CN217213630U - 一种液冷设备壳体、液冷设备及液冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液冷设备壳体，它包括密闭壳体和液冷结构，所述液冷结构设于所述密闭壳体上使冷却液与其内部的发热器件直接接触散热。本实用新型设置在密闭壳体上的液冷结构可使冷却液与发热器件直接接触散热，散热效率高，可节约发热器件在电路板上的布置空间，且可使发热器件布置得更为紧凑，当发热器件集成电路板是算力板时，解决了现有芯片算力提升而无法有效散热以致设备故障频发的技术难题，可促进区块链技术的快速发展，而且本实用新型结构简单、成本低、易于维护，实用性强，适于广泛推广和使用。

Description

一种液冷设备壳体、液冷设备及液冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种液冷设备壳体，还涉及使用该液冷设备壳体的液冷设备及液冷系统。

背景技术

随着计算机通信行业及电子业的高速发展，IDC机房高密度服务器不断增加，服务器集成度和处理能力逐渐提高，但同时服务器的消耗功率也随之增大，使得服务器内部电子器件的散热问题成为了本行业亟待解决的技术难题。服务器一般包括外壳和设于外壳内的高性能的芯片(ASIC、FPGA、GPU或CPU)、电源和风扇，通过高效风扇对芯片进行散热，用于放置服务器的空间也需要使用空调实现快速散热，如此，导致用电成本居高不下。而且，随着芯片算力的提升，即使采用空调也无法实现有效散热，造成设备故障频发。

目前业内比较主流的散热技术是风冷与液冷混合使用的冷板技术，但是，该技术存在着对环境要求高、成本高、施工难、不易维护的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种结构简单、成本低、散热效率高、易于维护的液冷设备壳体。

本实用新型的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种液冷设备壳体，其特征在于，它包括密闭壳体和液冷结构，所述液冷结构设于所述密闭壳体上使冷却液与其内部的发热器件直接接触散热。

本实用新型设置在密闭壳体上的液冷结构可使冷却液与发热器件直接接触散热，散热效率高，可节约发热器件在电路板上的布置空间，且可使发热器件布置得更为紧凑，当发热器件集成电路板是算力板时，解决了现有芯片算力提升而无法有效散热以致设备故障频发的技术难题，可促进区块链技术的快速发展，而且本实用新型结构简单、成本低、易于维护，实用性强，适于广泛推广和使用。

作为本实用新型的一种实施方式，所述液冷结构包括设于密闭壳体上的进液口、回液口和设于所述密闭壳体内的冷却液分配管，所述冷却液充装在密闭壳体内浸没所述发热器件，且所述冷却液自进液口朝向回液口流动，所述发热器件为若干个，所述冷却液分配管的一端连接进液口，另一端封闭，所述冷却液分配管上设有与发热器件一一对应的多个喷嘴。

本实用新型在所述密闭壳体内设有竖立的溢流板，所述溢流板与密闭壳体的侧壁合围成溢流槽，且所述溢流板与所述密闭壳体的顶板之间形成溢流空隙，所述回液口与所述溢流槽相通。当壳体内的冷却液流量较大且超过溢流板时，大部分冷却液可没过溢流板顶部由溢流空隙进入溢流槽并流至回液口，使得壳体内没有压力。

本实用新型所述溢流板上开设有溢流孔，所述溢流孔至少分布在溢流板的底部，当本实用新型停机时，较少的冷却液可以通过溢流孔流入溢流槽并流至回液口，使得在停机后，壳体内依然能够排空冷却液。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述液冷结构包括设于密闭壳体上的进液口、回液口以及设于密闭壳体内的冷却液分配管、循环泵、换热器和竖立的分隔板，所述冷却液充装在密闭壳体内浸没所述发热器件，所述分隔板将所述密闭壳体的内部空间分隔成液冷区和换热区，所述分隔板与所述密闭壳体的顶板之间具有空隙，所述冷却液分配管、循环泵和发热器件位于所述液冷区，所述发热器件为若干个，所述冷却液分配管的一端与所述循环泵的出口连接，另一端封闭，所述冷却液分配管上设有与发热器件一一对应的多个喷嘴，所述换热器位于所述换热区，所述分隔板上设有冷却液进口和冷却液出口，所述循环泵的进口对准所述冷却液出口，所述换热器的换热介质进口和换热介质出口分别与所述进液口和出液口连接。

