CN113395871B - 存储器冷却组件及其冷却剂循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种存储器冷却组件及其冷却剂循环系统，该冷却组件具有主板，副板和填充层。主板包括本体、第一臂和第二臂。主板的第一臂和第二臂从主板的本体沿相反的方向向外延伸。副板还包括本体、第一臂和第二臂。副板的第一臂和第二臂从副板的本体沿相反的方向向外延伸。填充层被插入在主板和副板之间。填充层直接接触固定在主板和副板之间的发热电子组件。

Description

存储器冷却组件及其冷却剂循环系统

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，尤其是涉及用于诸如服务器之类的计算机装置中的存储器的液冷系统。

背景技术

诸如服务器之类的计算机装置包括许多由公共电源供电的电子组件。由于内部发热电子装置(例如控制器、处理器和存储器)的运行，服务器产生大量热能。由于不能有效地去除热能而导致过热，有可能关闭或阻碍此类装置的运行。因此，现今的服务器被设计成依靠流过服务器内部的空气将发热的电子组件产生的热能带走。

例如，第四代双倍数据率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate 4,DDR4)同步动态随机存取存储器(Synchronous Dynamic Random-Access Memory,SDRAM)是现代服务器中使用的第四代SDRAM。DDR4的功耗约为4至18瓦。随着具有多个存储器的现代服务器系统的高性能需求，其耗电量可以指数地增加。DDR4的最大时钟脉冲频率(例如传输速率)可以高达3200MT/s。

传统的气冷系统是以冷却风扇为基础的。冷却风扇通过循环空气来传导存储器散发的热能，从而降低存储器周围的环境温度。由于高性能系统的进展，每新一代存储器都需要清除的热能更高。因此，传统的气冷系统通常无法充分冷却来自具有DDR4存储器如此高功率需求的服务器系统。传统的空气冷却系统的散热限制在15到18瓦左右，这不足以冷却DDR4存储器。

再者，在服务器系统中，还有许多其他发热的电子组件及/或装置(例如：硬盘机(HDD)、中央处理单元(CPU)、快速周边组件互连(PCI-E)卡等)也需要冷却。因此，传统的空气冷却系统可能不足以冷却CPU和存储器，更别提冷却上方的HDD及/或PCI-E卡的发热。

此外，在下一代SDRAM中，例如第五代双倍数据率同步动态随机存取存储器(DDR5)，最大时钟脉冲频率可以增加到6,400MT/s，甚至是8,400MT/s。功耗可能会增加到20到28瓦或更高。因此，传统的气冷系统不足以操作下一代记忆装置。

在现今的气冷系统中，散热片用以吸收存储器中的热能，再将热能从存储器中转移出去。存储器的热能通过冷却风扇从服务器排出。然而，具有或不具有散热器的传统的气冷系统不足以充分地消除由较新世代组件产生的热能。因此，由于冷却的需求增加而促使液体冷却的发展。

在机架级液冷系统设计中，冷却液源包括闭循环冷却系统和开循环冷却系统以促进来自机架中服务器等装置的热交换。闭循环液体冷却系统使冷却剂(例如水)通过穿过机架中服务器的管道环路循环。服务器的热能被冷却剂带走。闭循环系统使用热交换来冷却从服务器加热的热水。然后通过开循环系统(例如风扇墙)从热水中除去热能。

入口管将冷却液输送到冷却板上。安装冷板使其与服务器中发热的电气组件(例如处理器芯片)接触。该冷却板具有内部导管网络，该内部导管在冷却板上使冷却剂在内部循环。服务器中的每个处理器可以具有专用的冷却板，或与另一个处理器共享一个冷却板。处理器产生的热能传递到冷却板，然后传递到循环通过冷却板的冷却液。出口管将加热后的液体带离冷却板。在服务器中，用于存储器装置的双列直插式存储器模块(Dual In-lineMemory Module,DIMM)插槽通常位于处理器旁边。

另外，入口管还可以通过歧管携带冷却液，歧管与位于两个相邻存储卡之间的间隙中的板热接触。一旦将存储卡组装到DIMM插槽中，这些板将被厚垫覆盖，该厚垫将直接接触存储卡。存储卡产生的热能通过厚垫传递到板上。热能继而传递到在歧管内部流动的冷却液。出口管将加热的液体从歧管中带走，而将管子从冷板中带走。热交换器通过被风扇壁冷却而从加热的液体传递热能。然后将冷却后的冷却剂再循环至进气管，再回到冷却板和歧管。

