WO2013107275A1 - 单板冷却装置 - Google Patents

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branch
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temperature measuring
branch water
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靳友林
冯踏青
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华为技术有限公司
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1932—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces
    • G05D23/1934—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of a plurality of spaces each space being provided with one sensor acting on one or more control means

Definitions

  • the present invention relates to a single board cooling technique, and more particularly to a single board cooling apparatus.
  • the cooling system of the existing communication equipment mainly dissipates heat from a large power consumption board, and the heat dissipation method can be air cooling or liquid cooling. Since the heat dissipation efficiency of the air-cooling heat dissipation is low, the current heat dissipation method of the single board is mostly a liquid cooling method.
  • the single-board heat sink of the prior art mainly comprises: an main water pipe, a pump and a heat exchanger disposed on the main water pipe, and a plurality of branch water pipes arranged in parallel with the main water pipe, and each of the water pipes is cooled and installed.
  • the veneer on the branch pipe The veneer on the branch pipe. Cooling fluid is circulated in the branch water pipe for cooling the veneer provided thereon by the pump.
  • the present invention provides a single-board cooling device for solving the problem that the liquid flow rate in each branch water pipe in the prior art cannot be changed according to the heat dissipation requirement of the single board.
  • An aspect of the invention provides a single-plate cooling device, comprising: an main water pipe, a pump and a heat exchanger located on the main water pipe, and a plurality of branch water pipes arranged in parallel with the main water pipe;
  • Each of the branch water pipes cools a veneer installed on the branch water pipe
  • Each pipe is also provided with an adjustment for controlling the flow of liquid in the branch pipe.
  • Each board is provided with a temperature measuring instrument for acquiring a temperature signal on the board; a controller that connects all the regulating valves and all the temperature measuring instruments, and according to the temperature fed back by the temperature measuring instrument a signal that controls an opening of a regulating valve on a branch water pipe in which the temperature measuring instrument is located to control a flow of liquid in the bypass water pipe.
  • the single-plate cooling device of the present invention is provided with a regulating valve connected to the controller on each branch water pipe, and the controller is controlled according to the temperature signal fed back by the temperature measuring instrument of the single-plate cooling plate on the branch water pipe.
  • the opening degree of the regulating valve can effectively adjust the liquid flow rate in the branch water pipe, which better solves the problem that the flow rate of each branch water pipe in the prior art cannot be changed according to the heat dissipation requirement of the single board.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a single board cooling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a single board cooling device according to another embodiment of the present invention.
  • the single-board cooling device 1 of the present embodiment mainly includes: a main water pipe 2, a pump 3, a heat exchanger 4, and more A branch water pipe 21, a single plate 5, a plurality of regulating valves 22, a temperature measuring instrument 51, and a controller 6 are arranged side by side.
  • the main water pipe 2 and the water pipes of each branch are circulated to cool the cooling liquid of the single plate, the pump 3 and the heat exchanger 4 are disposed on the main water pipe 2, and the pump 3 is used for controlling the flow of the liquid in the main water pipe 2, and the heat exchange
  • the device 4 is for cooling and outputting the liquid after sucking the heat of the single board; the main water pipe 2 is in communication with all the branch water pipes 21 arranged side by side.
  • Each of the branch water pipes 21 in the embodiment is provided with a cooling plate 5 for cooling the liquid in the branch water pipe; each branch water pipe 21 is further provided with a branch for controlling the branch
  • the regulating valve 22 of the liquid flow rate in the water pipe 21 has the same number of regulating valves 22 as the number of the branch water pipes 21;
  • Each of the boards 5 is provided with a temperature measuring instrument 51 for obtaining a temperature signal on the board 5, and the number of the temperature measuring instruments 51 is the same as the number of the boards 5;
  • the aforementioned regulating valve 22 and temperature measuring instrument 51 are both connected to the controller 6, and the controller 6 controls the regulating valve 22 on the branch water pipe 21 where the temperature measuring instrument is located according to the temperature signal fed back by each temperature measuring instrument 51.
