冷却单元制造技术

本发明专利技术提供了有助于通过冷却剂回路的冷却剂冷却的冷却单元(500)。该冷却单元(500)包括一个或多个排热单元(510a，510b)和高架冷却剂罐(520)。排热单元(510a，510b)将热量从通过冷却剂回路(501)的冷却剂排放到穿过排热单元(510a，510b)的空气。排热单元(510a，510b)包括一个或多个热交换组件(600)，该一个或多个热交换组件(600)耦接至冷却剂回路(501)以使至少一部分冷却剂通过一个或多个热交换组件(600)。高架冷却剂罐(520)高架在冷却剂回路(501)的至少一部分之上，与排热单元(510a，510b)的一个或多个热交换组件(600)流体相通地耦接，并且有助于冷却剂以基本上恒定的压力返回到冷却剂回路(501)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据中心、冷却单元及其制造方法
技术介绍
集成电路芯片以及包含芯片的模块的功耗在不断增加以便实现处理器性能上的提高。这种趋势在模块级别和系统级别上出现了冷却难题。需要增加气流速度来有效地冷却高功率模块且限制在计算机中心排放的空气的温度。在很多大服务器应用中，处理器及其相关的电子元件(例如，存储器、磁盘驱动装置、电源等)一起封装在可移动节点构造中，堆叠在包括信息技术(IT)设备的电子设备机架或结构内。在其它情况下，电子设备可在机柜或结构内的固定位置。通常，该部件由运动在平行气流通道中的空气冷却，通常从前至后，由一个或多个空气运动装置(例如，风扇或吹风机)推动。在某些情况下，它可能通过采用更大功率的空气运动装置或提高现有空气运动装置的旋转速度(即，RPMs)提供较大的气流来处理单一节点内增加的功耗。然而，该方法在计算站(即，数据中心)环境中的支架层级处变得有问题。由排出支架的空气带来的敏感热负荷可能加重房间空调有效处理负荷的能力。这对于具有“服务器区”的大型站点或者靠在一起的计算机机柜的大型计算机库(largebanksofcomputerracksclosetogether)尤其如此。在这样的装置中，液体冷却(例如，水冷却)是处理较高热通量的有潜力的技术。液体以有效方式吸收由部件/模块散发的热量。通常，该热量最终从液体传输到外部环境，无论是空气或其它液体。
技术实现思路
本文公开的是不同的冷却单元和有助于冷却例如数据中心的冷却单元的制造方法。在一个方面中，提供的冷却单元包括至少一个排热单元和高架冷却剂罐。所述至少一个排热单元有助于从通过冷却剂回路的冷却剂将热量排放到穿过至少一个排热单元的空气。所述至少一个排热单元包括耦接到冷却剂回路以使至少一部分冷却剂从其中通过的至少一个热交换组件。高架冷却剂罐与至少一个排热单元的至少一个热交换组件流体相通地耦接，且有助于冷却剂以基本上恒定的压力返回到冷却剂回路，其中高架冷却剂罐高架在冷却剂回路的至少一部分之上。在另一个方面中，提供的数据中心包括：多个电子机柜；冷却设备，有助于从多个电子设备机架的至少一个电子设备机架取出热量；以及冷却单元。冷却设备包括至少一个冷却剂回路，并且冷却单元包括至少一个排热单元和高架冷却剂罐。至少一个排热单元将热量从通过冷却设备的至少一个冷却剂回路的一个冷却剂回路通过的冷却剂排放到穿过至少一个排热单元的空气。至少一个排热单元包括至少一个热交换组件，其耦接到冷却剂回路，使至少部分冷却剂通过冷却剂回路。高架冷却剂罐与至少一个排热单元的至少一个热交换组件流体相通地耦接。高架冷却剂罐有助于冷却剂以基本上恒定的压力返回到冷却剂回路，其中高架冷却剂罐高架在一个冷却剂回路的至少一部分之上。在进一步的方面中，提供了用于数据中心的冷却单元的制造方法。该方法包括：提供至少一个排热单元，其构造为从通过冷却剂回路的冷却剂排热到穿过至少一个排热单元的空气，至少一个排热单元包括至少一个热交换组件，构造为耦接到冷却剂回路，使至少一部分冷却剂通过该冷却剂回路；以及提供高架冷却剂罐，其流体相通地耦接到至少一个排热单元的至少一个热交换组件，高架冷却剂罐有助于冷却剂以基本上恒定的压力返回到冷却剂回路，其中高架冷却剂罐高架在冷却剂回路的至少一部分之上。通过本专利技术的技术实现其他的特征和优点。本专利技术的其它实施例和方面在本文详细描述且看作本专利技术要求的一部分。