便于电子机柜冷却的装置和方法制造方法及图纸

提供一种便于电子机柜冷却的装置和方法，其采用连接于电子机柜的空气输送结构。该空气输送机构在电子机柜的外部地点输送空气流，使其方向便于其与从电子机柜的空气入口侧到空气出口侧的再循环用过的入口－出口空气流相混合。该输送空气流比再循环用过的入口－出口空气流要冷并且当与再循环空气流混合时便于降低电子机柜的空气入口侧的一部分处的空气入口温度，由此增强对电子机柜的冷却。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及便于冷却单独的电子单元，诸如机柜安装式计算机服务器单元，的机柜安装式组件的装置和方法。
技术介绍
集成电路芯片和包含该芯片的模块的能量消耗持续增长以实现处理器性能的增强。这一趋势对模块和系统水平上在冷却上提出了挑战。需要提高空气流量以有效地冷却高耗能模块并且限制排放至计算机中心内的空气的温度。在许多大型服务器应用中，处理器以及它们相关的电子器件(例如，存储器、磁盘驱动器、电源等)被装入可拆卸的抽屉结构，这些抽屉叠置在机柜或框架中。在其他情况中，电子器件可以位于机柜或框架中的固定位置上。一般地，各部件由在平行空气流动通道中通常是从前向后移动的空气冷却，冷却空气由一个或多个空气移动装置(例如，风扇或吹风机)驱动。在一些情况下，可通过使用更强力的空气移动装置或者通过增加现有空气移动装置的转速(即，RPM)来提供更大的空气流量以处理单个抽屉中增加的能量消耗。不过，在计算机装置系统(例如，数据中心)的情况下，这种方法会在机柜方面出现问题。由逸出机柜的空气承载的显热负载会对室内空调有效处理该负载的能力施加压力。对于具有“服务器农场”或多排紧密设置的计算机机柜的大型装置系统来说尤其是这样。在这种装置系统中，不仅会对室内的空调造成挑战，而且这种情况也会导致再循环问题，即离开一个机柜单元的部分“热”空气被吸入相同机柜或附近机柜的空气入口中。这一再循环流动通常本质上是极度复杂的，并且可导致比预想的高很多的机柜入口温度。冷却空气温度的增加可导致各部件超过它们允许的操作温度或者减小各部件的长期可靠性。因此，在本领域中需要便于机柜安装式电子单元的平衡冷却的装置和方法，尤其是在大型计算机装置系统的情况下。
技术实现思路
通过用于便于电子机柜的冷却的装置，现有技术的缺点得以克服并且还可带来其他优点。该装置包括出口门，该门构建为安装于并且至少部分地覆盖电子机柜的空气出口侧。所述出口门包括第一区段和第二区段。所述出口门的第一区段和第二区段构建为再导引所述电子机柜的至少一部分排出的入口-出口空气流，并且将所述再导引的空气流从所述出口门排出，使其位置和方向便于其与从所述电子机柜的空气出口侧到空气入口侧的再循环的用过的入口-出口空气流相混合。所述再导引空气流和再循环空气流的混合便于在所述电子机柜的空气入口侧的一部分处降低空气入口温度，由此增强对所述电子机柜的冷却。这一点的完成是通过选择再导引空气流为冷于再循环空气流。在另一方面，提供了一种受冷却的电子系统。该受冷却的电子系统包括电子机柜，所述电子机柜具有空气入口侧和空气出口侧，至少一个电子抽屉和至少一个空气移动装置。所述空气入口和空气出口侧分别使外部空气在入口处进入以及热的空气在出口处排出，同时所述至少一个空气移动装置能够使外部空气由所述电子机柜的空气入口侧流入，并穿过所述至少一个电子抽屉到达所述电子机柜的空气出口侧。所述受冷却的电子系统还包括连接于所述电子机柜的装置，该装置便于冷却所述电子机柜。所述装置包括连接于所述电子机柜的空气输送结构，用于在所述电子机柜外部位置处输送空气流，并且使其方向便于其与任何从所述电子机柜的空气出口侧到空气入口侧的再循环的用过的入口-出口空气流混合，其中所输送的空气流比所述再循环的用过的入口-出口空气流要冷，其中所述输送空气流与所述再循环空气流的混合便于所述电子机柜的空气入口侧的一部分处的空气入口温度降低，由此增强所述电子机柜的冷却。在另一方面，提供一种用于便于电子机柜冷却的方法。该方法包括允许入口-出口空气流从空气入口侧穿过电子机柜到达空气出口侧；以及采用连接于所述电子机柜的装置从而便于在所述电子机柜外部位置处输送空气流，并且使其方向便于其与任何从所述电子机柜的空气出口侧到空气入口侧的再循环的用过的入口-出口空气流混合。所输送的空气流比所述再循环的用过的入口-出口空气流要冷，所述输送空气流与所述再循环空气流的混合便于所述电子机柜的空气入口侧的一部分处的空气入口温度的降低，由此增强所述电子机柜的冷却。