TWM611200U - 用於機櫃的水冷式控流散熱系統 - Google Patents

Abstract

本創作係關於一種用於機櫃的水冷式控流散熱系統，此水冷式控流散熱系統包括給水裝置、複數水冷頭、管路組件、複數節流閥及控制單元，管路組件包含分流輸送管、匯流輸送管、複數進水分流管及複數出水分流管，分流輸送管與匯流輸送管的一端分別連通於給水裝置，各進水分流管一端連通於分流輸送管及另一端連通於各水冷頭，各出水分流管一端連通於匯流輸送管及另一端連通於各水冷頭；各節流閥安裝於各進水分流管、各出水分流管或各水冷頭的內部；控制單元電性連接於複數節流閥，控制單元用於控制各節流閥的開度大小。

Description

用於機櫃的水冷式控流散熱系統

本創作是有關於一種水冷式散熱系統，且特別是有關於一種用於機櫃的水冷式控流散熱系統。

按，傳統應用於如伺服器等機櫃上之水冷散熱系統，主要係透過一總泵浦將水箱內的工作流體通過分流等方式，而分別注入不同伺服器內的熱源所對應之水冷頭上。如此，雖可達到水冷散熱的效果，但由於透過管路連通時，工作流體往往也會因管路的長度而影響其流量；例如管路的距離較長時，流量也會相對降低。

然而，機櫃內之各伺服器在配置上，通常係以上下、或垂直等方向配置，所以最上或最下方的伺服器，彼此間的距離也是最長的，因此透過上述水冷管路的連接，也必然會造成相對最遠的二伺服器，在獲取的流量有所差異，因而造成散熱或冷卻的效果不平均。而若為了滿足最低的散熱或冷卻效果，則需加大泵浦的動力，如此又可能造成能源成本的增加與浪費。

有鑑於此，本創作人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本創作人改良之目標。

本創作提供一種用於機櫃的水冷式控流散熱系統，其係利用位在各水冷頭的工作流體皆可獲得更為平均的分流量，使水冷式控流散熱系統具有良好地均流、散熱及冷卻效果。

於本創作實施例中，本創作係提供一種用於機櫃的水冷式控流散熱系統，所述機櫃包含複數伺服器及安裝在各所述伺服器內部的複數發熱元件，該水冷式控流散熱系統包括：一給水裝置；複數水冷頭，各該水冷頭設置在各所述伺服器的內部且熱貼接於各所述發熱元件；一管路組件，包含一分流輸送管、一匯流輸送管、複數進水分流管及複數出水分流管，該分流輸送管與該匯流輸送管的一端分別連通於該給水裝置，各該進水分流管一端連通於該分流輸送管及另一端連通於各該水冷頭，各該出水分流管一端連通於該匯流輸送管及另一端連通於各該水冷頭；複數節流閥，各該節流閥安裝於各該進水分流管、各該出水分流管或各該水冷頭的內部；以及一控制單元，電性連接於該複數節流閥，該控制單元用於控制各該節流閥的開度大小。

基於上述，位在各水冷頭的工作流體的輸送動力皆可獲得更為平均的分流量，以穩定各水冷頭的工作流體的流量與流速，以達到水冷式控流散熱系統具有良好地均流、散熱及冷卻效果。

10:水冷式控流散熱系統

1:給水裝置

11:水箱

12:泵浦

2:水冷頭

3:管路組件

31:分流輸送管

32:匯流輸送管

321:第一匯流管

322:第二匯流管

33:進水分流管

34:出水分流管

4:節流閥

5:控制單元

6:流量感測器

7:溫度感測器

8:冷卻裝置

100:機櫃

101:伺服器

102:發熱元件

a~h:步驟

圖1 係本創作水冷式控流散熱系統之立體示意圖。

圖2 係本創作水冷式控流散熱系統之剖面示意圖。

圖3 係本創作水冷式控流散熱系統之方塊圖。

圖4 係本創作水冷式控流散熱系統的控制方法之步驟流程圖。

有關本創作之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本創作。

請參考圖1至圖4所示，本創作係提供一種用於機櫃的水冷式控流散熱系統，此水冷式控流散熱系統10主要包括一給水裝置1、複數水冷頭2、一管路組件3、複數節流閥4及一控制單元5。

如圖1至圖2所示，機櫃100包含有複數伺服器101及複數發熱元件102，各發熱元件102安裝在各伺服器101的內部，發熱元件102為CPU、顯示卡等。其中，本實施例之複數伺服器101彼此以上、下堆疊方式排列，但不以此為限制。