本实用新型所述换热器为并列排布的多个，相邻的换热器之间设有竖立的间隔板而使每个换热器位于一间隔槽中，所述间隔板上设有供冷却液流通的开口，位于两端的间隔槽分别与分隔板的冷却液进口和冷却液出口连通。

作为本实用新型的再一种实施方式，所述液冷结构包括设于密闭壳体上的进液口、回液口和位于密闭壳体内中空的喷淋板，所述喷淋板设于所述密闭壳体的顶板上，所述喷淋板的底面设有喷淋孔，所述进液口与所述喷淋板内部相通，所述回液口位于所述密闭壳体的底部。

本实用新型的第二个目的在于提供一种使用上述液冷设备壳体的液冷设备。

本实用新型的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种使用上述液冷设备壳体的液冷设备，其特征在于，在所述液冷设备壳体内设有发热器件，所述发热器件集成电路板是算力板，或者所述发热器件是电池芯片，多个电池芯片连接组合成具有充电极耳的电源模块。

本实用新型所述算力板或者电源模块上设有散热片。

本实用新型的第三个目的在于提供一种使用上述液冷设备的液冷系统。

本实用新型的第三个目的通过以下的技术措施来实现：一种使用上述液冷设备的液冷系统，其特征在于，它包括柜体、设于柜体内的电控装置、液冷设备和冷却循环系统，所述液冷设备的进液口和回液口分别与冷却循环系统相连。

本实用新型所述柜体包括第一柜体和第二柜体，所述液冷设备至少为一台且位于所述第一柜体中构成液冷机柜，所述第一柜体上设有与所述液冷设备的进液口和回液口连接的总进液口与总回液口，所述冷却循环系统位于所述第二柜体中构成冷却循环机柜，所述液冷机柜和冷却循环机柜分别至少为一台，当所述液冷机柜为两台以上时，各液冷机柜的总进液口和总回液口对应连接，当所述冷却循环机柜为两台以上时，各冷却循环机柜的储液箱相连通。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

⑴本实用新型设置在密闭壳体上的液冷结构可使冷却液与发热器件直接接触散热，散热效率高，可节约发热器件在电路板上的布置空间，且可使发热器件布置得更为紧凑，当发热器件集成电路板是算力板时，解决了现有芯片算力提升而无法有效散热以致设备故障频发的技术难题，可促进区块链技术的快速发展。

⑵本实用新型结构简单、成本低、易于维护，实用性强，适于广泛推广和使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型实施例1的立体结构示意图(没有画出顶板)；

