CN112888239B - 用于可安装在服务器搁架中的服务器的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于可安装在服务器搁架中的服务器的冷却装置，冷却装置包括相变装置和流体冷却单元。相变装置包括可安装在服务器的生热单元上的蒸发器、布置在服务器外部的冷凝器、以及从服务器侧向延伸在蒸发器与冷凝器之间的导管。导管将在蒸发器中加热的工作流体运送至冷凝器。在工作流体返回至蒸发器之前，工作流体在冷凝器中冷却。流体冷却单元沿着服务器搁架定位并接收来自外部冷却设备的冷却流体。流体冷却单元的热传递模块具有用于以可滑动的方式接纳冷凝器的敞开通道冷却流体在围绕敞开通道的水套中流动。热从冷凝器传递至在水套中流动的冷却流体。

Description

用于可安装在服务器搁架中的服务器的冷却装置

交叉引用

本申请要求于2019年11月29日提交的欧洲专利申请No.19315149.5的优先权，该欧洲专利申请的全部内容通过参引并入本文中。

技术领域

本技术涉及用于电子设备的冷却技术。特别地，公开了一种用于能够安装在服务器搁架中的服务器的冷却装置。

背景技术

电子设备例如服务器、存储库、计算机盘等通常被分组在设备搁架中。大型数据中心和其他大型计算基础设施可以包括支撑成千上万个服务器的数千个搁架。

安装在搁架中的设备消耗大量电力并产生大量的热量。在这种搁架中，冷却需求是很重要的。某些电子装置比如处理器会产生如此多的热以至于它们在缺乏冷却的情况下可能会在几秒钟内失效。

传统上，强制空冷用于分散由安装在服务器搁架中的服务器的处理器和其他生热部件产生的热。空冷需要使用大功率风扇、在服务器之间或服务器的部件之间提供空间以用于放置散热器并允许足够的气流，并且空冷通常效率不是非常高。

例如使用水冷的水冷技术越来越多地被用作保持安装在搁架中的服务器和类似设备的安全工作温度的有效且具成本效益的解决方案。水冷单元例如所谓的水箱安装在生热部件比如处理器上。热被流动在这些水冷单元与位于搁架外部的热交换部件之间的水吸收。经加热的水从这些水冷单元流至外部更大的冷却单元。尽管效率很高，但水冷技术的性能受到水的比热容以及这些生热部件与水冷单元之间可用的接触面积的限制。由典型的处理器提供的有限的热传递面积和水的比热容对水冷技术的有效性施加了限制。

此外，尽管水冷技术有所进步，但大型计算基础设施的一些客户仍担心由于其服务器中存在水而引起的潜在安全隐患，并且可能不愿意使用水冷解决方案。当客户需要将大量数据存储在其服务器中提供的硬盘中时，尤其如此。另外，一些客户对其设备腐蚀的潜在长期风险表示担忧。

无论用于维持安装在数据中心和类似计算基础设施的搁架中的处理器、服务器和其他设备的安全温度的冷却技术如何，在选择冷却技术时还是需要考虑各种维护要求。例如，出于维护和/或升级目的，可能需要定期将服务器插入搁架中和/或从搁架移除。当服务器插入搁架或从搁架移除时，电气连接件和数据连接件通常相对较容易地处理。安全地连接及断开连接水冷设备可能会导致更加复杂的困难。许多服务器搁架在其背板中包括有源部件、例如硬盘驱动器，因此期望提供易于通向这些部件的通路。通向服务器搁架背板的通路不应由于冷却部件而杂乱。同样，服务器搁架的前部区域通常用于将网络连接线缆连接至服务器，并且应当没有冷却部件。有时情况恰好相反，因为某些搁架在背板上包括网络连接件，而在前端部上包括硬盘驱动器。无论如何，仍得出相同的结论，即期望使某些搁架的前端部和背板没有任何冷却部件。

尽管以上确定的最新发展可能提供益处，但仍需要改进。

在背景技术部分中讨论的主题不应仅仅由于在背景技术部分中提及而被认为是现有技术。类似地，在背景技术部分中提到的或与背景技术部分的主题有关的问题不应被认为是现有技术中先前已经认识到的。背景技术部分中的主题仅代表不同的方法。

