散热系统技术方案

公开了一种散热系统和方法。示例方法包括经由热传送器从机架部件移除热量。该方法还包括将压力施加在机架系统上的流体冷却式汇流条处，以形成导热干断式界面，并在所述热传送器与所述流体冷却式热汇流条之间形成热路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】散热系统
技术介绍
各种热管理系统能用于发热设备，诸如计算机系统和电子器件。简单的热管理系统包括散热器和冷却风扇。散热器被定位为与发热的电子部件接触以将该热量传递到周围空气中。冷却风扇可被定位为将空气吹过散热器，以使热量消散到周围环境中。 虽然冷却风扇通常可在独立设备中被有效地实施，但是大型数据中心通常以密集的布局设置许多发热设备。在这种环境中，“热遮蔽”仍然是一个问题。热遮蔽由来自相邻或“上游”设备的移行热量引起。例如，将热量从一个设备吹离的风扇可能将该热量传送通过其它设备，不利地影响那些设备的操作。 另外，仅风扇可能无法为大型数据中心的高功率耗散设备提供足够的冷却，并且风扇的噪音和功率消耗是成问题的。应当注意，如果热量的移除不如热量产生得快，则温度增加。供应至计算设备的大部分电功率在计算设备操作时被转换成热量。 诸如制冷机的空调系统通常消耗大量的电功率来操作。空调系统的低效降低数据中心的总效率。 【附图说明】 图1a为示例散热系统的高水平方框图。 图1b为例示另一示例散热系统的操作的高水平方框图。 图2为如可在机架服务器上实施的示例散热系统的透视图。 图2a为图2中所示的机架服务器上的主热交换器的特写视图。 图3为图2中的机架服务器的特写视图，示出为经由干断式界面被连接到机架系统上的第二热交换器(热汇流条)。 图4为用于将机架服务器连接到热汇流条的示例夹紧机构的高水平例示。 图5a为热汇流条的例示剖视图，示出处于锁定状态的夹紧机构。 图5b为热汇流条的例示剖视图，示出处于未锁定状态的夹紧机构。 图5c为示例夹紧机构的剖视图。 图5d为示出被连接到热汇流条的机架服务器的侧视图，其中夹紧机构处于未锁定状态。 图5e为示出被连接到热汇流条的机架服务器的侧视图，其中夹紧机构处于锁定状态。 图6a_6b示出机架系统的竖直壁，示出多个安装的热汇流条的示例，其中(a)为壁的前侧视图，(b)为壁的后侧视图。 图7为图6中所示的热汇流条之一的局部视图。 图7a为图7中的热汇流条的局部透视图，示出示例针翅阵列。 图8为例示散热方法的示例操作800的流程图。 【具体实施方式】 安装在机架上的电子装置(例如，计算设备、网络设备和存储设备)由于其操作的本质可生成大量的热量。该热量需要被耗散以帮助防止对电子装置的损害，并增强电子装置的操作和使用寿命。数据中心传统上利用前后空气对流冷却来冷却安装在机架上的电子装置。但是装置密度已经增加到热遮蔽使得这些冷却系统在许多环境中不能使用的程度。能量效率和操作费用的考虑也认为空气冷却有问题。 通过例示，为了使用强制空气冷却满足设备温度要求，大量的热量需要由散热器和风扇处理。散热器和风扇对于系统板和处理器布局而言是重大的妨碍。作为不例，对于225W的配置而言，用于空气冷却的GPU散热器的空间的体积为大约25mmX IOOmmX200mm，对于120W的配置而言约为80mmX80mmX30mm。尺寸可至少在一些程度上对应于周围温度、气流和邻近的部件。除了散热器本身的占用空间，还需要风扇将冷空气带到散热器翅片。 例如，在其中多个GPU沿着空气流动路径被紧S地安排在系统插板上的机架系统构造中，冷却电子装置的困难是复合的。例如，离开一个散热器的暖空气直接供给到第二和第三散热器中，导致这些散热器的冷却能力显著降低。 装置功率密度的快速增加也已经耗尽了使用气冷式机架和由基于制冷机的空调支持的机房空气处理器(CRAH)的操作模式的可行性。这些系统是低效和高能耗的。 立法提议已经加大了对客户的压力，以降低他们的碳排放量。这些客户将液体冷却视为一种能接受的方式，以通过提高使用所谓的“免费冷却”(将用于空气冷却的冷外部空气直接引入，或者使用来自诸如湖和河之类的自然资源的低温水)的能力来降低能量消耗。液体冷却也有利于在其它应用中再利用由数据中心产生的“废”热。例如，废热可被用于在较冷的季节加热附近的建筑物。在美国还实施了将废热再使用于工业过程的项目。 虽然液体冷却比基于制冷机的空调更有效，但是传统液冷式系统的实施已经被对于高扩散性的管道构架的需要所妨碍。例如，水管线通常需要被延伸到电子装置本身中(例如，服务器壳体内)，并直接附接到中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或者其它热源。