图2是本实用新型实施例1的俯视示意图(没有画出顶板)；

图3是本实用新型实施例1的密闭外壳立体结构示意图(没有画出顶板)；

图4是本实用新型实施例2的立体结构示意图(没有画出顶板)；

图5是本实用新型实施例2的俯视示意图(没有画出顶板)；

图6是本实用新型实施例3的立体结构示意图(打开顶板)；

图7是本实用新型实施例4的立体结构示意图(显示机柜内部结构)；

图8是本实用新型实施例6的立体结构示意图(显示机柜内部结构)；

图9是本实用新型实施例7第二柜体的立体结构示意图(显示机柜内部结构)；

图10是本实用新型实施例7的立体结构示意图；

图11是本实用新型实施例8的结构示意图；

图12是本实用新型实施例9的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，是本实用新型一种液冷设备，它包括液冷设备壳体，液冷设备壳体包括密闭壳体1(没有画出顶板)和液冷结构，液冷结构设于密闭壳体1上使冷却液与其内部的发热器件直接接触散热。在本实施例中，发热器件是CPU、 GPU、FPGA或ASIC等类型的芯片，发热器件集成电路板是算力板2，在密闭壳体1内还设有电源3，冷却液是绝缘液体或者绝缘油。本实施例的液冷冷却形式为浸没+流动的方式，在本实施例中，密闭壳体1为扁形长方体，液冷结构包括设于密闭壳体1上的进液口4、回液口5和设于密闭壳体1内的冷却液分配管6，密闭壳体1上还设有外接线缆的端口，冷却液充装在密闭壳体1内浸没算力板2，且冷却液自进液口4朝向回液口5流动。算力板2为若干个，沿密闭壳体1的长度方向并列排布，算力板2上设有散热片9，冷却液分配管6的一端连接进液口4，另一端封闭，冷却液分配管6上设有与算力板2一一对应的多个喷嘴7。

在密闭壳体1内设有竖立的溢流板8，溢流板8与密闭壳体1的侧壁合围成溢流槽10，且溢流板8与密闭壳体1的顶板之间形成溢流空隙，回液口5与溢流槽10相通；溢流板8上开设有溢流孔11，溢流孔11至少分布在溢流板8的底部。当壳体内的冷却液流量较大且超过溢流板时，大部分冷却液可没过溢流板顶部由溢流空隙进入溢流槽并流至回液口，使得壳体内没有压力。当本实用新型停机时，较少的冷却液可以通过溢流孔流入溢流槽并流至回液口，使得在停机后，壳体内依然能够排空冷却液。

本实用新型的工作过程是：利用外部的冷却循环系统将冷却液A从进液口4 输送至冷却液分配管6，根据发热器件在算力板2的位置，通过对应的喷嘴将液体平均分配到每一个算力板2的发热器件上，带走热量的冷却液在壳体内升至一定高度，从溢流板的顶部流入溢流槽，流至回液口，进入外部的冷却循环系统冷却后，再进入液冷算力设备的进液口，如此循环往复。

实施例2

如图4、5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于液冷结构不同，本实施例的液冷冷却形式为浸没+水冷交换的方式，内部芯片采用冷却液浸没冷却，冷却液通过水冷进行外部循环冷却。本实施例的液冷结构包括设于密闭壳体1 上的进液口4、回液口5以及设于密闭壳体1内的冷却液分配管6、循环泵12、换热器13和竖立的分隔板14，冷却液A充装在密闭壳体1内浸没算力板2，分隔板14将密闭壳体1的内部空间分隔成液冷区15和换热区16，分隔板14与密闭壳体1的顶板之间具有空隙，冷却液分配管6、循环泵12和算力板2位于液冷区15，算力板2为若干个，沿密闭壳体1的长度方向并列排布，冷却液分配管6的一端与循环泵12的出口连接，另一端封闭，冷却液分配管6上设有与算力板2一一对应的多个喷嘴7，换热器13位于换热区16，分隔板14上设有冷却液进口17和冷却液出口18，循环泵12的进口对准冷却液出口18，换热器13 为并列排布的多个，相邻的换热器13之间设有竖立的间隔板19而使每个换热器 13位于一间隔槽中，间隔板19上设有供冷却液流通的开口20，位于两端的间隔槽分别与分隔板19的冷却液进口17和冷却液出口18连通，本实施例换热器13 中的换热介质是水，换热介质进口和换热介质出口分别与进液口4和回液口5 连接。

本实用新型的工作过程是：冷却液预装在密闭壳体内，浸没算力板，循环泵循环壳体内的冷却液，将冷却液输送至冷却液分配管中，对应算力板上发热器件的位置，通过喷嘴将冷却液平均分配到每一个发热器件上，受热的冷却液循环到换热器处，依次通过换热器，换热器的外表面与内部的换热介质-水进行热交换，降温后的冷却液持续内部循环，而吸收热量的水进入外部的冷却循环系统冷却，依次循环，换热器保持壳体内的冷却液保持适宜的温度。

实施例3

如图6所示，本实施例与实施例1的不同之处在于液冷结构不同，本实施例的液冷冷却形式为喷淋方式，本实施例的液冷结构包括设于密闭壳体1上的进液口4、回液口5和位于密闭壳体1内中空的喷淋板21，喷淋板21设于密闭壳体1的顶板 22上，喷淋板21的底面设有喷淋孔23，进液口4与喷淋板21内部相通，回液口5 位于密闭壳体1的底部。

