CN107302839A - 在数据中心中使电子设备冷却 - Google Patents

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Abstract

公开了在数据中心中使电子设备冷却。一种数据中心冷却系统包括模块化热沉和工作流体。该模块化热沉包括：蒸发器，其被配置为与热生成电子设备热接触以从数据中心热生成电子设备接收热；冷凝器，其耦合至蒸发器并且被配置为将来自热生成电子设备的热传递到冷却流体中；以及多个输送管，其将蒸发器和冷凝器流体耦合，所述多个输送管中的至少一个包括设置在蒸发器中的开放端以及设置在冷凝器中的封闭端。所述工作流体基于接收来自热生成电子设备的热在蒸发器中汽化，并且在输送构件中以汽相从蒸发器循环至冷凝器，且以液相从冷凝器循环至蒸发器。

Description

在数据中心中使电子设备冷却
技术领域
本文献涉及用于对诸如计算机数据中心中的计算机服务器机架以及相关器件的电子器件提供冷却的系统和方法。
背景技术
计算机用户常常关注于计算机微处理器的速度(例如，兆赫和千兆赫)。许多人忘记了这种速度常常伴随着代价——更高的功耗。这种功耗还生成热。这是因为按照简单的物理定律，所有能量不得不去往某处，并且在某处最终转化为热。安装在单个主板上的一对微处理器可汲取几百瓦特或更多的功率。对于大型数据中心中的许多计算机，需要将这一数字乘以几千(或几万)，由此可以容易地理解可生成的热的量。当并入支持关键负载所需的所有辅助器件时，数据中心中的关键负载所消耗的功率的影响常常加剧。
可使用许多技术来冷却位于服务器或网络机架托盘上的电子设备(例如，处理器、存储器、联网设备、以及其它热生成设备)。例如，可通过在设备上方提供冷却气流来创建强制对流。位于设备附近的风扇、位于计算机服务器机房中的风扇、和/或位于与电子设备周围的空气流体连通的管道系统中的风扇可强制冷却气流经过容纳设备的托盘上方。在一些情况下，服务器托盘上的一个或多个部件或设备可能位于托盘的难以冷却的区域中；例如，强制对流不太有效或者不可用的区域。
冷却不够和/或不足的结果可能是托盘上的一个或多个电子设备由于设备的温度超过最大额定温度而发生故障。尽管某些冗余可能被内置于计算机数据中心、服务器机架、甚至各个托盘中，但由于过热而发生的设备故障仍可能在速度、效率和费用方面造成极大代价。
发明内容
在示例实施方式中，一种数据中心冷却系统包括模块化热沉和工作流体。该模块化热沉包括：蒸发器，其被配置为与热生成电子设备热接触以从数据中心热生成电子设备接收热；冷凝器，其耦合至蒸发器并且被配置为将来自热生成电子设备的热传递到冷却流体中；以及多个输送管，其将蒸发器和冷凝器流体耦合，所述多个输送管中的至少一个输送管包括设置在蒸发器中的开放端以及设置在冷凝器中的封闭端。所述工作流体基于从所述热生成电子设备接收所述热而在蒸发器中汽化，并且在输送构件中以汽相从蒸发器循环至冷凝器，以液相从冷凝器循环至蒸发器。
在可与示例实施方式组合的方面，所述工作流体包括水，所述蒸发器包括铜。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述水包括去离子或反渗透(RO)水。
可与先前任何方面组合的另一方面还包括被设置为使冷却流体在冷凝器上方循环的风扇。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述风扇被安装在支撑热生成电子设备的服务器板子组件的框架上。
可与先前任何方面组合的另一方面还包括设置在蒸发器的内容量内的传热面。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述传热面包括与蒸发器集成地形成的铜翅片。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述铜翅片从蒸发器的内容量的底表面向上延伸，并且带翅片结构的高度小于蒸发器中的工作流体的操作液位。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述传热面的至少一部分涂覆有多孔涂层。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述多孔涂层包括铜颗粒。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述冷凝器被垂直地安装在蒸发器上面。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述冷凝器被安装到支撑热生成电子设备的服务器板子组件的框架。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述多个输送管包括热管道，所述热管道的每一个热管道包括芯结构。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述多个输送管的封闭端被设置在冷凝器的相应区域中。
在可与先前任何方面组合的另一方面，冷凝器的所述相应区域包括冷凝器的不同热区域。
在另一示例实施方式中，一种用于使数据中心电子设备冷却的方法包括：在模块化热沉的蒸发器中利用来自与蒸发器热接触的热生成电子设备的热使工作流体的至少一部分汽化；使工作流体的汽相从蒸发器通过流体耦合所述蒸发器的多个输送管的相应开放端向模块化热沉的冷凝器循环，所述相应开放端被设置在蒸发器中；在所述多个输送管的设置在冷凝器中的相应封闭端中使工作流体的汽相的至少一部分冷凝为工作流体的液相；以及使工作流体的液相通过所述多个输送管向蒸发器循环。
在可与示例实施方式组合的方面，所述工作流体包括水，所述蒸发器包括铜。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述水包括去离子或反渗透(RO)水。
可与先前任何方面组合的另一方面还包括使冷却气流在冷凝器上方循环。
在可与先前任何方面组合的另一方面，使冷却气流循环包括利用安装在支撑热生成电子设备的服务器板子组件的框架上的风扇来使所述冷却气流循环。
可与先前任何方面组合的另一方面还包括通过设置在蒸发器的内容量内的传热面将来自热生成电子设备的热传递给工作流体的液相。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述传热面的至少一部分涂覆有包括铜颗粒的多孔涂层。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述冷凝器被垂直地安装在蒸发器上面。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述多个输送管包括热管道，所述热管道各自包括芯结构。
在可与先前任何方面组合的另一方面，所述多个输送管的封闭端被设置在冷凝器的相应区域中。
在可与先前任何方面组合的另一方面，冷凝器的所述相应区域包括冷凝器的不同热区域。
根据本公开的模块化热沉的一个、一些或所有实施方式可包括以下特征中的一个或更多个。例如，尽管CPU、GPU和ASIC的热生成不断增加，热源表面积也不断变小。这导致大的热通量集中在待冷却的芯片表面上。另外，主晶片表面积通常远小于封装盖和热沉接触表面。这导致盖表面积上的局部热点并且导致设备表面上的大的温度梯度。所有这些设计挑战可增加传统热沉解决方案的从结到周围环境的热阻并且可限制冷却能力。铜散热器常常是用于散热并且应对热点冷却的传统解决方案。但是，这种解决方案可导致热沉的热性能不佳。根据本公开的模块化热沉的实施方式可解决这些问题中的一个或更多个以及与冷却电子热生成设备关联的其它问题。例如，相对于用于冷却CPU、GPU、ASIC和其它电子设备的传统热传递装置，由于例如减少的焊接和整体铜设计，根据本公开的模块化热沉的实施方式可具有低热阻。另外，在一些实施方式中，模块化热沉可提供用于通过在蒸发器和冷凝器之间耦合的多个输送管的更均匀的热传递。相对于传统技术，输送管可被定制为特定热传递容量或排热率以更有效地从热生成电子设备移除热。另外，在一些实施方式中，模块化热沉可通过利用相对于介电冷却剂可具有更高的传导性质的水作为工作流体来更有效地冷却热生成设备。作为另一示例，模块化热沉的实施方式可对通常影响传统冷却装置(诸如热虹吸管)的性能的热生成电子设备的定向不那么敏感。因此，托盘、主板以及安装在其上的设备可按照各种定向布置，而不会影响模块化热沉的操作。
在附图以及下面的描述中阐述了一个或多个实施方式的细节。其它特征、目的和优点将从该描述和附图以及权利要求书显而易见。
附图说明
图1图示根据本公开的被配置为安装在用在数据中心环境中并且通过模块化热沉冷却的机架内的服务器机架和服务器机架子组件的示意图。
图2A至图2B分别图示根据本公开的用于服务器机架子组件的模块化热沉的示例实施方式的示意性侧视图和俯视图。
图3图示根据本公开的用于服务器机架子组件的模块化热沉的另一示例实施方式的示意性侧视图。
图4A至图4B图示根据本公开的用于服务器机架子组件的模块化热沉的其它示例实施方式的部分的示意性等距视图。
图5A至图5B分别图示根据本公开的用于服务器机架子组件的模块化热沉的另一示例实施方式的示意性俯视图和侧视图。
图6A至图6B分别图示根据本公开的用于服务器机架子组件的模块化热沉的另一示例实施方式的示意性侧视图和俯视截面图。
具体实施方式