另外，通过本专利技术的技术实现其他的特征和优点。这里详细描述本专利技术的其他的实施例和方面，其被认为是要求得到保护的本专利技术的一部分。附图说明本专利技术的主题被特定指出并且提出在在说明书的结束处的权利要求书中。结合附图，本专利技术的上述内容和其他目的、特征和优势可从下述详细说明清楚得知，其中图1A描述空气冷却计算机装置系统的传统凸起地板布局的一项实施例；图1B描述空气冷却计算机装置系统的传统非凸起地板布局的一项实施例，其中顶部的空气导管和扩散器用于将经冷却的空气流分配给电子机柜；图2描述由本专利技术解决的一个问题，示出在空气冷却计算机装置系统的凸起地板布局的一项实施方式中的再循环空气流动模式；图3A是电子机柜的一项实施例的横截面平面图，该机柜使用装置冷却的液体-空气热交换器以增强通过电子机柜的空气的冷却；图3B是电子机柜的另一实施例的横截面平面图，该机柜使用装置冷却的液体-空气热交换器以增强穿过电子机柜的空气的冷却；图4描述位于计算机装置系统的凸起地板上的电子机柜的一项实施例，并且采用根据本专利技术一个方面的装置，该装置包括连接于电子机柜以便于电子机柜冷却的出口门；图4A是根据本专利技术一个方面的沿线A-A所作的图4的出口门的横截面平面图；图5A是根据本专利技术一个方面的出口门的一项实施例的等轴视图，该门构建为安装于并且至少部分地覆盖电子机柜的空气入口侧；图5B是图5A的出口门的等轴视图，示出根据本专利技术一个方面的出口门的内侧的一项实施例；图5C是图5A和5B的入口门的等轴视图，示出根据本专利技术一个方面的从电子机柜的下部和上部穿过出口门的空气流动模式； 图6是根据本专利技术一个方面的升起地板计算机装置系统中的电子机柜的下和上部的空气入口温度的图表，示出没有进行再循环空气流动温度的降低，以及采用如图4-5C所示的出口门盖进行再循环空气流动温度降低这两种情况；图7是根据本专利技术一个方面的沿线A-A所作的图4的出口门的备选实施例的横截面平面图。具体实施例方式如这里所用的，术语“电子机柜”、“机柜安装式电子器件”，和“机柜单元”是可互换使用的，并且包括任何壳体、框架、机柜、隔间、刀片服务器系统等，具有计算机系统或电子器件系统的一个或多个发热部件，并且可以是例如具有高、中或低端处理能力的独立计算机处理器。在一项实施例中，电子机柜可以包括多个电子抽屉，每个抽屉具有一个或多个设置在其中的需要冷却的发热部件。而且，如这里所使用的，“热交换器”表示冷却剂可在其中循环的任何热交换机构；并且包括并联或串联的一个或多个分立的热交换装置。现在将参照附图，其中在所有不同附图中使用的相同附图标记指代相同或类似的部件，为了便于理解，附图没有按照比例绘制。如图1A所示，一般在现有技术中，在空气冷却计算机装置系统100的凸起地板布局中，多个电子机柜110设置在一排或多排中。如图1A所示的计算机装置系统可容纳几百个或者甚至几千个微处理器。在图1A的结构中，经冷却的空气从供给空气夹层145经由穿孔的地板砖160进入计算机室，该空气夹层限定在凸起地板140与房间的基板或子地板165之间。冷却的空气在电子机柜的空气入口侧120穿过百叶窗式盖被吸入并且穿过电子机柜的背面(即，即空气出口侧130)排出。每个电子机柜110可具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于电子机柜冷却的装置，该装置包括：出口门，该门构建为安装于并且至少部分地覆盖电子机柜的空气出口侧，所述出口门包括第一区段和第二区段；以及其中，所述出口门的第一区段和第二区段构建为再导引至少一部分所述电子机柜的用过的入口 －出口空气流，并且将所述再导引的空气流从所述出口门排出，使其位置和方向便于其与从所述电子机柜的空气出口侧到空气入口侧的再循环的用过的入口－出口空气流相混合，其中所述再导引空气流和再循环空气流的混合便于在所述电子机柜的空气入口侧的一部分处降低空气入口温度，由此增强对所述电子机柜的冷却。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小迈克尔J埃尔斯沃思，列维A坎贝尔，理查德C褚，马杜苏丹K艾延加，罗杰P施米特，罗伯特E西蒙斯，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]