一种将流体分配到服务器机架内的多个停靠站的冷却系统。所述服务器机架包括用于安放电子装置的停靠站。两相基于流体的热交换系统耦合至每个所述停靠站,其用于从所述电子服务器散热。在概念上将所述停靠站分为一个或更多区段,在将液相流体供给到每个区段的区段输入线内包括动态流体流调节器。所述区段输入线分支为多个平行流体路径,所述区段中的每个停靠站耦合一个平行流体路径。在每个分支流体通路内都包括固定流体流调节器。所述动态流体流调节器和固定流体流调节器的组合向每个两相热交换系统都提供平衡的流体流量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及一种用于冷却热量产生装置的方法和设备,和特别涉及一种使用基于流体的冷却装置来冷却服务器应用的方法和装置。
技术介绍
在电子器件冷却领域,具有高热耗散的高性能集成电路的冷却存在显著的挑战。用安装有热管和风扇的散热器的常规传统冷却不足以冷却瓦数要求不断增加的芯片。由于每单位体积能够获得更高的处理器性能,所以下列电子服务器(诸如刀片式服务器和机架式服务器)的使用数量不断增加。然而,集成电路的高密度也导致高的热密度,这超出常规空冷方法的能力。冷却电子服务器上的集成电路的特定问题在于,多个电子服务器一般安装在服务器底板内的近距离内。在这种配置中,电子服务器分离开有限的空间量,由此减少了提供足够冷却解决方法的尺寸。通常,电子服务器堆未向每个电子服务器提供大风扇和散热器的安装。通常,单个服务器底板内的电子服务器堆栈是用一个或更多风扇、一个或更多散热器、或者两者的组合的方式冷却的。使用这种配置,每个电子服务器上的集成电路都是使用散热器和在散热器上方吹空气的大型风扇来冷却的,或者简单地通过直接在电子服务器上方吹空气来冷却。然而,考虑到围绕服务器底板内的堆栈的电子服务器的自由空间有限,可用于冷却集成电路的空气的量有限。由于数据中心继续增大其计算机密度,所以更频繁地部署电子服务器。完全组装(populate)的电子服务器显著增加机架的产热。这需要超出计算机机房空调(CRAC)单元能够提供的冷却的补充冷却。补充冷却系统能够包括基于流体的冷却系统,该系统在服务器机架的水平上实施,并且被分配给服务器机架内安装的每个电子服务器。在一些应用中,补充冷却装置将冷却流体分配给服务器机架内的每个停靠站,其中每个停靠站都配置为接收电子服务器。分配给每个停靠站的冷却流体或者被分配给所接收电子服务器内包括的分立的基于流体的冷却系统,或者分配给作为每个停靠站的一部分的分立的基于流体的冷却系统,在所述个停靠站处分立的基于流体的冷却系统热耦合至所接收的电子服务器。当提供流体至服务器机架时,必须对机架内的冷却流体的分布给予细致的考虑。通常,流体路径含有一个或更多平行路径。如果流体路径是单个系列(singular series)路径,那么对于单相流体,温度会始终沿着路径上升。通过将流体分为平行路径,冷却器流体能够被呈现给需要冷却的装置,诸如电子服务器,并且来自平行路径的总压降较低。为了为每个平行路径平衡流量,可以改变流体压降,以便适当的流体量沿每个路径流动。在一些应用中,每个路径可以需要相同的流体量,其然后会需要相同的压降。在其他应用中,每个路径可以具有其自己的要求,因此相应改造其阻力。这对诸如水这样的单相冷却剂很好用。该流体路径压降对应用的热负荷基本上不灵敏。然而,在两相冷却系统中,诸如基于制冷剂的冷却系统,由于热量转移至流体,一部分流体经历相变并且从液体变为气体。两相冷却系统通常是合乎需要的,因为贯穿流体路径两相流体的温度是恒定的,由此在大体上恒温的情况下保持冷却系统内的热交换器。因为质量流速相同,所以气体必须以较高速率传播,因此其引起较高压降。如果存在具有相同热负荷的多个平行路径,那么沿着每个路径的压降都保持基本相同并且流量保持平衡。然而,如果热负荷在一个路径上高于另一个,那么制冷剂更多地向低负荷路径流动,因为低负荷路径具有较低的压降。这的实例可以在具有多个电子服务器的制冷剂冷却的服务器机架内发生。如果一些电子服务器接通电源而其它的服务器断开电源,那么制冷剂会自然地流向断开电源的电子服务器,这造成接通电源的电子服务器过热。应对这个问题的一个方法是使用有源阀系统(active valvesystem),其关闭通往断开电源的电子服务器的流体流。然而,这是昂贵的并且易于出现故障。另一个方法是整个流体流能够增大以确保在具有高热负荷的路径中具有足够的流体流,但是这需要较大的流体泵和更多电力。
技术实现思路
冷却系统配置为将流体分配至服务器机架内的多个停靠站。服务器机架配置为安放多个电子服务器,每个电子服务器都安装在服务器机架的停靠站内。冷却系统配置有平行流体路径,一个流体路径将流体分配至一个停靠站。两相基于流体的热交换系统耦合至每个停靠站,所述停靠站用于在电子服务器安装在停靠站中时从电子服务器散热。停靠站在概念上被分成一个或更多区段,并且在将液相流体供给至每个区段的区段输入线内包括动态液体流调节器。区段输入线分支成多个平行流体路径,一个平行流体路径耦合该区段中的每个停靠站。在每个分支流体通路内都包括固定液体流调节器。动态液体流调节器和固定液体流调节器的组合为耦合至停靠站的每个两相热交换系统都提供平衡的流体流。在一方面,所公开的冷却组件包括多个基于流体的两相冷却系统和流体输入歧管,该输入歧管配置为将液相的冷却剂供给至多个基于流体的冷却系统的每个冷却系统。流体输入歧管包括流体输入线、一个或更多动态液体流调节器、和多个固定液体流调节器。一个或更多动态流体流调节器平行耦合到流体输入线,其中每个动态流体流调节器都配置为提供可变的流体流阻。该流阻随着入口侧上的压力的增加而增加。每个冷却系统耦合一个固定流体流调节器。多个固定流体流调节器被设置为一组或更多组,每个动态流体流调节器耦合一组,以便该组中的全部固定流体流调节器平行于动态流体流调节器耦合,进一步地,其中每个固定流体流调节器都配置为提供固定流体流喷口。在一些实施例中,冷却系统也包括流体输出歧管,该输出歧管配置为从多个冷却系统的每个接收两相冷却剂。在一些实施例中,流体输出歧管包括多个冷却系统输出线和冷却组件输出线,其中每个冷却系统耦合一个冷却系统输出线,并且冷却组件输出线耦合至多个冷却系统输出线的每一个。在一些实施例中,流体输入线的直径小于冷却组件输出线的直径。在一些实施例中,冷却系统也包括包括多个停靠站的框架,每个停靠站都配置为接收发热电子装置,其中多个冷却系统的一个耦合至一个停靠站。在一些实施例中,每个冷却系统都配置为当发热电子装置安装在停靠站内时被安装至发热电子装置。在一些实施例中,每个冷却系统都包括一个或更多热交换器,所述热交换器配置为让冷却剂通过。在一些实施例中,至少一部分冷却剂在冷却系统内经受相变。在一些实施例中,每个动态流体流调节器都配置为响应于流体输入歧管内冷却剂的流体压力的范围输出恒定的流体流量。在一些实施例中,冷却剂是制冷剂。在一些实施例中,流体输入歧管也包括多个冷却系统输入线,在一个喷口管和一个冷却系统之间耦合一个冷却系统输入线。在一些实施例中,每个固定流体流调节器都包括一个或更多过滤器。在另一个方面,冷却组件包括框架、流体输入歧管、和流体输出歧管。该框架包括多个停靠站,每个停靠站都配置为接收发热电子装置。流体输入歧管配置为将液相的冷却剂供给至多个停靠站的每个停靠站。流体输入歧管包括流体输入线、一个或更多动态液体流调节器、和多个喷口管。一个或更多动态流体流调节器平行耦合到流体输入线,其中每个动态流体流调节器都配置为提供可变的流体流阻。每个停靠站耦合一个喷口管。多个喷口管被设置为一组或更多组,每个动态流体流调节器耦合一组,以便该组中的全部喷口管平行耦合到动态流体流调节器,进一步地其中每个喷口管都配置为提供固定流体流喷口。流体输出歧管配置为从多个停靠站的每个停靠站接收两相冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.22 US 61/406,084;2011.10.21 US 13/279,0451.一种冷却组件,包括: a多个基于流体的两相冷却系统;和 b流体输入歧管,其配置为将液相的冷却剂供给到所述多个基于流体的冷却系统的每个冷却系统,所述流体输入歧管包括:i流体输入线; ii一个或更多动态流体流调节器,其平行耦合到所述流体输入线,其中每个动态流体流调节器配置为提供可变的流体流阻;和 iii多个固定流体流调节器,每个冷却系统耦合一个固定流体流调节器,其中所述多个固定流体流调节器被设置成一组或更多组,每个动态流体流调节器耦合一组,使得所述组中的所有固定流体流调节器平行耦合到所述动态流体流调节器,进一步地,其中每个固定流体流调节器配置为提供固定流体流喷口。2.根据权利要求1所述的冷却系统,其进一步包括流体输出歧管,所述输出歧管配置为从所述多个冷却系统的每一个接收两相冷却剂。3.根据权利要求1所述的冷却组件,其中所述流体输出歧管包括多个冷却系统输出线和冷却组件输出线,其中每个冷却系统耦合一个冷却系统输出线,并且所述冷却组件输出线耦合至所述多个冷却系统输出线的每一个。4.根据权利要求3所述的冷却组件,其中所述流体输入线的直径小于所述冷却组件输出线的直径。5.根据权利要求1所述的冷却系统,其进一步包括框架,所述框架包括多个停靠站,每个停靠站配置为接收发热电子装置,其中所述多个冷却系统中的一个耦合至所述停靠站中的一个。6.根据权利要求5所述的冷却组件,其中当在所述停靠站内安装所述发热电子装置时,每个冷却系统配置为安装到所述发热电子装置。7.根据权利要求1所述的冷却组件,其中每个冷却系统包括一个或更多热交换器,所述热交换器配置为让所述冷却剂通过。8.根据权利要求1所述的冷却组件,其中至少一部分所述冷却剂在所述冷却系统内经历相变。9.根据权利要求1所述的冷却组件,其中每个动态流体流调节器都配置为响应于所述流体输入歧管内所述冷却剂的流体压力的范围,输出恒定的流体流量。10.根据权利要求1所述的冷却组件,其中所述冷却剂包括制冷剂。11.根据权利要求1所述的冷却组件,其中所述流体输入歧管进一步地包括多个冷却系统输入线,在一个喷口管和一个冷却系统之间耦合一个冷却系统输入线。12.根据权利要求1所述的冷却组件,其中每个固定流体流调节器包括一个或更多过滤器。13.一种冷却组件,包括:...
【专利技术属性】
技术研发人员:A·科雷亚,
申请(专利权)人:固利吉股份有限公司,
类型:
国别省市:
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