CN210579797U

CN210579797U - 一种漏斗式分区液冷服务器机柜

Info

Publication number: CN210579797U
Application number: CN201920882261.9U
Authority: CN
Inventors: 祝长宇
Original assignee: Beijing Fenglian Aorui Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Fenglian Aorui Technology Co ltd
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2029-06-13

Abstract

本实用新型公开了一种漏斗式分区液冷服务器机柜，包括柜体、服务器、喷淋装置、支撑板、冷却管、冷却液、液泵、接水盘和溢流管；所述支撑板上设有镂空流道，水平固定在柜体上；所述服务器放置在所述支撑板上；所述冷却液放置于柜体的底部；所述冷却管放置在所述冷却液中；所述喷淋装置包括开闭阀、喷淋头和喷淋管道；所述喷淋头设置于服务器的上部；所述液泵的输入端通过喷淋管道与冷却液相连，其输出端通过喷淋管道与开闭阀相连。漏斗式分区液冷服务器机柜采用直接冷却的方式，冷却液和冷却对象直接接触，服务器电源、硬盘区和主板区由隔板分开，采用不同的冷却方式和不同的冷却液，提高了散热效率和维护操作的便利性，降低了能耗。

Description

一种漏斗式分区液冷服务器机柜

技术领域

本实用新型涉及服务器机柜领域，具体的说，涉及一种液冷服务器机柜。

背景技术

随着物联网、大数据、云计算时代的到来，人们创建的数据量日益增长，大量的数据存储、计算都需要由服务器来完成，数据中心的服务器密度越来越大，需要耗费更大的能源，产生更多的热量。目前，很多数据中心的服务器采用风冷散热，即用空气来冷却。随着服务器密度的增长，风冷已经不能满足高密度服务器的散热需求。因此，采用液冷技术散热，成为实现服务器高效散热，降低数据中心能耗的一种优异冷却方案。

液冷服务器机柜为服务器提供相适应的环境和安全防护，以便保证服务器安全稳定地运行。其主要原理是：将液体作为冷却介质，通入机柜内部，把CPU、内存条、硬盘、电源、芯片组等元件在运行时所产生的热量带走，实现服务器散热。

目前，液冷服务器机柜采用间接冷却，与冷却对象不直接接触，增加了传热过程热阻，传热效果差。冷却液有其自身通路，对液冷服务器的维护操作带来不便。冷却液泄露会损毁电子元件，带来安全隐患，需要考虑密封问题。

因此，提高液冷服务器机柜的散热效率，保证设备的安全稳定运行，降低维护成本，提高维护操作的便利性，是目前液冷服务器机柜需解决的重要技术问题。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种漏斗式分区液冷服务器机柜，可以有效地解决目前液冷服务器机柜散热效率差，维护操作不便，安全稳定性差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种漏斗式分区液冷服务器机柜，包括柜体、服务器、喷淋装置、支撑板、冷却管、冷却液、液泵、接水盘和溢流管；所述支撑板上设有镂空流道，水平固定在柜体上；所述服务器放置在所述支撑板上；所述冷却液放置于柜体的底部；所述冷却管放置在所述冷却液中；所述喷淋装置包括开闭阀、喷淋头和喷淋管道；所述喷淋头设置于服务器的上部；所述液泵的输入端通过喷淋管道与冷却液相连，其输出端通过喷淋管道与开闭阀相连。

