CN209497790U - 一种应用于农业数据共享的网络服务器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于农业数据共享的网络服务器，属于智慧技术领域。该服务器包括机箱、机箱内的至少两个发热元件和机箱内的散热结构；散热结构包括固定板、热管、水冷板和循环供水结构，热管的蒸发段通过固定板与发热元件接触；部分热管的冷凝段设于水冷板的一侧，剩余的热管的冷凝段设于水冷板的另一侧；水冷板设于机箱后部且其后侧的进水口与出水口设于机箱外，循环供水结构通过管路与进水口和出水口连接构成循环水冷结构，水冷板中部设有由进水口至出水口的水冷流道。该服务器的散热结构结合了水冷散热、热管制冷和半导体制冷等手段，不但解决了水泄漏的风险，还提升了散热效果。
Description
技术领域
本实用新型属于智慧农业技术领域，特别涉及一种应用于农业数据共享的网络服务器，该服务器具有较好的散热性。
背景技术
智慧农业是农业中的智慧经济，或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分；对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。
智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。
在智慧农业中会用到多种服务器，以实现数据存储、数据分析、智能控制和专家指导等；其用于包括传感数据、图像数据、作物生长状态数据和控制信息数据等的处理，需要快速、及时地处理，通常需要采用多核心，如多CPU进行并行处理。但是，用于农业的服务器又不能像用于传统网络与通信领域那样高价格和高投入，通常需要专业级的服务器，需要几十万以上的投入。因此，在农业上一般采用小型服务器、家用服务器或自组服务器来降低成本，但是前述服务器上采用多核心（如多CPU）存在散热能力不足的问题。
机房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，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。
针对空气冷却效果不好，现有技术中又提出了水冷制冷直接对发热元件进行降温，但是水冷制冷需要将水冷液引至发热元件处（如CPU），但是其存在泄漏的风险，一旦泄漏后果不堪设想，不但造成硬件的损坏，还会造成服务的中断，更有甚者会造成数据的遗失。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种应用于农业数据共享的网络服务器，该服务器的散热结构结合了水冷散热、热管制冷和半导体制冷等手段，不但解决了水泄漏的风险，还提升了散热效果。所述技术方案如下：
本实用新型实施例提供了一种应用于农业数据共享的网络服务器，包括机箱1、机箱1内的至少两个发热元件2和机箱1内的散热结构；所述散热结构包括多块固定板4、多根热管5、一块水冷板6和一个循环供水结构9，所述热管5的蒸发段通过固定板4与发热元件2接触；部分热管5的冷凝段设于水冷板6的一侧，剩余热管5的冷凝段设于水冷板6的另一侧；所述水冷板6设于机箱1后部且其后侧的进水口7与出水口8设于机箱1外，所述循环供水结构9通过管路与进水口7和出水口8连接，所述水冷板6中部设有由进水口7至出水口8的水冷流道18。
进一步地，每个发热元件2至少与三根热管5的蒸发段接触，同一个发热元件2对应的多根热管5并排设置且冷凝段固定在水冷板6的同侧。
其中，本实用新型实施例中的固定板4靠近发热元件2的一侧设有蒸发段固定凹槽23，所述热管5的蒸发段嵌入蒸发段固定凹槽23中并与发热元件2接触；所述固定板4固定在发热元件2的固定底座上且其与发热元件2之间设有导热膏22。
其中，本实用新型实施例中的水冷板6包括沿前后向设置的水冷板本体24和水冷板本体24两侧由内至外依次设置的半导体制冷片19与导热固定片20，所述水冷板本体24固定在机箱1上且其两侧设有冷凝段固定凹槽17，所述热管5的冷凝段嵌入冷凝段固定凹槽17中，所述半导体制冷片19盖设在冷凝段固定凹槽17上并通过导热固定片20固定在水冷板本体24上，所述半导体制冷片19与水冷板本体24之间设有导热膏22，所述导热固定片20外侧设有散热鳍片21。
其中，本实用新型实施例中的水冷流道18设于水冷板本体24中部且位于两侧的冷凝段固定凹槽17之间，所述水冷流道18为沿前后向来回设置的蛇形流道。
