液冷散热设备、机柜及系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及液冷技术领域，公开了一种液冷散热设备、机柜及系统，解决了传统冷板式液冷方案中存在的液体泄漏风险、维护难度大、系统性能差、外观欠缺美感的技术问题。本发明专利技术中，液冷散热设备，包括：机箱的外侧壁上开设管路出口，外侧壁为与机箱的机箱面板、IO口面板相接触的侧板外壁；电路板固定在机箱的内底面上；蒸发器以预设间隙固定在电路板上，与电路板形成一容置空间；发热电子元件安装在容置空间内的电路板上，且与电路板电性连接，与蒸发器热连接；冷凝器固定在管路出口所在区域的外侧壁上；蒸汽管路和液体管路穿过管路出口，将蒸发器和冷凝器连通。

【技术实现步骤摘要】
液冷散热设备、机柜及系统
本专利技术实施例涉及液冷
，特别涉及一种液冷散热设备、机柜及系统。
技术介绍
数据中心是全球协作的特定设备网络，用来在Internet网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息，它是通过无数计算机硬件组成的。随着数据中心中计算机硬件的不断增加，数据中心面临的散热和节能压力越来越大。经研究发现，液冷散热可以将数据中心的电源使用效率(PowerUsageEffectiveness，PUE)降到1.2以下，而PUE越接近1表明数据中心的能效水平越好，因此从数据中心散热和节能的需求来看，液冷技术是必然的选择。目前，在IT/通讯设备和数据中心广泛使用的是冷板式液冷方案，虽然冷板式液冷方案对数据中心建设的局限性较小，但是目的冷板式液冷方案在散热可靠性、管路布局设计和可维护性方面存在如下的问题：1、散热可靠性问题：参阅图1可知，目前的冷板式液冷方案在电子设备，如机箱100’内部有冷板11’、冷水管路12’和热水管路13’两部分。冷板11’、冷水管路12’和热水管路13’通过焊接或卡接的方式组装在一起。冷板11’内部有液体(一般为水)，由于冷板11’与冷水管路12’、热水管路13’在加工工艺和装配工艺方面的问题，冷板11’与冷水管路12’、热水管路13’存在液体泄漏的风险。另外，在机箱100’外部一般用快速接头200’和软管300’与机柜的manifold连接，由于快速接头200’是活动部件，因此采用图1所示的冷板式液冷方案的系统，如数据中心在长期运行中也存在液体泄漏风险。r>2、管路布局方面的问题：目前的冷板式液冷方案中，冷板11’、冷水管路12’和热水管路13’从机箱100’内部出来的方式有两种，即前出和后出。参阅图1，前出即从机箱100’上的液冷面板14’侧出来，由于100’上的液冷面板14’侧一般会布局硬盘，因此为了布局冷水管路12’和热水管路13’，需要拆掉部分硬盘，这不仅会影响系统的性能，还会影响设备的美感；后出即从IO口侧出来，当然需要拆掉部分IO，也会影响系统的整体性能。3、可维护性方面的问题：机箱100’或机箱100’内任意一个能够独立进行数据处理的节点都需要快速接头200’和软管300’与机柜的manifold连接，当需要维护机箱100’或节点时，需要先将快速接头200’拔掉(公头与母头分开)或接通；另外，当维护某一节点时，节点的模块(如硬盘)可能会受到上下管路(冷水管路12’和热水管路13’从)的干涉而无法顺利插拔，因此在维护性方面存在一些问题，做不到与风冷系统一样的便利。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种液冷散热设备、机柜及系统，旨在解决传统冷板式液冷方案中存在的液体泄漏风险、维护难度大、系统性能差、外观欠缺美感的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种液冷散热设备，包括：机箱、电路板、蒸发器、发热电子元件、冷凝器、蒸汽管路和液体管路；所述机箱的外侧壁上开设管路出口，所述外侧壁为与所述机箱的机箱面板、IO口面板相接触的侧板外壁；所述电路板固定在所述机箱的内底面上；所述蒸发器以预设间隙固定在所述电路板上，与所述电路板形成一容置空间；所述发热电子元件安装在所述容置空间内的所述电路板上，且与所述电路板电性连接，与所述蒸发器热连接；所述冷凝器固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上；所述蒸汽管路和所述液体管路穿过所述管路出口，将所述蒸发器和所述冷凝器连通；其中，在所述发热电子元件工作时，所述蒸发器内的液体吸收所述发热电子元件散发的热量汽化为蒸气，在内部蒸气压的作用下沿所述蒸气管路进入所述冷凝器，由所述冷凝器冷却为液体后沿所述液体管路返回所述蒸发器。