CN115904037A - 液冷散热装置及服务器 - Google Patents
液冷散热装置及服务器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115904037A CN115904037A CN202211494262.9A CN202211494262A CN115904037A CN 115904037 A CN115904037 A CN 115904037A CN 202211494262 A CN202211494262 A CN 202211494262A CN 115904037 A CN115904037 A CN 115904037A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- temperature
- heating element
- server
- flow valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 97
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 119
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 102
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 25
- 239000011232 storage material Substances 0.000 claims description 15
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 78
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 42
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910000807 Ga alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XTPMURFLEDRBCW-UHFFFAOYSA-N bismuth gallium Chemical compound [Ga].[Bi] XTPMURFLEDRBCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
本发明涉及液冷散热技术领域,提供一种液冷散热装置及服务器。上述的液冷散热装置,包括:制冷块用于设置于发热元件的下方,制冷块内设置有多个通道;第一管道与多个通道的第一端连接,第二管道与多个通道的第二端连接;第一温度传感器用于设置于服务器的壳体内,用于检测壳体内的温度;第一流量阀设置于第一管道,以根据壳体内的温度调节第一流量阀的开度。上述的液冷散热装置,可根据服务器壳体内的温度自动调节第一流量阀的阀芯开度,进而自动调节进入制冷块内各通道中的冷却介质的流量,在不增大制冷块体积的情况下,提高了冷却效果,从而获得了更高的设备换热率、更高的能效比以及更低的芯片表面温度,极大地提升了服务器的运算密度和性能。
Description
技术领域
本发明涉及液冷散热技术领域,尤其涉及一种液冷散热装置及服务器。
背景技术
传统服务器往往设置有多组风扇模块,以加速热对流的方式对服务器内的电子元器件进行散热,以降低服务器内部高温元件的温度。随着服务器运算能力的提高,发热量也增大,使用体积较大且功率较高的风扇或增加风扇数量来提高散热效率会占用服务器内部电子元器件的设置空间,同时产生较大的噪音。
基于此,液冷散热装置应用而生,通常大功率发热器件冷却一般采用翅片式传热块,通过扩大传热块体积,可以提升换热效率,但是受限于服务器内空间的大小,传热块的体积不能无限扩大,其会导致服务器体积变大且重量增加,而目前服务器体积正朝向小型化、轻量化发展。基于此,提供一种新型的液冷散热装置势在必行。
发明内容
本发明提供一种液冷散热装置及服务器,用以解决现有技术中液冷散热装置在不增加体积的情况下,散热效果差的缺陷。
本发明提供一种液冷散热装置,包括:
制冷块,用于设置于发热元件的下方,所述制冷块内设置有多个通道;
