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边缘服务器的散热方法及装置、存储介质及电子设备

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


边缘服务器的散热方法及装置、存储介质及电子设备

技术领域

本申请实施例涉及计算机领域,具体而言,涉及一种边缘服务器的散热方法及装置、存储介质及电子设备。

背景技术

目前,由于边缘计算应用场景愈发多样复杂,传统的风冷散热方式存在较多局限性,也不满足现在的边缘服务器的防水防尘需求。而液冷散热方式,虽然可以在确保服务器良好密封的同时,更大程度地降低芯片温度。但液冷方式常用的冷却液分配单元体积庞大、能耗较高,与边缘服务器小型化、低能耗的设计理念背道而驰,不适合边缘服务器的散热。

由此可见,相关技术中的边缘服务器的散热方法,存在冷却系统的空间需求较大的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种边缘服务器的散热方法及装置、存储介质及电子设备,以至少解决相关技术中的边缘服务器的散热方法存在冷却系统的空间需求较大的问题。

根据本申请的一个实施例,提供了一种边缘服务器的散热方法,包括:在所述边缘服务器上电的情况下,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第一温度,其中,所述边缘服务器中包含有液冷分配单元,所述液冷分配单元包括可变流量泵、储存容器、控制装置、所述进口温度监控装置、服务器冷板、热电冷却装置,所述储存容器用于存储所述冷却工质,所述可变流量泵用于控制所述储存容器中的所述冷却工质从所述服务器冷板的进口流入、经过所述服务器冷板中的空腔从所述服务器冷板的出口流出,所述热电冷却装置用于对从所述服务器冷板的出口流出的所述冷却工质进行冷却;在所述第一温度小于第一预设温度阈值的情况下,由所述控制装置启动所述热电冷却装置中的第一冷却器件,其中,所述第一冷却器件用于对从所述服务器冷板的出口流出的所述冷却工质进行冷却;在所述第一温度大于或者等于所述第一预设温度阈值的情况下,由所述控制装置启动所述热电冷却装置中的所述第一冷却器件和第二冷却器件,其中,所述第一冷却器件和所述第二冷却器件共同用于对从所述服务器冷板的出口流出的所述冷却工质进行冷却,所述第二冷却器件包含热电元件,所述热电元件为包含热电材料的元件。

根据本申请的又一个实施例,提供了一种边缘服务器的散热装置,包括:第一获取单元,用于在所述边缘服务器上电的情况下,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第一温度,其中,所述边缘服务器中包含有液冷分配单元,所述液冷分配单元包括可变流量泵、储存容器、控制装置、所述进口温度监控装置、服务器冷板、热电冷却装置,所述储存容器用于存储所述冷却工质,所述可变流量泵用于控制所述储存容器中的所述冷却工质从所述服务器冷板的进口流入、经过所述服务器冷板中的空腔从所述服务器冷板的出口流出,所述热电冷却装置用于对从所述服务器冷板的出口流出的所述冷却工质进行冷却;第一启动单元,用于在所述第一温度小于第一预设温度阈值的情况下,由所述控制装置启动所述热电冷却装置中的第一冷却器件,其中,所述第一冷却器件用于对从所述服务器冷板的出口流出的所述冷却工质进行冷却;第二启动单元,用于在所述第一温度大于或者等于所述第一预设温度阈值的情况下,由所述控制装置启动所述热电冷却装置中的所述第一冷却器件和第二冷却器件,其中,所述第一冷却器件和所述第二冷却器件共同用于对从所述服务器冷板的出口流出的所述冷却工质进行冷却,所述第二冷却器件包含热电元件,所述热电元件为包含热电材料的元件。

根据本申请的又一个实施例,还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本申请的又一个实施例,还提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本申请实施例,采用将热电元件应用到对边缘服务器进行散热的冷却系统中的方式,在边缘服务器的温度较高时,通过对热电元件通电,实现热量的快速传递,进而完成对经过边缘服务器的服务器冷板的冷却工质的快速降温,由于热电元件体积较小、温度传递较快,可以在保证边缘服务器的散热效果的同时,达到降低边缘服务器的冷却系统的空间需求的技术效果,进而解决了相关技术中的边缘服务器的散热方法存在冷却系统的空间需求较大的问题。

附图说明

图1是根据本申请实施例的一种边缘服务器的散热方法的硬件环境示意图;

图2是根据本申请实施例的一种边缘服务器的散热方法的流程示意图;

图3是根据本申请实施例的一种边缘服务器的散热方法的示意图;

图4是根据本申请实施例的一种用于液冷边缘服务器的冷却液分配单元的服务器冷板顶部示意图;

