具有冗余的冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及冷却设备或冷却系统以及操作或制造这种冷却设备或冷却系统的方法。
【背景技术】
[0002]电子部件并且特别地是计算机处理器在操作中产生热，这可能会导致过热并且随后对系统的部件和其他零部件造成损坏。因此，期望的是使部件冷却进而将热传递离开部件并且保持部件温度不高于为部件的正确和可靠的操作指定的最大操作温度。
[0003]该问题尤其涉及计算机服务器中心的数据处理，其中，相当数量的计算机处理器是共同放置的并且意在长时间段内可靠持续地运行。这些中心可以典型地包含许多服务器单元，从而占据多个装备机架并且填充一个或多个室。每个服务器单元包含一个或多个服务器板。单个服务器板可以消耗数百瓦特的电力，这些电力中的许多电力作为热耗散了。
[0004]国际专利申请号W02010/130993和美国专利公开号W02010/020190 (两者均具有与本发明共同的发明人)描述了一种冷却装置，该冷却装置使用了用于容纳发热电子部件(一个或多个)的可密封模块。参照图1，示出了包括如在这些文献中描述的发热电子部件的可密封模块的分解截面图。
[0005]可密封模块包括:壳体81 ;带翅片的传导表面71 (具有钉状翅片突出部65)，该带翅片的传导表面71形成冷却板60的一部分；容器容积，该容器容积在部件组装之后由壳体81和传导表面71限定并且填充有第一冷却液体(未示出);与传导表面71相邻的液体流动通道61 ;小电子部件68 ;大电子部件69 ;以及记忆模块76。
[0006]可密封模块还包括:电子电路板75 ;用于电子电路板75的安装支柱63 ;部件散热器70，该部件散热器70附接至大电子部件69 ;螺钉80，该螺钉80用以将安装支柱63附接至传导表面71 ;盖板78，该盖板78用于冷却板的侧部、与带翅片的传导表面的侧部相反；用于壳体81的绝缘体73 ;第一密封垫片62 ;第二密封垫片64 ;以及螺钉79，该螺钉79用以将冷却板组件的部件保持在一起。绝缘体73也可以用作壳体81与电路板75之间的保护膜。
[0007]—旦所有螺钉均就位并且各种部件如示出的固定，则由传导表面71和壳体81限定的内部容积就填充冷却剂液体。在操作中，位于电路板75上的部件68、69和存储模块76产生热。热最初通过局部传导被传递至冷却液体，并且接着，当热液体膨胀并且变为有浮力的时候，热通过对流被传递至冷却液体。对流液体快速地与翅片65和传导表面71的其他表面接触。
[0008]来自用于传导表面71的翅片65的热被传导至流经通道61的循环第二液体(未示出)，以冷却传导表面71并且因而冷却冷却液体。在该结构中，通道61内的第二冷却剂液体的流动可以被控制以确保由传导表面71和壳体81限定的容积内的冷却剂液体保持在期望的温度范围内。特别地，可以避免第一冷却剂液体的沸腾。
[0009]这是用于电子部件的有效的、耐用的并且灵活的冷却方式。与用于电子部件的冷却的早期设计相比，可以容易地控制系统内的压力和温度并且昂贵和复杂的制冷技术不是必需的。
[0010]改进用于更复杂的冷却系统的该构型是有挑战性的。特别地，数据处理或计算机服务器中心使用的电子部件比以前具有增加的更大热输出并且要求更多冷却能力。同时，冗余被添加至冷却系统以避免特定部件或过程的失效，从而避免导致系统的一部分或全部崩溃。添加这种冗余增加了成本并且可能降低整体效率。
【发明内容】
[0011]针对该背景，本发明提供了一种冷却设备，该冷却设备包括:接合部件，该接合部件构造成接纳电子装置并且限定热界面，由电子装置产生的热可以通过该热界面被传递离开电子装置；热交换器装置，该热交换器装置联接至热界面并且构造成将由电子装置产生的热经由热界面传递至第一散热器和第二散热器。第一散热器和第二散热器彼此隔离(优选地在热交换器装置内)。理想地，热界面是对流的。有利地，热界面允许由电子装置产生的热经由内部冷却剂被传递离开电子装置。随后引用的冷却剂可以是指该内部冷却剂。因而，在模块的水平高度处提供冗余，其可以是用于使一个或多个部件冷却的单个容器或安装件。每个部件可以是单个电子部件或者每个部件可以是包括多个电子部件(比如电路板)的装置或多个这样的装置。