第一管道和第二管道,所述第一管道与多个所述通道的第一端连接,所述第二管道与多个所述通道的第二端连接;
第一温度传感器,用于设置于服务器的壳体内,所述第一温度传感器用于检测所述壳体内的温度;
第一流量阀,设置于所述第一管道,以根据所述壳体内的温度调节所述第一流量阀的开度。
根据本发明提供的一种液冷散热装置,多个所述通道分编为多个制冷单元,每个所述制冷单元设置于一个发热元件的下方,每个所述制冷单元内所述通道的数量与相对设置的所述发热元件的发热量正相关。
根据本发明提供的一种液冷散热装置,还包括控制器,所述控制器与所述第一温度传感器和所述第一流量阀电性连接,以根据所述第一温度传感器检测的温度数据控制所述第一流量阀的阀芯开度。
根据本发明提供的一种液冷散热装置,多个第二温度传感器,分别设置于各个发热元件上,每个所述第二温度传感器用于检测一个所述发热元件的温度,多个所述第二温度传感器均与所述控制器电性连接;
多个第二流量阀,所述第二流量阀的数量与所述第二温度传感器的数量相匹配,每个所述第二流量阀均设置于一个所述制冷单元的进口,多个所述第二流量阀均与所述控制器电性连接,以根据所述发热元件的温度数据调节相应的所述第二流量阀的阀芯开度。
根据本发明提供的一种液冷散热装置,还包括:
多个储液箱,每个储液箱的一端与一个所述制冷单元的入口连接,每个所述储液箱的另一端设有一个所述第一管道;
多个液位传感器,每个所述液位传感器设置于一个所述储液箱内,每个所述液位传感器与所述控制器电性连接。
根据本发明提供的一种液冷散热装置,所述制冷块的表面设有凹槽,所述凹槽内设有蓄冷材料,所述制冷块设有所述凹槽的表面用于与发热元件接触。
根据本发明提供的一种液冷散热装置,所述第一管道包括:
第一总管,所述第一总管的第一端用于与外部制冷源连接,所述第一总管上设有所述第一流量阀;
多个第一支管,每个所述第一支管的两端分别与所述第一总管和一个所述制冷单元的进口连接,每个所述第一支管上设置有一个所述第二流量阀。
根据本发明提供的一种液冷散热装置,所述第二管道包括:
多个第二支管,每个所述第二支管的第一端与一个所述制冷单元的出口连接;
第二总管,所述第二总管的一端与多个所述第二支管的第二端连接。
本发明还提供一种服务器,包括壳体、发热元件和如上所述的液冷散热装置,所述发热元件和所述液冷散热装置设置于所述壳体内,所述液冷散热装置的制冷块与所述发热元件的下表面接触。
根据本发明提供的一种服务器,还包括多个换热肋片,所述换热肋片设置于所述壳体的内壁,所述换热肋片用于对所述发热元件进行散热。
本发明提供的液冷散热装置,通过设置第一温度传感器和第一流量阀,可根据服务器壳体内的温度自动调节第一流量阀的阀芯开度,进而自动调节进入制冷块内各通道中的冷却介质的流量,在不增大制冷块体积的情况下,提高了冷却效果,从而获得了更高的设备换热率、更高的能效比以及更低的芯片表面温度,极大地提升了服务器的运算密度和性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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附图。
图1是本发明提供的液冷散热装置的结构示意图之一;
图2是本发明提供的液冷散热装置的结构示意图之二;
附图标记:
10:制冷块;11:通道;12:制冷单元;20:第一管道;21:第一总管;22:第一支管;30:第二管道;31:第二总管;32:第二支管;41:第一流量阀;42:第二流量阀;50:储液箱;60:第三管道。
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,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电性连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1和图2描述本发明的液冷散热装置及服务器。
如图1所示,在本发明的实施例中,液冷散热装置包括:制冷块10、第一管道20、第二管道30、第一温度传感器和第一流量阀41。制冷块10用于设置于发热元件的下方,制冷块10内设置有多个通道11,第一管道20与多个通道11的第一端连接,第二管道30与多个通道11的第二端连接。第一温度传感器用于设置于服务器壳体内,第一温度传感器用于检测壳体内的温度,第一流量阀41设置于第一管道20,以根据壳体内的温度调节第一流量阀41的开度。
