服务器散热装置及其调节方法与流程

[0001]
本发明涉及服务器机箱散热技术领域，特别涉及一种服务器散热装置及其调节方法。


背景技术：

[0002]
在大数据时代，服务器的使用越来越广泛，同样对于服务器的性能要求越来越高，相对应的就要提升服务器的散热性能，以满足服务器能够在长时间计算大量的数据时，仍能保持稳定运行，不至于服务器过热导致宕机。目前部分服务器在较高配置时为提升散热效率，机箱的上盖部分采用开散热孔的设计，加快外部空气与机箱内部热气交换的速度，以达到提升机箱散热效率的目的。
[0003]
不过服务器还有防尘和电气安全要求，否则就不需要设置机箱了，散热孔会降低服务器的防尘效果，散热孔设置越多，防尘效果越差。因此需要考虑如何平衡服务器防尘与散热的关系。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种服务器散热装置，包括机箱壳体、盖板、调节机构和控制器，所述机箱壳体间隔设置多个散热孔，所述盖板位于机箱壳体设置散热孔的侧面且盖板与机箱壳体滑动连接，所述盖板与调节机构连接，所述调节机构与控制器电连接，所述控制器连接有温度传感器，所述温度传感器设置在机箱壳体内侧。
[0005]
可选的，所述机箱壳体设有散热孔的位置两边设有滑动导槽，所述盖板的两边分别安装在两条滑动导槽中。
[0006]
可选的，所述滑动导槽内置多个滚珠，所述滚珠能够在滑动导槽内滚动，所述滚珠分别在盖板的边沿两侧并对盖板形成夹持。
[0007]
可选的，所述调节机构包括电机、固定块和螺杆，所述固定块与盖板固定连接，所述固定块设有通孔，所述螺杆的一端穿过固定块的通孔且在通孔两端设置与螺杆配合的螺母夹持固定块，所述电机的输出轴远端为设有内螺纹孔的套筒状，所述螺杆的另一端与电机输出轴的内螺纹孔配合连接，所述电机与控制器电连接。
[0008]
可选的，所述电机与盖板位于机箱壳体的同侧，且电机与机箱壳体固定连接；所述固定块垂直固定在盖板背离机箱壳体的表面，所述固定块的通孔的轴心线与盖板平行。
[0009]
可选的，所述固定块和螺杆都为多个且一一对应，多个所述固定块固定在盖板的同一边沿且间隔均匀排列，所述螺杆都与同一电机的输出轴传动连接或者每个螺杆都有对应的独立电机驱动。
[0010]
本发明还提供了一种服务器机箱散热孔数量调节方法，采用上述服务器散热装置，包括以下步骤：
[0011]
s100在控制器中设置机箱的温度控制区间，包括最小控制温度和最大控制温度；
[0012]
s200以温度传感器测量机箱内部的实际温度，并传输给控制器；
[0013]
s300以实际温度与温度控制区间进行对比；
[0014]
s400若实际温度大于最大控制温度，控制器控制调节机构带动盖板移动增加未被遮挡的散热孔数量；若实际温度小于最小控制温度，控制器控制调节机构带动盖板移动减少未被遮挡的散热孔数量。
[0015]
可选的，所述控制器对盖板的移动距离控制过程如下：
[0016]
首先，控制器采用以下公式计算需要的散热风量变化量：
[0017][0018]
上式中，δq表示需要的散热风量变化量；c表示空气的比热；δt表示机箱内部的实际温度与温度控制区间的温度偏差，若实际温度大于最大控制温度则温度偏差为实际温度减最大控制温度，若实际温度小于最小控制温度则温度偏差为最小控制温度减实际温度；ρ表示空气的密度；t表示从实际温度回到温度控制区间的散热时长，预先设定；
[0019]
其次，根据计算得到的散热风量，通过以下公式计算盖板的移动距离：
[0020][0021]
上式中，l表示盖板的移动距离；δq表示需要的散热风量变化量；n表示单排散热孔数量；v表示设计风速；s表示单个散热孔的面积；d表示相邻排散热孔中心的距离；
[0022]
最后，以计算得到的盖板的移动距离，控制器对调节机构进行控制使得盖板发生相应距离的移动。
[0023]
可选的，所述控制器对盖板的移动距离控制过程如下：
[0024]
控制器先采用以下公式计算盖板的移动距离：
[0025][0026]
上式中，l表示盖板的移动距离；c表示空气的比热；δt表示机箱内部的实际温度与温度控制区间的温度偏差，若实际温度大于最大控制温度则温度偏差等于实际温度减最大控制温度，若实际温度小于最小控制温度则温度偏差等于最小控制温度减实际温度；ρ表示空气的密度；t表示从实际温度回到温度控制区间的散热时长，预先设定；n表示单排散热孔数量；v表示设计风速；s表示单个散热孔的面积；d表示相邻排散热孔中心的距离；
[0027]
然后以计算得到的盖板的移动距离，控制器对调节机构进行控制使得盖板发生相应距离的移动。
[0028]
可选的，当服务器在最大功耗状态时，完成调节后盖板停止移动时，记录此时未盖板遮挡的散热孔数量。
[0029]
本发明的服务器散热装置及其调节方法，通过在机箱壳体的散热孔位置侧面设置盖板，并通过控制器根据机箱内测量的实际温度，控制调节机构带动盖板移动改变未被盖板遮挡的散热孔数量，从而让散热孔数量与散热需要相适应，不会因为未被盖板遮挡的散热孔数量太少影响散热，也不会因为未被盖板遮挡的散热孔数量太多而增加对防尘的不利影响。
[0030]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0031]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0032]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0033]
图1为本发明实施例中一种服务器散热装置结构示意图；
[0034]
图2为本发明服务器散热装置实施例采用的盖板与机箱壳体连接结构示意图；
[0035]
图3为本发明服务器散热装置实施例采用的固定块结构示意图；
[0036]
图4为本发明服务器散热装置实施例采用的电机输出轴远端与螺杆配合结构示意图；
[0037]
图5为本发明服务器机箱散热孔数量调节方法实施例流程图。
[0038]
图中：1-机箱壳体，2-盖板，3-调节机构，4-控制器，5-温度传感器，6-电缆线，7-滚珠，11-散热孔，12-滑动导槽，31-电机，32-固定块，33-螺杆，311-输出轴，321-通孔。
具体实施方式
[0039]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0040]
如图1-4所示，本发明实施例提供了一种服务器散热装置，包括机箱壳体1、盖板2、调节机构3和控制器4，所述机箱壳体1间隔设置多个散热孔11，所述盖板2位于机箱壳体1设置散热孔11的侧面且盖板2与机箱壳体1滑动连接，所述盖板2与调节机构3连接，所述调节机构3与控制器4电连接，所述控制器4连接有温度传感器5，所述温度传感器5设置在机箱壳体1内侧。
[0041]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过在机箱壳体的散热孔位置侧面设置盖板，并通过控制器根据机箱内测量的实际温度，控制调节机构带动盖板移动改变未被盖板遮挡的散热孔数量，从而让散热孔数量与散热需要相适应，不会因为未被盖板遮挡的散热孔数量太少影响散热，也不会因为未被盖板遮挡的散热孔数量太多而增加对防尘的不利影响。一般机箱壳体上的散热孔呈矩阵排列，包括多排和多列。
[0042]
在一个实施例中，如图2所示，所述机箱壳体1设有散热孔11的位置两边设有滑动导槽12，所述盖板2的两边分别安装在两条滑动导槽12中；所述滑动导槽12内置多个滚珠7，所述滚珠7能够在滑动导槽12内滚动，所述滚珠7分别在盖板2的边沿两侧并对盖板2形成夹持。
[0043]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过在机箱壳体设置滑动导槽，把盖板的边沿安装的滑动导槽内，对盖板的移动形成导向作用，让盖板保持与机箱壳体紧贴，避免移动导致两者间隙扩大不能起到遮挡散热孔的作用；另外，在滑动导槽内设置夹持盖板的滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦，可以减小盖板移动时的摩擦力，降低调节机构负载，节省调节机构能耗，同时避免移动时盖板与机箱壳体表面划伤，破坏两者表面的防锈层，降低两者的使用寿命。
[0044]
在一个实施例中，如图1-4所示，所述调节机构3包括电机31、固定块32和螺杆33，所述固定块32与盖板2固定连接，所述固定块32设有通孔321，所述螺杆33的一端穿过固定块32的通孔321且在通孔32两端设置与螺杆33配合的螺母夹持固定块32，所述电机31的输出轴311远端为设有内螺纹孔的套筒状，所述螺杆33的另一端与电机31输出轴311的内螺纹孔配合连接，所述电机31与控制器4采用电缆线6进行电连接。
[0045]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案提供了调节机构的一种结构类型，通过电机旋转驱动改变螺纹配合长度，从而实现与螺杆连接的盖板的移动，所采用的电机在控制器的控制下，可以正转，也可以反转，使得盖板可以来回移动改变未被遮挡的散热孔数量，此结构容易实现，成本不高。
[0046]
在一个实施例中，所述电机31与盖板2位于机箱壳体1的同侧，且电机31与机箱壳体1固定连接；所述固定块32垂直固定在盖板2背离机箱壳体1的表面，所述固定块32的通孔321的轴心线与盖板2平行。
[0047]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的电机和盖板可以同时在机箱壳体的外侧，也可以设置在机箱壳体的内侧；一般选择设置在内侧，有利于对部件进行防护，避免影响安全，能够减缓老化提高寿命，且不会影响设备外观；把固定块垂直固定在盖板背离机箱壳体的表面，避免固定块影响盖板与机箱壳体的距离，降低调节效果。
[0048]
在一个实施例中，所述固定块32和螺杆33都为多个且一一对应，多个所述固定块32固定在盖板2的同一边沿且间隔均匀排列，所述螺杆33都与同一电机31的输出轴311传动连接或者每个螺杆33都有对应的独立电机31驱动。
