一种干湿分离式液冷服务器论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种干湿分离式液冷服务器，包括机箱、板卡和设于板卡上的电子器件，电子器件包括硬盘和\/或电源，机箱内部空间由隔板分隔成相互隔绝的第一腔室和第二腔室，板卡包括设有硬盘和\/或电源的第一电路板和设有其余电子器件的第二电路板，硬盘和\/或电源连同第一电路板位于第一腔室中，其余电子器件连同第二电路板位于第二腔室中并采用液冷散热；在第一腔室中设有由导热材料制成的具有中空腔室的冷板，冷板与硬盘和\/或电源接触，冷板具有进液口和出液口，进液口接入冷却液，出液口穿过隔板与第二腔室连通。本实用新型避免冷却液对硬盘和\/或电源造成损害，保证服务器正常运行，大大简化了硬盘和\/或电源的拆装工序，提高了工作效率。

主设计要求

1.一种干湿分离式液冷服务器，包括机箱、内置于机箱中的板卡和设于板卡上的电子器件，所述电子器件包括硬盘和\/或电源，其特征在于：所述机箱的内部空间由隔板分隔成相互隔绝的第一腔室和第二腔室，所述板卡包括设有硬盘和\/或电源的第一电路板和设有其余电子器件的第二电路板，所述硬盘和\/或电源连同第一电路板位于第一腔室中，其余电子器件连同第二电路板位于第二腔室中并采用液冷散热；在所述第一腔室中设有由导热材料制成的具有中空腔室的冷板，所述冷板与所述硬盘和\/或电源接触，所述冷板具有进液口和出液口，所述进液口接入冷却液，所述出液口穿过隔板与第二腔室连通而使冷板中吸热后的冷却液排入第二腔室并与其中的冷却液一同排出，冷却液同时带走由冷板所传导的硬盘和\/或电源的废热以及其余电子器件的废热。

设计方案

2.根据权利要求1所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：位于所述第一腔室中的电子器件是硬盘和电源，所述冷板处于所述硬盘和电源之间。

3.根据权利要求2所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：所述电源包括一体制成的电源外壳和位于其内部的电子器件，在电源外壳内部灌注绝缘导热胶，所述电子器件散发的热量通过绝缘导热胶传导至电源外壳。

4.根据权利要求3所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：所述冷板的中空腔室内间隔形成蛇形通道，所述蛇形通道的两端分别作为进液口和出液口。

5.根据权利要求4所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：所述第二腔室中的电子器件采用浸没式液冷散热，所述第二腔室具有冷却液入口和冷却液出口，冷却液浸没第二腔室中的电子器件。

6.根据权利要求4所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：所述第二腔室中的电子器件采用喷淋式液冷散热，即第二腔室的顶面设有一用于盛装冷却液的密闭喷淋腔体，该密闭喷淋腔体上设有冷却液入口，在密闭喷淋腔体的底面上分布有喷淋孔，第二腔室的底部设有冷却液出口。

7.根据权利要求5所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：所述冷板的进液口外接冷却液，或所述冷板的进液口与所述冷却液入口连接。

8.根据权利要求6所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：所述冷板的进液口外接冷却液，或所述冷板的进液口通过管路与所述喷淋腔体的喷淋孔连接。

9.根据权利要求7或8所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：所述隔板竖向设置，且第一腔室和第二腔室并排设置；或所述隔板横向设置，且第一腔室和第二腔室上下设置，或第二腔室和第一腔室上下设置。

10.根据权利要求9所述的干湿分离式液冷服务器，其特征在于：在所述第一腔室的侧壁上分别开设有与硬盘和电源相适应的插拔孔，硬盘和电源可通过插拔孔从第一腔室拆除而脱离第一电路板或者安装于其中而插接在第一电路板上。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种干湿分离式液冷服务器。

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。

服务器散热主要采取风冷散热和液冷散热。传统的风冷模式是一种传热效率低下的间接接触冷却方式，它占用服务器内部过大的宝贵空间，总热阻高，传统风冷服务器在解决更高功率器件的废热或者追求更低的热阻时，常常采用更强的风扇或者更低的进风温度来控制器件温度，前者会引发更大的噪音，后者则容易引发过低的湿空气的结露问题。液冷散热因为冷却液的密度与比热的乘积所体现的工质的载热能力比风冷模式要高接近2000倍，因此，利用液冷散热的液冷服务器逐渐得到广泛应用。

液冷服务器主要是通过冷却液直接接触服务器内的全部发热元件而将发热元件所产生的废热带走。但是，这种散热方式存在着以下缺陷：

⑴对服务器及服务器内电子器件的运维造成不便，即当服务器内的电子元件需要拆卸时，先要停止机柜运行，再把服务器从机柜中整体拆卸出来清洗风干，然后打开服务器机箱盖板，从机箱中取出电子器件后，再将电子器件上的冷却液清洗去除，因此，整个拆装工序十分繁琐。