由于液体冷却具有卓越的热性能，因此液体冷却可提供快速的除热功能。在室温下，空气的热传导系数仅为0.024W/mK。另一方面，诸如水的冷却剂的热传导系数为0.58W/mK，是空气的24倍。因此，液体冷却在将热能从热源传递到散热器方面更有效，并且允许从关键部件中除去热能而不会产生噪声污染。

图1是具有存储器冷却模块的现有技术服务器10的上视图。服务器10包括一个机架12，机架12具有用于安装元件如存储卡和处理器的电路板。在示例中，两个冷却板22和24安装在如处理器的发热电子元件上，以将热能从处理器传递出去。两个存储器冷却模块30和32安装在冷却板22和24的相对两侧。用一系列金属管使冷却剂循环到冷却板22和24以及存储器冷却模块30和32。大抵而言，机架12包括流体连接器，该流体连接器可以流体地连接到机架安装式热交换器。

服务器10还包括两个塑胶管40和42，其携带来自流体连接器的冷却剂。塑胶管40是将冷却剂提供给冷却板22和24以及存储器冷却模块30和32的入口管。塑胶管40是塑胶材质软管，经由存储器冷却模块30的歧管30a和第一金属管50连接至冷却板22。塑胶管40引导冷却剂通过存储器冷却模块30的歧管30a。冷却剂接着经由第一金属管50行进至冷却板22。冷却板22经由第二金属管52与冷却板24耦合。因此，冷却剂由第二金属管52提供给第二冷却板24。

冷却剂在两个冷却板22和24中内部循环，以带走处理器在冷却板22和24下面产生的热。然后，冷却剂经由第三金属管54从冷却板24行进至冷却板22。接着，第三金属管54将冷却剂引导至存储器冷却模块32的歧管32a。由歧管32a接收的加热的冷却剂后，存储器冷却模块32的一部分被塑胶管42带走，到达机架式热交换器。

发热的存储卡可置于存储器冷却模块30的金属板34a-34c之间，及/或在存储器冷却模块32的金属板36a-36c之间。金属板34a-34c分别连接至歧管30a。因此歧管30a与金属板34a-34c热接触。相似地，金属板36a-36c均附接到歧管32a。歧管32a因此与金属板36a-36c热接触。歧管30a和32a包括内部导管，该内部导管使冷却剂在内部循环，该内部导管经由存储器冷却模块30的金属板34a-34c和存储器冷却模块32的金属板36a-36c将热能从存储卡转移出。如此一来，存储器冷却模块30和32可以将热能从存储卡传递走。

金属板34a-34c由存储器冷却模块30的侧板30b连接，侧板30b与歧管30a相对。金属板36a-36c由存储器冷却模块32的侧板32b连接，侧板32b与歧管32a相对。存储器冷却模块30的侧板30b通过第四金属管56耦接到存储器冷却模块32的侧板32b。冷却剂也从歧管30a循环至侧板30b，经由金属板34a-34c下的附加管。或者，金属板34a-34c本身是承载冷却剂的扁平管。冷却剂从存储器冷却模块30的侧板30b循环到存储器冷却模块32的侧板32b。然后，冷却剂经由金属板36a-36c下方的附加管从存储器冷却模块32的侧板32b行进至存储器冷却模块32的歧管32a。

为了提供用于金属板和存储卡之间的热传递的充分接触，存储器冷却模块30和32包括厚垫。例如，金属板34a包括厚垫64a。金属板34b包括厚垫64b。可以在直接接触厚垫64a和厚垫64b的同时将存储卡放置在金属板34a和金属板34b之间。

然而，厚垫(如厚垫64a和64b)经常有耐久性问题。取决于使用哪种垫，在与存储器保持接触以提供最大热传导方面也可能存在问题。例如，弹性垫可能会出现疲劳问题。另外一例，在一段时间过后，拆卸和重新安装存储卡引起的摩擦通常会损坏厚垫及/或存储卡。即使更换存储卡，损坏的厚垫也会造成摩擦，进而损坏新的存储卡。此外，如果存储器冷却模块30的一小部分需要维修或置换，必须从机架12上卸下整个存储器冷却模块30。

