一種基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構，包括一級熱管和二級熱管，服務器機柜中設置多個服務器，每個服務器包括至少一主要發熱元件，一級熱管伸入服務器機箱內，其蒸發端與服務器的主要發熱元件緊密貼合，一級熱管的冷凝端置于服務器機箱外部，并且一級熱管的冷凝端與置于服務器機箱外部的二級熱管壓緊貼合在一起，從而一級熱管將服務器內部產生的熱量直接導出與二級熱管進行換熱。本發明的服務器機柜的散熱結構中，通過把服務器機箱內的主要發熱元件通過一級熱管將其產生的熱量引導出來與二級熱管換熱，降低了服務器機箱換熱需要付出的代價，實現了服務器機箱級的傳熱優化。
【專利說明】
一種基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構
技術領域
[0001]本發明涉及服務器機柜的散熱領域，尤其是涉及一種基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構。
【背景技術】
[0002]數據機房是一類典型的高耗能場所，具有高發熱量、低散濕量的特性，近年來全球范圍數據機房的數量和規模均急劇增長，數據機房節能已成為當前節能工作的重要關注點。同時，隨著服務器發熱密度的提高，數據中心冷卻系統的散熱能力也受到了挑戰，可以預見在不久的未來，對于散熱能力較強的服務器級液冷技術的需求將會越來越大。
[0003]現有的服務器級液冷技術主要方式是由冷卻設備提供冷凍水經管路輸送至服務器內部直接帶走服務器內發熱兀件的熱量，服務器內部管路與冷凍水由一種可插拔的快速接頭連接。然而這種方式存在一些問題，一是快速接頭比較昂貴，較大的提高了液冷方式的成本，另一則是水管進入服務器，存在水泄漏的潛在危險。此外，現有的服務器機柜中，CPU的產熱占到總體機柜產熱的60%，在以往的機柜冷卻系統中，都是先把CPU產生的熱排到空氣中，和空氣摻混后由空氣帶走，CPU的工作溫度一般為60°C，而制冷空氣一般在20°C左右，大溫差傳熱造成比較大的浪費。因此考慮一種新型的服務器與冷卻系統的連接方式，避免上述存在的問題。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的缺點和不足，本發明旨在提供一種基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構，通過一級熱管將服務器產生的熱量直接由熱管排出，與置于服務器機箱外部的二級熱管的蒸發端進行換熱，一方面去除了服務器內部的管路，避免了水泄漏的潛在危險，另一方面有效降低了換熱溫差，提高了冷卻效率，此外，本發明的散熱結構中，每一個服務器皆可單獨無障礙的從機柜的另一側抽出，方便檢修與維護工作。
[0005]本發明為實現其技術目的所采取的技術方案為:
[0006]—種基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構，包括一級熱管和二級熱管，所述服務器機柜中設置多個服務器，每個服務器包括至少一主要發熱元件，其特征在于，所述一級熱管伸入服務器機箱內，其蒸發端與服務器機箱內的主要發熱元件緊密貼合，其冷凝端置于服務器機箱外部，并且各所述一級熱管的冷凝端均通過一壓緊裝置與置于服務器機箱外部的一所述二級熱管的板式蒸發端可拆卸地壓緊貼合在一起，所述二級熱管的冷凝端置于服務器機房外，所述二級熱管的冷凝端的設置高度大于其板式蒸發端，所述二級熱管的冷凝端和板式蒸發端之間通過管路形成一傳熱介質封閉循環系統。
[0007]優選地，所述主要發熱元件為CPU，每一服務器的CPU均與一所述一級熱管的蒸發端緊密貼合。
[0008]優選地，所述一級熱管的蒸發端與CPU間涂有導熱介質。
[0009]優選地，所述一級熱管為貼合式排熱熱管結構形式。
[0010]優選地，所述一級熱管的冷凝端與所述二級熱管間涂有導熱介質。
[0011]優選地，所述導熱介質為導熱硅脂。
[0012]優選地，所述二級熱管為重力熱管，包括室內換熱器和室外換熱器，其中，室內換熱器為板式換熱器，室內換熱器和室外換熱器之間通過管路形成一封閉水循環系統，室外換熱器利用自然冷源換熱得到冷卻水，二級熱管蒸發端溫度在40°C左右。
[0013]同現有技術相比，本發明的基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構，通過把服務器機箱內的主要發熱元件通過一級熱管將其產生的熱量引導出來與二級熱管換熱，一方面去除了服務器內部的管路，避免了液體進入服務器內部的繁雜與隱患，也舍去了費用高昂的快速接頭，另一方面有效降低了換熱溫差，提高了冷卻效率，同時也降低了服務器機柜換熱需要付出的代價，實現了服務器機柜級的傳熱優化，此外，一級熱管和二級熱管之間的非接合式的連接方式保證了每一個服務器相對于冷卻系統的獨立性，即每一個服務器皆可單獨無障礙的從機柜的另一側抽出，方便檢修與維護工作。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構示意圖；