图5是根据本申请实施例的一种一种用于液冷边缘服务器的冷却液分配单元的服务器冷板底部示意图;

图6是根据本申请实施例的一种用于液冷边缘服务器的冷却液分配单元的热电冷却装置示意图;

图7是根据本申请实施例的一种用于液冷边缘服务器的冷却液分配单元的温差发电装置盘管布局示意图;

图8是根据本申请实施例的另一种边缘服务器的散热方法的流程示意图;

图9是根据本申请实施例的一种边缘服务器的散热装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的实施例。

需要说明的是,本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例,图1是根据本申请实施例的一种边缘服务器的散热方法的硬件环境示意图。如图1所示,计算机终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104,其中,上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解,图1所示的结构仅为示意,其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如,计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序,例如,应用软件的软件程序以及模块,如本申请实施例中的边缘服务器的散热方法对应的计算机程序,处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器,还可包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中,传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller,简称为NIC),其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中,传输设备106可以为射频(Radio Frequency,简称为RF)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

根据本申请实施例的一个方面,提供了一种边缘服务器的散热方法,以由计算机终端来执行本实施例中的边缘服务器的散热方法为例,图2是根据本申请实施例的一种边缘服务器的散热方法的流程图,如图2所示,该流程包括如下步骤:

步骤S202,在边缘服务器上电的情况下,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第一温度,其中,边缘服务器中包含有液冷分配单元,液冷分配单元包括可变流量泵、储存容器、控制装置、进口温度监控装置、服务器冷板、热电冷却装置,储存容器用于存储冷却工质,可变流量泵用于控制储存容器中的冷却工质从服务器冷板的进口流入、经过服务器冷板中的空腔从服务器冷板的出口流出,热电冷却装置用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却。

本实施例中的边缘服务器的散热方法可以应用到对边缘服务器的内部芯片进行散热的场景中。这里,边缘服务器是将传统服务器的计算能力从中心点下沉到靠近用户一侧的小型服务器,相对于数据中心服务器设备,边缘服务器可以就近处理数据,减轻数据中心的负载。边缘服务器的单机功耗相对于通用服务器较低。

由于边缘服务器的应用场景越来越多样复杂,传统的风冷散热方式无法满足边缘服务器防水防尘的需求。采用液冷方式对服务器内部芯片进行散热,可以在确保服务器良好密封的同时,更大程度地降低芯片温度。

液冷方式通常由CDU(Cooling Distribution Unit,冷却液分配单元)管理数据中心大规模服务器设备的冷却,其主要功能是通过将冷却液引入服务器内的冷板组件,通过管道内冷却液的循环流动来维持高功耗服务器在正常工作温度范围内稳定运行。然而,与通用服务器配套的CDU,往往体积庞大、能耗较高,不符合边缘服务器小型化、低能耗设计需求。若缩小CDU的体积,则会降低CDU的散热效果。

为了至少部分解决上述问题,可以将热电元件引入CDU,并配备相关的供电、阀门、泵站和监测控制装置,以构建完整的液冷分配控制系统,热电元件的本体材料具有帕尔贴效应,可实现制冷或加热效果,通过在CDU管路系统中安装高性能热电元件,并配备相关的阀门、泵站和监测控制装置,可以在满足边缘服务器小型化、低能耗的需求的同时,实现对液冷工质的快速降温,从而提高边缘服务器在更宽范围温度条件下的适应能力。

在本实施例中,边缘服务器中可以安装有液冷分配单元。液冷分配单元可以包括但不限于可变流量泵、储存容器、控制装置、进口温度监控装置、服务器冷板、热电冷却装置。其中,储存容器用于存储冷却工质。可变流量泵用于控制储存容器中的冷却工质从服务器冷板的进口流入、经过服务器冷板中的空腔从服务器冷板的出口流出。热电冷却装置用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却。这里的控制装置可以是单片机调节装置,可以是MCU(Microcontroller Unit,逻辑控制板),由MCU芯片及相关逻辑控制电路组成。储存容器可以是储液罐。冷却工质可以是可以流动的液体。