因此，需要一种冷却系统提供足够的热能分布，并容许灵活地置换冷却系统的各个元件。

发明内容

根据本发明的一些实施方式，冷却组件包括主板、副板和第一填充层。主板包括本体、第一臂和第二臂。主板的第一臂和第二臂从主板的本体沿相反的方向向外延伸。副板包括本体、第一臂和第二臂。副板的第一臂和第二臂从副板的本体沿相反的方向向外延伸。第一填充层在主板和副板之间。第一填充层直接接触发热的电子元件。发热的电子元件应被固定在主板和副板之间。

在一些实施例中，主板还包括一凸出部。凸出部从主板垂直延伸。凸出部设置以接合副板的相应孔，将发热电子元件固定在主板和副板之间。

在一些实施例中，主板的凸出部延伸穿过发热电子元件的槽口，以将发热电子元件固定在主板和副板之间。

在一些实施例中，发热电子元件是存储卡。在一些实施例中，存储卡是同步动态随机存取存储器(SDRAM)。在一些实施例中，SDRAM是第五代双倍数据率(DDR5)SDRAM。

在一些实施例中，冷却组件进一步包括一个与主板的凹部接触的热管。该凹部对应热管的形状。在一些实施例中，热管被配置以卡扣接合(snap-fit)到主板的凹部。在一些示例中，热管是U形的，并且延伸穿过主板的本体的宽度。

在一些实施例中，冷却组件还包括第二填充层，该第二填充层位于主板和副板之间。第一填充层和第二填充层直接接触发热电子元件的相对侧。

根据本发明的一些实施方式，冷却剂循环系统包括入口、出口、在入口和出口之间的流体回路，第一冷却架和第二冷却架。入口以第一温度输送冷却剂。出口在第二温度下接收冷却剂，其中第二温度高于第一温度。流体回路包括第一管和第二管。第一管与入口耦接。第二管耦接第一管和出口。第一冷却架热传导接触第一管。第二冷却架热传导接触第二管。第一冷却架和第二冷却架支撑第一冷却组件，该第一冷却组件包括接触板，第一臂部和第二臂部。第一冷却组件的第一臂部热传导接触第一冷却架。第一冷却组件的第二臂部热传导接触第二冷却架。

在一些实施例中，第一冷却组件的接触板配置以容纳发热电子元件，使得第一冷却组件热传导接触发热电子元件。在一些实施例中，发热电子元件是存储卡。

在一些实施例中，第一冷却组件的第一臂部分从第一冷却组件的接触板的第一端延伸。第一冷却组件的第二臂部分从第一冷却组件的接触板的第二端延伸。

在一些实施例中，第一管与第二管系为一体的。

在一些实施例中，第一冷却架和第二冷却架之间的空间配置以容纳第二冷却组件，使得在第一冷却组件和第二冷却组件之间存在空气流动路径。在一些实施例中，第一冷却架和第二冷却架之间的空间配置以平行地容纳第一冷却组件和第二冷却组件。

在一些实施例中，第一冷却组件包括主板和副板。主板包括本体、第一臂和第二臂。副板也包括本体、第一臂和第二臂。第一冷却组件的接触板包括主板的本体和副板的本体。第一冷却组件的第一臂部包括主板的第一臂和副板的第一臂。第一冷却组件的第二臂部包括第一板的第二臂和第二板的第二臂。

在一些实施例中，冷却剂循环系统还包括位于冷却剂循环系统端部的冷却风扇。

以上概述并非旨在表示本发明的每个实施例或每个方面。而是，前述概述仅提供本文阐述的一些新颖方面和特征的示例。当结合附图和所附权利要求书考虑时，根据用于实施本发明的代表性实施例和方式的以下详细描述，本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。鉴于参考附图对各种实施例的详细描述，揭露开的其他方面对于本领域普通技术人员将是显而易见的，其在下面提供其简要描述。