本专利技术的实施例还提供了一种液冷散热机柜，包括：靠近机柜前门的两个前立柱、靠近机柜后门的两个后立柱、用于放置如上所述的液冷散热设备的机箱托板和与所述液冷散热设备的外侧壁上固定的冷凝器配合使用的液冷机构；所述机箱托板固定在所述两个前立柱和所述两个后立柱围成的区域中，并通过所述两个前立柱和所述两个后立柱固定；所述液冷机构固定在所述机箱托板上方区域，与所述冷凝器位于同一侧的所述后立柱上。本专利技术的实施例还提供了一种液冷散热系统，包括：如上所述的液冷散热设备，以及如上所述的液冷散热机柜；所述液冷散热设备放置于所述液冷散热机柜中的机箱托板上，并在延所述机箱托板装入液冷散热机柜时，使固定在所述液冷散热设备的外侧壁上的每一个冷凝器通过一个导热垫与固定在所述液冷散热机柜中的后立柱上的一个冷板接触，并使所述冷板延冷板滑道结构朝向所述后立柱的方向滑动，将位于所述冷板和所述后立柱之间的弹性件从自然伸长状态压缩到压缩状态，以使所述冷板通过所述导热垫与所述冷凝器进行接触传热，辅助所述冷凝器和位于所述液冷散热设备内的蒸发器为液冷散热设备内的发热电子元件散热。本专利技术实施例提供的液冷散热设备、机柜及系统，相对于传统的液冷散热系统，具有以下优点：1、对于液冷散热设备：(1)通过在发热电子元件处设置蒸发器，在机箱外侧壁上固定冷凝器，并利用蒸汽管路和液体管路将蒸发器和冷凝器连通，通过蒸发器和冷凝器的配合，改现有直接液冷为先汽化再液化，大大提升了散热效果；(2)无需快速接头，避免了采用快速接头导致的液冷散热设备内的液体泄漏的风险；(3)由于汽化再液化的散热方式，需要用到的液体非常少，因而即便泄漏也不会对机箱内部的电子元件造成损坏；(4)冷凝器设置在机箱外侧壁，不占用机箱内部空间，因而蒸汽管路和液体管路的布局不会影响机箱内硬件区域中硬盘的完整性、IO接口区域的IO接口的个数，因而系统性能更好；(5)机箱正面不需要设置液冷面板、快速接头的母头，外形更为美观。2、对于液冷散热机柜：(1)液冷散热机柜机中设置冷板来辅助液冷散热设备内的冷凝器进行二次散热，散热效果更好；(2)液冷散热机柜机中的冷板与液冷散热设备上的冷凝器不需要借助快速接头进行连接，避免了采用快速接头导致的液体泄漏的风险。3、对于液冷散热系统：(1)液冷散热机柜机中的冷板通过导热垫与机箱外侧壁上的冷凝器接触，实现二次散热，散热效果更好；(2)维护时不需要插拔快速接头和整理软管，只需要从机箱托板上取出机箱即可，方便维护。另外，所述冷凝器的个数为偶数个；所述机箱相对的两个外侧壁上，分别开设所述管路出口，所述冷凝器对称固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上。本专利技术实施例，在液冷散热设备中的冷凝器的个数为偶数个时，通过将偶数个冷凝器对称的固定在机箱的外侧壁上，在保证液冷散热设备外形对称美观的同时，也可以保证液冷散热设备整体的平衡性，避免倾斜、侧翻等问题。另外，所述液冷散热设备还包括：导热垫；所述导热垫设置于所述冷凝器与液冷散热机柜中的冷板接触的一侧。本专利技术实施例，通过在每一个冷凝器的侧壁设置一导热垫，在冷凝器与液冷散热机柜中的冷板接触时，借助导热垫能够更好的进行热传递，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.液冷散热设备，其特征在于，包括：机箱、电路板、蒸发器、发热电子元件、冷凝器、蒸汽管路和液体管路；/n所述机箱的外侧壁上开设管路出口，所述外侧壁为与所述机箱的机箱面板、IO口面板相接触的侧板外壁；/n所述电路板固定在所述机箱的内底面上；/n所述蒸发器以预设间隙固定在所述电路板上，与所述电路板形成一容置空间；/n所述发热电子元件安装在所述容置空间内的所述电路板上，且与所述电路板电性连接，与所述蒸发器热连接；/n所述冷凝器固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上；/n所述蒸汽管路和所述液体管路穿过所述管路出口，将所述蒸发器和所述冷凝器连通；/n其中，在所述发热电子元件工作时，所述蒸发器内的液体吸收所述发热电子元件散发的热量汽化为蒸气，在内部蒸气压的作用下沿所述蒸气管路进入所述冷凝器，由所述冷凝器冷却为液体后沿所述液体管路返回所述蒸发器。/n

【技术特征摘要】
1.液冷散热设备，其特征在于，包括：机箱、电路板、蒸发器、发热电子元件、冷凝器、蒸汽管路和液体管路；
所述机箱的外侧壁上开设管路出口，所述外侧壁为与所述机箱的机箱面板、IO口面板相接触的侧板外壁；
所述电路板固定在所述机箱的内底面上；
所述蒸发器以预设间隙固定在所述电路板上，与所述电路板形成一容置空间；
所述发热电子元件安装在所述容置空间内的所述电路板上，且与所述电路板电性连接，与所述蒸发器热连接；
所述冷凝器固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上；
所述蒸汽管路和所述液体管路穿过所述管路出口，将所述蒸发器和所述冷凝器连通；
其中，在所述发热电子元件工作时，所述蒸发器内的液体吸收所述发热电子元件散发的热量汽化为蒸气，在内部蒸气压的作用下沿所述蒸气管路进入所述冷凝器，由所述冷凝器冷却为液体后沿所述液体管路返回所述蒸发器。


2.根据权利要求1所述的液冷散热设备，其特征在于，所述冷凝器包括：基板、外壳、多个冷凝器翅片、蒸汽进口和液体出口；
所述外壳和所述基板构成一密闭的腔体；
所述多个冷凝器翅片并排间隔固定在所述腔体内的所述基板上；
所述蒸汽进口与所述蒸汽管路连通，开设在与所述多个冷凝器翅片平行的所述外壳的侧壁上的一端；
所述液体出口与所述液体管路连通，开设在所述蒸汽进口所在的所述侧壁上的另一端。


3.根据权利要求1所述的液冷散热设备，其特征在于，所述冷凝器的个数为偶数个；
所述机箱相对的两个外侧壁上，分别开设所述管路出口，所述冷凝器对称固定在所述管路出口所在区域的所述外侧壁上。


4.根据权利要求1所述的液冷散热设备，其特征在于，所述液冷散热设备还包括：导热垫；
所述导热垫设置于所述冷凝器与液冷散热机柜中的冷板接触的一侧。


5.一种液冷散热机柜，其特征在于，包括：靠近机柜前门的两个前立柱、靠近机柜后门的两个后立柱、用于放置如权利要求1至4任一项所述的液冷散热设备的机箱托板和与所述液冷散热设备的外侧壁上固定的冷凝器配合使用的液冷机构；
所述机箱托板固定在所述两个前立柱和所述两个后立柱围成的区域中，并通过所述两个前立柱和所述两个后立柱固定；
所述液冷机构固定在所述机箱托板上方区域，与所述冷凝器位于同一侧的所述后立柱上。


6.根据权利要求5所述的液冷散热机柜，其特征在于，所述液冷机构包括：冷板、弹性件、进水...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲中江，
申请(专利权)人：西安易朴通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61