实施例4

如图7所示，一种使用实施例1液冷设备的液冷系统，为一体式液冷机柜，它包括柜体(只画出框架)、设于柜体内的电控装置24、液冷设备25和冷却循环系统，液冷设备25的进液口和回液口分别与冷却循环系统相连，在冷却循环系统中流动的液体是冷却液。

在本实施例中，电控装置24位于柜体的顶部，液冷设备25为多个，位于柜体的上部，冷却循环系统位于柜体的下部。冷却循环系统包括循环泵26、过滤器27、风冷散热器28和储液箱29，液冷设备25的回液口与储液箱29的进液口通过管路连接，储液箱29的出口通过管路依次连接循环泵26、风冷散热器28、过滤器27和液冷设备25的进液口。

实施例5

本实施例一种使用实施例2液冷设备的液冷系统，为一体式液冷机柜，它包括柜体、设于柜体内的电控装置、液冷设备和冷却循环系统，液冷设备的进液口和回液口分别与冷却循环系统相连，在冷却循环系统中流动的液体是换热介质- 水。

在本实施例中，电控装置位于柜体的顶部，液冷设备为多个，位于柜体的上部，冷却循环系统位于柜体的下部。冷却循环系统包括循环泵、风冷散热器和储液箱，液冷设备的回液口与储液箱的进液口通过管路连接，储液箱的出口通过管路依次连接循环泵、风冷散热器和液冷设备的进液口。

实施例6

如图8所示，本实施例与实施例4的不同之处在于：一种使用实施例1液冷设备的液冷系统是分体式液冷机柜，柜体包括第一柜体和第二柜体，液冷设备25 至少为一台且位于第一柜体中构成液冷机柜，第一柜体上设有与液冷设备25的进液口4与回液口5连接的总进液口与总回液口，冷却循环系统位于第二柜体中构成冷却循环机柜，冷却循环系统包括循环泵26、过滤器、风冷散热器28和储液箱29，液冷机柜的总回液口与储液箱29的进液口通过管路连接，储液箱29的出口通过管路依次连接循环泵、风冷散热器28、过滤器和液冷机柜的总进液口。

实施例7

如图9、10所示，本实施例与实施例6的不同之处在于：液冷机柜30为多台并且安装在支撑架36上，冷却循环机柜32为两台，多台液冷机柜30排列为两排，各液冷机柜30的总进液口和总回液口对应连接，连接管路位于液冷机柜30的下方并穿过支撑架36。冷却循环机柜32中的冷却循环系统包括循环泵26、过滤器27、水冷换热器31和储液箱29，液冷机柜30的总回液口与储液箱29的进液口通过回液管路33连接，储液箱29的出口通过管路依次连接循环泵26、水冷换热器31和过滤器 27，并通过进液管路34和液冷机柜30的总进液口连接。各冷却循环机柜32的储液箱29通过管路35相连通。

实施例8

如图11所示，本实施例的液冷冷却形式为浸没+流动的方式，与实施例1的不同之处在于：发热器件是电池芯片，多个电池芯片连接组合成具有充电极耳的电源模块37。冷却液分配管的喷嘴对准每个电池芯片。

实施例9

如图12所示，本实施例的液冷冷却形式为喷淋方式，与实施例3的不同之处在于：发热器件是电池芯片，多个电池芯片连接组合成具有充电极耳的电源模块 37。

在其它实施例中，冷却循环系统可根据使用工况不同，采用风冷干式散热器、冷却塔、冷水机等其他制冷系统；也可根据实际使用工况，选择单独的外冷系统或者多种外冷系统随意组合搭配使用。