附图说明

图1为本发明的一些实施方式的具有现有技术的存储器冷却模块的服务器的上视图；

图2为本发明的一些实施方式的冷却组件的分解图；

图3为图2的冷却组件容纳存储卡的部分分解图；

图4为本发明一些实施方式的冷却组件被安装在冷却剂循环系统中示例的前视图；

图5为本发明一些实施方式的冷却组件的后剖视图；

图6为本发明的一些实施方式中具有示例冷却组件的冷却剂循环系统的上视图；

图7为本发明的一些实施方式中具有冷却组件的冷却剂循环系统的上视图；

图8A为本发明的一些实施方式在图7中的相邻示例冷却组件之间的空气流动路径的上视图；

图8B为本发明的一些实施方式在图7中的相邻示例冷却组件之间的空气流动路径的另一上视图；

图9A为本发明的一些实施方式中使用空气冷却的示例冷却组件的温度分布图；

图9B为本发明的一些实施方式中使用液体冷却的示例冷却组件的温度分布图。

本揭示内容易于进行各种修改和用替代的形式。一些代表性的实施例通过在附图的实施例的方式示出，并且在本文中详细描述。然而，应该理解，并不意图将本发明限制于所揭示的特定形式。

符号说明

10:服务器

12:机架

22:冷却板

24:冷却板

30、32:存储器冷却模块

30a、30b:歧管

32a、32b:歧管

34a、34b、34c:金属板

36a、36b、36c:金属板

40:塑胶管

42:塑胶管

50:第一金属管

52:第二金属管

54:第三金属管

56:第四金属管

64a、64b:厚垫

100:冷却组件

103:本体部分

110:主板

112a、112b、112c、112d:凸出部

113:本体

114a、114b:凸出部

116a:第一臂

116b:第二臂

118:凹部

119:凹部

120:副板

122a、122b、122c、122d:凸出部

123:本体

124a、124b:孔

126a:第一臂

126b:第二臂

130:热管

140:第一填充层

142:第二填充层

150:存储卡

154a、154b:槽口

200:冷却剂循环系统

201:第一象限

202:第二象限

203:第三象限

204:第四象限

210:入口

212、214、216、218、220、222、224、226、228:金属管

230:出口

240、242、244、246、248、250:耦合器

260、270:金属盖

262、264、266、268、270:金属盖

280、282、284:冷却架

290、292:冷却板

295:箭头

具体实施方式

本发明可以许多不同的形式实施。代表性的实施例在附图中示出，并将在本文中详细描述。本发明内容是本发明内容的原理的示例或说明，并且不旨在将本发明内容的广泛方面限制于所说明的实施例。就此而言，例如在摘要、发明内容和详细描述的部分中所揭示但未在权利要求中明确阐述的元件和限制不应通过暗示、推断或其他方式单独地或共同地并入权利要求。就本详细描述而言，除非特别声明，否则单数包括复数，反之亦然；而且「包括」一词的意思是「包括但不限于」。此外，近似的词语，诸如「约」、「几乎」、「基本上」、「大概」等类似词语，在本文中可用于表示例如：「在」、「附近」、或「几乎在」、或「在3-5％内」、或「在可接受的制造公差内」、或任何组合。

本发明关于一种耦接于冷却剂循环系统的存储器冷却组件。存储器冷却组件具有一本体部分，本体部分容纳于冷却剂循环系统的两个冷却架之间的空间。存储器冷却组件可以在存储器冷却组件的本体部分内容纳存储卡。两个冷却架中的每一个都与载有冷却剂的金属管以及与存储器冷却组件的相应臂部分热传导接触。存储卡产生的热能被传递到存储器冷却组件的本体部分，接着传递到存储器冷却组件的臂部分，再传递到冷却架。然后热能被传递到金属管，并最终被循环的冷却剂带走。

参照图2，根据本发明的一些实施例绘示冷却组件的分解图。如图所示，冷却组件100包括主板110、副板120、热管130、第一填充层140及第二填充层142。主板110具有二相对表面：第一表面面对副板120及一相对侧的第二表面拥有热管130。第一表面包括可以配合存储卡(如图3的存储卡150)的形状的凹部119。第二表面包括可配合热管130的形状的凹部118。

主板110包括本体113、第一臂116a及第二臂116b。第一臂116a及第二臂116b从本体113沿着相反方向向外延伸。主板110可以是任何合适的导热材料，例如铝及/或铜。副板120大致上较薄于主板110，且模仿主板110的整体轮廓。副板120也包括本体123、第一臂126a及第二臂126b。第一臂126a及第二臂126b从本体123沿着相反方向向外延伸。副板120可以是任何合适的导热材料，例如铝。在一些实施方式中，主板110传递来自存储卡的热能(例如，提供主要导热性)，而副板120提供结构刚性。

