用于宿留有电子设备和至少一个风扇的机架的冷却布置结构制造技术

一种用于宿留有电子设备和至少一个风扇的机架的冷却布置结构，包括第一和第二气液热交换器。第一气液热交换器安装至机架，使得通过风扇从机架排出的加热的空气流过该第一气液热交换器。第二气液热交换器安装至第一气液热交换器，使得已经流过第一热交换器的空气流过第二热交换器。每个热交换器包括：框架；从冷供应管线接收液体的入口；使液体返回至热返回管线的出口；以及形成多个互连平行部段的连续内部导管。冷却布置结构安装至机架，使得第一框架和第二框架是平行且相邻的。第一热交换器的最靠近其入口的一个互连平行部段与第二热交换器的最靠近其出口的一个互连平行部段最接近。接近。接近。

【技术实现步骤摘要】
用于宿留有电子设备和至少一个风扇的机架的冷却布置结构


[0001]本技术涉及用于电子设备的冷却技术。特别地，公开了用于宿留有(host，容装、托管)电子设备和至少一个风扇的机架的冷却布置结构。

技术介绍

[0002]电子设备，例如服务器、存储体、计算机盘等，常规地成组处于设备机架中。大型数据中心可能包含数千个机架，支持数千个服务器或甚至数万个服务器。
[0003]机架——包括安装在其背板上的设备——消耗大量电功率并产生大量热。冷却需求在这样的机架中是重要的。一些电子装置诸如处理器产生非常多的热，它们在缺乏冷却的情况下在几秒钟内就可能失效。
[0004]风扇通常安装在设备机架内，以向机架安装式设备提供强制通风冷却。该方案仅将机架内生成的热中的一些转移到数据中心的一般环境中。气液热交换器、类似于散热器的翅片管热交换器可以安装至机架，以吸收该转移的热中的一部分并将其输送到位于数据中心外部的另外的冷却设备，例如冷却塔。例如，图1是其上安装有三(3)个气液热交换器的服务器机架的高度示意性立体图。服务器机架10宿留有产生大量热的多个服务器(未示出)。沿安装在服务器机架10的背板20后面的三(3)个气液热交换器14的方向，多个风扇12(在不限制本公开内容的情况下示出了六个风扇)从服务器机架10排出加热的空气。在图1上，气液热交换器14以透明的形式示出，以使风扇12可见。气液热交换器14从冷液体管线16接收冷液体，例如水，并且将加热的液体返回至热液体管线18。已经经过气液热交换器14的空气流在一定程度上被冷却以允许将数据中心的环境温度保持在合理水平。
[0005]图2是单流气液热交换器的示意图。单流热交换器100包括框架102和连续内部导管104。连续内部导管104在一端连接到液体入口106，并且在相反端连接到液体出口108。液体入口106可连接到供应管线诸如冷液体管线16，以用于接收冷液体，例如水。液体出口108可连接至返回管线诸如热液体管线18，以用于使在操作中已经吸收了来自穿过框架102的空气流的热的液体返回。连续内部导管104形成在框架102内延伸的多个互连平行部段110。
[0006]液体入口106连接到第一互连平行部段110。除最后一个互连平行部段110之外，每个互连平行部段110通过连续内部导管104的大体U形部段112连接到下一互连平行部段110。最后一个互连平行部段110连接到液体出口108。在液体入口106处接收的液体沿由各个箭头所示的方向在连续内部导管104内流动，直到其到达液体出口108。来自流过气液热交换器100的框架102的空气的热至少部分地被流过连续内部导管104的液体吸收。
[0007]单流热交换器100较薄，尤其是与服务器机架10的厚度相比时。鉴于其薄度，单流热交换器100几乎没有增加服务器机架10在数据中心中的总空间占用。单流热交换器100的薄度还允许其通过使用铰接件(未示出)安装在服务器机架10上，使得单流热交换器100可以如打开门时那样移到一边以提供对存在于机架10的背板20中的部件的访问。
[0008]框架102占据单流热交换器100的总宽度的大部分，因为仅连续内部导管104的大体U形部段112在框架102的每一侧上突出。因此，单流热交换器100提供可以由从服务器机
架10排出的空气流穿越的宽阔表面。
[0009]图3是从图2的单流气液热交换器排出的空气流的分层温度模式的视觉表示。图表150示出了在实验设置中测量的在经过单流热交换器100之前和之后的空气流的温度。空气沿箭头152和154的方向流动。在气液热交换器100上游的第一区域156中，由于服务器机架10中产生的热，空气流的温度较高，处于例如约40度。空气流的温度在第一区域156内基本是均匀的。在单流热交换器100的底部158处接收处于约25度的温度的冷水。在单流热交换器100下游的区域162中流动的空气的较下层160被冷却到约33度。流过单流热交换器100的水的温度随着其经过各个互连平行部段110——连续暴露于40度的空气流——而升高。水到达单流热交换器100的顶部164，约28度。因此，单流热交换器100的最上端部段在冷却较上层166中的空气流方面较低效，后者仅被冷却到约36度。
[0010]从单流热交换器100排出的空气流的这种均匀性的缺乏引起许多问题。
[0011]一个问题是，变得很难将多个服务器机架10彼此接近地放置，这是因为从第一服务器机架10排出并被第二接近定位的服务器机架10的风扇12吸入的空气不适合于有效地冷却该第二服务器机架10。当期望将多个服务器机架12以相同的取向一个放置在另一个前面时，尤其如此。