具体来说,制冷块10内设置有多个通道11,第一管道20用于向制冷块10内的多个通道11注入冷却介质,第二管道30用于将吸收热量的冷却介质排出。进一步地,在本实施例中,冷却介质为制冷剂,制冷剂由第一管道20进入制冷块10内的通道11内,制冷剂在流动过程中发生相变,吸收发热元件的热量,进而对发热元件进行冷却。进一步地,在现有技术中,通常向通道11内通入水,利用水与发热元件之间的温度差对发热元件进行冷却,水吸收部分热量后,其吸热能力趋于饱和,无法继续辐射冷量,故而需要通过加大制冷块10的体积,以获得更好的冷却效果。在本发明的实施例中,制冷剂在流动过程中,吸收发热元件的热量,发生相变,其在相变过程中会吸收大量的热量,从而提高了液冷散热装置的散热效果。可选地,在本发明的实施例中,制冷剂可以为气态制冷剂,也可以为液态制冷剂。
进一步地,第一温度传感器设置于服务器的壳体内,用于检测服务器壳体内的温度数据,当各发热元件开始运行时,其均会产生一定的热量,进而使壳体内的温度升高。第一流量阀41设置于第一管道20,可根据第一温度传感器检测到的温度数据调节第一流量阀41的阀芯开度,进而调节进入各通道11内的冷却介质的流量。具体地,在服务器壳体内温度较高时,可加大第一流量阀41的阀芯开度,以增大冷却介质的流量,实现快速制冷;在服务器壳体内温度较低时,可减小第一流量阀41的阀芯开度,以降低能耗。
进一步地,在本实施例中,液冷散热装置内设置有控制器或控制软件,控制器或控制软件可根据第一温度传感器检测的温度数据自动调节第一流量阀41的阀芯开度,以实现自动控温。
本发明实施例提供的液冷散热装置,通过设置第一温度传感器和第一流量阀,可根据服务器壳体内的温度自动调节第一流量阀的阀芯开度,进而自动调节进入制冷块内各通道中的冷却介质的流量,在不增大制冷块体积的情况下,提高了冷却效果,从而获得了更高的设备换热率、更高的能效比以及更低的芯片表面温度,极大地提升了服务器的运算密度和性能。
进一步地,如图1所示,在本发明的实施例中,多个通道11分编为多个制冷单元12,每个制冷单元12设置于一个发热元件的下方,每个制冷单元12内通道11的数量与相对设置的发热元件的发热量正相关。
具体来说,在本实施例中,每个通道11的尺寸均相等,其换热能力也均相等,根据发热元件的发热量来设置每个制冷单元12内的通道11的数量,可使每个制冷单元12的制冷能力与其相对的发热元件的发热量相匹配,避免出现发热元件发热量大而其所对应的制冷单元12冷却能力较小,进而无法满足该发热元件的制冷需求。
每个制冷单元12设置于一个发热元件的下方,可保证每个发热元件均有相对应的制冷单元12对其进行冷却,从而增大了发热元件与制冷块10的接触面积,进而提高了冷却效果,避免了部分发热元件下方通道11较少,或没有通道11导致部分发热元件冷却效果差的问题。
具体地,本发明实施例提供的液冷散热装置主要适用于对服务器内的各发热元件进行散热,在服务器内主要发热元件包括:CPU芯片、主板芯片和智能网卡等。制冷块10设置于各发热元件的下方,制冷块10内各个制冷单元12的布局与服务器内各发热元件的设置位置相匹配,以使每个发热元件的下方都设置有一个制冷单元12。进一步地,每个制冷单元12内均包括多个通道11,每个制冷单元12内通道11的数量可根据发热元件的发热量设置,发热量大的发热元件所对应的制冷单元12内通道11数量较多,而发热量小的发热元件所对应的制冷单元12内通道11数量较少。
进一步地,在本发明的实施例中,液冷散热装置还包括控制器,控制器与第一温度传感器和第一流量阀41电性连接,以根据第一温度传感器检测的温度数据控制第一流量阀41的开度。
具体来说,在服务器运行过程中,第一温度传感器检测服务器壳体内的温度数据并将检测到的温度数据发送至控制器,控制器内预设温度数据与冷却介质流量的控制程序,控制器可根据温度数据控制第一流量阀41的阀芯开度,进而控制进入各通道11内的冷却介质的流量。
