Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки (варианты)

Изобретение относится к системам, предназначенным для охлаждения тепловыделяющих элементов серверных стоек, и может также использоваться в других электронных устройствах, построенных по принципу стойки, и охлаждать любые требующие охлаждения элементы. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки, включающей по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, выполненной из экструдированного алюминия и установленной снаружи корпуса, при этом механизм прижима выполнен в виде U-образного пружинного элемента с заключенным в нем конденсатором контурной трубы, неподвижно связанного с корпусом, пружинящие полоски которого спрофилированы для прижатия радиаторных планок конденсатора к жидкостной шине, и экструдированной алюминиевой линейки с отверстиями под оси и фрезерованными выборками, приваренной к задней стенке жидкостной шины, при этом в выборках линейки выполнены подпружиненные кулачки, зафиксированные осями, взаимодействующие своими выступами как с торцами пружинящих полосок пружинного элемента, так и с прилегающей к торцу наружной плоскостью пружинящих полосок. Технический результат заключается в максимально широкой универсализации, обеспечивающей охлаждение компонентов любой платы, повышении удобства обслуживания, профилактики и ремонта отдельного блейда и стойки в целом, обеспечение технологичности, дешевизны и простоты исполнения за счет широкого использования экструдированного алюминиевого профиля, обеспечение надежного, простого, автоматического термического контакта радиатора контурной тепловой трубы и жидкостной шины, повышающего эффективность охлаждения. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системам, предназначенным для охлаждения тепловыделяющих элементов серверных стоек и может также использоваться в других электронных устройствах, построенных по принципу стойки, и охлаждать любые требующие охлаждения элементы.

Уровень техники

До сих пор охлаждение электронной начинки плат серверных стоек представляет из себя очень большую и сложную задачу. Чаще она решается с помощью радиаторов и воздушного потока, создаваемого вентиляторами. Острота проблемы вызвана тем, что очень высока плотность электронной упаковки и высоки объемы снимаемой тепловой мощности. Они подходят к десяткам киловатт при том, что высота блейда составляет всего 40 мм, а их в стойке может быть до 40 шт. Речь идет о серийных стойках.

Обычно в блейд устанавливают маленькие, но мощные центробежные вентиляторы-воздуходувки. Их число может быть от 2 до 4. На процессоры и охлаждаемые компоненты плат устанавливают радиаторы и через них прогоняют мощный воздушный поток. Мощный поток нужен, поскольку плотность охлаждающего агента, т.е. воздуха, мала. На охлаждение полностью упакованной стойки уходит до 7-8 киловатт электрической мощности.

Подогретый воздух затем охлаждают во встроенных в стойки системах охлаждения или охлаждают воздух помещения, где стоят стойки, с помощью установленных там холодильных шкафов.

Эффективность охлаждения можно существенно увеличить, т.е. уменьшить потребляемую мощность охлаждения, если применить охлаждающий агент с более высокой плотностью, например жидкость.

Таких агентов может быть много. Самый простой, дешевый и эффективный - это вода.

Однако при использовании в качестве охладителя жидкости возникает очень сложная задача, как встроить жидкость, как охлаждающего агента, в электронную инфраструктуру, в частности блейдов серверных стоек.

Из уровня техники известно решение, основанное на использовании теплоотводящих модулей с собственной жидкостной инфраструктурой, на поверхности которых методом фрезерования выполнены прямоугольные углубления для организации контакта с электронными компонентами. При этом сам модуль выполнен из двух частей: верхней и нижней, которые соединяются методом вакуумной пайки. Электронные платы монтируются с верхней и нижней стороны модуля, а для организации оптимального сопряжения между поверхностью теплоотводящего модуля и электронными компонентами располагаются прокладки из термоинтерфейсного материала. Из собранных и подготовленных к работе теплоотводящих модулей уже строится сама серверная стойка, предназначенная для высокопроизводительных вычислений и компьютерного моделирования. (RU 2522937, G12B 15/00, H05K 7/20, 20.07.2014 г.).

Недостатком этого решения является совмещение в одном конструктиве жидкостной и электронной схем. Любая жидкостная протечка сразу попадает в электронную систему и выводит ее из строя.

Также из уровня техники известно решение US 20130228313 А1, F28D 15/0266, 05.09.2013 г. В данном решении описана конструкция системы охлаждения, в том числе элементов серверной стойки, содержащая внутренний корпус, в котором установлены тепловыделяющие элементы, первичный контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы (КТТ), испаритель, которой установлен в радиаторе процессора, посредством паропровода и конденсатопровода связан с конденсатором, а конденсатор разъемно-термически контактирует с жидкостной шиной вторичного контура охлаждения, расположенной в задней части стойки вне блейда.

В данном решении не обеспечен надежный, простой, автоматический термический контакт конденсатора контурной тепловой трубы и жидкостной шины, в то время как он является основополагающим для успешного функционирования системы охлаждения. Можно заходить с тыльной стороны стойки и вручную обеспечивать прижатие конденсатора контурной тепловой трубы к шине, но когда в зале вплотную стоят в ряд десятки стоек, то это становится большой проблемой.

