CN115079795A - 一种液冷服务器及其液冷散热硬盘模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液冷散热硬盘模组，包括硬盘托架、安装于所述硬盘托架中的硬盘，还包括设置于所述硬盘托架上的液冷散热板，所述液冷散热板的一侧表面与所述硬盘的一侧表面紧贴，所述液冷散热板的内部开设有供冷却液流动的散热流道，且所述散热流道与液冷服务器中的冷量分配单元连通。如此，本发明所提供的液冷散热硬盘模组，通过在硬盘托架上增设液冷散热板，并使液冷散热板与安装在硬盘托架中的硬盘保持紧贴，再利用液冷散热板开设散热流道，从液冷服务器中的冷量分配单元中引入冷却液，最终利用冷却液对硬盘进行散热，能够兼顾硬盘的液冷散热需求，对硬盘实现液冷散热，提高硬盘的散热性能。本发明还公开一种液冷服务器，其有益效果如上所述。

Description

一种液冷服务器及其液冷散热硬盘模组

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种液冷散热硬盘模组。本发明还涉及一种液冷服务器。

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、网页服务器等。服务器的主要构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，与通用的计算机架构类似。

目前，服务器等电子设备的配置和性能越来越强大，对散热性能的需求也越来越高。以服务器为例，常规的散热措施通常是在服务器机箱的前端或后端并列安装多个散热风扇，通过各个散热风扇的同时运行为服务器内的各个发热部件进行风冷散热，核心的发热部件主要包括CPU(Central Process Unit，中央处理器)、内存、硬盘、PCIE(peripheralcomponent interconnect express，高速串行计算机扩展总线)板卡等。

服务器的风冷散热效率已趋极限，逐渐无法满足服务器的散热需求，必须使用散热效率更高的液冷技术。液冷技术分为两种，即浸没式液冷和冷板式液冷。其中，浸没式液冷技术的造价高昂，且维护麻烦，不利于技术普及，而冷板式液冷技术的成本较低，已逐渐普及。

在现有技术中，在许多已经导入冷板式水冷散热方案的服务器中仍然保留着一定数量的风扇，其目的在于对部分无法实现水冷散热的部件提供风冷散热的途径，比如硬盘等，然而，在液冷服务器中还保留风扇仅是权宜之举，硬盘等部件仍然使用风冷方式散热，无法享受到液冷散热的好处，散热效率跟不上散热需求的情况仍然存在，导致在未预留风扇安装位的液冷服务器中，硬盘的散热需求得不到保证。

因此，如何在冷板式液冷服务器中兼顾硬盘的液冷散热需求，对硬盘实现液冷散热，提高硬盘的散热性能，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液冷散热硬盘模组，能够兼顾硬盘的液冷散热需求，对硬盘实现液冷散热，提高硬盘的散热性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种液冷散热硬盘模组，包括硬盘托架、安装于所述硬盘托架中的硬盘，还包括设置于所述硬盘托架上的液冷散热板，所述液冷散热板的一侧表面与所述硬盘的一侧表面紧贴，所述液冷散热板的内部开设有供冷却液流动的散热流道，且所述散热流道与液冷服务器中的冷量分配单元连通。

