[發明專利]一種服務器芯片重力型熱管的服務器散熱系統

在審

• 申請號: 202010191524.9
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111258402A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 朱建斌;王丁會;嚴峰;王建波;楊英
• 申請（專利權）人: 四川澄觀節能環保科技有限公司
• 主分類號: G06F1/20
• 分類號: G06F1/20
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

本發明涉及一種服務器芯片重力型熱管的服務器散熱系統，包括服務器芯片重力型熱管散熱單元、冷量分配換熱器、冷卻單元等。散熱單元包括多個服務器芯片重力型熱管散熱器，散熱器緊貼服務器芯片安裝，帶有液管和氣管，服務器芯片的熱量通過直接接觸的服務器芯片散熱器吸收，由液管進入服務器芯片散熱器的液態冷媒，在服務器芯片散熱器內受熱蒸發，發生相變后的氣態冷媒通過氣管進入冷量分配換熱器單元進行熱交換，把熱量傳遞給冷量分配換熱器內的循環冷卻水；該系統具有換熱效率高、熱阻低、無能耗、換熱響應速度快、可靠性高、無噪音、壽命長等特點；通過芯片級冷卻技術與室外冷卻單元結合，直接對服務器芯片進行更合理、高效的散熱。

技術領域

本發明涉及數據中心機房環境控制技術領域，特別是一種服務器芯片重力型熱管的服務器散熱系統。

背景技術

我國數據中心發展迅猛，總量已超過40萬個，年耗電量超過全社會用電量的1.5％，預計數據中心能耗每年將相當于三峽電站一年的發電量，其中大多數數據中心的PUE仍普遍大于2.2，與國際先進水平相比有較大差距。數據中心IT設備需要全天候進行冷卻，通常機房內采用精密空調進行制冷，從而保證數據中心的環境控制要求。數據中心空調機組耗能占到了機房總耗能的35％-45％，僅次于數據中心IT設備的能耗，造成數據中心PUE值較高，能效利用率低。數據中心現有的冷卻方式通常為先冷卻環境再冷卻設備，如GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》中所述A、B類機房要求環境溫度23℃±1℃，現結合自然冷源冷卻技術，采用靠近熱源的熱管散熱器對服務器進行冷卻，對精密空調可以完全替代，并通過氣流合理的組織，利用面向服務器級的散熱解決方案，一方面可有效降低PUE，提高能效利用率，另一方面可有效解決由于精密空調機組氣流組織不合理造成局部熱點等問題；同時，通過空調機組的完全替代，有效提高機房空間利用率，可布置更多機柜及服務器，從而可有效提高經濟效益及節地的效果。實際運行時，服務器中的主要散熱部件為中央處理器CPU，其散熱量約占服務器總散熱量的80％，從結構上來說，為針對性散熱的設計提供了基礎條件。CPU運行時的溫度一般在60到72℃之間，如果采用熱管直接冷卻的方式，只需35到50℃的溫度，就可以滿足CPU散熱需求。這個溫度在絕大部分地區都是全年都高于自然環境的溫度。因此可以通過自然熱傳導，全年制取35到50℃的溫度的傳熱介質(冷卻水)，通過熱管實現芯片散熱，熱管散熱裝置高效處理熱流密度遠大于空氣冷卻可以達到的密度，保證機房設備的安全可靠運行，充分利用自然冷卻，極大地降低機房散熱功耗，節省機房運行費用，機組故障率低，維護簡單。

發明內容

本發明的目的在于充分利用自然冷源及能效比較高的冷水機組，提供一種服務器芯片重力型熱管的服務器散熱系統，實現芯片級的散熱，芯片重力型熱管散熱器利用重力實現散熱及冷媒循環，實現了室內散熱器零功耗。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

本發明名一方面提供一種服務器芯片重力型熱管的服務器散熱系統，包括服務器芯片重力型熱管散熱單元、冷卻單元和冷量分配換熱器單元；

冷卻單元向冷量分配換熱器單元提供循環冷卻水；

所述服務器芯片重力型熱管散熱單元，包括多個服務器芯片重力型熱管散熱器，服務器芯片重力型熱管散熱器包括散熱腔體、液管和氣管，所述氣管的位置高于所述液管的位置，所述散熱腔體緊貼安裝服務器芯片；液態冷媒在重力作用下經冷量分配換熱器單元進入服務器芯片重力型熱管散熱器的所述液管，進入所述散熱腔體對服務器芯片進行冷卻，受熱后相變為氣態冷媒，經氣管返回冷量分配換熱器單元，與冷卻水進行熱交換冷卻為液態冷媒。

進一步的，所述液態冷媒和氣態冷媒封閉在冷量分配換熱器單元、服務器芯片重力型熱管散熱單元及二者之間的通路內，通過無源的方式依靠重力進行循環，冷量分配換熱器單元在重力的作用下向每個散熱腔體提供液態冷媒。

進一步的，服務器設置在數據中心機房室內，冷卻單元及冷量分配換熱器單元部分設置在機房室外，服務器芯片重力型熱管散熱單元設置在機房室內。