浸没式液冷服务器、用于服务器的浸没式液冷方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种浸没式液冷服务器、用于服务器的浸没式液冷方法。
【背景技术】
[0002]目前所使用的计算机大都依靠冷空气给机器降温，但在数据中心里，仅仅依靠风冷已经不足以满足高热流密度服务器的散热要求。水冷或液冷有两大好处:它能把冷却剂直接导向热源，而不是像风冷那样间接制冷；和风冷相比，每单位体积所传输的热量即散热效率高达3500倍。水冷散热器在08年左右就出现在市场，惠普、IBM等服务器和其他一些专注于数据中心技术的公司都先后推出过水冷散热产品。
[0003]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比比热要大很多，因此蒸发冷却的冷却效果更为显著。而在制冷剂蒸发成制冷剂蒸气后，需要不断地将制冷剂蒸汽冷却为液态，并将冷却后的液态制冷剂送回蒸发腔中。由此造成了结构复杂，并且容易造成能量在服务器中散失，降低了散热效果。
[0004]现有技术中，在制冷剂上方加装冷却元件来使上升的制冷剂蒸气冷凝为制冷剂液滴下落至制冷剂槽中，在此情况下可以省略上述导出、冷却、送回制冷剂的装置。但是，由于冷却元件各部分的冷却能力有所不同，以及随着发热元件所发出的热量的增加而造成冷却元件的冷却能力不足以完全冷凝所有上升的制冷剂蒸气，制冷剂蒸气穿过冷却元件向上流动，进而造成能量在服务器中散失。此外，冷却元件的冷却能力不足，导致制冷剂蒸气无法及时冷却，使得制冷剂温度上升，整个制冷剂槽的压力也随之上升，无法完成制冷需要。此夕卜，泄露的制冷剂蒸汽会增加密闭空间内的化学试剂浓度，即使制冷剂对于环境和人体无害，也会令用户产生担忧。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种可避免制冷剂蒸气泄漏的浸没式液冷服务器和用于服务器的浸没式液冷方法。
[0006]为实现上述目的，本发明一方面提供了一种浸没式液冷服务器，包括:用于容纳制冷剂的制冷剂槽；设置在制冷剂槽中的被制冷剂浸没的发热元件以及位于制冷剂的液面上方的冷却元件；还包括:在冷却元件的上方设置风扇或风机，风扇或风机吹出的气流的方向平行于制冷剂的液面以构成位于冷却元件上方的风幕。
[0007]根据本发明，冷却元件为冷凝盘管。
[0008]根据本发明，设置相对的两个风扇或风机，相对的两个风扇或风机吹出的相反方向的气流构成风幕。
[0009]根据本发明，两个风扇或风机分别设置在冷却元件的两端。
[0010]根据本发明，发热元件为服务器主板。
[0011 ] 根据本发明，制冷剂为电绝缘制冷剂。
[0012] 根据本发明，制冷剂的沸点在30°C — 60°C之间。
[0013]本发明另一方面提供了一种用于服务器的浸没式液冷方法，包括如下步骤:容纳于制冷剂槽中的制冷剂吸收浸没在其中的发热元件的热量而蒸发沸腾成制冷剂蒸气，制冷剂蒸气向上流动；冷却元件与向上流动的制冷剂蒸气换热，将制冷剂蒸气冷凝成制冷剂液滴，制冷剂液滴因重力作用滴落回到制冷剂槽中；通过设置在冷却元件上方的风扇或风机所吹出的平行于制冷剂的液面的气流，构造位于冷却元件上方的风幕。
[0014]根据本发明，冷却元件为冷凝盘管。
[0015]根据本发明，设置相对的两个风扇或风机，相对的两个风扇或风机吹出的相反方向的气流构成风幕。
[0016]相比于现有技术，本发明的有益效果在于:
[0017]本发明的浸没式液冷服务器，通过冷却元件与蒸发出的制冷剂蒸气换热，制冷剂蒸气冷凝成制冷剂液滴，制冷剂液滴由于其自身的重力而滴落回到制冷剂槽中，由此实现了制冷剂在制冷剂槽中的循环。进一步，通过在冷却元件上方设置风扇或风机来形成风幕密封，防止无法充分被冷却元件冷却而穿过冷却元件向上运动的制冷剂蒸气逃逸散失，使得更多的制冷剂蒸气通过冷却元件来冷却，强化冷凝换热。
[0018]本发明的用于服务器的浸没式液冷方法，制冷剂吸收浸没在其中的发热元件的热量而蒸发成制冷剂蒸气，制冷剂蒸气向上运动，冷却元件与向上运动的制冷剂蒸气换热，将制冷剂蒸气冷凝成制冷剂液滴，制冷剂液滴下落直至与浸没发热元件的制冷剂混合。由此形成了循环。进一步，通过在冷却元件上方设置风扇或风机来形成风幕密封，防止无法充分被冷却元件冷却而穿过冷却元件向上运动的制冷剂蒸气逃逸散失，使得更多的制冷剂蒸气通过冷却元件来冷却，强化冷凝换热。
【附图说明】
[0019]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】
[0020]以下参见附图描述本发明的【具体实施方式】。
[0021]参见图1，本发明的浸没式液冷服务器的一个实施例，包括制冷剂槽2、设置在制冷剂槽2中的发热元件3以及设置在制冷剂槽2中的冷却元件4。其中，制冷剂槽2用于容纳制冷剂I，发热元件3被制冷剂I浸没，冷却元件4位于制冷剂I的液面上方。
[0022]本实施例的浸没式液冷服务器，制冷剂I吸收发热元件3的热量而被蒸发沸腾成制冷剂蒸气，制冷剂蒸气向上运动，在其碰到冷却元件4的时候与冷却元件4换热，制冷剂蒸气冷凝成制冷剂液滴，制冷剂液滴由于其自身的重力而下落至制冷剂槽2中，由此实现了制冷剂I在制冷剂槽2中的循环。由于，本发明的浸没式液冷服务器的制冷剂I循环是在制冷剂槽2中实现的，使得该结构简单且避免了热量散失到服务器中，进而提高了散热效果。
[0023]具体地，在本实施例中，发热元件3完全浸没于制冷剂I中，即制冷剂槽2中容纳的制冷剂I的量，允许在整个制冷剂循环过程中发热元件3始终全部浸没于制冷剂I中，进而提尚散热效果。
[0024]进一步参照图1，在冷却元件4的上方设置有风扇或风机5 ( S卩，可选择使用风扇或选择使用风机)，风扇或风机5吹出的气流的方向平行于制冷剂I的液面以构成位于冷却元件4上方的风幕。S卩，在冷却元件4的上方与制冷剂I液面垂直地安装风扇或风机5，由此，风扇或风机5所吹出的气流是平行于制冷剂I的液面的，并且形成了位于冷却元件4上方的平行于制冷剂I的液面的风幕。具体到本实施例，设置相对的两个风扇或风机5，相对的两个风扇或风机5吹出的相反方向的气流构成风幕。即，相对的两个风扇或风机5朝向对方吹风，相反方向的气流构成了风幕。优选地，如图1示出，在冷却元件4的相对两端分别设置一个风扇或风机5。
[0025]由此，在两个风扇或风机5开始转动后，两个风扇或风机5相向而吹，形成风幕密封，防止无法充分被冷却元件4冷却而穿过冷却元件4向上运动的制冷剂蒸气逃逸散失，使得更多的制冷剂蒸气通过冷却元件来冷却，强化冷凝换热。此效果，尤其是在冷却元件4的冷却能力不足时更为有益。
[0026]此外，本实施例中的发热元件3为服务器主板。服务器主板安装在机箱内，一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有B1S芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。
[0027]另外，制冷剂I为本领域技术人员公知的电绝缘制冷剂，由