[实用新型]用于高性能计算机的微型空调制冷系统

说明书

技术领域

一种高性能计算机的制冷系统，特别涉及一种基于微型空调而对单个或多个高性能计算机进行降温的制冷系统。

背景技术

根据物理学的焦耳定理Q＝PT可知，计算机电子元器件在运行期间会将一部分电能转化为热能，且使用时间越长，运行载荷越大，其运行产生的温度就越高。温度过高一方面会影响设备的性能，另一方面也会影响设备寿命。特别对一些高性能计算机，其运行消耗功率大，产生的温度高，能耗消耗大。而又根据三维空间的热传导方程：

∂μ∂t=k(∂2μ∂x2+∂2μ∂y2+∂2μ∂z2)]]>

其中，表示空间中一点的温度对时间的变化率；k决定于材料的热传导率、密度和热容。可以将散热技术分为采用特殊材料(改变k值)和增加环境温度差(改变初始温度)两种。其中采用增加环境温度差的技术包括“风冷散热器”、“液冷散热器”、“热管散热器”、“铝制散热器”，以及将计算机设备放在低温、通风良好的环境中。

“风冷散热器”利用风扇转动，加强空气的对流进行散热。该方法结构简单，成本低，易于实现，但其噪声大、散热的功效有限，常用于功效消耗小的小型或个人计算机，并不适用于GP-GPU高性能计算计算机。“液冷散热器”通过泵使散热管中的冷却液循环并进行散热，虽然散热能力大、可靠性高，无噪音，但对GP-GPU高性能计算计算机其布局结构复杂，面临解决复杂的管路系统，成本较高 的问题。“热管散热器”是1964年在美国Los Alamos National Laboratory(洛斯-阿洛莫斯国家实验室)诞生，其通过在全封闭真空热管内的汽、液相变来传递热量，有能防尘、防潮、防爆，提高电器设备的安全可靠性和应用范围广的优点，是新一代的散热器。“铝型材散热器”利用特殊的传热材料(铝)来散热，具有散热性能好，节能特点突出、耐氧化腐蚀性能好的特点，但在安装中应避免铝制散热器与其他材料的混合安装。

降低环境温度一方面可以将计算机设备放置在高海拔地区，比如在美国就将很多高性能计算计算机设备放置在高寒的拉斯维加斯地区，用户通过网络远程使用，节约大量的能耗；另一方面，可以通过设置专门的机房并安装空调，人为的降低环境温度。

近年来在“高性能计算机芯片集群”制冷系统方面的专利主要有：第一、刘静、吕永钢提出的“用于计算机芯片散热的微型制冷系统”(申请号：031375618)”的散热方法，该方法的制冷机制是：压缩机与冷凝器相连，冷凝器通过干燥过滤器与毛细管及蒸发器相连，蒸发器通过分液筒与压缩机相连通以形成制冷回路。第二、董克提出的“带有压缩制冷功能的计算机散热装置”(申请号：031585248)”。第三、何少云提出的“一种高速计算机CPU、GPU的微型蒸发散热器”(申请号：2012100090723)的散热方法，其同样也使用了压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管等相连形成制冷回路的原理来蒸发散热。