CN102854949A - 一种计算机服务器散热系统及其进行散热降温的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算机服务器散热系统及其进行散热降温的方法，其包括控制模块、温度感应模块、服务器以及设置在服务器机柜上的若干散热装置，散热装置包括压缩机、冷凝器及蒸发器，压缩机为直流变频压缩机，散热装置的工作电源从服务器上输入；温度感应模块用于监测服务器的内部电子元器件的表面温度；控制模块包括感应模块及与其相连接的执行模块，感应模块用于侦测服务器的内部电子元器件工作时的使用率变化以及监控服务器主板工作电流的变化，执行模块用于对感应模块和温度感应模块传输的信号进行处理，并控制散热装置的运行。本发明可以快速有效制冷，节约电能，提高散热效率。而且，结构简单，体积小，效率高，安装和维护都很方便。

Description

一种计算机服务器散热系统及其进行散热降温的方法

技术领域

本发明属于计算机服务器的散热技术领域，特别涉及一种计算机服务器散热系统及其进行散热降温的方法。

背景技术

现在计算机网络服务系统越来越庞大，随着云技术的推出，对计算机服务器的要求将越来越高。服务器工作时产生的热量是最大的破坏因素之一，发热量大温升高既影响服务器的使用寿命，又严重影响其工作的稳定性。如何给服务器散热仍然是个重要的技术课题。

目前计算机服务器散热系统及其散热方法大多数都采用中央空调散热或采用水冷风机盘管散热，这些散热冷却系统不仅占用大量空间和场地，而且结构复杂给安装维护带来麻烦。关键是这些冷却系统都有一个致命缺陷。当一旦出现突然停电时，服务器会立即自动启动备用蓄电池，继续维持其工作，工作进程几乎不受影响。但是此时，冷却系统却因为没有备用蓄电池而不能工作，无法对服务器进行散热，严重影响服务器的运算速度和使用寿命。

另一方面，现有的服务器散热系统还存在着以下缺点：

第一，采用中央空调散热不能有针对性地给服务器内发热量大的局部散热，不能起到有效的局部保护作用。

第二，风机盘管水冷散热系统，不仅需要外部冷却塔供应冷水和进出水管道，而且风机盘管占地面积大，水的热交换速度不是很好；加上计算机服务器是分层的，下层的热量会向上层流动从而导致顶层的温度最高，需要的散热量也最大，现有的散热系统并不能解决这个问题。

从另一角度来说，现有的计算机服务器散热系统及其散热方法一般是延迟被动方式，当温度传感器检测到服务器机柜内的空气温度升高时，散热系统才开始工作，此时，服务器的局部温度已经上升很高了，散热系统不能起到有效的保护作用。甚至有的服务器散热系统，不管服务器工作不工作，散热系统一直运转，目的是使得服务器所在空间内的环境温度稳定在某个温度范围内，整体散热，温度下降的慢，降温效率低。同时，这种方式势必浪费大量的电能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种计算机服务器散热系统及其散热方法，根据服务器的使用状况提前主动地开启散热装置进行预先散热，且不受断电影响，可与服务器的工作同步。

本发明是这样实现的，提供了一种计算机服务器散热系统，其包括控制模块、温度感应模块、服务器以及设置在所述服务器机柜上的若干散热装置，所述散热装置包括压缩机、冷凝器及蒸发器，所述压缩机为直流变频压缩机，所述散热装置的工作电源从所述服务器上输入；所述温度感应模块用于监测所述服务器的内部电子元器件的表面温度；所述控制模块包括感应模块及与其相连接的执行模块，所述感应模块用于侦测所述服务器的内部电子元器件工作时的使用率变化、以及监控所述服务器的主板工作电流的变化，所述执行模块用于对所述感应模块和温度感应模块传输的信号进行处理，并控制所述散热装置的运行。