如图1所示,在本发明的实施例中,液冷散热装置还包括多个第二温度传感器和多个第二流量阀42。多个第二温度传感器分别设置在各个发热元件上,以对每个发热元件的表面温度进行检测,多个第二温度传感器均与控制器电性连接。第二流量阀42的数量与第二温度传感器的数量相匹配,每个第二流量阀42均设置于一个制冷单元12的进口,多个第二流量阀42均与控制器电性连接,以根据发热元件的温度数据调节相应的第二流量阀42的阀芯开度。
具体来说,在服务器运行过程中,随着运行时长的增加,各发热元件开始发热,每个发热元件上设置有第二温度传感器,第二温度传感器将检测到的温度数据发送至控制器,控制器根据内置的温度数据与冷却介质的流量之间的关系控制各第二流量阀42的阀芯开度,以实现分区控温。
具体地,由于服务器内发热元件的数量为多个,且每种发热元件在运行过程中的发热量并不相同,在每个制冷单元12的进口处设置第二流量阀42,可根据每个发热单元的温度调节相对应的制冷单元12内的冷却介质的流量,以实现多级分区调控制冷块10内冷却介质的流量。具体地,如发热元件温度较高,可增大该发热元件相对应的第二流量阀42的开度,以增大冷却介质的流量,以提高制冷块10的冷却效果;而如某个发热元件的温度较低,则可减小该发热元件所对应的第二流量阀42的开度,以减小冷却介质的流量,以利于节能降耗。
进一步地,如图1所示,在本发明的实施例中,第一管道20包括:第一总管21和多个第一支管22。第一总管21的第一端用于与外部制冷源连接,每个第一支管22的两端分别与第一总管21和一个制冷单元12的进口连接,每个第一支管22上设置有一个第二流量阀42。
具体来说,每个制冷单元12均连接有一个第一支管22,每个第一支管22上均设置有一个第二流量阀42,以对每个第一支管22内冷却介质的流量进行调节。具体地,服务器内每个发热元件的发热量不同,如CPU芯片其功率在350W-500W,其发热量最大,而智能网卡其功率在100W-200W之间,其发热量次之。每个发热元件上均设置有第二温度传感器,用于检测各发热元件的表面温度,以根据各发热元件的温度数据调节相对应的制冷单元12内的冷却介质的流量。如,CPU芯片发热量最大,表面温度最高,可将用于对CPU芯片进行冷却的制冷单元12的第一支管22上的第二流量阀42的阀芯开度增大,以增大该制冷单元12内冷却介质的流量,从而提高冷却介质发生相变时吸收的热量;而对于发热量较小的发热元件,其表面温度较低,如主板芯片,则可将相应的第二流量阀42的阀芯开度减小,以降低冷却介质的消耗。
进一步地,在服务器运行过程中,各第二温度传感器检测各发热元件的表面温度,并将检测到的温度数据发送至控制器,控制器内预设温度数据与冷却介质流量的控制程序,控制器可根据各发热元件的表面温度控制相应的第二流量阀42的阀芯开度,以实现多级分区调节制冷块10内冷却介质的流量,以节省能源。进一步地,在服务器工作过程中,各发热元件的发热量会随着运行时间的增长而增大,各第二温度传感器可实时检测各发热元件的表面温度,控制器可根据各发热元件的实时温度实时调控每个第二流量阀42的开度,以调整各制冷单元12的制冷量,从而保证各发热元件的冷却效果。
本发明实施例提供的液冷散热装置,通过设置多个第二温度传感器、控制器和多个制冷单元,每个制冷单元上分别设置第二流量阀,可根据每个发热元件的实时温度,调节相应的制冷单元内的冷却介质的流量,实现了多级分区调节冷却介质流量,在保证冷却效果的同时,合理利用能源,避免了不必要的能源损耗。
如图1所示,在本发明的实施例中,第二管道30包括:第二总管31和多个第二支管32。每个第二支管32的第一端与一个制冷单元12的出口连接,第二总管31的一端与多个第二支管32的第二端连接。
具体来说,冷却介质由第一总管21进入各第一支管22进而进入制冷块10内的各个通道11内,在通道11内流动过程中发生相变吸收热量,然后由各第二支管32进入第二总管31后流出。
如图2所示,在本发明的实施例中,液冷散热装置还包括多个储液箱50和多个液位传感器。每个储液箱50的一端与一个制冷单元12的入口连接,每个储液箱50的另一端设有一个第一管道20。每个液位传感器设置于一个储液箱50内,每个液位传感器与控制器电性连接。
具体来说,冷却介质由第一总管21向各个第一支管22流动,然后再进入各个制冷单元12内,由于冷却介质流动时存在阻力,冷却介质流动的路径越长,阻力越大,从而无法保证进入各个制冷单元12内的冷却介质的流量相等,也无法保证进入每个通道11内的冷却介质的流量相等。此时,可能存在进入各个制冷单元12内的冷却介质的流量小于控制器内预设的流量,从而使实际制冷效果与预期的制冷效果之间存在差异。
