冷却数据中心中的电子设备制造技术

一种热虹吸件包括：冷凝器；蒸发器，所述蒸发器包括流体通道和传热表面，所述传热表面在所述流体通道中限定延伸通过所述流体通道的多个流体路径，所述蒸发器被配置为热联接到一个或多个发热电子设备；以及输送构件，所述输送构件流体地联接所述冷凝器和所述蒸发器，所述输送构件包括液体管道，所述液体管道延伸通过所述输送构件以将工作流体的液相传输到所述流体路径中，所述输送构件还包括表面以竖直地包围所述多个流体路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却数据中心中的电子设备
本文献涉及用于利用热虹吸向电子设备(诸如计算机服务器机架和计算机数据中心中的相关装备)提供冷却的系统和方法。
技术介绍
计算机用户经常关注计算机微处理器的速度(例如，兆赫兹和千兆赫兹)。许多人忘记，这种速度通常会带来代价——更高的功耗。这种功耗还会产生热量。那是因为，通过简单的物理学定律，所有的功率都必须到达某处，而最后就是转化为热量。安装在单个母板上的一对微处理器可以消耗数百瓦特或更多的功率。将该数字乘以数千(或数万)，以对于在大型数据中心中的许多计算机来进行计算，并且可以容易地了解能够产生的热的量。当数据中心中的临界负载并入支持临界负载所需的所有辅助装备时，数据中心的临界负载的功率的影响通常被复杂化。许多技术可用于冷却位于服务器或网络机架托盘上的电子设备(例如，处理器、存储器、网络设备和其他发热设备)。例如，可以通过在设备上提供冷却气流来产生强制对流。位于设备附近的风扇、位于计算机服务器室中的风扇和/或位于与围绕电子设备的空气流体连通的管道系统中的风扇可以强制冷却气流横过包含设备的托盘。在某些情况下，服务器托盘上的一个或多个部件或设备可能位于托盘难以冷却的区域中；例如，强制对流不是特别有效或不可用的区域。冷却不充分和/或不充足的后果可以是由于设备的温度超过最大额定温度而导致的托盘上的一个或多个电子设备的故障。虽然在计算机数据中心、服务器机架、以及甚至单个托盘中可以建立特定的冗余性，但由于过热导致的设备故障可能在速度、效率和费用方面付出巨大代价。热虹吸件是使用经历相变的流体操作的热交换器。流体的液体形式在蒸发器中蒸发，并且热量由流体的蒸气形式从蒸发器运送到冷凝器。在冷凝器中，蒸气冷凝，然后流体的液体形式经由重力返回到蒸发器。因此，流体在蒸发器和冷凝器之间循环，而不需要机械泵。
技术实现思路
本公开描述了一种热虹吸系统，其可用于冷却安装在计算机数据中心的机架中(例如，在母板、服务器板或其它地方)的一个或多个发热设备。热虹吸系统，是一些示例实施方式，包括与管道流体联接在一起的流动沸腾蒸发器和冷凝器。在一些方面，流动沸腾蒸发器包括一个或多个流体路径，工作流体的液相通过所述一个或多个流体路径流动，工作流体的液相从一个或多个发热设备接收热量并且变成蒸气或混合(液体和蒸气)相。在示例一般实施方式中，一种热虹吸件包括：冷凝器；蒸发器，所述蒸发器包括流体通道和传热表面，所述传热表面在所述流体通道中限定延伸通过所述流体通道的多个流体路径，所述蒸发器被配置为热联接到一个或多个发热电子设备；以及输送构件，所述输送构件流体地联接所述冷凝器和所述蒸发器，所述输送构件包括液体管道，所述液体管道延伸通过所述输送构件以将工作流体的液相传输到所述流体路径中，所述输送构件还包括表面以竖直地包围所述多个流体路径。在可与一般实施方式结合的第一方面中，所述流体通道横向于所述流体路径取向。在可与前述方面中的任一结合的第二方面中，所述输送构件还包括蒸发管道，所述蒸发管道延伸通过所述输送构件以从所述流体路径接收所述工作流体的混合相。在可与前述方面中的任一结合的第三方面中，所述流体路径被配置为将热量从所述发热电子设备传递到所述工作流体，以在所述流体路径的入口和所述流体路径的出口之间，将所述工作流体从所述液相改变为所述混合相。在可与前述方面中的任一结合的第四方面中，所述流体路径的入口定位在所述流体路径的第一端并且所述流体路径的出口定位在所述流体路径的与所述第一端相对的第二端。在可与前述方面中的任一结合的第五方面中，所述流体路径的入口定位在所述流体路径的中间点，并且所述流体路径的出口定位在所述流体路径的相对的端。在可与前述方面中的任一结合的第六方面中，所述传热表面包括多个翅片或脊，并且所述多个翅片或脊在所述流体通道中形成所述多个流体路径，并且所述多个流体路径横向于所述流体通道延伸。