Емкость для жидкостного охлаждения электронных устройств

Изобретение относится к системам охлаждения электронных устройств. Технический результат заключается в расширении арсенала средств. Емкость для охлаждения жидкостью электронного оборудования представляет собой резервуар, образованный двумя торцевыми стенками, двумя боковыми стенками и днищем, причем впускной патрубок или отверстие расположен(о) на дне емкости. Внутри емкости образованы нагнетательная камера, в которой расположен впускной патрубок или впускное отверстие, две промежуточные камеры, две боковые камеры. Промежуточные камеры сообщаются с нагнетательной и боковыми камерами. Также внутри емкости образована обратная центральная камера, сообщающаяся с боковыми камерами, причем в обратной центральной камере расположен выпускной патрубок или выпускное отверстие. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к емкости для охлаждения электронных устройств путем погружения нагревающихся электронных компонентов в охлаждающую жидкость.

В заявке на патент США №2011/0132579 "Liquid Submerged, Horizontal Computer Appliance Rack and Systems and Method of Cooling such a Appliance Rack", раскрывается система с емкостью для погружения электрических приборов в жидкость, включающая в себя поддерживающее устройство для отвода избыточного тепла от охлаждающей жидкости емкости и рассеивания отведенного тепла в среде. Эта система имеет следующие проблемы: в большинстве случаев неравномерные структуры потока через некоторое количество интервалов установки электрического устройства в пределах емкости, что потенциально приводит к неравномерному охлаждению через все интервалы установки; узкие порты подачи и возврата диэлектрической жидкости, которые приводят к возникновению нецелесообразно высоких скоростей потока жидкости в соответствующих точках соединения с емкостью; недостаточные возможности масштабирования; и недостаточное внимание к надежности работы при отказе.

Также известно техническое решение (RU 2500012 С1, 02.07.2012), ферма с иммерсионной системой охлаждения, содержащая нагревающиеся электронные компоненты, помещенные в диэлектрическую охлаждающую жидкость, герметичный контейнер, модуль охлаждения (теплообменник), модуля направления (насос), причем контейнеров может быть несколько и располагаются они в стойке параллельно друг другу. В качестве модуля распределения используется распределительная труба, установленная параллельно днищу контейнера, и образована двумя параллельными друг другу перфорированными трубами, соединенными U-образным соединителем. Причем один конец распределительной трубы заглушен, а второй соединен с впускным патрубком, установленным в нижней части контейнера. Такая конструкция модуля распределения отводит тепло от размещенных в контейнере электронных устройств в целом и не обеспечивает достаточно эффективного отвода тепла от наиболее нагретых компонентов электронных устройств.

К недостаткам известных технических решений, относится невысокая плотность установки охлаждаемых электронных устройств, неравномерный отвод тепла, что приводит к ненадежности работы системы охлаждения.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание емкости для жидкостного охлаждения электронных устройств с улучшенными эксплуатационными характеристиками, обеспечение высокой плотности размещения вычислительных ресурсов (электронных устройств), а также высокая степень надежности и защищенности электронных устройств от перегрева.

Техническим результатом является повышение надежности охлаждения для электронных устройств, за счет конструктивного выполнения емкости (резервуара) для охлаждения, а также возможности подачи охлажденного потока снизу емкости и равномерного распределения потока охлаждающей жидкости за счет конструкции стенок емкости (внутренних камер) и использования физического эффекта «конвекция» (усиление потока за счет естественной циркуляции «направление потока снизу вверх, т.е. поток, нагреваясь, поднимается вверх за счет естественной конвекции для последующего отвода тепла из емкости»).

