CN103677173A

CN103677173A - 冷却装置

Info

Publication number: CN103677173A
Application number: CN201210344031.XA
Authority: CN
Inventors: 路非遥; 曾雅祺
Original assignee: Inventec Pudong Technology Corp; Inventec Corp
Current assignee: Inventec Pudong Technology Corp; Inventec Corp
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2014-03-26
Also published as: US20140076520A1

Abstract

一种冷却装置，用以与一伺服器连接且冷却伺服器。冷却装置包括一柜体及一热交换器。热交换器设置于柜体内。热交换器具有彼此热接触的一第一循环管路、一第二循环管路及一冷却管路。第一循环管路连接至伺服器的一第一负载管路，以冷却进入伺服器内的一气体。第二循环管路连接至伺服器的一第二负载管路，以利用第二负载管路与伺服器内的一电子元件热接触而冷却之。冷却管路的一端连接至一冷却流体的来源，另一端排放冷却流体。柜体及热交换器构成模块化的冷却装置。故于调整由冷却装置及伺服器构成的伺服架构时，能抽换模块化的冷却装置。

Description

冷却装置

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，尤其涉及一种模块化的冷却装置。

背景技术

随着时代的演进，数据的存取量逐步增大，除了处理这些数据存取的伺服器的工作量增加，伺服器的数量也逐步增加。在伺服器的工作量增加的情况下，伺服器中各个伺服主机的电子元件的运算量也跟着增加。故业界通常会在摆放伺服器的机房中，设置以压缩机运作的空调系统，使摆放伺服器的机房的温度下降，以避免伺服器的电子元件过热而损毁。然而，在一个机房中摆放少量的伺服器，则浪费空调系统的运作效能。在伺服器摆满机房的情况下，若要少量增加伺服器的数量，势必得再开辟新的机房及其中的空调系统。如此一来，会导致扩增成本的大量增加。且在扩充少量伺服器的数量却又得扩建新的机房时，又会遇到机房中摆放少量的伺服器而浪费空调系统的运作效能的问题。导致业者通常无法灵活的增减伺服器的数量，而在改变伺服架构规模时容易产生困扰。因此，能够灵活调整空调系统以及伺服器的数量，是业界目前欲解决的课题。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种冷却装置，利用模块化的冷却装置灵活调整冷却装置与伺服器之间的配置。

本发明提供一种冷却装置，用以与一伺服器连接且冷却伺服器。伺服器包括一第一负载管路及一第二负载管路。第一负载管路用以冷却进入伺服器内的一气体，第二负载管路用以与伺服器内的一电子元件热接触以冷却电子元件。冷却装置包括一柜体及一热交换器。柜体具有一第一柜体出口、一第一柜体入口、一第二柜体出口、一第二柜体入口、一冷却流体出口及一冷却流体入口。第一柜体出口及第一柜体入口用以连接至第一负载管路。第二柜体出口及第二柜体入口用以连接至第二负载管路。冷却流体入口用以连接一冷却流体的来源。冷却流体出口用以排放冷却流体。热交换器设置于柜体内。热交换器具有彼此热接触的一第一循环管路、一第二循环管路及一冷却管路。第一循环管路的二端分别连接至第一柜体出口及第一柜体入口。第二循环管路的二端分别连接至第二柜体出口及第二柜体入口。冷却管路的二端分别连接至冷却流体出口及冷却流体入口。第一循环管路提供一第一流体流通。第二循环管路提供一第二流体流通。冷却管路提供冷却流体流通。柜体及热交换器构成模块化的冷却装置。

根据本发明的冷却装置，由于柜体及热交换器能构成模块化的冷却装置，而在架设由冷却装置及伺服器构成的伺服架构时，能抽换模块化的冷却装置，以灵活调整冷却装置以及伺服器的数量。在扩充伺服器数量时，仅需增加冷却装置的数量，即可达到足够的冷却能力。冷却装置与伺服器也能够分开搬运，以利配置于不同机房。当要扩充伺服器数量时，也仅需要将冷却装置与伺服器从小机房搬到大机房即可，而不必另辟新的机房及空调系统。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示依照本发明的实施例的冷却装置的架构图；

