[實用新型]用于高性能計算機的微型空調制冷系統

有效

• 申請號: 201420517804.4
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN204667313U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 馬占山;岳永鵬;葉丹丹
• 申請（專利權）人: 中國科學院昆明動物研究所
• 主分類號: G06F1/20
• 分類號: G06F1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種高性能計算機的制冷系統，特別涉及一種基于微型空調而對單個或多個高性能計算機進行降溫的制冷系統。

背景技術

根據物理學的焦耳定理Q＝PT可知，計算機電子元器件在運行期間會將一部分電能轉化為熱能，且使用時間越長，運行載荷越大，其運行產生的溫度就越高。溫度過高一方面會影響設備的性能，另一方面也會影響設備壽命。特別對一些高性能計算機，其運行消耗功率大，產生的溫度高，能耗消耗大。而又根據三維空間的熱傳導方程：

∂μ∂t=k(∂2μ∂x2+∂2μ∂y2+∂2μ∂z2)]]>

其中，表示空間中一點的溫度對時間的變化率；k決定于材料的熱傳導率、密度和熱容。可以將散熱技術分為采用特殊材料(改變k值)和增加環境溫度差(改變初始溫度)兩種。其中采用增加環境溫度差的技術包括“風冷散熱器”、“液冷散熱器”、“熱管散熱器”、“鋁制散熱器”，以及將計算機設備放在低溫、通風良好的環境中。

“風冷散熱器”利用風扇轉動，加強空氣的對流進行散熱。該方法結構簡單，成本低，易于實現，但其噪聲大、散熱的功效有限，常用于功效消耗小的小型或個人計算機，并不適用于GP-GPU高性能計算計算機。“液冷散熱器”通過泵使散熱管中的冷卻液循環并進行散熱，雖然散熱能力大、可靠性高，無噪音，但對GP-GPU高性能計算計算機其布局結構復雜，面臨解決復雜的管路系統，成本較高?的問題。“熱管散熱器”是1964年在美國Los?Alamos?National?Laboratory(洛斯-阿洛莫斯國家實驗室)誕生，其通過在全封閉真空熱管內的汽、液相變來傳遞熱量，有能防塵、防潮、防爆，提高電器設備的安全可靠性和應用范圍廣的優點，是新一代的散熱器。“鋁型材散熱器”利用特殊的傳熱材料(鋁)來散熱，具有散熱性能好，節能特點突出、耐氧化腐蝕性能好的特點，但在安裝中應避免鋁制散熱器與其他材料的混合安裝。

降低環境溫度一方面可以將計算機設備放置在高海拔地區，比如在美國就將很多高性能計算計算機設備放置在高寒的拉斯維加斯地區，用戶通過網絡遠程使用，節約大量的能耗；另一方面，可以通過設置專門的機房并安裝空調，人為的降低環境溫度。

近年來在“高性能計算機芯片集群”制冷系統方面的專利主要有：第一、劉靜、呂永鋼提出的“用于計算機芯片散熱的微型制冷系統”(申請號：031375618)”的散熱方法，該方法的制冷機制是：壓縮機與冷凝器相連，冷凝器通過干燥過濾器與毛細管及蒸發器相連，蒸發器通過分液筒與壓縮機相連通以形成制冷回路。第二、董克提出的“帶有壓縮制冷功能的計算機散熱裝置”(申請號：031585248)”。第三、何少云提出的“一種高速計算機CPU、GPU的微型蒸發散熱器”(申請號：2012100090723)的散熱方法，其同樣也使用了壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細管等相連形成制冷回路的原理來蒸發散熱。