在其中一个优选实施例中，所述液冷散热板上的最大面积的表面为导热介质面，以加快与所述硬盘之间的热交换效率。

在其中一个优选实施例中，所述硬盘呈水平姿态安装于所述硬盘托架中，且所述导热介质面与所述硬盘上的最大面积的一侧表面紧贴。

在其中一个优选实施例中，所述液冷散热板呈水平姿态安装于所述硬盘托架的顶端，且所述导热介质面与所述硬盘的顶端端面紧贴。

在其中一个优选实施例中，所述液冷散热板呈水平姿态安装于所述硬盘托架的底端，且所述导热介质面与所述硬盘的底端端面紧贴。

在其中一个优选实施例中，所述导热介质面的面积大于或等于与其紧贴的硬盘表面的面积。

在其中一个优选实施例中，所述散热流道在所述液冷散热板内呈曲折分布，且所述散热流道的进水口及出水口上均设置有用于与所述冷量分配单元连通的快拆接头。

在其中一个优选实施例中，所述液冷散热板与所述硬盘托架可拆卸连接。

在其中一个优选实施例中，所述导热介质面与所述硬盘的对应表面之间可拆卸地插设有导热垫片，以提高两者间的热交换效率以及调整两者之间的预紧力。

本发明还提供一种液冷服务器，包括机箱，还包括设置于所述机箱内的液冷散热硬盘模组，所述液冷散热硬盘模组具体为上述任一项所述的液冷散热硬盘模组。

本发明所提供的液冷散热硬盘模组，主要包括硬盘托架、硬盘和液冷散热板。其中，硬盘托架为本液冷散热硬盘模组的主体结构，主要用于安装硬盘，同时也用于安装其余零部件。硬盘安装在硬盘托架中，以与硬盘托架连接固定，并通过硬盘托架在服务器机箱内的安装实现硬盘的稳定装夹，保证硬盘在运行过程中保持稳定。液冷散热板也设置在硬盘托架上，为本液冷散热硬盘模组的核心部件，且液冷散热板的其中一侧表面与硬盘的其中一侧表面互相紧贴，以通过两者之间的良好物理接触实现传递式热量交换，即硬盘在运行时产生的部分热量将通过热交换传递给液冷散热板，以实现对硬盘的吸热和散热。同时，在液冷散热板的内部开设有散热流道，该散热流道主要用于供冷却液进行流动，且该散热流道与(冷板式)液冷服务器中的冷量分配单元连通，以便冷量分配单元将部分冷却液分配至散热流道中，进而使冷却液在散热流道中通过液冷散热板与硬盘进行换热，对硬盘的热量进行吸收。如此，本发明所提供的液冷散热硬盘模组，通过在硬盘托架上增设液冷散热板，并使液冷散热板与安装在硬盘托架中的硬盘保持紧贴，再利用液冷散热板开设散热流道，从液冷服务器中的冷量分配单元中引入冷却液，最终利用冷却液对硬盘进行散热，能够兼顾硬盘的液冷散热需求，对硬盘实现液冷散热，提高硬盘的散热性能。

本发明所提供的液冷服务器，主要包括机箱和设置于机箱内的液冷散热硬盘模组，其有益效果如上所述。

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的结构爆炸图。

图3为硬盘与液冷散热板在硬盘托架中的一种安装结构示意图。

图4为硬盘与液冷散热板在硬盘托架中的另一种安装结构示意图。

图5为图1的一种具体结构左视图。

图6为图1的另一种具体结构左视图。

图7为本发明所提供的另一种具体实施方式的整体结构示意图。

其中，图1—图7中：

硬盘托架—1，硬盘—2，液冷散热板—3，冷量分配单元—4，快拆接头—5，导热垫片—6；

前面板—11，安装侧板—12，散热流道—31，导热介质面—32。

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2，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的结构爆炸图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，液冷散热硬盘模组主要包括硬盘托架1、硬盘2和液冷散热板3。

其中，硬盘托架1为本液冷散热硬盘模组的主体结构，主要用于安装硬盘2，同时也用于安装其余零部件。

硬盘2安装在硬盘托架1中，以与硬盘托架1连接固定，并通过硬盘托架1在服务器机箱内的安装实现硬盘2的稳定装夹，保证硬盘2在运行过程中保持稳定。一般的，硬盘托架1适用的硬盘2主要为3.5寸的HDD(Hard Disk Drive，磁盘驱动器)。

