一种用于刀片服务器芯片的散热装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于刀片服务器芯片的散热装置和系统，其中，所述散热装置包括：第一嵌入式热管和设置在第一嵌入式热管下方的第二嵌入式热管，以及，刀片服务器；第一嵌入式热管包括：依次连接的第一蒸发器、长气体管路、长液体管路和第一翅片冷凝器；第二嵌入式热管包括：依次连接的第二蒸发器、短气体管路、短液体管路和第二翅片冷凝器；刀片服务器包括：设置在刀片服务器内部的第一芯片和第二芯片；其中，第一蒸发器和第二蒸发器分别与第一芯片(301)和第二芯片(302)接触并固定。本发明专利技术简化了散热结构、提高了散热效率，降低了设备成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于刀片服务器芯片的散热装置和系统
本专利技术属于机房散热
，尤其涉及一种用于刀片服务器芯片的散热装置及散热系统。
技术介绍
数据中心(又称机房)的散热能耗问题随着数据中心规模和机柜功率密度的增大而越来越受到关注和重视。数据中心传统的散热方式主要是空调风冷系统和单相循环水冷系统。其中，空调风冷系统结构简单，最易实施，但散热能力有限，能耗高；水冷系统散热能力强，但系统庞大复杂，并且出于安全考虑水冷管路须布置在机房外。热管技术作为一种被动式两相换热技术，被誉为“热的超导体”，近年来在数据中心得到了初步的应用，包括热管换热器(热管式空调)和热管背板等，在节能降耗方面发挥了巨大的作用。目前现有技术主要是针对机房整体或单个机柜进行散热设计，属于机房级和机柜级的散热模式，因此无法有效地解决机柜中无数服务器芯片的局部散热问题和实现高功率下工作温度的有效控制。而从服务器产生热量的来源角度来看，主要芯片产生的热量占服务器发热的70％以上。要想解决这一问题，适应未来高功率密度机柜和大功率服务器的发展需要，开发一种基于芯片级散热模式的新型机房散热方式将成为今后的主流方向。芯片级散热模式是指采用先进冷却技术直接作用于服务器的芯片发热位置。备选的技术包括单相液冷回路、浸泡式液冷、热管冷却技术等。单相液冷回路是将液体通过管路直接输送到发热芯片表面带走热量，浸泡式液冷是将芯片直接浸没在液体中，然而，这两种方式都存在辅助配套系统庞大、成本高、后期维护繁琐、存在泄露安全隐患等问题，且受结构和服务器内部空间限制，散热效率有限。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种用于刀片服务器芯片的散热装置及散热系统，旨在简化结构、提高散热效率、降低成本。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种用于刀片服务器芯片的散热装置，包括：第一嵌入式热管(1)，和设置在所述第一嵌入式热管(1)下方的第二嵌入式热管(2)，以及，刀片服务器(3)；所述第一嵌入式热管(1)包括：依次连接的第一蒸发器(101)、长气体管路(102)、长液体管路(103)和第一翅片冷凝器(104)；其中，长气体管路(102)的一端与第一蒸发器(101)的出口连接，管路沿高度方向上升第一设定高度后向水平方向拐弯，沿水平方向延伸第一设定距离后，长气体管路(102)的另一端与第一翅片冷凝器(104)的入口连接；长液体管路(103)的一端与第一翅片冷凝器(104)的出口连接，管路沿水平方向延伸第二设定距离后，长液体管路(103)的另一端与第一蒸发器(101)的入口连接；所述第二嵌入式热管(2)包括：依次连接的第二蒸发器(201)、短气体管路(202)、短液体管路(203)和第二翅片冷凝器(204)；其中，短气体管路(202)的一端与第二蒸发器(201)的出口连接，管路沿高度方向上升第二设定高度后向水平方向拐弯，沿水平方向延伸第三设定距离后，短气体管路(202)的另一端与第二翅片冷凝器(204)的入口连接；短液体管路(203)的一端与第二翅片冷凝器(204)的出口连接，管路沿水平方向延伸第四设定距离后，短液体管路(203)的另一端与第二蒸发器(201)的入口连接；所述刀片服务器(3)包括：设置在所述刀片服务器(3)内部的第一芯片(301)和第二芯片(302)；其中，所述第一嵌入式热管(1)的第一蒸发器(101)和所述第二嵌入式热管(2)的第二蒸发器(201)伸入刀片服务器(3)的内部，分别与所述刀片服务器(3)的第一芯片(301)和第二芯片(302)接触并固定。