主板包括六个凸出部112a、112b、112c、112d、114a和114b(最佳示于图2)。每一凸出部垂直地延伸自主板110至面对副板120的第一表面。每一凸出部设置以接合该副板120的相应孔。例如，凸出部112a被设置为接合副板120上的孔122a。凸出部112b被设置为接合副板120上的孔122b。凸出部112c被设置为接合孔122c。凸出部112d被设置为接合孔122d。凸出部114a被设置为接合孔124a。凸出部114b被设置为接合孔124b。

在一些实施方式中，主板110的其中一个或其中多个凸出部112a、112b、112c、112d、114a和114b可替换为开口及/或腔用以容纳螺钉以耦接副板120。举例来说，在一些实施方式中，凸出部112a、112b、112c和112d替换为腔，并且每个腔配置通过副板120上对应的孔(122a、122b、122c或122d)以接收螺钉。

虽然冷却组件100绘示为包括六对凸出部和孔(112a与122a；112b与122b；112c与122c；112d与122d；114a与124a；以及114b与124b)，如图2及图4所示，冷却组件中可以包括更多或更少对的凸出部和孔(例如一对、两对、三对、四对、五对、七对、十对等)。

仍参照图2，热管130在与四个凸出部112a、112b、112c和112d相反的表面(即第二表面)上接合至主板110。主板110包括与热管130的形状相对应的凹部118，使得热管130可以被嵌入到主板110的凹部118中。例如，在一些实施方式中，热管130可以卡扣配合到主板110的凹部118。如图2所示，热管130大致为U形，并且延伸穿过主板110的本体113的宽度。因此，主板110的凹部118也大致为U形，与热管130的形状匹配。

在一些实施方式中，热管130可具有其自己的冷却剂，诸如水或介电流体。举例来说，热管130可以包括内有芯结构的中空管。热管130可以包括两相传热过程(如液体至气体以及气体至液体)。相较于环境压力，两相传热过程可提供良好的导热性，同时维持热管130内部的更高压力。在一些实施方式中，热管130的电导率为约6,000至约10,000W/mK，而铜的电导率为约385W/mK，而铝的电导率为约230W/mK。

在一些实施方式中，热管130可以是与主板110及/或副板120相似或相同的任何合适的导热材料。在一些实施方式中，热管130向主板110提供结构支撑，而不论其导热率如何。在一些实施方式中，热管130由与主板110不同的材料制成，并且比主板110提供更高的热导率。

填充层140和142插入在主板110和副板120之间。填充层140和142直接接触发热的电子部件(例如，如图3～图4所示的存储卡150)。举例来说，第一填充层140可以放置于接触发热电子元件的第一侧，而第二填充层142可以放置于发热电子元件的相反侧。

虽然冷却组件100被示为包括本文中参照图2描述的所有组件，但是冷却组件中可以包括更多或更少的组件以收纳发热的电子元件，并从发热的电子元件中重新分配热能。例如，第一替代冷却组件包括主板110，副板120，第一填充层140和第二填充层142。例如，第二替代冷却组件包括主板110、副板120、热管130和第一填充层140。例如，第三替代冷却组件包括主板110和副板120。因此，可以本文示出的部件的任何一个或多个部分及/或与一个或多个其他部件组合以形成用于接收发热的电子元件且从发热的电子元件重新分配热能的各种冷却组件。

参照图3，绘示了冷却组件100和发热的电子元件(例如SDRAM存储卡150)的局部分解图。图3的冷却组件100与图2的冷却组件100相似或相同，其中相同的附图标号代表相同的元件。

存储卡150包括形成在存储卡150的相对侧的两个槽口154a和154b。主板110的凸出部114a配置以穿过存储卡150的槽口154a朝着副板120的孔124a延伸。类似地，主板110的凸出部114b配置以延伸穿过存储卡150的槽口154b，朝着副板120的孔124b延伸。如此一来，可以将存储卡150插入(如图4所示)于主板110和副板120之间。接着可以将组合冷却组件100和存储卡150插入服务器的电路板上的DIMM插槽中，例如图1中的服务器10。

如此一来，在一些实施方式中，主板110的凸出部114a和114b的定位可以取决于存储卡150的两个槽口154a和154b的定位。接着，副板120的孔124a和124b的位置也取决于存储卡150的两个槽口154a和154b的位置。