附图说明现在，参考下面的附图借助于示例描述本专利技术的实施例，其中：图1A示出了空冷数据中心的传统抬升地板布置的一个实施例；图1B示出了根据本专利技术一个或多个方面用于例如如图1A所示的空冷数据中心的冷却设备的一个实施例，并且该冷却设备修改为包括冷却单元；图1C是根据本专利技术一个或多个方面通过图1B的冷却设备传热的一个实施例的示意图，该传热从与数据中心(包括一个或多个电子柜)相关的一个或多个计算机室空调(CRAC)单元至设置在数据中心外面的冷却单元；图2示出了根据本专利技术一个或多个方面的用于数据中心的一个或多个电子柜的液体冷却的冷却剂分配单元的一个实施例；图3是根据本专利技术一个或多个方面的电子子系统布置的一个实施例的平面图，示出了用于电子系统(或子系统)的冷却部件的空气和液体冷却系统；图4示出了根据本专利技术一个或多个方面的部分装配电子系统布置的一个具体实施例，其中该电子系统包括要冷却的八个发热电子部件或装置，其每一个具有与其关联的各自的流体冷却的冷板；图5是根据本专利技术一个或多个方面包括多个电子柜、冷却设备和冷却单元的数据中心的另一个实施例的示意图；图6A是根据本专利技术一个或多个方面用于图5的数据中心的冷却单元一个实施例的放大平面图；图6B是根据本专利技术一个或多个方面的图6A的冷却单元沿着其线6B-6B剖取的正视图；图7A是根据本专利技术一个或多个方面的冷却单元的排热单元的一个实施例的平面图；图7B是根据本专利技术一个或多个方面的图7A的排热单元的平面图，示出其热交换器旋转为垂直于周围气流的感知方向；图7C示出了根据本专利技术一个或多个方面的一个控制过程，作为示例，该控制过程由与冷却单元相关的控制器执行，以响应于感知的周围气流方向上的变化自动调整(一个或多个)排热单元的一个或多个热交换器的方位；图8是根据本专利技术一个或多个方面的图6B的冷却单元的选择性实施例的正视图，其中可控的空气移动装置与热交换器关联；以及图9示出了根据本专利技术一个或多个方面的数据中心(包括多个空冷电子柜和一个或多个计算机室空调)、制冷单元和冷却单元的选择性实施例。具体实施方式如这里所用，术语“电子设备机架”、“机柜安装的电子设备”和“机柜单元”可交替地使用，并且另有规定，包括任何的壳体、框架、支架、间隔间、刀片服务器系统等，具有计算机系统或电子系统的一个或多个发热部件，并且例如可为具有高、中或低端处理能力的独立的计算机处理器。在一个实施例中，电子设备机架可包括电子系统的一部分、单一的电子系统或者多个电子系统，例如在一个或多个子机架(sub-housings)、刀片、书、抽屉、节点、间隔间等中，其中设有一个或多个发热电子部件。电子设备机架内的(一个或多个)电子系统可相对于电子设备机架移动或固定，多抽屉机架单元的机架安装电子抽屉和刀片中心系统的刀片是要冷却的电子设备机架的系统(或子系统)的两个示例。“电子部件”是指例如需要冷却的计算机系统或其它电子系统的发热电子部件。作为示例，电子部件可包括一个或多个要冷却的包括一个或多个处理器芯片、存储器芯片和存储器支撑芯片(memorysupportdies)的集成电路芯片和/或其它电子装置。作为进一步的示例，电子部件可包括设置在共同载体上的一个或多个裸芯片或者一个或多个封装芯片。除非本文另有规定，术语“液体冷却的结构”和“液体冷却的冷板”是指具有形成在其中或从中通过的一个或多个通道(或者过道)或腔体的导热结构，其便于冷却剂从其中流过。在一个示例中，可设置延伸进入或通过液体冷却的结构(或液体冷却的冷板)的管路。如这里所用，“液体至空气热交换器”是指如本文所述的特征为液体冷却剂可通过其循环的任何热交换机构；并且包括串联或并联连接的一个或多个分立的液体至空气热交换器。液体至空气热交换器例如可包括一个或多个冷却剂流动通道，由与多个空冷冷却鳍片热或机械接触的导热管路(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却单元，包括：至少一个排热单元，构造为将热量从通过冷却剂回路的冷却剂排放至穿过该至少一个排热单元的空气，该至少一个排热单元包括至少一个热交换组件，该至少一个热交换组件耦接到该冷却剂回路，使至少一部分冷却剂从该冷却剂回路通过；以及高架冷却剂罐，流体相通地与该至少一个排热单元的该至少一个热交换组件耦接，该高架冷却剂罐有助于冷却剂以基本上恒定的压力返回到该冷却剂回路，其中该高架冷却剂罐高架在该冷却剂回路的至少一部分之上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.25 US 13/280,6641.