这些管道需求在连接/分离电子装置期间还引入了水损害的风险。实现机架系统的密度目标同时满足设备温度需求和电气设计规则可能是困难的。服务器中的具有管道的现有系统由于设备之间的大量互连而也可能影响升级和维护事件。例如，管路通常被设计用于串流，并且通常需要移除整个管路网络。 在此公开的散热系统和方法为服务器和其它装置提供直接冷却选择。示例设备包括干断式界面，其沿着装置托盘的侧部提供冷却“插槽”。在操作期间，热量可从发热设备传送通过干断式界面，并“倾倒”至热汇流条中，以通过液体或其它传送机构移除。 服务器托盘设计可结合空气对流、固体传导、热虹吸/热管相变热传送、泵送液体回路热传递或其它冷却方法。对于单独的装置托盘构造，这些元件的组合和设计可被优化，而不影响机架水平冷却设计。干断式界面提供服务器与机架之间的分离点，而不在连接/分离机架系统中的电子装置期间引入水损害的风险。 应当注意，服务器设计独立于机架设计。每个均可被优化用于特定应用，只要通用界面(干断式)能移除由服务器装置产生的热量。 当与传统的空冷式、液冷式或空调系统比较时，散热系统提供改进的冷却。散热系统提供对串联的多个设备的更好的冷却，而没有热遮蔽。应当注意，冷却液可被平行地引导到设备，即使从机架的前部到后部具有多个设备。干断式界面通过消除服务器装置内部的管道而消除了与液体冷却技术有关的问题，并且不需要昂贵的“无液滴快速分离”来满足电气设计准则。而且，散热系统可以实施有较少的用于管理被加热的空气的支持构架(例如，空调)。另外，移除的热量可被容易地再使用于其它应用，并因此不被“浪费”。 散热系统也可具有比传统的空冷式系统小的占用空间。较小的尺寸使得更有效的系统设计和布局成为可能。例如，主板部件可被更密集地装在服务器托盘中，更多部件可被提供在每个板上，更小的板可被使用，和/或板本身可被更密集地安排。电信号布线约束也可被减小或者完全消除。例如，部件可以阻止空气流动通过系统的方式被定向，如果这对电气布局是有利的。 应当注意，在此描述的散热系统和方法不限于与任何特定类型的设备一起使用或用于任何特定的环境中。 在继续之前，术语“包括”和“包含”被定义为表示，但不限于，“包括”或“包含”以及“至少包括”或“至少包含”。术语“基于”被定义为表示“基于”以及“至少部分基于”。 图1a为示例散热系统10的高水平方框图。散热系统10包括热源12，诸如处理单元(CPU或GPU)或者其它发热部件。大量的热量可由热源12产生，该热量应当被快速消散，以帮助确保机架系统中的电子部件的继续和有效的操作。 在示例中，热源12可被连接到散热器14。散热器14可包括任何合适的结构。例如，散热器14可为金属结构并可包括多个翅片，该多个翅片分散开并背离热源12，以使热量可传递远离热源12。散热器可被制造为铝导热板。铝导热板可具有约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热系统，包括：流体冷却式热汇流条；热传送器，从发热部件移除热量并将热量移动到热交换器；连接器，将压力施加在所述热汇流条与所述热交换器之间，以在所述热汇流条与所述热交换器之间形成导热干断式界面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种散热系统，包括: 流体冷却式热汇流条； 热传送器，从发热部件移除热量并将热量移动到热交换器； 连接器，将压力施加在所述热汇流条与所述热交换器之间，以在所述热汇流条与所述热交换器之间形成导热干断式界面。2.如权利要求1所述的设备，进一步包括能在打开位置与闭合位置之间操作的夹紧机构。3.如权利要求2所述的设备，其中所述夹紧机构能操作以在所述闭合位置中施加压力，以形成所述导热干断式界面。4.如权利要求1所述的设备，进一步包括热管，以将热量移动到所述热汇流条。5.如权利要求1所述的设备，进一步包括至少部分在电子部件内部的密封流体循环系统，以将热量移动到所述热汇流条。6.如权利要求1所述的设备，进一步包括在所述热汇流条中的针翅阵列。7.如权利要求6所述的设备，进一步包括在所述热汇流条中的阀，以调整通过所述热汇流条中的歧管并穿过所述针翅阵列的流体流动，所述阀被进一步提供为调节来自所述针翅阵列的出口流体的温度。8.如权利要求1所述的设备，进一步包括与所述发热部件热连接的另一散热器，其中热路径被形成在该散热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·莫尔，约翰·P·弗兰兹，塔希尔·卡德尔，迈克尔·L·萨博塔，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US