如图3所示,冷却液分配单元,主要由13个部分组成,包括储液罐、可变流量泵、自动调节阀、单片机调节装置、流量计、加热装置、进出口温度监控装置、进出口压力检测装置、服务器冷板、热电冷却装置、温差发电装置、管路系统以及配套供电单元。其中,储液罐主要为服务器冷板供给冷却工质,并储存来自被热电冷却装置冷却的液体工质。可变流量泵主要为服务器冷板提供固定流量的液体工质,其泵出流量大小由单片机调节装置的流量输入信号决定。自动调节阀主要用于调节冷却工质的入口压力大小,其在CDU工作时开启,在CDU停机时关闭,并根据单片机调节装置的压力输入信号对冷却工质的入口压力进行调节,以维持工质入口压力在冷板给定压力范围内。流量计主要用来监控服务器冷板冷却工质入口的流量大小,并实时将流量参数实时反馈给单片机调节装置以进行流量的调节。加热装置主要为低温冷却工质提供实时加热作用。服务器冷板可以如图4所示,包括服务器串并联流道冷板(1),服务器冷板进液口(2),服务器冷板出液口(3)。此外,如图5所示,服务器冷板除充当液冷冷板外,往往还作为服务器的上机壳,芯片热量通过冷板下方的导热凸台(4)传递到冷板上,冷却工质流经冷板带走大量热量。

上述加热装置可以是PTC(Positive Temperature Coefficient,正的温度系数,泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件)加热器,将其均匀缠绕在进口管路上,并用绝热泡棉包裹。

在边缘服务器上电的情况下,可以由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第一温度。这里,边缘服务器上电,可以是指边缘服务器处于运行状态。

步骤S204,在第一温度小于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件,其中,第一冷却器件用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却。

考虑到边缘服务器的内部芯片的温度与运行时间、内部处于工作状态的组件以及处于工作状态的组件的数量有较大关系,为了降低液冷分配单元的能耗,在本实施例中,可以预先设定一个第一预设温度阈值,根据获取到的第一温度与第一预设温度阈值的大小关系,确定当前边缘服务器需要散热的力度。热电冷却装置中可以包括第一冷却器件和第二冷却器件,在同一时间可以仅第一冷却器件和第二冷却器件中的一个,也可以同时启动第一冷却器件和第二冷却器件。

在确定第一温度小于第一预设温度阈值时,可以仅启动热电冷却装置中的第一冷却器件来执行散热。第一冷却期间可以是散热风扇。第一冷却器件可以用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却。

需要说明的是,由于冷却工质在经过服务器冷板的同时,可以带走服务器冷板的热量,本实施例中的对边缘服务器的散热可以是通过对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行的散热。通过对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行散热,保证流出的冷却工质在重新进入储液罐进而再次带走服务器冷板的热量时,处于一个较低的温度范围,从而实现对边缘服务器的持续降温。

此外,本实施例中的对于温度的分析和热电冷却装置的启动控制,可以是由单片机调节装置(即,前述控制装置)进行的。服务器冷板进出口处均安装有温度监控装置,服务器冷板入口温度监控信号通过串口通信传递到单片机调节装置,由单片机调节装置进行逻辑判断,以决定冷却端的工作模式。

步骤S206,在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件和第二冷却器件,其中,第一冷却器件和第二冷却器件共同用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却,第二冷却器件包含热电元件,热电元件为包含热电材料的元件。

在确定第一温度大于或者等于第一预设温度阈值时,可以确定当前边缘服务器需要较高的散热效果以保证边缘服务器的正常运行,可以由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件和第二冷却器件。第二冷却器件可以包含热电元件,热电元件为包含热电材料的元件。

在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值时,由第一冷却器件和包含热电元件的第二冷却器件共同对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却,在热电元件的的影响下,冷却工质的热量可以快速从热电元件的一侧传递到另一侧,从而实现对冷却工质的快速降温。

通过上述步骤,在边缘服务器上电的情况下,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第一温度,其中,边缘服务器中包含有液冷分配单元,液冷分配单元包括可变流量泵、储存容器、控制装置、进口温度监控装置、服务器冷板、热电冷却装置,储存容器用于存储冷却工质,可变流量泵用于控制储存容器中的冷却工质从服务器冷板的进口流入、经过服务器冷板中的空腔从服务器冷板的出口流出,热电冷却装置用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却;在第一温度小于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件,其中,第一冷却器件用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却;在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件和第二冷却器件,其中,第一冷却器件和第二冷却器件共同用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却,第二冷却器件包含热电元件,热电元件为包含热电材料的元件,可以解决相关技术中的边缘服务器的散热方法存在冷却系统的空间需求较大的问题,达到降低边缘服务器的冷却系统的空间需求的技术效果。

在一个示范性实施例中,在由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度之前,上述方法还包括:

S11,在边缘服务器中的液冷分配单元上电的情况下,由液冷分配单元中的进口压力检测装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力;

S12,在压力位于预设压力范围之内的情况下,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第二温度;

S13,在第二温度大于或者等于第二预设温度阈值的情况下,给边缘服务器上电。

在启动边缘服务器之前,可以先给液冷分配单元上电,在液冷分配单元上电的情况下,对服务器冷板的进口处的冷却工质的压力和温度进行调节,以保证边缘服务器的正常运行。

需要说明的是,冷却液分配单元开始工作后,可以由可变流量泵根据单片机调节装置的指令信号从储液罐中泵出固定流量和压力的冷却工质,压力检测装置实时获取服务器冷板冷却工质入口压力值,并将压力信号反馈给单片机调节装置。