本文献公开了一种模块化热沉，其可操作以冷却一个或更多个电子热生成设备，诸如位于数据中心中的服务器机架子组件(例如，服务器托盘)上的设备。在一些实施方式中，模块化热沉可提供热点冷却以及这些设备所生成的热的三维分布以应对高热通量。在一些实施方式中，根据本公开的模块化热沉包括蒸发器、输送管和冷凝器。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，蒸发器包括具有传热面(例如，翅片结构)的小型铜块。翅片结构中的翅片可机加工或切削，或者可作为单独的零件被焊接或钎焊到蒸发器小型铜块。翅片可以是板形翅片或针形翅片并且可涂覆有铜多孔颗粒以增加蒸发率并减小热阻。在一些方面，蒸发器可完全由铜形成，这与其它材料相比可允许更容易实现带翅片表面。另外，烧结铜的制造用在模块化热沉中会更安全(例如，与烧结铝相比)。在一些方面，使用铜可允许单件式蒸发器(例如，没有可能导致泄漏或弱点的接头或连接)。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，随着热从热生成电子器传递到蒸发器，工作流体在蒸发器中汽化。汽化的工作流体通过输送管循环(例如，自然地或受迫地)到冷凝器，在那里它冷凝以将传递自设备的热释放到冷却流体(例如，冷却液体或者气流)。冷凝的工作流体通过输送管循环(例如，自然地或受迫地)回到蒸发器。在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，工作流体是水(例如，纯净水、去离子水或反渗透水)。在一些方面，水位高于蒸发器中的翅片高度，使得发生池沸腾以增加两相热传递率并且还增加最大热通量。例如，与非水冷却剂相比，水可具有更高的传递热的容量(例如，高一个数量级)。因此，与非水冷却剂相比，与蒸发器表面接触的一层水可更容易相变为蒸汽，从而将更多热传递给水。另外，与基于传统非水冷却剂的热虹吸管相比，使用水的模块化热沉可在低许多的压力下操作(例如，由于水的沸点为100℃)。例如，传统热虹吸管无法利用水作为冷却剂来操作，因为这种设备的汽-液压差可能不足以使工作流体(即，水)自然地在热虹吸管的热侧与冷侧之间循环。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，翅片(例如，带涂层)可主要应对热点冷却。例如，翅片增加了传热面面积，而多孔结构增加了热传递率。翅片结构(例如，形状、数量、尺寸、间距)和多孔结构(例如，材料、大小和孔隙度)可针对各个设计进行修改并且被精确地置于局部热点的顶部以应对热生成电子设备的各种热生成图。例如，如果诸如微处理器的设备具有特定功率图，则翅片可被修改以减小热沉的温度梯度和热阻。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，散热的三维性质也可帮助应对较小设备区域上方的高热通量。带涂层翅片区域上方的池沸腾所导致的有效热导率可为传统铜散热器的约3-5倍和工业均热板的两倍(例如，最高至1000W/cm2)。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，输送管可通过多孔结构来涂覆。多孔涂层可被优化以使可增加模块化热沉的最大功率容量的毛细管效应最大化。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，可见于传统热管道和铜散热器或者传统设计的均热板中的耐焊性可被消除。例如，输送管可将工作流体蒸汽直接从蒸发器传输至冷凝器。这导致尽可能低的热阻。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，输送管可由多个热管道组成(例如，在管内具有芯结构的开放管)。在一些方面，如图4A至图4B所示，工作流体蒸汽向多个热管道的直接输送可导致热管道之间的功率分布更均匀。相比之下，当在传统技术中将热管道焊接到铜散热器时，横跨热管道可存在温度梯度，这可导致通过某些热管道传递的功率较少。在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，输送管热管道可具有相同的效力，导致传递路径中的热阻较小，并且还将导致翅片效率更高，并且也降低冷凝器阻力。
另外，在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，如果输送管的热管道暴露于冷凝器中的与其它热管道相比更冷的热沉(例如，暴露于温度更低的冷却气流)，则在该热管道中冷凝可加速，因此与其它热管道相比将传递更多热。此特征可充当自平衡效应，其进一步改进模块化热沉性能。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，模块化热沉可用于不同大小(例如，高度)的热生成电子设备。例如，模块化热沉可用于相对矮(例如，1机架单位)的服务器或相对高(例如，2机架单位)的服务器。
在根据本公开的模块化热沉的一些实施方式中，模块化热沉可为模块化的并且可采取若干形式。例如，冷凝器可与蒸发器相邻或者在蒸发器的顶部。蒸发表面改进可以是多孔芯、沟槽、微翅片或者改进固液界面中的气泡成核的任何其它特征。冷凝器可以是气冷式、液冷板或者任何其它冷却界面(例如，两相冷却剂、冷水、冷凝水、Peltier型冷却器)。在一些方面，多个蒸发器可连接至一个冷凝器。在一些方面，每个蒸发器可连接至不止一个冷凝器。例如，一个翅片堆叠在蒸发器的顶部，一个翅片堆叠位于远处。
图1示出示例系统100，其包括服务器机架105(例如，13英寸或19英寸服务器机架)以及安装在机架105内的多个服务器机架子组件110。尽管示出单个服务器机架105，服务器机架105可以是系统100内的许多服务器机架中的一个，其可包括包含各种机架安装计算机系统的服务器群或协作定位设施(co-location facility)。另外，尽管示出多个服务器机架子组件110安装在机架105内，可能仅存在单个服务器机架子组件。通常，服务器机架105限定多个狭槽107，这些狭槽按照有序且重复的方式布置在服务器机架105内，并且每个狭槽107是机架中对应服务器机架子组件110可被置于其中和被移除的空间。例如，服务器机架子组件可被支撑在从机架105的相对侧伸出的导轨112上，所述导轨可限定狭槽107的位置。
狭槽107以及服务器机架子组件110可按照所图示的水平布置方式(相对于重力)定向。替选地，狭槽107以及服务器机架子组件110可垂直地定向(相对于重力)，但是这将需要对蒸发器和冷凝器结构进行一些下述的重新配置。在狭槽水平地定向的情况下，它们可垂直地堆叠在机架105中，在狭槽垂直地定向的情况下，它们可水平地堆叠在机架105中。
例如作为大型数据中心的一部分，服务器机架105可提供数据处理和存储能力。在操作中，数据中心可连接到网络，并且可接收并响应于来自网络的各种请求以检索、处理和/或存储数据。例如，在操作中，服务器机架105通常促进经由网络与用户接口的信息通信，所述用户接口由请求在数据中心中的计算机上运行的应用提供服务的用户的web浏览器应用生成。例如，服务器机架105可提供或帮助提供正在使用web浏览器的用户访问互联网或万维网上的web站点。
服务器机架子组件110可以是可安装在服务器机架中的各种结构中的一个。例如，在一些实现方式实施方式中，服务器机架子组件110可以是能够可滑动地插入服务器机架105中的““托盘””或托盘组件。术语“托盘”“托盘”不限于任何特定布置方式，而是应用于主板或者其它附属于主板的用于将主板支撑在机架结构中的适当位置的其它相对平坦的结构。在一些实现方式实施方式中，服务器机架子组件110可以是服务器底座或者服务器容器(例如，服务器箱)。在一些实现方式实施方式中，服务器机架子组件110可以是硬盘驱动器匣(hard drive cage)。
参照图2A至图2B，服务器机架子组件110包括框架或匣120、支撑在框架120上的印刷电路板122(例如，主板)、安装在印刷电路板122上的一个或多个热生成电子设备124(例如，处理器或存储器)、以及模块化热沉130。一个或多个风扇126也可安装在框架120上。
框架120可包括或者就是平坦结构，主板122可被置于并安装在该平坦结构上，以使得技术人员可抓住框架120以将主板移动到位并将其固定在机架105内的适当位置。例如，可诸如通过将框架120滑入狭槽107且在服务器机架子组件110的相对侧在机架105中的一对导轨上方(很像将午餐托盘滑入自助食堂机架中)，来将服务器机架子组件110水平地安装在服务器机架105中。尽管图2A至图2B示出框架120在主板122下方延伸，框架可具有其它形式(例如，将它实现为围绕主板的外围框架)，或者可被除去以使得主板本身被设置在机架105中(例如，可滑动地接合机架105)。另外，尽管图2A将框架120图示为平板，但框架120可包括从平板的边缘向上伸出的一个或多个侧壁，并且平板可以是顶部闭合或者顶部打开的盒子或匣子的底板。
所图示的服务器机架子组件110包括安装有各种部件(包括热生成电子设备124)的印刷电路板122(例如，主板)。尽管图示出一个主板122安装在框架120上，但根据特定应用的需求，多个主板可安装在框架120上。在一些实施方式中，一个或多个风扇126可被置于框架120上，以使得空气在服务器机架子组件110的前边缘处(图2A至图2B中的左手侧)进入(当子组件110被安装在机架105中时该前边缘更靠近机架105的前面)，流过(如图示)主板122、主板122上的一些热生成部件，并在后边缘处(右手侧)从服务器机架组件110排出(当子组件110被安装在机架105中时该后边缘更靠近机架105的后面)。一个或多个风扇126可通过托架127被固定到框架120。由此，风扇126可从框架120区域内抽拉空气，并在空气变暖之后将其推出机架105。主板122的下侧可通过间隙与框架120分离。
模块化热沉130包括蒸发器132、安装在基座139上的冷凝器134以及将蒸发器132连接到冷凝器134的输送构件136。蒸发器132接触电子设备124以使得通过传导热传递将热从电子设备124汲取至蒸发器132。例如，蒸发器132与电子设备124热传导接触。具体地讲，蒸发器132的底部接触电子设备124的顶部。
在操作中，来自电子设备124的热导致蒸发器132中的工作流体(例如，水)蒸发。如图2A所图示，作为液体137的工作流体填充蒸发器132至蒸发器132的容量内的特定高度，工作流体蒸汽141(由于传递的热而导致)在液体137上面。在一些方面，液体137填充蒸发器132至蒸发器132内的带翅片表面(这里未示出)上面的高度。在此示例中，蒸发器132由带有一些翅片结构(未示出)的小型铜块构成。翅片可机加工/切削，或者可作为单独的零件被焊接/钎焊到蒸发器铜块。翅片可以是板形翅片或针形翅片并且可涂覆有铜多孔颗粒以增加蒸发率并减小热阻。
