CN109831900A - 一种液冷服务器机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液冷服务器机柜，主要由柜体以及设置于所述柜体内的服务器、服务器壳体、换热器、冷却液、喷淋装置和支撑板组成。所述服务器设置于服务器壳体内；所述服务器壳体为上端敞口的容器，其下端开设有至少一个出液孔；所述支撑板水平放置在柜体内，并将柜体内空间分隔；所述服务器壳体放置在所述支撑板上；所述支撑板上设有镂空的流道；所述冷却液设置于服务器与服务器壳体之间的间隙内和柜体的底部；所述换热器为柜体底部的冷却液换热降温；所述喷淋装置包括喷淋管道、喷淋头和液泵。液冷服务器机柜采用无蒸发的冷却液，不仅提高了换热效率，同时方便工作人员维护，降低维护成本。
Description
技术领域
本发明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
随着计算机密度越来越高，电力消耗越来越大，服务器的散热永远是业界的关注点。目前，由于外部散热效率较低，难以完全解决问题，经常造成服务器内部局部过热，无法达到服务器的散热要求，于是越来越多的服务器厂商已经将服务器的散热聚集于服务器内部。
液冷服务器机柜应运而生，其主要原理是：将冷却介质通入机柜内部，通过热交换将各个服务器中的主要发热元件的热量带走。相比传统的外部散热服务器机柜，液冷服务器机柜的换热效率高，具有很好的节能效果。
目前，液冷服务器机柜采用蒸发冷却模式，这种冷却方式需要考虑服务器机柜的密封问题，对液冷服务器的维护操作带来不便。
因此，如何提高液冷服务器的维护便利性，降低维护成本，同时提高机柜的换热效率，是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的液冷服务器机柜，将蒸发冷却介质替换为不易挥发的冷却液，机柜内部无需完全密封，解决了液冷服务器维护操作不便，维护成本高的技术问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种液冷服务器机柜，包括柜体以及设置于所述柜体内的服务器、服务器壳体、换热器、冷却液、喷淋装置和支撑板；所述服务器设置于服务器壳体内；所述服务器壳体为上端敞口的容器，其下端开设有至少一个出液孔；所述支撑板水平放置在柜体内，并将柜体内空间分隔；所述服务器壳体放置在所述支撑板上；所述支撑板上设有镂空的流道；所述冷却液设置于服务器与服务器壳体之间的间隙内和柜体的底部；所述换热器为柜体底部的冷却液换热降温；所述喷淋装置包括喷淋管道、喷淋头和液泵；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喷淋头相连；所述喷淋头设置于服务器的上部。
进一步的，支撑板为波纹形板，下波纹处留有镂空的流道。
进一步的，支撑板上设有滑槽，以方便服务器壳体的放置。
进一步的，换热器设置于柜体内侧，浸没或部分浸没于冷却液中，可以水平放置，也可以倾斜放置。
进一步的，换热器设置于柜体外侧。
进一步的，换热器可以采用风冷、水冷或者蒸发冷却。
进一步的，服务器竖直放置在服务器壳体内。
进一步的，服务器壳体内设有控制液位高度的引流管。
进一步的，服务器层数为两层或两层以上。
进一步的，服务器的数量为两层以上时，每层或多层服务器之间设置有一组喷淋装置，喷淋管道的上侧设有接水盘，该接水盘的一侧底部设有排液孔，该排液孔处连接有排液管，排液管的底部位于冷却液液面以上。
进一步的，冷却液为不挥发不导电的液体。
液冷服务器机柜采用无蒸发的冷却液，不仅提高了换热效率，同时方便工作人员维护，降低维护成本。
附图说明
图1为液冷服务器机柜的第一实施例结构示意图。
图2为液冷服务器机柜支撑板的结构示意图。
图3为液冷服务器机柜的第二实施例结构示意图。
图中：柜体（1）、服务器（2）、换热器（4）、冷却液（3）、支撑板（5）、喷淋头（6）、喷淋管道（7）、液泵（8）、接水盘（9）、排液管（10）、镂空流道（11）、滑槽（12）、服务器壳体（13）、引流管（14）。
具体实施方式
如图1和图2所示为本发明的液冷服务器机柜的第一实施例结构示意图，包括柜体1以及设置于所述柜体1内的服务器2、服务器壳体13、换热器4、冷却液3、喷淋装置和支撑板5；所述服务器2设置于服务器壳体13内；所述服务器壳体13为上端敞口的容器，其下端开设有至少一个出液孔；所述支撑板5水平放置在柜体1内，并将柜体1内空间分隔；所述服务器壳体13放置在所述支撑板5上；所述支撑板5上设有镂空的流道；所述冷却液3设置于服务器2与服务器壳体13之间的间隙内和柜体1的底部；所述换热器4水平放置于柜体1内部的冷却液3中，为柜体1底部的冷却液3换热降温，完全浸没或部分浸没均可；所述喷淋装置包括喷淋管道7、喷淋头6和液泵8；所述液泵8的输入端通过喷淋管道7与冷却液3相连，其输出端通过喷淋管道7与喷淋头6相连；所述喷淋头6设置于服务器2的上部。
该支撑板5为波纹形板，其左右两侧与柜体1固定连接，将柜体1内空间分为数层。波纹板上设有滑槽12，便于服务器壳体13的放置和抽进抽出。下波纹处留有镂空的流道，以便于冷却液3流出。本支撑板5采用波纹形状可以起到汇合冷却液3的作用，防止冷却液3在下流过程中飞溅，降低冷却效果。