[0015]圖2是某一服務器的一級熱管和二級熱管的布置示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明進一步詳細說明。需要說明的是，以下所述僅為本發明的較佳實施例，并不因此而限定本發明的保護范圍。
[0017]需要說明的是，附圖中未繪示或描述的實現方式，為所屬技術領域中普通技術人員所知的形式。此外，以下實施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”等，僅是參考附圖的方向，以便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0018]如圖1、2所示，本發明的基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構中，服務器機柜100中設置有多排刀片服務器200，每一刀片服務器200具有服務器機箱，放棄了傳統服務器200內部的散熱管路，去掉內部散熱管路后置入一級熱管300，一級熱管300可以為貼合式排熱熱管，具有良好的長距離導熱能力。一級熱管300在服務器I內部的蒸發端301緊貼服務器I內部的主要發熱元件CPU500，并且一級熱管300與CPU500間涂有導熱硅脂，一級熱管300另一端302(即冷凝端)伸出到服務器200的機箱外部，與置于服務器200機箱外部的二級熱管400冷卻系統末端的熱管板貼合，并由壓緊裝置600將一級熱管3的冷凝端與二級熱管2緊密壓緊，使得一級熱管300與二級熱管400間的熱阻盡可能的降低，保證服務器與冷卻系統間的傳熱效果可以實現。二級熱管400可以為重力熱管，包括室內換熱器和室外換熱器(圖中未示出)，其中，室內換熱器為板式換熱器，室內換熱器和室外換熱器之間通過管路形成一傳熱介質封閉循環系統，且室外換熱器設置在高于室內換熱器的位置。室外換熱器利用自然冷源換熱得到冷卻后的換熱介質，二級熱管蒸發端溫度控制在40°C左右，大幅提高了冷源的溫度。
[0019]整個傳熱過程為發熱元件CPU500經導熱硅脂將熱量傳遞至一級熱管300蒸發端301，一級熱管300依靠自身的熱傳遞性將熱量迅速傳遞至冷凝端302，一級熱管300再在冷凝端因與二級熱管400的緊密壓緊將熱量散發到二級熱管400內部的制冷劑內，最終由二級熱管回路401中的制冷劑帶走熱量。整個傳熱過程的傳熱熱阻主要集中在一級熱管300與CPU500間和一級熱管300與二級熱管400間，但由于導熱硅脂以及機械式壓緊的方式有效的降低了傳熱熱阻，實現了高效傳熱。
[0020]本發明的基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構，在保證服務器內發熱元件與冷卻系統間的實現高效傳熱的同時，避免了液體進入服務器內部的繁雜與隱患，也舍去了費用高昂的快速接頭。并且非接合式的連接方式保證了每一個服務器相對于冷卻系統的獨立性，即每一個服務器皆可單獨無障礙的從機柜的另一側抽出，方便檢修與維護工作。
[0021]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發明專利的保護范圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于二級熱管的服務器機柜的散熱結構，包括一級熱管和二級熱管，所述服務器機柜中設置多個服務器，每個服務器包括至少一主要發熱元件，其特征在于，所述一級熱管伸入服務器機箱內，其蒸發端與服務器機箱內的主要發熱元件緊密貼合，其冷凝端置于服務器機箱外部，并且各所述一級熱管的冷凝端均通過一壓緊裝置與置于服務器機箱外部的一所述二級熱管的板式蒸發端可拆卸地壓緊貼合在一起，所述二級熱管的冷凝端置于服務器機房外，所述二級熱管的冷凝端的設置高度大于其板式蒸發端，所述二級熱管的冷凝端和板式蒸發端之間通過管路形成一傳熱介質封閉循環系統。2.根據權利要求1所述的散熱結構，其特征在于，所述主要發熱元件為CPU，每一服務器的CPU均與一所述一級熱管的蒸發端緊密貼合。3.根據權利要求2所述的散熱結構，其特征在于，所述一級熱管的蒸發端與CPU間涂有導熱介質。4.根據上述權利要求所述的散熱結構，其特征在于，所述一級熱管為貼合式排熱熱管，所述貼合式排熱熱管直接與(PU接觸，帶出熱量。5.根據上述權利要求所述的散熱結構，其特征在于，所述一級熱管的冷凝端與所述二級熱管間涂有導熱介質。6.根據上述權利要求所述的散熱結構，其特征在于，所述導熱介質為導熱硅脂。7.根據上述權利要求所述的散熱結構，其特征在于，所述二級熱管為重力熱管，包括室內換熱器和室外換熱器，其中，室內換熱器為板式換熱器，室內換熱器和室外換熱器之間通過管路形成一封閉水循環系統，室外換熱器利用自然冷源換熱得到冷卻水，二級熱管蒸發端溫度在40°C左右。
【文檔編號】H05K7/20GK106028745SQ201610428702
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】龐曉風, 馮劍超, 劉志輝, 任聰穎, 周健健
【申請人】北京納源豐科技發展有限公司