液冷散热板3也设置在硬盘托架1上，为本液冷散热硬盘模组的核心部件，且液冷散热板3的其中一侧表面与硬盘2的其中一侧表面互相紧贴，以通过两者之间的良好物理接触实现传递式热量交换，即硬盘2在运行时产生的部分热量将通过热交换传递给液冷散热板3，以实现对硬盘2的吸热和散热。

同时，在液冷散热板3的内部开设有散热流道31，该散热流道31主要用于供冷却液进行流动，且该散热流道31与(冷板式)液冷服务器中的冷量分配单元4(CDU，CoolantDistribution Unit)连通，以便冷量分配单元4将部分冷却液分配至散热流道31中，进而使冷却液在散热流道31中通过液冷散热板3与硬盘2进行换热，对硬盘2的热量进行吸收。

如此，本实施例所提供的液冷散热硬盘模组，通过在硬盘托架1上增设液冷散热板3，并使液冷散热板3与安装在硬盘托架1中的硬盘2保持紧贴，再利用液冷散热板3开设散热流道31，从液冷服务器中的冷量分配单元4中引入冷却液，最终利用冷却液对硬盘2进行散热，能够兼顾硬盘2的液冷散热需求，对硬盘2实现液冷散热，提高硬盘2的散热性能。

在关于硬盘托架1的一种可选实施例中，该硬盘托架1为分体式结构，主要包括前面板11和安装侧板12。考虑到硬盘2通常呈矩形状，因此硬盘托架1整体也呈矩形状，且整体尺寸与硬盘2相当或略大。

其中，前面板11设置于硬盘托架1的前端位置，其上通常安装有把手、工作状态指示灯等部件，能够方便工作人员进行拆装、推拉操作，或者准确判断硬盘2的工作状态。由于本发明中的硬盘2为液冷散热，因此前面板11上不再需要开设通风孔。当然，若为实现减重设计，则也可开设通孔进行减重。

安装侧板12设置于硬盘托架1的后端位置，且安装侧板12的一端与硬盘托架1相连。一般的，安装侧板12同时设置有两块，且分别位于前面板11的宽度方向两侧，而两块安装侧板12的长度方向均垂直于前面板11的后端面，如此设置，在两块安装侧板12之间即形成了未封闭的矩形空间，以便安装硬盘2。当然，两块安装侧板12的后端也可以通过封板进行封口。

为方便实现硬盘2在硬盘托架1中的拆装操作，在本实施例中，硬盘2与硬盘托架1通过螺栓等紧固件实现可拆卸连接。具体的，在硬盘2的两侧侧壁上开设有螺纹孔，而在硬盘托架1的两个安装侧板12上的对应位置处设置有螺栓，以便通过螺栓与螺纹孔的配合将硬盘2固定在硬盘托架1中。当然，硬盘2与硬盘托架1之间还可以通过工字钉等部件实现可拆卸连接。

在关于液冷散热板3的一种可选实施例中，该液冷散热板3具体呈矩形，共具有6个表面，且其中最大面积的表面(2个或其中的1个)具体为导热介质面32，该导热介质面32主要用于与硬盘2的表面互相紧贴，以与硬盘2进行热交换。具体的，该导热介质面32可通过在液冷散热板3的对应表面上铺设导热系数较高的导热材料成型，比如导热硅脂层、铜皮层等。如此设置，利用导热介质面32的较高导热系数，能够加快与硬盘2之间的热交换效率，从而将硬盘2的热量快速吸收至液冷散热板3。

考虑到硬盘2一般呈水平姿态安装在硬盘托架1中，为便于实现液冷散热板3的导热介质面32与硬盘2的紧贴，在本实施例中，液冷散热板3也呈水平姿态安装在硬盘托架1中，并且液冷散热板3上的导热介质面32与硬盘2上的最大面积的一侧表面(即顶端端面或底端端面)保持紧贴。

