一种服务器及气液协同散热系统的制作方法

1.本发明涉及服务器散热技术领域，特别涉及一种气液协同散热系统。本发明还涉及一种具有该气液协同散热系统的服务器。


背景技术：

2.随着服务器运算处理能力逐渐提高，其功率消耗也随之增大，导致服务器发热量越多，限制了服务器性能的进一步提升，因此服务器散热成为服务器设备不可忽视的重要环节。传统服务器往往设置多组风扇模块，以加速热对流的方式对电子元器件进行热交换，降低服务器内部高温元件的温度。为提高散热效率，需要使用体积更大且功率较高的风扇或增加风扇数量。但是，当风扇数量或体积的增加受到服务器内部空间的限制，而且会增大噪音，因此需要强化散热技术来满足服务器的散热需求。部分服务器采用液冷散热，受制于服务器内部空间结构，液冷管道或液冷换热器的布置位置受限，无法保证充分贴合冷却服务器内部的发热器件，会导致服务器散热不均并限制服务器的散热性能。
3.因此，如何进一步提升服务器的散热性能成为本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种气液协同散热系统，该散热系统能够显著提升服务器的散热性能，满足服务器的稳定运行需求。
5.为实现上述目的，本发明提供一种气液协同散热系统，包括进液管、出液管、第一换热器、第二换热器和风扇模块，所述进液管用以通入液态制冷剂，所述第一换热器和所述第二换热器均连接于所述进液管和所述出液管之间；所述第一换热器用以贴合发热器件设置，所述第二换热器设有通风通道，所述风扇模块的出风口朝向所述通风通道设置并用以经所述通风通道向发热器件吹送冷却风。
6.可选地，所述进液管连接分液管，所述出液管连接回液管，所述第二换热器通过所述分液管和所述回液管实现与所述第一换热器并联。
7.可选地，所述第二换热器为盘管。
8.可选地，所述第一换热器和所述第二换热器均设置为多组，全部所述第一换热器串接，全部所述第二换热器串接。
9.可选地，还包括用以检测发热器件温度的温度传感器、设于所述进液管的调节阀以及连接所述温度传感器和所述调节阀的控制模块，所述控制模块用以在所述温度传感器检测的温度超过第一预设温度时控制所述调节阀增大开度。
10.可选地，所述第二换热器的入口设有节流阀。
11.可选地，所述第一换热器的入口设有关断阀，所述控制模块用以在所述温度传感器检测的温度低于第二预设温度时控制所述关断阀关闭，所述第二预设温度低于所述第一预设温度。
12.可选地，所述风扇模块包括多个调速风机，所述控制模块用以在所述温度传感器检测的温度高于第三预设温度时控制所述调速风机增大转速，所述第三预设温度高于所述第一预设温度。
13.本发明还提供一种服务器，包括上述任一项实施例记载的气液协同散热系统。
14.可选地，还包括机箱，全部所述第二换热器设于所述机箱的同一端，所述风扇模块设于所述第二换热器的外侧。
15.相对于上述背景技术，本发明所提供的气液协同散热系统利用进液管通入液态制冷剂，部分液态制冷剂借助第一换热器直接贴合服务器的发热器件并对发热器件进行液冷散热；利用风扇模块向第二换热器的通风通道吹送常温冷却风，常温冷却风与第二换热器换热，第二换热器内的液态制冷剂蒸发吸热，常温冷却风流经通风通道降温为低温冷却风，利用低温冷却风对服务器的发热器件进行降温，升温及蒸发后的制冷剂通过出液管回收。上述气液协同散热系统通过风冷散热和液冷散热协同，显著提升服务器的散热能力，且风冷散热利用低温冷却风能够对服务器内部进行充分冷却，提高了服务器冷却的均匀性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例所提供的气液协同散热系统的原理图。
18.其中：
[0019]1‑
机箱、2
‑
发热器件、3
‑
进液管、4
‑
出液管、5
‑
分液管、6
‑
回液管、7
‑
第一换热器、8
‑
第二换热器。
具体实施方式
[0020]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0022]
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的气液协同散热系统的原理图。
[0023]
本发明实施例提供一种气液协同散热系统，该散热系统主要包括进液管3、出液管4、第一换热器7、第二换热器8和风扇模块，第一换热器7和第二换热器8均连接在进液管3和出液管4之间，本实施例以第一换热器7和第二换热器8并联连接为例进行说明。其中进液管3用来通入液态制冷剂，第一换热器7则用来贴合服务器内部的发热器件2设置，利用发热器件2通过热传导将热量传递给第一换热器7，第一换热器7通过与其内部流动的液态制冷剂对流换热将热量带走。也即第一换热器7直接连接进液管3和出液管4之间，多个第一换热器7串联。第一换热器7具体可以采用板式换热器或者扁铜管。
[0024]
第二换热器8设有通风通道，风扇模块的出风口沿着朝向通风通道的方向设置，只需将通风通道的出风口对准服务器内部的发热器件2，即可同时实现对服务器内部的风冷散热，第二换热器8具体通过分液管5和回液管6实现连接在进液管3和出液管4之间，也即实现与第一换热器7的并联连接。第二换热器8的作用主要在于通过通风通道对风扇模块吹向发热器件2的冷却风进行降温，然后利用降温后的低温冷却风对服务器内部的发热器件2进行充分散热。
[0025]
具体实现过程如下，分液管5的一端连接进液管3的侧壁，另一端连接第二换热器8的入口，多组第二换热器8串联连通，回液管6的一端连接最末一级的第二换热器8的出口，另一端连接至出液管4的侧壁。
[0026]
分液管5和回液管6的管径通常远小于进液管3和出液管4的管径，因此可以理解的是，虽然第一换热器7用来直接贴合冷却发热器件2，第二换热器8仅用来降低冷却风的温度，且发热器件2的温度远高于风扇模块吹风的冷却风温；但由于进液管3和出液管4的管径大，液态制冷剂在第一换热器7内的流量较大，液态制冷剂在流经第一换热器7时通常只出现温度升高，一般不发生蒸发或仅少量蒸发；而分液管5和回液管6的管径较小，制冷剂流量小，且风扇模块加速了空气与第二换热器8的对流换热速度，液态制冷剂在第二换热器8内还伴随着蒸发吸热，从而充分降低冷却风温，提高风冷散热效率。
[0027]
在上述实施例中，第二换热器8可以采用盘管，盘管的轴向垂直风扇模块的出风方向，盘管相邻圈间的间隙形成通风通道。此外，第二换热器8还可以采用多个板式换热器，相邻的板式换热器以设定间距设置，相邻板式换热器之间的间距形成上述通风通道。
[0028]
为优化上述实施例，进一步提高气液协同散热系统的散热效率，本发明所提供的气液协同散热系统还包括设置在第二换热器8入口的节流阀，通过节流阀对流入第二换热器8的液态制冷剂进行节流降压，以降低液态制冷剂的蒸发温度，加速液态制冷剂蒸发，提高风扇模块吹出的冷却风与第二换热器8的换热速度，降低冷却风温。
[0029]
在本发明所提供的进一步的实施例中，气液协同散热系统还包括控制模块、温度传感器和调节阀。其中，温度传感器用来检测发热器件2的温度，调节阀安装在进液管3上，其阀门开度可调，控制模块连接温度传感器和调节阀，以根据温度传感器检测的发热器件2的温度值控制调节阀调整开度。当发热器件2的温度较低时，可以保持调节阀部分开启，如50％开度；当发热器件2温度升高至第一设定温度后，随着发热器件2温度升高，控制模块控制调节阀逐渐增大开度，示例性地，温度每升高5℃，调节阀开度对应增大10％。
[0030]
此外，还可根据需要在第一换热器7的入口前设置关断阀，当温度传感器检测到发热器件2的温度低于第二设定温度时，控制模块控制关断阀关闭，也即将液冷散热的方式从散热系统切除，仅维持第二换热器8和风扇模块对发热器件2进行风冷散热，在避免服务器超温的前提下降低散热能耗。能够理解的是，第二设定温度低于第一设定温度，第一设定温度可以设置为60℃，第二设定温度可以设置为40℃。
[0031]
在上述实施例的基础之上，风扇模块采用多个出风口朝向第二换热器8的通风通道设置的调速风机，也即风扇模块的功率可调；当温度传感器检测到发热器件2的温度超过第三设定温度时，调节阀的开度最大，控制模块用来控制调速风机增大转速进行高速运行，进一步提高系统的散热能力。能够理解的是，第三设定温度高于第一设定温度，当第一设定温度为60℃时，第三设定温度对应为85℃，第一设定温度、第二设定温度和第三设定温度可
以根据服务器的稳定运行需求灵活设置，控制模块可以采用plc实现，此处不再赘述。
[0032]
上述设置的有益效果为：发热器件2温度低于第二设定温度时，仅风扇模块和第二换热器8投入运行，兼顾服务器中发热器件2的散热和散热系统的能耗；当服务器稳定运行且发热器件2温度较高时，同时利用调节阀、第一换热器7、第二换热器8和风扇模块对服务器进行气液协同散热，兼顾服务器散热和散热系统能耗；当服务器的发热器件2超频运行且温度超过第三设定温度时，调速风机高速运行，进一步提升气液协同散热系统的散热能力，避免服务器超温。换言之，当发热器件2的温度低于第三设定温度时，调速风机保持相对较低的速度运行，兼顾散热系统的运行噪音、散热能力和系统能耗。
[0033]
本发明所提供的气液协同散热系统散热性能显著提高、散热方式调节方便，兼顾服务器散热、散热系统能耗和散热系统运行噪音，在保证服务器稳定运行的前提下给用户带来良好的使用体验。
[0034]
本发明还提供一种服务器，包括上述任一项实施例描述的气液协同散热系统，还包括机箱1，第一换热器7贴合服务器的发热器件2如cpu和内存组设置，第二换热器8全部设置在机箱1的一端，使得通风通道对准发热器件2，风扇模块则设置在第二换热器8的外侧并以出风口对准通风通道，服务器的其它部分参考现有技术，本技术不再赘述。
[0035]
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0036]
以上对本发明所提供的服务器及气液协同散热系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。