然后蒸汽141穿过输送构件136来到冷凝器134。从冷凝器134向外辐射热到(例如)冷凝器134周围的空气中或者由一个或多个风扇126横穿冷凝器134、传热面138(例如，带翅片表面)或二者吹送或抽吸的空气中，导致工作流体冷凝。如图2A所示，冷凝器134可位于一个或更多个风扇126与蒸发器132之间，但是也可位于一个或更多个风扇126的相对侧(例如，子组件110的边缘附近)。
如图2A所示，输送构件136可成微小(非零)角度，以使得重力导致冷凝的工作流体穿过输送构件136流回到蒸发器132。由此，在一些实施方式中，输送构件136的至少一部分不平行于框架120的主表面。例如，输送构件136的冷凝器侧端可比输送构件136的蒸发器侧端高约1-5mm(例如，2mm)。然而，输送构件136也可为水平管，或者甚至可成微小负角(但是正角具有利用重力改善液体从冷凝器向蒸发器的流动的优点)。由于单个主板上可存在多个热生成电子设备，所以主板上可存在多个蒸发器，其中每个蒸发器对应于单个电子设备。
在操作期间，冷凝器134内部的工作流体(作为液体)的顶表面可比蒸发器132中的工作流体的顶表面液体高度137高(例如，高1至10mm)。这种效果可更容易使用成微小(正的非零)角度的输送构件136来实现，但是对于水平或成微小负角的输送构件136，鉴于模块化热沉130的预期热传输要求适当选择工作流体(例如，水)的热和机械性能也可实现这种效果
在操作期间，工作流体的液相137可通过输送构件136的液体导管流动，工作流体的汽相141(或者混合汽液相)可通过输送构件136的蒸汽导管流动。另外，在一些方面，输送构件136可包括芯结构，其通过毛细管力帮助使液体141循环回到蒸发器132(以及使蒸汽141来到冷凝器134)。
在一些替选实施方式中，模块化热沉130可具有多个蒸发器；每个蒸发器可接触不同的电子设备，或者多个蒸发器可接触同一电子设备(例如，如果电子设备特别大或者具有多个热生成区域的话)。多个蒸发器可通过输送构件136串联连接到冷凝器134，例如，单个输送构件136将冷凝器134连接到第一蒸发器和第二蒸发器。替选地，多个蒸发器中的一些或全部可通过多个输送构件并联连接到冷凝器134，例如，第一输送构件将冷凝器连接到第一蒸发器，第二输送构件将冷凝器134连接到第二蒸发器。串联实施方式的优点是管较少，而并联管的优点在于管直径可较小。
图2A至图2B图示出模块化热沉130，其中公共输送构件136用于从冷凝器134至蒸发器132的冷凝物流动以及从蒸发器132至冷凝器134的蒸汽(或者混合相)流动二者。由此，在此实施方式中，蒸发器132与冷凝器134之间的流体耦合由组合的冷凝物和蒸汽传输管线136构成。组合的冷凝物和蒸汽传输管线的潜在优点在于输送构件136可连接到冷凝器的一侧，从而与带有用于蒸汽的单独管线的系统相比降低了系统的垂直高度(因为蒸汽管线通常耦合到蒸发器的顶部或附近)。输送构件136可以是例如铜或铝的柔性管或管道。
参照图3，利用服务器机架子组件110示出模块化热沉230的另一示例实施方式。如图2A至图2B所示，服务器机架子组件110包括框架或匣120、支撑在框架120上的印刷电路板122(例如，主板)、安装在印刷电路板122上的一个或多个热生成电子设备124(例如，处理器或存储器)、以及模块化热沉130。一个或多个风扇126也可安装在框架120上。
模块化热沉230包括蒸发器232、安装在蒸发器232的顶部的冷凝器234以及将蒸发器132连接到冷凝器134的一个或更多个输送构件236。蒸发器132接触电子设备124以使得通过传导热传递将热从电子设备124汲取至蒸发器132。例如，蒸发器132与电子设备124热传导接触。具体地讲，蒸发器132的底部接触电子设备124的顶部。
如图3所示，冷凝器234被垂直地直接设置在蒸发器232上面，这在一些方面可允许在框架120上节省空间。传热面238(例如，翅片)被安装到冷凝器234的顶部。在操作中，来自电子设备124的热导致蒸发器232中的工作流体(例如，水)蒸发。如图3所示，作为液体237的工作流体填充蒸发器232至蒸发器232的容量内的特定高度，其中工作流体蒸汽241(由于传递的热而导致)在液体237上面。在一些方面，液体237填充蒸发器232至蒸发器232内的带翅片表面(这里未示出)上面的高度。在此示例中，蒸发器232由带有一些翅片结构(未示出)的小型铜块构成。翅片可机加工/切削，或者可作为单独的零件被焊接/钎焊到蒸发器铜块。翅片可以是板形翅片或针形翅片并且可涂覆有铜多孔颗粒以增加蒸发率并减小热阻。
蒸汽241然后穿过输送构件236来到冷凝器234。在一些方面，蒸发器232中的水蒸汽241和水液体237的密度的自然变化可使蒸汽241通过输送构件236向冷凝器234中循环。冷凝器234向外辐射热到例如冷凝器234周围的空气中或者由一个或多个风扇126横穿冷凝器234、传热面238(例如，带翅片表面)或二者吹送或抽吸的空气中，导致工作流体冷凝。
在操作期间，冷凝器134内部的工作流体(作为液体)的顶表面高于蒸发器232中的工作流体的顶表面液体高度237。在操作期间，在此示例中，工作流体的液相137可随着(例如，同时)工作流体的汽相141(或者混合汽液相)可通过输送构件136向上流动，通过输送构件136向下流动。
在一些替选实施方式中，模块化热沉230可具有多个蒸发器；每个蒸发器可接触不同的电子设备，或者多个蒸发器可接触同一电子设备(例如，如果电子设备特别大或者具有多个热生成区域的话)。多个蒸发器可通过输送构件236连接到冷凝器134或者多个冷凝器。
图4A至图4B图示出用于服务器机架子组件的模块化热沉的其它示例实施方式的部分的示意性等距视图。例如，图4A示出根据本公开的模块化热沉的蒸发器432和输送构件(包括多个输送管436)。蒸发器432包括安装或形成到蒸发器432的内表面452中的带翅片结构450(例如，车轮形式)。如图4A所示，存在四个输送管436；在替选实施方式中，可存在两个、三个、五个或另一数量的输送管436。在一些方面，输送管436的数量可至少部分地地基于模块化热沉的所需或期望的冷却容量以及每个输送管436的特定冷却容量来确定。每个输送管436可向蒸发器432(例如，包括工作流体的液相和汽相的蒸发器432内的容量)开放并且包括流开口437。
如所示，流开口437包括液体流部分438和蒸汽流部分439。在一些方面，尽管可能不存在分离液体流部分438和蒸汽流部分439的物理屏障，这样的部分基于在输送管436内流动的(例如，向蒸发器432或向冷凝器)工作流体的相、更具体地讲是由于蒸汽工作流体与液体工作流体之间的密度差而分离。例如，液体工作流体可在包括液体流部分438的输送管436的底部内从冷凝器向蒸发器432流动。蒸汽工作流体可在包括蒸汽流部分438的输送管436的上部内从蒸发器向蒸发器432流动。由此，在示例操作中，工作流体(例如，水或冷却剂)可通过来自热耦合至蒸发器432的热生成电子设备的热的传递而汽化为汽相。汽化的工作流体可通过输送管436的蒸汽流区域439流向冷凝器，在那里汽相被冷却并冷凝为液相(例如，在输送管436内)。然后，液相可通过液体流区域438流回到蒸发器432(例如，以再次开始汽-液相循环)。在一些方面，输送管436中的一个或更多个可以是在冷凝器端封闭并且在蒸发器端开放(如所图示)的热管道(例如，具有芯结构)。
图4B图示出根据本公开的模块化热沉的蒸发器482和输送构件486。蒸发器482包括安装或形成到蒸发器482的内表面492中的带翅片结构490(例如，作为平行翅片)。如图4B所图示，存在四个输送管486；在替选实施方式中，可存在两个、三个、五个或另一数量的输送管486。在一些方面，输送管486的数量可至少部分地地基于模块化热沉的所需或期望的冷却容量以及每个输送管486的特定冷却容量来确定。每个输送管486可向蒸发器482(例如，包括工作流体的液相和汽相的蒸发器482内的容量)开放并且包括流开口489。
如所图示，流开口487包括液体流部分488和蒸汽流部分489。在一些方面，尽管可能不存在分离液体流部分488和蒸汽流部分489的物理屏障，这样的部分基于在输送管486内流动的(例如，向蒸发器482或向冷凝器)工作流体的相，更具体地讲，由于蒸汽工作流体与液体工作流体之间的密度差而分离。例如，液体工作流体可在包括液体流部分488的输送管486的底部内从冷凝器向蒸发器482流动。蒸汽工作流体可在包括蒸汽流部分488的输送管486的上部内从蒸发器向蒸发器482流动。由此，在示例操作中，工作流体(例如，水或冷却剂)可通过来自热耦合至蒸发器482的热生成电子设备的热的传递而汽化为汽相。汽化的工作流体可通过输送管486的蒸汽流区域489流向冷凝器，在那里汽相被冷却并冷凝为液相(例如，在输送管486内)。然后，液相可通过液体流区域488流回到蒸发器482(例如，以再次开始汽-液相循环)。在一些方面，输送管486中的一个或更多个可以是在冷凝器端封闭并且在蒸发器端开放(如所图示)的热管道(例如，具有芯结构)。
如模块化热沉的这些示例部分中所示，输送构件436和486由多个热管道(例如，其中具有芯结构)或输送管组成，如所示。例如，可存在工作流体液体从冷凝器流回到蒸发器所需的特定总横截面流区域(例如，流区域437和487)(例如，基于与蒸发器热接触的电子设备所生成的热的量)。总横截面区域可在多个热管道或流管之间分割，如所示。这可向模块化热沉的流输送增加冗余，同时还确保了通过蒸发器和冷凝器中的管的适当间隔，在这些部件内均匀地向/从工作流体传递热。由此，工作流体中的热(或冷)点可被减少或消除。
在一些方面，根据本公开的模块化热沉可根据以下示例工艺来制造。示例步骤可顺序地、并行地、或者按照与本文所述不同的次序来执行。首先，可通过冲压或者机加工过程(例如，从铜或其它材料)制造蒸发器、冷凝器和输送管部分。接下来，通过切削或焊接到蒸发器中的所需区域(例如，蒸发器的内容量内、容量的底表面上)来形成蒸发器翅片。接下来，将涂层(例如，铜颗粒的多孔涂层)施加到输送管和蒸发器的至少部分。接下来，在两端将输送构件(例如，作为单个热管道或流管或者多个热管道或流管)焊接到蒸发器和冷凝器。接下来，对模块化热沉进行清洗和抽真空并且用工作流体(例如，水)填充，然后将填充的管密封。
