CN203040101U

CN203040101U - 一种用于冷却电子设备的水冷设备

Info

Publication number: CN203040101U
Application number: CN 201320034973
Authority: CN
Inventors: 周哲明; 周发明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2023-01-23

Abstract

本实用新型涉及一种用于冷却电子设备的水冷设备，具体涉及用于冷却服务器机柜、服务器、网络设备、PC、笔记本电脑等电脑设备的设备。本技术方案的水冷设备包括水冷系统和热传导系统。水冷系统包括冷却水管道、水冷板、防水罩和外部冷水源，通过防水罩将冷却水管道和水冷板与电脑设备隔离开，防止水冷系统泄漏造成电脑设备的损坏。热传导系统包括主冷热交换器和附加冷热交换器，附加冷热交换器包括热传导冷热交换器和对流冷热交换器。热传导系统通过吸热鳍片吸收电脑散发到空气中的热量，或者通过导热金属板传导发热量大的电脑部件产生的热量，然后通过热管传导到水冷系统。本技术方案的优点是，能显著提高电脑设备的散热效率，降低散热能耗，还能对电脑设备进行防水保护。

Description

一种用于冷却电子设备的水冷设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备，特别是涉及服务器机柜、服务器、网络设备、PC、笔记本电脑等电脑设备产生的热量的排散。

背景技术

随着信息技术的发展，电子设备的集成度越来越高，计算机和服务器的性能越来越强，其相应的功率也越来越大，在带来性能提升的同时也带来了不断上升的发热量。当前，数据中心和高性能计算服务器也在朝着更高密度、更高计算能力的方向发展，与此同时也带来了更高的能耗和热量密度，为这些设备进行冷却和降低能耗成了很大的挑战。

目前数据中心普遍采取风冷散热的方法，其弊端是散热效率低和能耗高。例如传统机房普遍采用的精密空调开孔地板下送风进行制冷的方式，单台机柜的最大散热量为 3KW ~ 5KW，而现在42U高的刀片式服务器机架功率可高达15KW。有关统计表明，制冷设备的能源消耗要占到整个数据中心能耗的50%左右。

另外风冷散热的发展也存在一定的限制。根据散热的基本公式为Q=G*ΔT*C (Q：总冷量，G：流量，ΔT：温差，C：比热系数)。使用风冷，在比热系数C相对不变的情况下，总散热量的提高需要提高流量G和ΔT，即需要提高风速和降低冷风温度。其限制在于，一方面风速受到设备承受能力的限制，难以满足更高密度的计算需求。另一方面更高风速和更低冷风温度需要消耗更多的能源。

水的比热系数是空气的3500倍之多，使用水冷能大幅提高散热效率和降低能耗。

现有的水冷技术方面，一部份方案是通过直接在发热量大的电脑部件（如CPU）上安装冷媒置换管道，将设备散发的热量通过管道接触直接带走，一部分方案是通过水冷门系统对服务器机柜进行冷却。但是这些方案都存在冷却水泄露的风险，冷却水泄露可能会直接对设备造成损坏。申请人在申请201110132047.X中提出了密封水冷的解决方案，虽然解决了对电脑设备进行防水保护的问题，但是其缺点是对电子设备密封的成本较高。

发明内容

为解决现有散热方法中风冷散热效率低、能耗高和水冷对设备保护不足的问题，本实用新型提供一种能将电脑设备与水冷部件隔离开来用水冷散热的设备，该设备不仅散热效率高、能耗低，而且能对电脑设备进行防水保护。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于冷却电子设备的水冷设备，包括水冷系统和热传导系统。水冷系统包括冷却水管道、水冷板、防水罩和外部冷水源；防水罩将冷却水管道和水冷板与电脑设备隔离开，用来将可能泄漏的冷却水引流到远离电脑设备的地方；外部冷水源可以是机房的或建筑物内的水冷系统，或者可以由散热水箱和风扇组成；外部冷水源通过冷却水管道与水冷板相连接。

热传导系统包括主冷热交换器和附加冷热交换器。主冷热交换器可以是导热金属板，导热金属板安装在水冷系统的防水罩上，导热金属板的一侧与水冷系统的水冷板相连接，导热金属板的另一侧与附加冷热交换器相连接。主冷热交换器还可以是申请人在申请201220208750.4中提出的一种热管水冷组合散热设备，热管水冷组合散热设备的水冷部件与水冷系统的冷却水管道相连接，其隔水部件安装在水冷系统的防水罩上，其热管的蒸发端与机箱内发热量大的电脑部件相连接，或者与附加冷热交换器相连接。

