浸沒式液冷服務器、用于服務器的浸沒式液冷方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種浸沒式液冷服務器、用于服務器的浸沒式液冷方法。
【背景技術】
[0002]目前所使用的計算機大都依靠冷空氣給機器降溫，但在數據中心里，僅僅依靠風冷已經不足以滿足高熱流密度服務器的散熱要求。水冷或液冷有兩大好處:它能把冷卻劑直接導向熱源，而不是像風冷那樣間接制冷；和風冷相比，每單位體積所傳輸的熱量即散熱效率高達3500倍。水冷散熱器在08年左右就出現在市場，惠普、IBM等服務器和其他一些專注于數據中心技術的公司都先后推出過水冷散熱產品。
[0003]蒸發冷卻從熱學原理上，是利用制冷劑沸騰時的汽化潛熱帶走熱量。由于液體的汽化潛熱比比熱要大很多，因此蒸發冷卻的冷卻效果更為顯著。而在制冷劑蒸發成制冷劑蒸氣后，需要將其不斷地導出后冷卻為液態，并將冷卻后的制冷劑送回蒸發腔中，由此造成了結構復雜，并且容易造成能量在服務器中散失，降低了散熱效果。
[0004]現有技術中，在制冷劑上方加裝冷卻元件來使上升的制冷劑蒸氣冷凝為制冷劑液滴下落至制冷劑槽中，在此情況下可以省略上述導出、冷卻、送回制冷劑的裝置。但是，由于冷卻元件各部分的冷卻能力有所不同，以及隨著發熱元件所發出的熱量的增加而造成冷卻元件的冷卻能力不足以完全冷凝所有上升的制冷劑蒸氣，制冷劑蒸氣穿過冷卻元件向上流動，進而造成能量在服務器中散失。此外，冷卻元件的冷卻能力不足，導致制冷劑蒸氣無法及時冷卻，使得制冷劑溫度上升，整個制冷劑槽的壓力也隨之上升，無法完成制冷需要。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中的不足，本發明的目的在于提供增強散熱效果的浸沒式液冷服務器以及一種增強服務器散熱效果的用于服務器的浸沒式液冷方法。
[0006]為實現上述目的，本發明一方面提供了一種浸沒式液冷服務器，包括:用于容納制冷劑的制冷劑槽；設置在制冷劑槽中的被制冷劑浸沒的發熱元件以及位于制冷劑的液面上方的冷卻元件；還包括:在冷卻元件的上方設置的風機或風扇，風機或風扇吹出的氣流的方向朝向冷卻元件。
[0007]根據本發明，冷卻元件為冷凝盤管。
[0008]根據本發明，風機或風扇設置在冷卻元件的一端上方。
[0009]根據本發明，在冷卻元件的相對兩端的上方分別設置有風機或風扇。
[0010]根據本發明，發熱元件為服務器主板。
[0011 ] 根據本發明，制冷劑為電絕緣制冷劑。
[0012]根據本發明，制冷劑的沸點在30°C — 60°C之間。
[0013]本發明的另一方面提供一種用于服務器的浸沒式液冷方法，包括如下步驟:容納于制冷劑槽中的制冷劑吸收浸沒在其中的發熱元件的熱量而蒸發成制冷劑蒸氣，制冷劑蒸氣向上流動；冷卻元件與向上流動的制冷劑蒸氣換熱，將制冷劑蒸氣冷凝成制冷劑液滴，制冷劑液滴因重力作用滴落回制冷劑槽中；通過風機或風扇朝向冷卻元件向下吹風。
[0014]根據本發明，冷卻元件為冷凝盤管。
[0015]根據本發明，通過兩個風機或風扇分別朝向冷卻元件的兩端向下吹風。
[0016]相比于現有技術，本發明的有益效果在于:
[0017]本發明的浸沒式液冷服務器，通過冷卻元件與蒸發出的制冷劑蒸氣換熱，制冷劑蒸氣冷凝成制冷劑液滴，制冷劑液滴由于其自身的重力而下落至制冷劑槽中，由此實現了制冷劑在制冷劑槽中的循環。進一步，在冷卻元件上方設置風機或風扇，風機或風扇開始轉動后，在風機或風扇的背面形成了負壓區，從而迫使因為無法充分被冷卻元件冷卻而穿過冷卻元件向上流動的制冷劑蒸氣再次向冷卻元件匯聚，促進了冷卻元件外表面上的制冷劑液滴的形成，強化冷凝換熱，進而也增強了散熱效果。此外，通過將風機或風扇設置在冷卻元件中冷卻效果不佳的部分的上方，可利用風機或風扇吹出的氣流將制冷劑蒸氣驅趕到冷卻元件的冷凝效果最佳的位置。由此，進一步增強了冷凝換熱效果。