如图3所示，图3为硬盘2与液冷散热板3在硬盘托架1中的一种安装结构示意图。

具体的，硬盘2呈水平姿态安装在硬盘托架1的顶部位置，而液冷散热板3呈水平姿态安装在硬盘托架1的底部位置，此时，液冷散热板3的导热介质面32即为其顶端端面，并与硬盘2的底端端面紧贴。如此设置，液冷散热板3不仅能够最大化实现对硬盘2的吸热效率，还能够对在硬盘托架1内对硬盘2实现支撑安装及定位效果，使得在硬盘托架1的两个安装侧板12之间无需额外安装托板等部件，由液冷散热板3对硬盘2进行承托。

如图4所示，图4为硬盘2与液冷散热板3在硬盘托架1中的另一种安装结构示意图。

不仅如此，硬盘2还可呈水平姿态安装在硬盘托架1的底部位置，而此时液冷散热板3呈水平姿态安装在硬盘托架1的顶部位置，相当于将前述实施例中的硬盘2与液冷散热板3的位置互换，同时，此时液冷散热板3的导热介质面32即为其底端端面，并与硬盘2的顶端端面紧贴。如此设置，在硬盘托架1的底部通常需要设置托板，以对硬盘2进行承托和定位，而液冷散热板3不仅能够最大化实现对硬盘2的吸热效率，还能够将硬盘2压紧，将硬盘2紧固在硬盘托架1内，防止硬盘2产生振动。

当然，硬盘2与液冷散热板3之间的接触方式并不仅限于前述若干实施例中的上下紧贴，还可以是前后紧贴，比如硬盘2与液冷散热板3在硬盘托架1内呈水平前后排列，硬盘2安装于两个安装侧板12的前端位置，而液冷散热板3安装于两个安装侧板12的后端位置，此时，液冷散热板3的前端端面与硬盘2的后端端面保持紧贴，同样能够实现硬盘2与液冷散热板3之间的热交换。

此外，为尽量提高换热效率，在本实施例中，液冷散热板3上的导热介质面32的面积大于或等于与其紧贴的硬盘2表面的面积。比如，当硬盘2呈水平姿态安装在硬盘托架1的顶部位置，而液冷散热板3呈水平姿态安装在硬盘托架1的底部位置时，液冷散热板3的顶端端面的面积等于或大于硬盘2的底端端面的面积；或者，当硬盘2呈水平姿态安装在硬盘托架1的底部位置，而液冷散热板3呈水平姿态安装在硬盘托架1的顶部位置时，液冷散热板3的底端端面的面积等于或大于硬盘2的顶端端面的面积；还可以是，当硬盘2与液冷散热板3均水平排列分布在硬盘托架1时，液冷散热板3的前端端面的面积等于或大于前面板11的后端端面的面积。

一般的，为实现轻量化设计和缩减结构尺寸，导热介质面32的面积可等于与其紧贴的硬盘2表面的面积。当然，若有必要，导热介质面32的面积也可以适当大于与其紧贴的硬盘2表面的面积，其差值范围一般在5％以内。

在关于散热流道31的一种可选实施例中，为尽量延长冷却液在散热流道31中的流动时间以及冷却液与硬盘2之间的换热时间，在本实施例中，该散热流道31在液冷散热板3内呈曲折分布。具体的，散热流道31可包括多个依次连通的U型流道或Z型流道，或者呈不规则曲线型的线性流道。如此设置，散热流道31的长度即可得到大幅延长，从而增加对冷却液的最大容量，并延长冷却液在液冷散热板3内的流动时间，进而增加冷却液与硬盘2之间的换热时间，最终提高对硬盘2的散热效率。

进一步的，散热流道31在液冷散热板3内的分布区域可遍布整个液冷散热板3的导热介质面32，从而确保导热介质面32与硬盘2的对应表面紧贴时，硬盘2的热量能够均匀地同时传递至整个导热介质面32上，避免在导热介质面32上存在换热盲区。