[0049]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案采用多个固定块和螺杆且一一对应，间隔均匀排列设置在盖板的同一边沿，使得对盖板的推拉力平衡，推拉更平稳，不会让盖板发生扭转而卡死；对于作为动力机构的电机可以只设置一个也可以设置多个，设置一个需要在传动方面增加设置，但可以避免转动控制的同步性问题，传动方面的增加成本比电机更低廉，所以还可降低成本；设置多个电机可以简化传动。
[0050]
如图5所示，本发明实施例还提供了一种服务器机箱散热孔数量调节方法，采用上述服务器散热装置，包括以下步骤：
[0051]
s100在控制器中设置机箱的温度控制区间，包括最小控制温度和最大控制温度；
[0052]
s200以温度传感器测量机箱内部的实际温度，并传输给控制器；
[0053]
s300以实际温度与温度控制区间进行对比；
[0054]
s400若实际温度大于最大控制温度，控制器控制调节机构带动盖板移动增加未被遮挡的散热孔数量；若实际温度小于最小控制温度，控制器控制调节机构带动盖板移动减少未被遮挡的散热孔数量。
[0055]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过在机箱壳体的散热孔位置侧面设置盖板，盖板初始处于遮挡部分散热孔的状态，并通过控制器根据机箱内测量的实际温度，控制调节机构带动盖板移动改变未被盖板遮挡的散热孔数量，从而让散热孔数量与散热需要相适应，不会因为未被盖板遮挡的散热孔数量太少影响散热，也不会因为未被盖板遮挡的散热孔数量太多而增加对防尘的不利影响。
[0056]
在一个实施例中，所述控制器对盖板的移动距离控制过程如下：
[0057]
首先，控制器采用以下公式计算需要的散热风量变化量：
[0058][0059]
上式中，δq表示需要的散热风量变化量；c表示空气的比热；δt表示机箱内部的实际温度与温度控制区间的温度偏差，若实际温度大于最大控制温度则温度偏差为实际温度减最大控制温度，若实际温度小于最小控制温度则温度偏差为最小控制温度减实际温度；ρ表示空气的密度；t表示从实际温度回到温度控制区间的散热时长，预先设定；
[0060]
其次，根据计算得到的散热风量，通过以下公式计算盖板的移动距离：
[0061][0062]
上式中，l表示盖板的移动距离；δq表示需要的散热风量变化量；n表示单排散热孔数量；v表示设计风速；s表示单个散热孔的面积；d表示相邻排散热孔中心的距离；
[0063]
最后，以计算得到的盖板的移动距离，控制器对调节机构进行控制使得盖板发生相应距离的移动。
[0064]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过上述公式计算过程，先计算实际温度偏差温度控制区间需要的风量变化量，再通过风量与需要的散热孔数量关系，考虑散热孔的排布，计算出需要的盖板移动距离，提前得到准确的盖板移动距离，可使控制调节机构一步到位，避免来回过量调节，减少盖板移动次数，降低能耗。
[0065]
在一个实施例中，所述控制器对盖板的移动距离控制过程如下：
[0066]
控制器先采用以下公式计算盖板的移动距离：
[0067][0068]
上式中，l表示盖板的移动距离；c表示空气的比热；δt表示机箱内部的实际温度与温度控制区间的温度偏差，若实际温度大于最大控制温度则温度偏差为实际温度减最大控制温度，若实际温度小于最小控制温度则温度偏差为最小控制温度减实际温度；ρ表示空气的密度；t表示从实际温度回到温度控制区间的散热时长，预先设定；n表示单排散热孔数量；v表示设计风速；s表示单个散热孔的面积；d表示相邻排散热孔中心的距离；
[0069]
然后以计算得到的盖板的移动距离，控制器对调节机构进行控制使得盖板发生相应距离的移动。
[0070]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过上述公式直接一步计算出需要的盖板移动距离，减少计算步骤，简化控制程序；提前得到准确的盖板移动距离，可使控制调节机构一步到位，避免来回过量调节，减少盖板移动次数，降低能耗。
[0071]
在一个实施例中，当服务器在最大功耗状态时，完成调节后盖板停止移动时，记录此时未盖板遮挡的散热孔数量。
[0072]
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在调节过程中，记录服务器在最大功耗状态时所需要的散热孔数量，在以后的控制中，一旦服务器达到最大功耗状态，可以直接调节到位，让服务器处于适当的温度环境下运行，防止因调节不及时造成机箱内部温度快速升高，超出服务器的承受范围引起宕机，影响服务器使用者的工作。
[0073]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精
神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。