在本实施例中,可以先由液冷分配单元中的进口压力检测装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力,在确定压力位于预设压力范围之内的情况下,再由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第二温度。

在第二温度大于或者等于第二预设温度阈值的情况下,可以确定用于散热的冷却工质符合边缘服务器的正常运行时的温度范围,进而给边缘服务器上电。

需要说明的是,上述第二预设温度阈值可以是比第一预设温度阈值小的数值,第二预设温度阈值主要是为了避免在低温环境下边缘服务器无法正常运行而设置的温度阈值,第二预设温度阈值可以是边缘服务器最低工作温度,如零下温度。

可选地,在确定第二温度大于或者等于第二预设温度阈值之后,还可以选择一个高温阈值,与第二温度进行比较,在第二温度同时小于该高温阈值、且大于或者等于第二预设温度阈值的情况下,在进行边缘服务器的启动,从而避免因环境温度高于边缘服务器的可散热的最高温度时,启动边缘服务器导致的边缘服务器运行异常。

通过本实施例,在给边缘服务器上电之前,先确定服务器冷板的进口处的冷却工质的压力和温度,可以避免因冷却工质压力过小导致散热效果较低或者因冷却工质压力较大导致损坏服务器冷板,以及因冷却工质温度不符合预设条件而导致边缘服务器运行异常等情况发生,可以提高边缘服务器的运行稳定性。

在一个示范性实施例中,在由液冷分配单元中的进口压力检测装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力之后,上述方法还包括:

S21,在压力位于预设压力范围之外的情况下,由控制装置生成压力调节指令,并将压力调节指令发送至可变流量泵和液冷分配单元中的自动调节阀,其中,压力调节指令用于指示将在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力调节为位于预设压力范围之内;

S22,由自动调节阀根据压力调节指令将在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力调节为位于预设压力范围之内。

在检测到压力位于预设压力范围之外时,可以由边缘服务器内的自动调节阀对服务器冷板的进口处的冷却工质的压力进行调整,以将压力调整为位于预设压力范围之内。

在本实施例中,可以由控制装置根据获取到的压力生成压力调节指令,并将压力调节指令发送至液冷分配单元中自动调节阀。这里的压力调节指令,可以用于指示将在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力调节为位于预设压力范围之内。自动调节阀根据接收到的压力调节指令,将在服务器冷板的进口处的预设流量的冷却工质的压力调节为位于预设压力范围之内。

可选地,在检测到压力位于预设压力范围之外时,可以由边缘服务器内的可变流量泵和自动调节阀对服务器冷板的进口处的冷却工质的流量和压力进行调整,以将压力调整为位于预设压力范围之内。

例如,在检测到服务器冷板冷却工质入口压力高于冷板给定压力范围最大值时,触发报警信号并生成降压调节指令传递给自动调节阀,以降低冷却工质入口压力,在检测到服务器冷板冷却工质入口压力低于冷板给定压力范围最小值时,也触发报警信号并生成增压调节指令传递给自动调节阀,以增加冷却工质入口压力。

通过本实施例,在入口压力超出预设压力范围时,通过自动调节阀自动调节冷却工质的入口压力,可以提高冷却工质的调节效率。

在一个示范性实施例中,在进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第二温度之后,上述方法还包括:

S31,在第二温度小于第二预设温度阈值的情况下,由控制装置控制液冷分配单元中的加热装置对在服务器冷板的进口处的冷却工质进行加热,直至在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度在预设时长内均大于或者等于第二预设温度阈值。

在检测到第二温度小于第二预设温度阈值时,可以对在服务器冷板的进口处的冷却工质进行加热,以提高进口处的冷却工质的温度。在本实施例中,加热可以是由液冷分配单元中的加热装置完成的。温度的判断和加热装置的控制,也可以是由控制装置完成的。

考虑到边缘服务器启动初始阶段所产生的的热量可能不足以克服外界的低温环境,在本实施例中,在将在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度加热到大于或者等于第二预设温度阈值、以给边缘服务器上电之后,可以再持续加热预设时长。这里的预设时长可以是根据边缘服务器在启动之后所产生的热量可以克服外界低温时所需的时长,如5~10分钟。

例如,以第二预设温度阈值为第一温度为例,在判断服务器冷板冷却工质入口温度低于第一温度值时,由单片机调节装置触发加热装置启动加热,此时所有风扇和热电冷却装置不工作,在服务器冷板冷却工质入口温度稳定维持在第一温度值以上,服务器上电工作,同时加热装置继续加热固定时间(5~10min为宜)后停止加热。