Наиболее близким решением (прототипом) является US 20110277967, F28D 15/0266, 17.11.2011 г. В данном патенте описана конструкция охлаждающего устройства, в том числе элементов серверной стойки, содержащего внутренний корпус, в котором установлены тепловыделяющие элементы, первичный контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы (КТТ), испаритель, которой установлен в радиаторе процессора, посредством паропровода и конденсатопровода связан с конденсатором, а конденсатор разъемно-термически контактирует с жидкостной шиной вторичного контура охлаждения, расположенной в задней части стойки вне блейда.

В данном решении также не обеспечен надежный, простой, автоматический термический контакт конденсатора контурной тепловой трубы и жидкостной шины, в то время как он является основополагающим для успешного функционирования системы охлаждения, не обеспечивается максимальная эффективность охлаждения, проблематичность в простоте и удобстве обслуживании отдельного блейда и стойки в целом.

Заявленное изобретение устраняет указанные недостатки и позволяет достичь заявленный технический результат.

Раскрытие изобретения

Технической задачей, которую решает предлагаемое решение, является разнесение в пространстве электрической и жидкостной схем с максимально широкой универсализацией (т.е. охлаждение компонентов любой платы), настройка системы на экструдированный профиль, более удобное обслуживание отдельного блейда и стойки в целом, получение надежной, простой и эффективной системы охлаждения.

Технический результат заключается в максимально широкой универсализации, обеспечивающей охлаждение компонентов любой платы, повышении удобства обслуживания, профилактики и ремонта отдельного блейда и стойки в целом, обеспечение технологичности, дешевизны и простоты исполнения за счет широкого использования экструдированного алюминиевого профиля, обеспечение надежного, простого, автоматического термического контакта конденсатора контурной тепловой трубы и жидкостной шины, повышающего эффективность охлаждения.

Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по первому варианту включает по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, при этом система охлаждения содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, выполненной из экструдированного алюминия и установленной снаружи корпуса, при этом механизм прижима выполнен в виде U-образного пружинного элемента с заключенным в нем конденсатором контурной трубы, неподвижно связанного с корпусом, пружинящие полоски которого спрофилированы для прижатия радиаторных планок конденсатора к жидкостной шине, и экструдированной алюминиевой линейки с отверстиями под оси и фрезерованными выборками, приваренной к задней стенке жидкостной шины, при этом в выборках линейки осями зафиксированы подпружиненные кулачки, взаимодействующие своими выступами как с торцами пружинящих полосок пружинного элемента, так и с прилегающей к торцу наружной плоскостью пружинящих полосок.

Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по второму варианту включает по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, при этом система охлаждения содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, выполненной из экструдированного алюминия и установленной снаружи корпуса, при этом механизм прижима выполнен в виде качающихся рычагов, закрепленных на внутреннем корпусе, установленных на осях, взаимодействующих внутренней плоскостью с радиаторными планками конденсатора, подпружиненных в середине длины, спрофилированных под профиль жидкостной шины и имеющих на конце ролик.

Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по третьему варианту включает по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, при этом система охлаждения содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, выполненной из экструдированного алюминия и установленной снаружи корпуса, при этом механизм прижима выполнен в виде клиновидных вкладышей, закрепленных на внутреннем корпусе, с установленными в них радиаторными планками конденсатора, взаимодействующих с клиновидными ловителями, установленными на жидкостной шине.

Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по четвертому варианту включает по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, при этом система охлаждения содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, разъемно-термически контактирующего с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, выполненной из экструдированного алюминия и установленной снаружи корпуса, при этом конденсатор выполнен в виде оребренной радиаторной планки U-образного участка контурной тепловой трубы, а механизм прижима выполнен в виде подпружиненных качающихся рычагов, закрепленных на внутреннем корпусе, с роликами на конце, взаимодействующих с наклонными плоскостями жидкостной шины, причем жидкостная шина развернута на 90 градусов вокруг вертикальной оси, а радиаторные планки подпружинены и установлены параллельно плоскости жидкостной шины.

Внутренняя поверхность радиаторных планок конденсатора обклеена термоинтерфейсным материалом с односторонним липким слоем.

U-образный пружинный элемент и радиаторные планки конденсатора соединены штифтом у основания пружинного элемента.

Радиаторная планка выполнена в виде экструдированного профиля с гнездом для конденсаторной трубки и крепящейся загибом утоненного язычка.

Жидкостная шина снабжена торцевым разветвителем с переменной структурой.

Подпружиненные кулачки выполнены в виде экструдированного профиля.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Схема комбинированной системы охлаждения элементов серверной стойки.

Фиг. 2. Конденсатор КТТ. Вид по стрелке А.

Фиг. 3. Соединение конденсатора КТТ с радиаторными планками. Вид по стрелке Б.

Фиг. 4. Пружинный элемент конденсатора КТТ.

Фиг. 5. Радиатор, установленный на теплоотводящем элементе.

Фиг. 6. Конструктив жидкостной шины.

Фиг. 7. Жидкостная шина с параллельно-последовательной структурой потока.

Фиг. 8. Жидкостная шина с параллельно-последовательной структурой потока и схемой разветвителя.

Фиг. 9. Схема комбинированной системы охлаждения с прижатием радиатора КТТ и жидкостной шины качающимися рычагами.

Фиг. 10. Схема комбинированной системы охлаждения с прижатием радиатора КТТ и жидкостной шины в конусных направляющих.

