一种服务器水冷降温系统的制作方法

1.本发明涉及计算机服务器散热技术领域，具体涉及一种服务器水冷降温系统。


背景技术：

2.人工智能(ai)融合了图像、文本、语音等多领域的数据处理，对计算机的处理速度、稳定性有着极高的要求。目前，可用于ai机器学习的服务器基本配置4gpu、8gpu甚至16gpu，并且往往配备多cpu。长时间工作之后，gpu温度可接近90℃，cpu温度可达到60℃，此时服务器运行速度下降，工作性能显著降低，甚至有被烧坏的风险。传统的风冷散热技术主要靠风扇，无法达到多gpu多cpu服务器显著降温的效果，并且具有严重的噪音问题。因此，亟需设计一种降温更明显、体验更良好的服务器散热系统。


技术实现要素：

3.为此，本发明提供一种服务器水冷降温系统，以解决现有风冷散热有噪音、降温效果差的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种服务器水冷降温系统，包括：
6.水箱；
7.水泵，所述水泵的进水口与所述水箱连通；
8.与gpu正面贴合设置的gpu正面水冷头；
9.与gpu背面贴合设置的gpu背面水冷头；
10.与cpu表面贴合设置的cpu水冷头；
11.其中，所述水泵的出水口与所述gpu正面水冷头、gpu背面水冷头及cpu水冷头的进水宝塔头通过串接有多通球阀的管路连通，所述多通球阀的出水阀头均设有开关，所述gpu正面水冷头、gpu背面水冷头及cpu水冷头的出水宝塔头均与所述水箱通过管路连通。
12.水冷头为一种内部可流通液体的片状容器，宝塔头为与片状容器内部连通的一种接头。
13.进一步地，所述水箱为封闭式箱体，所述水泵设置于所述水箱内，所述水泵的进水口浸于液面下，所述水箱设有用于密封性穿管的出水管孔和进水管孔。
14.进一步地，所述水箱设有液位水温传感器。
15.进一步地，所述水泵设有两个，两个所述水泵的出水口通过波纹管与第一多通连接头连接，所述第一多通连接头通过波纹管与所述多通球阀的进水阀头连接。
16.进一步地，两个所述水泵的出水口处均设有防回流阀。
17.进一步地，所述第一多通连接头通过硅胶软管分别与所述gpu正面水冷头、gpu背面水冷头及cpu水冷头的进水宝塔头连接。
18.进一步地，所述gpu正面水冷头、gpu背面水冷头及cpu水冷头的出水宝塔头分别通过硅胶软管与第二多通连接头连接，所述第二多通连接头通过波纹管与第三多通连接头连
接，所述第三多通连接头通过波纹管与所述水箱连接。
19.进一步地，还包括gpu传感器和cpu温度传感器，所述gpu温度传感器设置于gpu的背部，所述cpu温度传感器设置于所述cpu上。
20.进一步地，所述gpu正面水冷头的贴合面面积为gpu正面面积的2/3，所述gpu背面水冷头贴合面面积为gpu背面面积的1/2，所述cpu水冷头的贴合面面积与cpu表面的面积相适配。
21.进一步地，所述gpu正面水冷头的进水宝塔头与出水宝塔头呈对角设置，所述gpu背面水冷头的进水宝塔头与出水宝塔头呈对角设置，所述cpu水冷头的进水宝塔头与出水宝塔头呈对角设置。
22.本发明具有如下优点：
23.水泵将水箱内的水通过管路送至gpu正面水冷头、gpu背面水冷头和cpu水冷头，水冷头为gpu和cpu降温，然后水冷头内的水循环回水箱重复利用，实现gpu、cpu的水冷降温。与现有风冷降温相比，水泵较风扇的噪音显著降低，通过管道循环冷却水的方式可以为多gpu、cpu降温，降温效果好。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
25.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
26.图1为本发明具体实施方式提供的一种服务器水冷降温系统的结构示意图；
27.图2为本发明具体实施方式提供的服务器水冷降温系统的水箱部位的示意图(含水泵等)；
28.图3为本发明具体实施方式提供的服务器水冷降温系统的多通球阀的结构示意图；
29.图4为本发明具体实施方式提供的服务器水冷降温系统的gpu及水冷头的位置关系的侧视图；
30.图5为本发明具体实施方式提供的服务器水冷降温系统的gpu及gpu正面水冷头的位置关系示意图；
31.图6为本发明具体实施方式提供的服务器水冷降温系统的gpu及gpu背面水冷头的位置关系示意图；
32.图7为本发明具体实施方式提供的服务器水冷降温系统的cpu及cpu水冷头的位置关系示意图。
33.图中：1-水箱，2-水泵，3-防回流阀，4-第一多通连接头，5-多通球阀，6-gpu正面水冷头，7-gpu，8-gpu背面水冷头，9-gpu温度传感器，10-第二多通连接头，11-第三多通连接
头，12-cpu，13-cpu水冷头，14-cpu温度传感器，15-液位水温传感器，16-开关。
具体实施方式
34.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
36.如图1至7所示，本实施例提供了一种服务器水冷降温系统，通过循环水为gpu7和cpu12降温，由于通过管路循环冷却水，在多gpu、cpu服务器上的降温效果更加明显。
37.服务器水冷降温系统包括水箱1、水泵2、gpu正面水冷头6、gpu背面水冷头8以及cpu水冷头13。水泵2的进水口与水箱1连通，gpu正面水冷头6与gpu7的正面紧密贴合，gpu背面水冷头8与gpu7的背面紧密贴合，cpu水冷头13与cpu12的表面紧密贴合；其中，水泵2的出水口与gpu正面水冷头6、gpu背面水冷头8及cpu水冷头13的进水宝塔头通过串接有多通球阀5的管路连通，多通球阀5的出水阀头均设有开关16，gpu正面水冷头6、gpu背面水冷头8及cpu水冷头13的出水宝塔头均与水箱1通过管路连通。水冷头为一种内部可流通液体的片状容器，宝塔头为与片状容器内部连通的一种接头。水泵2将水箱1内的水通过管路送至gpu正面水冷头6、gpu背面水冷头8和cpu水冷头13，水冷头为gpu7和cpu12降温，然后水冷头内的水循环回水箱1重复利用，实现gpu7、cpu12的水冷降温；服务器长时间工作后，gpu7的温度总是比cpu12的温度高很多，所以需要分别给gpu7和cpu12进行水冷降温，根据gpu7正面、gpu7反面、cpu12的不同温度，调节多通球阀5的开关16，可以调节流向gpu7正面、gpu7背面以及cpu12的水量(调节水压)，实现不同程度的降温效果；水泵2的噪音低，静音效果好；通过管道循环冷却水的方式可以为多gpu7、cpu12降温，对多gpu、cpu服务器来讲，比分冷降温的降温效果更好。gpu正面水冷头6的贴合面面积为gpu7正面面积的2/3，gpu背面水冷头8贴合面面积为gpu背面面积的1/2，cpu水冷头13的贴合面面积与cpu12表面的面积相适配，如此可以节省水冷头的材料成本从而节省资金；gpu正面水冷头6的进水宝塔头与出水宝塔头呈对角设置，gpu背面水冷头8的进水宝塔头与出水宝塔头呈对角设置，cpu水冷头13的进水宝塔头与出水宝塔头呈对角设置，对角设置可提高换热效果，进而提高服务器的散热效率。
38.水箱1为封闭式箱体，水箱1设有用于密封性穿管的出水管孔和进水管孔，避免漏液，同时最大程度降低水介质的挥发。水泵2为潜水泵，潜水泵产生的声音分贝很低，有益于降噪，设置于水箱1内，水泵2的进水口浸于液面下，可将水装满水箱1，避免水流的带来的噪音，进一步提高静音效果，此时的水箱1还设有密封性穿线的穿线孔，水泵2的电源线及控制线从穿线孔穿入到水箱1中。水箱1设有液位水温传感器15，用于测量水箱1液位及水温，提醒加水或换温度低的冷却水。水泵2设有两个，两个水泵2的出水口通过波纹管与第一多通连接头4连接，第一多通连接头4通过波纹管与多通球阀5的进水阀头连接，当一个水泵2不能工作了，还有一个水泵2可以工作，系统可以继续散热；两个水泵2的出水口处均设有防回流阀3，避免出现回流问题。第一多通连接头4通过硅胶软管分别与gpu正面水冷头6、gpu背
面水冷头8及cpu水冷头13的进水宝塔头连接，实现分别送水，为避免长时间工作后软管两端漏水，可以额外用弹簧卡箍套在硅胶软管两头。gpu正面水冷头6、gpu背面水冷头8及cpu水冷头13的出水宝塔头分别通过硅胶软管与第二多通连接头10连接，第二多通连接头10通过波纹管与第三多通连接头11连接，第三多通连接头11通过波纹管与水箱1连接，实现水的循环。gpu的背部设有gpu温度传感器9，cpu上设有cpu温度传感器14，用于检测两类芯片的温度情况，如果gpu温度和cpu温度过高，则需要考虑加大水量。
39.本实施例的水冷降温系统，具有资金成本低、噪音小、无漏水、降温效果显著的特点；同时，该系统结构简单、使用方便，适于服务器散热领域的普遍推广与应用。
40.下面以4gpu、2cpu的服务器为例，结合图1至7，对本实施例的水冷降温系统进行说明。
41.水流从水箱1里输送出去，并最终回流到该水箱1中，从而最大效率利用水介质。当水箱1水温比较高时，可以额外连接小型风冷散热器对水介质进行降温。水箱1中有两台潜水泵构成水泵2组。每一台潜水泵都连接防回流阀3。这种设计下，当一台潜水泵坏掉，因为防回流阀3的作用，所对接的水管不会出现回流问题，系统在另外一台潜水泵的工作下可以继续对服务器进行散热。其中，防回流阀3的导通方向和正常工作时的水流方向一致。当液位低于阈值或者水温高于阈值，液位水温传感器15上的蜂鸣器会鸣笛，及时提醒工作人员给水箱1加水或者连接风冷散热器给水介质降温。第一多通连接头4为四通头，可以将两水泵2组的供水进行合流并且输送到两个支流上去。可以额外绑上生料带，降低长时间供水后通头漏水的风险。水冷头的宝塔头设置为对角，冷水从下方的进水宝塔头进入水冷头，热水和热气从水冷头上方的出水宝塔头出来，由于冷水的密度比热水大，易沉于底部，这样设计，当通过热传递之后，冷水变成热水或热水气，易从上方的出水宝塔头出来，符合冷热循环原理。所有宝塔头外直径一致，这样所有和宝塔头匹配的硅胶软管内直径统一，减少软管粗细不一致导致易漏水的问题。硅胶软管套在宝塔头之后，需要额外用弹簧卡箍套上，减少长时间供水后，软管从宝塔头脱落的风险。由于有4个gpu、2个cpu，需要分别给gpu正面、gpu反面、cpu进行降温，共需要10个进水管，因此，四通头之后连接有两个多通球阀5，此处的多通球阀5为外丝六通，一通为进水，五通为出水，两个外丝六通刚好满足10个进水管。外丝六通的5个出水口分别有一个开关16，因为gpu正面、gpu反面、cpu温度不一样，通过调节每一通上的开关16，从而控制水压，达到不同通向不同水速的效果。10个进水管意味着最终10个出水管，因此，将第二多通连接头10设计成六通头，第三多通连接头11设计成三通头，通过两个六通头和一个三通头进行汇流，最后通过水管流入水箱1，最终实现水介质的循环利用。
42.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。