进一步地，所述蒸发器设置在所述机柜的正面或背面，所述蒸发器设置有用于向服务器的内部电子元器件吹风散热的冷风扇，所述蒸发器外部设有防护罩。

进一步地，所述压缩机及冷凝器设置在所述机柜的顶部或背面，所述压缩机及冷凝器的外部设有保护罩。

进一步地，在所述保护罩的顶部设有排风口，在所述排风口处设有排风扇；在所述外罩的底部设有吸风口，在所述吸风口处设有吸风扇。

进一步地，所述服务器的内部电子元器件包括主板卡、CPU、内存条以及硬盘。

进一步地，所述机柜里设有多层服务器。

本发明还提供了一种如上述计算机服务器散热系统进行散热降温的方法，包括下述步骤：

步骤一，所述控制模块侦测到所述服务器的内部有一个或多个电子元器件中的使用率增高超过预设的上限值时，即控制所述散热装置启动，提前主动地给服务器散热；

步骤二，所述散热装置持续运转，在运转过程中所述控制模块持续侦测所述电子元器件的使用率变化，当侦测到所述电子元器件使用率低于预设的下限值，且所述温度感应模块监测到所述电子元器件的表面温度低于预设的温度限度值时，所述散热装置降低制冷量运行，或者停止运行；

步骤三，当所述温度感应模块监测到所述电子元器件的表面温度高于温度限度值时，所述感应模块启动所述散热装置进行散热，直至温度低于温度限度值，所述散热装置停止运行；

步骤四，所述控制模块侦测到所述服务器的主板电流增大且超过预先设定的电流限度值时，即控制所述散热装置启动，提前主动地给服务器散热；

步骤五，当所述计算机服务器系统整机断电时，所述计算机服务器散热系统通过所述服务器系统内部的蓄电池运转，持续冷却所述服务器。

与现有技术相比较，本发明的计算机服务器散热系统及其散热方法中，采用直流变频压缩机，从服务器上输入电源，当服务器突然断电后，服务器立即使用后备电源继续运转，散热装置因为从服务器上得到电源也可以立即工作，与服务器的工作同步，保持继续给服务器的散热状态。另一方面，感应模块可以侦测到服务器内电子元器件工作时的使用率变化，或者监控服务器主板工作电流的变化，当变化量大于设定的限度值时，执行模块主动地开启散热装置进行预先散热，并可调节散热装置的制冷量大小。达到快速有效制冷的目的，节约电能，提高散热效率。而且，结构简单，体积小，效率高，安装和维护都很方便。

附图说明

图1为本发明的控制原理图；

图2为本发明一较佳实施例的立体示意图；

图3为图1的机柜后门打开状态立体示意图；

图4为图3的不带防护罩及保护罩的立体示意图；

图5为图4的另一视角的立体示意图；

图6为本发明另一较佳实施例的立体示意图；

图7为图6的机柜后门打开状态的立体示意图；

图8为图7不带防护罩及保护罩的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1所示，为本发明的控制原理示意图，本发明包括控制模块1、温度感应模块2、服务器3以及散热装置4。

控制模块1包括感应模块11及与其相互连接的执行模块12。服务器3内包括很多发热量大的电子元器件31，电子元器件31包括主板卡、CPU、内存条以及硬盘等。这些电子元器件有个显著特点，其在工作运算或数据交换时需要消耗功率，使得服务器3的主板32的工作电流增大，极易生产热量。如果不及时散热降温的话，会降低其运行速度，严重时其内部的精密电子芯片甚至会被烧坏。因此，及时给服务器散热，是保证其运行稳定性的一项重要措施。而且，电子元器件31的使用率和工作电流的大小与其发热量大小成正比例关系，使用率越高，工作电流越大，使用时间越长，其产生的热量就越大，反之，就越小。因此，可以通过侦测其使用率和工作电流的变化来预知其产生热量的变化，提前主动地采取散热措施来降低电子元器件的表面温度。

感应模块11可以侦测服务器3内电子元器件31工作时的使用率变化和主板32的工作电流变化，执行模块12可对感应模块11传输的信号进行处理，还可控制散热装置4的运行。当服务器3数据处理量加大时，散热装置4的制冷量加大，对服务器3进行主动式预冷。温度感应模块2实时地监测电子元器件31的表面温度，并把监测信号传输给执行模块12进行处理，执行模块12可对监测数据进行分析判断。当温度超过设定的限度值时，散热装置4运行，当温度降低且低于限度值时，散热装置4降低制冷量运行，或者停止运行。温度感应模块2可对上述散热方式进行补充，不论在何种情况下，只要电子元器件的表面温度高于限度值，就可以启动散热装置4进行被动式散热。

