一种两相流混合式服务器液冷自动控温系统及方法与流程

本发明涉及服务器散热技术领域，特别是涉及一种两相流混合式服务器液冷自动控温系统及方法。

背景技术：

随着喷淋式液冷服务器热流密度的不断提升，及喷淋式液冷服务器集成化，小型化的发展，喷淋式液冷服务器热流密度越来越高，使喷淋式液冷服务器工作时发热器件内部温度升高，不仅影响喷淋式服务器性能、缩短服务器使用寿命，甚至损坏发热器件。

在喷淋式服务器中，一般采用翅片式传热块，通过扩大传热块体积，提升换热效率，但是由于服务器空间的限制，翅片式传热块不能无限扩大，而且金属的翅片式传热块会导致服务器重量增加。

技术实现要素：

本发明主要解决的是通过翅片式传热块提升换热效率，效果不理想的问题。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是一种两相流混合式服务器液冷自动控温系统，包括：液冷模块、对流模块及感控模块；

所述液冷模块包括进液口，通过向所述进液口注入冷却液执行相变换热操作；

所述对流模块包括母管，通过所述母管获取气体并与所述冷却液混合；

所述感控模块包括控制单元，所述控制单元用于调整所述母管的位置。

进一步，所述液冷模块还包括出液口，所述出液口用于将升温的所述冷却液排出。

进一步，所述对流模块还包括螺旋搅拌器、可调节开孔及滑动槽；

若干所述可调节开孔设于所述母管；

所述可调节开孔用于控制所述气体的流量；

所述滑动槽设有若干所述母管，并根据所述控制单元调整若干所述母管的位置；

所述气体用于与所述冷却液混合，增强所述冷却液的相变换热；

所述螺旋搅拌器用于增加所述气体与所述冷却液的混合程度。

进一步，所述感控模块还包括热感单元；

所述热感单元用于监测所述服务器部件的温度，生成温度信号传输至所述控制单元；

所述控制单元还用于将所述温度信号显示。

进一步，所述控制单元设有散热策略及所述服务器部件的在位信息；

所述控制单元获取到所述温度信号后，根据所述散热策略及所述在位信息，调整所述可调节开孔的开孔孔径，调节所述螺旋搅拌器的转速。

进一步，当所述控制单元获取到所述温度信号后，若根据所述散热策略计算得出所述对流模块无法满足所述服务器部件的散热需求，则显示提升母管及可调节开孔的数量。

进一步，所述服务器部件包括硬盘、内存及芯片。

本发明还提供一种根据两相流混合式服务器液冷自动控温方法，包括以下步骤：

冷却液注入：当服务器上电时，向进液口注入冷却液；

获取温度：热感单元根据服务器部件的温度生成温度信号；

冷却液对流：控制单元根据所述温度信号及散热策略，调整母管至所述服务器部件底部，并调整可调节开孔的开孔孔径，并根据所述温度信号调整螺旋搅拌器的转速；

冷却液排出：出液口将升温的所述冷却液排出。

进一步，所述获取温度的步骤进一步包括：所述控制单元将所述温度信号转换为数字，并进行显示。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的两相流混合式服务器液冷自动控温系统，可以实现获取服务器部件的温度信息，并根据温度信息自动调节对流模块，由此可在服务器内部元器件结构一定的情况下，通过增大气液两相混合扰动效果，增强冷却液的相变换热，及通过控制螺旋搅拌器转速等散热策略，自动提供最优布置方案。通过优化设计，进而提高服务器内部散热效率。

2、本发明所述的两相流混合式服务器液冷自动控温方法，可以实现注入冷却液，并在母管、可调节开孔及螺旋搅拌器的作用下，加强冷却液的相变换热，并将升温的冷却液排出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1所述的两相流混合式服务器液冷自动控温系统的主视图；

图2是本发明实施例1所述的两相流混合式服务器液冷自动控温系统的侧视图；

图3是本发明实施例1所述的两相流混合式服务器液冷自动控温系统的剖面图；

图4是本发明实施例2所述的两相流混合式服务器液冷自动控温方法的示意图；

其中，1、硬盘；2、螺旋搅拌器；3、内存；4、芯片；5、热感单元；6、控制单元；7、母管；8、可调节开孔；9、滑动槽；10、进液口；11、出液口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明一种两相流混合式服务器液冷自动控温系统，请参阅图1至图3，包括：液冷模块、对流模块及感控模块；