基于此,在每个制冷单元12的入口处设置储液箱50,储液箱50内存储有一定量的冷却介质,储液箱50与制冷单元12直连,从而可以缩短冷却介质流动时的路径,以减小冷却介质的流动阻力,从而保证每个通道11内的流量相等。进一步地,在本实施例中,第一管道20的数量为多个,每个储液箱50均与一个第一管道20连接,每个第一管道20上设置有第一流量阀41,每个储液箱50内设置有液位传感器,液位传感器用于检测各储液箱50内冷却介质的液位,当冷却介质的液位小于预设值时,液位传感器发送信号至控制器,控制器控制与该储液箱50连接的第一管道20上的第一流量阀41开启,向储液箱50内补充冷却介质,当储液箱50内冷却介质的液位到达预设值时,液位传感器发送信号至控制器,控制器控制该第一流量阀41关闭。
进一步地,每个储液箱50与一个制冷单元12通过一个第三管道60连接,每个第三管道上设置有第二流量阀42。各第二温度传感器检测各发热元件的表面温度,并将检测到的温度数据发送至控制器,控制器内预设温度数据与冷却介质流量的控制程序,控制器可根据各发热元件的表面温度控制相应的第二流量阀42的阀芯开度,从而使储液箱50内的冷却介质流入制冷单元12内,此时,由于储液箱50与制冷单元12通过第三管道60直连,缩短了冷却介质的流动路径,进而可保证进入制冷单元12内每个通道11内的冷却介质的流量相等,进而使通过第二流量阀42的冷却介质的实际流量与预设的流量相等,提高了冷却介质流量控制的精度,保证了制冷块10的冷却效果。进一步地,在第二流量阀42开启后,储液箱50内液位降低,液位传感器发送信号至控制器,控制器控制第一管道20上的第一流量阀41开启,向储液箱50内补充冷却介质。
本发明实施例提供的液冷散热装置,通过设置储液箱和液位传感器,每个制冷单元与一个储液箱直连,减小了冷却介质流动时的阻力,保证了每个通道内的冷却介质的流量,提高了冷却介质流量控制的精度,进而提高了制冷块的冷却效果。
在本发明的实施例中,制冷块10的表面设有凹槽,该凹槽内设有蓄冷材料,其中,制冷块10设有凹槽的表面用于与发热元件接触。
具体来说,在制冷块10的表面设置凹槽,凹槽用于放置蓄冷材料,蓄冷材料可进一步降低制冷块10的温度,以更好地对发热元件进行冷却。
具体地,在服务器运行过程中,随着运行时长的增加各发热元件产生热量,制冷块10吸收发热元件的热量,此时,第一流量阀41关闭。随着蓄冷材料吸收的热量增加,蓄冷材料的温度逐渐增高,此时,开启第一流量阀41,冷却介质进入制冷块10内的各通道11中,冷却介质发生相变,吸收制冷块10的热量,从而降低制冷块10和蓄冷材料的温度,进而对发热元件进行冷却。
可选地,在本发明的实施例中,蓄冷材料可以为铋镓合金粒子。
本发明实施例提供的液冷散热装置,通过在制冷块的表面设置蓄冷材料,可利用蓄冷材料的冷量对发热元件进行冷却,在发热元件发热量较大的情况下,冷却介质发生相变吸收制冷块和蓄冷材料的热量,从而使制冷块和蓄冷材料具有较低的表面温度,蓄冷材料直接与发热元件接触,提高了液冷散热装置对发热元件的冷却效果。
本发明实施例还提供了一种服务器,包括壳体、发热元件和液冷散热装置。发热元件和液冷散热装置均设置于壳体内,液冷散热装置与发热元件的下表面接触。
具体来说,壳体内设置有多个发热元件,如CPU芯片、主板芯片以及智能网卡等,液冷散热装置的制冷块10设置于各发热元件的下方。制冷块10内设置有多个通道11,第一管道20用于向制冷块10内的多个通道11注入冷却介质,第二管道30用于将吸收热量的冷却介质排出。进一步地,在本实施例中,冷却介质为制冷剂,制冷剂由第一管道20进入制冷块10内的通道11内,制冷剂在流动过程中发生相变,吸收发热元件的热量,进而对发热元件进行冷却。进一步地,在现有技术中,通常向通道11内通入水,利用水与发热元件之间的温度差对发热元件进行冷却,水吸收部分热量后,其吸热能力趋于饱和,无法继续辐射冷量,故而需要通过加大制冷块10的体积,以获得更好的冷却效果。在本发明的实施例中,制冷剂在流动过程中,吸收发热元件的热量,发生相变,其在相变过程中会吸收大量的热量,从而提高了液冷散热装置的散热效果。可选地,在本发明的实施例中,制冷剂可以为气态制冷剂,也可以为液态制冷剂。