图5A至图5B分别图示出用于服务器机架子组件的模块化热沉530的另一示例实施方式的示意性俯视图和侧视图。在一些方面，模块化热沉530可包括多个(例如，两个或更多个)输送管，其将蒸发器532与冷凝器538流体连接以在工作流体内将热从一个或更多个热生成电子设备524传递到周围环境。在示例模块化热沉530中，如所图示，冷凝器538被设置在蒸发器532旁边。
如图5A至图5B所示，服务器机架子组件510包括框架或匣520、支撑在框架520上的印刷电路板522(例如，主板)、安装在印刷电路板522上的一个或多个热生成电子设备524(例如，处理器或存储器)、以及模块化热沉530。一个或多个风扇526也可安装在框架520上。框架520可包括或者就是平坦结构，主板522可被置于并安装在该平坦结构上，以使得技术人员可抓住框架520以将主板移动到位并将其固定在机架505内的适当位置。例如，可诸如通过在服务器机架子组件510的相对侧将框架520滑入狭槽507中且在机架505中的一对导轨上方(很像将午餐托盘滑入自助食堂机架中)，来将服务器机架子组件510水平地安装在服务器机架505中。尽管图5A至图5B图示出框架520在主板522下方延伸，框架可具有其它形式(例如，将它实现为围绕主板的外围框架)，或者可被除去以使得主板本身被设置在机架505中(例如，可滑动地接合机架505)。另外，尽管图5A将框架520图示为平板，但框架520可包括从平板的边缘向上伸出的一个或多个侧壁，并且平板可以是顶部闭合或者顶部打开的盒子或匣子的底板。
所图示的服务器机架子组件510包括安装有各种部件(包括热生成电子设备524)的印刷电路板122(例如，主板)。尽管图示出一个主板522安装在框架520上，但根据特定应用的需求，多个主板可安装在框架520上。在一些实施方式中，一个或多个风扇526可被置于框架520上，以使得空气在服务器机架子组件510的前边缘处(图5A至图5B中的左手侧)进入(当子组件510被安装在机架505中时该前边缘更靠近机架505的前面)，流过(如所图示)主板522、主板522上的一些热生成部件，并在后边缘处(右手侧)从服务器机架组件510排出(当子组件510被安装在机架505中时该后边缘更靠近机架505的后面)。一个或多个风扇526可通过托架被固定到框架520。由此，风扇526可从框架520区域内抽拉空气，并在空气变暖之后将其推出机架505。主板522的下侧可通过间隙与框架520分离。
模块化热沉530包括蒸发器532、安装在基座539上的冷凝器534以及将蒸发器532连接到冷凝器534的输送构件536。蒸发器532接触电子设备524以使得通过传导热传递将热从电子设备524汲取至蒸发器532。例如，蒸发器532与电子设备524热传导接触。具体地讲，蒸发器532的底部接触电子设备524的顶部。
如此示例中所示，输送构件536包括连接蒸发器532和冷凝器534的多个输送管560。在此示例中，存在六个输送管560，然而，可存在更少(例如，两个至五个)或更多(例如，超过六个)的输送管560。如所图示，输送管560中的一个或多个包括在蒸发器532中的工作流体的汽相541中开放的开放端562以及被设置在冷凝器534的特定区域中的封闭端564。在一些示例中，每个输送管560可被独立地冷却。例如，每个输送管560可被置于具有不同几何形状或者具有不同冷却介质的不同冷凝器(例如，多个冷凝器534中的不同冷凝器)内。在另外的示例中，每个封闭端564被设置在热方面不同于冷凝器534的其它区域的冷凝器534的区域中(例如，在冷凝器534的相邻区域之间几乎没有传导热传递)。由此，在此示例中，汽相541可流体地进入输送管560的开放端562中并且来到位于冷凝器534中的封闭端564(例如，通过压力或热梯度)。
在操作中，来自电子设备524的热导致蒸发器532中的工作流体(例如，水或冷却剂)的液相537蒸发。如图5A所图示，作为液相537的工作流体填充蒸发器532至蒸发器532的容量内的特定高度，其中工作流体蒸汽541(由于传递的热而导致)在液体537上面。在一些方面，液体537填充蒸发器532至蒸发器532内的带翅片表面(这里未示出)上面的高度。在此示例中，蒸发器532由带有一些翅片结构(未示出)的小型铜块构成。翅片可机加工/切削，或者可作为单独的零件被焊接/钎焊到蒸发器铜块。翅片可以是板形翅片或针形翅片并且可涂覆有铜多孔颗粒以增加蒸发率并减小热阻。
然后蒸汽541穿过输送管560的开放端562来到冷凝器534。从冷凝器534向外辐射热到例如冷凝器534周围的空气中或者到由一个或多个风扇526横穿冷凝器534、一个或更多个传热面538(例如，带翅片表面)或二者吹送或抽吸的空气中，导致工作流体的汽相541在输送管560内(例如，在封闭端564内)冷凝。如图5A所示，冷凝器534可位于一个或更多个风扇526与蒸发器532之间，但是也可位于一个或更多个风扇526的相对侧(例如，子组件510的边缘附近)。
如图5A所示，输送构件536可成微小(非零)角度，以使得重力导致冷凝的工作流体(例如，液相537)通过输送管560从封闭端564流回到蒸发器532。由此，在一些实施方式中，输送管560的至少一部分不平行于框架520的主表面。例如，输送管560的冷凝器侧端可比输送管560的蒸发器侧端高约1-5mm(例如，2mm)。然而，输送管560也可为水平管，或者甚至可成微小负角(尽管正角具有利用重力改善液体从冷凝器向蒸发器的流动的优点)。由于单个主板上可存在多个热生成电子设备，所以主板上可存在多个蒸发器，其中每个蒸发器对应于单个电子设备。
在所图示的实施方式中，工作流体的液相537可通过输送管560的一部分(例如，底部或下半部)流动，工作流体的汽相541(或者混合汽液相)可通过输送管560的另一部分(例如，顶部或上半部)流动。另外，在一些方面，输送管560可包括相应的芯结构，其通过毛细管力帮助使液体541循环回到蒸发器532(以及使蒸汽541回到冷凝器534)。
在一些替选实施方式中，模块化热沉530可具有多个蒸发器；每个蒸发器可接触不同的电子设备，或者多个蒸发器可接触同一电子设备(例如，如果电子设备特别大或者具有多个热生成区域的话)。多个蒸发器可通过输送管560串联连接到冷凝器534，例如，所有输送管560将冷凝器534连接到第一蒸发器和第二蒸发器。替选地，多个蒸发器中的每一个可通过输送管560的子集并联连接到冷凝器534，例如，输送管560的第一子集将冷凝器连接到第一蒸发器，输送管560的第二子集将冷凝器534连接到第二蒸发器。串联实施方式的优点是管较少，而并联管的优点在于管直径可较小。
如图5A至图5B所示，输送管560的封闭端560被设置在(并且输送管560终止于)冷凝器534的不同区域中。如图5B所示，封闭端560可被设置在冷凝器534内的共用平面内，但是在距风扇526不同距离处。由此，在一些方面，与封闭端560被设置为较接近风扇526的输送管560所接收的冷却气流590相比，具有较远离风扇526的封闭端560的输送管560可从风扇526接收更冷的冷却气流590。在一些示例中，输送管560的每个封闭端560的具体位置可被选择或设计以使从输送管560中的工作流体的汽相541到冷却气流590的热传递最大化。例如，使得每个输送管560具有相等或大体相等的热传递容量是优选或期望的。由此，由于例如输送管560的不同长度(例如，由于各种输送管560的封闭端564的不同位置)，各种冷却流体温度(例如，基于风扇526与输送管560的相应封闭端564之间的距离)可平衡横跨输送管560的热传递容量。
所描述的特征可用于设计具有低许多的热阻(例如，相对于传统技术)的冷却系统，其还可导致热生成设备(例如，CPU等)具有均匀的温度。例如，如本文所述的输送管的热传递容量(Qmax)可与管的有效长度(Leff)的倒数成比例(例如，Qmax＝3000/Leff)。另外，热生成设备的表面与每个输送管接触位置处的冷却气流之间的热阻(R)可等于对应温差(TD)除以管的热容量：R＝TD/Qmax。热阻本身是管长度和(如果包括芯的话)芯结构的函数。由此，尽管每个管可经历不同的冷却流体温度，其长度和(如果包括芯的话)芯结构可(例如，利用上述式)按照可在热生成设备的表面处得到均匀的温度的方式来选择。在一些方面，由于所描述的特征导致的表面温度的降低可为约5℃或者热阻的约30％。
图6A至图6B分别图示出根据本公开的用于服务器机架子组件的模块化热沉的另一示例实施方式的示意性侧视图和俯视图。在一些方面，模块化热沉630可包括多个(例如，两个或更多个)输送管，其将蒸发器632与冷凝器638流体连接以经由工作流体将热从一个或更多个热生成电子设备624传递到周围环境。在示例模块化热沉630中，如所示，冷凝器638被垂直地设置在蒸发器632上面。
参照图6A至图6B，模块化热沉630被图示为具有服务器机架子组件610。该服务器机架子组件610包括框架或匣620、支撑在框架620上的印刷电路板622(例如，主板)、安装在印刷电路板622上的一个或多个热生成电子设备624(例如，处理器或存储器)、以及模块化热沉630。一个或多个风扇626也可安装在框架620上。
模块化热沉630包括蒸发器632、安装在蒸发器632的顶部的冷凝器634以及将蒸发器632连接到冷凝器634的多个输送管636。蒸发器632接触电子设备624以使得通过传导热传递将热从电子设备624汲取至蒸发器632。例如，蒸发器632与电子设备624热传导接触。具体地讲，蒸发器632的底部接触电子设备624的顶部(例如，直接或者通过诸如相变材料的传热面)。
如图6A至图6B所示，冷凝器634被垂直地直接设置在蒸发器632上面，这在一些方面可允许在框架620上节省空间。传热面638(例如，翅片)被安装到冷凝器634的顶部。如此示例中所示，多个输送管636连接蒸发器532和冷凝器534。在此示例中，存在六个输送管636，然而，可存在更少(例如，两个至五个)或更多(例如，超过六个)的输送管636。如所图示，输送管636中的一个或更多个包括在蒸发器632中的工作流体的汽相639中开放的开放端642以及被设置在冷凝器634的特定区域中的封闭端640。由此，在此示例中，汽相639可流体地进入输送管636的开放端642中并且来到位于冷凝器634中的封闭端640(例如，通过压力或热梯度)。在一些示例中，每个封闭端640被设置在热方面不同于冷凝器634的其它区域的冷凝器634的区域中(例如，在冷凝器634的相邻区域之间几乎没有传导热传递)。由此，在此示例中，汽相639可流体地进入输送管636的开放端642中并且来到位于冷凝器634中的封闭端640(例如，通过压力或热梯度)。