不仅如此，考虑到硬盘2的热量产生实际上并不均匀，比如磁盘的所在区域产热量较大，而其余区域产热量较小，为此，散热流道31在液冷散热板3内的分布密度可以适当进行调整，以便在与硬盘2的产热量较大的位置对应的区域处设置较大密度的散热流道31，反之则在与硬盘2的产热量较小的位置对应的区域处设置较小密度的散热流道31。

一般的，散热流道31在液冷散热板3内只需开设一条即可，当然，若有必要，散热流道31也可以同时设置多条，且每条散热流道31均与冷量分配单元4连通。

此外，散热流道31具体可采用槽型流道，并且其流道线型为流线型，以便降低冷却液在散热流道31中的流动阻力，同时，散热流道31通过可导热介质面32进行封顶，从而确保冷却液在流动过程中能够直接接触到导热介质面32，以便在导热介质面32吸收了硬盘2的热量之后，直接传递与冷却液，尽量缩短热量交换路径，提高热交换效率。当然，散热流道31具体还可采用孔型流道。

为便于实现散热流道31与冷量分配单元4之间的连通，保证冷却液能够在散热流道31中实现稳定的循环流动，在本实施例中，液冷散热板3的后端端面上开设有进水口和出水口，且该进水口与散热流道31的一端连通，而出水口与散热流道31的另一端连通。同时，在进水口和出水口上均设置有快拆接头5，以便通过该快拆接头5与冷量分配单元4的管路连通。如此设置，由于快拆接头5与液冷散热板3之间形成可拆卸式连接，能够方便地进行拆装操作，因此能够根据实际的冷量分配单元4的管路型号、规格等参数进行拆换，同时降低拆装操作难度。

一般的，快拆接头5具体可采用宝塔式接头或盲插式接头。

为便于实现液冷散热板3在硬盘托架1上的拆装操作，在本实施例中，液冷散热板3与硬盘托架1形成可拆卸连接。

如图5所示，图5为图1的一种具体结构左视图。

具体的，液冷散热板3与硬盘托架1之间可通过螺栓等紧固件实现可拆卸连接，比如，在硬盘托架1的两个安装侧板12的底端端面上设置多个螺栓，同时在液冷散热板3的顶端端面上的对应位置处开设多个螺纹孔，从而通过各个螺栓与各个螺纹孔之间的螺纹连接，实现液冷散热板3在硬盘托架1上的定位连接。

或者，在硬盘托架1的两个安装侧板12的顶端端面上设置多个螺栓，同时在液冷散热板3的底端端面上的对应位置处开设多个螺纹孔，从而通过各个螺栓与各个螺纹孔之间的螺纹连接，实现液冷散热板3在硬盘托架1上的定位连接。

如图6所示，图6为图1的另一种具体结构左视图。

又或者，可将硬盘托架1的两个安装侧板12的高度加大，以便同时覆盖硬盘2和液冷散热板3的侧壁，此时，在硬盘托架1的两个安装侧板12的内壁顶部或底部设置多个螺栓，同时在液冷散热板3的两侧侧壁的顶部或底部的对应位置处开设多个螺纹孔，从而通过各个螺栓与各个螺纹孔之间的螺纹连接，实现液冷散热板3在硬盘托架1上的定位连接。

如此设置，液冷散热板3能够方便地在硬盘托架1上进行拆装操作，并且不影响硬盘2在硬盘托架1中的正常拆装维护操作。

当然，液冷散热板3还可通过卡扣等部件与硬盘托架1实现卡接连接，并且液冷散热器在硬盘托架1上的安装方式，并不仅限于可拆卸连接，还可以是固定连接，比如焊接等。

另外，为进一步加强硬盘2与液冷散热板3之间的热交换效率，本实施例中增设了导热垫片6。具体的，该导热垫片6具有较高导热系数，比如硅脂材料、金属材料等，并插设在液冷散热板3的导热介质面32与硬盘2的对应表面之间，以便作为硬盘2与液冷散热板3之间的热传递桥梁，使得硬盘2的热量能够通过导热垫片6传递至液冷散热板3的导热介质面32上，防止该导热介质面32与硬盘2的对应表面之间形成空气间隙，避免空气层作为隔热材料而阻碍热量传递。