  • the opening degree reaches the flow rate of the liquid in the branch water pipe 21.
  • a groove for accommodating the veneer 5 is disposed in the branch water pipe 21, and the veneer 5 is inserted into the recess. It should be noted that, in the actual operation, the board is also provided with a heat for absorbing the heat of the board to achieve the purpose of cooling the board.
  • the temperature measuring instrument can be a temperature sensing line installed at the bottom of the veneer. That is to say, a hole with a temperature sensing line is processed at the bottom of the single board, a temperature sensing line capable of measuring the temperature of the single board is inserted into the hole, and the hole is sealed with a thermal conductive glue to form a temperature for measuring the temperature signal of the single board.
  • the actual application of the single board may include a plurality of chips.
  • the temperature measuring instrument is mainly used to measure the temperature of the chip that generates the highest heat, such as setting the temperature sensing line under the chip that generates the highest heat to obtain the chip.
  • the temperature signal which in turn sends the temperature signal to the controller.
  • the aforementioned controller controls the opening degree of the regulating valve according to the temperature signal fed back by the temperature measuring instrument, so as to better control the liquid flow rate in the branch water pipe, and realize the matching of the temperature and the flow rate on the water pipes of each branch.
  • the single-board cooling device 1 further includes: a branch flow meter 23 disposed on each branch water pipe 21 for monitoring the flow rate of the liquid in the branch water pipe 21.
  • the branch flow meter 23 in this embodiment is connected to the controller 6, and the temperature of the liquid flow signal monitored by the controller 6 according to the branch flow meter 23 and the temperature of the temperature measuring instrument 51 on the same branch water pipe 21 as the branch flow meter 23 The signal adjusts the flow of liquid in the branch water pipe 21.
  • the controller 6 monitors that the flow rate signal of the branch water pipe 23 on which the branch flow meter 23 is fed back is very weak, the controller 6 does not allow the board 5 to be powered on, thereby realizing the protection of the board. the goal of.
  • the main water pipe is provided with a main flow meter 7 for monitoring the liquid flow in the main water pipe, so that the user can check the flow indicated by the main flow meter 7 to prevent the main water pipe from rupturing, thereby achieving the purpose of protecting the veneer cooling device.
  • the controller in this embodiment includes: a temperature module connecting all the temperature measuring instruments 51 and an adjusting module connected to the temperature module; the temperature module is configured to search for a temperature signal corresponding to the temperature signal according to the temperature signal fed back by the temperature measuring device The flow level; the adjustment module is used to adjust the opening of the regulating valve on the branch water pipe where the temperature measuring instrument is located according to the flow level sought by the temperature module.
  • the controller internally stores the temperature signal, the flow level, the opening of the regulating valve, etc., as shown in the following table 1:
  • the controller After receiving the temperature signal fed back by the temperature measuring instrument, the controller finds the corresponding flow level according to the above table, and then controls the opening degree of the regulating valve according to the flow level to achieve the purpose of accurately controlling the flow of the branch water pipe.
  • the single-plate cooling device is provided with a regulating valve on each branch water pipe, and then the controller controls the opening degree of the regulating valve according to the temperature signal fed back by the temperature measuring instrument, thereby effectively adjusting the liquid in the branch water pipe.
  • the traffic which solves the problem that the traffic on each branch water pipe in the prior art cannot be changed according to the heat dissipation requirement of the single board.
  • the regulating valve in any of the foregoing embodiments may be a solenoid valve, and the controller controls the flow rate of the liquid in the branch water pipe where the electromagnetic valve is located by controlling the opening angle of the electromagnetic valve.
  • the regulating valve can also have other valve body structures capable of controlling the flow rate of the liquid, which is not limited in this embodiment.
  • the single-board cooling device of the present invention has a high heat dissipation capability, and the cooling device is simple, easy to prepare, and highly reliable. Further, the above-mentioned single-board cooling device can improve the efficiency of the pump and achieve the purpose of energy saving.