液冷模块包括进液口10及出液口11，冷却液由进液口进入，对硬盘1、内存3及芯片4进行降温，因保证冷却液可以在系统内循环，所以冷却液的沸点要高于芯片4的工作温度，防止冷却液沸腾蒸发，在本实施例中，硬盘1、内存3及芯片4应该进行封装，或者采取氦气进行保护，防止冷却液腐蚀造成硬盘1、内存3及芯片4的工作短路，进液口10的外部应该要有可以驱动冷却液进行流动的设备，可以采用泵体进行驱动，或者采用其他更静音的器件进行驱动，冷却液进入系统后，升温后由出液口11流出，出液口11流出的为高温的冷却液，所以在出液口11应该有一个可以对高温的冷却液进行降温，并将降温的冷却液循环注入到进液口10的装置，但是如何进行装置的选择，可以根据用户的实际应用场景进行选择，例如，在大型的数据中心，可以采用集水器，以及干冷器对高温的冷却水进行降温，并在降温后将冷却水通过大功率的泵体注入到进液口。

对流模块包括螺旋搅拌器2、母管7、可调节开孔8及滑动槽9，服务器设有若干母管7，母管7用于在滑动槽9上滑动，且母管7与外部的气泵连接，母管7内部充满了气体，母管7上设有若干可调节开孔8，当可调节开孔8打开，母管7内部的气体向外喷吹，喷吹的气体增加了内部扰动，加大冷却液与硬盘1、内存3及芯片4的对流换热效果，而且，由于气体的产生，增加了冷却液的相变换热，相变时冷却液吸收大量的热量，从而加强了冷却液的降温效果，但是，通过物理的角度来说，当液体加热后，会出现温度分层的情况，所以通过螺旋搅拌器2增加冷却液和气体的混合程度，从而避免冷却液加热后出现温度分层的情况，从而获得更高的设备换热效率，更高的能效比及更低的芯片表面温度，提升了计算密度和性能。

感控模块包括热感单元5及控制单元6，热感单元5用于监测硬盘1、内存3及芯片4的温度，并将温度信号传输至控制单元6，控制单元6首先将温度信号转化为数字，再通过自身的显示器进行显示，该显示器可以与控制单元6一体化设计，也可以通过无线或者有线的方式进行设计。

控制单元6内存存储有散热策略，以及该实施例服务器内部的硬盘1、内存3及芯片4的在位信息，控制单元6获取到硬盘1、内存3及芯片4的温度信息后，根据散热策略以及在位信息，控制螺旋搅拌器2改变转速，以及母管7的位置，当服务器负载加大，相对应的硬盘1、内存3及芯片4的发热功率就会增加，那么控制单元6就会控制螺旋搅拌器2增加转速，控制母管7集中到发热功耗大的服务器器件附近，同时母管7上的可调节开孔8就会加大开孔的孔径，使母管7喷出气体量加大。

本实施例中所提到的硬盘1、内存3及芯片4只作为服务器内部件的一部分，需要注意的是，同理网卡及pch等，也同样作为服务器内部件的一部分，所以也应当属于保护的范围，在此不再赘述。

当控制单元6获取温度信号时，根据散热策略以及在位信息计算得出，当前的对流模块无法满足硬盘1、内存3及芯片4的散热需求，那么就会通过显示器，提升增加母管7以及可调节开孔8数量。

实施例2

本发明实施例提供一种两相流混合式服务器液冷自动控温方法，请参阅图4，包括以下步骤：

s100、在服务器外部，使用泵体，向进液口10注入冷却液，该冷却液应该是已经在服务器外部经过降温处理的冷却液，冷却液对服务器内部的硬盘1、内存3及芯片4降温。

s200服务器上电，热感单元5获取硬盘1、内存3及芯片4的温度，并将温度信号发送至控制单元6，控制单元6结合内部存储的散热策略以及硬盘1、内存3及芯片4的在位信息，根据温度信号，控制母管6在滑动槽9上滑动，因服务器内部有多个母管6，所以根据硬盘1、内存3及芯片4的温度分布状况，规则的令母管移动到硬盘1、内存3及芯片4下部，例如，有6个母管6，在进行数据计算时，芯片4以及内存会比较多地参与工作，而硬盘参与工作比较少，那么芯片4下部会有3个母管6，内存3下部会有2个母管6，硬盘1下部会有1个母管6。

s300、控制单元6根据所述温度信号以及散热策略，调整可调节开孔(8)的开孔孔径，可调节开孔(8)将气体喷射出来，使得服务器内部的冷却液，加强与硬盘1、内存3及芯片4的相变换热，因为冷却液升温，会导致出现分层现象，所以控制螺旋搅拌器2，对气体与冷却液的混合程度增加，这样可以让冷却液的温度均匀，使得冷却效果更佳。

s400、在服务器外部泵体的作用下，出液口11将升温的冷却液排出到服务器外部，外部可以根据需要，增加冷却液降温装置，将冷却液降温后，循环注入到进液口10。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。