图2A绘示依照本发明的另一实施例的冷却装置的立体图；

图2B绘示图2A的冷却装置的另一视角的立体图。

其中附图标记

10、30冷却装置

110、310柜体

111、311第一柜体出口

112、312第一柜体入口

113、313第二柜体出口

114、314第二柜体入口

115、315冷却流体出口

116、316冷却流体入口

120、320热交换器

121第一循环管路

122第二循环管路

123冷却管路

131、331第一流体槽

132、332第二流体槽

141、341第一流体泵

142、342第二流体泵

151第一缓冲槽

152、352第二缓冲槽

161第一过滤装置

162第二过滤装置

163、363第三过滤装置

20伺服器

210第一负载管路

220第二负载管路

230电子元件

240风扇

311a第一集液瓶

313a第二集液瓶

371第一流体注入口

372第一流体排放口

373第二流体注入口

374第二流体排放口

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参照图1，绘示依照本发明的实施例的冷却装置10的架构图。本发明的冷却装置10能与一伺服器20连接。伺服器20包括一第一负载管路210及一第二负载管路220。第一负载管路210用以冷却进入伺服器20内的一气体。第二负载管路220用以与伺服器20内的一电子元件230热接触以冷却电子元件230。冷却装置10包括一柜体110及一热交换器120。柜体110具有一第一柜体出口111、一第一柜体入口112、一第二柜体出口113、一第二柜体入口114、一冷却流体出口115及一冷却流体入口116。第一柜体出口111及第一柜体入口112用以连接至第一负载管路210。第二柜体出口113及第二柜体入口114用以连接至第二负载管路220。冷却流体入口116用以连接一冷却流体的来源（未绘示）。冷却流体出口115用以排放冷却流体。热交换器120设置于柜体110内。热交换器120具有彼此热接触的一第一循环管路121、一第二循环管路122及一冷却管路123。第一循环管路121的二端分别连接至第一柜体出口111及第一柜体入口112。第二循环管路122的二端分别连接至第二柜体出口113及第二柜体入口114。冷却管路123的二端分别连接至冷却流体出口115及冷却流体入口116。第一循环管路121提供一第一流体流通。第二循环管路122提供一第二流体流通。冷却管路123提供冷却流体流通。

于本实施例中，冷却装置10还包括一第一流体槽131、一第一流体泵141及一第一缓冲槽151。第一流体槽131设置于第一循环管路121及第一柜体出口111之间。第一流体泵141设置于第一流体槽131及第一柜体出口111之间。第一缓冲槽151连接至第一流体槽131。

冷却装置10还包括一第二流体槽132、一第二流体泵142及一第二缓冲槽152。第二流体槽132设置于第二循环管路122及第二柜体出口113之间。第二流体泵142设置于第二流体槽132及第二柜体出口113之间。第二缓冲槽152连接至第二流体槽132。

冷却装置10还包括一第一过滤装置161、一第二过滤装置162及一第三过滤装置163。第一过滤装置161设置于第一循环管路121及第一柜体入口112之间。第二过滤装置162设置于第二循环管路122及第二柜体入口114之间。第三过滤装置163设置于冷却管路123及冷却流体入口116之间。

藉此，柜体110、热交换器120、第一流体槽131、第二流体槽132、第一流体泵141、第二流体泵142、第一缓冲槽151、第二缓冲槽152、第一过滤装置161、第二过滤装置162及第三过滤装置163能构成模块化的冷却装置10。

于本实施例中，热交换器120能为板式热交换器，但不限于此。热交换器120能为其他类型的热交换器。第一流体与第二流体能为相异物质，第一流体与冷却流体能为相同物质。第一流体及冷却流体能为液态水。第二流体能为冷媒。更甚者，此冷媒的液态-气态的相变化温度能低于电子元件230的运作温度。

当组装冷却装置10与伺服器20后，冷却装置10能冷却伺服器20。详言之，第一流体泵141能将储存于第一流体槽131的第一流体经由第一柜体出口111打出柜体110，并打入伺服器20的第一负载管路210。第一负载管路210能设置于伺服器20的入风口。当伺服器20的一风扇240将伺服器20外的气体吸入伺服器20时，第一负载管路210中的第一流体能吸收气体的热量而冷却此气体。藉此，能使经降温的气体进入伺服器20，以利冷却装置10冷却伺服器20。吸收了热量而升温的第一流体离开伺服器20的第一负载管路210后，能经由第一柜体入口112流进柜体110内。第一流体经过第一过滤装置161的过滤后进入第一循环管路121，以避免第一流体中的杂质进入第一循环管路121而使第一循环管路121受损。第一流体于第一循环管路121中能与冷却管路123中的冷却流体进行热交换，以将热量传递至冷却流体而降温。降温后的第一流体能再次回到第一流体槽131储存。于其他实施例中，因第一流体所流经的管路并非开放式的管路，而使第一流体具有杂质的机率较低，故能省略设置第一过滤装置161。当第一流体槽131的压力过大或第一流体过多时，部分第一流体能流入第一缓冲槽151中，以兹缓冲。于其他实施例中，因第一流体几乎没有压力变化，而亦能省略设置第一缓冲槽151。

第二流体泵142能将储存于第二流体槽132的第二流体经由第二柜体出口113打出柜体110，并打入伺服器20的第二负载管路220。第二负载管路220设置于伺服器20内的电子元件230并与的热接触。第二负载管路220中的第二流体能吸收电子元件230所产生的热量，而冷却电子装置230，以利冷却装置10冷却伺服器20。此时，第二流体因吸收了热量而升温。第二流体能因升温而较易吸收蒸发热而至少部分蒸发为气态。再者，当第二流体的温度到达其液态-气态的相变化温度时，第二流体能吸收汽化热而至少部分汽化为气态。吸收了热量而升温的第二流体离开伺服器20的第二负载管路220后，能经由第二柜体入口114流进柜体110内。第二流体经过第二过滤装置162的过滤后进入第二循环管路122，以避免第二流体中的杂质进入第二循环管路122而使第二循环管路122受损。第二流体于第二循环管路122中能与冷却管路123中的冷却流体进行热交换，以将热量传递至冷却流体而降温。降温后的第二流体能再次回到第二流体槽132储存。于其他实施例中，因第二流体所流经的管路并非开放式的管路，而使第二流体具有杂质的机率较低，故能省略设置第二过滤装置162。当第二流体槽132的压力过大或第二流体过多时，部分第二流体能流入第二缓冲槽152中，以兹缓冲。

冷却流体能从冷却流体的来源经由冷却流体入口116流入柜体110内，经过第三过滤装置163的过滤后，流入热交换器120的冷却管路123中，以避免冷却流体中的杂质进入冷却管路123而使冷却管路123受损。于冷却管路123中的冷却流体吸收第一循环管路121中的第一流体的热量，以及吸收第二循环管路122中的第二流体的热量。冷却流体吸收了热量而升温后，从冷却流体出口115排放冷却流体至柜体110之外。

于使用冷却装置30时，能组装冷却装置10及伺服器20而成为一伺服架构。于组装冷却装置10及伺服器20的配置时，能以管路衔接冷却装置10及伺服器20。于调整或拆解伺服器20及冷却装置10的配置时，能拆解伺服器20及冷却装置10之间的管线。因此，使用者能随着设计或使用上的需求组装模块化的冷却装置10与伺服器20，也能在变化设计或使用上的需求时将模块化的冷却装置10与伺服器20分离。

请参照图2A及图2B，2图A绘示依照本发明的另一实施例的冷却装置30的立体图，图2B绘示图2A的冷却装置30的另一视角的立体图。于本实施例中，冷却装置30并未设置图1中的第一过滤装置161、第二过滤装置163及第一缓冲槽151。

第一流体从第一柜体入口312进入热交换器320中。第一流体于热交换器320中放热后，再流至第一流体槽331中。三个第一流体泵341将第一流体打至一第一集液瓶311a，再从第一柜体出口311流出。柜体310还包括一第一流体注入口371及一第一流体排放口372。第一流体槽331连接至第一流体注入口371及第一流体排放口372。使用者能利用第一流体注入口371补充冷却装置30中的第一流体。当冷却装置30中的第一流体过多或想要排放第一流体时，能经由第一流体排放口372将第一流体排离冷却装置30。

第二流体从第二柜体入口314进入热交换器320中。第二流体于热交换器320中放热后，再流至第二流体槽332中。三个第二流体泵342将第二流体打至一第二集液瓶313a，再从第二柜体出口313流出。当第二流体槽332的压力过大或第二流体过多时，部分第二流体能流入第二缓冲槽352中，以兹缓冲。柜体310还包括一第二流体注入口373及一第二流体排放口374。第二流体槽332连接至第二流体注入口373及第二流体排放口374。使用者能利用第二流体注入口373补充冷却装置30中的第二流体。当冷却装置30中的第二流体过多或想要排放第二流体时，能经由第二流体排放口374将第二流体排离冷却装置30。

冷却流体能从冷却流体入口316流入第三过滤装置363。冷却流体经过滤后，流入热交换器320中。于热交换器320中的冷却流体吸收第一流体及第二流体的热量而升温后，从冷却流体出口315排放冷却流体至柜体310之外。

于使用冷却装置30时，能类似图1所示，组装冷却装置30及图1中的伺服器20而成为一伺服架构。于组装伺服器20及冷却装置30的配置时，能以管路衔接冷却装置30及伺服器20，再经由第一流体注入口371及第二流体注入口373分别注入第一流体及第二流体于第一流体槽331及第二流体槽332中。于调整或拆解图1中的伺服器20及冷却装置30的配置时，能先经由第一流体排放口373及第二流体排放口374分别排放第一流体槽331及第二流体槽332中的第一流体及第二流体，再拆解伺服器20及冷却装置30之间的管线。因此，使用者能随着设计或使用上的需求组装模块化的冷却装置30与伺服器20，也能在变化设计或使用上的需求时将模块化的冷却装置30与伺服器20分离。

综上所述，本发明的冷却装置中，由于柜体及热交换器能构成模块化的冷却装置，而在架设由冷却装置及伺服器构成的伺服架构时，能抽换模块化的冷却装置，以灵活调整冷却装置以及伺服器的数量。在扩充伺服器数量时，仅需增加冷却装置的数量，即可达到足够的冷却能力。冷却装置与伺服器也能够分开搬运，以利配置于不同机房。当要扩充伺服器数量时，也仅需要将冷却装置与伺服器从小机房搬到大机房即可，而不必另辟新的机房及空调系统。此外，本发明的冷却装置还能够经由第二负载管路直接对伺服器中的电子元件进行热接触。相较于一般空调系统将环境温度降低的间接降温方式，本发明的冷却装置的冷却方式较能直接将电子元件的热量带离电子元件。而且，本发明的冷却装置无需使用耗电的压缩机。因此，在使电子元件降至同样温度的情况下，本发明的冷却装置更能节省电能。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种冷却装置，用以与一伺服器连接且冷却该伺服器，该伺服器包括一第一负载管路及一第二负载管路，该第一负载管路用以冷却进入该伺服器内的一气体，该第二负载管路用以与该伺服器内的一电子元件热接触以冷却该电子元件，其特征在于，该冷却装置包括：

一柜体，具有一第一柜体出口、一第一柜体入口、一第二柜体出口、一第二柜体入口、一冷却流体出口及一冷却流体入口，该第一柜体出口及该第一柜体入口用以连接至该第一负载管路，该第二柜体出口及该第二柜体入口用以连接至该第二负载管路，该冷却流体入口用以连接一冷却流体的来源，该冷却流体出口用以排放该冷却流体；以及

一热交换器，设置于该柜体内，该热交换器具有彼此热接触的一第一循环管路、一第二循环管路及一冷却管路，该第一循环管路的二端分别连接至该第一柜体出口及该第一柜体入口，该第二循环管路的二端分别连接至该第二柜体出口及该第二柜体入口，该冷却管路的二端分别连接至该冷却流体出口及该冷却流体入口；

其中，该第一循环管路提供一第一流体流通，该第二循环管路提供一第二流体流通，该冷却管路提供该冷却流体流通，该柜体及该热交换器构成模块化的该冷却装置。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括一第一流体槽及一第一流体泵，该第一流体槽设置于该第一循环管路及该第一柜体出口之间，该第一流体泵设置于该第一流体槽及该第一柜体出口之间。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括一第一缓冲槽，连接至该第一流体槽。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括一第二流体槽及一第二流体泵，该第二流体槽设置于该第二循环管路及该第二柜体出口之间，该第二流体泵设置于该第二流体槽及该第二柜体出口之间。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括一第二缓冲槽，连接至该第二流体槽。

6.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括一第一过滤装置、一第二过滤装置及一第三过滤装置，该第一过滤装置设置于该第一循环管路及该第一柜体入口之间，该第二过滤装置设置于该第二循环管路及该第二柜体入口之间，该第三过滤装置设置于该冷却管路及该冷却流体入口之间。

7.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该热交换器为板式热交换器。

8.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该第一流体与该第二流体为相异物质，该第一流体与该冷却流体为相同物质。

9.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该柜体还包括一第一流体注入口及一第一流体排放口，连接至该第一流体槽，该第一流体注入口用以供该第一流体注入于该第一流体槽中，该第一流体排放口用以排放该第一流体槽中的该第一流体。

10.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，该柜体还包括一第二流体注入口及一第二流体排放口，连接至该第二流体槽，该第二流体注入口用以供该第二流体注入于该第二流体槽中，该第二流体排放口用以排放该第二流体槽中的该第二流体。