一种服务器水冷板结构及服务器散热系统的制作方法

1.本发明属于cpu散热技术领域，具体地说是一种服务器水冷板结构及服务器散热系统。


背景技术：

2.随着高性能计算的发展、数据中心密集度的提升以及节能环保要求的提高，单一的风冷散热已经不能满足服务器的散热需求，散热系统正在朝水冷散热、液冷散热及风冷水冷混合散热发展。
3.在风冷水冷混合散热系统中，依靠水冷对高功耗元件散热，带走服务器大部分热量，其余低功耗元件通过风冷散热，这种散热系统具有高经济性、高散热效率和环保的优势。传统的水冷板多采用铜或铝加工做成冷板与翅片来进行与水的热交换达到散热目的，其冷板散热片采用矩形或者阶梯型结构，导流换热效果较差；且常规冷板由于其换热介质流动的方向性，会使cpu表面温度不均，前后位置温度相差较大，降低了整体的换热能力，导致cpu性能不稳。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种服务器水冷板结构及服务器散热系统，可以对cpu均衡散热，保证cpu表面温度的一致性，提高冷板整体的换热效率和能效比，极大提升cpu的计算密度和性能。。
5.本发明一方面是通过下述技术方案来实现的：
6.一种服务器水冷板结构，包括第一冷却介质进管、第一冷却介质出管、第二冷却介质进管、第二冷却介质出管和呈长方壳体结构的冷板壳体，冷板壳体内部空间通过若干个翅片分隔为若干个第一空腔，第一冷却介质进管和第一冷却介质出管分别与若干个第一空腔的前后端连通；翅片呈中空结构，其内形成第二空腔；若干个第二空腔通过设置于端部的连接管连接，并形成两条逆向间隔分布的s形的第二介质通道，第二冷却介质进管分别与两条第二介质通道的进口端连接，第二冷却介质出管分别与两条第二介质通道的出口端连接。
7.本发明的进一步改进还有，还包括与第二冷却介质进管进口端和与第二冷却介质出管出口端连接的第二介质循环泵。
8.本发明的进一步改进还有，第二介质循环泵、第二冷却介质进管、两条第二介质通道、第二冷却介质出管形成循环系统内的第二介质采用氟利昂。
9.本发明的进一步改进还有，第二冷却介质进管与两个翅片的第二空腔连通位置分别设有电磁流量阀。
10.本发明的进一步改进还有，第一冷却介质进管的进口端与第一冷却介质出管的出口端与外部的冷却循环系统连接。
11.本发明的进一步改进还有，第一冷却介质进管、第一空腔、第一冷却介质出管和冷
却循环系统内的第一介质采用纯水。
12.本发明的进一步改进还有，第一冷却介质进管出口端设有与若干个第一空腔连通的分水器，第一冷却介质出管进口端设有与若干个第一空腔连通的集水器。
13.本发明的进一步改进还有，冷板壳体包括能够与cpu上侧贴附安装的下导热板、两端板和上盖板；翅片支撑设置于下导热板与上盖板之间，且两端板与若干翅片两端扣合连接；上盖板上阵列开设有与翅片内的第二空腔上侧连通的若干个补液口。
14.本发明的进一步改进还有，连接管通过卡扣定位安装于端板上。
15.本发明另一方面是通过下述方案来实现的：
16.一种服务器散热系统，包括主板、安装于主板上的多干个cpu和多个权利要求1-9任一项所述的服务器水冷板结构；冷板壳体贴附安装于cpu上侧，多个冷板壳体上的第二冷却介质进管和第二冷却介质出管采用串联或并联设置，多个冷板壳体上的第一冷却介质进管和第一冷却介质出管采用串联或并联设置。
17.从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：