进一步的，支撑板为凸字型波纹板，凹槽为倒凸字型，凹槽一端为开放式，另一端封闭，设有挡板；设置上凹槽和下凹槽，下凹槽处设置有镂空流道。

进一步的，服务器竖直放置于支撑板上，每个支撑板上可放置多个服务器，服务器直接插入上凹槽中，外隔板插入下凹槽中。

进一步的，服务器设置内隔板和外隔板，服务器电源、硬盘和主板由内隔板分隔成两个区域。

进一步的，服务器设置控制冷却液液位高度的溢流管。

进一步的，每层服务器设置一组喷淋装置，喷淋头可拆卸，开闭阀设置于各个喷淋头所在的喷淋管道处。

进一步的，喷淋头的上方设有接水盘，接水盘由隔板分隔成两个区域。

进一步的，接水盘两个区域的底部均设有排液孔，排液孔处连接排液管。

进一步的，冷却管设置于柜体内部，可以沿着柜体侧壁布置，也可以沿着柜体底部排列布置，也可以水平或者倾斜放置在柜体中间区域，冷却管浸没或部分浸没于冷却液中。

进一步的，柜体底部由隔板分隔成两个区域。

进一步的，柜体底部的两个区域均设有放液孔，放液孔上部设有放液塞，放液孔下部连接放液管。

进一步的，冷却液为不挥发、无毒无害、无腐蚀性、不导电的液体，设置两种不同的冷却液。

本实用新型具有如下有益效果：漏斗式分区液冷服务器机柜采用直接冷却的方式，冷却液和冷却对象直接接触，服务器电源、硬盘区和主板区由隔板分开，采用不同的冷却方式和不同的冷却液，提高了散热效率和维护操作的便利性，降低了能耗。

附图说明

图1为漏斗式分区液冷服务器机柜的实施例结构示意图。

图2为漏斗式分区液冷服务器机柜的支撑板主视图结构示意图。

图3为漏斗式分区液冷服务器机柜的支撑板俯视图结构示意图。

图4为漏斗式分区液冷服务器机柜的服务器结构示意图。

图中：柜体（1）、服务器（2）、第一喷淋头（3a）、第一喷淋管道（4a）、支撑板（5）、第一冷却管（6a）、第一冷却液（7a）、第一液泵（8a）、第一排液管（9a）、接水盘（10）、第一放液塞（11a）、第一放液管（12a）、溢流管（13）、开闭阀（14）、第二喷淋头（3b）、第二喷淋管道（4b）、第二冷却管（6b）、第二冷却液（7b）、第二液泵（8b）、第二排液管（9b）、第二放液塞（11b）、第二放液管（12b）、接水盘隔板（15）、柜体隔板（16）；上凹槽（501）、下凹槽（502）、镂空流道（503）、挡板（504）；内隔板（201）、外隔板（202）、盖板（203）、导流槽（204）、外壳（205）。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的漏斗式分区液冷服务器机柜的实施例结构示意图，包括柜体1、服务器2、第一喷淋头3a、第一喷淋管道4a、支撑板5、第一冷却管6a、第一冷却液7a、第一液泵8a、第一排液管9a、接水盘10、第一放液塞11a、第一放液管12a、溢流管13、开闭阀14、第二喷淋头3b、第二喷淋管道4b、第二冷却管6b、第二冷却液7b、第二液泵8b、第二排液管9b、第二放液塞11b、第二放液管12b、接水盘隔板15、柜体隔板16。所述支撑板5上设有镂空流道503，水平固定在柜体1上；所述服务器2放置在所述支撑板5上；所述第一冷却液7a和第二冷却液7b放置于柜体1的底部；所述第一冷却管6a放置在所述第一冷却液7a中；所述第二冷却管6b放置在所述第二冷却液7b中；所述喷淋装置包括开闭阀14、第一喷淋头3a、第一喷淋管道4a、第二喷淋头3b和第二喷淋管道4b；所述第一喷淋头3a设置于服务器2电源、硬盘区的上部；所述第二喷淋头3b设置于服务器2主板区的上部；所述开闭阀14设置于各个喷淋头所在的喷淋管道处；所述第一液泵8a的输入端通过第一喷淋管道4a与第一冷却液7a相连，其输出端通过第一喷淋管道4a与开闭阀14相连；所述第二液泵8b的输入端通过第二喷淋管道4b与第二冷却液7b相连，其输出端通过第二喷淋管道4b与开闭阀14相连。

所述支撑板5水平固定在柜体1上。如图2和图3所示，支撑板5为凸字型波纹板，凹槽为倒凸字型，凹槽一端为开放式，另一端封闭，设有挡板504。设置上凹槽501和下凹槽502，下凹槽502处设置有镂空流道503。支撑板5设置上凹槽501和下凹槽502，便于冷却液汇入下凹槽502处，并从镂空流道503处流出。镂空流道503不局限于图3所示镂空方式，可以采取多种镂空方式。

所述服务器2竖直放置在支撑板5的上凹槽501处，每个支撑板5上可放置多个服务器2，服务器2插入上凹槽501，一直到挡板504处，服务器2的外隔板202插入下凹槽502中。挡板504和外隔板202将下凹槽502分隔成两个不连通的区域。

