CN204144242U - 一种新型服务器芯片热管液冷散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型服务器芯片热管液冷散热装置，包括水冷板、固定板和热管，所述水冷板和一个或多个固定板通过一根或多根热管分别连接，所述热管内部充注热量交换媒介，所述水冷板设有将热量带走的热量交换装置。本实用新型散热效果好、结构简单、节能、安全性高。

Description

一种新型服务器芯片热管液冷散热装置

技术领域

本实用新型涉及机房设备散热系统技术领域，尤其涉及一种新型服务器芯片热管液冷散热装置。 

背景技术

机房与基站的设备运行时发热量巨大，为维持设备的正常工作温度，机房需要配置相关设备全年运行给机房设备散热。随着信息行业的飞速发展，机房与基站建设速度增快，服务器的数量大幅度增加，其耗电量与散热量也在不断增加，机房散热设备的需求也随之增加，其节能性越来越受到生产商和用户的广泛关注。 

传统的机房降温方式是降低机房空气温度，然后再使低温空气进入服务器，与散热部件强制对流换热，带走服务器运行时的热量。实际运行时，服务器中的主要待散热部件的CPU芯片自身温度只需保持在60~80℃之间，但由于空气比热容、空气密度以及强制对流换热系数比较低，需要大量温度很低的冷空气才能确保足够的散热量，根据国标的推荐，机房冷空气温度应为24℃，而要全年保持24℃的空气温度，一般需通过机械制冷方式制取温度更低的冷却水或者制冷工质来冷却空气；此外，为了加强对流换热，还需要配置风机强制机房气流扰动进行换热；最后，由于空气冷却过程中有冷凝水析出，空调系统必须配置加热加湿，进一步加大能耗。据统计，这种方式下，空调能耗占机房总能耗的35%~45%。也有部分空调机组利用了室外冷源包括室外新风、冷水系统自然冷却，这种降温方式主要通过减少压缩机的运行时间，来达到节能目的，但是其他部件的耗电量也不能减少，并且夏季高温时，仍然需要压缩机制冷，采用空调自然冷却时的节能效果大约可以达到50%左右，耗电量仍然比较大；此外，采用空气调节方式的降温，空调设备比较复杂，需要各种运动的机械设备，初投资大，维护比较麻烦。 

此外，随着信息技术的发展，服务器的运算速度加快，服务器散热量和机房散热密度也随之增长，依靠大量空气进行散热的方式局限性越发明显。可以预见在不久的将来，从节能和散热两个角度来看，空气冷却的方式都已经难以满足服务器的散热需求。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种散热效果好、结构简单、节能、安全性高的新型服务器芯片热管液冷散热装置。 

本实用新型的上述目的通过如下技术方案予以实现： 

一种新型服务器芯片热管液冷散热装置，包括水冷板、固定板和热管，所述水冷板和一个或多个固定板通过热管分别连接，所述热管内部充注热量交换媒介，所述水冷板设有将热量带走的热量交换装置。所述热量交换媒介在热管内进行相变循环流动，将热量从蒸发端传递到冷凝端，以实现散热。

所述热量交换媒介为制冷剂，所述制冷剂在常温常压下为气体，即使发生泄漏，也不会对服务器等电子设备造成损害。所述固定板与服务器主要散热芯片直接接触。 

进一步地，所述连接水冷板和固定板的热管为一根或多根。 

所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述热管一端插入固定板，此端温度比较高，为蒸发端；所述热管另一端插入水冷板，此端温度比较低，为冷凝端；所述热量交换装置设有进水口和出水口，通过流动的水或其他载冷剂循环带走热量。工作时，服务器芯片的散热传导至固定板，经过热管蒸发端被传递到热管冷凝端，热量通过水冷板被水冷板中的水流带走，从而完成液冷散热过程。 

更为具体地，工作时，服务器芯片散热传导至固定板，热管蒸发端内的制冷剂在高温下吸收热量蒸发为饱和或过热制冷剂蒸汽，饱和或过热制冷剂蒸汽流向热管冷凝端，在较低的温度下，制冷剂蒸汽冷凝为液体并放热；此时，液态制冷剂在重力或毛细力或其他作用力下回流到热管蒸发端继续下一次蒸发，热量则传递至水冷板，并且被水冷板中水流带走，从而完成服务器芯片的液冷散热过程。 

本实用新型通过高效的热管导热原理将服务器的热量传递到循环液体，实现了高密度、高效率的热传导过程；首先，芯片的热量通过热管传递，由于热管内部制冷剂沸腾、冷凝导热，导热效率很高，热管的温度与服务器芯片保持5~10℃温差即可满足芯片散热效果；此外，热量传递到水冷板之后，水冷板内采用了比热容、密度以及对流导热效果较好的液体致冷，热管与水冷板的液体保持10~20℃可满足散热要求。在实际使用中，假如服务器芯片温度为65℃，只需利用35~50℃左右的液体为服务器散热即可，这样高温的制冷工质在各个季节，都可以通过自然冷却方式获得，可以取代现有的利用压缩机制冷系统制冷的空气冷却系统；同时，由于服务器芯片和外部液冷系统之间采用热管换热部件进行间接冷却，可避免水直接进入服务器内部，大幅度降低因水系统泄漏造成服务器损坏的几率。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下： 

通过两个液体循环将服务器芯片的热量传导到室外，由于采用了比热容、密度以及对流导热效果较好的液体进行散热，冷却液体的温度只需35~50℃左右即可满足服务器芯片的散热要求。35~50℃的冷却液体在各个季节中都可以通过自然冷却方式获得，取代现有利用压缩机制冷的空气冷却系统，节省机房散热能耗；同时服务器芯片和外部循环液体之间采用热管连接，可避免水直接进入服务器内部，确保了液体冷却的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；其中，1、水冷板；2、热管；3、固定板；4、固定板；5、进水口；6、出水口。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作出进一步地详细阐述，但实施例并不对本实用新型做任何形式的限定。 

实施例1 

一种新型服务器芯片热管液冷散热装置，包括水冷板1、固定板3,4和热管2，所述水冷板1和两个固定板3,4通过3根热管2分别连接。所述水冷板1位置高于固定板3,4；所述热管2包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端插入固定板3，所述冷凝端插入水冷板1；所述水冷板一侧设有进水口5和出水口6。

所述热管2内部充注制冷剂，所述制冷剂在常温常压下为气体。所述固定板3,4与服务器主要散热芯片直接接触，工作时，服务器芯片散热传导至固定板，经过热管蒸发端被传递到热管冷凝端，热量通过水冷板之后被水冷板中的水流带走，从而完成液冷散热过程。 

Claims (5)

1.一种新型服务器芯片热管液冷散热装置，其特征在于，包括水冷板、固定板和热管，所述水冷板和一个或多个固定板通过热管分别连接，所述热管内部充注热量交换媒介，所述水冷板设有将热量带走的热量交换装置。

2.根据权利要求1所述新型服务器芯片热管液冷散热装置，其特征在于，所述热量交换媒介为制冷剂。

3.根据权利要求1所述新型服务器芯片热管液冷散热装置，其特征在于，所述连接水冷板和固定板的热管为一根或多根。

4.根据权利要求1所述新型服务器芯片热管液冷散热装置，其特征在于，所述热管包括蒸发端和冷凝端，所述蒸发端插入固定板，所述冷凝端插入水冷板。

5.根据权利要求1所述新型服务器芯片热管液冷散热装置，其特征在于，所述热量交换装置设有进水口和出水口。