在上述用于刀片服务器芯片的散热装置中，当所述第一芯片(301)和第二芯片(302)设置在靠近刀片服务器(3)入口端的一侧时，所述第一嵌入式热管(1)和第二嵌入式热管(2)设置在所述刀片服务器(3)外侧、靠近刀片服务器(3)入口端的一侧；当所述第一芯片(301)和第二芯片(302)设置在靠近刀片服务器(3)出口端的一侧时，所述第一嵌入式热管(1)和第二嵌入式热管(2)设置在所述刀片服务器(3)外侧、靠近刀片服务器(3)出口端的一侧。在上述用于刀片服务器芯片的散热装置中，所述散热装置，还包括：第一封闭通道(401)、第二封闭通道(402)和第三封闭通道(403)；所述第一封闭通道(401)和第二封闭通道(402)分别设置在刀片服务器(3)的两侧；其中，所述第一封闭通道(401)设置在靠近刀片服务器(3)入口端的一侧，与机柜(7)连接相通；所述第二封闭通道(402)设置在靠近刀片服务器(3)出口端的一侧，与机柜(7)连接相通；当所述第一芯片(301)和第二芯片(302)设置在靠近刀片服务器(3)入口端的一侧时，所述第三封闭通道(403)与第一封闭通道(401)相邻设置，与第一封闭通道(401)连接但隔绝密封；当所述第一芯片(301)和第二芯片(302)设置在靠近刀片服务器(3)出口端的一侧时，所述第三封闭通道(403)与第二封闭通道(402)相邻设置,与第二封闭通道(402)连接但隔绝密封。在上述用于刀片服务器芯片的散热装置中，所述第一翅片冷凝器(104)和第二翅片冷凝器(204)固定在第三封闭通道中；所述第一翅片冷凝器(104)和第二翅片冷凝器(204)结构相同，内部设置有工质流动通道；所述第一翅片冷凝器(104)的下表面高于第二翅片冷凝器(204)的上表面；第一翅片冷凝器(104)与第二翅片冷凝器(204)的高度总和小于所述刀片服务器(3)的总高度；在垂直于纸面方向，第一翅片冷凝器(104)的总厚度小于刀片服务器(3)的总厚度，第二翅片冷凝器(204)的总厚度小于刀片服务器(3)的总厚度。在上述用于刀片服务器芯片的散热装置中，所述第一封闭通道(401)的下方设置有第一入口(501)；第二封闭通道(402)的上方设置有第一出口(601)；第三封闭通道(403)的下方设置有第二入口(502)、上方设置有第二出口(602)；其中，所述第一入口(501)和第二入口(502)分别设置在机房地底冷气流的出口位置处。在上述用于刀片服务器芯片的散热装置中，所述第一嵌入式热管(1)的总长度大于所述第二嵌入式热管(2)的长度；其中，所述第一翅片冷凝器(104)和第二翅片冷凝器(204)交错排布设置。在上述用于刀片服务器芯片的散热装置中，所述第一翅片冷凝器(104)的设置高度大于或等于第一蒸发器(101)的设置高度；所述第二翅片冷凝器(204)的设置高度大于或等于第二蒸发器(201)的设置高度。在上述用于刀片服务器芯片的散热装置中，蒸发器下底面的面积大于或等于芯片上表面的面积；蒸发器的体积小于等于60cm3，在垂直于纸面方向的厚度小于等于1.5cm；蒸发器内部为空腔结构，包括：毛细芯结构和气液隔离结构；其中，在垂直于纸面方向，所述第一蒸发器(101)的下底面与所述第一芯片(301)的上表面接触并固定，第二蒸发器(201)的下底面与所述第二芯片(302)的上表面接触并固定。在上述用于刀片服务器芯片的散热装置中，所述散热装置还包括：隔热保护层(8)；所述隔热保护层(8)包裹在所述第一蒸发器(101)、长气体管路(102)和长液体管路(103)的外表面，以及，所述第二蒸发器(201)、短气体管路(202)和短液体管路(203)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于刀片服务器芯片的散热装置，其特征在于，包括：第一嵌入式热管(1)，和设置在所述第一嵌入式热管(1)下方的第二嵌入式热管(2)，以及，刀片服务器(3)；所述第一嵌入式热管(1)包括：依次连接的第一蒸发器(101)、长气体管路(102)、长液体管路(103)和第一翅片冷凝器(104)；其中，长气体管路(102)的一端与第一蒸发器(101)的出口连接，管路沿高度方向上升第一设定高度后向水平方向拐弯，沿水平方向延伸第一设定距离后，长气体管路(102)的另一端与第一翅片冷凝器(104)的入口连接；长液体管路(103