用于冷却电子模块中的电子装置的系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于冷却多个电子装置的系统，所述系统具有第一冷却循环布置，所述第一冷却循环布置被配置成使第一液体冷却剂在第一电子装置与热交换器之间循环，其中所述第一电子装置热耦合到所述第一液体冷却剂。所述系统还具有第二冷却循环布置，所述第二冷却循环布置被配置成使第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器并使所述第二液体冷却剂流动穿过热耦合到第二电子装置的冷却模块。所述第一冷却循环布置和所述第二冷却循环布置经由所述热交换器热耦合，使得所述热交换器被配置成将热从所述第一液体冷却剂传递到所述第二液体冷却剂。冷却剂。冷却剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却电子模块中的电子装置的系统


[0001]本公开涉及一种用于冷却一个或多个电子装置的系统，所述电子装置容纳于电子模块中。所述系统包括第一和第二冷却循环布置，其中在第一冷却循环布置内循环的冷却剂通过经由热交换器将热传递到在第二冷却循环布置中循环的冷却剂而冷却。另外描述了一种用于冷却容纳在电子模块中的多个电子装置的方法。

技术介绍

[0002]在计算机、服务器或用于数据处理(被称作IT或信息技术)的其它装置内，是被称作集成电路(IC)的多个电子装置。集成电路内的电子装置可包含中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、图形处理单元(GPU)、随机存取存储器(RAM)等。这些装置中的每一者在使用时会产生热。为了将装置维持在最优温度以进行正确操作，将此热从装置传递出去很重要。随着IT的处理能力增加以及因此计算机、服务器或其它IT内的电子装置的数目增加，去除由电子装置产生的足够热的挑战增加。
[0003]通常安装在印刷电路板(PCB)上的电子装置通常容纳或封闭在壳套、壳体或机箱内以形成电子模块。计算机服务器通常包括安装在机架中并且连接在一起以便提供所需IT设施的数个电子模块。需要一种用于从每个壳套或机箱去除热的方法，以便将机箱内的电子装置维持在适当温度。
[0004]通常通过在每个壳套或机箱上方或穿过每个壳套或机箱传送空气来冷却电子模块。气流可足以将一些热从外壳内部去除到周围环境。此冷却方法一直到最近还几乎完全用于大型IT和服务器设备。然而，已发现，随着相同计算性能的技术大小减小，由电子装置产生的热随着占据面积减小越发增加。由此，IT系统的峰值性能已因利用空气冷却系统冷却电子模块的限制而被抑制或约束。
[0005]因此，已提出用于冷却电子模块的更复杂系统和方法。在一些情况下，已使用液体冷却，其中液体冷却剂在耦合到电子装置的散热器上流动或接近散热器流动。接着可将热从电子装置传递到可从液体冷却剂去除热的区域或元件。在一些情况下，液体冷却可更高效地将热传递远离电子装置或部件，并且因此提供比空气冷却系统更强大的冷却能力。然而，现有技术水平的液体冷却系统通常需要安装起来复杂且昂贵的定制系统。此外，将始终需要对冷却性能的改进。
[0006]因此，本专利技术的目标是提供一种用于冷却电子模块的系统，此外，提供一种冷却此类系统的克服了现有技术系统的这些缺点的方法。

技术实现思路

[0007]鉴于以上目标，描述一种用于冷却容纳于电子模块的壳体或机箱中的多个电子装置的系统。所述系统包括第一和第二冷却循环布置，相应的第一和第二液体冷却剂流动穿过所述第一和第二冷却循环布置。每个循环布置接收从容纳于电子模块内的一个或多个相应电子装置传递的热。通过在热交换器处将热传递到第二液体冷却剂来冷却第一液体冷却
剂(或第一冷却液)。第二液体冷却剂(或第二冷却液)可以是设施级供应，例如冷却水供应。