本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，本实用新型液冷壳体上的液冷结构、液冷系统所使用的液冷设备以及冷却循环系统的组成结构还具有其它实施方式，因此，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种液冷设备壳体，其特征在于：它包括密闭壳体和液冷结构，所述液冷结构设于所述密闭壳体上使冷却液与其内部的发热器件直接接触散热；所述液冷结构包括设于密闭壳体上的进液口、回液口和设于所述密闭壳体内的冷却液分配管，所述冷却液充装在密闭壳体内浸没所述发热器件，且所述冷却液自进液口朝向回液口流动，所述发热器件为若干个，所述冷却液分配管的一端连接进液口，另一端封闭，所述冷却液分配管上设有与发热器件一一对应的多个喷嘴。

2.根据权利要求1所述的液冷设备壳体，其特征在于：在所述密闭壳体内设有竖立的溢流板，所述溢流板与密闭壳体的侧壁合围成溢流槽，且所述溢流板与所述密闭壳体的顶板之间形成溢流空隙，所述回液口与所述溢流槽相通；所述溢流板上开设有溢流孔，所述溢流孔至少分布在溢流板的底部。

3.一种液冷设备壳体，其特征在于：它包括密闭壳体和液冷结构，所述液冷结构设于所述密闭壳体上使冷却液与其内部的发热器件直接接触散热；所述液冷结构包括设于密闭壳体上的进液口、回液口以及设于密闭壳体内的冷却液分配管、循环泵、换热器和竖立的分隔板，所述冷却液充装在密闭壳体内浸没所述发热器件，所述分隔板将所述密闭壳体的内部空间分隔成液冷区和换热区，所述分隔板与所述密闭壳体的顶板之间具有空隙，所述冷却液分配管、循环泵和发热器件位于所述液冷区，所述发热器件为若干个，所述冷却液分配管的一端与所述循环泵的出口连接，另一端封闭，所述冷却液分配管上设有与发热器件一一对应的多个喷嘴，所述换热器位于所述换热区，所述分隔板上设有冷却液进口和冷却液出口，所述循环泵的进口对准所述冷却液出口，所述换热器的换热介质进口和换热介质出口分别与所述进液口和回液口连接。

4.根据权利要求3所述的液冷设备壳体，其特征在于：所述换热器为并列排布的多个，相邻的换热器之间设有竖立的间隔板而使每个换热器位于一间隔槽中，所述间隔板上设有供冷却液流通的开口，位于两端的间隔槽分别与分隔板的冷却液进口和冷却液出口连通。

5.一种液冷设备壳体，其特征在于：它包括密闭壳体和液冷结构，所述液冷结构设于所述密闭壳体上使冷却液与其内部的发热器件直接接触散热；所述液冷结构包括设于密闭壳体上的进液口、回液口和位于密闭壳体内中空的喷淋板，所述喷淋板设于所述密闭壳体的顶板上，所述喷淋板的底面设有喷淋孔，所述进液口与所述喷淋板内部相通，所述回液口位于所述密闭壳体的底部。

6.一种液冷设备，其特征在于：所述液冷设备使用了权利要求1～5任一项所述的液冷设备壳体，在所述液冷设备壳体内设有发热器件，所述发热器件集成电路板是算力板，或者所述发热器件是电池芯片，多个电池芯片连接组合成具有充电极耳的电源模块。

7.根据权利要求6所述的液冷设备，其特征在于：所述算力板或者电源模块上设有散热片。

8.一种液冷系统，其特征在于：所述液冷系统使用了权利要求6或7所述的液冷设备，它包括柜体、设于柜体内的电控装置、液冷设备和冷却循环系统，所述液冷设备的进液口和回液口分别与冷却循环系统相连。

9.根据权利要求8所述的液冷系统，其特征在于：所述柜体包括第一柜体和第二柜体，所述液冷设备至少为一台且位于所述第一柜体中构成液冷机柜，所述第一柜体上设有与所述液冷设备的进液口和回液口连接的总进液口与总回液口，所述冷却循环系统位于所述第二柜体中构成冷却循环机柜，所述液冷机柜和冷却循环机柜分别至少为一台，当所述液冷机柜为两台以上时，各液冷机柜的总进液口和总回液口对应连接，当所述冷却循环机柜为两台以上时，各冷却循环机柜的储液箱相连通。

Images