参照图4，绘示了冷却组件100和安装在冷却剂循环系统200中插入的存储卡150的前视图。图4的冷却组件100与第2-3图的冷却组件100相似或相同，其中相同的附图标号代表相同的元件。这里参考图6绘示冷却剂循环系统200的细节。

如图4所绘示，冷却组件100被组装成具有固定的存储卡150在主板110和副板120之间，如参照图3所述。一旦组装完成，主板110和副板120的本体形成冷却组件100的本体部分103。主板110和副板120的两对臂(116a、116b、126a、126b)形成一对臂部分106a和106b。本体部分103可以被冷却剂循环系统200的两个冷却架280和282之间的空间容纳。

冷却剂循环系统200的两个冷却架280和282中的每一个都与冷却组件100的相应臂部106a和106b热传导接触。例如，冷却架280与臂部106a热传导接触。冷却架282与臂部106b热传导接触。存储卡150产生的热能通过冷却组件100的本体部分103的填充层140和142传递到主板110和副板120；接着到冷却组件100的臂部分106a和106b；再到冷却架280和282。

从存储卡150到冷却架280和282的热传递过程在图5中进一步绘示出，图5为冷却组件100的后剖视图。图5中的冷却组件100相同于、或类似于图4中的冷却组件100，在此相同的附图标号代表相同的元件。箭头295表示被热管130传递的热流向臂部分106a及106b再到冷却架280及282。两个冷却架280及282中的每一个热传导接触于载有冷却剂的金属管，此于图6有更详细地描述。热接着从冷却架280及282传到金属管，并且最终被循环冷却剂带走。

参照图6，根据本发明的一些实施例绘示出冷却剂循环系统200。冷却剂循环系统200包括一个入口210、一个出口230、三个冷却架(280、282、284)、二个冷却板(290、292)、九个金属管(212、214、216、218、220、222、224、226、228)及六个耦合器(240、242、244、246、248、250)。两个冷却板、九个金属管及六个耦合器于入口210和出口230之间共同形成一流体回路。入口210将处于第一温度的冷却剂输送到流体回路中。出口将处于第二温度的冷却剂从流体回路中排出，其中第二温度大于第一温度。

如图6所示的冷却剂循环系统200包括四个象限201、202、203和204。每个象限绘示为具有八个冷却组件100。每个冷却组件100在内部具有存储卡(例如存储卡150)，其方式类似于图3～图4所述。因此，第一象限201中的冷却组件与两个冷却架282和284进行热传导接触。

在一些实施方式中，入口210将诸如冷水及/或介电流体的冷却剂通过耦合器240引导到冷却架284中的内部导管。冷却架284中的内部导管将热能从第一象限201中的冷却组件100带走。附加地或替代地，入口210经由耦合器240将冷却剂引导至金属管212；并且将入口210的冷却剂引导至金属管212。冷却架284与下面的金属管212直接接触，进而提供直接的热传递。

在冷却板292内循环之后，冷却剂从金属管212流向金属管214。例如，冷却板292可被安装在另一个发热的电气装置例如处理器的顶部。然后，冷却剂被引导到冷却架282中的内部导管，在该内部导管中，冷却剂将热能从象限201中的冷却组件100的相对侧带走。耦合器242然后将冷却剂引导到冷却架282中的另一内部导管。附加地或替代地，耦合器242将冷却剂从金属管214引导到金属管216；或者，冷却器100从象限202中的冷却组件100的一侧带走热能。冷却架282与下面的金属管214和金属管216直接接触，从而提供直接的热传递。

在冷却板290内部循环之后，冷却剂然后从金属管216流向金属管218。例如，冷却板290可以安装在另一个发热的电子装置的顶部，例如第二处理器。然后，冷却剂经由耦合器244从金属管218引导至金属管220。在一些实施方式中，冷却架280直接接触金属管218和下方的金属管220。

冷却剂经由耦合器246从金属管220流到金属管222。在冷却板290内(再次)循环之后，冷却剂接着从金属管222流到金属管224。金属管224经由耦合器248将冷却剂运送至金属管226。然后冷却剂在冷却板292内(再次)循环之后从金属管226流向金属管228。金属管228通过耦合器250将冷却剂运送到出口230。

特别参考第一象限201，金属管212中的冷却剂在冷却架284的一部分下方流动，而冷却架284与金属管212热传导接触。相似地，金属管214中的冷却剂在冷却架282的一部分的下方流动，而冷却架282热传导接触金属管212。因此，如上述关于图4～图5，由第一象限中的存储卡产生的热能可以传递到冷却架280和282，冷却架280和282又传递到金属管212和214，最后被循环冷却液带走。