在操作中，来自电子设备624的热导致蒸发器632中的工作流体(例如，水或冷却剂)的液相637蒸发。如图6A所图示，作为液相637的工作流体填充蒸发器632至蒸发器632的容量内的特定高度，其中工作流体蒸汽639(由于传递的热而导致)在液体637上面。在一些方面，液体637填充蒸发器632至蒸发器632内的带翅片表面(这里未示出)上面的高度。在此示例中，蒸发器632由带有一些翅片结构(未示出)的小型铜块构成。翅片可机加工/切削，或者可作为单独的零件被焊接/钎焊到蒸发器铜块。翅片可以是板形翅片或针形翅片并且可涂覆有铜多孔颗粒以增加蒸发率并减小热阻。
然后蒸汽639穿过输送管636的开放端642来到冷凝器634。从冷凝器634向外辐射热到例如冷凝器634周围的空气中或者到由一个或多个风扇626横穿冷凝器634、一个或更多个传热面638(例如，带翅片表面)或二者吹送或抽吸的空气中，导致工作流体的汽相639在输送管636内(例如，在封闭端640内)冷凝。冷凝的液相641然后可顺着输送管636循环(例如，下落)到蒸发器632。
在所图示的实施方式中，工作流体的液相637可通过输送管636的一部分流动，工作流体的汽相641(或者混合汽液相)可通过输送管636的另一部分流动。另外，在一些方面，输送管636可包括相应的芯结构，其通过毛细管力帮助使液体641循环回到蒸发器632(以及使蒸汽641来到冷凝器634)。
在一些替选实施方式中，模块化热沉630可具有多个蒸发器；每个蒸发器可接触不同的电子设备，或者多个蒸发器可接触同一电子设备(例如，如果电子设备特别大或者具有多个热生成区域的话)。多个蒸发器可通过输送管636串联连接到冷凝器634，例如，所有输送管636将冷凝器634连接到第一蒸发器和第二蒸发器。替选地，多个蒸发器中的每一个可通过输送管636的子集并联连接到冷凝器634，例如，输送管636的第一子集将冷凝器连接到第一蒸发器，输送管636的第二子集将冷凝器634连接到第二蒸发器。串联实施方式的优点是管较少，而并联管的优点在于管直径可较小。
如图6A至图6B所示，输送管636的封闭端640被设置在冷凝器634的不同区域中，并且输送管636终止于冷凝器634的不同区域中。如图6B所示，封闭端640可被设置在冷凝器634内的共用平面内，但是在距风扇626不同距离处。由此，在一些方面，与具有被设置为较接近风扇626的封闭端640的输送管636所接收的冷却气流690相比，封闭端640较远离风扇626的输送管636可从风扇626接收更冷的冷却气流690。在一些示例中，输送管636的每个封闭端636的具体位置可被选择或设计以使从输送管636中的工作流体的汽相641到冷却气流690的热传递最大化。例如，使得每个输送管636具有相等或大体相等的热传递容量可以是优选或期望的。由此，由于例如输送管636的不同长度(例如，由于各种输送管636的封闭端664的不同位置)，各种冷却流体温度(例如，基于风扇626与输送管636的相应封闭端664之间的距离)可平衡横跨输送管636的热传递容量。
描述了许多实施例。然而，将理解，在不脱离所描述的精神和范围的情况下可进行各种修改。由此，其它实施方式在以下权利要求书的范围内。

Claims (26)

1.一种数据中心冷却系统，包括：
模块化热沉，所述模块化热沉包括：
蒸发器，所述蒸发器被配置为与热生成电子设备热接触以从所述热生成电子设备接收热；
冷凝器，所述冷凝器耦合至所述蒸发器并且被配置为将来自所述热生成电子设备的所述热传递到冷却流体中；以及
多个输送管，所述多个输送管将所述蒸发器和所述冷凝器流体耦合，所述多个输送管中的至少一个输送管包括设置在所述蒸发器中的开放端以及设置在所述冷凝器中的封闭端；以及
工作流体，所述工作流体基于从所述热生成电子设备接收所述热而在所述蒸发器中汽化，并且在所述输送管中以汽相从所述蒸发器循环至所述冷凝器，以液相从所述冷凝器循环至所述蒸发器。
2.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其中，所述工作流体包括水，并且所述蒸发器包括铜。
3.根据权利要求2所述的数据中心冷却系统，其中，所述水包括去离子或反渗透(RO)水。
4.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，还包括被设置为使冷却流体在所述冷凝器上方循环的风扇。
5.根据权利要求4所述的数据中心冷却系统，其中，所述风扇被安装在支撑所述热生成电子设备的服务器板子组件的框架上。
6.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，还包括设置在所述蒸发器的内容量内的传热面。
7.根据权利要求6所述的数据中心冷却系统，其中，所述传热面包括与所述蒸发器集成地形成的铜翅片。
8.根据权利要求7所述的数据中心冷却系统，其中，所述铜翅片从所述蒸发器的所述内容量的底表面向上延伸，并且包括在所述蒸发器中的带翅片结构的高度小于所述蒸发器中的所述工作流体的操作液位。
9.根据权利要求6所述的数据中心冷却系统，其中，所述传热面的至少一部分涂覆有多孔涂层。
10.根据权利要求9所述的数据中心冷却系统，其中，所述多孔涂层包括铜颗粒。
11.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其中，所述冷凝器被垂直地安装在所述蒸发器上面。
12.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其中，所述冷凝器被安装到支撑所述热生成电子设备的服务器板子组件的框架。
13.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其中，所述多个输送管包括热管道，所述热管道中的每一个热管道包括芯结构。
14.根据权利要求1所述的数据中心冷却系统，其中，所述多个输送管的所述封闭端被设置在所述冷凝器的相应区域中。
15.根据权利要求14所述的数据中心冷却系统，其中，所述冷凝器的所述相应区域包括所述冷凝器的不同热区域。
16.一种用于使数据中心电子设备冷却的方法，包括：
在模块化热沉的蒸发器中利用来自与所述蒸发器热接触的热生成电子设备的热使工作流体的至少一部分汽化；
使所述工作流体的汽相从所述蒸发器通过流体耦合所述蒸发器的多个输送管的相应开放端向所述模块化热沉的冷凝器循环，所述相应开放端被设置在所述蒸发器中；
在所述多个输送管的设置在所述冷凝器中的相应封闭端中使所述工作流体的所述汽相的至少一部分冷凝为所述工作流体的液相；以及
使所述工作流体的所述液相通过所述多个输送管向所述蒸发器循环。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述工作流体包括水，并且所述蒸发器包括铜。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述水包括去离子或反渗透(RO)水。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括使冷却气流在所述冷凝器上方循环。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，使所述冷却气流循环包括利用安装在支撑所述热生成电子设备的服务器板子组件的框架上的风扇来使所述冷却气流循环。
21.根据权利要求16所述的方法，还包括通过设置在所述蒸发器的内容量内的传热面将来自所述热生成电子设备的热传递给所述工作流体的所述液相。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述传热面的至少一部分涂覆有包括铜颗粒的多孔涂层。
23.根据权利要求16所述的方法，其中，所述冷凝器被垂直地安装在所述蒸发器上面。
24.根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个输送管包括热管道，所述热管道中的每一个热管道包括芯结构。
25.根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个输送管的所述封闭端被设置在所述冷凝器的相应区域中。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述冷凝器的所述相应区域包括所述冷凝器的不同热区域。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112447628A (zh) * 2019-09-05 2021-03-05 联想（新加坡）私人有限公司 散热机构和电子设备
CN115299191A (zh) * 2020-04-03 2022-11-04 大众汽车股份公司 载具、中央计算单元、模块、制造方法和载具、冷却叶片、凹处模块、主框架

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10164362B2 (en) * 2015-12-31 2018-12-25 Foxconn Interconnect Technology Limited Plug connecetor with a metallic enclosure having heat sink member thereon
US10299413B2 (en) * 2017-02-21 2019-05-21 Baidu Usa Llc Modular self-aligning liquid heat removal coupling system for electronic racks
US10813246B2 (en) * 2017-10-23 2020-10-20 Asia Vital Components (China) Co., Ltd. Chassis heat dissipation structure