18.整体结构简单，实现容易，实用性好。冷板壳体贴附安装于cpu上侧，第二介质通过第二冷却介质进管进入两条逆向间隔分布的s形的第二介质通道，通过第二介质在翅片的第二空腔内与cpu进行换热，两个第二介质通道出口并联到第二冷却介质出管上，形成第二介质的循环；且同时通过第一冷却介质进管向相邻翅片之间形成的第一空腔内通入第一介质，通过第一介质与第二介质的多触点对流换热，从而把第二介质吸收cpu的热量带走，大大提高换热能力，从而实现更高的设备换热效率、更高的能效比和更低、更均匀的cpu表面温度，保证cpu可靠稳定运行。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
20.图1为本发明具体实施方式的冷板与cpu配合安装示意图。
21.图2为本发明具体实施方式的冷板俯视示意图。
22.图3为本发明具体实施方式的使用状态示意图。
23.附图中：1、cpu，2、冷板，21、翅片，22、端板，23、上盖板，24、第一冷却介质进管，25、第一冷却介质出管，26、第二冷却介质进管，27、第二冷却介质出管，28、下导热板，29、补液口，3、主板，4、第二介质循环泵。
具体实施方式
24.为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
25.如图1-3所示，本发明公开一种服务器水冷板结构，包括第一冷却介质进管24、第一冷却介质出管25、第二冷却介质进管26、第二冷却介质出管27和冷板2，冷板2包括呈长方
壳体结构的冷板壳体，冷板壳体内部空间通过若干个翅片21分隔为若干个第一空腔，第一冷却介质进管24和第一冷却介质出管25分别与若干个第一空腔的前后端连通；翅片21呈中空结构，其内形成第二空腔；若干个第二空腔通过设置于端部的连接管连接，并形成两条逆向间隔分布的s形的第二介质通道，第二冷却介质进管26分别与两条第二介质通道的进口端连接，第二冷却介质出管27分别与两条第二介质通道的出口端连接。
26.冷板壳体贴附安装于cpu1上侧，第二介质通过第二冷却介质进管26进入两条逆向间隔分布的s形的第二介质通道，通过第二介质在翅片21的第二空腔内与cpu1进行换热，两个第二介质通道出口并联到第二冷却介质出管27上，形成第二介质的循环；且同时通过第一冷却介质进管24向相邻翅片21之间形成的第一空腔内通入第一介质，通过第一介质与第二介质的多触点对流换热，从而把第二介质吸收cpu1的热量带走，大大提高换热能力，从而实现更高的设备换热效率、更高的能效比和更低、更均匀的cpu1表面温度，保证cpu1可靠稳定运行。整体结构简单，实现容易，实用性好。
27.本服务器水冷板结构还包括与第二冷却介质进管26进口端和与第二冷却介质出管27出口端连接的第二介质循环泵4。第二介质通过第二介质循环泵4实现往复循环，保证在两条第二介质通道内的第二介质与第一空腔内的第一介质持续对流换热，大大提高换热能力，保证cpu1可靠稳定的运行。
28.其中，第二介质循环泵4、第二冷却介质进管26、两条第二介质通道、第二冷却介质出管27形成循环系统内的第二介质采用氟利昂。第二介质采用氟利昂，为易相变的介质，在第二空腔内为气液两态，既保证对cpu1表面良好的吸热效果，又能保证与第一空腔内的第一介质良好的换热效果。
29.其中，第二冷却介质进管26与两个翅片21的第二空腔连通位置分别设有电磁流量阀。cpu1芯片温度通过温度传感器传递给控制系统，控制系统通过电磁流量阀控制调节两条第二介质通道的循环介质(第二介质)流量，保证两条第二介质通道内的第二介质吸收热量的均衡性和高效性，实现cpu1具有极小的表面温度差异(1℃以内)，保证cpu1可靠稳定运行。
30.其中，第一冷却介质进管24的进口端与第一冷却介质出管25的出口端与外部的冷却循环系统连接。外部的冷却循环系统包括第一介质循环泵和第一介质散热器，两者串联后，并分别连接第一冷却介质进管24和第一冷却介质出管25，第一介质与第二介质在冷板壳体内换热后，通过第一介质循环泵实现循环，并通过第一介质散热器实现对第一介质的降温，保证可靠稳定的换热能力，保证cpu1可靠稳定运行。