进一步地,第一温度传感器设置于服务器的壳体内,用于检测服务器壳体内的温度,当各发热元件开始运行时,其均会产生一定的热量,进而使壳体内的温度升高。第一流量阀41设置于第一管道20,可根据第一温度传感器检测到的温度数据调节第一流量阀41的阀芯开度,进而调节进入各通道11内的冷却介质的流量。具体地,在服务器壳体内温度较高时,可加大第一流量阀的阀芯开度,以增大冷却介质的流量,实现快速制冷;在服务器壳体内温度较低时,可减小第一流量阀的阀芯开度,以降低能耗。
进一步地,在本实施例中,液冷散热装置内设置有控制器或控制软件,控制器或控制软件可根据第一温度传感器检测的温度数据自动调节第一流量阀41的阀芯开度,以实现自动控温。
进一步地,每个通道11的尺寸均相等,其换热能力也均相等,通过根据发热元件的发热量来设置每个制冷单元12内的通道11的数量,可使每个制冷单元12的制冷能力与其相对的发热元件的发热量相匹配,避免出现发热元件发热量大而其所对应的制冷单元12冷却能力较小,进而无法满足该发热元件的制冷需求。
具体来说,在服务器内主要发热元件包括:CPU芯片、主板芯片和智能网卡等。制冷块10设置于各发热元件的下方,制冷块10内各个制冷单元12的布局与服务器内各发热元件的设置位置相匹配,以使每个发热元件的下方都设置有一个制冷单元12。进一步地,每个制冷单元12内均包括多个通道11,每个制冷单元12内通道11的数量可根据发热元件的发热量设置,发热量大的发热元件所对应的制冷单元12内通道11数量较多,而发热量小的发热元件所对应的制冷单元12内通道11数量较少。
在服务器运行过程中,第一温度传感器检测服务器壳体内的温度数据并将检测到的温度数据发送至控制器,控制器内预设温度数据与冷却介质流量的控制程序,控制器可根据温度数据控制第一流量阀41的阀芯开度,进而控制进入各通道11内的冷却介质的流量。在服务器运行过程中,随着运行时长的增加,各发热元件开始发热,每个发热元件上设置有第二温度传感器,第二温度传感器将检测到的温度数据发送至控制器,控制器根据内置的温度数据与冷却介质的流量之间的关系控制各第二流量阀42的阀芯开度,以实现分区控温。
由于服务器内发热元件的数量为多个,且每种发热元件在运行过程中的发热量并不相同,在每个制冷单元12的进口处设置第二流量阀42,可根据每个发热单元的温度调节相对应的制冷单元12内的冷却介质的流量,以实现多级分区调控制冷块10内冷却介质的流量。具体地,如发热元件温度较高,可增大该发热元件相对应的第二流量阀42的开度,以增大冷却介质的流量,以提高制冷块10的冷却效果;而如某个发热元件的温度较低,则可减小该发热元件所对应的第二流量阀42的开度,以减小冷却介质的流量,以利于节能降耗。
每个制冷单元12的入口处设置储液箱50,储液箱50内存储有一定量的冷却介质,储液箱50与制冷单元12直连,从而可以缩短冷却介质流动时的路径,以减小冷却介质的流动阻力,从而保证每个通道11内的流量相等。进一步地,在本实施例中,第一管道20的数量为多个,每个储液箱50均与一个第一管道20连接,每个第一管道20上设置有第一流量阀41,每个储液箱50内设置有液位传感器,液位传感器用于检测各储液箱50内冷却介质的液位,当冷却介质的液位小于预设值时,液位传感器发送信号至控制器,控制器控制与该储液箱50连接的第一管道20上的第一流量阀41开启,向储液箱50内补充冷却介质,当储液箱50内冷却介质的液位到达预设值时,液位传感器发送信号至控制器,控制器控制该第一流量阀41关闭。
进一步地,每个储液箱50与一个制冷单元12通过一个第三管道60连接,每个第三管道上设置有第二流量阀42。各第二温度传感器检测各发热元件的表面温度,并将检测到的温度数据发送至控制器,控制器内预设温度数据与冷却介质流量的控制程序,控制器可根据各发热元件的表面温度控制相应的第二流量阀42的阀芯开度,从而使储液箱50内的冷却介质流入制冷单元12内,此时,由于储液箱50与制冷单元12通过第三管道60直连,缩短了冷却介质的流动路径,进而可保证进入制冷单元12内每个通道11内的冷却介质的流量相等,进而使通过第二流量阀42的冷却介质的实际流量与预设的流量相等,提高了冷却介质流量控制的精度,保证了制冷块10的冷却效果。进一步地,在第二流量阀42开启后,储液箱50内液位降低,液位传感器发送信号至控制器,控制器控制第一管道20上的第一流量阀41开启,向储液箱50内补充冷却介质。