具体地，本实用新型实施例中的蒸发段固定凹槽23与冷凝段固定凹槽17均为沿前后向设置的U形槽。
具体地，本实用新型实施例中的机箱1内设有两个发热元件2，每个发热元件2上设有一块固定板4，每块固定板4上与发热元件2接触的一侧并排设有三条蒸发段固定凹槽23，每个发热元件2对应设有三根热管5，所述水冷板本体24的两侧均并排设有三条冷凝段固定凹槽17，两个发热元件2对应的三条热管5的冷凝段分别与水冷板本体24两侧的三条冷凝段固定凹槽17固定。
优选地，本实用新型实施例中的循环供水结构9分别通过进水管10和出水管11与进水口7和出水口8连接，所述进水管10与出水管11之间设有旁路混水管12，所述旁路混水管12与循环供水结构9之间的进水管10上设有进水管电控阀门13，所述旁路混水管12上设有旁路电控阀门14，所述出水口8与旁路混水管12之间的出水管11上设有电子流量计15。
优选地，本实用新型实施例中的发热元件2的固定底座上设有散热片16，所述散热片16围绕发热元件2设置。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种应用于农业数据共享的网络服务器，该服务器的散热结构结合了水冷散热、热管制冷和半导体制冷等手段，也可以加入常规的风冷，不但解决了水泄漏的风险，还提升了散热效果。同时通过检测各点的温度和对水冷流量的检测及对两个电控阀门、半导体制冷片、风扇与循环泵等的控制可达到即节能，又具有良好的散热效果的目的。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的应用于农业数据共享的网络服务器的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的固定板、热管和水冷板组合的主视图；
图3是本实用新型实施例提供的固定板、热管和水冷板组合的侧视图；
图4是本实用新型实施例提供的固定板的剖视图；
图5是本实用新型实施例提供的固定板的外观示意图；
图6是本实用新型实施例提供的水冷板的剖视图；
图7是本实用新型实施例提供的散热结构的电控部分的原理框图。
图中：1机箱、2发热元件、3进风口、4固定板、5热管、6水冷板、7进水口、8出水口、9循环供水结构、10进水管、11出水管、12旁路混水管、13进水管电控阀门、14旁路电控阀门、15电子流量计、16散热片、17冷凝段固定凹槽、18水冷流道、19半导体制冷片、20导热固定片、21散热鳍片、22导热膏、23蒸发段固定凹槽、24散热板本体。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
参见图1-6，本实用新型实施例提供了一种应用于农业数据共享的网络服务器，该服务器包括机箱1、机箱1内的至少两个发热元件2和机箱1内的散热结构等，发热元件2主要是指CPU，当然也可以是内存、图像采集卡等发热较大的电子元件。除散热结构以外的其他结构与现有的服务器结构基本相同：不同之处在于：本实施例中的散热结构包括多块固定板4、多根热管5、一块水冷板6和一个循环供水结构9等，固定板4具体为铝板，可通过螺钉或卡扣等方式与发热元件2的固定座连接使热管5与发热元件2接触。每个发热元件2设有至少一根热管5，热管5的蒸发段通过固定板4与发热元件2接触；部分热管5的冷凝段设于水冷板6的一侧（如左侧），剩余的热管5的冷凝段设于水冷板6的另一侧（如右侧）。具体地，热管5具体可以采用沟槽型的铜-水热管，材质为无氧紫铜管，外径为6-10mm，厚度为0.2-0.5mm，齿高0.2-0.5mm，填充液为去离子水，填充容积为沟槽容积的90-110%。热管的管壁相对于水冷结构的导液管来说更难破损和泄漏，基本不会发生泄露的问题。水冷板6设于机箱1后部（便于维护且远离机箱1内的各种电子元件）且其后侧的进水口7与出水口8设于机箱1外以防止水冷液泄漏，进水口7具体设于水冷板本体24后侧上端，出水口8具体设于水冷板本体24后侧下端。循环供水结构9设于机箱1外，包括循环泵、水箱和恒温散热结构等，其通过管路（进水管10和出水管11）与进水口7和出水口8连接构成循环水冷结构；进一步地，多个服务器的水冷板6可对应设有一个循环供水结构9，多个服务器的水冷板6也可共用一个循环供水结构9。水冷板6中部（两侧的热管5之间）设有由进水口7至出水口8的水冷流道18，循环供水结构9与水冷板6的设置方式与常规的水冷散热结构类似。