[0012]另一问题涉及冷却效率的监测。这样的监测很重要，这是因为在冷却失效的情况下可能需要立即采取安全措施。在数据中心中，温度传感器(未示出)被定位在服务器机架10上的各个位置。当这样的温度传感器安装在单流热交换器100上时，这些温度传感器在每个单流热交换器100的表面上的放置的略微变化可能会引起不利于冷却性能的总体监测的不精确性。例如，当互连平行部段110水平延伸时，如图2所示，将温度传感器定位在各单流热交换器100上的不同高度处可能导致获取不一致的测量。
[0013]图4是多流气液热交换器的示意图。多流气液热交换器200包括框架202、液体入口204和液体出口206。液体入口204连接到第一歧管208，并且液体出口206连接到第二歧管210。第一歧管208和第二歧管210有时被统称为“保育树(nurse)”，这是因为第一歧管208将在液体入口204处接收的冷液体馈送到第一组平行内部导管212，第一组平行内部导管中的每一个均通过相应的U形联接件216与第二组平行内部导管214中的一个连接，平行的内部导管214通过第二歧管210连接到液体出口206。如图所示的第一歧管208和第二歧管210位于框架202的外部，并且被定位在来自服务器机架10的空气流基本上被阻挡的区域中。第一歧管208和第二歧管210通常具有比平行内部导管212和214的直径显著较大的直径，以便向平行内部导管212和214中的每一个供给基本相等的液体流。
[0014]当与单流热交换器100相比时，多流气液热交换器200几乎不引起流过其的空气的温度分层。然而，多流气液热交换器200带来其他缺点。
[0015]图5是图4的多流气液热交换器的示意性侧视图。在图5上，从服务器机架10排出的空气沿箭头220的方向流动。由于第一歧管208和第二歧管210的存在，框架202具有较大的厚度。当在数据中心中的大量服务器机架10上分别安装大量多流气液热交换器200时，该厚度可能会成为问题。相同数量的服务器机架10将占据数据中心更多的地面空间。可以注意到，如图4和图5所示的多流气液热交换器仅仅是许多可能配置的简单示例。
[0016]多流气液热交换器200的另一缺点——也是由其厚度引起的——在于它不能通过使用铰接件方便地安装在服务器机架10上。多流气液热交换器200需要从服务器机架10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于宿留有电子设备和至少一个风扇的机架的冷却布置结构，所述冷却布置结构包括：第一气液热交换器，所述第一气液热交换器安装至所述机架，使得通过所述至少一个风扇从所述机架排出的加热的空气流过所述第一气液热交换器，所述第一气液热交换器包括：第一框架；第一液体入口，所述第一液体入口安装至所述第一框架并适于接收来自第一冷供应管线的液体；第一液体出口，所述第一液体出口安装至所述第一框架并适于将液体返回至第一热返回管线；以及第一连续内部导管，所述第一连续内部导管形成在所述第一框架内延伸的第一组互连平行部段，所述第一连续内部导管连接所述第一液体入口和所述第一液体出口；以及第二气液热交换器，所述第二气液热交换器安装至所述第一气液热交换器，使得已经流过所述第一气液热交换器的空气流过所述第二气液热交换器，所述第二气液热交换器包括：第二框架；第二液体入口，所述第二液体入口安装至所述第二框架并适于从所述第一冷供应管线或从第二冷供应管线接收液体；第二液体出口，所述第二液体出口安装至所述第二框架并适于将液体返回至所述第一热返回管线或第二热返回管线；以及第二连续内部导管，所述第二连续内部导管形成在所述第二框架内延伸的第二组互连平行部段，所述第二连续内部导管连接所述第二液体入口和所述第二液体出口；其中：所述第一框架平行于且相邻于所述第二框架，并且所述第一连续内部导管的所述第一组互连平行部段中最靠近所述第一液体入口的一个互连平行部段与所述第二连续内部导管的所述第二组互连平行部段中最靠近所述第二液体出口的一个互连平行部段最接近；所述第一气液热交换器和所述第二气液热交换器是以反平行配置进行组装的；所述第一和第二气液热交换器之间的空气流具有不均匀的温度分布；以及已经经过所述第二气液热交换器的相同空气流具有基本均匀的温度分布。2.根据权利要求1所述的冷却布置结构，其中：所述第一液体入口和所述第一液体出口连接在所述第一框架的同一侧；以及所述第二液体入口和所述第二液体出口连接在所述第二框架的同一侧。3.根据权利要求1或2所述的冷却布置结构，其中，所述第一液体入口和所述第二液体入口位于所述冷却布置结构的同一侧。4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却布置结构，其中，所述第一和第二连续内部导管的所述第一组和第二组互连平行部段水平地延伸。5.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却布置结构，其中，所述第一和第二连续内部导管的所述第一组和第二组互连平行部段竖向地延伸。6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却布置结构，其中：所述第一组互连平行部段中的第一个互连平行部段连接到所述第一液体入口；除所述第一组互连平行部段中的最后一个互连平行部段之外，所述第一组互连平行部段中的每一个互连平行部段经由所述第一连续内部导管的第一组U形部段中的一个U形部段与所述第一组互连平行部段中的下一互连平行部段连接；所述第一组互连平行部段中的最后一个互连平行部段连接到所述第一液体出口；所述第二组互连平行部段中的第一个互...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里，
申请(专利权)人：OVH公司，
类型：发明
国别省市：