Фиг. 11. Схема комбинированной системы охлаждения с прижатием радиатора КТТ и перпендикулярной жидкостной шиной качающимися рычагами.

Осуществление изобретения

Система охлаждения выполнена следующим образом.

На тепловыделяющий элемент 1 платы, расположенной в корпусе 53 (например, в корпусе блейда), например, процессор установлен радиатор 2. В основание 4 радиатора 2 (см. Фиг. 5) установлен испаритель 3 контурной тепловой трубы (КТТ).

Испаритель представляет из себя трубчатый корпус, в котором сформирована капиллярно-пористая структура, всегда пропитанная теплоносителем. Испаритель установлен в радиаторе процессора, посредством паропровода и конденсатопровода связан с конденсатором. При подводе тепла от основания 4 радиатора теплоноситель начинает испаряться, поглощая теплоту из основания радиатора, и соответственно, процессора, а теплоноситель в виде пара начинает движение по корпусу КТТ. В конденсаторе КТТ он снова превращается в жидкость.

Конденсатор КТТ, состоящий из 2-х U-образных участков 5 контурной тепловой трубы, оребрен планкой 6, выполняющей роль радиатора (см. Фиг. 2). Заделка конденсатора в радиатор представлена на Фиг. 3. Радиаторная планка выполняется экструдированной. В ней уже готовы канавки под радиаторную трубку. Для закрепления планки нужно согнуть утоненный язычок 7 согласно Фиг. 3.

На внутреннюю плоскость планок 6 наклеен термоинтерфейсный материал 8 толщиной 0,2 мм. Материал клеится, поскольку одна сторона у него выполнена с липким слоем. Функция этой прокладки - уменьшение термического сопротивления стыка и сопротивления трения в стыке. Поскольку материал 8 выполняет антифрикционную функцию, его толщина должна быть значимой, но в то же время минимальной, на уровне 0,2 мм. На радиаторные планки 6 надет пружинный элемент 9 (см. Фиг. 4). Пружинный элемент состоит из двух половинок, соединенных вместе винтами 36. Пружинящие полоски 10 слегка выгнуты. Радиусные канавки 37 означают начало зоны обжатия планок 6. Элемент 9 надевается на радиаторные планки 6 таким образом, что плоскости 12 элемента 9, входя в пространство между элементами 7, контактируют с плоскостями 11 радиаторных планок 6.

В планках 6 выполнены отверстия 13, в пружинном элементе 9 - отверстия 14. После надевания пружинного элемента на радиаторные планки они соединяются штифом 15 (см. фиг. 1). С помощью уголков 16 (см. Фиг. 4) весь конструктив радиатора КТТ прикреплен к корпусу блейда (см. фиг. 1). Крепление конструктива радиатора КТТ к корпусу может быть осуществлено с помощью известных средств, например с помощью винтов 54.

В задней части стойки, позади блейда, на осевой линии конденсаторов КТТ установлена жидкостная шина 17. Количество шин определяется отводимым количеством тепла и может колебаться от одной до четырех.

Конструктив жидкостной шины изображен на фиг. 6. Он представляет из себя плоскую трубу 18, состоящую из 2-х половин, соединенных вместе. Соединение половинок может быть выполнено любым известным методом, например сваркой. Торцы половинок вварены в штуцера 19, подводящих и отводящих охлаждающую жидкость, например, через внешнюю систему водоснабжения. Движение жидкости показано стрелками. Оно имеет встречное направление в половинках, чтобы обеспечить равномерный прогрев шины по высоте. Плоские половинки шин изготовлены экструзией алюминия.

В задний торец шины приварена линейка 20, сечение которой показано на виде сверху В-В. Линейка также изготавливается по технологии экструзии алюминия. В линейке при изготовлении выполнено сквозное отверстие 21 под ось 22 (см. фиг. 1). В линейке 20 перед приваркой фрезеруются выборки 23, торцы которых показаны на фиг. 6.

В выборки 23 линейки 20 установлены кулачки 24 и зафиксированы в ней осями 22. Каждая ось 22 выполнена в половину длины линейки для удобства монтажа. Кулачки, таким образом, имеют вращательную степень свободы в горизонтальной плоскости, кроме того, линейка 20 и кулачок 24 связаны пружиной растяжения 25 (см. фиг. 1). При отсутствии блейда в стойке положение кулачка 24 под действием пружины 25 изображено штриховой линией.

Профиль кулачка 24 изображен на фиг. 1. Он имеет три характерных выступа 26, 27 и 28. Назначение выступа 28 ясно из рисунка, ставить кулачок в позицию штрихпунктирной линии при выдвинутом блейде. Выступ 26 предназначен для взаимодействия с торцом 29 пружинного элемента (см. фиг. 4) при установке блейда в свое гнездо. Выступ 27, взаимодействуя с пружинящими полосками 10 пружинного элемента 9, осуществляет прижатие радиаторных планок 6 к жидкостной шине 17.

При этом профиль кулачка также получают экструзией алюминия в виде линейки, которую остается нарезать на равные отрезки.

Конструктив жидкостной шины крепится к каркасу стойки, в зависимости от конструктива стойки.

Перед установкой жидкостной шины в каркас стойки она дооснащается недостающими элементами.