通过本实施例,在检测到冷却工质的入口温度小于第二预设温度阈值时,控制加热装置对冷却工质进行加热,并在边缘服务器上电之后持续加热一定时间,可以防止上电初始阶段因停止加热导致边缘服务器内部芯片接触到较低温度的冷却工质,从而提高边缘服务器运行的安全性。

在一个示范性实施例中,在第一温度小于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件,包括:

S41,在第一温度小于第一预设温度阈值、且大于或者等于第二预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇,其中,第一冷却器件包括第一风扇,热电冷却装置包括第一风扇和冷端冷板,第一风扇用于对从服务器冷板的出口流出并经过冷端冷板的冷却工质进行冷却。

在检测到第一温度位于第二预设温度阈值和第一预设温度阈值之间时,可以由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇。前述第一冷却器件可以包括第一风扇,热电冷却装置中可以包括有第一风扇和与第一风扇相邻的冷端冷板。

从服务器冷板出口流出的冷却工质,在经过冷端冷板时,通过空-液热交换散热方式进行冷却工质的降温,即通过冷端冷板一侧的第一风扇的转动,对高温工质进行降温。

可选地,第一风扇的转速可以是由单片机调节装置通过检测到的服务器冷板入口处的冷却工质的实时温度进行的实时调节,即根据冷板冷却工质入口的温度参数对冷端风扇进行实时PID(Proportional Integral Derivative,即,按被控对象的实时数据采集的信息与给定值比较产生的误差的比例、积分和微分进行控制的控制系统)调控。服务器冷板入口侧工质的压力及温度参数为输入信号,可变流量泵和自动调节阀接收到的流量和压力反馈参数为输出信号1、2,热电冷却装置中热电元件的工作电压和风扇转速参数为输出信号3、4,单片机调节装置通过PID调节模式实现对冷却工质在服务器冷板入口的压力和温度的综合动态响应。

通过本实施例,在入口温度位于第二预设温度阈值和第一预设温度阈值之间时,仅通过第一风扇进行散热,不开启热电冷却装置中的其他散热装置,可以在保证散热效果的同时,降低边缘服务器内部的功能损耗。

在一个示范性实施例中,在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件和第二冷却器件,包括:

S51,在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇,其中,第一冷却器件包括第一风扇,第二冷却器件包括热电元件和第二风扇,热电冷却装置包括第一风扇、冷端冷板、热电元件和第二风扇,第一风扇、热电元件和第二风扇用于对从服务器冷板的出口流出并经过冷端冷板的冷却工质进行冷却,热电元件两侧温度不同,热电元件两侧分别安装有第一风扇和第二风扇。

在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值时,可以确定边缘服务器内部芯片的温度处于较高的范围,为了提高散热效果,可以由控制装置启动热电冷却装置中的全部散热装置,即热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇。对应地,前述第一冷却器件包括第一风扇,第二冷却器件包括热电元件和第二风扇。

第一风扇可以位于热电元件的冷端一侧,第二风扇可以位于热电元件的热端一侧。仅启动第一风扇时,流经冷端冷板的冷却工质通过第一风扇进行散热。在启动第一风扇、热电元件和第二风扇时,流经冷端冷板的冷却工质通过第一风扇、热电元件和第二风扇共同进行散热,且主要由热电元件将冷却工质的大部分热量传递至第二风扇侧,通过第二风扇的转动将传递过来的热量带走,从而实现热电元件对冷却工质的持续降温。

需要说明的是,上述同时开启第一风扇、热电元件和第二风扇的模式,可以为热电冷却模式,仅开启第一风扇的模式可以为冷端单风扇散热模式。

热电冷却装置中的第一风扇、冷端冷板、热电元件和第二风扇的安装可以如图6所示,热电冷却装置可以冷端风扇散热器(5),冷端冷板(6),热电元件(7),热端风扇散热器(8),风扇模组(9),隔热泡棉(10)以及螺钉锁固装置,上述第一风扇为冷端风扇散热器(5)处的风扇,上述第二风扇为热端风扇散热器(8)处的风扇。

可选地,在第一温度高于大于或者等于第一预设温度阈值,单片机调节装置将会触发热电冷却装置启动的同时,可以根据检测到的服务器冷板入口处的冷却工质的实时温度对热电元件工作电压和冷热端风扇进行PID实时调控,经降温后的冷却工质将经由管路系统流入储液罐中。

通过本实施例,在入口温度高于第一预设温度阈值时,通过第一风扇、热电元件和第二风扇进行散热,可以提高散热效率。

在一个示范性实施例中,在由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇之后,上述方法还包括:

S61,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第三温度;

S62,在第三温度小于第三预设温度阈值的情况下,由控制装置控制热电元件和第二风扇关闭,其中,第三预设温度阈值小于第一预设温度阈值;

S63,在第三温度大于或者等于第三预设温度阈值、且小于第四预设温度阈值的情况下,保持第一风扇、热电元件和第二风扇处于启动状态;

S64,在第三温度大于或者等于第四预设温度阈值的情况下,发送报警信息,并由控制装置控制可变流量泵增大从储存容器中泵出的冷却工质的流量。

考虑到同时启动热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇时的散热效率较高,服务器冷板冷却工质入口温度迅速降低,甚至很快低于第一预设温度阈值值,此时若维持原判断逻辑,热电冷却模式将关闭,冷端单风扇散热模式再次开启,一种热电冷却模式和冷端单风扇散热模式反复启停的情况将会出现,这对CDU调控系统的运行是极其不利的,甚至会损坏相关配套组件。

为了避免上述热电冷却模式和冷端单风扇散热模式反复启停的情况出现,在本实施例中可以预先设定一个第三预设温度阈值,在由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇之后,作为新的逻辑判断依据。这里的第三预设温度阈值可以是比第一预设温度阈值小,但大于第二预设温度阈值的数值。第三预设温度阈值可以是室温环境下边缘服务器满功耗运行时,热电冷却装置所能实现的最低冷板冷却工质入口温度。

在由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇之后,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第三温度。在确定第三温度小于第三预设温度阈值时,可以由控制装置控制热电元件和第二风扇关闭,即,热电冷却模式停止工作,冷端单风扇模式再次开启。

此外,考虑到热电冷却装置的散热效果存在上限,可以预先设定一个第四温度阈值,在第三温度大于或者等于第三预设温度阈值、且小于第四预设温度阈值的情况下,保持第一风扇、热电元件和第二风扇处于启动状态,而在第三温度大于或者等于第四预设温度阈值的情况下,发送报警信息,并由控制装置控制可变流量泵增大从储存容器中泵出的冷却工质的流量。

上述第四预设温度阈值可以是比前述第一预设温度阈值、第二预设温度阈值、第三预设温度阈值都大的数值。第四预设温度阈值可以是在一定高温环境下,服务器满功耗运行,各核心芯片温度接近SPEC(Standard Performance Evaluation Corporation,标准性能评估组织)值时,热电冷却装置所能实现的最低冷板冷却工质入口温度。

若服务器冷板冷却工质入口温度高于第四温度值,说明边缘服务器所处环境温度非常恶劣,原给定流量值将不能满足服务器正常工作需求,此时单片机调节装置将会触发报警信息,同时触发可变流量泵增大服务器冷板冷却工质入口流量供给,并进行新一轮逻辑判断。

通过本实施例,在同时启动热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇之后,引入新的判断逻辑,可以降低热电冷却模式和冷端单风扇散热模式反复启停的频率,提高边缘服务器的运行寿命。

在一个示范性实施例中,上述方法还包括:

S71,在边缘服务器上电的情况下,由液冷分配单元中的整流电路将热电元件产生的电势差调节为预设电压,并将预设电压施加至液冷分配单元,其中,热电元件两侧温度不同,热电元件产生的电势差由分别位于热电元件两侧的第一盘管和第二盘管的温度差形成,第一盘管分别从服务器冷板的出口和冷端冷板的进口处引出,第二盘管分别从服务器冷板的进口和冷端冷板的出口引出。

考虑到热电元件的本体材料除了具有帕尔贴效应之外,还具有塞贝克效应,可实现热能到电能的转换,在本实施例中,还可以利用热电元件冷热端的温差产生电能以降低系统能耗。

上述温差发电装置可以是前述液冷分配单元中的装置,如图7所示,温差发电装置主要包括高温端盘管(11)、低温端盘管(12)、热电元件(7)、整流电路以及螺钉锁固装置,高温端盘管分别从服务器冷板出口和冷端冷板进口处引出,低温端盘管分别从服务器冷板进口和冷端冷板出口引出,高温端和低温端盘管相互盘叠,热电元件分布在两者之间,并用螺钉锁固装置固定。根据热电元件的塞贝克效应,其两端温差的不同导致热电元件两端产生电势差。

在边缘服务器上电之后,温差发电装置可以同步开启工作,由液冷分配单元中的整流电路将热电元件产生的电势差调节为预设电压,并将预设电压施加至液冷分配单元,为CDU的各个监控和单片机调节装置提供电流。这里的预设电压可以是稳定电压。