⑵服务器内的有些电子器件不能与冷却液直接接触，否则冷却液会对其造成损害，影响服务器的正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、可简化硬盘和\/或电源的拆装工序、提高工作效率、避免硬盘和\/或电源与冷却液接触受损的干湿分离式机箱。

本实用新型的第一个目的通过以下技术措施来实现：一种干湿分离式液冷服务器，包括机箱、内置于机箱中的板卡和设于板卡上的电子器件，所述电子器件包括硬盘和\/或电源，其特征在于：所述机箱的内部空间由隔板分隔成相互隔绝的第一腔室和第二腔室，所述板卡包括设有硬盘和\/或电源的第一电路板和设有其余电子器件的第二电路板，所述硬盘和\/或电源连同第一电路板位于第一腔室中，其余电子器件连同第二电路板位于第二腔室中并采用液冷散热；在所述第一腔室中设有由导热材料制成的具有中空腔室的冷板，所述冷板与所述硬盘和\/或电源接触，所述冷板具有进液口和出液口，所述进液口接入冷却液，所述出液口穿过隔板与第二腔室连通而使冷板中吸热后的冷却液排入第二腔室并与其中的冷却液一同排出，冷却液同时带走由冷板所传导的硬盘和\/或电源的废热以及其余电子器件的废热。

本实用新型的机箱内部空间分隔成两个独立腔室，硬盘和\/或电源位于第一腔室中，其余电子器件位于第二腔室中并采用液冷散热方式，避免了冷却液对硬盘和\/或电源造成损害，可保证服务器的正常运行，同时也大大简化了硬盘和\/或电源的拆装工序，提高了工作效率。另外，也扩展了服务器内硬盘的使用类型，可以使用固态硬盘、机械硬盘或混合硬盘等以及其它密封性不好的硬盘。

本实用新型位于所述第一腔室中的电子器件是硬盘和电源，所述冷板处于所述硬盘和电源之间。

本实用新型所述电源包括一体制成的电源外壳和位于其内部的电子器件，在电源外壳内部灌注绝缘导热胶，所述电子器件散发的热量通过绝缘导热胶传导至电源外壳。电源采用无风扇设计，电源外壳为一体式，其内部的电子器件散发的热量通过绝缘导热胶传导到电源外壳，再通过冷板与电源外壳接触使得热量传导至冷板。

本实用新型所述冷板的中空腔室内间隔形成蛇形通道，使得冷却液流动分布均匀，更快速有效地吸收冷板上的热量，所述蛇形通道的两端分别作为进液口和出液口。

作为本实用新型的一种实施方式，所述第二腔室中的电子器件采用浸没式液冷散热，所述第二腔室具有冷却液入口和冷却液出口，冷却液浸没第二腔室中的电子器件。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述第二腔室中的电子器件采用喷淋式液冷散热，即第二腔室的顶面设有一用于盛装冷却液的密闭喷淋腔体，该密闭喷淋腔体上设有冷却液入口，在密闭喷淋腔体的底面上分布有喷淋孔，第二腔室的底部设有冷却液出口。喷淋孔的大小和密集程度可根据电子器件的发热程度具体布置，本实用新型位于发热量越大的电子器件的正上方的喷淋孔排布得越密集；要求冷却液流速大时，喷淋孔可设计成上大下小的锥形体。

作为本实用新型的一种实施方式，所述冷板的进液口外接冷却液。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述冷板的进液口通过管路与所述喷淋腔体的喷淋孔连接。

作为本实用新型的再一种实施方式，所述冷板的进液口与所述冷却液入口连接。

本实用新型所述隔板竖向设置，且第一腔室和第二腔室并排设置；所述隔板横向设置，且第一腔室和第二腔室上下设置，或所述隔板横向设置，且第二腔室和第一腔室上下设置。

本实用新型在所述第一腔室的侧壁上分别开设有与硬盘和电源相适应的插拔孔，硬盘和电源可通过插拔孔从第一腔室拆除而脱离第一电路板或者安装于其中而插接在第一电路板上。通过插拔孔直接插入或拔出电源和\/或硬盘，实现热插拔。因此，本实用新型可通过插拔孔拆装任意类型的电源和\/或硬盘，进一步简化了电源和\/或硬盘的拆装工序。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

⑴本实用新型的机箱内部空间分隔成两个独立腔室，硬盘和\/或电源位于第一腔室中，其余电子器件位于第二腔室中并采用液冷散热方式，避免了冷却液对硬盘和\/或电源造成损害，可保证服务器的正常运行。