在本发明中，感应模块11既侦测服务器3内电子元器件31工作时的使用率变化也侦测主板32的工作电流变化，监控信号传输给执行模块12进行处理。当然，实际使用时，感应模块11也可以只侦测服务器3内电子元器件31工作时的使用率变化或者只侦测主板32的工作电流变化。当感应模块11侦测到电子元器件，如主板卡、CPU、内存条和硬盘中，可能有一项或多项的使用率增高超过设定的上限值时，执行模块12控制散热装置4启动，提前主动地给服务器3散热。而且，如果感应模块11侦测到服务器3的主板32电流增大且超过预先设定的限度值时，执行模块12也控制散热装置4启动，提前主动地给服务器3散热。

请参看图2至图5，为本发明的一较佳实施例，包括服务器3、散热装置4以及机柜5。本实施例的散热装置4设置在计算机服务器机柜5上。散热装置4包括压缩机41、冷凝器42及蒸发器43。在本实施例中，压缩机41为直流变频压缩机，它具有体积小，能效高，制冷快速等特点。因为使用直流电源，所以压缩机41可使用服务器3中的直流电作为其电源，不受断电影响，可与服务器3的工作同步。这也正是本发明的创新点之一。现有的服务器散热装置的电源系统与服务器的电源系统是不同的，服务器常配有备用电源，而散热装置没有。正常情况下，散热装置4通过电流转换装置把外部交流电源转换成直流电而工作，当发生突然断电时，计算机服务器因为有备用电源系统供电，运行不受影响，但是，散热装置就不得不因停电而停止工作，无法对服务器进行散热，会严重影响服务器的运算速度和使用寿命，甚至使得服务器的电子元器件因高温而烧坏。

蒸发器33设置在机柜5的背面，机柜5内部安装有多层计算机服务器3，本实施例为十层。机柜5的背面设有后门51，蒸发器43设置在机柜5的后门51上，既节省空间又可以方便打开，便于维护。蒸发器43设置两个冷风扇431，冷风扇431可向服务器3内电子元器件吹风散热。蒸发器43外部设有防护罩44，可将冷风包住不扩撒，将冷风由风机口45吹出且对蒸发器43的管路接口进行保护。压缩机41及冷凝器42设置在机柜5的顶部，可便于设置排风管道（图中未示出），使得冷凝器42产生的热量从机柜5的顶部排出。压缩机41的外部设有保护罩46，可引导热气排出，用于保护压缩机41及冷凝器42的管道。

当然，蒸发器43也可以设置在机柜5的正面（图中未示出），向服务器3内电子元器件吹风散热。

请参阅图6至图8所示，为本发明的另一较佳实施例，该实施例也包括服务器3'、散热装置4'以及机柜5'。机柜5′中设有多个计算机服务器3'，本实施例为十层。散热装置4'专门给服务器3'散热。散热装置4'包括压缩机41'、冷凝器42'及蒸发器43'。本实施例与前实施例的不同之处仅在于，本实施例的蒸发器43'设置在机柜5'背面的后门51'上，蒸发器43'的外部设有防护罩44'；压缩机41'及冷凝器42'设置在蒸发器43'的背面。冷凝器42'外部设有外罩45'，外罩45'固定在机柜5'的后门51'上，在外罩45'的顶部设有排风口46'，在排风口46'处设有排风扇47'；在外罩45'的底部设有吸风口（图中未示出），在吸风口处设有吸风扇48'。其余组件装配及散热控制方式与前实施例完全相同，不再赘述。

再结合图1所示，本发明的计算机服务器散热系统可采用如下方法实现计算机服务器的散热降温目的：

步骤一，控制模块1侦测到服务器3内电子元器件31，如CPU、内存条和硬盘中，可能有一项或多项的使用率增高超过设定的上限值时，即控制散热装置4启动，提前主动地给服务器3散热；电子元器件21的使用率越高，散热装置4的运行速度就越快，制冷量就越大，散热速度就越快；