[0008]冷却循环布置中的每一者用于冷却电子模块内的多个装置中的电子装置。然而，第二冷却循环布置另外被配置成通过经由热交换器在第一液体冷却剂与第二液体冷却剂之间交换热而冷却在第一冷却循环系统中循环的冷却剂。第二冷却循环布置可以多种不同方式配置。在第二冷却循环布置的第一示例中，冷却模块和热交换器(更具体地，用于热交换器内的热传递的导热界面)串联布置，使得在第二液体冷却剂到电子模块的第一输入(借以传送最低温度第二液体冷却剂)与第二液体冷却剂从电子模块的最终输出(借以传送最高温度第二液体冷却剂)之间，冷却模块布置在热交换器之前。在第二冷却循环布置的第二示例中，冷却模块和热交换器(更具体地，用于热交换器内的热传递的导热界面)串联布置，使得在第二液体冷却剂到电子模块的第一输入(借以传送最低温度第二液体冷却剂)与第二液体冷却剂从电子模块的最终输出(借以传送最高温度第二液体冷却剂)之间，热交换器布置在冷却模块之前。在第二冷却循环布置的第三示例中，冷却模块和热交换器(具体地，用于热交换器内的热传递的导热界面)并联布置在第二液体冷却剂到电子模块的输入(借以传送最低温度第二液体冷却剂)与第二液体冷却剂从电子模块的输出(借以传送最高温度第二液体冷却剂)之间。在第二冷却循环布置的第四示例中，冷却模块和用于热交换器内的热传递的导热界面并联布置在第二液体冷却剂到电子模块的输入(借以传送最低温度第二液体冷却剂)与第二液体冷却剂从电子模块的输出(借以传送最高温度第二液体冷却剂)之间。第二冷却循环布置的两个分支穿过热交换器的主体，所述热交换器的主体具有直接连接到(或充当)来自电子模块的第二液体冷却剂的输入和输出的输入和输出。
[0009]有益的是，与第二示例相比，第一示例已示为提供对耦合到冷却模块的特定电子装置的更大冷却。然而，与第一示例相比，已发现第二示例提供对电子模块总体上更大的冷却。第三示例允许与热交换器处的第一液体冷却剂的冷却相比平衡冷却模块处的冷却能力。第四示例具有第三示例处所有益处，例如与用于热交换器内的热传递的导热界面相比平衡冷却模块处的冷却能力(并且因此相比于热耦合到第一液体冷却剂的装置的冷却，平衡热耦合到冷却模块的装置的冷却)。然而，第三示例另外提供具有更少接合点和连接器的配置，并且因此通过减少复杂性和潜在泄漏点来增加系统的可靠性。
[0010]对于每个所描述示例，第一冷却循环布置可提供浸没式冷却。换句话说，一定体积的第一液体冷却剂容纳于电子模块的机箱或壳体内，并且第一装置至少部分地浸没在所述体积的第一液体冷却剂中。第一冷却循环布置使得第一液体冷却剂在电子模块的机箱或壳体内循环并且穿过热交换器(例如，借助于壳体或机箱内的泵)。
[0011]在特定示例中，可布置电子装置和冷却模块在电子模块内的相应位置以及第一液体冷却剂的体积，使得当系统在使用中时，容纳于壳体或机箱中的所述体积的第一液体冷却剂的液位低于冷却模块。换句话说，在正常操作下，冷却模块不与第一液体冷却剂直接接触。已发现这样可改善本专利技术的系统的总体冷却能力。
[0012]由此，公开一种组合式或混合式冷却系统，其使用两个冷却回路：使冷却剂循环通过耦合到特定电子装置的冷板的回路；以及用于冷却大量部分浸没的电子装置的浸没式冷却回路。冷板提供比浸没式冷却性能更高的冷却，并且着重于冷却最热的部件。然而，冷板需要直接安装到待冷却的每个部件，并且因此将冷板安装到电子模块内的每个热部件将不切实际。因此，由所描述的系统提供的组合式冷却方法经由用于最热部件(通常为处理器或
GPU)的冷板提供冷却，而其余部件通过浸没式冷却方法使用介电冷却剂冷却。在此组合式方法之后，通过使用冷板来冷却最热部件并且使用浸没式冷却来冷却其它部件，这还允许将冷却剂液位适当选择得尽可能低，而不是依赖于高填充液位来完全淹没电子装置内的所有元件。这反过来节省了重量和成本。
[0013]在第一方面，描述一种用于冷却多个电子装置的系统，所述电子装置容纳于电子模块的壳体中，所述系统包括：
[0014]第一冷却循环布置，其被配置成使第一液体冷却剂在所述多个电子装置中的第一电子装置与热交换器之间循环，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于冷却多个电子装置的系统，所述电子装置容纳于电子模块的壳体中，所述系统包括：第一冷却循环布置，其被配置成使第一液体冷却剂在所述多个电子装置中的第一电子装置与热交换器之间循环，其中所述第一电子装置被布置成热耦合到所述第一液体冷却剂，使得当所述系统在使用中时，在所述第一电子装置处产生的热被传递到所述第一液体冷却剂；第二冷却循环布置，其被配置成使第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器，并且使所述第二液体冷却剂流动穿过热耦合到所述多个电子装置中的第二电子装置的冷却模块，其中当所述系统在使用中时，由所述第二电子装置产生的热经由所述冷却模块的表面传递到所述第二液体冷却剂；其中所述第一冷却循环布置和所述第二冷却循环布置经由所述热交换器热耦合，使得所述热交换器被配置成将热从所述第一液体冷却剂传递到所述第二液体冷却剂。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二冷却循环布置被配置成当所述系统在使用中时使所述第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器并从所述热交换器流动穿过所述冷却模块。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二冷却循环布置被配置成使所述第二液体冷却剂流动穿过所述冷却模块并从所述冷却模块流动穿过所述热交换器。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述热交换器和所述冷却模块布置在所述第二冷却循环布置的并联分支上，使得所述第二冷却循环布置被配置成并行地使所述第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器且使所述第二液体冷却剂流动穿过所述冷却模块。5.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述壳体被配置成容纳所述第一液体冷却剂，并且其中，当所述系统在使用中时，所述第一电子装置至少部分地浸没在所述壳体内容纳的所述第一液体冷却剂中。6.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述壳体被配置成容纳一定体积的第一液体冷却剂，当所述系统在使用中时，所述第一液体冷却剂将所述壳体填充到一定液位，其中所述冷却模块被布置在所述壳体内，高于所述第一液体冷却剂的所述液位，并且所述第一电子装置被布置在所述壳体内，至少部分地浸没在所述壳体内容纳的所述第一液体冷却剂中。7.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述热交换器包括通过导热界面彼此分离的至少第一室和第二室，其中所述热交换器被配置成用于使所述第一液体冷却剂流动穿过至少所述第一室，并且使所述第二液体冷却剂流动穿过至少所述第二室，使得热通过所述导热界面从所述第一液体冷却剂传递到所述第二液体冷却剂。8.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述热交换器布置在所述电子模块的所述壳体内。9.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述第一冷却循环布置还包括堰，所述堰包括：基部和从所述基部延伸的护壁，所述基部和护壁限定盛放一些所述第一液体冷却剂的容积；堰入口，所述第一液体冷却剂通过所述堰入口流入所述容积中；
其中足够的第一液体冷却剂通过所述堰入口流入所述容积中使所述第一液体冷却剂溢出所述护壁并与容纳于所述电子模块的所述壳体中和所述堰外部的第一液体冷却剂汇集。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述堰入口还包括用于引导所述第一液体冷却剂流入所述容积中的喷嘴布置。11.根据权利要求9或权利要求10所述的系统，其中所述堰还包括在所述堰的所述容积内从所述基部和/或护壁延伸的突出部。12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，其中所述堰耦合到所述第一电子装置的表面以充当散热器，或其中所述第一电子装置位于所述堰的所述容积内。13.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述第一冷却循环布置还包括：泵，其被配置成使所述第一液体冷却剂围绕所述第一冷却循环布置循环。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一冷却循环布置还包括泵入口，所述泵入口被布置成接收容纳于所述电子模块的所述壳体中和所述堰外部的第一液体冷却剂。15.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述冷却模块包括：冷板，所述冷板包括冷板壳体，所述冷板壳体的表面被布置成提供热界面以用于冷却与其热耦合的所述第二电子装置；以及至少一个通道，其在所述冷板壳体内并且接近所述冷板壳体的所述表面，所述至少一个通道被布置成供所述第二液体冷却剂从中流过，使得通过所述冷板壳体的所述表面从所述第二电子装置接收的热传递到所述第二液体冷却剂。16.一种用于冷却多个电子装置的方法，所述电子装置容纳于电子模块的壳体中，所述系统包括：使第一液体冷却剂围绕第一冷却循环布置循环，包括使第一液体冷却剂在所述多个电子装置中的第一电子装置与热交换器之间循环，其中所述第一电子装置被布置成热耦合到所述第一液体冷却剂，使得在所述第一电子装置处产生的热被传递到所述第一液体冷却剂；围绕第二冷却循环布置输送第二液体冷却剂，包括使第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器，以及使所述第二液体冷却剂流动穿过热耦合到所述多个电子装置中的第二电子装置的冷却模块，其中由所述第二电子装置产生的热经由所述冷却模块的表面传递到所述第二液体冷却剂；其中所述第一冷却循环布置和所述第二冷却循环布置经由所述热交换器热耦合，使得来自所述第一液体冷却剂的热经由所述热交换器传递到所述第二液体冷却剂。17.根据权利要求16所述的方法，其中围绕所述第二冷却循环布置输送所述第二液体冷却剂包括当所述系统在使用中时使所述第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器并且从所述热交换器流动穿过所述冷却模块。18.根据权利要求16所述的方法，其中围绕所述第二冷却循环布置输送所述第二液体冷却剂包括使所述第二液体冷却剂流动穿过所述冷却模块并且从所述冷却模块流动穿过所述热交换器。19.根据权利要求16所述的方法，其中所述热交换器和所述冷却模块布置在所述第二
冷却循环布置的并联分支上，并且其中围绕所述第二冷却循环布置输送所述第二液体冷却剂包括并行地使所述第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器且使所述第二液体冷却剂流动穿过所述冷却模块。20.根据权利要求16至19中任一项所述的方法，其中所述壳体被配置成容纳所述第一液体冷却剂，并且其中所述第一电子装置至少部分地浸没在所述壳体内容纳的所述第一液体冷却剂中。21.根据权利要求16至20中任一项所述的方法，其中所述壳体被配置成容纳一定体积的第一液体冷却剂，所述第一液体冷却剂将所述壳体填充到一定液位，其中所述冷却模块被布置在所述壳体内，高于所述第一液体冷却剂的所述液位，并且所述第一电子装置被布置在所述壳体内，至少部分地浸没在所述壳体内容纳的所述第一液体冷却剂中。22.一种用于冷却多个电子装置的系统，所述电子装置容纳于电子模块的壳体中，所述系统包括：第一冷却循环布置，其被配置成使第一液体冷却剂在所述多个电子装置中的第一电子装置与热交换器的第一室之间循环，其中所述第一电子装置被布置成热耦合到所述第一液体冷却剂，使得当所述系统在使用中时，在所述第一电子装置处产生的热被传递到所述第一液体冷却剂；第二冷却循环布置，其被配置成使第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器的第二室，并且使所述第二液体冷却剂流动穿过热耦合到所述多个电子装置中的第二电子装置的冷却模块，其中当所述系统在使用中时，由所述第二电子装置产生的热经由所述冷却模块的表面传递到所述第二液体冷却剂；其中所述第一冷却循环布置和所述第二冷却循环布置经由使所述热交换器的所述第一室和所述第二室分离的导热界面热耦合，使得在使用中，所述热交换器被配置成经由所述导热界面将热从所述第一室中的所述第一液体冷却剂传递到所述第二室中的所述第二液体冷却剂。23.根据权利要求22所述的系统，其中所述第二冷却循环布置被配置成当所述系统在使用中时使所述第二液体冷却剂流动穿过所述热交换器的所述第二室并从所述热交换器的所述第二室流动穿过所述冷却模块。24.根据权利要求22所述的系统，其中所述第二冷却循环布置被配置成当所述系统在使用中时使所述第二液体冷却剂流动穿过所述冷却模块并从所述冷却模块流动穿过所述热交换器的所述第二室。25.根据权利要求22所述的系统，其中所述冷却模块和所述热交换器处的所述导热界面布置在所述第二冷却循环布置的并联第一分支和第二分支上，其中所述第二冷却循环布置被配置成使所述第二液体冷却剂流动穿过包括所述冷却模块的所述第二冷却循环布置的所述第一分支，以及使所述第二液体冷却剂流动穿过包括所述热交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾森，
申请(专利权)人：爱思欧托普集团有限公司，
类型：发明
国别省市：