冷却电子设备系统和冷却电子设备框架的方法技术方案

通过使用冷却液体来冷却进入电子设备系统的空气并移除由电子设备散发的热量来加强对所述系统的空气冷却。冷却电子设备系统包括具有抽屉的框架，所述抽屉包含要冷却的电子设备组件。所述框架包括带有进气口的正面以及带有出气口的背面。机柜容纳所述框架，并包括位于所述进气口上方的前盖、位于所述出气口上方的后盖，以及在所述框架的相对侧处的第一和第二侧面空气回路。至少一个空气移动设备形成穿过所述电子设备抽屉的气流。所述气流在所述后盖处分流并经由所述第一和第二侧面空气回路以及所述前盖返回所述进气口。气－液热交换器冷却流过所述电子设备抽屉的空气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及冷却电子设备系统。具体地说，本专利技术涉及使用冷 却液体冷却流过电子设备系统的空气并移除电子设备系统所产生的热量来 促进电子设备系统的空气冷却.
技术介绍
集成电路芯片，以及包含芯片的模块的功耗不断增加以实现处理器性 能的提高。这一趋势在模块和系统级别都带来了冷却难题。需要增加空气 流速以有效冷却高功率的模块并限制排入计算机中心的空气的温度。在许多大型服务器应用中，处理器及其关联的电子设备(例如，存储 器、盘驱动器、电源等)包装在在机架或框架中堆叠或对齐的可移动抽屉 配置中。在其他情况下，电子设备可以处于机架或框架中的固定位置。通 常，各组件被由一个或多个空气移动设备(例如，风扇或鼓风机)推动的 在平行气流路径中移动(通常由前到后)的空气来冷却。在某些情况下，通过提供更大的气流，例如，通过使用功率更大的空气移动i殳备或通过增 加现有空气移动设备的旋转速度(即，RPM)，可以处理单个抽屉中增加的 功耗。但是，这种方法在计算站(例如，数据中心)上下文中的框架级别 处变得不可管理。由离开框架的空气所携带的相当大的热负荷将最终超出房间空调有效 处理该负荷的能力。对于大型"服务器农场"计算站或紧邻的大量计算机 框架组来说尤其如此。在此类安装中，不仅房间空调会受到挑战，而且这 种情况还可能导致再循环问题，即离开某一框架的"热"空气的一部分被 吸入同一或临近框架的进气口。此外，虽然单个抽屉中功率更大(或更高RPM)的空气移动设备的噪音级别可能在可接受的声音P艮度内，但是由于框 架中空气移动设备的数量，在框架级别的总体噪音可能无法接受。此外， 框架中用于气流进出的常规开口使得难以(如果不是不可能的话)提供有 效的声音控制以降低框架外的噪音级别。最后，随着工作频率不断增加， 紧密安放的计算;feM匡架之间的电磁串扰变成问题，主要是由于盖中开口的 存在。近来，尝试通过将空气冷却与安装在服务器机柜中的气-液热交换器相 结合来解决上述的一些问题。此方法的实例包括共同受让的美国专利 No. 6， 819， 563和6, 775， 137中说明的系统，它们的内转在此引入作为参 考。尽管存在这些最近的空气和液体冷却系统，但是本领域仍需要进一步 改进对机架安装的电子设备系统的冷却。
技术实现思路
在一个方面中，通过提供一种冷却电子设备系统，克服了现有4支术的 缺点并实现了其他优点，所述电子设备系统包括框架、容纳所述框架的机 拒、用于在所述机根内移动空气的空气移动设备，以及至少一个气-液热交 换器。包括包含至少一个要冷却的电子设备組件的至少一个电子设备抽屉 的框架具有带有进气口的正面以及带有出气口的背面，以便气流穿过所述 至少一个电子设备抽屉进出。所述;M巨包括位于所述框架正面的所述进气 口上方并与其具有间隔的前盖、位于所述框架背面的所述出气口上方并与 其具有间隔的后盖、在所述框架的第一侧面处的第一侧面空气回路，以及 在所述框架的第二侧面处的笫二侧面空气回路。所述空气移动设备在所述 ;M巨中移动空气以形成穿过所述至少一个电子设备抽屉的气流。其中在通 过所述框架的所迷出气口流出时，气流在所述后盖处分流并经由所述第一 侧面空气回路、所述第二侧面空气回路和所述机柜的所述前盖返回所述框 架的所迷进气口 。将所述至少一个气-液热交换器布置在所述机根或所述框 架中，以促进冷却穿过所述至少一个电子设备抽屉的气流，并由此冷却所 述至少一个电子i殳备组件。在另一个方面中，提供了一种冷却电子设备系统，所述电子设备系统包括n个框架(其中n>2)、容纳所述n个框架的机柜、用于在容纳所述 n个框架的所述机根中移动空气的多个空气移动设备，以及多个气-液热交 换器。所述n个框架中的每个框架，其都包括包含至少一个要冷却的电子 设备组件的至少一个电子设备抽屉，具有带有进气口的正面以及带有出气 口的背面，以便气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进出。所述机拒包括 n个前盖和n个后盖。每个前盖位于相应框架正面的进气口上方并与其具 有间隔，并且每个后盖位于相应框架背面的出气口上方并与其具有间隔。 