同时，导热垫片6在导热介质面32与硬盘2的对应表面之间具体为可拆卸连接，能够将导热垫片6从两者之间抽出，并更换不同厚度的导热垫片6后重新插设回两者之间。如此设置，通过插设不同厚度的导热垫片6即可方便地调整液冷散热板3与硬盘2之间的预紧力，从而提高硬盘2、液冷散热板3在硬盘托架1中的安装稳定性，同时还能够提高硬盘2与导热垫片6、液冷散热板3与导热垫片6之间的紧贴紧密性，进而进一步提高热交换效率。

如图7所示，图7为本发明所提供的另一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的另一种具体实施方式中，硬盘托架1还可以适用于2.5寸的SSD(Solid State Disk，固态硬盘)，比如M.2固态硬盘等。此时，在同样尺寸的硬盘托架1内可同时安装多块硬盘2，以便通过液冷散热板3同时为多块硬盘2进行散热。

本实施例还提供一种液冷服务器，主要包括机箱和设置于机箱内的液冷散热硬盘模组，其中，该液冷散热硬盘模组的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

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 (10)

1.一种液冷散热硬盘模组，包括硬盘托架(1)、安装于所述硬盘托架(1)中的硬盘(2)，其特征在于，还包括设置于所述硬盘托架(1)上的液冷散热板(3)，所述液冷散热板(3)的一侧表面与所述硬盘(2)的一侧表面紧贴，所述液冷散热板(3)的内部开设有供冷却液流动的散热流道(31)，且所述散热流道(31)与液冷服务器中的冷量分配单元(4)连通。

2.根据权利要求1所述的液冷散热硬盘模组，其特征在于，所述液冷散热板(3)上的最大面积的表面为导热介质面(32)，以加快与所述硬盘(2)之间的热交换效率。

3.根据权利要求2所述的液冷散热硬盘模组，其特征在于，所述硬盘(2)呈水平姿态安装于所述硬盘托架(1)中，且所述导热介质面(32)与所述硬盘(2)上的最大面积的一侧表面紧贴。

4.根据权利要求3所述的液冷散热硬盘模组，其特征在于，所述液冷散热板(3)呈水平姿态安装于所述硬盘托架(1)的底端，且所述导热介质面(32)与所述硬盘(2)的底端端面紧贴。

5.根据权利要求3所述的液冷散热硬盘模组，其特征在于，所述液冷散热板(3)呈水平姿态安装于所述硬盘托架(1)的顶端，且所述导热介质面(32)与所述硬盘(2)的顶端端面紧贴。

6.根据权利要求2所述的液冷散热硬盘模组，其特征在于，所述导热介质面(32)的面积大于或等于与其紧贴的硬盘(2)表面的面积。

7.根据权利要求1所述的液冷散热硬盘模组，其特征在于，所述散热流道(31)在所述液冷散热板(3)内呈曲折分布，且所述散热流道(31)的进水口及出水口上均设置有用于与所述冷量分配单元(4)连通的快拆接头(5)。

8.根据权利要求1所述的液冷散热硬盘模组，其特征在于，所述液冷散热板(3)与所述硬盘托架(1)可拆卸连接。

9.根据权利要求2-8任一项所述的液冷散热硬盘模组，其特征在于，所述导热介质面(31)与所述硬盘(2)的对应表面之间可拆卸地插设有导热垫片(6)，以提高两者间的热交换效率以及调整两者之间的预紧力。

10.一种液冷服务器，包括机箱，其特征在于，还包括设置于所述机箱内的液冷散热硬盘模组，所述液冷散热硬盘模组具体为权利要求1-9任一项所述的液冷散热硬盘模组。

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