  • the controller can be started first; secondly, the temperature measuring instrument and the branch flow meter; and further, the pump and the heat exchanger are started to realize circulation in the main water pipe and each branch water pipe. Cooling the cooling liquid of the veneer; at this time, the controller controls the opening of the regulating valve according to the temperature signal fed back by the temperature measuring instrument on the same branch pipe and the liquid flow signal fed back by the branch flow meter, so as to accurately control the branch The flow of liquid in the water pipe, which in turn saves costs, and allows the heat dissipation of the individual boards.

Abstract

一种单板冷却装置（1）包括：主水管（2）、位于主水管（2）上的泵（3）和换热器（4）、与所述主水管（2）连通的多个并列设置的支路水管（21）、调节阀（22）、温度测量仪（51）和控制器（6）。其中每一所述支路水管（21）冷却一安装在该支路水管上的单板（5）；每一支路水管（21）上还设置有用于控制该支路水管中的液体流量的调节阀（22）；每一单板（5）上设置有用于获取该单板（5）上的温度信号的温度测量仪（51）；所述控制器（6）连接所有的调节阀（22）和所有的温度测量仪（51），并根据温度测量仪（51）反馈的温度信号控制所述温度测量仪（51）所在的支路水管（21）上的调节阀（22）的开度，以控制支路水管（21）中的液体流量。

Description

单板冷却装置
本申请要求于 2012 年 1 月 17 日提交中国专利局、 申请号为 201210013822.4、 发明名称为 "单板冷却装置" 的中国专利申请的优先 权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域 本发明涉及单板冷却技术， 尤其涉及一种单板冷却装置。
背景技术
现有的通讯设备的冷却系统主要是对大功耗的单板进行散热， 其散热 方式可为风冷散热或液冷散热。 由于风冷散热的散热效率低， 故， 当前单 板散热的方式大多釆用液冷散热方式。
现有技术中的单板散热装置主要包括： 主水管、 设于主水管上的泵和 换热器、 与主水管连通的多个并列设置的支路水管， 每一支路水管冷却一 安装在该支路水管上的单板。 上述支路水管内循环有冷却液， 用于在泵的 驱动下， 对设于其上的单板进行冷却。
然而， 上述各单板上产生的热量不同， 进而主水管内循环的冷却液需 要满足产生热量最高的单板所在的分支水管的需求。 由于各个分支水管并 列设置， 其导致产生热量小的单板所在的分支水管中的冷却液的流量过 大， 造成资源浪费， 且散热效率不高。 发明内容 本发明提供一种单板冷却装置， 用于解决现有技术中各分支水管中的 液体流量不能根据单板散热需求变化的问题。
本发明一方面提供一种单板冷却装置， 其包括： 主水管、 位于主水管 上的泵和换热器、 与所述主水管连通的多个并列设置的支路水管；
每一所述支路水管冷却一安装在该支路水管上的单板；
每一支路水管上还设置有用于控制该支路水管中的液体流量的调节 阀；
每一单板上设置有用于获取该单板上的温度信号的温度测量仪； 控制器， 所述控制器连接所有的调节阀和所有的温度测量仪， 并根据 所述温度测量仪反馈的温度信号， 控制所述温度测量仪所在的支路水管上 的调节阀的开度， 以控制所述支路水管中的液体流量。