通过本实施例,基于热电元件的塞贝克效应,有效回收来自高温冷却工质的余热,并将其转化电能,可以提高冷却系统的能源利用率。

下面结合可选示例对本申请实施例中的边缘服务器的散热方法进行解释说明。

本可选示例中提供了一种边缘服务器的散热方法,通过在边缘服务器液冷分配单元中引入单片机调节装置、加热装置、热电冷却装置以及温差发电装置,为实现边缘服务器在户外宽温部署提供了新的可能性。相比于传统液-空或液-液式CDU,采用单片机调控来实现对冷却工质压力和温度的灵活控制,同时引入热电元件可以快速降低高温工质的温度,甚至将其降低到环境温度以下。同时,热电元件体积较小,进一步减小了冷却系统的空间需求。此外,基于热电元件的塞贝克效应,可以有效回收来自高温工质的余热,并将其转化电能,从而提高系统的能源利用率。通过CDU内的加热装置,可以提高服务器在低温环境下正常运行的可能性。整个系统可以实现工质压力和温度的自动调节,响应速度快,电压输出稳定,极大提高边缘服务器的温度适应能力。

如图8所示,本可选示例中的边缘服务器的散热方法可以包括以下步骤:

步骤1,在服务器上电工作之前,冷却液分配单元首先开始工作,压力检测装置实时获取服务器冷板冷却工质进口压力值,并将压力信号反馈给单片机调节装置。

步骤2,若检测到服务器冷板冷却工质进口压力值不符合冷板给定压力范围,将会触发报警信号并生成压力调节指令传递给自动调节阀,以调整冷板冷却工质的进口压力。

步骤3,在确定服务器冷板冷却工质进口压力值符合冷板给定压力范围之后,由温度监控装置获取服务器冷板冷却工质进口温度。

步骤4,若判断服务器冷板冷却工质入口温度低于第一温度值,单片机调节装置将会触发加热装置启动加热。

步骤5,在服务器冷板冷却工质入口温度稳定维持在第一温度值以上,服务器上电工作,若加热装置已启动,则继续加热固定时间。

步骤6,若冷板冷却工质入口温度高于第一温度值,且低于第二温度值,服务器上电工作,单片机调节装置将只触发热电冷却装置中的冷端风扇启动,并对风扇进行PID调控。

步骤7,若冷板冷却工质入口温度高于第二温度值,单片机调节装置将会触发热电冷却装置全部启动,此时热电冷却装置中热电元件和冷热端风扇同时工作,并对风扇进行PID调控。

步骤8,在热电冷却装置开启工作一段时间之后,若服务器冷板冷却工质入口温度降低至第三温度值以下,热电冷却模式将停止工作,冷端单风扇模式将再次开启。

步骤9,在热电冷却装置开启工作一段时间之后,若服务器冷板冷却工质入口温度高于第三温度值,且低于第四温度值,热电冷却模式继续进行工作。

步骤10,若服务器冷板冷却工质入口温度高于第四温度值,单片机调节装置将会触发报警信息,同时触发可变流量泵增大服务器冷板冷却工质入口流量供给。

通过本可选示例,既可以针对高温工质实现制冷,又可以针对低温工质实现加热,在保证边缘服务器高防护等级的基础上,提高了边缘服务器的温度适应能力,有利于边缘服务器在户外恶劣环境下长期安全可靠运行。

需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法。

根据本申请实施例的又一方面,还提供了一种边缘服务器的散热装置,该装置用于实现上述实施例中所提供的边缘服务器的散热方法,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图9是根据本申请实施例的一种边缘服务器的散热装置的结构框图,如图9所示,该装置包括:

第一获取单元902,用于在边缘服务器上电的情况下,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第一温度,其中,边缘服务器中包含有液冷分配单元,液冷分配单元包括可变流量泵、储存容器、控制装置、进口温度监控装置、服务器冷板、热电冷却装置,储存容器用于存储冷却工质,可变流量泵用于控制储存容器中的冷却工质从服务器冷板的进口流入、经过服务器冷板中的空腔从服务器冷板的出口流出,热电冷却装置用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却;

第一启动单元904,与第一获取单元902相连,用于在第一温度小于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件,其中,第一冷却器件用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却;

第二启动单元906,与第一启动单元904相连,用于在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件和第二冷却器件,其中,第一冷却器件和第二冷却器件共同用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却,第二冷却器件包含热电元件,热电元件为包含热电材料的元件。

通过本申请实施例,在边缘服务器上电的情况下,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第一温度,其中,边缘服务器中包含有液冷分配单元,液冷分配单元包括可变流量泵、储存容器、控制装置、进口温度监控装置、服务器冷板、热电冷却装置,储存容器用于存储冷却工质,可变流量泵用于控制储存容器中的冷却工质从服务器冷板的进口流入、经过服务器冷板中的空腔从服务器冷板的出口流出,热电冷却装置用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却;在第一温度小于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件,其中,第一冷却器件用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却;在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一冷却器件和第二冷却器件,其中,第一冷却器件和第二冷却器件共同用于对从服务器冷板的出口流出的冷却工质进行冷却,第二冷却器件包含热电元件,热电元件为包含热电材料的元件,可以解决相关技术中的边缘服务器的散热方法存在冷却系统的空间需求较大的问题,达到降低边缘服务器的冷却系统的空间需求的技术效果。

可选地,上述装置还包括:

第二获取单元,用于在由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度之前,在边缘服务器中的液冷分配单元上电的情况下,由液冷分配单元中的进口压力检测装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力;

第三获取单元,用于在压力位于预设压力范围之内的情况下,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第二温度;

上电单元,用于在第二温度大于或者等于第二预设温度阈值的情况下,给边缘服务器上电。

可选地,上述装置还包括:

第一执行单元,用于在由液冷分配单元中的进口压力检测装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力之后,在压力位于预设压力范围之外的情况下,由控制装置生成压力调节指令,并将压力调节指令发送至液冷分配单元中的自动调节阀,其中,压力调节指令用于指示将在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力调节为位于预设压力范围之内;

调节单元,用于由自动调节阀根据压力调节指令将在服务器冷板的进口处的冷却工质的压力调节为位于预设压力范围之内。

可选地,上述装置还包括:

第一控制单元,用于在进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第二温度之后,在第二温度小于第二预设温度阈值的情况下,由控制装置控制液冷分配单元中的加热装置对在服务器冷板的进口处的冷却工质进行加热,直至在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度在预设时长内均大于或者等于第二预设温度阈值。

可选地,第一启动单元包括:

第一启动模块,用于在第一温度小于第一预设温度阈值、且大于或者等于第二预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇,其中,第一冷却器件包括第一风扇,热电冷却装置包括第一风扇和冷端冷板,第一风扇用于对从服务器冷板的出口流出并经过冷端冷板的冷却工质进行冷却。

可选地,第二启动单元包括:

第二启动模块,用于在第一温度大于或者等于第一预设温度阈值的情况下,由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇,其中,第一冷却器件包括第一风扇,第二冷却器件包括热电元件和第二风扇,热电冷却装置包括第一风扇、冷端冷板、热电元件和第二风扇,第一风扇、热电元件和第二风扇用于对从服务器冷板的出口流出并经过冷端冷板的冷却工质进行冷却,热电元件两侧温度不同,热电元件两侧分别安装有第一风扇和第二风扇。

可选地,上述装置还包括:

第四获取单元,用于在由控制装置启动热电冷却装置中的第一风扇、热电元件和第二风扇之后,由进口温度监控装置获取在服务器冷板的进口处的冷却工质的温度,得到第三温度;

第二控制单元,用于在第三温度小于第三预设温度阈值的情况下,由控制装置控制热电元件和第二风扇关闭,其中,第三预设温度阈值小于第一预设温度阈值;

第二执行单元,用于在第三温度大于或者等于第三预设温度阈值、且小于第四预设温度阈值的情况下,保持第一风扇、热电元件和第二风扇处于启动状态;

第四执行单元,用于在第三温度大于或者等于第四预设温度阈值的情况下,发送报警信息,并由控制装置控制可变流量泵增大从储存容器中泵出的冷却工质的流量。

可选地,上述装置还包括:

第五执行单元,用于在边缘服务器上电的情况下,由液冷分配单元中的整流电路将热电元件产生的电势差调节为预设电压,并将预设电压施加至液冷分配单元,其中,热电元件两侧温度不同,热电元件产生的电势差由分别位于热电元件两侧的第一盘管和第二盘管的温度差形成,第一盘管分别从服务器冷板的出口和冷端冷板的进口处引出,第二盘管分别从服务器冷板的进口和冷端冷板的出口引出。

需要说明的是,上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的,对于后者,可以通过以下方式实现,但不限于此:上述模块均位于同一处理器中;或者,上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

根据本申请实施例的又一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中,上述计算机可读存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

根据本申请实施例的又一方面,还提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,该存储器中存储有计算机程序,该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中,上述电子设备还可以包括传输设备以及输入输出设备,其中,该传输设备和上述处理器连接,该输入输出设备和上述处理器连接。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例,本实施例在此不再赘述。

显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本申请实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请实施例,对于本领域的技术人员来说,本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请实施例的保护范围之内。

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