一种冷却单元，包括：至少一个排热单元，构造为将热量从通过冷却剂回路的冷却剂排放至穿过该至少一个排热单元的空气，该至少一个排热单元包括至少一个热交换组件，该至少一个热交换组件耦接到该冷却剂回路，使至少一部分冷却剂从该冷却剂回路通过；以及高架冷却剂罐，流体相通地与该至少一个排热单元的该至少一个热交换组件耦接，该高架冷却剂罐有助于冷却剂以基本上恒定的压力返回到该冷却剂回路，其中该高架冷却剂罐高架在该冷却剂回路的至少一部分之上，其中该至少一个排热单元的该至少一个热交换组件的一个热交换组件可旋转地安装到支撑结构，并且其中该冷却单元还包括控制器，耦接为响应于在该一个热交换组件处周围气流方向上的变化而自动旋转该一个热交换组件的至少一部分，以有助于将热量排放至穿过该一个热交换组件的空气。2.如权利要求1所述的冷却单元，其中该至少一个热交换组件包括至少一个垂直定向的热交换组件。3.如权利要求2所述的冷却单元，其中该高架冷却剂罐高架在该至少一个垂直定向的热交换组件之上。4.如权利要求1所述的冷却单元，其中该至少一个排热单元独立于该高架冷却剂罐。5.如权利要求1所述的冷却单元，其中该至少一个排热单元的该至少一个热交换组件的一个热交换组件包括多个热交换器的阵列，耦接为使该冷却剂回路的至少一部分冷却剂从其通过。6.如权利要求5所述的冷却单元，其中该一个热交换组件的该多个热交换器的阵列包括多列热交换器，该多列热交换器流体相通地串联连接，该多列热交换器的每列热交换器包括流体相通地并联耦接的至少两个热交换器。7.如权利要求1所述的冷却单元，还包括多个排热单元，构造为将热量从通过该冷却剂回路的该冷却剂排放到穿过该多个排热单元的空气，该多个排热单元的每个排热单元包括热交换组件，每个热交换组件包括至少一个热交换器，耦接为使该冷却剂回路的至少一部分冷却剂从其通过。8.如权利要求7所述的冷却单元，其中该多个排热单元的一个排热单元在该高架冷却剂罐的上游与该高架冷却剂罐流体相通地耦接，并且该多个排热单元的另一个排热单元在该高架冷却剂罐的下游与该高架冷却剂罐流体相通地连接。9.如权利要求7所述的冷却单元，其中该多个排热单元的至少两个排热单元流体相通地并联耦接，且在该高架冷却剂罐的上游与该高架冷却剂罐流体耦接，并且该多个排热单元的至少两个其它排热单元流体相通地并联耦接，且在该高架冷却剂罐的下游与该高架冷却剂罐流体相通。10.如权利要求9所述的冷却单元，其中该多个排热单元绕该高架冷却剂罐径向地设置且独立于该高架冷却剂罐，该多个排热单元的每个热交换组件包括垂直定向的热交换组件，并且其中该高架冷却剂罐高架在该多个排热单元的多个该热交换组件之上。11.如权利要求1所述的冷却单元，其中该至少一个排热单元的一个排热单元还包括与其热交换组件关联且构造为提供穿过该热交换组件的气流的至少一个空气移动装置，该至少一个空气移动装置由该冷却单元的控制器自动控制。12.如权利要求1所述的冷却单元，其中该冷却单元流体相通地与耦接到数据中心的至少一个冷却剂分配单元的设备冷却剂回路耦接，该数据中心包括多个液体冷却的电子设备机架和系统冷却剂回路，该系统冷却剂回路有助于将热量从该多个液体冷却电子设备机架经由该至少一个冷却剂分配单元排放至该设备冷却剂回路中的设备冷却剂，并且其中该冷却单元设置在该数据中心的外部，且从通过该设备冷却剂回路的该设备冷却剂排热。13.如权利要求1所述的冷却单元，其中该冷却单元流体相通地与制冷单元的冷凝器侧冷却剂回路耦接，用于将热量从该制冷单元的冷凝器侧冷却剂排放至穿过该至少一个排热单元的空气。14.一种数据中心，包括：多个电子设备机架；冷却设备，有助于从该多个电子设备机架的至少一个电子设备机架吸取热量，该冷却设备包括至少一个冷却剂回路；以及冷却单元，包括：至少一个排热单元，构造为将热量从通过该冷却设备的该至少一个冷却剂回路的一个冷却剂回路的冷却剂排放至穿过该至少一个排热单元的空气，该至少一个排热单元包括至少一个热交换组件，其耦接到该冷却剂回路，使至少一部分冷却剂从该冷却剂回路通过；以及高架冷却剂罐，流体相通地与该至少一个排热单元的该至少一个热交换组件耦接，该高架冷却剂罐有助于冷却剂以基本上恒定的压力返回到该冷却剂回路，其中该高架冷却剂罐高架在该一个冷却剂回路的至少一部分之上，其中该至少一个排热单元的该至少一个热交换组件的一个热交换组件可旋转地安装到支撑结构，并且其中该冷却单元还包括控制器，耦接为响应于在该一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：M延加，R楚，R西蒙斯，M埃尔斯沃思，L坎贝尔，MP戴维，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US