Сущность изобретения достигается тем, что емкость для охлаждения жидкостью электронного оборудования представляет собой резервуар, образованный двумя торцевыми стенками, двумя боковыми стенками и днищем, причем впускной патрубок или отверстие расположен(о) на дне емкости. Внутри емкости образованы нагнетательная камера, в которой расположен впускной патрубок или отверстие, две промежуточные камеры, две боковые камеры, причем промежуточные камеры сообщаются с нагнетательной и боковыми камерами, а также обратная центральная камера, сообщающаяся с боковыми камерами, причем в обратной центральной камере расположен выпускной патрубок или выпускное отверстие. Нагнетательная камера образована частями торцевых стенок емкости, верхней стенкой, расположенной вдоль дна емкости и двумя боковыми перфорированными продольными стенками, через которые поток охлаждающей жидкости распределяется на два потока. Каждая из промежуточных камер образована одной из двух боковых перфорированных продольных стенок нагнетательной камеры, части продольной стенки и/или дна емкости, частями торцевых стенок емкости, а также перфорированной верхней стенкой, которая приблизительно параллельна, в пределах допусков, верхней стенки нагнетательной камеры. Каждая из боковых камер образована стенками обратной центральной камеры, а также частью боковых и торцевых стенок емкости и перфорированной верхней стенкой промежуточной камеры, причем обратная центральная камера в поперечном сечении имеет перевернутую П-образную форму и расположена между боковых камер, а основанием установлена на низ верхней стенки нагнетательной камеры, причем по меньшей мере на одной из торцевых стенок емкости в обратной центральной камере расположен выпускной патрубок или выпускное отверстие. Дополнительно емкость может выполняться из серого полипропилена толщиной от 7 до 12 мм. Емкость может быть наполнена диэлектрической жидкостью (минеральное масло, синтетическое масло). Насос и теплообменник, а также фильтр установлены на раме. Охлаждаемые электронные устройства установлены в боковых камерах. Впускной патрубок или отверстие расположен(о) по центру дна емкости.

Сущность изобретения подтверждается чертежами:

фиг. 1 - иммерсионная емкость общий вид.

фиг. 2, 3, 4 - иммерсионная емкость вид сверху, сбоку, с торца.

фиг. 5, 6 - взрыв схема иммерсионной емкости с разных ракурсов.

фиг. 7, 8 -сечение с торца иммерсионной емкости.

фиг. 9 - общий вид иммерсионной емкости, установленной на раму с оборудованием

фиг. 10 - общий вид иммерсионной емкости, установленной на раму

Краткое пояснение к фиг. 5.

Корпус иммерсионной емкости образован деталью 11 - U или V или как показано на фиг. 11 формой (боковые стенки и дно), а также торцевыми стенками 1 и 13.

1, 13 - торцевые стенки иммерсионной емкости.

2 - продольные вертикальные опоры с перфорацией (две боковые перфорированные продольные стенки для камер А1 или А2 или A3).

3 - перевернутый П-образный элемент с перфорацией в верхней части, а нижней - короткой стороной, опирающийся на элемент 5, образующий обратную центральную камеру А6, которая в поперечном сечении имеет перевернутую П-образную форму и расположена между боковых камер.

4 - продольные горизонтальные элементы с перфорацией (перфорированные верхние стенки для камеры для промежуточной камеры А2 или A3).

5 - опора для элемента 3 и опирающаяся на элементы 2 (верхняя стенка, расположенная вдоль дна емкости) с образованием камеры А1.

6 - продольные элементы являющиеся опорой для элементов 4.

7 - опоры для элементов 4.

8 - верхняя поперечная планка - ребро жесткости (соединяется с элементами 3 и 11).

9 - впускной и выпускной патрубки.

10 - ребра жесткости (показаны - треугольные, могут быть и квадратные и прямоугольные в зависимости от формы емкости).

11 - элемент являющийся основой корпуса - боковые стенки и дно -может иметь в сечении U или V или как показано на фиг. 5, 6, 7, 8 форму.

12 - элементы с прорезями, например, для крепления проводов.

Краткое пояснение к фиг. 7, 8: иммерсионное масло под давлением 3 атм. поступает в пластиковую емкость через патрубок, например, диаметром 83 мм элемент 9 и поступает в камеру А1 (нагнетательная) и далее через отверстия в элементе 2 поступает в камеры А2 и A3 (промежуточные). Далее через перфорацию (отверстия), например, диаметром 6 мм, в элементах 4 масло поступает в камеры А4 и А5 (боковые), где размещены электронные устройства, и охлаждает их. Далее нагретое масло через прямоугольные отверстия в детали 3 поступает в обратную центральную камеру А6 (сборный коллектор), и через выходной патрубок элемент 9, например, диаметром 83 мм и поступает через фильтр грубой очистки в насос, далее охлаждается в теплообменнике и снова подается в емкость.

Заявленная емкость может быть использована в установке для иммерсионного жидкостного охлаждения электронных устройств. В емкость с электронными устройствами (асиками) заливают диэлектрическую охлаждающую жидкость (например, трансформаторное масло, полиметилсилоксановые жидкости). Электронное оборудование полностью или частично погружают в емкость, содержащую диэлектрическую теплоотводящую жидкость, причем циркуляцию обеспечивают насосом, а охлаждение обеспечивают внешним теплообменником, кроме этого фильтрацию обеспечивают фильтром грубой очистки. Поток жидкости, образованный насосом, через впускной патрубок или впускное отверстие попадает в нагнетательную камеру емкости, а именно направлен вверх в верхнюю стенку нагнетательной камеры. Далее поток через перфорированные боковые перегородки нагнетательной камеры распределяется на два потока, которые через боковые камеры охлаждают электронные устройства, установленные в боковых камерах, далее потоки, поднимаясь вверх из-за постоянного напора жидкости и за счет нагрева, попадают в общую центральную обратную камеру, и через соединенные трубопроводом по крайней мере один выпускной патрубок или выпускное отверстие, посредством, фильтра грубой очистки и/или дополнительного фильтра, насоса и теплообменника, поступают обратно в емкость. Тепло из контура охлаждения теплообменника может быть либо использовано, либо рассеяно. Возможна установка в систему обогревателя для работы в отрицательных температурах. Температура окружающей среды, при которой возможна работа заявленного устройства охлаждения, колеблется от -50°С до +45°С.

Установка охлаждения с электронными устройствами (например асиками) предназначена для выполнения операций криптомайнинга. В качестве асиков, например, могут быть использованы чипы 7д-Т7. Для поддержания регламентируемой температуры чипов, требуется поддержание соответствующего теплоотвода. В качестве теплоотводящего элемента может быть выбрано масло «оптиколл», которое обладает электроизоляционными характеристиками. Емкость и все детали внутри емкости, из которых образуются внутренние камеры, могут быть сделаны из полипропилена. В обвязку установки (элементы трубопровода) могут входить муфты, соединители, переходники, американки, уголки, краны, тройники и т.д. В качестве измерительных устройств могут применяться манометры и термометры перед впуском в емкость, так и после выхода из нее.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет достичь повышения надежности и эффективности охлаждения для электронных устройств, за счет вышеуказанного конструктивного выполнения емкости (резервуара), а также обеспечивает повышение плотности компоновки электронных устройств, кроме того повышается ремонтопригодность и улучшаются условия технического обслуживания вычислительного блока в иммерсионной емкости.

Несмотря на то, что изобретение раскрыто в отношении конкретных вариантов осуществления, специалистам в соответствующей области техники будет понятно, что в таких вариантах осуществления может быть реализовано множество модификаций для его адаптации к конкретным вариантам реализации. В порядке примера, не потребуется особых усилий для адаптации изобретения для использования с электронными приборами, отличными от современных серверов; и для адаптации размеров интервалов установки электрических приборов, соответственно. Подобным образом, специалистам в соответствующей области техники будет понятно, что могут быть эффективно использованы другие известные вторичные дополнительные средства циркуляции, включающие в себя паровую компрессионную систему со сжатым воздухом, контуры погружения в жесткую воду, системы возврата и рециркуляции отводимого тепла, и т.п.Кроме того, эти некоторые' вышеописанные элементы могут быть реализованы посредством использования одной из различных известных производственных методологий, и, в целом, являться выполненными с возможностью работы под управлением аппаратных средств или под управлением программных средств или комбинации вышеперечисленного, а также удаленных систем связи и управления, как известно в соответствующей области техники.

1. Емкость для охлаждения жидкостью электронного оборудования, причем емкость представляет собой резервуар, образованный двумя торцевыми стенками, двумя боковыми стенками и днищем, причем впускной патрубок или отверстие расположен(о) на дне емкости, отличающаяся тем, что внутри емкости образованы нагнетательная камера, в которой расположен впускной патрубок или впускное отверстие, две промежуточные камеры, две боковые камеры, причем промежуточные камеры сообщаются с нагнетательной и боковыми камерами, а также обратная центральная камера, сообщающаяся с боковыми камерами, причем в обратной центральной камере расположен выпускной патрубок или выпускное отверстие.

2. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что нагнетательная камера образована частями торцевых стенок емкости, верхней стенкой, расположенной вдоль дна емкости, и двумя боковыми перфорированными продольными стенками, через которые поток охлаждающей жидкости распределяется на два потока.

3. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из промежуточных камер образована одной из двух боковых перфорированных продольных стенок нагнетательной камеры, части продольной стенки и/или дна емкости, частями торцевых стенок емкости, а также перфорированной верхней стенкой, которая приблизительно параллельна, в пределах допусков, верхней стенке нагнетательной камеры.

4. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из боковых камер образована стенками обратной центральной камеры, а также частью боковых и торцевых стенок емкости и перфорированной верхней стенкой промежуточной камеры, причем обратная центральная камера в поперечном сечении имеет перевернутую П-образную форму и расположена между боковых камер, а основанием установлена на низ верхней стенки нагнетательной камеры, причем по меньшей мере на одной из торцевых стенок емкости в обратной центральной камере расположен выпускной патрубок или выпускное отверстие.

5. Емкость по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что емкость и все стенки выполняются из серого полипропилена.

6. Емкость по п. 5, отличающаяся тем, что емкость выполняется из серого полипропилена толщиной от 7 до 12 мм.

7. Емкость по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что емкость наполнена диэлектрической жидкостью.

8. Емкость по пп. 1-7, отличающаяся тем, что в боковых камерах установлены электронные устройства.

9. Емкость по пп. 1-8, отличающаяся тем, что впускной патрубок или отверстие расположен(о) по центру дна емкости.

10. Установка по пп. 1-9, отличающаяся тем, что выпускной патрубок или выпускное отверстие расположен(о) в самой низкой части в одной из торцевых стенок центральной обратной камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам охлаждения. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим устройствам, включающим в себя корпус. Технический результат заключается в создании устройства, которое предоставляет возможность электрического соединения между электрическими частями, размещенными в отдельных участках корпуса, с хорошей эффективностью работы.

Изобретение относится к системе охлаждения для серверных шкафов, предназначено для отведения тепла от электронных компонентов высокопроизводительных серверов и может быть использовано в центрах обработки данных (ЦОД), на предприятиях, в офисах фирм, в домашних условиях как внутри серверных шкафов, так и вне их.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах охлаждения электронного оборудования. В способе охлаждения электронного оборудования пленочными и капельными потоками жидкости с использованием оребрения поверхность электронного компонента орошают потоками микрокапель жидкости с помощью каплеформирователя, расположенного в верхней стенке канала, поверхность электронного компонента структурируют путем нанесения ребер треугольного сечения, ориентированных вдоль течения, при этом каплеформирователь расположен по всей длине электронного компонента.

Изобретение относится к конструкции модульного, предварительно изготовленного центра обработки данных (ЦОД), в которой используется множество узлов кареток, связанных с каждой из множества блочных структур.

Изобретение относится к электротехнике. Электрический прибор (100) содержит: корпус (110), имеющий средства позиционирования (122, 123) для позиционирования в приемной емкости для электрического прибора; и электронную схему, выполненную с возможностью использовать информацию по управлению нагрузкой, по меньшей мере одну антенну (128) и модуль ближней связи, соединенный с антенной (128) и связанный с электронной схемой.

Изобретение относится к области конструктивных элементов распределительных шкафов, а именно к держателю панели для крепления панели к каркасу распределительного шкафа.

Изобретение относится к мобильному терминалу и, в частности, к теплоотводящей и экранирующей конструкции мобильного терминала. Технический результат – обеспечение возможности выполнения мобильного терминала и теплоотводящей и экранирующей конструкции легче и тоньше.

Изобретение относится к системам и способам для построения модульных быстровозводимых центров обработки данных, которые могут быть сконфигурированы с эффективным использованием пространства для целей транспортировки, затем легко развернуты на месте назначения, чтобы сформировать центр обработки данных, и в дальнейшем могут быть легко расширены модульным образом для удовлетворения меняющихся потребностей центров обработки данных на месте назначения.

