[发明专利]用于去除来自设备机架的热量的热交换器

说明书

相关申请

本申请要求由相同的发明人于2008年3月10日提交的题为“FanTray for Supplemental Air Flow”的美国临时申请序列号61/068891的优先权。通过引用，美国临时申请序列号61/068891整体上结合入本申请。

技术领域

本发明总体涉及一种用于冷却热量产生装置的方法和设备，并且具体地，本发明涉及一种使用基于流体的冷却系统冷却服务器应用的方法和设备。

背景技术

具有高热耗散的高性能集成电路的冷却在电子器件冷却领域正在提出重要的挑战。通过热管和安装风扇的散热器的传统冷却不足以冷却具有日益增加的瓦特数需要的芯片(包括超过100W的那些芯片)。

由于每单位容积可以实现较高处理器性能，例如刀片式服务器和机架式服务器的电子服务器正在以增加的数量使用。但是，集成电路的高密度还造成高的热密度，这超过了传统空气冷却方法的能力。

冷却电子服务器上的集成电路的特殊问题在于多个电子服务器通常在服务器机箱内以近距离安装。在这种构造中，电子服务器隔开有限的空间量，由此减小了在其中提供充分冷却的解决方案的尺寸。通常，电子服务器的叠置不提供用于每个电子服务器的大风扇和散热器的安装。通常单个服务器机箱内的电子服务器堆栈通过一个或多个风扇、一个或多个散热器或两者的组合来冷却。使用这种构造，使用散热器和在散热器上吹送空气的大风扇，或者简单地通过直接在电子服务器上吹送空气，来冷却每个电子服务器上的集成电路。但是，考虑到服务器机箱内的叠置电子服务器周围的有限空闲空间，能够用来冷却集成电路的空气量是有限的。

随着数据中心继续增加其计算机密度，电子服务器正在更加频繁地被使用。完全布满的电子服务器显著地增加了机架的热量产生。这需要超过计算机房空气调节(CRAC)单元所能提供的补充冷却。补充冷却系统可包括位于电子服务器后端外部的风扇、泵和热交换器，以便降低离开电子服务器的空气温度。这些补充冷却系统的热交换器被供应泵送的冷却剂、水或制冷剂。虽然这些补充的冷却系统可利用通过规模经济得到的效率优势，它们还是需要另外的风扇。希望的是利用电子服务器内现有的风扇。

一些补充冷却系统被构造成被附接到服务器机架的后部的“冷却门”。供应和返回软管经由大开口延伸到数据中心的地板内。这种大的开口需要提供间隙，使得附加的软管长度可在门打开时被拉出地板，并在门关闭时滑动回到地板内。由于空气正从CRAC单元供应，地板内的空间通常处于正压力下。由于一些冷却空气量经由地板开口从地板下逃逸，地板开口可造成效率损失。另外，对于打开和关闭冷却门的使用者的活动来说，将附加软管拉出开口并将软管滑动回到开口内是繁琐的，并且有时是困难的。另外，由于在门打开和关闭时软管连接到冷却门，在冷却门和软管连接部上具有物理应力，对于连接部件造成磨损、撕裂以及可能的损坏。

发明内容

本发明的冷却系统针对一种冷却门组件，冷却门组件包括一个或多个热交换器。冷却门组件包括框架和连接到框架的冷却门。框架被构造成安装到服务器机架、机箱或其它电子器件封装件，使得冷却门打开以接近服务器机架内的电子服务器，同时保持与外部冷却系统的流体连接。冷却门和框架安装在一起，以便形成单独的冷却门组件，其具有通往外部冷却系统的输入和输出管路。在服务器机架内没有管路，并且因此冷却门组件不包括进入和离开服务器机箱的管路。因此，在将冷却门组件添加到服务器机箱时，不需要为了管路来调整现有的服务器机箱。冷却门组件被构造成服务器机箱的改造组件。冷却门组件的框架可以被设计成匹配不同尺寸的服务器机箱。该框架被连接到外部冷却系统，并且冷却门包括被构造成在冷却门和框架之间提供流体路径的一个或多个旋转接头。以此方式，框架保持在固定位置，而冷却门被构造成相对于框架转动，以便打开和关闭，同时保持经过每个旋转接头的流体路径。

冷却门组件不包括在冷却门打开和关闭时拉入和拉出地板的软管。冷却门组件可以被硬管接或实际上被硬管接，这是由于高度柔性的软管的使用不再用于与外部冷却系统的连接。另外，由于不再使用高度柔性的软管，可以使用金属管和管道，这允许使用例如R-134的制冷剂。由于制冷剂的使用，可以使得冷却能力增加。