所述服务器2包括服务器外壳205、主板、电源、硬盘、面板、内隔板201、外隔板202和溢流管13；服务器主板安装在面板上；面板上设有I/O端口、电源端口和硬盘连接端口，电源通过电源连接端口与主板电相连，硬盘通过硬盘连接端口与主板电相连。如图4所示，电源和硬盘设置在面板的一侧，主板设置在面板的另一侧，电源、硬盘和主板之间由内隔板201分隔成降膜冷却区和浸没冷却区两个区域。服务器2由外壳205进行封闭，电源和硬盘上侧安装盖板203，下侧为开放式；主板上侧为开放式，下侧安装盖板203；盖板203上设有导流槽204。在降膜冷却区，第一冷却液7a在重力的作用下，通过导流槽204流入服务器2，与电源和硬盘换热后，从下侧直接流出服务器2，在该降膜冷却区为流速上慢下快的漏斗式流动。第一冷却液7a在流经电源和硬盘时，在电源和硬盘的表面形成液膜，对电源和硬盘进行降膜式冷却。在浸没冷却区，第二冷却液7b在重力的作用下，从上侧直接流入服务器2，与主板换热后，通过导流槽204流出服务器2，在该浸没冷却区为流速上快下慢的漏斗式流动，主板浸没或者部分浸没在第二冷却液7b中。服务器2的主板处设置控制液位高度的溢流管13，当液位高度达到或者高于溢流管13顶端高度时，第二冷却液7b通过溢流管13直接流入接水盘10中，或者直接流入柜体1底部的第二冷却液7b中，使服务器2的第二冷却液7b的液位控制在设置高度。

所述服务器2每层设置一组喷淋装置。所述喷淋装置包括开闭阀14、第一喷淋头3a、第一喷淋管道4a、第二喷淋头3b和第二喷淋管道4b；所述第一喷淋头3a设置于服务器2电源、硬盘区的上部；所述第二喷淋头3b设置于服务器2主板区的上部；所述开闭阀14设置于各个喷淋头所在的喷淋管道处。

所述第一液泵8a的输入端通过第一喷淋管道4a与第一冷却液7a相连，其输出端通过第一喷淋管道4a与开闭阀14相连；所述第二液泵8b的输入端通过第二喷淋管道4b与第二冷却液7b相连，其输出端通过第二喷淋管道4b与开闭阀14相连。

所述第一冷却管6a设置于柜体1底部第一冷却液7a区域，可以沿着柜体1侧壁布置，也可以沿着柜体1底部排列布置，也可以水平或者倾斜放置在柜体1中间区域，第一冷却管6a浸没或部分浸没于第一冷却液7a中。所述第二冷却管6b设置于柜体1底部第二冷却液7b区域，可以沿着柜体1侧壁布置，也可以沿着柜体1底部排列布置，也可以水平或者倾斜放置在柜体1中间区域，第二冷却管6b浸没或部分浸没于第二冷却液7b中。

柜体1内的第一冷却液7a与第一冷却管6a内的低温介质进行换热降温，经过换热降温后的第一冷却液7a在第一液泵8a的抽力作用下，通过第一喷淋管道4a输送至第一喷淋头3a，并通过第一喷淋头3a喷淋在服务器2的电源和硬盘上，对电源和硬盘进行降膜冷却后，第一冷却液7a流出服务器2，通过支撑板5的镂空流道503流入接水盘10中；第一冷却液7a流出最后一层服务器2后，直接流入柜体1底部的第一冷却液7a中。柜体1内的第二冷却液7b与第二冷却管6b内的低温介质进行换热降温，经过换热降温后的第二冷却液7b在第二液泵8b的抽力作用下，通过第二喷淋管道4b输送至第二喷淋头3b，并通过第二喷淋头3b喷淋在服务器2的主板上，对主板进行浸没冷却后，第二冷却液7b流出服务器2，通过支撑板5的镂空流道503流入接水盘10中；第二冷却液7b流出最后一层服务器2后，直接流入柜体1底部的第二冷却液7b中。喷淋头的上方设有接水盘10，接水盘10中的第一冷却液7a和第二冷却液7b由接水盘隔板15分隔开，柜体1底部的第一冷却液7a和第二冷却液7b由柜体隔板16分隔开。接水盘10的底部设有排液孔，排液孔处连接排液管，排液管的底部设置于下一层接水盘10，最后一层排液管的底部设置于柜体1底部冷却液液面以上。接水盘10中的第一冷却液7a通过第一排液孔和第一排液管9a流入下一层接水盘10中；最后一层接水盘10中的第一冷却液7a通过第一排液孔和第一排液管9a直接流入柜体1底部的第一冷却液7a中。接水盘10中的第二冷却液7b通过第二排液孔和第二排液管9b流入下一层接水盘10中；最后一层接水盘10中的第二冷却液7b通过第二排液孔和第二排液管9b直接流入柜体1底部的第二冷却液7b中。与服务器2的电源和硬盘经过换热后，温度升高的第一冷却液7a与第一冷却管6a内的低温介质进行换热降温后，在第一液泵8a的作用下，继续进行下一次冷却循环。与服务器2的主板经过换热后，温度升高的第二冷却液7b与第二冷却管6b内的低温介质进行换热降温后，在第二液泵8b的作用下，继续进行下一次冷却循环。