本发明实施例提供的服务器,通过设置液冷散热装置,可根据服务器壳体内的温度自动调节第一流量阀的阀芯开度,进而自动调节进入制冷块内各通道中的冷却介质的流量,在不增大制冷块体积的情况下,提高了冷却效果,从而获得了更高的设备换热率、更高的能效比以及更低的芯片表面温度,极大地提升了服务器的运算密度和性能。
进一步地,在本发明的实施例中,服务器还包括多个换热肋片,多个换热肋片设置于壳体的内壁,换热肋片用于对发热元件进行冷却。
具体来说,在服务器的内壳的各个内壁设置换热肋片,换热肋片内设有温度较低的蓄冷材料,其可将自身的冷量辐射传导至壳体内,从而降低壳体内的环境温度,以对各发热元件进行冷却。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种液冷散热装置,其特征在于,包括:
制冷块,用于设置于发热元件的下方,所述制冷块内设置有多个通道;
第一管道和第二管道,所述第一管道与多个所述通道的第一端连接,所述第二管道与多个所述通道的第二端连接;
第一温度传感器,用于设置于服务器的壳体内,所述第一温度传感器用于检测所述壳体内的温度;
第一流量阀,设置于所述第一管道,以根据所述壳体内的温度调节所述第一流量阀的开度。
2.根据权利要求1所述的液冷散热装置,其特征在于,多个所述通道分编为多个制冷单元,每个所述制冷单元设置于一个发热元件的下方,每个所述制冷单元内所述通道的数量与相对设置的所述发热元件的发热量正相关。
3.根据权利要求2所述的液冷散热装置,其特征在于,还包括控制器,所述控制器与所述第一温度传感器和所述第一流量阀电性连接,以根据所述第一温度传感器检测的温度数据控制所述第一流量阀的阀芯开度。
4.根据权利要求3所述的液冷散热装置,其特征在于,还包括:
多个第二温度传感器,分别设置于各个发热元件上,每个所述第二温度传感器用于检测一个所述发热元件的温度,多个所述第二温度传感器均与所述控制器电性连接;
多个第二流量阀,所述第二流量阀的数量与所述第二温度传感器的数量相匹配,每个所述第二流量阀均设置于一个所述制冷单元的进口,多个所述第二流量阀均与所述控制器电性连接,以根据所述发热元件的温度数据调节相应的所述第二流量阀的阀芯开度。
5.根据权利要求4所述的液冷散热装置,其特征在于,还包括:
多个储液箱,每个储液箱的一端与一个所述制冷单元的入口连接,每个所述储液箱的另一端设有一个所述第一管道;
多个液位传感器,每个所述液位传感器设置于一个所述储液箱内,每个所述液位传感器与所述控制器电性连接。
6.根据权利要求1所述的液冷散热装置,其特征在于,所述制冷块的表面设有凹槽,所述凹槽内设有蓄冷材料,所述制冷块设有所述凹槽的表面用于与发热元件接触。
7.根据权利要求4所述的液冷散热装置,其特征在于,所述第一管道包括:
第一总管,所述第一总管的第一端用于与外部制冷源连接,所述第一总管上设有所述第一流量阀;
多个第一支管,每个所述第一支管的两端分别与所述第一总管和一个所述制冷单元的进口连接,每个所述第一支管上设置有一个所述第二流量阀。
8.根据权利要求2所述的液冷散热装置,其特征在于,所述第二管道包括:
多个第二支管,每个所述第二支管的第一端与一个所述制冷单元的出口连接;
第二总管,所述第二总管的一端与多个所述第二支管的第二端连接。
9.一种服务器,其特征在于,包括壳体、发热元件和权利要求1-8中任一项所述的液冷散热装置,所述发热元件和所述液冷散热装置设置于所述壳体内,所述液冷散热装置的制冷块与所述发热元件的下表面接触。