在可与前述方面中的任一结合的第七方面中，所述传热表面包括多个翅片或脊，并且所述多个翅片或脊在所述流体通道中形成所述多个流体路径，并且所述多个流体路径平行于所述流体通道延伸。在可与前述方面中的任一结合的第八方面中，所述输送构件还包括在所述液体管道和所述蒸气管道之间的传热界面，以将热量从所述蒸气管道中的所述工作流体传传递到所述液体管道中的所述工作流体。在可与前述方面中的任一结合的第九方面中，所述液相处于或接近所述工作流体的饱和温度。在可与前述方面中的任一结合的第十方面中，所述蒸气管道包括至少两个蒸气管道。在可与前述方面中的任一结合的第十一方面中，所述蒸气管道的至少一部分定位在所述输送构件的上半部中，并且所述液体管道的至少一部分定位在所述输送构件的下半部中。在可与前述方面中的任一结合的第十二方面中，所述输送构件包括冷凝器端，所述冷凝器端包括所述液体管道的入口，所述液体管道的入口在所述输送构件中相对于所述输送构件的所述冷凝器端中的所述蒸气管道的出口偏移。在可与前述方面中的任一结合的第十三方面中，所述液体管道的横截面面积和所述蒸气管道的横截面面积至少部分地基于所述发热电子设备的热负荷。在可与前述方面中的任一结合的第十四方面中，所述输送构件从所述冷凝器到所述蒸发器倾斜，并且所述倾斜的大小至少部分地限定所述工作流体的液体头。在可与前述方面中的任一结合的第十五方面中，所述工作流体的所述液体头等于在闭环流体回路中的多个压力损失的和，所述闭环流体回路包括所述液体管道、所述蒸发器、所述蒸气管道和所述冷凝器。可与前述方面中的任一结合的第十六方面还包括定位在所述流体通道中的间隔件。在另一示例一般实施方式中，一种用于冷却数据中心中的发热电子设备的方法，包括：使工作流体的液相在热虹吸件的输送构件中从所述热虹吸件的冷凝器流动到所述热虹吸件的蒸发器；使所述工作流体的液相从所述输送构件流动到所述蒸发器的流体通道中；使所述工作流体的液相从所述流体通道流动到多个流体路径，所述多个流体路径延伸通过所述流体通道并被封闭在所述蒸发器和所述输送构件之间；基于来自热联接到所述蒸发器的至少一个数据中心发热设备的热传递来使在所述多个流体路径中流动的液体工作流体的至少一部分沸腾；以及使所述工作流体的混合相流动出所述多个流体路径而到所述输送构件的至少一个蒸气管道中并且到所述冷凝器。可与一般实施方式结合的第一方面还包括：通过形成所述多个流体路径的传热表面将热量从所述发热电子设备传递到所述工作流体；以及在所述流体路径的入口和所述流体路径的出口之间，将所述工作流体从所述液相改变为所述混合相。可与前述方面中的任一结合的第二方面还包括：使所述液相流动到所述流体路径的入口中，所述流体路径的入口定位在所述流体路径的第一端；以及使所述混合相流动出所述流体路径的出口，所述流体路径的出口定位在所述流体路径的与所述第一端相对的第二端。可与前述方面中的任一结合的第三方面还包括：使所述液相流动到所述流体路径的入口中，所述流体路径的入口定位在所述流体路径的中间点；以及使所述混合相流动出所述流体路径的出口，所述流体路径的出口定位在所述流体路径的相对的端。可与前述方面中的任一结合的第四方面还包括：使所述工作流体流动通过定位成在所述流体通道中形成所述多个流体路径的多个翅片或脊。在可与前述方面中的任一结合的第五方面中，使所述工作流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热虹吸件，包括：冷凝器；蒸发器，所述蒸发器包括流体通道和传热表面，所述传热表面在所述流体通道中限定延伸通过所述流体通道的多个流体路径，所述蒸发器被配置为热联接到一个或多个发热电子设备；以及输送构件，所述输送构件流体地联接所述冷凝器和所述蒸发器，所述输送构件包括液体管道，所述液体管道延伸通过所述输送构件以将工作流体的液相传输到所述流体路径中，所述输送构件还包括表面以竖直地包围所述多个流体路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.23 US 14/747,4481.一种热虹吸件，包括：冷凝器；蒸发器，所述蒸发器包括流体通道和传热表面，所述传热表面在所述流体通道中限定延伸通过所述流体通道的多个流体路径，所述蒸发器被配置为热联接到一个或多个发热电子设备；以及输送构件，所述输送构件流体地联接所述冷凝器和所述蒸发器，所述输送构件包括液体管道，所述液体管道延伸通过所述输送构件以将工作流体的液相传输到所述流体路径中，所述输送构件还包括表面以竖直地包围所述多个流体路径。