进一步地，参见图1-4，每个发热元件2至少与三根热管5的蒸发段接触，同一个发热元件2对应的多根热管5并排设置且热管5的冷凝段固定在水冷板6的同侧。
其中，参见图4，本实用新型实施例中的固定板4靠近发热元件2的一侧设有蒸发段固定凹槽23, 蒸发段固定凹槽23具体与水冷流道18平行，热管5的蒸发段嵌入蒸发段固定凹槽23中并与发热元件2接触（直接接触或通过导热膏22接触）进行热传导；固定板4固定在发热元件2的固定底座上且其与发热元件2之间设有导热膏22，导热膏22同时填充在热管5与蒸发段固定凹槽23之间的间隙中以保证导热效果。
其中，参见图6，本实用新型实施例中的水冷板6包括沿前后向设置的水冷板本体24和水冷板本体24两侧由内至外依次设置的半导体制冷片19与导热固定片20等，水冷板本体24为矩形，其材质为铝。水冷板本体24固定在机箱1上（也可以通过导热固定片20固定）且其两侧（左右两侧）设有冷凝段固定凹槽17，冷凝段固定凹槽17具体与水冷流道18平行，热管5的冷凝段嵌入冷凝段固定凹槽17中。半导体制冷片19盖设（最好与热管5接触）在冷凝段固定凹槽17上并通过导热固定片20固定（如前后两端通过螺钉固定）在水冷板本体24上，半导体制冷片19与水冷板本体24之间设有导热膏22，导热膏22同时还填充在热管5与冷凝段固定凹槽17之间的间隙中以保证导热效果。导热固定片20外侧设有散热鳍片21，即其既具有固定的作用，又具有散热的作用。
其中，本实施例中的导热膏22具体可以为导热硅脂。
其中，参见图6，本实用新型实施例中的水冷流道18设于水冷板本体24中部且位于两侧的冷凝段固定凹槽17之间,水冷流道18为沿前后向来回设置的蛇形流道。
具体地，参见图4和6，本实用新型实施例中的蒸发段固定凹槽23与冷凝段固定凹槽17均为沿前后向设置的U形槽，其大小与深度与热管5配合。
具体地，参见图1，本实用新型实施例中的机箱1内设有两个发热元件2，每个发热元件2上设有一块固定板4，每块固定板4上与发热元件2接触的一侧（上下）并排设有三条蒸发段固定凹槽23，每个发热元件2对应设有三根热管5，水冷板本体24的两侧均（上下）并排设有三条冷凝段固定凹槽17，两个发热元件2对应的三条热管5的冷凝段分别与水冷板本体24两侧的三条冷凝段固定凹槽17固定。当然，发热元件2的数量也可以更多，如三个发热元件2，一个发热元件2对应的热管5设于水冷板本体24的左侧，另两个发热元件2对应的热管5设于水冷板本体24的右侧。优选地，冷凝段固定凹槽17与水冷流道18交错设置，不但能减小水冷板本体24的厚度，也能增加散热效果。
优选地，参见图1和2，本实用新型实施例中的循环供水结构9分别通过进水管10和出水管11与进水口7和出水口8连接,进水管10与出水管11之间设有旁路混水管12，通过旁路混水管12与进水管10及其上的阀门来调整进水温度与流量。旁路混水管12与循环供水结构9之间的进水管10上设有进水管电控阀门13，旁路混水管12上设有旁路电控阀门14，出水口8与旁路混水管12之间的出水管11上设有电子流量计15。进一步地，本实用新型实施例中的服务器还包括温度采集卡和温控模块（可设于机箱1中，也可以设于机箱1外），在机箱1的进风口3处设置进风口温度传感器，在热管5的绝热段（中段）设置热管绝热段温度传感器，在水冷板6处设置水冷板温度传感器，在进水管10上设置进水管温度传感器，在出水管11上设置出水管温度传感器；进风口温度传感器、发热元件温度传感器（发热元件2自带，通过指令读取）、热管绝热段温度传感器、水冷板温度传感器、进水管温度传感器和出水管温度传感器均与温度采集卡电连接，温度采集卡、电子流量计、散热风扇（可设置在发热元件2、进风口3和/或出风口处等）、半导体制冷片（设置驱动电路）、进水管电控阀门、旁路电控阀门和循环泵（设于循环供水结构9中）与温控模块电连接用于实现整个散热结构的控制。其中，温度采集卡、温控模块和温度传感器的设置与现有技术类似。
优选地，本实用新型实施例中的发热元件2的固定底座上设有散热片16（铝制散热片），该散热片16围绕发热元件2设置以进一步提高散热效果。