CN107765795A (zh) 2017-11-08 2018-03-06 北京图森未来科技有限公司 一种计算机服务器
CN107885295A (zh) 2017-11-08 2018-04-06 北京图森未来科技有限公司 一种散热系统
US10842054B2 (en) 2018-03-20 2020-11-17 Quanta Computer Inc. Extended heat sink design in server
US11131511B2 (en) 2018-05-29 2021-09-28 Cooler Master Co., Ltd. Heat dissipation plate and method for manufacturing the same
WO2020123557A1 (en) 2018-12-12 2020-06-18 Edwards George Anthony Computer component cooling device and method
US11913725B2 (en) 2018-12-21 2024-02-27 Cooler Master Co., Ltd. Heat dissipation device having irregular shape
DK3703476T3 (da) * 2019-02-28 2022-08-15 Ovh Køleanordning med primære og sekundære køleindretninger til køling af en elektronisk indretning
JP6782326B2 (ja) * 2019-04-17 2020-11-11 古河電気工業株式会社 ヒートシンク
JP6640401B1 (ja) * 2019-04-18 2020-02-05 古河電気工業株式会社 ヒートシンク
JP6647439B1 (ja) 2019-04-18 2020-02-14 古河電気工業株式会社 ヒートシンク
US11191187B2 (en) * 2019-04-30 2021-11-30 Deere & Company Electronic assembly with phase-change material for thermal performance
CN111912274A (zh) * 2019-05-10 2020-11-10 讯凯国际股份有限公司 均温板及其制造方法
CN111928705B (zh) * 2019-05-13 2022-03-25 亚浩电子五金塑胶（惠州）有限公司 具有重力型回路热管的散热装置
EP3976500A4 (en) * 2019-06-03 2023-06-28 Sonoco Development, Inc. Heat pipe cooled pallet shipper
US11576281B1 (en) * 2020-12-02 2023-02-07 Amazon Technologies, Inc. Dynamic regulation of two-phase thermal management systems for servers
US11665865B1 (en) 2020-12-02 2023-05-30 Amazon Technologies, Inc. Dynamic control of two-phase thermal management systems for servers
TWI787856B (zh) * 2021-06-03 2022-12-21 英業達股份有限公司 電子裝置及散熱組件
US20220412672A1 (en) * 2021-06-28 2022-12-29 Nan Chen Microchannel heat sink configuration for optimal device cooling
US20230225080A1 (en) * 2022-01-12 2023-07-13 Arista Networks, Inc. Hybrid heatsink system
US20230397325A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Computing system with cooling for controlling temperature of electronic components

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1355415A (zh) * 2000-11-30 2002-06-26 国际商业机器公司 高密度芯片载装设备中用于冷却热源的装置和方法
CN202632192U (zh) * 2011-04-25 2012-12-26 谷歌公司 用于电子设备的热虹吸管系统和服务器支架分总成
CN103733746A (zh) * 2011-05-27 2014-04-16 阿威德热合金有限公司 竖向剖面缩小的传热装置
CN103931279A (zh) * 2011-11-08 2014-07-16 松下电器产业株式会社 冷却机架式服务器的冷却装置和具备该冷却装置的数据中心
US20140332187A1 (en) * 2008-07-21 2014-11-13 The Regents Of The University Of California Titanium-based thermal ground plane

Family Cites Families (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4777561A (en) 1985-03-26 1988-10-11 Hughes Aircraft Company Electronic module with self-activated heat pipe
SE457114B (sv) * 1986-05-15 1988-11-28 Volvo Ab Anording foer reglering av vaermeroer, vari en med ett organ av minnesmetall foerbunden ventilkropp aer utformad som ett genomstroemningsroer foer det foeraangade arbetsmediet
US4884168A (en) 1988-12-14 1989-11-28 Cray Research, Inc. Cooling plate with interboard connector apertures for circuit board assemblies
US5768104A (en) 1996-02-22 1998-06-16 Cray Research, Inc. Cooling approach for high power integrated circuits mounted on printed circuit boards
US5907475A (en) 1996-04-16 1999-05-25 Allen-Bradley Company, Llc Circuit board system having a mounted board and a plurality of mounting boards
JPH10154781A (ja) 1996-07-19 1998-06-09 Denso Corp 沸騰冷却装置
US5953930A (en) 1998-03-31 1999-09-21 International Business Machines Corporation Evaporator for use in an extended air cooling system for electronic components
US6055157A (en) 1998-04-06 2000-04-25 Cray Research, Inc. Large area, multi-device heat pipe for stacked MCM-based systems
US6315038B1 (en) 1998-09-22 2001-11-13 Intel Corporation Application of pressure sensitive adhesive (PSA) to pre-attach thermal interface film/tape to cooling device
US6151215A (en) 1998-12-08 2000-11-21 Alliedsignal Inc. Single mount and cooling for two two-sided printed circuit boards
US6761212B2 (en) 2000-05-25 2004-07-13 Liebert Corporation Spiral copper tube and aluminum fin thermosyphon heat exchanger
JP4608763B2 (ja) 2000-11-09 2011-01-12 日本電気株式会社 半導体装置
JP2002168547A (ja) 2000-11-20 2002-06-14 Global Cooling Bv 熱サイホンによるｃｐｕ冷却装置
US6550255B2 (en) 2001-03-21 2003-04-22 The Coca-Cola Company Stirling refrigeration system with a thermosiphon heat exchanger
US7328290B2 (en) 2001-06-01 2008-02-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. System and method of automatically switching control of a bus in a processor-based device
US6657121B2 (en) 2001-06-27 2003-12-02 Thermal Corp. Thermal management system and method for electronics system
US6836407B2 (en) 2002-01-04 2004-12-28 Intel Corporation Computer system having a plurality of server units transferring heat to a fluid flowing through a frame-level fluid-channeling structure
US7133283B2 (en) 2002-01-04 2006-11-07 Intel Corporation Frame-level thermal interface component for transfer of heat from an electronic component of a computer system
US6477847B1 (en) 2002-03-28 2002-11-12 Praxair Technology, Inc. Thermo-siphon method for providing refrigeration to a refrigeration load
US6804117B2 (en) 2002-08-14 2004-10-12 Thermal Corp. Thermal bus for electronics systems
US6714413B1 (en) * 2002-10-15 2004-03-30 Delphi Technologies, Inc. Compact thermosiphon with enhanced condenser for electronics cooling
US6775137B2 (en) 2002-11-25 2004-08-10 International Business Machines Corporation Method and apparatus for combined air and liquid cooling of stacked electronics components
JP4199018B2 (ja) 2003-02-14 2008-12-17 株式会社日立製作所 ラックマウントサーバシステム
TW573458B (en) 2003-06-09 2004-01-21 Quanta Comp Inc Functional module having built-in heat dissipation fins
WO2005024331A1 (ja) 2003-09-02 2005-03-17 Sharp Kabushiki Kaisha ループ型サーモサイフォン、スターリング冷却庫ならびに冷却装置
US6910637B2 (en) 2003-10-09 2005-06-28 Kingpak Technologies Inc. Stacked small memory card
JP4371210B2 (ja) 2003-12-05 2009-11-25 日本電気株式会社 電子ユニットおよびその放熱構造
CA2561769C (en) 2004-03-31 2009-12-22 Belits Computer Systems, Inc. Low-profile thermosyphon-based cooling system for computers and other electronic devices
US7958935B2 (en) * 2004-03-31 2011-06-14 Belits Computer Systems, Inc. Low-profile thermosyphon-based cooling system for computers and other electronic devices
US6967841B1 (en) * 2004-05-07 2005-11-22 International Business Machines Corporation Cooling assembly for electronics drawer using passive fluid loop and air-cooled cover
US7445585B2 (en) 2005-01-21 2008-11-04 Alberto Domenge Inertial exerciser and entertainment device
EP1859336A2 (de) * 2005-03-07 2007-11-28 Asetek A/S Kühlsystem für elektronische geräte, insbesondere computer
TWI258266B (en) 2005-04-18 2006-07-11 Delta Electronics Inc Fan module and control apparatus thereof
US7286351B2 (en) 2005-05-06 2007-10-23 International Business Machines Corporation Apparatus and method for facilitating cooling of an electronics rack employing a closed loop heat exchange system
US7309911B2 (en) 2005-05-26 2007-12-18 International Business Machines Corporation Method and stacked memory structure for implementing enhanced cooling of memory devices
WO2007012108A1 (en) 2005-07-29 2007-02-01 Rheem Australia Pty Limited Thermo-siphon restrictor valve
US7719837B2 (en) 2005-08-22 2010-05-18 Shan Ping Wu Method and apparatus for cooling a blade server
US7539020B2 (en) 2006-02-16 2009-05-26 Cooligy Inc. Liquid cooling loops for server applications
US20070209782A1 (en) 2006-03-08 2007-09-13 Raytheon Company System and method for cooling a server-based data center with sub-ambient cooling
CN101072482A (zh) 2006-05-12 2007-11-14 富准精密工业(深圳)有限公司 散热装置及使用该散热装置的散热系统
US7701714B2 (en) 2006-05-26 2010-04-20 Flextronics Ap, Llc Liquid-air hybrid cooling in electronics equipment
WO2007139559A1 (en) 2006-06-01 2007-12-06 Exaflop Llc Controlled warm air capture
US20080013283A1 (en) 2006-07-17 2008-01-17 Gilbert Gary L Mechanism for cooling electronic components
US7403384B2 (en) 2006-07-26 2008-07-22 Dell Products L.P. Thermal docking station for electronics
US20080043442A1 (en) 2006-08-16 2008-02-21 Strickland Travis C Computer system with thermal conduction
TWI320691B (en) 2006-12-27 2010-02-11 Ind Tech Res Inst Heat dissipation system with an improved heat pipe
US7564685B2 (en) 2006-12-29 2009-07-21 Google Inc. Motherboards with integrated cooling
US7650928B2 (en) * 2007-03-30 2010-01-26 Coolit Systems Inc. High performance compact thermosiphon with integrated boiler plate
US8422218B2 (en) 2007-04-16 2013-04-16 Stephen Samuel Fried Liquid cooled condensers for loop heat pipe like enclosure cooling
US20090027856A1 (en) 2007-07-26 2009-01-29 Mccoy Scott Blade cooling system using wet and dry heat sinks
US7963119B2 (en) 2007-11-26 2011-06-21 International Business Machines Corporation Hybrid air and liquid coolant conditioning unit for facilitating cooling of one or more electronics racks of a data center
JP4859823B2 (ja) * 2007-12-14 2012-01-25 株式会社日立製作所 冷却装置およびそれを用いた電子機器
FR2925254B1 (fr) 2007-12-18 2009-12-04 Thales Sa Dispositif de refroidissement d'une carte electronique par conduction a l'aide de caloducs,et procede de fabrication correspondant.
WO2009123617A1 (en) 2008-04-01 2009-10-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Management system operable under multiple metric levels
US7626820B1 (en) 2008-05-15 2009-12-01 Sun Microsystems, Inc. Thermal transfer technique using heat pipes with integral rack rails
US20100032142A1 (en) 2008-08-11 2010-02-11 Sun Microsystems, Inc. Liquid cooled rack with optimized air flow rate and liquid coolant flow
BRPI0918292A2 (pt) 2008-09-08 2015-12-22 Intergraph Technologies Co computador robusto capaz de operar em ambientes de alta temperatura
JP4658174B2 (ja) * 2008-09-24 2011-03-23 株式会社日立製作所 電子装置
US20100107658A1 (en) 2008-11-04 2010-05-06 Richard Erwin Cockrell Data center cooling device and method
JP4997215B2 (ja) * 2008-11-19 2012-08-08 株式会社日立製作所 サーバ装置
CN101902895A (zh) 2009-05-27 2010-12-01 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 散热系统
JP5210997B2 (ja) 2009-08-28 2013-06-12 株式会社日立製作所 冷却システム、及び、それを用いる電子装置
US8644020B2 (en) 2010-12-01 2014-02-04 Google Inc. Cooling heat-generating electronics
JP2012234928A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Toyota Industries Corp 沸騰冷却装置
GB2493324A (en) 2011-05-27 2013-02-06 Semper Holdings Ltd Cooling System with heat-exchanger mounted within a server cabinet
US9869519B2 (en) 2012-07-12 2018-01-16 Google Inc. Thermosiphon systems for electronic devices
JP2014072265A (ja) 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi Ltd 冷却システム、及びそれを用いた電子装置
KR20150091506A (ko) 2012-12-03 2015-08-11 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 전자 기기 수납 장치의 냉각 시스템 및 전자 기기 수납 건물의 냉각 시스템
TWI497266B (zh) 2013-01-16 2015-08-21 Asustek Comp Inc 矩陣式熱感測電路以及散熱系統
US20140293541A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd Heat pipe heat sink for high power density
JPWO2015004920A1 (ja) 2013-07-12 2017-03-02 日本電気株式会社 冷却システム、及び冷却システムにおける冷媒供給量の制御方法
US9335751B1 (en) 2013-08-28 2016-05-10 Google Inc. Dynamic performance based cooling control for cluster processing devices
US9463536B2 (en) 2013-12-20 2016-10-11 Google Inc. Manufacturing process for thermosiphon heat exchanger
JP6394331B2 (ja) * 2013-12-27 2018-09-26 富士通株式会社 冷却部品及び電子機器
WO2015107899A1 (ja) * 2014-01-16 2015-07-23 日本電気株式会社 冷却装置及び電子装置
CN203934263U (zh) * 2014-07-04 2014-11-05 讯凯国际股份有限公司 具有毛细构件的散热装置
DE102014013653B4 (de) * 2014-09-15 2016-04-07 Adwatec Oy Anordnung und Verfahren zum Kühlen flüssigkeitsgekühlter Elektronik
US9398731B1 (en) 2014-09-23 2016-07-19 Google Inc. Cooling electronic devices in a data center
US9552025B2 (en) 2014-09-23 2017-01-24 Google Inc. Cooling electronic devices in a data center
WO2016104729A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 三菱アルミニウム株式会社 冷却器
US9974208B2 (en) * 2015-03-24 2018-05-15 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Pool boiling system
TWI588439B (zh) * 2015-05-25 2017-06-21 訊凱國際股份有限公司 立體導熱結構及其製法
JP6117288B2 (ja) * 2015-07-14 2017-04-19 古河電気工業株式会社 冷却装置
JP6062516B1 (ja) * 2015-09-18 2017-01-18 古河電気工業株式会社 ヒートシンク
US10119766B2 (en) * 2015-12-01 2018-11-06 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat dissipation device
US10048017B2 (en) * 2015-12-01 2018-08-14 Asia Vital Components Co., Ltd. Heat dissipation unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1355415A (zh) * 2000-11-30 2002-06-26 国际商业机器公司 高密度芯片载装设备中用于冷却热源的装置和方法
US20140332187A1 (en) * 2008-07-21 2014-11-13 The Regents Of The University Of California Titanium-based thermal ground plane
CN202632192U (zh) * 2011-04-25 2012-12-26 谷歌公司 用于电子设备的热虹吸管系统和服务器支架分总成
CN103733746A (zh) * 2011-05-27 2014-04-16 阿威德热合金有限公司 竖向剖面缩小的传热装置
CN103931279A (zh) * 2011-11-08 2014-07-16 松下电器产业株式会社 冷却机架式服务器的冷却装置和具备该冷却装置的数据中心

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112447628A (zh) * 2019-09-05 2021-03-05 联想（新加坡）私人有限公司 散热机构和电子设备
CN115299191A (zh) * 2020-04-03 2022-11-04 大众汽车股份公司 载具、中央计算单元、模块、制造方法和载具、冷却叶片、凹处模块、主框架

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Publication number Publication date
TWI631888B (zh) 2018-08-01
CN107302839B (zh) 2019-11-05
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