CN213780824U - 一种上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，所述液冷服务器包括制冷模块、服务器本体、出气管路和回液管路；所述制冷模块置于多个所述服务器本体上方；所述制冷模块通过所述出气管路和所述回液管路与多个所述服务器本体的出气口和进液口分别相连，实现制冷剂的循环制冷；所述服务器本体为全密封的腔体，所述服务器本体将服务器中主要发热元器件完全浸泡在液态制冷剂中；所述液态制冷剂为低沸点液态制冷剂，具有相变潜热性能。本实用新型的制冷剂直接接触服务器，充分发挥制冷剂的潜热能，散热效果好，满足数据中心的冷却标准。

Description

一种上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器

技术领域

本实用新型涉及一种液冷服务器，具体涉及一种上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器。

背景技术

随着集成电路研发逐步逼近摩尔定律的极限，CPU受限于散热问题，其频率趋于上限，集成电路进入后摩尔时代，很难进一步提升性能。目前国际主流处理器厂商研发通过系统集成多芯片堆叠的方式，实现性能提升，但随之功耗也急剧增加，如解决芯片急剧增长的散热问题，将为突破集成电路的发展瓶颈提供新的可能。

随着移动互联网、云计算、大数据、人工智能等新兴领域快速发展，特别是GPU、TPU等专用芯片部署后，服务器功率大幅提升，数据中心能耗日益凸显。而传统的散热技术风冷已不能解决日益增加的服务器中芯片散热问题，远达不到所需冷却的标准。即便利用制冷科技冷却数据中心，也远达不到所需的冷却标准，且还需要将气态制冷剂导出服务器腔室，结构复杂，成本较高，另外，还存在其他问题，如冷板式液冷散热技术不能充分发挥制冷剂的潜热能，间接接触散热效果也不如直接接触散热效果好。

目前急需采用新一代液冷技术，以满足数据中心日益增加的散热需求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，该液冷服务器使用液态冷媒替代空气冷媒进行散热，制冷剂直接接触服务器，充分发挥制冷剂的潜热能，散热效果好，满足数据中心的冷却标准。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述液冷服务器包括制冷模块、服务器本体、出气管路和回液管路；所述制冷模块置于多个所述服务器本体上方；所述制冷模块通过所述出气管路和所述回液管路与多个所述服务器本体的出气口和进液口分别相连，实现制冷剂的循环制冷；

所述服务器本体为全密封的腔体，所述服务器本体将服务器中主要发热元器件完全浸泡在液态制冷剂中；所述液态制冷剂为低沸点液态制冷剂，具有相变潜热性能。

进一步地，所述液冷服务器通过机架将所述制冷模块置于多个层叠布置的所述服务器本体上方。

进一步地，所述出气口和所述进液口分别设置在所述服务器本体后侧顶部和后侧底部；所述制冷模块通过所述出气管路和所述回液管路与每层所述服务器本体的所述出气口和所述进液口分别相连。

进一步地，所述制冷模块内部包括换热器，所述制冷模块的进、出口分别通过所述出气管路和所述回液管路与所述服务器本体相连，所述制冷模块的进、出口分别布置在所述制冷模块后部的上、下两端。

进一步地，所述制冷模块具有冷却水出口和冷却水入口，所述制冷模块的冷却管路经所述冷却水出口和所述冷却水入口通过水管路与冷却水装置相连。

进一步地，所述制冷模块内部还包括泵、传感器；所述泵用于驱动所述制冷模块内液体循环，所述传感器用于检测所述制冷模块内部的温度和压力。

进一步地，所述服务器本体的腔体内设液位计，用于检测所述液态制冷剂的液位。

进一步地，所述进液口内设电磁阀，根据所述液态制冷剂的液位高低来控制所述电磁阀的开关状态，从而控制所述服务器本体内的液位高度稳定在一定范围。

进一步地，所述服务器本体内部放置池级服务器或多个刀片式服务器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，设计巧妙，散热效果好。制冷剂与发热元器件直接接触换热，利用制冷剂的相变潜热性能，使液态制冷剂相变吸热沸腾，由液态制冷剂变为气态制冷剂，带走发热元器件产生的热量，降低发热元器件的核心温度，提升服务器的运算性能，促进计算机的超额运算。

附图说明

图1为本实用新型上置换热器的浸没相变机架式液冷服务器的总体算法示意图。

其中：1—制冷模块2-服务器本体、3—出气管路，4—回液管路，5—出气口，6—进液口，7—冷却水出口，8—冷却水入口。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本申请文件中的上、下、左、右、内、外、前端、后端、头部、尾部等方位或位置关系用语是基于附图所示的方位或位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本实用新型中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例记载了一种上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，如图1所示，该液冷服务器通过机架将制冷模块1置于多个层叠布置的服务器本体2上方。

本实施例中制冷模块1置于机架最上层，制冷模块1与服务器的摆放形式包括但不限于此形式。制冷模块1通过出气管路3和回液管路4与每层服务器本体2后部的出气口5和进液口6分别相连，实现制冷剂的循环制冷。制冷模块1后部的冷却水出口7和冷却水入口8分别通过水管路与冷却水装置相连，实现制冷模块1内的冷却水循环。

本实施例中的制冷模块1内部可由换热器和传感器等部件组成。

制冷模块1的进、出口分别通过出气管路3和回液管路4与服务器本体2相连，且制冷模块1的进、出口分别布置在制冷模块1后部的上、下两端。冷却水入口8通过水管路向制冷模块1中输入冷却水，冷却换热器中的制冷剂，冷却管路出口为冷却水出口7，通过水管路向冷却水装置输出完成换热的冷却水。传感器用于检测制冷模块1内部温度和压力等参数。另外，制冷模块1内还可设置泵，用于驱动制冷模块1内的液体循环。

多个服务器本体2分层布置于机架上，服务器本体2为全密封的腔体，腔体内安装有主板，主板上有CPU等主要发热元器件。本实施例的服务器本体2将服务器中主要发热元器件完全浸泡在液态制冷剂中，主要发热元器件和液态制冷剂直接接触。液态制冷剂为低沸点液态制冷剂，其具有相变潜热，通过吸收服务器中发热元器件运行过程中的发热量，相变为气态制冷剂，带走发热元器件运行产生的热量，降低发热元器件的核心温度，提升服务器的运算性能。

气态制冷剂通过服务器本体2后侧顶部设置的出气口5上升进入服务器本体2后部的出气管路3，由出气管路3进入制冷模块1中，并通过制冷模块1进行换热，重新冷凝为液态制冷剂，再通过延伸至服务器本体2后部的回液管路4经服务器本体2后侧底部的进液口6回到服务器本体2的腔体内。

服务器本体2的腔体内可设液位计，用于检测液态制冷剂的液位，进液口6可内设电磁阀，根据服务器本体2内制冷剂液位高低来控制电磁阀的开关状态，从而控制服务器本体2内的液位高度稳定在一定范围。

本实施例的服务器本体2内部可放置多片主板变为池级服务器(指在一定高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，实现高可用和高密度)，也可是单主板密封变为多个刀片式服务器。另外，多个服务器本体2不限于图1所示的摆放形式和数量。

虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述液冷服务器包括制冷模块(1)、服务器本体(2)、出气管路(3)和回液管路(4)；所述制冷模块(1)置于多个所述服务器本体(2)上方；所述制冷模块(1)通过所述出气管路(3)和所述回液管路(4)与多个所述服务器本体(2)的出气口(5)和进液口(6)分别相连，实现制冷剂的循环制冷；

所述服务器本体(2)为全密封的腔体，所述服务器本体(2)将服务器中主要发热元器件完全浸泡在液态制冷剂中；所述液态制冷剂为低沸点液态制冷剂，具有相变潜热性能。

2.根据权利要求1所述的上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述液冷服务器通过机架将所述制冷模块(1)置于多个层叠布置的所述服务器本体(2)上方。

3.根据权利要求2所述的上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述出气口(5)和所述进液口(6)分别设置在所述服务器本体(2)后侧顶部和后侧底部；所述制冷模块(1)通过所述出气管路(3)和所述回液管路(4)与每层所述服务器本体(2)的所述出气口(5)和所述进液口(6)分别相连。

4.根据权利要求1所述的上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述制冷模块(1)内部包括换热器，所述制冷模块(1)的进、出口分别通过所述出气管路(3)和所述回液管路(4)与所述服务器本体(2)相连，所述制冷模块(1)的进、出口分别布置在所述制冷模块(1)后部的上、下两端。

5.根据权利要求4所述的上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述制冷模块(1)具有冷却水出口(7)和冷却水入口(8)，所述制冷模块(1)的冷却管路经所述冷却水出口(7)和所述冷却水入口(8)通过水管路与冷却水装置相连。

6.根据权利要求5所述的上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述制冷模块(1)内部还包括泵、传感器；所述泵用于驱动所述制冷模块(1)内液体循环，所述传感器用于检测所述制冷模块(1)内部的温度和压力。

7.根据权利要求1所述的上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述服务器本体(2)的腔体内设液位计，用于检测所述液态制冷剂的液位。

8.根据权利要求7所述的上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述进液口(6)内设电磁阀，根据所述液态制冷剂的液位高低来控制所述电磁阀的开关状态，从而控制所述服务器本体(2)内的液位高度稳定在一定范围。

9.根据权利要求1所述的上置制冷模块的浸没相变机架式液冷服务器，其特征在于，所述服务器本体(2)内部放置池级服务器或多个刀片式服务器。

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