Система охлаждения имеет несколько вариантов механизма прижима.

Помимо указанного выше варианта выполнения механизма прижима существует вариант механизма, который выполнен в виде качающихся рычагов 55 с роликами 31, подпружиненных в середине длины, установленных на осях 44, спрофилированных под профиль жидкостной шины и радиаторных планок конденсатора контурной трубы, и кронштейна в виде Н-образного сварного узла 45, связывающего конденсаторную часть КТТ с блейдом.

Также существует вариант механизма, который выполнен в виде конусных вкладышей 32, взаимодействующих с конусными ловителями 33, и кронштейнов 46, связывающих конденсаторную часть КТТ с блейдом.

Кроме того, существует вариант механизма, который выполнен в виде подпружиненных рычагов 34 с роликами 35 на конце, качающихся на осях 48, пружин 49 рычагов, пружин 50 конденсатора КТТ и кронштейнов 51, обеспечивающих силовую связь конденсатора КТТ с корпусом, при этом жидкостная шина развернута на 90° вокруг вертикальной оси, радиаторные планки подпружинены и установлены параллельно плоскости жидкостной шины.

Внутренняя поверхность радиаторных планок 6 конденсатора обклеена термоинтерфейсным материалом 8 с односторонним липким слоем.

U-образный пружинный элемент 9 и радиаторные планки 6 конденсатора соединены штифтом 15 у основания пружинного элемента.

Радиаторная планка 6 выполнена в виде экструдированного профиля с гнездом для конденсаторной трубки и крепящейся загибом утоненного язычка 7.

Жидкостная шина 17 снабжена торцевым разветвителем с переменной структурой.

Подпружиненные кулачки 24 выполнены в виде экструдированного профиля.

Система работает следующим образом.

Для начала собирают и устанавливают на место жидкостные шины и КТТ в полной комплектации. Затем устанавливают в свои гнезда блейды и начинают их задвигать до упора. Все кулачки 24 находятся в положении штриховой линии. При подходе к штатному положению торцы 29 пружинящих полосок 10 набегают на выступы 26 кулачков 24 и начинают их поворачивать по стрелке. Постепенно выступы 27 также вступают во взаимодействие с полосками 10 и начинают их выпрямлять, прижимая к жидкостной шине. Свое усилие пружинящие полоски 10 передают по всей длине радиаторным планкам 6 и через термоинтерфейсные прокладки 8 прижимают их к жидкостной шине. Максимальное усилие прижатия будет в положении, которое изображено на фиг. 1. Это равновесное положения для кулачков 24, когда усилие, развиваемое в пружинящих полосках 10, максимальное и приложено к выступу 27 в направлении, строго перпендикулярном к плоскости пружинящих полосок 10.

При дальнейшем продвижении блейда до упора выступа 26 в линейку 20 положение равновесия нарушается, направление силы, действующей на пружинный элемент 9 со стороны кулачка 24, отклоняется от перпендикуляра и появляется составляющая, направленная в сторону линейки 20, удерживающая блейд от самовыдвижения. При этом немного уменьшается усилие прижатия, но это уменьшение очень незначительное и им можно пренебречь.

Термоинтерфейсный материал прокладки 8 изготовлен на основе графита, имеет очень низкий коэффициент трения и уменьшает усилия, прикладываемые к блейду, чтобы его выдвинуть или задвинуть.

При малой загрузке вычислительными мощностями или когда не нужно утилизируемое тепло, жидкостную шину можно отключить, включить вытяжной вентилятор и охлаждать процессоры за счет обдува радиатора процессора воздушным потоком. Когда необходимо утилизировать тепло или недостаточна мощность охлаждения вентилятором, вентилятор отключается, включается жидкостной поток и идет охлаждение за счет КТТ и жидкостной шины. Если недостаточна мощность жидкостного охлаждения, дополнительно включается вентилятор.

На фиг. 9 изображена система охлаждения с другим вариантом прижима радиаторных планок 6 и жидкостной шины 17.

Он состоит из рычагов 55 с роликами 31, установленных на осях 44, пружин сжатия 30, взаимодействующими с рычагами и кронштейна в виде Н-образного сварного узла 45, связывающего конденсаторную часть КТТ с блейдом.

При установке блейда или его вытягивании из стойки качающиеся на осях 44, рычаги 55 расходятся при обкатывании роликами 31 жидкостной шины 17. При этом радиаторные планки 6 освобождаются от усилия пружин сжатия 30 и радиатор КТТ свободно снимается с жидкостной шины. В рабочем положении пружины 30 через качающиеся рычаги 55 прижимают радиаторные планки 6 к жидкостной шине 17.

На фиг. 10 изображена система охлаждения с другим вариантом прижима радиаторных планок 6 и жидкостной шины.

Он состоит из конусных вкладышей 32, закрепленных на внутреннем корпусе, ловителей 33 и кронштейнов 46, связывающих конденсаторную часть КТТ с блейдом.

На радиаторных планках 6 крепятся конусные вкладыши 32. На жидкостной шине крепятся конусные ловители 33. При окончательной установке блейда вкладыши 32 входят в ловители 33 и прижимают радиаторные планки 6 к жидкостной шине при взаимодействии конусных поверхностей. Крепление элементов может быть выполнено любым известным методом, например сваркой.

