[发明专利]冷却系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于从电子设备、模块和系统中除去热量的冷却组件及其它装置。尤其是，这个发明涉及用于从一个或者多个电子机架的一个或者多个电子子系统的热生成部件中提取热量的增强的冷却系统和方法。

背景技术

众所周知，由于电子芯片设备的电路密度增加以便实现越来越块的处理速度，所以存在相应增加的、对于除去由这些设备生成的热量的需要。因为电路设备被更紧密地封装在一起，以及因为电路本身以越来越高的时钟频率进行操作，所以出现了增加的热量需要。尽管如此，同样已知的是，失控的热状况和由芯片生成的过多热量是导致芯片设备故障的主要原因。此外，可以预料到，对从这些设备中除去热量的需要将会无限地增加。因此，可以看出，提供用于电子电路设备的有用冷却机构是大而重要的需要。

新的每一代计算机都继续提供增加了的速度和功能。在大多数情况下，这已经通过增加了的功率损耗和增加了的封装密度的组合来实现。最后结果已经增加了在各级封装处的热流。例如，今天许多大型计算机系统的通用封装配置是多抽屉机架，其中每个抽屉包含一个或者多个处理器模块以及诸如存储器、电源和硬盘驱动器设备之类的相关联电子设备。这些抽屉是可移除单元，以便如果单个抽屉发生了故障，则可以现场除去和替换该抽屉。与这个配置有关的问题是，在电子抽屉级别处的热流量增加使得越来越难以通过简单的空气冷却来耗散热量。

发明内容

现有技术中的缺点通过一个冷却系统来克服，而且该冷却系统提供了另外的优点，所述冷却系统包括：冷却剂分配单元，该冷却剂分配单元包含第一换热器、第一冷却回路和至少一个第二冷却回路，第一冷却回路接收设备冷却剂，并且使其中的至少一部分通过第一换热器，所述至少一个第二冷却回路向至少一个电子子系统提供系统冷却剂，并且在第一换热器中将热量从至少一个电子子系统排出到第一冷却回路中的设备冷却剂；以及至少一个与所述至少一个电子子系统相关联的热耗散单元，每个热耗散单元包含第二换热器、所述至少一个第二冷却回路中的第二冷却回路、以及第三冷却回路，该第二冷却回路将系统冷却剂提供给第二换热器，第三冷却回路循环在所述至少一个电子子系统内的受调节冷却剂，并且在第二换热器中将热量从所述至少一个电子子系统排出到该第二冷却回路中的系统冷却剂。

在另一个方面，提供了一种受冷却的电子系统。所述受冷却的电子系统包括至少一个包含多个电子子系统的电子机架，以及冷却系统。该冷却系统包括冷却剂分配单元和多个热耗散单元。冷却剂分配单元包括第一换热器、第一冷却回路和多个第二冷却回路。第一冷却回路接收设备冷却剂，并且使其中的至少一部分通过第一换热器。多个第二冷却回路将系统冷却剂提供给多个电子子系统中的至少一些电子子系统，并且在第一换热器中将热量从所述至少一些电子子系统排出到第一冷却回路中的设备冷却剂。每个热耗散单元与所述至少一些电子子系统中的相应一个电子子系统相关联，而且每个单元包括第二换热器、所述多个第二冷却回路中的第二冷却回路、以及第三冷却回路。该第二冷却回路将系统冷却剂提供给第二换热器，而且第三冷却回路循环在相应电子子系统内的受调节冷却剂，并且在第二换热器中将热量从该电子子系统排出到第二冷却回路中的系统冷却剂。

还描述和要求保护了制造用于电子子系统的冷却系统的方法和用于冷却包含多个电子子系统的电子机架的方法。

此外，通过本发明的技术实现了另外的特征和优点。此处详细描述了本发明的其它实施例和方面，而且这些其它实施例和方面被认为是所要求保护的发明的一部分。

附图说明

在说明书的结束处的权利要求中特别指出和清楚地要求保护被认为是本发明的主题。通过以下结合附图的详细说明，本发明的上述及其它目的、特征、和优点将变得明显，其中在附图中：

图1描述了诸如计算机机房水调节单元(CRWCU)之类的、用于冷却计算环境中的一个或多个电子机架的传统的冷却剂分配单元；

图2是电子机架中的电子抽屉及其冷却系统的一个实施例的示意图，其中该冷却系统采用传统的、具有设备冷却剂回路和系统冷却剂回路的冷却剂分配单元；

图3是根据本发明的一个方面、用于电子机架中的电子子系统的冷却系统的一个实施例的示意图，该冷却系统包括冷却剂分配单元和包含所述电子子系统内的受调节(conditioned)冷却剂回路的热耗散单元；

图4A描述了根据本发明的一个方面、过滤在图3的冷却系统的受调节冷却剂回路内的受调节冷却剂的方法的一个实施例；

图4B描述了根据本发明的一个方面、被示为与要冷却的电子模块相耦接的图4A中的热耗散单元部件的一个实施例；