10.根据权利要求9所述的服务器,其特征在于,还包括多个换热肋片,所述换热肋片设置于所述壳体的内壁,所述换热肋片用于对所述发热元件进行散热。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211494262.9A CN115904037A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 液冷散热装置及服务器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211494262.9A CN115904037A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 液冷散热装置及服务器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115904037A true CN115904037A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=86480134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211494262.9A Pending CN115904037A (zh) | 2022-11-25 | 2022-11-25 | 液冷散热装置及服务器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115904037A (zh) |
-
2022
- 2022-11-25 CN CN202211494262.9A patent/CN115904037A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2017213536B2 (en) | Liquid submerged, horizontal computer server rack and systems and methods of cooling such a server rack | |
US7318322B2 (en) | Liquid cooling system for a rack-mount server system | |
US9210830B2 (en) | Immersion-cooled and conduction-cooled method for electronic system | |
US8953317B2 (en) | Wicking vapor-condenser facilitating immersion-cooling of electronic component(s) | |
CN108235655B (zh) | 一种采用液冷散热的易插拔的服务器机柜 | |
CN102055043A (zh) | 电池和电池模块 | |
WO2022012469A1 (zh) | 浸没式液冷散热系统 | |
CN112672611A (zh) | 一种结合管壳式换热器的服务器机柜液冷系统及控制方法 | |
CN113703550A (zh) | 一种混合式液冷装置 | |
CN115666112B (zh) | 浸没液冷系统、方法和服务器 | |
CN111526694B (zh) | 用于服务器机柜的液冷系统和服务器机柜 | |
CN216930670U (zh) | 液冷设备和液冷系统 | |
CN115904037A (zh) | 液冷散热装置及服务器 | |
KR101897931B1 (ko) | 전자 장치의 프로세서 냉각 시스템 | |
CN114485230A (zh) | 一种热管换热装置、换热系统及温度调节的控制方法 | |
CN217692088U (zh) | 激光器用冷却系统 | |
CN215336711U (zh) | 冷媒冷却系统及空调器 | |
CN215264611U (zh) | 一种用于服务器冷却的多级y型液冷散热系统 | |
CN115190739A (zh) | 复合冷板结构及电子设备 | |
CN116669395A (zh) | 一种用于光模块测试的水冷系统 | |
CN114364235A (zh) | 液冷设备和液冷系统 | |
CN117255523A (zh) | 集装箱液冷数据中心及液冷控制方法 | |
JP2004221607A (ja) | 電子装置用冷却装置及び冷却装置付電子装置 | |
CN117082826A (zh) | 冷水机组的变频器热管理系统和方法 | |
CN111207454A (zh) | 一种空调电控盒散热系统及具有其的空调 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |