浸没式液冷服务器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201611219863.3

申请日:

2016.12.26

公开号:

CN106681459A

公开日:

2017.05.17

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G06F 1/20申请日:20161226|||公开

IPC分类号:

G06F1/20

主分类号:

G06F1/20

申请人:

曙光节能技术(北京)股份有限公司

发明人:

沈卫东; 李星; 吴宏杰; 王晨; 孙振; 彭晶楠; 崔新涛; 范娟; 张卫平; 宋景亮

地址:

100193 北京市海淀区东北旺西路8号院36号楼5层528室

优先权:

专利代理机构:

北京德恒律治知识产权代理有限公司 11409

代理人:

章社杲;卢军峰

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内容摘要

本发明公开了一种浸没式液冷服务器,该浸没式液冷服务器包括:用于容纳制冷剂的壳体;设置于壳体中的服务器主板,制冷剂浸没服务器主板的所有发热元件;用于检测制冷剂的液面高度的液位传感器;以及电子阀门,设置于制冷剂传输管路中并与液位传感器连接;其中,液位传感器根据液面高度通过电子阀门来填加制冷剂。本发明能够实现对制冷剂液面的检测,并能够根据制冷剂液面高度自动填加制冷剂。

权利要求书

1.一种浸没式液冷服务器,包括:
用于容纳制冷剂的壳体;以及
设置于所述壳体中的服务器主板,所述制冷剂浸没所述服务器主板的所有发热元件;
其特征在于,还包括:
用于检测所述制冷剂的液面高度的液位传感器;以及
电子阀门,设置于制冷剂传输管路中并与所述液位传感器连接;
其中,所述液位传感器根据所述液面高度通过所述电子阀门来填加制冷剂。
2.根据权利要求1所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,当所述液面高度小于预设值
时,所述液位传感器输出第一控制信号控制所述电子阀门开启,以使所述制冷剂由所述传
输管路流入所述壳体。
3.根据权利要求2所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,当所述液面高度在所述预设
值以上时,所述液位传感器输出第二控制信号控制所述电子阀门关闭,以停止填加制冷剂。
4.根据权利要求2所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,
所述服务器主板为刀片服务器主板。
5.根据权利要求4所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,所述液位传感器设置于服务
器主板的最上方边沿位置。
6.根据权利要求5所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,所述预设值与服务器主板的
高度相等。
7.根据权利要求3所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,
所述第一控制信号为高电平信号;以及
所述第二控制信号为低电平信号。
8.根据权利要求1所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,
所述制冷剂为电绝缘制冷剂。
9.根据权利要求1所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,所述制冷剂的沸点在30℃至
60℃之间。
10.根据权利要求1-9任一项所述的浸没式液冷服务器,其特征在于,所述壳体为封闭
结构。

说明书

浸没式液冷服务器

技术领域

本发明涉及计算机冷却技术领域,具体来说,涉及一种浸没式液冷服务器。

背景技术

在现有技术中,为计算机散热的方法一般采用利用冷空气的风冷方式来给计算机
降温。而风冷方式中均采用间接接触冷却的方式,因此在传热过程复杂的冷却系统中,存在
接触热阻大、对流换热热阻大、且热阻总和大的问题,进而导致换热效率较低;同时还要保
证换热过程的高低温热源之间的较大温差,因此需要较低的室外低温热源来引导换热过程
进行。但是对于数据中心,仅靠风冷方式已经不足以满足高热流密度的服务器对散热性能
的要求。

在现有技术中,为计算机散热的另一种方法是液冷方式,即利用工作流体作为中
间热量传输的媒介,将热量由热区传递到远处再进行冷却。与风冷方式的间接制冷不同的
是液冷方式把制冷剂直接导向热源,另外由于液体比空气的比热容大很多,散热速度也远
远大于空气,因此液冷方式的制冷效率远高于风冷方式散热,和风冷方式相比每单位体积
所传输的热量即散热效率提高达3500倍。

液冷系统具有均衡CPU热量和低噪声工作的特点。具体地,由于液体的比热容大,
因此能够吸收大量的热量而保持温度不会明显的变化,因此液冷系统中CPU的温度能够得
到很好的控制,突发操作也不会引起CPU内部温度瞬间大幅度的变化;另外,由于液冷系统
换热器的表面积很大,所以只需要低转速的风扇对其进行散热就能起到不错的效果,因此
液冷系统一般搭配转速较低的风扇,又由于液冷系统中泵的工作噪声一般也不会很明显,
因此使得液冷系统具有低噪声工作的特点。

蒸发冷却从热学原理上,是利用制冷剂沸腾时的汽化潜热带走热量。由于液体的
汽化潜热很大,因此蒸发冷却的冷却效果更为显著,因此被应用于液冷系统中。

在浸没式液冷系统中,需要把服务器主板浸没在制冷剂里,但是现在的浸没式液
冷服务器都没有液位控制的功能,当系统出现诸如进液管路堵塞的故障时,会造成制冷剂
液面持续下降,主板芯片会暴露在气体中,长时间会导致芯片烧毁。

针对相关技术中的上述问题,目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述问题,本发明提出一种浸没式液冷服务器,能够实现对制
冷剂液面的检测,并能够根据制冷剂液面高度自动填加制冷剂。

本发明的技术方案是这样实现的:

根据本发明的一个方面,提供了一种浸没式液冷服务器,包括:用于容纳制冷剂的
壳体;设置于壳体中的服务器主板,制冷剂浸没服务器主板的所有发热元件;用于检测制冷
剂的液面高度的液位传感器;以及电子阀门,设置于制冷剂传输管路中并与液位传感器连
接;其中,液位传感器根据液面高度通过电子阀门来填加制冷剂。

根据本发明的一个实施例,当液面高度小于预设值时,液位传感器输出第一控制
信号控制电子阀门开启,以使制冷剂由传输管路流入壳体。

根据本发明的一个实施例,当液面高度在预设值以上时,液位传感器输出第二控
制信号控制电子阀门关闭,以停止填加制冷剂。

根据本发明的一个实施例,服务器主板为刀片服务器主板。

根据本发明的一个实施例,液位传感器设置于服务器主板的最上方边沿位置。

根据本发明的一个实施例,预设值与服务器主板的高度相等。

根据本发明的一个实施例,第一控制信号为高电平信号;以及第二控制信号为低
电平信号。

根据本发明的一个实施例,制冷剂为电绝缘制冷剂。

根据本发明的一个实施例,制冷剂的沸点在30℃至60℃之间。

根据本发明的一个实施例,壳体为封闭结构。

本发明通过液位传感器检测制冷剂液面高度,并根据制冷剂液面高度通过电子阀
门来填加制冷剂,能够实现根据制冷剂液面高度自动填加制冷剂,进而保持浸没式液冷服
务器的制冷剂液面能够浸没服务器主板的所有发热元件。

附图说明

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一些实施
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,还可以根据这些附图获
得其他的附图。

图1是本发明的浸没式液冷服务器的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

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所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的
范围。

如图1所示,是本发明的浸没式液冷服务器的一个实施例,包括:用于容纳制冷剂
的壳体1;设置于壳体1中的服务器主板2;用于检测制冷剂的液面高度的液位传感器4;以及
设置于制冷剂传输管路6中并与液位传感器4连接的电子阀门5。

其中,制冷剂浸没服务器主板2的所有发热元件,液位传感器4根据液面高度通过
电子阀门5来填加制冷剂。液位传感器4可以是根据实际需要能够对制冷剂液面3高度进行
检测的多种液位传感器4,本发明对此不做出具体限定。

上述技术方案,通过液位传感器4检测制冷剂液面3高度,并根据制冷剂液面3高度
通过电子阀门5来填加制冷剂,能够实现根据制冷剂液面3高度自动填加制冷剂,进而保持
浸没式液冷服务器的制冷剂液面3能够浸没服务器主板2的所有发热元件。

在本实施例中,壳体1为封闭结构。

在本实施例中,服务器主板2为刀片服务器主板2。将服务器主板2直接浸没在充满
制冷剂的封闭结构的壳体1中。壳体1内装有服务器主板2,制冷剂淹没服务器主板2上所有
发热元件,制冷剂液面3上方可以留有气相区。

在一个实施例中,当液面高度小于预设值时,液位传感器4输出第一控制信号控制
电子阀门5开启,以使制冷剂由传输管路6流入壳体1。

进一步地,当液面高度在预设值以上时,液位传感器4输出第二控制信号控制电子
阀门5关闭,以停止填加制冷剂。

优选地,第一控制信号为高电平信号;以及第二控制信号为低电平信号。

优选地,液位传感器4设置于服务器主板2的最上方边沿位置。

其中,预设值与服务器主板2的高度相等。

具体地,液位传感器4安装在服务器主板2的最上沿位置,用来监测制冷剂液面3的
高度,电子阀门5来控制制冷剂的流入壳体1。

服务器主板2上的芯片及其他发热元件在工作时会发热,热量使得制冷剂沸腾,随
着制冷剂沸腾蒸发,制冷剂液面3会降低。液位传感器4用来感应制冷剂液面3的高度,当制
冷剂液面3低于预设值时,液位传感器4输出高电平信号(即上述第一控制信号),通过该高
电平信号控制电子阀门5开启,使得制冷剂进入服务器的壳体1;当制冷剂液面3高于预设值
时,液位传感器4输出电压值为零的低电平信号(即上述第二控制信号),通过该低电平信号
控制电子阀门5关闭,使得制冷剂不能进入服务器的壳体1。

另外,制冷剂为本领域技术人员公知的电绝缘制冷剂,采用电绝缘制冷剂可省略
或简化现有技术中的密封结构,进而在避免造成电路板短路的同时,简化了服务器的结构。
优选地,上述电绝缘制冷剂为氟化物,因氟化物的沸点在30℃至60℃之间,能够通过蒸发形
成的制冷剂蒸汽及时地带走发热元件发出的热量。当然,本发明不局限于此,所有沸点在30
℃至60℃之间的制冷剂均可作为本发明中的制冷剂的实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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。

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本发明公开了一种浸没式液冷服务器,该浸没式液冷服务器包括:用于容纳制冷剂的壳体;设置于壳体中的服务器主板,制冷剂浸没服务器主板的所有发热元件;用于检测制冷剂的液面高度的液位传感器;以及电子阀门,设置于制冷剂传输管路中并与液位传感器连接;其中,液位传感器根据液面高度通过电子阀门来填加制冷剂。本发明能够实现对制冷剂液面的检测,并能够根据制冷剂液面高度自动填加制冷剂。 。

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