2.如权利要求1所述的热虹吸件，其中，所述流体通道横向于所述流体路径取向。3.如前述权利要求中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述输送构件还包括蒸发管道，所述蒸发管道延伸通过所述输送构件以从所述流体路径接收所述工作流体的混合相。4.如前述权利要求中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述流体路径被配置为将热量从所述发热电子设备传递到所述工作流体，以在所述流体路径的入口和所述流体路径的出口之间，将所述工作流体从所述液相改变为所述混合相。5.如权利要求4所述的热虹吸件，其中，所述流体路径的入口定位在所述流体路径的第一端并且所述流体路径的出口定位在所述流体路径的与所述第一端相对的第二端。6.如权利要求4所述的热虹吸件，其中，所述流体路径的入口定位在所述流体路径的中间点，并且所述流体路径的出口定位在所述流体路径的相对的端。7.如前述权利要求中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述传热表面包括多个翅片或脊，并且所述多个翅片或脊在所述流体通道中形成所述多个流体路径，并且所述多个流体路径横向于所述流体通道延伸。8.如权利要求1至6中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述传热表面包括多个翅片或脊，并且所述多个翅片或脊在所述流体通道中形成所述多个流体路径，并且所述多个流体路径平行于所述流体通道延伸。9.如前述权利要求中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述输送构件还包括在所述液体管道和所述蒸气管道之间的传热界面，以将热量从所述蒸气管道中的所述工作流体传递到所述液体管道中的所述工作流体。10.如前述权利要求中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述液相处于或接近所述工作流体的饱和温度。11.如权利要求3至10中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述蒸气管道包括至少两个蒸气管道。12.如权利要求3至11中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述蒸气管道的至少一部分定位在所述输送构件的上半部中，并且所述液体管道的至少一部分定位在所述输送构件的下半部中。13.如权利要求3至12中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述输送构件包括冷凝器端，所述冷凝器端包括所述液体管道的入口，所述液体管道的入口在所述输送构件中相对于所述输送构件的所述冷凝器端中的所述蒸气管道的出口偏移。14.如权利要求3至13中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述液体管道的横截面面积和所述蒸气管道的横截面面积至少部分地基于所述发热电子设备的热负荷。15.如权利要求3至14中的任一项所述的热虹吸件，其中，所述输送构件从所述冷凝器到所述蒸发器倾斜，并且所述倾斜的大小至少部分地限定所述工作流体的液体头。16.如权利要求15所述的热虹吸件，其中，所述工作流体的所述液体头等于在闭环流体回路中的多个压力损失的和，所述闭环流体回路包括所述液体管道、所述蒸发器、所述蒸气管道和所述冷凝器。17.如前述权利要求中的任一项所述的热虹吸件，还包括定位在所述流体通道中的间隔件。18.一种用于冷却数据中心中的发热电子设备的方法，包括：使工作流体的液相在热虹吸件的输送构件中从所述热虹吸件的冷凝器流动到所述热虹吸件的蒸发器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：S法尔希奇扬，KD沙乌尔，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US