服务器壳体13竖直放置在波纹板的滑槽12处，服务器2竖直放置在服务器壳体13内。冷却液3充满整个服务器壳体13，服务器2浸没在冷却液3中散热降温。该服务器2包括服务器主板、硬盘组、电源组和面板；服务器主板和电源组分别安装在面板上；面板上设有I/O端口、电源端口和硬盘连接端口，硬盘组中的硬盘通过硬盘连接端口与主板电相连。为方便散热，服务器2不安装密封外壳，这样冷却液3可以与服务器2上的发热元件直接热交换，提高换热效率。该硬盘组中的硬盘选用固态硬盘或者氦气硬盘，这两类硬盘都可以在冷却液3中正常工作。服务器2可以为两层或者两层以上。
选取合适的液泵8来确保合适的冷却液3流量，以控制服务器壳体13内冷却液3液面的高度，使服务器2的发热元件完全浸没在冷却液3中充分散热。
当服务器2的数量为两层时，柜体1内的低温冷却液3在液泵8的抽力作用下，通过喷淋管道7输送至顶层的服务器2上部，再通过喷淋头6喷淋在服务器2上并充满整个服务器壳体13，服务器2上发热元件浸没在服务器壳体13内的冷却液3中接触换热，之后在重力的作用下顺序通过出液孔和波纹板下端的镂空流道11流出，继续为下一层服务器2换热降温。经过两次换热的高温冷却液3在重力作用下往下流，与换热器4内的低温介质进行换热降温，降温后的低温冷却液3继续进行下一次的冷却循环。
该换热器4还可以倾斜放置在柜体1内部的冷却液3中，为柜体1底部的冷却液3换热降温，完全浸没或部分浸没均可。倾斜放置时，换热器4换热面积增大，其换热量高于水平放置时。
该换热器4还可以设置于柜体1外侧，其输入端通过喷淋管道7与液泵8的输出端相连，其输出端通过喷淋管道7与喷淋头6相连。将换热器4设置于柜体1外侧，可以节省柜体1内部空间，以放置更多的服务器2。
换热器4内的介质在换热器4内吸热后，其冷却方式可以采用风冷、水冷或者蒸发冷却。
当服务器2的数量为两层以上时，每层或多层服务器2之间设置有一组喷淋装置，喷淋管道7的上侧设有接水盘9，该接水盘9的一侧底部设有排液孔，该排液孔处连接有排液管10，排液管10的底部位于冷却液3液面以上。此时接水盘9中升温的冷却液3直接流至柜体1的底部与换热器4内的低温介质进行换热降温，降温后的低温冷却液3继续进行下一次的冷却循环。
如图3所示为本发明的液冷服务器机柜的第二实施例结构示意图，在第一实施例的基础上，在服务器壳体13内设有控制液位高度的引流管14。引流管14的上端口确定冷却液3的液面高度，下端口穿过服务器壳体13的出液孔，该出液孔与下端口的外表面密封连接。此时，当冷却液3的高度大于引流管14上端口高度时才会通过引流管14流出，确保服务器2完全浸没在冷却液3中充分散热。通过调节液泵8的流量以确保冷却液3能顺利从引流管14的上端口流出。
本机柜的冷却液3采用不挥发不导电的液体，例如硅油。
柜体1前侧设有可开合的门体，以便于服务器2的安装。当服务器2有损坏时，可直接打开门体将损坏的服务器2取出更换，维修过程中其他服务器2可正常运行，不受影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种液冷服务器机柜，其特征在于，包括柜体以及设置于所述柜体内的服务器、服务器壳体、换热器、冷却液、喷淋装置和支撑板；所述服务器设置于服务器壳体内；所述服务器壳体为上端敞口的容器，其下端开设有至少一个出液孔；所述支撑板水平放置在柜体内，并将柜体内空间分隔；所述服务器壳体放置在所述支撑板上；所述支撑板上设有镂空的流道；所述冷却液设置于服务器与服务器壳体之间的间隙内和柜体的底部；所述换热器为柜体底部的冷却液换热降温；所述喷淋装置包括喷淋管道、喷淋头和液泵；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喷淋头相连；所述喷淋头设置于服务器的上部。
2.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述支撑板为波纹形板，下波纹处留有镂空的流道。
3.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述支撑板上设有滑槽。
4.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述换热器设置于柜体内侧，浸没或部分浸没于冷却液中，可以水平放置，也可以倾斜放置。
5.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述换热器设置于柜体外侧。
6.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述换热器可以采用风冷、水冷或者蒸发冷却。
7.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述服务器竖直放置在服务器壳体内。
8.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述服务器壳体内设有控制液位高度的引流管。
9.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述服务器层数为两层或两层以上。
10.根据权利要求9所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述服务器的数量为两层以上时，每层或多层服务器之间设置有一组喷淋装置，喷淋管道的上侧设有接水盘，该接水盘的一侧底部设有排液孔，该排液孔处连接有排液管，排液管的底部位于冷却液液面以上。
11.根据权利要求1所述的一种液冷服务器机柜，其特征在于，所述冷却液为不挥发不导电的液体。
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