Конусность рассчитывается из условия, что она с определенным усилием фиксирует конуса друг в друге и в то же время позволяет их расцепить без особо большого усилия.

На фиг. 11 изображена система охлаждения с другим вариантом прижима радиаторных планок 6 и жидкостной шины, с развернутым на 90 градусов, по отношению к первоначальному, положением жидкостной шины относительно вертикальной оси.

Он состоит из подпружиненных рычагов 34 с роликами 35 на конце, качающихся на осях 48, пружин 49 рычагов, пружин 50 конденсатора КТТ и кронштейнов 51, обеспечивающих силовую связь конденсатора КТТ с корпусом.

В данном варианте прижатие подпружиненной радиаторной планки 6 КТТ осуществляется за счет взаимодействия подпружиненных качающихся рычагов 34, несущих на себе ролики 35 с коническими плоскостями 42 жидкостной шины 17, в результате чего создается усилие прижатия.

На фиг. 7 изображена жидкостная шина, которая может быть выполнена с двумя рядами прямоугольных отверстий, состоящая из экструдированной трубы 38, входных и выходных штуцеров 39 и торцевых крышек 40, разделенных на четыре секции, где поток параллельно идет в четырех каналах в одном направлении и также в четырех каналах возвращается обратно, это схема для равномерного прогрева трубы. Чтобы уменьшить число входов-выходов, шина может быть снабжена разветвителем (см. фиг. 8), состоящим из переходника 41 и половинок 42 и 43, организующих систему движения жидкости и уменьшающих до одного число входов и выходов.

Говоря про жидкостную шину, нужно сказать, что здесь имеет место множество вариантов исполнения. Например, жидкостная шина может быть выполнена как с коническими плоскостями, так и с перпендикулярными плоскостями. Внутренняя структура трубы определяется количеством отводимого тепла, требованиями к градиенту температуры вдоль трубы, требованиями к гидравлическому сопротивлению, к количеству входов-выходов, механической прочностью, технологией изготовления и т.д.

В целом, оценивая заявленное решение, можно отметить его технологичность, дешевизну и простоту исполнения за счет широкого использования экструдированного алюминиевого профиля, обеспечение надежного, простого, автоматического термического контакта конденсатора контурной тепловой трубы и жидкостной шины, повышающего эффективность теплоотвода, разделяются в пространстве жидкостная и электронная часть внутреннего содержания стойки, достигается максимально широкая универсализация, обеспечивающая охлаждение компонентов любой платы, обеспечивается повышение удобства обслуживания, профилактики и ремонта отдельного блейда и стойки в целом.

1. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки, включающей по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, при этом система охлаждения содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, установленной снаружи внутреннего корпуса, отличающаяся тем, что механизм прижима выполнен в виде U-образного пружинного элемента с заключенным в нем конденсатором контурной трубы, неподвижно связанного с внутренним корпусом, пружинящие полоски которого спрофилированы для прижатия радиаторных планок конденсатора к жидкостной шине, и линейки с отверстиями под оси и фрезерованными выборками, приваренной к задней стенке жидкостной шины, при этом в выборках линейки выполнены подпружиненные кулачки, зафиксированные осями, взаимодействующие своими выступами как с торцами пружинящих полосок пружинного элемента, так и с прилегающей к торцу наружной плоскостью пружинящих полосок.

2. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность радиаторных планок конденсатора обклеена термоинтерфейсным материалом с односторонним липким слоем.

3. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 1, отличающаяся тем, что U-образный пружинный элемент и радиаторные планки конденсатора соединены штифтом у основания пружинного элемента.

4. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 1, отличающаяся тем, что радиаторная планка выполнена в виде экструдированного профиля с гнездом для конденсаторной трубки и крепящейся загибом утоненного язычка.

5. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 1, отличающаяся тем, что жидкостная шина снабжена торцевым разветвителем с переменной структурой.

6. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 1, отличающаяся тем, что жидкостная шина выполнена из экструдированного алюминия.

7. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 1, отличающаяся тем, что линейка выполнена из экструдированного алюминия.

8. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 1, отличающаяся тем, что подпружиненные кулачки выполнены в виде экструдированного профиля.

9. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки, включающей по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, при этом система охлаждения содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, установленной снаружи внутреннего корпуса, отличающаяся тем, что механизм прижима выполнен в виде качающихся рычагов, закрепленных на внутреннем корпусе, установленных на осях, взаимодействующих внутренней плоскостью с радиаторными планками конденсатора, подпружиненных в середине длины, спрофилированных под профиль жидкостной шины и имеющих на конце ролик.

10. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 9, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность радиаторных планок обклеена термоинтерфейсным материалом с односторонним липким слоем.

11. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 9, отличающаяся тем, что радиаторная планка выполнена в виде экструдированного профиля с гнездом для конденсаторной трубки и крепящейся загибом утоненного язычка.

12. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 9, отличающаяся тем, что жидкостная шина снабжена торцевым разветвителем с переменной структурой.

13. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 9, отличающаяся тем, что жидкостная шина выполнена из экструдированного алюминия.

14. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки, включающей по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, при этом система охлаждения содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, установленной снаружи внутреннего корпуса, отличающаяся тем, что механизм прижима выполнен в виде клиновидных вкладышей, закрепленных на внутреннем корпусе, с установленными в них радиаторными планками конденсатора, взаимодействующих с клиновидными ловителями, установленными на жидкостной шине.

15. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 14, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность радиаторных планок обклеена термоинтерфейсным материалом с односторонним липким слоем.

16. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 14, отличающаяся тем, что радиаторная планка выполнена в виде экструдированного профиля с гнездом для конденсаторной трубки и крепящейся загибом утоненного язычка.

17. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 14, отличающаяся тем, что жидкостная шина снабжена торцевым разветвителем с переменной структурой.

18. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 14, отличающаяся тем, что жидкостная шина выполнена из экструдированного алюминия.

19. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки, включающей по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, при этом система охлаждения содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, разъемно-термически контактирующего с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, установленной снаружи внутреннего корпуса, отличающаяся тем, что конденсатор выполнен в виде оребренной радиаторной планки U-образного участка контурной тепловой трубы, а механизм прижима выполнен в виде подпружиненных качающихся рычагов, закрепленных на внутреннем корпусе, с роликами на конце, взаимодействующих с наклонными плоскостями жидкостной шины, причем жидкостная шина развернута на 90 градусов вокруг вертикальной оси, а радиаторные планки подпружинены и установлены параллельно плоскости жидкостной шины.

20. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 19, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность радиаторной планки обклеена термоинтерфейсным материалом с односторонним липким слоем.

21. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 19, отличающаяся тем, что радиаторная планка выполнена в виде экструдированного профиля с гнездом для конденсаторной трубки и крепящейся загибом утоненного язычка.

22. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки по п. 19, отличающаяся тем, что жидкостная шина снабжена торцевым разветвителем с переменной структурой.

23. Комбинированная система охлаждения элементов серверной стойки по п. 19, отличающаяся тем, что жидкостная шина выполнена из экструдированного алюминия.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для применения в теплотехнике, а именно в устройствах для передачи тепла. Электронная тепловая труба включает в своем составе испаритель, паропровод, теплообменник-охладитель, паропровод, причем в качестве испарителя выступает катод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала с нанесенным на его внутреннюю поверхность эмиссионным слоем из материала с низкой работой выхода электронов, в качестве теплообменника-охладителя выступает анод, состоящий из элемента трубопровода из электропроводящего материала и нанесенного на его внутреннюю поверхность слоя восприятия электронов из материала с низкой работой выхода, причем анод электрически последовательно через потребитель электроэнергии соединен с катодом.

Изобретение относится к вакуумным радиаторам и может быть использовано для отопления помещений. Вакуумный радиатор содержит корпус, выполненный в виде двух герметично соединенных между собой листов материала, выдерживающего низкое давление.

Способ крепления тепловой трубы к теплоприемному основанию включает выполнение канавки на плоской поверхности теплоприемного основания, закладку в канавку тепловой трубы и деформацию тепловой трубы плоским пуансоном, причем канавку выполняют с глубиной не менее диаметра тепловой трубы, неизменной шириной от поверхности теплоприемного основания до половины глубины канавки, а приложение плоским пуансоном давления осуществляют к кромкам канавки.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для передачи тепловой энергии по вертикальным протяженным каналам в системах теплоэнергетики. Изобретение заключается в том, что в кольцевом регулируемом термосифоне, содержащем испаритель, конденсатор, трубу для транспорта пара, трубу для сконденсированной жидкости, кольцевую камеру с кольцевым соплом в испарителе, подключенную к трубе с конденсатом, причем в испаритель ниже кольцевого сопла введен кольцевой мелкоячеистый наполнитель из металла, а конденсатор соединен с трубой для жидкости через управляемые вентили, между трубой для пара и конденсатором включен сифон, а выход сифона присоединен к донной поверхности конденсатора, содержащего сконденсированную жидкость.

Изобретение относится к способу осуществления теплообмена с использованием маточного раствора в способе кристаллизации пара-ксилола (PX). Способ включает подачу потока поступающего материала и потока маточного раствора в РХ кристаллизационную установку, содержащую первый теплообменник для осуществления теплообмена через стенку между потоком маточного раствора и потоком поступающего материала и кристаллизатор для кристаллизации РХ из потока поступающего материла, при этом поток маточного раствора охлаждается до температуры -50°С, предоставление второго теплообменника для охлаждения потока поступающего материала до его поступления в РХ кристаллизационную установку для охлаждения потока поступающего материала вторым низкотемпературным источником энергии от охлаждающего агента и предоставление третьего теплообменника для осуществления теплообмена через стенку между потоком маточного раствора и потоком поступающего материала до того, как поток поступающего материала входит во второй теплообменник.

Изобретение относится к теплотехнике. Радиатор тепловой трубы состоит из набора горизонтальных колец 2, закрепленных на вертикально расположенном цилиндрическом корпусе 1.