如圖1至圖3所示，給水裝置1包含一水箱11及連通於水箱11的一泵浦12，水箱11裝載有用以提供散熱或冷卻的工作流體，如水等。其中，本實施例之泵浦12安裝於水箱11的內部，但不以此為限制。

如圖2至圖3所示，各水冷頭2設置在各伺服器101的內部且熱貼接於各發熱元件102，水冷頭2用於幫助發熱元件102進行散熱。

如圖1至圖3所示，管路組件3包含一分流輸送管31、一匯流輸送管32、複數進水分流管33及複數出水分流管34，分流輸送管31與匯流輸送管32的一端分別連通於給水裝置1的水箱11，各進水分流管33一端連通於分流輸送管31及另一端連通於各水冷頭2，各出水分流管34一端連通於匯流輸送管32及另一端連通於各水冷頭2，泵浦12用於帶動水箱11內部的工作流體依序由分流輸送管31、複數進水分流管33、複數出水分流管34流向匯流輸送管32，進而達到幫助伺服器101內的發熱元件102進行散熱之目的等。

如圖1至圖3所示，本實施例之各節流閥4安裝於各進水分流管33的內部，但不以此為限制，各節流閥4也可安裝於各出水分流管34或各水冷頭2的內部，每一節流閥4根據其開度尺寸而產生一開度訊號。

如圖3所示，控制單元5分別電性連接於複數節流閥4與泵浦12，控制單元5能夠控制各節流閥4的開度大小及泵浦12的轉速大小。

如圖1至圖3所示，本創作水冷式控流散熱系統10更包括複數流量感測器6，本實施例之各流量感測器6安裝於各進水分流管33，但不以此為限制，各流量感測器6也可安裝於各出水分流管34或各水冷頭2的內部，每一流量感測器6用於感測流量而產生一流量訊號。

如圖2至圖3所示，本創作水冷式控流散熱系統10更包括複數溫度感測器7，本實施例之各溫度感測器7安裝於各出水分流管34上，但不以此為限制，各溫度感測器7也可安裝於各進水分流管33、各水冷頭2或各發熱元件102上，每一溫度感測器7用於感測溫度而產生一溫度訊號。

其中，控制單元5接收各溫度訊號、各流量訊號後控制各節流閥4的開度大小，控制單元5接收各流量訊號與各開度訊號後控制泵浦12的轉速大小。

如圖1至圖3所示，本創作水冷式控流散熱系統10更包括一冷卻裝置8，匯流輸送管32分為一第一匯流管321及一第二匯流管322，第一匯流管321一端連通於複數出水分流管34及另一端連通於冷卻裝置8，第二匯流管322一端連通於冷卻裝置8及另一端連通於水箱11，冷卻裝置8用以將匯流至第一匯流管321內的工作流體進行冷卻，工作流體再通過第二匯流管322流至水箱11，使得工作流體得以循環利用。其中，冷卻裝置8包含散熱鰭片、均溫板、風扇或致冷晶片等散熱元件。

如圖4所示，係本創作水冷式控流散熱系統10的控制方法之步驟，詳細說明如下。第一、如圖4之步驟a、圖1至圖2所示，提供機櫃100，機櫃100包含複數伺服器101及安裝在各伺服器101內部的複數發熱元件102。

第二、如圖4之步驟b、圖2至圖3所示，提供複數水冷頭2，各水冷頭2設置在各伺服器101的內部且熱貼接於各發熱元件102。

第三、如圖4之步驟c、圖1至圖3所示，提供給水裝置1及管路組件3，管路組件3包含分流輸送管31、匯流輸送管32、複數進水分流管33及複數出水分流管34，分流輸送管31與匯流輸送管32的一端分別連通於給水裝置1，各進水分流管33一端連通於分流輸送管31及另一端連通於各水冷頭2，各出水分流管34一端連通於匯流輸送管32及另一端連通於各水冷頭2。

第四、如圖4之步驟d、圖1至圖3所示，提供複數節流閥4，將各節流閥4安裝於各進水分流管33、各出水分流管34或各水冷頭2的內部。

第五、如圖4之步驟e、圖1至圖3所示，提供複數流量感測器6，將各流量感測器6安裝於各進水分流管33、各出水分流管34或各水冷頭2的內部，每一流量感測器6用於感測流量而產生流量訊號。

第六、如圖4之步驟f、圖3所示，提供控制單元5，控制單元5電性連接於複數節流閥4，控制單元5接收各流量訊號低於流量預設值而提高各節流閥4的開度，控制單元5接收各流量訊號高於流量預設值而降低各節流閥4的開度。

藉此，使位在各水冷頭21的工作流體的輸送動力皆可獲得更為平均的分流量，以穩定各水冷頭21的工作流體的流量與流速，以達到水冷式控流散熱系統10具有良好地均流、散熱及冷卻效果。