)的一端与第一翅片冷凝器(104)的出口连接，管路沿水平方向延伸第二设定距离后，长液体管路(103)的另一端与第一蒸发器(101)的入口连接；所述第二嵌入式热管(2)包括：依次连接的第二蒸发器(201)、短气体管路(202)、短液体管路(203)和第二翅片冷凝器(204)；其中，短气体管路(202)的一端与第二蒸发器(201)的出口连接，管路沿高度方向上升第二设定高度后向水平方向拐弯，沿水平方向延伸第三设定距离后，短气体管路(202)的另一端与第二翅片冷凝器(204)的入口连接；短液体管路(203)的一端与第二翅片冷凝器(204)的出口连接，管路沿水平方向延伸第四设定距离后，短液体管路(203)的另一端与第二蒸发器(201)的入口连接；所述刀片服务器(3)包括：设置在所述刀片服务器(3)内部的第一芯片(301)和第二芯片(302)；其中，所述第一嵌入式热管(1)的第一蒸发器(101)和所述第二嵌入式热管(2)的第二蒸发器(201)伸入刀片服务器(3)的内部，分别与所述刀片服务器(3)的第一芯片(301)和第二芯片(302)接触并固定。...

【技术特征摘要】
1.一种用于刀片服务器芯片的散热装置，其特征在于，包括：第一嵌入式热管(1)，和设置在所述第一嵌入式热管(1)下方的第二嵌入式热管(2)，以及，刀片服务器(3)；所述第一嵌入式热管(1)包括：依次连接的第一蒸发器(101)、长气体管路(102)、长液体管路(103)和第一翅片冷凝器(104)；其中，长气体管路(102)的一端与第一蒸发器(101)的出口连接，管路沿高度方向上升第一设定高度后向水平方向拐弯，沿水平方向延伸第一设定距离后，长气体管路(102)的另一端与第一翅片冷凝器(104)的入口连接；长液体管路(103)的一端与第一翅片冷凝器(104)的出口连接，管路沿水平方向延伸第二设定距离后，长液体管路(103)的另一端与第一蒸发器(101)的入口连接；所述第二嵌入式热管(2)包括：依次连接的第二蒸发器(201)、短气体管路(202)、短液体管路(203)和第二翅片冷凝器(204)；其中，短气体管路(202)的一端与第二蒸发器(201)的出口连接，管路沿高度方向上升第二设定高度后向水平方向拐弯，沿水平方向延伸第三设定距离后，短气体管路(202)的另一端与第二翅片冷凝器(204)的入口连接；短液体管路(203)的一端与第二翅片冷凝器(204)的出口连接，管路沿水平方向延伸第四设定距离后，短液体管路(203)的另一端与第二蒸发器(201)的入口连接；所述刀片服务器(3)包括：设置在所述刀片服务器(3)内部的第一芯片(301)和第二芯片(302)；其中，所述第一嵌入式热管(1)的第一蒸发器(101)和所述第二嵌入式热管(2)的第二蒸发器(201)伸入刀片服务器(3)的内部，分别与所述刀片服务器(3)的第一芯片(301)和第二芯片(302)接触并固定。2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，当所述第一芯片(301)和第二芯片(302)设置在靠近刀片服务器(3)入口端的一侧时，所述第一嵌入式热管(1)和第二嵌入式热管(2)设置在所述刀片服务器(3)外侧、靠近刀片服务器(3)入口端的一侧；当所述第一芯片(301)和第二芯片(302)设置在靠近刀片服务器(3)出口端的一侧时，所述第一嵌入式热管(1)和第二嵌入式热管(2)设置在所述刀片服务器(3)外侧、靠近刀片服务器(3)出口端的一侧。3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置，还包括：第一封闭通道(401)、第二封闭通道(402)和第三封闭通道(403)；所述第一封闭通道(401)和第二封闭通道(402)分别设置在刀片服务器(3)的两侧；其中，所述第一封闭通道(401)设置在靠近刀片服务器(3)入口端的一侧，与机柜(7)连接相通；所述第二封闭通道(402)设置在靠近刀片服务器(3)出口端的一侧，与机柜(7)连接相通；当所述第一芯片(301)和第二芯片(302)设置在靠近刀片服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛志虎，谢铭慧，陈思员，曲伟，俞继军，艾邦成，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11