步骤二，散热装置4持续运转，控制模块1持续侦测电子元器件31的使用率变化。当侦测到服务器3的电子元器件使用率低于设定的下限值，直至温度感应模块2监测到电子元器件31的表面温度低于预先设置在散热装置1内的限度值时，散热装置4降低制冷量运行，或者停止运行，节约电能；

步骤三，当温度感应模块2监测到电子元器件31的表面温度高于限度值时，感应模块11启动散热装置4进行散热；温度低于限度值以下时，散热装置4才停止运行；

步骤四，控制模块1侦测到服务器3的主板32电流增大且超过预先设定的限度值时，即控制散热装置4启动，提前主动地给服务器3散热；

步骤五，当计算机服务器系统整机断电时，计算机服务器散热系统可通过服务器3系统内部的蓄电池运转，持续冷却服务器3。

综上所述，本发明的计算机服务器散热系统及其散热方法，与传统散热方法相比，当服务器3突然断电后，不会因为散热装置4没有电源而停止工作，而是可以从服务器3上得到电源立即工作，与服务器3的工作同步，保持继续给服务器3散热。而且，散热装置4可以实时侦测计算机服务器3上重要的电子元器件31工作时使用率变化以及主板32的工作电流变化，提前预知其发热量大小，相应地提前调节散热装置4的制冷速度，提前做好散热降温措施。本发明的散热系统反应速度更快，制冷更快速有效，且提高散热效率，节能效果更显著。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种计算机服务器散热系统，其特征在于，其包括控制模块、温度感应模块、服务器以及设置在所述服务器机柜上的若干散热装置，所述散热装置包括压缩机、冷凝器及蒸发器，所述压缩机为直流变频压缩机，所述散热装置的工作电源从所述服务器上输入；所述温度感应模块用于监测所述服务器的内部电子元器件的表面温度；所述控制模块包括感应模块及与其相连接的执行模块，所述感应模块用于侦测所述服务器的内部电子元器件工作时的使用率变化、以及监控所述服务器的主板工作电流的变化，所述执行模块用于对所述感应模块和温度感应模块传输的信号进行处理，并控制所述散热装置的运行。

2.如权利要求1所述计算机服务器散热系统，其特征在于，所述蒸发器设置在所述机柜的正面或背面，所述蒸发器设置有用于向服务器的内部电子元器件吹风散热的冷风扇，所述蒸发器外部设有防护罩。

3.如权利要求1所述计算机服务器散热系统，其特征在于，所述压缩机及冷凝器设置在所述机柜的顶部或背面，所述压缩机及冷凝器的外部设有保护罩。

4.如权利要求3所述计算机服务器散热系统，其特征在于，在所述保护罩的顶部设有排风口，在所述排风口处设有排风扇；在所述外罩的底部设有吸风口，在所述吸风口处设有吸风扇。

5.如权利要求1所述计算机服务器散热系统，其特征在于，所述服务器的内部电子元器件包括主板卡、CPU、内存条以及硬盘。

6.如权利要求1所述计算机服务器散热系统，其特征在于，所述机柜里设有多层服务器。

7.一种如权利要求1所述计算机服务器散热系统进行散热降温的方法，包括下述步骤：

步骤一，所述控制模块侦测到所述服务器的内部有一个或多个电子元器件中的使用率增高超过预设的上限值时，即控制所述散热装置启动，提前主动地给服务器散热；

步骤二，所述散热装置持续运转，在运转过程中所述控制模块持续侦测所述电子元器件的使用率变化，当侦测到所述电子元器件使用率低于预设的下限值，且所述温度感应模块监测到所述电子元器件的表面温度低于预设的温度限度值时，所述散热装置降低制冷量运行，或者停止运行；

步骤三，当所述温度感应模块监测到所述电子元器件的表面温度高于温度限度值时，所述感应模块启动所述散热装置进行散热，直至温度低于温度限度值，所述散热装置停止运行；

步骤四，所述控制模块侦测到所述服务器的主板电流增大且超过预先设定的电流限度值时，即控制所述散热装置启动，提前主动地给服务器散热；

步骤五，当所述计算机服务器系统整机断电时，所述计算机服务器散热系统通过所述服务器系统内部的蓄电池运转，持续冷却所述服务器。

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