Настоящее изобретение относится к устройству и способу кондиционирования при помощи активных охлаждающих балок. Система охлаждающих балок для кондиционируемого помещения содержит: блоки охлаждающих балок, каждый из которых имеет первый теплообменник и сконфигурирован для приема первичного воздуха и эжектирования первичного воздуха для создания потока вторичного воздуха через теплообменник; блок подготовки, сконфигурированный для передачи первичного воздуха из центрального блока подготовки воздуха на вход охлаждающей балки; и терминальные блоки, сконфигурированные для кондиционирования, с помощью второго теплообменника, потока рециркуляционного воздуха, извлекаемого из помещения, и смешивания кондиционированного воздуха с первичным воздухом из центрального блока подготовки воздуха для формирования объединенного потока первичного воздуха и передачи кондиционированного рециркуляционного воздуха на вход воздуха охлаждающей балки.

Изобретение относится к энергетике. Теплообменная система, содержащая единое устройство, имеющее область, погруженную в ванну с текучей средой, и свободное пространство вверху, в котором накапливается паровая фаза, одну внутреннюю область, открытую с обоих концов, расположенную внутри упомянутого устройства и полностью погруженную в ванну с текучей средой, теплообменные поверхности, причём, по меньшей мере, одна из теплообменных поверхностей находится внутри данной внутренней области и, по меньшей мере, одна другая поверхность находится в пространстве между упомянутой внутренней областью и стенками данного устройства.