⑵本实用新型也同时扩展了服务器内硬盘的使用类型，可以使用固态硬盘、机械硬盘或混合硬盘等以及其它密封性不好的硬盘。

⑶本实用新型当需要拆装硬盘和\/或电源时，不需要停止机柜运行，也无需把整个服务器拆卸下来，不用后续对硬盘和\/或电源进行清洗处理，大大简化了硬盘和\/或电源的拆装工序，提高了工作效率。

⑷本实用新型在硬盘和电源之间设置冷板，硬盘和电源所散发的热量由冷板传导至冷却液，可提升热传导能力，冷却液将全部电子器件的废热带走，散热效率高。

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是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型打开盖板时的结构示意图；

图3是本实用新型打开盖板且拔出电源和硬盘的结构示意图；

图4是本实用新型拆除侧板后的结构示意图之一；

图5是本实用新型拆除侧板后的结构示意图之二。

具体实施方式

如图1～5所示，是本实用新型一种干湿分离式液冷服务器1，包括机箱、内置于机箱中的板卡和设于板卡上的电子器件，机箱主要由顶面开口的箱体4和设于箱体4开口上的盖板5组成，盖板5与箱体4密封连接。电子器件包括硬盘6、处理器、内存和电源19等，机箱的内部空间由隔板7分隔成相互隔绝的第一腔室和第二腔室，在本实施例中，隔板7竖向设置，且第一腔室和第二腔室并排设置。板卡包括设有硬盘6和电源19的第一电路板和设有其余电子器件(处理器和内存等发热元件)的第二电路板，硬盘6和电源19连同第一电路板位于第一腔室中，电源19包括一体制成的电源外壳和位于其内部的电子器件，在电源外壳内部灌注绝缘导热胶，电子器件散发的热量通过绝缘导热胶传导至电源外壳。其余电子器件连同第二电路板位于第二腔室中并采用液冷散热，所用的冷却液可以是矿物油、硅油或氟化液，在实际应用中，冷却液具有导热绝缘特性即可。

在本实施例中，位于第二腔室中的电子器件采用喷淋式液冷散热，本实施例的盖板5一体成型，在盖板5的内面上设有一用于盛装冷却液的密闭喷淋腔体9，该密闭喷淋腔体9上设有冷却液入口，在密闭喷淋腔体9的底面上且位于第二腔室的上方分布有喷淋孔10，箱体4的底部设有冷却液出口，冷却液从冷却液入口进入密闭喷淋腔体9中，通过喷淋孔10喷淋到发热的电子器件或与其接触的扩展表面上，将电子器件产生的废热带走，吸热后的冷却液从冷却液出口流出。喷淋孔的大小和密集程度可根据电子器件的发热程度具体布置，位于发热量越大的电子器件的正上方的喷淋孔排布得越密集；要求冷却液流速大时，喷淋孔可设计成上大下小的锥形体。喷淋孔的横截面为方形、圆形或多边形。

在本实施例中，电源19位于硬盘6的上方，在硬盘6和电源19之间设有一由导热材料制成的具有中空腔室的冷板20(导热材料优选为铜)，冷板20水平放置，冷板20的下表面与硬盘6接触，冷板20的上表面与电源19的电源外壳接触，冷板20的中空腔室内间隔形成蛇形通道，蛇形通道的两端分别作为进液口21和出液口22，进液口21通过管路与喷淋腔体的喷淋孔10连接，出液口22穿过隔板7与第二腔室连通而使冷板中吸热后的冷却液排入第二腔室并与其中的冷却液一同排出，冷却液同时带走由冷板20所传导的硬盘和电源的废热以及其余电子器件的废热。

在第一腔室的侧壁上分别开设有与硬盘6相适应的插拔孔23、与电源19相适应的插拔孔24，硬盘6和电源19可通过插拔孔23、24从第一腔室拆除而脱离第一电路板或者安装于其中而插接在第一电路板上，实现热插拔，可通过插拔孔拆装任意类型的电源和硬盘，进一步简化了电源和硬盘的拆装工序。

在其它实施例中，隔板横向设置，且第一腔室和第二腔室上下设置，或第二腔室和第一腔室上下设置。在第一腔室和第二腔室上下设置的实施例中，密闭喷淋腔体设置在隔板上，而在第二腔室和第一腔室上下设置的实施例中，密闭喷淋腔体设置在盖板上。

在其它实施例中，硬盘可以单独放置在第一腔室中，电源也可以单独放置在第一腔室中。

在其它实施例中，位于第二腔室中的电子器件可以采用其它液冷散热方式，比如浸没式液冷方式，第二腔室具有冷却液入口和冷却液出口，冷却液浸没第二腔室中的电子器件，冷板的进液口外接冷却液，或者冷板的进液口与冷却液入口连接。

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，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，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。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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