31.其中，第一冷却介质进管24、第一空腔、第一冷却介质出管25和冷却循环系统内的第一介质采用纯水。通过纯水的第一介质与氟利昂的第二介质换热，实现对第二介质内热量的良好带走，且纯水易于获取和补充。
32.其中，第一冷却介质进管24出口端设有与若干个第一空腔连通的分水器，第一冷却介质出管25进口端设有与若干个第一空腔连通的集水器。分水器的各个支路上设有流量调节阀。通过分水器对若干个第一空腔通入第一介质，通过集水器对若干个第一空腔输出的第一介质进行汇集，并通过分水器各个支路上的流量调节阀控制各个第一空腔内第一介质的流量，从而能灵活调节每个第一空腔内第一介质的换热能力，从而使整个cpu1表面温度保持均衡一致。
33.其中，如图2所示，冷板壳体包括能够与cpu1上侧贴附安装的下导热板28、两端板22和上盖板23；翅片21支撑设置于下导热板28与上盖板23之间，且两端板22与若干翅片21两端扣合连接安装。冷板壳体整体呈长方壳体结构，并通过若干个翅片21对冷板壳体内部空间进行分隔(形成若干个第一空腔)。上盖板23上阵列开设有与翅片21内的第二空腔上侧连通的若干个补液口29，补液口29通过单向阀封堵。在cpu上可阵列设置多个温度传感器，并与控制系统连接，通过温度传感器监测cpu1各个点位的温度，当某一点温度过高时，可通过对应的补液口29进行手动补液，实现快速针对性降温，以灵活应对温度突变，保证cpu1可靠稳定运行。
34.其中，连接管通过卡扣定位安装于端板22上。实现对多个连接管的可靠定位，保证对两第二空腔连通的可靠性。
35.如图3所示，本发明还公开一种服务器散热系统，包括主板3、安装于主板3上的两个cpu1和两个所述的服务器水冷板结构；冷板壳体贴附安装于cpu1上侧，两个冷板壳体上的第二冷却介质进管26和第二冷却介质出管27采用串联设置，两个冷板壳体上的第一冷却介质进管24和第一冷却介质出管25采用串联设置。两个冷板壳体采用串联设置，通过第二介质循环泵4实现两冷板壳体内第二介质通道的介质循环，保证第二介质循环的可靠性；通过外部的冷却循环系统实现两冷板壳体内第一空腔的介质循环，保证第一介质循环的可靠性。
36.其中，第二介质循环泵4安装于与主板相邻的机箱上，并处于两cpu1中间位置，外部的冷却循环系统通过管道引出到机箱内壁或机箱外部。
37.另一实施例中，冷板壳体贴附安装于cpu1上侧，两个冷板壳体上的第二冷却介质进管26和第二冷却介质出管27采用并联设置，两个冷板壳体上的第一冷却介质进管24和第一冷却介质出管25采用并联设置。两个冷板壳体采用并联设置，通过第二介质循环泵4实现两冷板壳体内第二介质通道的介质循环，通过外部的冷却循环系统实现两冷板壳体内第一空腔的介质循环，保证两冷板壳体换热的均衡性。
38.本服务器水冷板结构及服务器散热系统，冷板壳体贴附安装于cpu1上侧，第二介质通过第二冷却介质进管26进入两条逆向间隔分布的s形的第二介质通道，通过第二介质在翅片21的第二空腔内与cpu1进行换热，两个第二介质通道出口并联到第二冷却介质出管27上，形成第二介质的循环；且同时通过第一冷却介质进管24向相邻翅片21之间形成的第一空腔内通入第一介质，通过第一介质与第二介质的多触点对流换热，从而把第二介质吸收cpu1的热量带走，大大提高换热能力，从而实现更高的设备换热效率、更高的能效比和更低、更均匀的cpu1表面温度，保证cpu1可靠稳定运行。整体结构简单，实现容易，实用性好。
39.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。
40.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
41.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。