[0018]本發明的用于服務器的浸沒式液冷方法，制冷劑吸收至少部分地浸沒在其中的發熱元件的熱量而蒸發成制冷劑蒸氣，制冷劑蒸氣向上流動，冷卻元件與向上流動的制冷劑蒸氣換熱，將制冷劑蒸氣冷凝成制冷劑液滴，制冷劑液滴下落直至與浸沒發熱元件的制冷劑匯合。由此形成了循環。進一步，通過風機或風扇朝向冷卻元件向下吹風，風機或風扇開始轉動后，在風機或風扇的背面形成了負壓區，從而迫使因為無法充分被冷卻元件冷卻而穿過冷卻元件向上流動的制冷劑蒸氣再次向冷卻元件匯聚，促進了冷卻元件外表面上的制冷劑液滴的形成，強化冷凝換熱，進而也增強了散熱效果。此外，通過風機或風扇向冷卻元件向下吹風，可利用風機或風扇吹出的氣流將制冷劑蒸氣驅趕到冷卻元件的冷凝效果最佳的位置。由此，進一步增強了冷凝換熱效果。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的浸沒式液冷服務器的一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下參見附圖描述本發明的【具體實施方式】。
[0021]參見圖1，本發明的浸沒式液冷服務器的一個實施例，包括制冷劑槽2、設置在制冷劑槽2中的發熱元件3以及設置在制冷劑槽2中的冷卻元件4。其中，制冷劑槽2用于容納制冷劑1，發熱元件3被制冷劑I浸沒，冷卻元件4位于制冷劑I的液面上方。具體地，在本實施例中，發熱元件3完全浸沒于制冷劑I中，即制冷劑槽2中容納的制冷劑I的量，允許在整個制冷劑循環過程中發熱元件3始終全部浸沒于制冷劑I中，進而提高散熱效果。
[0022]本實施例的浸沒式液冷服務器，制冷劑I吸收發熱元件3的熱量而被蒸發沸騰成制冷劑蒸氣，制冷劑蒸氣向上流動，在其碰到冷卻元件4的時候與冷卻元件4換熱，制冷劑蒸氣冷凝成制冷劑液滴，制冷劑液滴由于其自身的重力而下落至制冷劑槽2中，由此完成制冷循環。由于，本發明的浸沒式液冷服務器的制冷劑I循環是在制冷劑槽2中實現的，使得該結構簡單且避免了熱量散失到服務器中，進而提高了散熱效果。
[0023]進一步參照圖1，在冷卻元件4的上方設置有風機或風扇5(即，可選擇使用風扇或選擇使用風機)，風機或風扇5吹出的氣流的方向朝向冷卻元件4。即，在靠近制冷劑槽2的壁面并與制冷劑I液面平行的位置安裝風機或風扇5。具體到本實施例，在冷卻元件4的相對兩端的上方分別設置一個風機或風扇5，風機或風扇5吹出的氣流的方向垂直地朝向冷卻元件4。由此，在兩個風機或風扇5開始轉動后，在風機或風扇5的背面形成了負壓區，從而迫使穿過冷卻元件4向上流動的制冷劑蒸氣(因無法充分被冷卻元件4冷卻而穿過冷卻元件4向上流動)再次向冷卻元件4匯聚，促進了冷卻元件4外表面上的制冷劑液滴的形成，強化冷凝換熱，進而也增強了散熱效果。此效果，尤其是在冷卻元件4的冷卻能力不足時更為有益。
[0024]此外，本實施例中，冷卻元件4為冷凝盤管。由于冷凝盤管的中部的換熱效果最佳，因此風機或風扇5運轉后，風向為吹向冷凝盤管與制冷劑I液面，從而迫使沿冷凝盤管兩側上升的制冷劑蒸氣向制冷效果最優的冷凝盤管中央匯集，強化了冷凝換熱，進而也增強了散熱效果。可理解，在冷卻元件4為其他裝置時，可根據其自身不同