所述第一冷却液7a和第二冷却液7b为不挥发、无毒无害、无腐蚀性、不导电的液体，第一冷却液7a和第二冷却液7b为不同的冷却液。

柜体1底部设有放液孔，放液孔上部设有放液塞，放液孔下部连接放液管。当柜体1内的第一冷却液7a需要更换，或者遇到紧急情况，需要放出第一冷却液7a时，可以打开第一放液塞11a，使第一冷却液7a通过第一放液孔和第一放液管12a排入外部容器中。当柜体1内的第二冷却液7b需要更换，或者遇到紧急情况，需要放出第二冷却液7b时，可以打开第二放液塞11b，使第二冷却液7b通过第二放液孔和第二放液管12b排入外部容器中。

柜体1前侧设有可开闭的机柜门，机柜门关闭时可以对服务器2进行防护，并降低噪音，机柜门打开时可以方便服务器2的安装、更换和维护。

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

1.一种漏斗式分区液冷服务器机柜，包括柜体、服务器、喷淋装置、支撑板、冷却管、冷却液、液泵、接水盘和溢流管；所述支撑板上设有镂空流道，水平固定在柜体上；所述服务器放置在所述支撑板上；所述冷却液放置于柜体的底部；所述冷却管放置在所述冷却液中；所述喷淋装置包括开闭阀、喷淋头和喷淋管道；所述喷淋头设置于服务器的上部；所述液泵的输入端通过喷淋管道与冷却液相连，其输出端通过喷淋管道与开闭阀相连。

2.根据权利要求1所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述支撑板为凸字型波纹板，凹槽为倒凸字型，凹槽一端为开放式，另一端封闭，设有挡板；设置上凹槽和下凹槽，下凹槽处设置有镂空流道。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述服务器竖直放置于支撑板上，每个支撑板上可放置多个服务器，服务器直接插入上凹槽中，外隔板插入下凹槽中。

4.根据权利要求1所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述服务器设置内隔板和外隔板，服务器电源、硬盘和主板由内隔板分隔成两个区域。

5.根据权利要求1所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述服务器设置控制冷却液液位高度的溢流管。

6.根据权利要求1所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述每层服务器设置一组喷淋装置，喷淋头可拆卸，开闭阀设置于各个喷淋头所在的喷淋管道处。

7.根据权利要求1所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述喷淋头的上方设有接水盘，接水盘由隔板分隔成两个区域，接水盘两个区域的底部均设有排液孔，排液孔处连接排液管。

8.根据权利要求1所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述冷却管设置于柜体内部，可以沿着柜体侧壁布置，也可以沿着柜体底部排列布置，也可以水平或者倾斜放置在柜体中间区域，冷却管浸没或部分浸没于冷却液中。

9.根据权利要求1所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述柜体底部由隔板分隔成两个区域，柜体底部的两个区域均设有放液孔，放液孔上部设有放液塞，放液孔下部连接放液管。

10.根据权利要求1所述的一种漏斗式分区液冷服务器机柜，其特征在于，所述冷却液为不挥发、无毒无害、无腐蚀性、不导电的液体，设置两种不同的冷却液。