所述机拒还包括n+l个侧面空气回路，每个框架都具有布置在其第一侧面 和第二侧面的侧面空气回路。所述n+l个侧面空气回路中的至少一个侧面 空气回路是布置在所述n个框架中的两个相邻框架之间的共享侧面空气回 路。所述多个空气移动设备在每个框架内形成穿过每个框架的所述至少一 个电子设备抽屉的气流。其中在通过每个框架背面中的所述出气口流出时， 气流在所述后盖处分流并经由布置在所述框架的所述第一和第二侧面的两 个侧面空气回路以及所述前盖返回到所述框架的所述进气口.对于至少两 个相邻框架，在其每个侧面上的所迷两个侧面空气回路中的至少一个侧面 空气回路是所述至少一个共享侧面空气回路，所述至少一个共享侧面空气 回*收从所述至少两个相邻框架流出的气流的一部分.将所迷多个气-液热交换器布置在所述机拒和所述n个框架中的至少一个内，以促进冷却 穿过每个框架的所述至少一个电子诏:备抽屉的气流，并由此冷却其中的所 述至少一个电子设备组件。在其他方面，提供了一种冷却电子设备框架的方法。所述方法包括 提供容纳框架的机根，所述框架包括至少一个电子设备抽屉，所述电子i殳 备抽屉包含至少一个要冷却的电子设备组件，并且具有带有进气口的正面 以及带有出气口的背面，以便气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进出， 所述机柜包括位于所述框架正面的所述进气口上方并与其具有间隔的前 盖、位于所述框架背面的所述出气口上方并与其具有间隔的后盖、在所述 框架的第一侧面处的笫一侧面空气回路，以及在所述框架的第二侧面处的第二侧面空气回路；使用至少一个空气移动设备来形成穿过所述框架的所 述至少 一个电子设备抽屉的气流，其中在通过所述框架的所迷出气口流出 时，气流在所述后盖处分流并经由所述第一侧面空气回路、所述第二侧面 空气回路和所述机根的所述前盖返回所述框架的所述进气口 ；以及使用至 少一个布置在所iiiM巨和所述框架中的至少一个内的气-液热交换器，以便 冷却穿过所述至少一个电子i殳备抽屉的气流，并由此冷却所述至少一个电 子设备组件。此外，通过本专利技术的技术实现了其他特性和优点。在此详细说明了本 专利技术的其他实施例和方面并将其视为要求保护的专利技术的一部分。附图说明在本说明书结尾处的权利要求书中具体指出并明确要求保护被看作本 专利技术的主题。从以下结合附图的详细说明，本专利技术的上述和其他目标、特 性和优点是显而易见的，这些附图是图1示出了在可移动抽屉中具有电子设备的常规空气冷却框架的一个 实施例；图2是用于电子设备框架的使用侧面安装的冷却系统(未示出到热交 换器的冷却剂连接)的常规横向闭环气液除热系统的截面图；图3是图2的电子设备框架和除热系统的分解图；图4是根据本专利技术的一个方面的包括闭环气液冷却系统及电子设^^框 架并4吏用分流的气流的冷却电子i殳备系统的 一个实施例的截面图；图5示出了根据本专利技术一个方面的具有前盖和后盖以及旋开以允许接 近电子设4"框架正面和背面的进气口热交换器和出气口热交换器的图4的 冷却电子设备系统；图6是根据本专利技术一个方面的每热交换器的所需传导率相对于如图4 和5中示出的冷却电子设备系统中传递的热量，以及将单个气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却电子设备系统，所述系统包括：框架，其包括至少一个电子设备抽屉，所述电子设备抽屉包含至少一个要冷却的电子设备组件，所述框架具有带有进气口的正面以及带有出气口的背面，以便气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进出；容纳所述框架 的机柜，所述机柜包括位于所述框架正面的所述进气口上方并与其具有间隔的前盖、位于所述框架背面的所述出气口上方并与其具有间隔的后盖、在所述框架的第一侧面处的第一侧面空气回路，以及在所述框架的第二侧面处的第二侧面空气回路；空气移动设备，用 于在容纳所述框架的所述机柜中移动空气，所述空气移动设备形成穿过所述至少一个电子设备抽屉的气流，其中在通过所述框架的所述出气口流出时，气流在所述后盖处分流并经由所述第一侧面空气回路、所述第二侧面空气回路和所述机柜的所述前盖返回所述框架的所述进气口；至少一个气－液热交换器，所述交换器布置在所述机柜和所述框架中的至少一个内，以促进冷却穿过所述至少一个电子设备抽屉的气流，并由此冷却所述至少一个电子设备组件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MJ小埃尔斯沃思，LA坎贝尔，朱兆凡，RE西蒙斯，MK延格尔，RR施密特，
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]