相似的传热过程会可能发生在第二象限202、第三象限203和第四象限204。金属管228引导加热过的冷却剂通过耦合器250，并引向出口230。接着出口230可以排放加热过的冷却剂。可替换地，出口230耦接到一个热交换器，其中冷却过的冷却剂可经过入口210再循环回到冷却剂循环系统200。

在一些实施方式中，冷却剂循环系统200还包括用于六个耦合器中每个耦合器的金属盖。例如，金属盖260覆盖耦合器240，而金属盖270覆盖耦合器250。金属盖260和270耦接到冷却架284的两个相对端。在一些实施方式中，金属盖260和270也与冷却架284热传导接触。

类似地，在一些实施方式中，金属盖262覆盖耦合器242，且金属盖268覆盖耦合器248。金属盖262和268耦接至冷却架282的两个相对端。金属盖264覆盖耦合器244，而金属盖266覆盖耦合器246。金属盖264和266耦接至冷却架280的两个相对端。同样地，金属盖264、266、268和270可以热传导接触它们各自的冷却架280和282。在一些实施例中，金属盖增强了冷却剂循环系统200中各个元件之间的导热性。

尽管冷却剂循环系统200示出为包括图6描述的所有元件，但是服务器机架中的冷却剂循环系统可以包括更多或更少的组件。例如，第一替代冷却剂循环系统可包括彼此为一体的金属管，从而消除对耦合器的需要。第二替代冷却剂循环系统可以包括六个象限而不是四个象限。因此，各式的冷却剂循环系统可以使用在此示出和描述的元件的任何一个或多个部分及/或与一个或多个其他元件组合构成。

如图6～图7所示，冷却剂仅在冷却组件的两个臂部下方流动。特定象限中的冷却组件可放置于两个冷却架之间(例如280和282)，并使其彼此平行，据此使空气在相邻的冷却组件间流动。如此一来，在一些实施方式中，冷却剂循环系统200是空气冷却和液体冷却的混合系统。冷却剂循环系统200在相邻的冷却组件之间提供空气流动路径(图7)。

模拟数据

图8A描绘了本发明的冷却剂循环系统200中的相邻冷却组件100之间的空气流动路径的上视图。为了拟真的目的，使用图6的第三象限203的左上角；冷却风扇置于冷却水循环系统200的左侧。图8A的每个冷却组件100包括主板、副板、冷却板及在存储卡的任一侧上的两个填充层。图8A中的相邻冷却组件相隔1mm。相似地，图8B绘示同于图8A的冷却组件，除了图8B中相邻的冷却组件相隔2mm。

模拟展示了图8A～图8B所示的冷却剂循环系统200中的冷却组件100的热能再分配的效果。用于液体冷却的冷却剂是最初在冷却剂循环系统中流动的40℃的水。水通过冷却剂循环系统以每分钟一升的速率循环。空气冷却所用的空气最初为40℃，并由冷却剂循环系统以51立方英尺/分钟的速度循环。

表1.液体冷却与气体冷却模拟结果

如表1所示，无论是否仅启用空气冷却，或同时启用空气冷却和液体冷却，当冷却组件分隔1毫米(图8A)时，存储卡的温度都比冷却组件分隔2毫米(图8B)时更高。

进一步说明，图9A绘示了仅启用空气冷却的冷却组件的温度分布。图9B绘示了同时启用了空气冷却和液体冷却的图9A的冷却组件的温度分布。存储卡150在图9B(液体冷却)中具有比在图9A(空气冷却)中更低的温度。此外，表1还显示，不管相邻冷却组件之间的气流路径的宽度为何，液体冷却都比空气冷却更有效。

此外，增加(例如倍增)相邻冷却组件之间的空气流动路径的宽度仅供存储卡的温度的轻微降低。(参见表1。)因此，本发明的冷却剂循环系统可以容纳更多的冷却组件，并在相邻的冷却组件之间的距离较小，同时仍有效地冷却冷却组件中的发热电子元件。