[0012]有利地，在热交换器装置的一部分不能够将热传递至第一散热器的情况下，热交换器装置构造成将本应传递至第一散热器的热中的至少一些(或全部)的热传递至第二散热器。因而，在热交换器装置的将热传递至一个散热器的一部分失效的情况下，热交换器装置可以构造成将更大比例的热传递至其他散热器。这可以用来提供冗余。
[0013]有益地，热交换器装置包括第一冷却剂连接器(或端口)，该第一冷却剂连接器(或端口)用于接收作为第一散热器的一部分的第一外部冷却剂。有利地，热交换器装置还包括第二冷却剂连接器(或端口)，该第二冷却剂连接器(或端口)用于接收作为第二散热器的一部分的第二外部冷却剂。因而，热交换器装置提供了连接器，该连接器用于将设备(尤其是以模块的形式)接合并且作为冷却系统的一部分。这可以允许多个设备分担第一外部冷却剂和/或第二外部冷却剂。虽然这可以允许模块系统被构造成其中每个模块均具有冗余，但是仍然允许多个模块共享外部冷却剂并且由此提高效率。同样地，这样的模块可以使用在大范围的不同环境中。第一冷却剂连接器可以包括第一冷却剂入口连接器和第一冷却剂出口连接器，其中，第一冷却剂入口连接器用于接收第一外部冷却剂，第一冷却剂出口连接器用于在热已经从电子装置传递至第一外部冷却剂之后运送第一外部冷却剂。类似地，第二冷却剂连接器可以包括第二冷却剂入口连接器和第二冷却剂出口连接器，其中，第二冷却剂入口连接器用于接收第二外部冷却剂，第二冷却剂出口连接器用于在热已经从电子装置传递至第二外部冷却剂之后运送第二外部冷却剂。
[0014]在一些实施方式中，热交换器装置构造成将从电子装置接收到的热以大致相等的比例传递至第一散热器和第二散热器。换句话说，热交换器装置可以在两个散热器之间大致相等地分配热输出，使得两个散热器分担载荷。然而，热传递的比率可以被控制或可以以不同的方式设定(例如:45%:65%,40%:60%,35%:75%,30%:70%,25%:75%,20%:80%U0%:90%,5%:95% )0第一散热器和第二散热器的容量在许多实施方式中可以是相同的。
[0015]优选地，热交换器装置或接合部件包括至少一个传导表面，所述至少一个传导表面构造成将由电子装置产生的热经由对流热界面传递至第一散热器和第二散热器。传导表面(一个或多个)(其可以被命名为冷却板)的使用允许热横穿表面传递，这可以比其他形式的热交换器更有效。
[0016]在一些实施方式中，接合部件包括壳体，该壳体限定下述容积的至少一部分:其中，电子装置的至少一部分和冷却剂可以定位(并且优选地，例如通过密封该容积来容置)在该容积中，使得冷却剂可以通过对流提供热界面。接着，热交换器装置可以包括:第一热交换器，该第一热交换器具有位于容积的第一部分中的部分并且构造成将热从冷却剂的第一部分传递至第一散热器；以及第二热交换器，该第二热交换器具有位于容积的第二部分中的部分并且布置成与第一热交换器平行，该第二热交换器构造成将热从冷却剂的第二部分传递至第二散热器。
[0017]因而，与图1中示出的模块类似的可密封模块却可以设置有第二平行热交换器。该平行热交换器提供了冗余，即使第一热交换器出于任何原因失效仍允许冷却继续。此外，该平行热交换器增加了冷却的效率。
[0018]优选地，第一热交换器包括第一传导表面，该第一传导表面与壳体相配合以限定容积的至少一部分。换句话说，可密封模块可以形成为容器，容器壁的一部分由壳体限定并且容器壁的另一部分由第一传导表面限定。
[0019]在优选实施方式中，第一热交换器还限定用于接收第一外部(液体)冷却剂(该第一外部冷却剂优选地为来自第一冷却剂连接器的第一外部冷却剂)的第一通道。接着，第一传导表面可以将容积与第一通道分离以允许容积与第一通道之间的热通过第一传导表面传导。因而，第一散热器通过第一外部冷却剂提供，该第一外部冷却剂将来自容积内的内部(液体)冷却剂的热经由穿过第一传导表面的传导从可密封模块运送出去。
[0020]有利地，冷却设备还包括电子装置。接着，第一传导表面或壳体的至少一部分可