发明内容

已经基于开发人员对与现有技术相关联的缺点的理解开发了本技术的实施方式。

特别地，该缺点可以包括：(1)对水冷技术的有效性的限制；和/或(2)对与由服务器中水的存在而引起的安全隐患有关的担忧。

在一方面，本技术的各种实现形式提供了一种用于能够安装在服务器搁架中的服务器的冷却装置，服务器搁架具有前侧部、后侧部、底侧部、顶侧部、第一侧向侧部和与第一侧向侧部相反的第二侧向侧部，冷却装置包括：

相变装置，相变装置包括：

蒸发器，蒸发器适于安装在服务器的生热单元上，

冷凝器，

第一导管，第一导管从服务器延伸至服务器搁架的第一侧向侧部，第一导管适于将在蒸发器中加热的工作流体输送至冷凝器，以及

第二导管，第二导管从服务器延伸至服务器搁架的第一侧向侧部，第二导管适于使在冷凝器中冷却的工作流体返回至蒸发器；以及

流体冷却单元，流体冷却单元沿着服务器搁架的第一侧向侧部定位，流体冷却单元包括：

流体入口，流体入口适于接收来自外部冷却设备的冷却流体，

流体出口，流体出口适于使冷却流体返回至外部冷却设备，以及

热传递模块，热传递模块包括：

敞开通道，敞开通道与服务器搁架的第一侧向侧部平行，并且当服务器从服务器搁架的前侧部插入服务器搁架中时，敞开通道适于以可滑动的方式接纳冷凝器；以及

水套，水套在流体入口与流体出口之间延伸并至少部分地围绕敞开通道，

热传递模块构造成：当冷凝器接纳在敞开通道中时，允许热从存在于蒸发器中的工作流体传递至存在于水套中的冷却流体；

冷凝器具有H形横截面，H形横截面在与服务器插入服务器搁架中的方向垂直的方向上限定，

敞开通道包括具有顶部轨道和底部轨道的C形开口，顶部轨道和底部轨道突出在C形开口内，C形开口以及顶部轨道和底部轨道适于在冷凝器接纳在敞开通道中时与冷凝器的H形横截面配合。

在本技术的一些实现形式中，冷却装置还包括容纳相变材料PCM的壳体，壳体热连接至热传递模块和冷凝器，当水套中缺少冷却流体的流而导致PCM的温度增大到PCM的相变温度以上时，PCM从固态变成液态；当水套中的冷却流体正常流动而导致PCM的温度减小至小于PCM的相变温度时，PCM从液态变成固态。

在本技术的一些实现形式中，冷却装置还包括多个相变装置，每个相变装置包括：相应的蒸发器，相应的蒸发器适于安装在相应的服务器的生热单元上，每个相变装置还包括相应的第一导管和相应的第二导管，相应的第一导管和相应的第二导管适于在相应的蒸发器与相应的冷凝器之间输送工作流体，流体冷却单元还包括多个热传递模块，每个热传递模块包括相应的敞开通道，相应的敞开通道适于以可滑动的方式接纳冷凝器中的相应的冷凝器，以及相应的水套，相应的水套在流体入口与流体出口之间延伸。

在本技术的一些实现形式中，多个热传递模块沿着服务器搁架的第一侧向侧部上的侧向边缘竖向地分布，并且多个热传递模块适于：当多个相变装置的相应的冷凝器安装在竖向分布在服务器搁架中的多个服务器上时，将多个冷凝器接纳在多个热传递模块的相应的敞开通道中。

在本技术的一些实现形式中，流体冷却单元还包括歧管，歧管将流体入口和流体出口连接至水套中的每个水套。

在本技术的一些实现形式中，服务器搁架具有一深度，敞开通道的长度不超过服务器搁架的深度，以及冷凝器的长度不超过敞开通道的长度。

在本技术的一些实现形式中，第一导管和第二导管是热管。

在本技术的一些实现形式中，第一导管和第二导管适于突出穿过位于服务器搁架的第一侧向侧部上的侧向槽。

在本技术的一些实现形式中，冷却装置还包括定位在服务器搁架的第一侧向侧部上的侧向侧部边缘上的密封垫，密封垫适于允许第一导管和第二导管的穿行。

在本技术的一些实现形式中，外部冷却设备是干式冷却器。

在本技术的一些实现形式中，工作流体选自水、蒸馏水、氨、戊烷、甲醇、乙醇、丁醇和氢氟烃。

在本技术的一些实现形式中，流体入口是适于接收第一冷却流体的第一流体入口；流体出口是适于使第一冷却流体返回的第一流体出口；水套是第一水套，外部冷却设备是第一外部冷却设备，流体冷却单元还包括：第二流体入口，第二流体入口适于接收来自第一外部冷却设备或来自第二外部冷却设备的第二冷却流体，第二流体出口，第二流体出口适于使第二冷却流体返回至第一外部冷却设备或返回至第二外部冷却设备，以及第二水套，第二水套在第二流体入口与第二流体出口之间延伸并且至少部分地围绕敞开通道；以及热传递模块还构造成：当冷凝器接纳在敞开通道中时，允许热从存在于蒸发器中的工作流体传递至存在于第二水套中的第二冷却流体。

在其他方面，本技术的各种实施方式提供了一种冷却装置，包括：

第一组合件，第一组合件包括根据上述限定的相变装置和流体冷却单元，第一组合件的第一蒸发器热联接至服务器的第一生热单元；和

第二组合件，第二组合件包括如上限定的另一相变装置和另一流体冷却单元，第二组合件的另一相变装置的第二蒸发器热联接至服务器的第一生热单元或服务器的第二生热单元；

流体冷却单元沿着服务器搁架的第一侧向侧部定位；以及

另一流体冷却单元沿着服务器搁架的第二侧向侧部定位。

在本文件的上下文中，除非另有明确规定，否则计算机系统可以表示但不限于“电子设备”、“操作系统”、“系统”、“基于计算机的系统”、“控制器单元”、“监测装置”、“控制装置”和/或其适合于当前相关任务的任何组合。

在本文件的上下文中，除非另有明确规定，否则表述“计算机可读介质”和“存储器”旨在包括任何性质和任何种类的介质，该介质的非限制性示例包括RAM、ROM、盘(CD-ROM、DVD、软盘、硬盘驱动器等)、USB密钥、闪存卡、固态驱动器和磁带驱动器。仍然在本文件的上下文中，“一种”计算机可读介质和“该”计算机可读介质不应被解释为是同一计算机可读介质。相反地并且在适当的时候，“一种”计算机可读介质和“该”计算机可读介质也可以被解释为第一计算机可读介质和第二计算机可读介质。

在本文件的上下文中，除非另有明确规定，否则所使用的“第一”、“第二”、“第三”等仅用作形容词，目的是为了将它们所修饰的名词彼此区分开，而不是为了描述这些名词之间的任何特定关系的目的。

本技术的实现形式均具有上述目的和/或方面中的至少一项，但不一定具有全部的上述目的和/或方面。应当理解，由于试图实现上述目的而导致的本技术的某些方面可能不满足该目的和/或可能满足本文未具体叙述的其他目的。

通过以下描述、附图和所附权利要求，本技术的实现形式的附加的和/或替代的特征、方面和优点将变得明显。

附图说明

为了更好地理解本技术及其其他方面和其他特征，请参考结合附图使用的以下描述，在附图中：

图1是根据本技术的实施方式的服务器搁架和流体冷却单元的正视图；

图2是根据本技术的实施方式的图3的服务器搁架和流体冷却单元的俯视平面图；

图3是根据本技术的实施方式的图3的服务器搁架的左侧视图；

图4是根据本技术的实施方式的服务器、蒸发器和冷凝器的俯视平面图；

图5是根据本技术的实施方式的图1的服务器、蒸发器和冷凝器的正视图；

图6A是根据本技术的实施方式的流体冷却单元的热传递模块的正视图；

图6B是根据本技术的实施方式的流体冷却单元的热传递模块的左侧视图；

图7是根据本技术的实施方式的流体冷却单元的热传递模块的俯视平面图；

图8是根据本技术的实施方式的流体冷却单元的歧管的示意图；以及

图9是根据本技术的实施方式的另一冷凝器和流体冷却单元的另一热传递模块的正视图。

应当指出，除非本文另有明确规定，否则附图均未按比例绘制。

具体实施方式

本文中引用的示例和条件语言主要旨在帮助读者理解本技术的原理，而不是将本技术的范围限于这样具体引用的示例和条件。应当理解，本领域技术人员可以设计各种布置结构，各种布置结构尽管在本文中没有明确描述或示出，但仍体现了本技术的原理。

此外，为了帮助理解，以下描述可以描述本技术的相对简化的实现形式。如本领域技术人员将理解的，本技术的各种实现形式可以具有更大的复杂性。

在某些情况下，也可以提出被认为是对本技术的修改有用的示例。这样做仅是为了帮助理解，并且同样不是为了限定本技术的范围或阐述本技术的界限。这些修改不是详尽的列举，并且本领域技术人员可以进行仍保持在本技术的范围内的其他修改。此外，在未提出修改示例的情况下，不应解释为不可以进行修改和/或所描述的是实现本技术的元件的唯一方式。

此外，本文中引用的本技术的原理、方面和实现形式及其特定示例的所有陈述旨在涵盖其结构和功能的等同方案，无论它们是当前已知的还是在将来开发的。因此，例如，本领域技术人员将理解，本文的任何框图表示体现本技术的原理的说明性电路的概念图。类似地，将理解的是，任何流程图、流程示图、状态转变图、伪代码等代表可以实质上在非暂时性计算机可读介质中表示并因此由计算机或处理器执行的各种过程，无论计算机或处理器是否被明显示出。

在一方面，本技术介绍了一种使用相变装置的冷却装置，该相变装置包括用于吸收来自插入在服务器搁架中的服务器的生热单元例如处理器的热的蒸发器。相变装置还包括插入定位在服务器外部的流体冷却单元中的冷凝器。热从蒸发器经由容纳工作流体的导管传输至冷凝器。冷却由通过外部冷却设备例如干式冷却器供给至流体冷却单元的冷却流体例如水来提供。热从蒸发器传递至流体冷却单元。该冷却装置将冷却流体保持在服务器搁架的外部。工作流体可以具有较高的汽化比潜热，从而允许有效地冷却生热单元。

通过这些基本原理，我们现在将考虑一些非限制性示例来说明本技术的各方面的各种实现形式。

图1是根据本技术的实施方式的服务器搁架和流体冷却单元的正视图。图2是根据本技术的实施方式的图3的服务器搁架和流体冷却单元的俯视平面图。图3是根据本技术的实施方式的图3的服务器搁架的左侧视图。

图1、图2和图3示出了具有多个台架12的服务器搁架10。每个台架12的高度等于标准尺寸的搁架单元“U”的高度。每个台架12的宽度16和深度18适于接纳标准尺寸的服务器(在后面的附图上示出)。一些服务器具有对应于一个搁架单元U的高度，而其他服务器具有对应于多个搁架单元U的高度。

流体冷却单元20沿着服务器搁架10的侧向侧部定位。流体冷却单元20包括流体入口22，该流体入口22接收来自外部冷却设备(未示出)的冷却流体例如水。流体冷却单元20的流体出口24使冷却流体返回至外部冷却设备。所示的流体入口22和流体出口24的取向仅用于说明目的。所示的流体冷却单元20包括多个热传递模块26。在所示的实施方式中，多个热传递模块26对应于服务器搁架10的多个台架12。热传递模块26沿着服务器搁架10的侧向边缘竖向分布。

图4是根据本技术的实施方式的服务器、蒸发器和冷凝器的俯视平面图。图5是根据本技术的实施方式的图1的服务器、蒸发器和冷凝器的正视图。服务器30包括安装在印刷电路板(PCB)32上的多个部件。这些部件中的至少一个部件是服务器30的生热单元34，生热单元34例如为中央处理单元(CPU)或图形处理单位(GPU)。尽管示意性地示出了服务器30的其他部件36，但它们与当前的冷却构型无关并且在本文中不进一步讨论。服务器30具有宽度37和深度38，并且鉴于台架12的宽度16和深度18而适于配装在服务器搁架10的台架12内。

用于服务器30的冷却装置包括相变装置40，该相变装置40包括蒸发器42、冷凝器44以及第一导管46和第二导管48。蒸发器42安装在服务器30的生热单元34上。热浆料可以用于使生热单元34与蒸发器之间的热接触最大化。第一导管46从服务器30侧向延伸，并将在蒸发器42中加热的工作流体传输至位于服务器搁架10外部的冷凝器44。第二导管48也从服务器30侧向延伸，并将在冷凝器44中冷却的工作流体传输至蒸发器42。在图4和5上，第一导管46和第二导管48旁边的箭头示出了工作流体的流动方向。服务器搁架10可以在每个台架12中包括位于服务器搁架10的侧向侧部上的侧向槽(未示出)，以允许第一导管46和第二导管48从服务器搁架10伸出。可以沿着每个台架12的侧向槽设置有密封垫14，以防止冷却流体意外地进入服务器搁架10。在使用热管的实施方式中，第一导管46和第二导管48可以被定义为热管中的共用封套内的内部腔。

图6A是根据本技术的实施方式的流体冷却单元的热传递模块的正视图。图6B是根据本技术的实施方式的流体冷却单元的热传递模块的左侧视图。图7是根据本技术的实施方式的流体冷却单元的热传递模块的俯视平面图。如图6A、图6B和图7所示，在热传递模块26内限定了与服务器搁架10的侧向侧部平行的敞开通道50。该敞开通道50在热传递模块26的面向服务器搁架10的侧向侧部的侧向侧部上敞开，使得在服务器30从服务器搁架10的前侧部插入服务器搁架10中时，冷凝器44以可滑动的方式接纳在敞开通道50内，第一导管46和第二导管48在敞开通道50的敞开侧内自由滑动。敞开通道50还在敞开通道50的前侧部上敞开以允许冷凝器44插入。敞开通道50可以在敞开通道50后侧部上闭合(如在图7上所示的)或敞开。水套(water jacket)52在流体冷却单元20的流体入口22与流体出口24之间延伸。水套52全部或至少部分地围绕敞开通道50。水套52可以形成为围绕敞开通道50的室，或者形成为以锯齿形围绕敞开通道50延伸的一个或更多个连续的导管。无论如何，在冷凝器44接纳在敞开通道50中时，热传递模块20允许热从存在于冷凝器44中的工作流体传递至存在于水套52中的冷却流体。可以注意到，术语“水套”通常用于描述冷却流体可以在其中流动的装置中的空间。术语“水套”的使用并不意味着限制本公开，并且除水之外的冷却流体可以在水套52内流动。

服务器搁架10具有接纳多个服务器30的能力。上述附图中所示的冷却装置可以包括多个相变装置，所述多个相变装置中的每个相变装置具有用于安装在相应的服务器30的生热单元34上的相应的蒸发器42(也称为第一蒸发器)、使工作流体在相应的蒸发器42与相应的冷凝器44之间传输的相应的第一导管46和第二导管48。多个相变装置包括相变装置40和另一相变装置。当相应的服务器30插入服务器搁架10的相应的台架12中时，相应的冷凝器44能够插入相应的热传递模块26的敞开通道50中。每个热传递模块26被类似地构造，热传递模块26的相应的敞开通道50接纳相应的冷凝器44，每个热传递模块26还具有热传递模块26的相应的水套52。

图8是根据本技术的实施方式的流体冷却单元的歧管的示意图。流体冷却单元20可以包括歧管60，流体入口22和流体出口24连接至歧管60。内部导管62将流体入口22连接至每个热传递模块26的水套52。另一内部导管64将流体出口24连接至每个热传递模块26的水套52。

如图5和图6A所示，在非限制性实施方式中，冷凝器44具有在与服务器30插入服务器搁架10中的方向垂直的方向上限定的H形横截面。在同一实施方式中，敞开通道50包括具有顶部轨道和底部轨道54的C形开口，顶部轨道和底部轨道54突出在C形开口内。考虑图6A，当冷凝器44接纳在敞开通道50中时，敞开通道50的具有顶部和底部导轨54的C形开口适于与冷凝器44的H形横截面配合。尽管图6A示出了冷凝器44与敞开通道50的边缘之间的相当大的间隙，但冷凝器44和热传递模块26可以定形状和定尺寸成在这些部件之间提供紧密的配合，以使冷凝器44与在水套52中流动的冷却液体之间的热传递最大化。冷凝器44和敞开通道50的其他横截面也可以考虑，例如通过在敞开通道50内设置类似于导轨54的附加的延伸部以及在冷凝器44内设置相应的凹槽来考虑。

在实施方式中，热传递模块26可以由铝、铜或另外具有良好的热传导性的材料构造。在同一或另一实施方式中，可以在将冷凝器44插入敞开通道50之前将热浆料预装载在敞开通道50中或将热浆料施加至冷凝器44，以使冷凝器44与热传递模块26之间的热传递能力最大化。在同一或另一实施方式中，可以使用磁体来促进冷凝器44与热传递模块26之间的接触。

返回至图4和图5，蒸发器42放置成与生热单元34的顶表面接触。当蒸发器42的面积与生热单元34的顶表面匹配时，所得的接触表面将最大化。在实施方式中，与尺寸相对较大的水箱或其他水冷却单元相比，蒸发器42可以从生热单元34吸收更多的热。当与水冷却技术相比时，与安装在同一生热单元34上的水箱相比，与蒸发器42和冷凝器44的组合提供了更大的有效吸热表面。相变装置40的部件中的工作流体可以包括例如但不限于水、蒸馏水、氨、戊烷、甲醇、乙醇、丁醇或氢氟烃。

考虑图2和图4，服务器搁架10具有限定的深度18，相应地限定了服务器30的最大深度。流体冷却单元20内的敞开通道50的长度56不超过服务器搁架50的深度18。冷凝器44的长度45不超过敞开通道50的长度56。反过来说，冷凝器44的长度45、敞开通道50的长度56可以选择成短于服务器搁架10的深度18。对于冷凝器44的给定横截面以及冷凝器44和热传递模块26的组合的给定的热传递特性而言，冷凝器44的实际长度45可以根据安装在服务器30中的生热单元34的冷却需求来选择。

可以通过将流体冷却单元20放置在服务器搁架10的每个侧向侧部上来修改上述冷却装置和构型。在该构型中，每个流体冷却单元包括沿着服务器搁架10的相应的侧向侧部竖向分布的多个热传递模块26。安装在服务器30上的两个蒸发器(例如第一蒸发器和第二蒸发器)可以经由相应的成对的第一导管46和第二导管48连接至两个冷凝器，一个冷凝器44以可滑动的方式插入每个流体冷却单元20的相应的热传递模块26中。出于冗余的目的，两个蒸发器(例如第一蒸发器和第二蒸发器)可以安装在同一生热单元34上。同样，两个流体冷却单元(例如流体冷却单元20和另一流体冷却单元)可以流体连接至不同的外部冷却设备以增加冗余，不同的外部冷却设备例如包括第一外部冷却设备和第二外部冷却设备。两个蒸发器(例如第一蒸发器和第二蒸发器)可以替代性地安装在同一服务器30的两个不同的生热单元(例如第一生热单元和第二生热单元)上，例如安装在服务器30的CPU和GPU上。

也可以在单个流体冷却单元20内提供冗余。为此，流体冷却单元20可以包括：第一成对部件，该第一成对部件包括一个流体入口22(也被称为第一流体入口)和与外部冷却设备(也被称为第一外部冷却设备)交换冷却流体的一个流体出口24(也被称为第一流体出口)；以及第二成对部件，第二成对部件包括另一流体入口(也被称为第二流体入口)和与同一外部冷却设备或另一外部冷却设备(也被称为第二外部冷却设备)交换冷却流体的另一流体出口(也被称为第二流体出口)。每个热传递模块26可以包括一对独立的水套，一个水套52(也被称为第一水套)流体连接至包括一个流体入口22(也被称为第一流体入口)和一个流体出口24(也被称为第一流体出口)的第一成对部件，而另一水套(也被称为第二水套)流体连接至包括另一流体入口(也被称为第二流体入口)和另一流体出口(也被称为第二流体出口)的第二成对部件。在给定的热传递模块26中，两个独立的水套(第一水套和第二水套)可以并排延伸，使得第一水套和第二水套两者完全围绕敞开通道50。替代性地，两个独立的水套可以各自围绕敞开通道50的一部分。

图9是根据本技术的实施方式的另一冷凝器和流体冷却单元的另一热传递模块的正视图。在非限制性实施方式中，如上所述，冷凝器44’连接至蒸发器42。与图6A所示的冷凝器44的H形横截面相比，冷凝器44’具有略微不同的H形横截面。与图6A所示的热传递模块26的C形敞开通道相比，热传递模块26’也具有略微不同的C形敞开通道50’。还可以考虑冷凝器44’和热传递模块26’的其他形状。热传递模块26’的其他部件与热传递模块26的其他部件类似，包括连接至流体冷却单元20的流体入口22和流体出口24的水套52(如先前的附图所示)。

热传递模块26’在除面向服务器搁架10的侧向侧部的侧向侧部之外的三个面部上被容纳相变材料(PCM)的壳体70围绕。壳体70热连接至热传递模块26’，并且直接或间接地热连接至冷凝器44’。PCM可以包括例如石蜡、脂肪酸、酯或盐水合物。在图9所示的非限制性实施方式中，冷凝器44’定形状成具有端部72，端部72靠近壳体70的端部74定位，以在冷凝器44’与壳体70之间提供直接的热接触。

在正常操作条件下，从蒸发器42传递至冷凝器44’的热被传递至通常在热传递模块26’的水套52中流动的冷却流体。热传递模块26’的温度低于容纳在壳体70中的PCM的相变温度，PCM在此时保持处于固态。当PCM处于固态时，从PCM能够吸收热能的意义上来讲，PCM可以被认为被“充能(charge)”。在冷却流体作为整体向流体冷却单元20的输送、或冷却流体特别地向冷凝器44’的输送停止或被限制成水套52中缺少冷却流体的流而导致的热传递模块26’的热传递能力不再足以吸收来自冷凝器44’的热的情况下，由此产生的冷凝器44’的温度升高将导致容纳在壳体70中的PCM从固态逐渐变成液态，PCM随着PCM吸收来自冷凝器44’的热而逐渐“排出”。在整个PCM变成液态之前使冷却流体恢复流动至冷凝器44’的情况下，冷凝器44’的温度将保持在安全水平。壳体70的尺寸和PCM的性质选择成提供足够的持续时间以允许操作者解决冷却流体输送的问题。

例如但不限于，在正常操作下，通向冷凝器44’的第一导管46的温度可以为40度，而在热传递模块26’中的冷却流体的温度可以为25度。PCM选择成使PCM的相变温度为30度。PCM通常通过在热传递模块26’的水套52中流动的冷却流体的温度而在固态下保持充能。在由于缺乏冷却流体的流而使热传递模块26’的温度增大的情况下，PCM将开始从冷凝器44’吸收热并保持在30度直到PCM完全处于液态为止。

虽然已经参考以特定顺序执行的特定步骤描述和示出了上述实现形式，但是应当理解，可以在不脱离本技术的教导的情况下对这些步骤进行组合、细分或重新排序。这些步骤中的至少一些步骤可以并行或串行地执行。因此，步骤的顺序和分组不是本技术的限制。

应当明确地理解，并非在本技术的各个实施方式和每个实施方式中都需要享有本文提到的所有技术效果。

对本技术的上述实现方式的修改和改进对于本领域技术人员而言将变得明显。前述描述旨在是示例性的而不是限制性的。因此，本技术的范围旨在仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (13)

1.一种用于能够安装在服务器搁架中的服务器的冷却装置，所述服务器搁架具有前侧部、后侧部、底侧部、顶侧部、第一侧向侧部和与第一侧向侧部相反的第二侧向侧部，所述第一侧向侧部和所述第二侧向侧部设置在所述前侧部或所述后侧部的相反的两侧，所述冷却装置包括：

相变装置，所述相变装置包括：

蒸发器，所述蒸发器适于安装在所述服务器的生热单元上，

冷凝器，

第一导管，所述第一导管从所述服务器延伸至所述服务器搁架的所述第一侧向侧部，所述第一导管适于将在所述蒸发器中加热的工作流体输送至所述冷凝器，以及

第二导管，所述第二导管从所述服务器延伸至所述服务器搁架的所述第一侧向侧部，所述第二导管适于使在所述冷凝器中冷却的所述工作流体返回至所述蒸发器，以及

流体冷却单元，所述流体冷却单元沿着所述服务器搁架的所述第一侧向侧部定位，所述流体冷却单元包括：

流体入口，所述流体入口适于接收来自外部冷却设备的冷却流体，

流体出口，所述流体出口适于使所述冷却流体返回至所述外部冷却设备，以及

热传递模块，所述热传递模块包括：

敞开通道，所述敞开通道与所述服务器搁架的所述第一侧向侧部平行，并且当所述服务器从所述服务器搁架的前侧部插入所述服务器搁架中时，所述敞开通道适于以可滑动的方式接纳所述冷凝器；以及

水套，所述水套在所述流体入口与所述流体出口之间延伸并至少部分地围绕所述敞开通道，

所述热传递模块构造成：当所述冷凝器接纳在所述敞开通道中时，允许热从存在于所述蒸发器中的所述工作流体传递至存在于所述水套中的所述冷却流体；

所述冷凝器具有H形横截面，所述H形横截面在与所述服务器插入所述服务器搁架中的方向垂直的方向上限定，

所述敞开通道包括具有顶部轨道和底部轨道的C形开口，所述顶部和所述底部轨道突出在所述C形开口内，所述C形开口以及所述顶部轨道和所述底部轨道适于在所述冷凝器接纳在所述敞开通道中时与所述冷凝器的所述H形横截面配合。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，还包括容纳相变材料的壳体，所述壳体热连接至所述热传递模块和所述冷凝器，当所述水套中缺少所述冷却流体的流而导致所述相变材料的温度增大到所述相变材料的相变温度以上时，所述相变材料从固态变成液态；当所述水套中的所述冷却流体正常流动而导致所述相变材料的温度减小至小于所述相变材料的所述相变温度时，所述相变材料从所述液态变成所述固态。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，还包括：

多个相变装置，每个相变装置包括：

相应的蒸发器，所述相应的蒸发器适于安装在相应的服务器的生热单元上，

每个相变装置还包括相应的第一导管和相应的第二导管，所述相应的第一导管和所述相应的第二导管适于在所述相应的蒸发器与相应的冷凝器之间输送工作流体，

其中，所述流体冷却单元还包括：

多个热传递模块，每个热传递模块包括相应的一个敞开通道，所述相应的一个敞开通道适于以可滑动的方式接纳所述冷凝器中的相应的一个冷凝器，以及

相应的水套，所述相应的水套在所述流体入口与所述流体出口之间延伸。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其中，所述多个热传递模块沿着所述服务器搁架的所述第一侧向侧部上的侧向边缘竖向地分布，并且所述多个热传递模块适于：当所述多个相变装置的所述相应的冷凝器安装在竖向分布在所述服务器搁架中的多个服务器上时，将所述多个冷凝器接纳在所述多个热传递模块的相应的敞开通道中。

5.根据权利要求3所述的冷却装置，其中，所述流体冷却单元还包括歧管，所述歧管将所述流体入口和所述流体出口连接至所述水套中的每个水套。

6.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，

所述服务器搁架具有一深度；

所述敞开通道的长度不超过所述服务器搁架的深度；以及

所述冷凝器的长度不超过所述敞开通道的长度。

7.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述第一导管和所述第二导管是热管。

8.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述第一导管和所述第二导管适于突出穿过位于所述服务器搁架的所述第一侧向侧部上的侧向槽。

9.根据权利要求8所述的冷却装置，还包括定位在所述服务器搁架的所述第一侧向侧部上的侧向侧部边缘上的密封垫，所述密封垫适于允许所述第一导管和所述第二导管的穿行。

10.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述外部冷却设备是干式冷却器。

11.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述工作流体选自水、蒸馏水、氨、戊烷、甲醇、乙醇、丁醇和氢氟烃。

12.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，

所述流体入口是适于接收第一冷却流体的第一流体入口；

所述流体出口是适于使所述第一冷却流体返回的第一流体出口；

所述水套是第一水套；

所述外部冷却设备是第一外部冷却设备；所述流体冷却单元还包括：

第二流体入口，所述第二流体入口适于接收来自所述第一外部冷却设备或来自第二外部冷却设备的第二冷却流体，

第二流体出口，所述第二流体出口适于使所述第二冷却流体返回至所述第一外部冷却设备或返回至所述第二外部冷却设备，以及第二水套，所述第二水套在所述第二流体入口与所述第二流体出口之间延伸并且至少部分地围绕所述敞开通道；以及

所述热传递模块还构造成：当所述冷凝器接纳在所述敞开通道中时，允许热从存在于所述蒸发器中的所述工作流体传递至存在于所述第二水套中的所述第二冷却流体。

13.一种冷却装置，包括：

第一组合件，所述第一组合件包括根据权利要求1所述的相变装置和流体冷却单元，所述第一组合件的第一蒸发器热联接至所述服务器的第一生热单元；和

第二组合件，所述第二组合件包括另一根据权利要求1所述的相变装置和另一根据权利要求1所述的流体冷却单元，所述第二组合件的另一相变装置的第二蒸发器热联接至所述服务器的所述第一生热单元或所述服务器的第二生热单元；

其中，所述流体冷却单元沿着所述服务器搁架的所述第一侧向侧部定位；以及

其中，所述另一流体冷却单元沿着所述服务器搁架的所述第二侧向侧部定位。