一阀140关闭，以使槽体110以及箱体120内的气体无法经由第三管线134排出箱体120外。
请参考图1、图3以及图4，在一些实施方式中，当气压计150侦测到槽体110的气压值低于气压下限值时，气压计150会发出讯号至控制器C，随后控制器C将控制第一阀140开启，以使箱体120外的湿空气wa经由第三管线134流入箱体120，经过第一吸湿材料124后再从第二进/出气端130b经由第一管线130流入槽体110。
请参考图1以及图4，在一些实施方式中，服务器的冷却系统100进一步包含液位传感器152。液位传感器152设置于箱体120中，并用以侦测箱体120中冷凝液L2的液位。当液位传感器152侦测到冷凝液L2的液位高于一默认值时，液位传感器152会发出讯号至控制器C，随后控制器C将控制第二阀142开启，以使箱体120内的冷凝液L2从进液端132a流入第二管线132。经过第二吸湿材料126时冷凝液L2中的液态水被吸收，而剩余的介电液L1再透过第二管线132从出液端132b流入槽体110。当液位传感器152侦测到冷凝液L2的液位低于默认值时，液位传感器152会发出讯号至控制器C，随后控制器C将控制第二阀142关闭，藉此，即可确保只有冷凝液L2经由第二管线132由箱体120流入槽体110。
在一些实施方式中，第二阀142以及第二吸湿材料126可分别设置邻近进液端132a以及出液端132b，以在需要更换第二吸湿材料126时无须先将第二管线132进行排液即可执行更换，而可以增加更换时的便利性。
请参考图4，在一些实施方式中，控制器C可以是单一控制单元以同时控制第一阀140以及第二阀142。在其他一些实施方式中，控制器C可包含多个控制单元以分别控制第一阀140以及第二阀142。
由以上对于本申请的具体实施方式的详述，可以明显地看出，在本发明的服务器的冷却系统中，因为浸没在介电液中产生废热的电子组件所导致的槽内热蒸气以及从外界进入服务器的冷却系统的湿空气皆经由吸湿材料吸收水蒸气和/或液态水，以达到避免在服务器的冷却系统内产生液态水与电子组件接触的目的。由于进出服务器的冷却系统的空气皆经过吸湿材料的处理，因此可有效地维持服务器的冷却系统内为低湿度状态。此外，在本发明的服务器的冷却系统中，用户可以透过控制阀的开启与关闭以达到使气压维持于设定的上限与下限的间以及防止介电液的逸散的目的，因此可有效地使气压恒定以及提升介电液的回收率。
在本发明的一实施方式中，本发明的冷却系统系可应用于服务器，所述服务器系可用于人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)运算、边缘运算(edge computing)，亦可当作5G服务器、云端服务器或车联网服务器使用。
虽然本申请已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本申请，任何熟习此技艺者，在不脱离本申请的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本申请的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种服务器的冷却系统，其特征在于，包括：
一槽体，用以容置一介电液；
一箱体；
一多孔盒体，设置于所述箱体内；
一第一吸湿材料，设置于所述多孔盒体内；
一第一管线，包含一第一进/出气端以及一第二进/出气端，分别连接至所述槽体以及所述箱体，且所述第二进/出气端连接所述第一吸湿材料；以及
一第二管线，包含一进液端以及一出液端，分别连接至所述箱体以及所述槽体。
2.根据权利要求1所述的服务器的冷却系统，其特征在于，还包括：
一第三管线，连通所述箱体内外的空间；以及
一第一阀，设置于所述第三管线。
3.根据权利要求2所述的服务器的冷却系统，其特征在于，还包括：
一气压计，用以侦测所述槽体内的一气压值；以及
一控制器，用以在所述气压值大于一气压上限值时开启所述第一阀，并用以在所述气压值小于所述气压上限值时关闭所述第一阀。
4.根据权利要求3所述的服务器的冷却系统，其特征在于，所述控制器还用以在所述气压值小于一气压下限值时开启所述第一阀。
5.根据权利要求2所述的服务器的冷却系统，其特征在于，所述进液端与所述第三管线连接所述箱体的一端分别位于所述第一吸湿材料的相反两侧。
6.根据权利要求1所述的服务器的冷却系统，其特征在于，还包括：一第二阀，设置于所述第二管线。
7.根据权利要求6所述的服务器的冷却系统，其特征在于，还包括：
一液位传感器，用以感测所述箱体内的一冷凝液的一液位；以及
一控制器，用以在所述液位高于与低于一默认值时分别开启与关闭所述第二阀。
8.根据权利要求1所述的服务器的冷却系统，其特征在于，还包括：一第二吸湿材料，设置于所述第二管线中。
9.根据权利要求8所述的服务器的冷却系统，其特征在于，还包括：
一第二阀，设置于所述第二管线，其中所述第二阀与所述第二吸湿材料分别邻近所述进液端与所述出液端。
10.根据权利要求1所述的服务器的冷却系统，其特征在于，所述槽体具有相对的一液体侧以及一气体侧，且所述出液端与所述第一进/出气端分别邻近所述液体侧与所述气体侧。
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