本实用新型实施例提供了一种应用于农业数据共享的网络服务器，该服务器的散热结构结合了水冷散热、热管制冷和半导体制冷等手段，也可以加入常规的风冷，不但解决了水泄漏的风险，还提升了散热效果。同时通过检测各点的温度和对水冷流量的检测及对两个电控阀门、半导体制冷片、风扇与循环泵等的控制可达到即节能，又具有良好的散热效果的目的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种应用于农业数据共享的网络服务器，包括机箱(1)、机箱(1)内的至少两个发热元件(2)和机箱(1)内的散热结构；其特征在于，所述散热结构包括多块固定板(4)、多根热管(5)、一块水冷板(6)和一个循环供水结构(9)，所述热管(5)的蒸发段通过固定板(4)与发热元件(2)接触；部分热管(5)的冷凝段设于水冷板(6)的一侧，剩余热管(5)的冷凝段设于水冷板(6)的另一侧；所述水冷板(6)设于机箱(1)后部且其后侧的进水口(7)与出水口(8)设于机箱(1)外，所述循环供水结构(9)通过管路与进水口(7)和出水口(8)连接，所述水冷板(6)中部设有由进水口(7)至出水口(8)的水冷流道(18)。
2.根据权利要求1所述的应用于农业数据共享的网络服务器，其特征在于，每个发热元件(2)至少与三根热管(5)的蒸发段接触，同一个发热元件(2)对应的多根热管(5)并排设置且冷凝段固定在水冷板(6)的同侧。
3.根据权利要求1所述的应用于农业数据共享的网络服务器，其特征在于，所述固定板(4)靠近发热元件(2)的一侧设有蒸发段固定凹槽(23)，所述热管(5)的蒸发段嵌入蒸发段固定凹槽(23)中并与发热元件(2)接触；所述固定板(4)固定在发热元件(2)的固定底座上且其与发热元件(2)之间设有导热膏(22)。
4.根据权利要求3所述的应用于农业数据共享的网络服务器，其特征在于，所述水冷板(6)包括沿前后向设置的水冷板本体(24)和水冷板本体(24)两侧由内至外依次设置的半导体制冷片(19)与导热固定片(20)，所述水冷板本体(24)固定在机箱(1)上且其两侧设有冷凝段固定凹槽(17)，所述热管(5)的冷凝段嵌入冷凝段固定凹槽(17)中，所述半导体制冷片(19)盖设在冷凝段固定凹槽(17)上并通过导热固定片(20)固定在水冷板本体(24)上，所述半导体制冷片(19)与水冷板本体(24)之间设有导热膏(22)，所述导热固定片(20)外侧设有散热鳍片(21)。
5.根据权利要求4所述的应用于农业数据共享的网络服务器，其特征在于，所述水冷流道(18)设于水冷板本体(24)中部且位于两侧的冷凝段固定凹槽(17)之间，所述水冷流道(18)为沿前后向来回设置的蛇形流道。
6.根据权利要求4所述的应用于农业数据共享的网络服务器，其特征在于，所述蒸发段固定凹槽(23)与冷凝段固定凹槽(17)均为沿前后向设置的U形槽。
7.根据权利要求4所述的应用于农业数据共享的网络服务器，其特征在于，所述机箱(1)内设有两个发热元件(2)，每个发热元件(2)上设有一块固定板(4)，每块固定板(4)上与发热元件(2)接触的一侧并排设有三条蒸发段固定凹槽(23)，每个发热元件(2)对应设有三根热管(5)，所述水冷板本体(24)的两侧均并排设有三条冷凝段固定凹槽(17)，两个发热元件(2)对应的三条热管(5)的冷凝段分别与水冷板本体(24)两侧的三条冷凝段固定凹槽(17)固定。
8.根据权利要求1所述的应用于农业数据共享的网络服务器，其特征在于，所述循环供水结构(9)分别通过进水管(10)和出水管(11)与进水口(7)和出水口(8)连接，所述进水管(10)与出水管(11)之间设有旁路混水管(12)，所述旁路混水管(12)与循环供水结构(9)之间的进水管(10)上设有进水管电控阀门(13)，所述旁路混水管(12)上设有旁路电控阀门(14)，所述出水口(8)与旁路混水管(12)之间的出水管(11)上设有电子流量计(15)。
9.根据权利要求1所述的应用于农业数据共享的网络服务器，其特征在于，所述发热元件(2)的固定底座上设有散热片(16)，所述散热片(16)围绕发热元件(2)设置。
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| CN110958815A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-04-03 | 华南理工大学 | 一种适用于数据中心的水浴散热系统及控制方法 |
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| CN113677159B (zh) * | 2021-08-23 | 2023-09-19 | 联想长风科技(北京)有限公司 | 一种水冷风冷兼容的散热装置 |
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