[发明专利]一种压力驱动的液冷散热系统及服务器

说明书

本发明提供了一种压力驱动的液冷散热系统及服务器，包括位于服务器端的负压循环冷却单元和位于服务器外部的冷却液分配单元；所述负压循环冷却单元包括风扇、循环换热器、液冷板、输水软管和微机系统；所述风扇带动气流流经服务器的发热元件；所述循环换热器由储水箱和换热管束组成；所述冷却液分配单元包括低温储罐、高温储罐、散热管束和控制系统；所述高温储罐与散热管束的入口连通，所述低温储罐与散热管束的出口连通，通过散热管束为冷却液降温；通过对常规压力驱动液冷装置的结构的改进以及重新设计，解决现有的压力驱动液冷装置的冷却液容易漏液问题以及服务器维修时冷却系统不支持热插拔问题。

技术领域

本发明涉及服务器冷却散热技术领域，具体涉及一种压力驱动的液冷散热系统及服务器。

背景技术

随着人工智能、云计算和大数据等行业的发展，对算力的要求越来越大，对半导体芯片的性能要求越来越高，以CPU、GPU为代表的电子器件工艺制程不断减小，导致这些元器件热设计功耗(TDP)不断提升，电子器件的冷却散热效果成为评价服务器性能的重要指标。

目前，对于服务器内部的发热元器件主要采用风冷和水冷结合的方式散热，常规做法是在服务器上布置高速风扇，通过风扇产生的气流带走部分器件产生的热量，对于CPU、GPU等热工耗较大的器件则是直接布置液冷板，通过流经液冷板的冷却液带走热量。这种风冷水冷相结合的散热方法中，风冷效率很大程度上取决于环境温度，仍然需要搭配精密空调等设备，使用成本较高，液冷散热效率主要取决于外部供液流量和供液压力，为保持较大的液冷散热效率会用到更高的供液压力驱动液体快速流动，但这也增大了系统漏液的风险，对服务器的安全稳定运行带来了极高的挑战。另外一个服务器集群由多种类型的服务器构成，不同服务器的散热需求相差较大，传统方案很难独立控制单个服务器散热效率，也导致服务器无法实现独立运行，维修时服务器必须断电，也就是冷却系统不支持热插拔。

发明内容

基于上述技术现状，本发明提供了一种压力驱动的液冷散热系统及服务器，通过对常规压力驱动液冷装置的结构的改进以及重新设计，解决现有的压力驱动液冷装置的冷却液容易漏液问题以及服务器维修时冷却系统不支持热插拔问题。

本发明采用的技术方案如下：一种压力驱动的液冷散热系统及服务器，其特征在于，包括位于服务器端的负压循环冷却单元和位于服务器外部的冷却液分配单元；

所述负压循环冷却单元包括风扇、循环换热器、液冷板、输水软管和微机系统；所述风扇带动气流流经服务器的发热元件；所述循环换热器由储水箱和换热管束组成，所述换热管束处于服务器气流入口处且与所述储水箱内部流体连通，所述储水箱经输水软管与所述液冷板构成流体回路，向液冷板供给和回收冷却液；所述微机系统依附所述储水箱设置，用于保持所述储水箱内液位上部气压处于小于环境压力的负压值，且驱动冷却液在储水箱与液冷板之间的循环；

所述冷却液分配单元包括低温储罐、高温储罐、散热管束和控制系统；所述高温储罐与散热管束的入口连通，所述低温储罐与散热管束的出口连通，通过散热管束为冷却液降温；所述低温储罐和高温储罐均通过防腐蚀软管与所述储水箱连通，分别为储水箱供给低温冷却液和回收高温冷却液；所述低温储罐与储水箱连通的防腐蚀软管以及所述高温储罐与储水箱连通的防腐蚀软管上均设置有受所述控制系统控制启闭的常闭型电磁阀；

所述循环换热器上设置有进液插口和出液插口，与低温储罐连通的防腐蚀软管通过可插拔的单向快插接头与所述进液插口连通，供冷却液仅能单向流入所述循环换热器；与高温储罐连通的防腐蚀软管通过可插拔的单向快插接头与所述出液插口连通，供冷却液仅能单向流出所述循环换热器。

所述微机系统包括真空泵和循环水泵，所述真空泵与所述储水箱顶部连通，为所述储水箱内部提供气压负压值，所述循环水泵连接于所述输水软管上，将所述储水箱内的冷却液输送至液冷板。所述微机系统还包括液位传感器、温度传感器和压力传感器，所述液位传感器、温度传感器和压力传感器均密封安装在所述储水箱内部。