尽管已经对于一个或多个实施说明和描述本发明，但是本领域技术人员在阅读和理解本说明书和附图时，会想知道或知道均等的改变和修改。另外，尽管可能仅关于若干实施中的一个实施揭示本发明的特定特征，但是这样的特征可以与其他实施的一个或多个其他特征组合，这对于任何给定或特定的应用，可能是期望和有利的。

虽然上文已经描述本发明的各种实施方式，但是应该理解，他们仅以实施例的方式呈现，而不是限制。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以根据本文的揭示内容对所揭示的实施方式进行许多改变。因此，本发明的广度和范围不应受任何上述实施方式的限制。更确切地，本发明地范围应该根据所附权利要求及其均等来界定。

这里使用的用语仅用于描述特定的实施方式的目的，并不旨在线至本发明。如这里所使用的，单数形式「一」、「一个」、和「该」旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。此外，在详细说明和/或权利要求中，所使用的用语「包括」、「包括的」、「具有」、「含有」、「有」、或其变化，这些用语意义为包括的，类似于用语「包含」的方式。

除非另外定义，否则这里使用的所有用语(包括技术和科学术语)具有与本领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。此外，诸如在常用字典中定义的那些用语，应当被解释为具有与那些用语相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不被理解为理想化或过于正式的含义，除非在本文中明确地如此定义。

Claims (10)

1.一种冷却组件，其特征在于，包括：

主板，具有本体、第一臂及第二臂，其中该主板的该第一臂与该第二臂从该主板的该本体沿相反的方向向外延伸；

副板，具有本体、第一臂及第二臂，其中该副板的该第一臂与该第二臂从该副板的该本体沿相反的方向向外延伸，所述副板对应地固定连接至所述主板；及

第一填充层，位于该主板及该副板之间，该第一填充层直接接触固定于该主板及该副板之间的发热电子元件。

2.如权利要求1所述的冷却组件，其中该主板还具有凸出部，该凸出部从该主板垂直延伸，该凸出部设置以卡合该副板的相应孔，以将该发热电子元件固定在该主板和该副板之间。

3.如权利要求2所述的冷却组件，其中该主板的该凸出部延伸穿过该发热电子元件的槽口，以将该发热电子元件固定在该主板和该副板之间。

4.如权利要求1所述的冷却组件，进一步包括热管，其中该热管接触主板的凹部，其中该凹部对应该热管的形状。

5.如权利要求1所述的冷却组件，进一步包括第二填充层，该第二填充层位于该主板和该副板之间，该第一填充层及该第二填充层直接接触该发热电子元件的相对侧。

6.一种冷却剂循环系统，其特征在于，包括：

入口，在第一温度下输送冷却剂；

出口，在第二温度下接收冷却剂，该第二温度高于该第一温度；

流体回路，在该入口和该出口之间，该流体回路包括第一管及第二管，该第一管耦接该入口，该第二管耦接该第一管及该出口；

第一冷却架，热传导接触该第一管；以及

第二冷却架，热传导接触该第二管，其中该第一冷却架及该第二冷却架支撑第一冷却组件，该第一冷却组件包括接触板、第一臂部和第二臂部，其中该第一冷却组件的该第一臂部热传导接触该第一冷却架，该第一冷却组件的该第二臂部热传导接触该第二冷却架，

其中所述第一冷却组件如权利要求1-5中任一项所述的冷却组件。

7.如权利要求6所述的冷却剂循环系统，其中该第一冷却组件的该接触板配置以容纳发热电子元件，使该第一冷却组件热传导接触该发热电子元件。

8.如权利要求6所述的冷却剂循环系统，其中该第一冷却组件的该第一臂部延伸自该第一冷却组件的该接触板的第一端，以及其中该第一冷却组件的该第二臂部延伸自该第一冷却组件的该接触板的第二端。

9.如权利要求6所述的冷却剂循环系统，其中该第一冷却架及该第二冷却架进一步支撑第二冷却组件，使空气流动路径存在于该第一冷却组件及该第二冷却组件之间。

10.如权利要求6所述的冷却剂循环系统，其中该第一冷却组件包括主板及副板，该主板包括本体、第一臂及第二臂，该副板包括本体、第一臂及第二臂；

其中该第一冷却组件的该接触板包括该主板的该本体以及该副板的该本体；

其中该第一冷却组件的该第一臂部包括该主板的该第一臂及该副板的该第一臂；以及

其中该第一冷却组件的该第二臂部包括该主板的该第二臂及该副板的该第二臂。