附加冷热交换器包括热传导冷热交换器和对流冷热交换器。热传导冷热交换器包括热管和导热金属板，热管的蒸发端和冷凝端焊接有导热金属板，热管的蒸发端的导热金属板与机箱内的发热量大的电脑部件紧密接触，能快速的传导热量，热管的冷凝端的导热金属板与主冷热交换器相连接。对流冷热交换器包括热管、导热金属板、吸热鳍片和风扇，吸热鳍片安装在热管的蒸发端，风扇安装在吸热鳍片附近，用来将热空气吹向吸热鳍片，热管的冷凝端焊接有导热金属板，热管的冷凝端的导热金属板与主冷热交换器相连接。

本实用新型的有益效果是，能显著提高电脑设备的散热效率，降低散热能耗，还能对电脑设备进行防水保护。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1.冷却水管道，2.水冷板，3.防水罩，4.散热水箱，5.风扇，6.导热金属板，7.热传导冷热交换器，8.对流冷热交换器，9热管，10.热管的蒸发端，11.热管的冷凝端，12.吸热鳍片，13.机箱，14.CPU，15.硬盘，16.电源。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的实施例是一种用于刀片式服务器的水冷设备。

如图1所示：

一种用于刀片式服务器的水冷设备，包括水冷系统和热传导系统。水冷系统包括（1）冷却水管道、（2）水冷板、（3）防水罩和外部冷水源；（3）防水罩将（1）冷却水管道和（2）水冷板与电脑设备隔离开；外部冷水源可以是机房的或建筑物内的水冷系统，或者可以由（4）散热水箱和（5）风扇组成；外部冷水源通过（1）冷却水管道与（2）水冷板相连接。热传导系统包括主冷热交换器和附加冷热交换器。主冷热交换器是（6）导热金属板，（6）导热金属板安装在水冷系统的（3）防水罩上，（6）导热金属板的一侧与水冷系统的（2）水冷板相连接，（6）导热金属板的另一侧与附加冷热交换器相连接。

附加冷热交换器包括（7）热传导冷热交换器和（8）对流冷热交换器。（7）热传导冷热交换器包括（9）热管和（6）导热金属板，（10）热管的蒸发端和（11）热管的冷凝端焊接有（6）导热金属板，（10）热管的蒸发端的（6）导热金属板与（13）机箱内的（14）CPU、（15）硬盘和（16）电源等部件紧密接触。（11）热管的冷凝端的（6）导热金属板与主冷热交换器的（6）导热金属板相连接。（8）对流冷热交换器包括（9）热管、（6）导热金属板、（12）吸热鳍片和（5）风扇，（12）吸热鳍片安装在（10）热管的蒸发端，（5）风扇安装在（12）吸热鳍片附近，（11）热管的冷凝端焊接有（6）导热金属板，（11）热管的冷凝端的（6）导热金属板与主冷热交换器的（6）导热金属板相连接。

Claims

1.一种用于冷却电子设备的水冷设备，其特征是：包括水冷系统和热传导系统，所述水冷系统包括冷却水管道、水冷板、防水罩和外部冷水源；所述热传导系统包括主冷热交换器和附加冷热交换器；所述附加冷热交换器包括热传导冷热交换器和对流冷热交换器。

2.根据权利要求1所述的水冷设备，其特征是：所述防水罩将所述冷却水管道和所述水冷板与电脑设备隔离开；所述外部冷水源通过所述冷却水管道与所述水冷板相连接；所述外部冷水源可以是机房的或建筑物内的水冷系统，或者可以由散热水箱和风扇组成。

3.根据权利要求1所述的水冷设备，其特征是：所述主冷热交换器的一种是导热金属板，所述导热金属板安装在所述水冷系统的防水罩上，所述导热金属板的一侧与所述水冷系统的水冷板相连接，所述导热金属板的另一侧与所述附加冷热交换器相连接。

4.根据权利要求1所述的水冷设备，其特征是：所述主冷热交换器的一种是热管水冷组合散热设备；所述热管水冷组合散热设备的水冷部件与所述水冷系统的冷却水管道相连接；所述热管水冷组合散热设备的隔水部件安装在所述水冷系统的防水罩上；所述热管水冷组合散热设备的热管的蒸发端与机箱内发热量大的电脑部件相连接，或者与所述附加冷热交换器相连接。

5.根据权利要求1所述的水冷设备，其特征是：所述热传导冷热交换器包括热管和导热金属板；所述热管的蒸发端和冷凝端焊接有所述导热金属板，所述热管的蒸发端的导热金属板与机箱内的发热量大的电脑部件紧密接触，能快速的传导热量，所述热管的冷凝端的导热金属板与所述主冷热交换器相连接。

6.根据权利要求1所述的水冷设备，其特征是：所述对流冷热交换器包括热管、导热金属板、吸热鳍片和风扇；所述吸热鳍片安装在所述热管的蒸发端，所述风扇安装在所述吸热鳍片附近，所述热管的冷凝端焊接有所述导热金属板；所述热管的冷凝端的导热金属板与所述主冷热交换器相连接。