由上述技术方案可知， 本发明的单板冷却装置通过在各支路水管上设 置连接控制器的调节阀， 进而控制器根据支路水管上需冷却的单板的温度 测量仪反馈的温度信号控制调节阀的开度， 进而可有效调节该支路水管内 的液体流量， 其较好的解决了现有技术中各分支水管上流量不能根据单板 散热需求变化的问题。
附图说明 为了更清楚地说明本发明的技术方案， 下面将对实施例中所需要使用的 附图作一简单地介绍， 显而易见地： 下面附图只是本发明的一些实施例的附 图， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可 以根据这些附图获得同样能实现本发明技术方案的其它附图。
图 1为本发明一实施例提供的单板冷却装置的结构示意图；
图 2为本发明另一实施例提供的单板冷却装置的结构示意图。
具体实施方式 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实 施例中的附图， 对本发明的技术方案进行清楚、 完整地描述。 显然， 下述 的各个实施例都只是本发明一部分的实施例。 基于本发明下述的各个实施 例， 本领域普通技术人员即使没有作出创造性劳动， 也可以通过等效变换 部分甚至全部的技术特征， 而获得能够解决本发明技术问题， 实现本发明 技术效果的其它实施例， 而这些变换而来的各个实施例显然并不脱离本发 明所公开的范围。
图 1为本发明一实施例提供的单板冷却装置的结构示意图， 如图 1所 示， 本实施例的单板冷却装置 1主要包括： 主水管 2、 泵 3、 换热器 4、 多 个并列设置的支路水管 21、 单板 5、 多个调节阀 22、 温度测量仪 51和控 制器 6。
其中， 主水管 2和各支路水管内循环流通能够冷却单板的冷却液体， 泵 3和换热器 4设置在主水管 2上，泵 3用于控制主水管 2内液体的流量， 换热器 4用于将吸取单板热量后的液体冷却并输出； 主水管 2与所有的并 列设置的支路水管 21连通。
本实施例中的每一支路水管 21上安装一需冷却的单板 5 ,以使该支路 水管内的液体冷却该单板 5;每一支路水管 21上还设置有用于控制该支路 水管 21中的液体流量的调节阀 22, 调节阀 22的数量与支路水管 21的数 量相同； 以及，
每一单板 5 上设置有用于获取该单板 5 上的温度信号的温度测量仪 51 , 温度测量仪 51的数量与单板 5的数量相同；
前述的调节阀 22和温度测量仪 51均连接于控制器 6 , 该控制器 6根 据每一温度测量仪 51 反馈的温度信号， 控制该温度测量仪所在的支路水 管 21上的调节阀 22的开度， 达到控制该支路水管 21中的液体流量。
通常， 支路水管 21 中设置一用于容纳单板 5的凹槽， 单板 5插入凹 槽中。 需说明的是， 实际操作中的单板下方还设置有用于吸收单板热量的 走， 以实现冷却单板的目的。
在实际安装过程中， 温度测量仪可为安装在单板底部的感温线。 也就 是说， 在单板底部加工一嵌设感温线的孔， 将能够测量单板温度的感温线 插入孔中， 并釆用导热胶水将孔密封， 进而形成测量单板温度信号的温度 测量仪。 特别地， 实际应用的单板可包括多个芯片， 此时温度测量仪主要 用于测量产生热量最高的芯片的温度， 如将感温线设置在产生热量最高的 芯片的下方， 以获取该芯片的温度信号， 进而将温度信号发送至控制器。
前述的控制器根据温度测量仪反馈的温度信号控制调节阀的开度， 以 较好的控制支路水管中的液体流量， 实现了各支路水管上温度和流量的匹 配。
优选地， 如图 2所示， 单板冷却装置 1还包括： 设置在每一支路水管 21上的支路流量计 23 , 其用于监测所在支路水管 21中的液体流量。 本实施例中的支路流量计 23连接控制器 6,控制器 6根据支路流量计 23监测的液体流量信号和与支路流量计 23所在同一支路水管 21上的温度 测量仪 51的温度信号调整支路水管 21中的液体流量。
在实际使用过程中， 若控制器 6监测到支路流量计 23反馈其所在的 支路水管 21上的液体流量信号非常弱， 则控制器 6不允许单板 5上电， 从而实现保护单板的目的。
另外， 主水管上设置有监测该主水管内液体流量的主路流量计 7 , 以 便用户查看主路流量计 7显示的流量， 防止主水管破裂， 达到保护单板冷 却装置的目的。
特别地， 本实施例中的控制器包括： 连接所有温度测量仪 51 的温度 模块和与该温度模块连接的调整模块； 温度模块用于根据温度测量仪反馈 的温度信号查找与该温度信号对应的流量级别； 调整模块用于根据温度模 块查找的流量级别调整温度测量仪所在的支路水管上的调节阀的开度。
举例来说， 控制器内部存储有温度信号、 流量级别、 调节阀的开度等 对应 格， 如下表一：
Figure imgf000006_0001
控制器在接收温度测量仪反馈的温度信号之后， 根据上述表以查找对 应的流量级别， 进而根据流量级别控制调节阀的开度， 以实现精确控制支 路水管的流量的目的。
由上述实施例可知， 单板冷却装置在各支路水管上设置调节阀， 进而 通过控制器根据温度测量仪反馈的温度信号控制调节阀的开度， 进而可有 效调节该支路水管内的液体流量， 其较好的解决了现有技术中各分支水管 上流量不能根据单板散热需求变化的问题。 需说明的是， 前述任一实施例中的调节阀可为电磁阀， 控制器通过控 制电磁阀的开启角度进而控制该电磁阀所在的支路水管内的液体流量。 当 然， 调节阀也可以其他能够控制液体流量的阀体结构， 本实施例不对其进 行限定。
本发明的单板冷却装置的散热能力强， 且冷却装置的简单、 且易于制 备， 可靠性高。 进一步地， 上述的单板冷却装置能够提升泵的效率， 达到 节能的目的。
在使用上述单板冷却装置时， 可先将控制器启动； 其次启动、 温度测 量仪、 支路流量计； 再者， 将泵、 换热器启动， 以实现主水管和各支路水 管内流通冷却单板的冷却液体； 此时， 控制器根据同一支路水管上的温度 测量仪反馈的温度信号和支路流量计反馈的液体流量信号控制调节阀的 开度， 以实现精确控制该支路水管中的液体流量， 进而节省成本， 且使各 单板较好的散热。
最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对 其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通 技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修 改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种单板冷却装置， 包括： 主水管、 设于主水管上的泵和换热器、 与所述主水管连通的多个并列设置的支路水管；
每一所述支路水管冷却一安装在该支路水管上的单板； 其特征在于， 还包括：
每一支路水管上还设置有用于控制该支路水管中的液体流量的调节 阀；
每一单板上设置有用于获取该单板上的温度信号的温度测量仪； 控制器， 所述控制器连接所有的调节阀和所有的温度测量仪， 并根据 所述温度测量仪反馈的温度信号， 控制所述温度测量仪所在的支路水管上 的调节阀的开度， 以控制所述支路水管中的液体流量。
2、 根据权利要求 1所述的单板冷却装置， 其特征在于， 还包括： 设置在每一支路水管上用于监测所在支路水管中的液体流量的支路 流量计。
3、 根据权利要求 2所述的单板冷却装置， 其特征在于， 所述支路流 量计连接所述控制器， 所述控制器根据所述支路流量计监测的液体流量信 号和与所述支路流量计所在同一支路水管上的温度测量仪的温度信号调 整所述支路水管中的液体流量。
4、 根据权利要求 1 所述的单板冷却装置， 其特征在于， 所述主水管 上设置有监测该主水管内液体流量的主路流量计。
5、 根据权利要求 1 所述的单板冷却装置， 其特征在于， 所述控制器 包括：
连接所有温度测量仪的温度模块， 用于根据所述温度测量仪反馈的温 度信号查找与该温度信号对应的流量级别；
调整模块， 用于根据所述温度模块查找的流量级别调整所述温度测量 仪所在的支路水管上的调节阀的开度。
6、 根据权利要求 1 所述的单板冷却装置， 其特征在于， 所述单板内 设置有多个芯片， 所述温度测量仪用于测量产生热量最高的芯片的温度。
7、 根据权利要求 1 所述的单板冷却装置， 其特征在于， 所述支路水 管中设置一用于容纳所述单板的凹槽， 所述单板位于所述凹槽中。
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