第七、如圖4之步驟g、圖2至圖3所示，提供複數溫度感測器7，各溫度感測器7安裝於各進水分流管33、各出水分流管34、各水冷頭2或各發熱元件102上，每一溫度感測器7用於感測溫度而產生溫度訊號，控制單元5接收各溫度訊號後計算出流量預設值。

藉此，使熱接觸於較高溫發熱元件102的工作流體能夠獲得較大的分流量，進而讓工作流體具有較大流量與較快流速，以快速將發熱元件102的熱量傳導至冷卻裝置8散熱，從而提升水冷式控流散熱系統10之散熱效率。

第八、如圖4之步驟h、圖2至圖3所示，給水裝置1包含泵浦12，每一節流閥4根據其開度而產生開度訊號，控制單元5電性連接於泵浦12，控制單元5接收各流量訊號低於流量預設值且各開度訊號高於開度預設值而提高泵浦12的轉速，控制單元5接收各流量訊號高於流量預設值且各開度訊號低於開度預設值而降低泵浦12的轉速。

藉此，先透過各節流閥4的開度大小去調整工作流體的流量，直到各流量訊號達到流量預設值；若各節流閥4的開度大小為極限(例如：節流閥4的開度已最大無法再調大、節流閥4的開度已最小無法再調小)，則調整泵浦12的轉速，使各流量訊號達到流量預設值，進而穩定水冷式控流散熱系統10的散熱及冷卻效率。

綜上所述，本創作之用於機櫃的水冷式控流散熱系統，確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障創作人之權利。

10:水冷式控流散熱系統

1:給水裝置

11:水箱

3:管路組件

31:分流輸送管

32:匯流輸送管

321:第一匯流管

34:出水分流管

4:節流閥

6:流量感測器

8:冷卻裝置

100:機櫃

101:伺服器

Claims (7)

1. 一種用於機櫃的水冷式控流散熱系統，所述機櫃包含複數伺服器及安裝在各所述伺服器內部的複數發熱元件，該水冷式控流散熱系統包括：一給水裝置；複數水冷頭，各該水冷頭設置在各所述伺服器的內部且熱貼接於各所述發熱元件；一管路組件，包含一分流輸送管、一匯流輸送管、複數進水分流管及複數出水分流管，該分流輸送管與該匯流輸送管的一端分別連通於該給水裝置，各該進水分流管一端連通於該分流輸送管及另一端連通於各該水冷頭，各該出水分流管一端連通於該匯流輸送管及另一端連通於各該水冷頭；複數節流閥，各該節流閥安裝於各該進水分流管、各該出水分流管或各該水冷頭的內部；以及一控制單元，電性連接於該複數節流閥，該控制單元用於控制各該節流閥的開度大小。
2. 如請求項1所述之用於機櫃的水冷式控流散熱系統，其更包括複數流量感測器，各該流量感測器安裝於各該進水分流管、各該出水分流管或各該水冷頭的內部，每一該流量感測器用於感測流量而產生一流量訊號，該控制單元接收各該流量訊號後控制各該節流閥的開度大小。
3. 如請求項2所述之用於機櫃的水冷式控流散熱系統，其更包括複數溫度感測器，各該溫度感測器安裝於各該進水分流管、各該出水分流管、各該水冷頭或各所述發熱元件上，每一該溫度感測器用於感測溫度而產生一溫度訊號，該控制單元接收各該溫度訊號後控制各該節流閥的開度大小。
4. 如請求項3所述之用於機櫃的水冷式控流散熱系統，其中該給水裝置包含一水箱及連通於該水箱的一泵浦，該分流輸送管與該匯流輸送管的一端分別連通於該水箱，該泵浦用於帶動該水箱內部的一工作流體依序由該分流輸送管、該複數進水分流管、該複數出水分流管流向該匯流輸送管。
5. 如請求項4所述之用於機櫃的水冷式控流散熱系統，其中該控制單元電性連接於該泵浦，每一該節流閥根據其開度而產生一開度訊號，該控制單元接收各該流量訊號與各該開度訊號後控制該泵浦的轉速大小。
6. 如請求項4所述之用於機櫃的水冷式控流散熱系統，其更包括一冷卻裝置，該匯流輸送管分為一第一匯流管及一第二匯流管，該第一匯流管一端連通於該複數出水分流管及另一端連通於該冷卻裝置，該第二匯流管一端連通於該冷卻裝置及另一端連通於該水箱。
7. 如請求項1所述之用於機櫃的水冷式控流散熱系統，其中所述複數伺服器彼此以上、下堆疊方式排列。

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