Изобретение относится к теплопередающим устройствам, а именно к гравитационным тепловым трубам, предназначенным преимущественно для использования при охлаждении грунта.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в газоразделительных теплообменных установках, предназначенных для разделения газовых сред путем их охлаждения и дальнейшей конденсации или десублимации.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к двухфазным теплопередающим устройствам - контурным тепловым трубам. Устройство может быть использовано преимущественно в системах охлаждения электронных компонентов, в частности микропроцессоров, центральных процессоров, чипов, модулей памяти в компьютерах и т.д., в том числе там, где имеются два и более компонента с различной мощностью, требующих охлаждения, расположенных на удалении друг от друга и от стока тепла: воздушного, жидкостного или иного теплообменника. Теплопередающее устройство для охлаждения электронных компонентов содержит контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включает испаритель с капиллярной структурой внутри, обеспечивающий тепловой контакт с наиболее мощным источником тепла, конденсатор, сообщающийся посредством пустотелых паропровода и конденсатопровода с испарителем, отличающееся тем, что устройство содержит один конденсатор, сопряженный с внешним теплообменником, выполняющим роль стока тепла и отводящим наружу тепло, полученное от всех источников тепла, а конденсатопровод содержит по меньшей мере один теплообменник, выполненный в виде участка конденсатопровода, сопряженного с контактной пластиной, обеспечивающий тепловой контакт с менее мощным источником тепла, расположенный непосредственно между испарителем и конденсатором. Технический результат заключается в повышении устойчивости работы устройства, упрощении изготовления и сборки, снижении трудоемкости, повышении эффективности отвода тепла одновременно от двух и более электронных компонентов, которые рассеивают тепловые потоки, различающиеся до 10 раз и более, и произвольно расположены в пространстве, возможности размещения его в стесненных условиях. 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для передачи большого количества тепла при малых перепадах (градиентах) температуры на большие расстояния. В соответствии с заявленным изобретением предложен способ теплопередачи и устройство, реализующее заявленный способ. Устройство теплопередачи содержит емкость испарителя, заполненную по меньшей мере двумя различными текучими средами, причем первая текучая среда находится в газообразной фазе, а вторая текучая среда находится в жидкой фазе. Трубопровод соединяет емкость испарителя с конденсатором и накопительной емкостью, которые заполнены первой текучей средой, находящейся в газообразной фазе с давлением Р0 от 0,3 атм до 50 атм и более. Технический результат - исключение перегрева емкости испарителя, излишних затрат топлива, а также снижение использования дополнительного объема для аккумулирования тепла горелки, снижение затрат на производство емкости испарителя и обеспечение возможности непрерывной подачи теплоты к потребителю теплоты. 2 н. и 36 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к средствам для охлаждения грунта, работающим по принципу гравитационных тепловых труб и парожидкостных термосифонов, и предназначены для использования при строительстве сооружений в зоне вечной мерзлоты. Техническим результатом является упрощение конструкции установки в целом, позволяющим уменьшить количество выходящих на поверхность трубопроводов, соединяющих зону испарения с зоной конденсации, без снижения эффективности работы этих зон. Технический результат достигается тем, что установка имеет зону испарения с несколькими патрубками и зону конденсации с несколькими конденсаторами, соединенные через транспортную зону. Особенности установки заключаются в выполнении зоны конденсации в виде моноблочной конструкции, имеющей штуцер для стравливания воздуха, и связь ее с зоной испарения через единственный транспортный канал в виде верхнего и нижнего трубопроводов, соединенных через запорный вентиль, а также наличие в зоне испарения коллектора, к которому присоединены патрубки. Оба соединения трубопровода являются разъемными. Трубопровод и патрубки выполнены из легко деформируемого материала, а используемый жидкий теплоноситель имеет пары тяжелее воздуха. Комплект для сооружения установки включает первое изделие - моноблочный конденсатор, второе изделие - верхний транспортный трубопровод и третье изделие в виде последовательно соединенных вентиля, трубопровода и коллектора с патрубками. Третье изделие при изготовлении заполняют теплоносителем, его трубопровод и патрубки сгибают в бухты вокруг коллектора. Конструкция установки и ее комплектация обеспечивают технический результат, заключающийся в более удобной транспортировке и возможности разнесения во времени работ по размещению подземной и надземной частей на месте будущей эксплуатации. Связь этих частей через единственный указанный канал и возможность изгиба его нижней части облегчает размещение установки при наличии в непосредственной близости от нее других строящихся объектов. Установка после соединения ее частей не требует заправки теплоносителем в неблагоприятных условиях строительства и запускается в действие открыванием вентиля с последующим стравливанием воздуха через штуцер. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству рекуперации отводимого отработанного тепла с комбинированной выработкой тепла и электроэнергии (СНР) при пиковой электрической нагрузке и к способу его работы. Устройство содержит внутреннюю секцию энергетической установки и теплообменную секцию, причем указанная внутренняя секция содержит теплообменник, электрический тепловой насос для рекуперации отработанного тепла, электрический тепловой насос для аккумуляции энергии, высокотемпературный /низкотемпературный баки для хранения воды, нагреватель тепловых контуров, клапаны и циркуляционные водяные насосы. Теплообменная секция содержит высокотемпературный и низкотемпературный баки для хранения воды, электрический тепловой насос, теплообменник, клапаны и циркуляционный водяной насос. Устройство может работать соответственно в периоды провала электрической нагрузки, неизменной электрической нагрузки и пиковой электрической нагрузки путем комбинации различных клапанных переключателей, причем высокотемпературный бак для хранения воды используют для балансировки разницы между количеством подводимого тепла в систему и тепловой нагрузкой, а низкотемпературный бак используют для стабилизации количества извлекаемого рекуперированного отведенного тепла, тем самым, решая проблему ограничения способности выработки электроэнергии при пиковой нагрузке из-за зависимости выработки электроэнергии и теплоснабжения в традиционном режиме работы «тепло обуславливает электричество», причем СНР устройство может участвовать в регулировании мощности энергосистемы, которое может быть улучшено таким образом, чтобы иметь дело с условием постоянно растущей разности между максимумом и минимумом электрической нагрузки, причем поглощающая способность энергосистемы для ветроэнергетики может быть улучшена, с тем чтобы снизить явление «приостановки вентилятора». 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для передачи тепловой энергии по вертикальным каналам в системах теплоэнергетики. Термосифон содержит корпус, рабочий объем нижней камеры которого заполнен жидкостью, воронку, перегораживающую с зазором нижнюю камеру с паропроводом для транспортировки пара, верхнюю камеру, клапан для сбрасывания воздуха наружу, причем в верхнюю камеру введен корпус конденсатора, заполненный до заданного уровня жидкостью и соединенный с паропроводом, подключенным к сифону, конец которого размещен в жидкости конденсатора. В корпусе конденсатора выполнены отверстия и введена с зазором относительно корпуса дополнительная воронка, расположенная на уровне его жидкости, а верхняя часть корпуса оснащена клапаном. Сифон может быть выполнен в виде перевернутого стакана над паропроводом, а в испарительной зоне может быть размещен кольцевой мелкоячеистый наполнитель из металла. Технический результат - повышение эффективности испарения жидкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам, предназначенным для охлаждения тепловыделяющих элементов серверных стоек, и может также использоваться в других электронных устройствах, построенных по принципу стойки, и охлаждать любые требующие охлаждения элементы. Комбинированная система охлаждения тепловыделяющих элементов серверной стойки, включающей по меньшей мере один внутренний корпус с расположенным в нем по меньшей мере одним тепловыделяющим элементом, содержит по меньшей мере один контур охлаждения в виде контурной тепловой трубы, включающий расположенные во внутреннем корпусе радиатор, контактирующий термически с тепловыделяющим элементом, испаритель, установленный в основании радиатора, конденсатор, расположенный снаружи внутреннего корпуса, связанный паропроводом и конденсатопроводом с испарителем, жидкостную шину, связанную с конденсатором, при этом конденсатор выполнен в виде двух оребренных радиаторными планками U-образных параллельных участков контурной тепловой трубы, разъемно-термически контактирующих с жидкостной шиной при помощи механизма прижима, выполненной из экструдированного алюминия и установленной снаружи корпуса, при этом механизм прижима выполнен в виде U-образного пружинного элемента с заключенным в нем конденсатором контурной трубы, неподвижно связанного с корпусом, пружинящие полоски которого спрофилированы для прижатия радиаторных планок конденсатора к жидкостной шине, и экструдированной алюминиевой линейки с отверстиями под оси и фрезерованными выборками, приваренной к задней стенке жидкостной шины, при этом в выборках линейки выполнены подпружиненные кулачки, зафиксированные осями, взаимодействующие своими выступами как с торцами пружинящих полосок пружинного элемента, так и с прилегающей к торцу наружной плоскостью пружинящих полосок. Технический результат заключается в максимально широкой универсализации, обеспечивающей охлаждение компонентов любой платы, повышении удобства обслуживания, профилактики и ремонта отдельного блейда и стойки в целом, обеспечение технологичности, дешевизны и простоты исполнения за счет широкого использования экструдированного алюминиевого профиля, обеспечение надежного, простого, автоматического термического контакта радиатора контурной тепловой трубы и жидкостной шины, повышающего эффективность охлаждения. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Наверх