Изобретение относится к теплообменному устройству на основе пульсационной тепловой трубы и системе охлаждения. Система охлаждения, содержащая множество блоков, которые механически соединены друг с другом, причем каждый блок содержит теплообменное устройство на основе пульсационной тепловой трубы; и устройство коммутации, причем устройство коммутации находится в физическом контакте с упомянутым, теплообменным устройством для переноса тепловой нагрузки из устройства коммутации в теплообменное устройство, и между двумя соседними блоками обеспечен электроизолирующий элемент, при этом теплообменное устройство содержит множество трубок для обеспечения путей протекания текучей среды между первым и вторым элементами распределения текучей среды теплообменного устройства, причем каждая трубка содержит группу каналов, при этом как первый, так и второй элементы распределения текучей среды содержат, пластину первого типа, причем каждая пластина первого типа имеет отверстия для обеспечения выравнивания множества трубок, пластины первого типа имеют одинаковую толщину, первый элемент распределения текучей среды содержит пластину второго типа, пластина второго типа имеет отверстия для обеспечения путей протекания текучей среды между трубками из множества трубок, и пластина второго типа расположена с противоположной стороны пластины первого типа из пластин первого элемента распределения текучей среды относительно второго элемента распределения текучей среды.

Изобретение относится к системам охлаждения. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Изобретение относится к системам охлаждения электронных блоков различной аппаратуры, в том числе радиоэлектронной, работающей при различных температурных режимах.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Автомобиль содержит источник электрической энергии, электромоторный кожух с размещенными в нем электромоторами для ведущих колес и блок управления мощностью, закрепленный на электромоторном кожухе, сконфигурированный для управления приводной электрической мощностью электромоторов с использованием электрической энергии источника электрической энергии.

Изобретение используется при эксплуатации передающих предохранительных клапанов постоянного тока и, в частности, представляет собой тиристорный радиатор в сборе для предохранительного клапана постоянного тока.

Изобретение относится к производству жидкостных охладителей для устройств с высокой плотностью мощности с большим выделением тепла для применения в электротехнической, радиоэлектронной, автомобильной промышленности, в установках индукционного нагрева металла.

Изобретение относится к интегральному электронному модулю с охлаждающей структурой и подложкой, которая несет электронные компоненты. Технический результат - предоставление интегрального электронного модуля, который совместим с окружением магнитного резонанса и который может быть изготовлен из простых компонентов, достигается тем, что интегральный электронный модуль содержит подложку с электронными компонентами, установленными на монтажной поверхности подложки.

Объектом изобретения является электронное устройство с охлаждением источника рассеяния тепла через распределитель с жидким металлом, причем это устройство содержит, по меньшей мере, один источник рассеяния тепла (32), содержащий, по меньшей мере, один электронный компонент, по меньшей мере, один распределитель (30), в котором выполнен, по меньшей мере, один канал циркуляции жидкого металла, образующий контур, проходящий под источником тепла (32), по меньшей мере, один теплоотвод (33) и, по меньшей мере, один электромагнитный насос (31) для приведения в движение жидкого металла в упомянутом, по меньшей мере, одном канале таким образом, чтобы жидкий металл поглощал тепло, рассеиваемое источником рассеяния тепла и переносил это тепло для его удаления через теплоотвод.

Изобретение относится к системам охлаждения и термостатирования с жидким теплоносителем. Технический результат - повышение энергетической эффективности системы жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора за счет исключения необходимости использования внешнего водоподъемного устройства для подачи охлаждающей среды через тепловоспринимающий элемент системы.

Изобретение относится к области освещения, в частности к светодиодным лампам с жидкостным охлаждением. Достигаемый технический результат - создание светодиодной лампы с жидкостным охлаждением, обладающей хорошими теплоотводящими свойствами и простой конструкцией.

Изобретение относится к системам охлаждения. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Изобретение относится к системам охлаждения электронных устройств. Технический результат заключается в расширении арсенала средств. Емкость для охлаждения жидкостью электронного оборудования представляет собой резервуар, образованный двумя торцевыми стенками, двумя боковыми стенками и днищем, причем впускной патрубок или отверстие расположен на дне емкости. Внутри емкости образованы нагнетательная камера, в которой расположен впускной патрубок или впускное отверстие, две промежуточные камеры, две боковые камеры. Промежуточные камеры сообщаются с нагнетательной и боковыми камерами. Также внутри емкости образована обратная центральная камера, сообщающаяся с боковыми камерами, причем в обратной центральной камере расположен выпускной патрубок или выпускное отверстие. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх