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HINTERGRUND
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Stand der Technik
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CDU-Lösungen (Rack and Row-Scale Coolant Distribution Unit) und Konfigurationen auf Systemebene sind begrenzt und ineffizient verpackt, da keine Pumpenoptionen verfügbar sind. Konventionelle Lösungen auf der Basis von Kreiselpumpen sind groß und, obwohl sie im Betrieb effizient sind, nicht für das Verpacken in verfügbaren auf Gestellen und Reihen basierenden Räumen optimiert. Stattdessen eignen sich konventionelle Lösungen auf der Basis von Kreiselpumpen besser für größere Freiflächen wie CDUs in End- oder Reiheneinheiten als für Bereiche, in denen der Platz für IT-Geräte (Informationstechnologie) knapp bemessen ist. Da die Leistung in Zahnstangen und Reihen schnell ansteigt, kann die Branche mit den derzeitigen Lösungen auf der Basis von Kreiselpumpen nicht mehr effizient skalieren, da diese Systeme weiter wachsen müssen, um den ansteigenden Leistungspegeln gerecht zu werden. Daher besteht ein Bedarf an platzsparenden Pumpen, um neue Verpackungsoptionen im Rack- und Reihenmaßstab sowohl für die CDU als auch für die von ihr unterstützten Geräte zu ermöglichen und gleichzeitig mehr Leistung, höhere Dichte, bessere Redundanz, Service und geringere Kosten zu bieten.
US 2005/0180105 A1 beschreibt ein elektronisches Gerät, einschließlich Personal Computer vom Desktop-Typ und Notebook-Typ, sowie einen Server usw., umfassend ein redundantes Kühlsystem mit einer CPU 200, die in einem Gehäuse 100 montiert ist und mit einer Flüssigkeitskühlung gekühlt wird, wobei die Flüssigkeitskühlung umfasst: einen Kühlmantel 50; einen Strahler 60; und zwei (2) Sätze von Zirkulationspumpen, und ferner Rückschlagventile 91 und 92 und Leitungen 81, 82, um die Zirkulation des flüssigen Kühlmittels aufrechtzuerhalten, selbst wenn einer der zwei (2) Sätze von Zirkulationspumpen seine Funktion stoppt, wodurch ein redundantes Flüssigkeitskühlsystem aufgebaut wird.
US 2012/0024501 A1 beschreibt thermoelektrisch verbesserte Flüssigkeitskühlvorrichtungen und -verfahren, um das Kühlen einer oder mehrerer Komponenten eines Elektronikgestells zu erleichtern. Die Vorrichtung umfasst eine flüssigkeitsgekühlte Struktur in thermischer Verbindung mit der/den zu kühlenden Komponente(n) und einen Flüssigkeit-zu-Luft-Wärmetauscher, der in Fluidverbindung mit der flüssigkeitsgekühlten Struktur über einen Kühlmittelkreislauf zum Aufnehmen und Zuführen von Kühlmittel gekoppelt ist Kühlmittel zu der flüssigkeitsgekühlten Struktur. Ein thermoelektrisches Array ist mit ersten und zweiten Kühlmittelschleifenabschnitten in thermischem Kontakt mit ersten und zweiten Seiten des Arrays angeordnet. Die thermoelektrische Anordnung arbeitet, um Wärme von Kühlmittel, das durch den ersten Schleifenabschnitt strömt, auf Kühlmittel zu übertragen, das durch den zweiten Schleifenabschnitt strömt, und kühlt Kühlmittel, das durch den ersten Schleifenabschnitt strömt, bevor das Kühlmittel durch die flüssigkeitsgekühlte Struktur strömt. Kühlmittel, das durch die ersten und zweiten Schleifenabschnitte strömt, strömt durch den Flüssigkeit-zu-Luft-Wärmetauscher, um diesen zu kühlen.
JP 2004-92610 A beschreibt ein Flüssigkeitszirkulationssystem, das eine Flüssigkeit durch eine Pumpe zirkuliert, und auf ein Flüssigkeitskühlsystem, das das Flüssigkeitszirkulationssystem verwendet, und insbesondere auf ein Flüssigkeitszirkulationssystem mit einer miniaturisierbaren Pumpe und einer Montagestruktur davon und einer Flüssigkeitszirkulation System mit demselben Flüssigkeitskühlsystem.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die zum besseren Verständnis beigefügt sind und in diese Beschreibung einbezogen sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen offenbarte Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der offenbarten Ausführungsformen zu erläutern. In den Zeichnungen:
- zeigt ein herkömmliches CDU-Kühlsystem des Standes der Technik.
- veranschaulicht ein beispielhaftes Pumpensystem gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung.
- veranschaulicht ein beispielhaftes Pumpensystem gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung.
- zeigt ein Leistungsdiagramm verschiedener Implementierungen von Pumpen gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung.
- zeigt ein beispielhaftes Kühlsystem, das mit einem Pumpensystem gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung konfiguriert ist.
- zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines beispielhaften Kühlsystems in einem oder mehreren Servern gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung.
- zeigt eine perspektivische Querschnittsansicht eines beispielhaften Kühlsystems in einem oder mehreren Servern gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung.
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In einer oder mehreren Implementierungen sind möglicherweise nicht alle in jeder Figur dargestellten Komponenten erforderlich, und eine oder mehrere Implementierungen enthalten möglicherweise zusätzliche Komponenten, die in einer Figur nicht gezeigt sind. Variationen in der Anordnung und Art der Komponenten können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zusätzliche Komponenten, andere Komponenten oder weniger Komponenten können im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die im Folgenden dargelegte detaillierte Beschreibung ist als Beschreibung verschiedener Implementierungen gedacht und soll nicht die einzigen Implementierungen darstellen, in denen die betreffende Technologie praktiziert werden kann. Wie der Fachmann erkennen würde, können die beschriebenen Implementierungen auf verschiedene Arten modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die Beschreibung als veranschaulichend und nicht einschränkend anzusehen.
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Gesamtübersicht
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Wie oben erläutert, sind CDU-Lösungen (Rack and Row-Scale Coolant Distribution Unit) und Konfigurationen auf Systemebene begrenzt und ineffizient verpackt, da keine Pumpenoptionen verfügbar sind. Konventionelle Lösungen auf der Basis von Kreiselpumpen sind groß und, obwohl sie im Betrieb effizient sind, nicht für das Verpacken in verfügbaren auf Gestellen und Reihen basierenden Räumen optimiert. Stattdessen eignen sich konventionelle Lösungen auf der Basis von Kreiselpumpen besser für größere Freiflächen wie CDUs in End- oder Reiheneinheiten als für Bereiche, in denen der Platz für IT-Geräte (Informationstechnologie) knapp bemessen ist. Da die Leistung in Zahnstangen und Reihen schnell ansteigt, kann die Branche mit den derzeitigen Lösungen auf der Basis von Kreiselpumpen nicht mehr effizient skalieren, da diese Systeme weiter wachsen müssen, um den ansteigenden Leistungspegeln gerecht zu werden. Daher besteht ein Bedarf an platzsparenden Pumpen, um neue Verpackungsoptionen im Rack- und Reihenmaßstab sowohl für die CDU als auch für die von ihr unterstützten Geräte zu ermöglichen und gleichzeitig mehr Leistung, höhere Dichte, bessere Redundanz, Service und geringere Kosten zu bieten.
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Beschrieben sind Pumpen und Pumpsysteme, die skaliert werden, um zu passen in mindestens eines von einem Chassis, eine Zahnstange, eine Reihe von Zahnstangen, oder einer oder mehr Zahnstangen der Reihe von Gestellen Gehäusen einer oder mehr Server oder in einem Raum, über dem oder den Gestellen oder der Gestellreihe. Die Pumpen können Laufräder enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie sich in Umfangsrichtung um eine Achse mit einer Längsachse der Pumpen drehen. Jede Pumpe kann mit einem Pumpengehäuse verbunden sein, das mit Einlass- und Auslassrohren verbunden ist, um Kühlflüssigkeit zum Kühlen des einen oder der mehreren Server zuzuführen. Gemäß bestimmten Implementierungen kann eine erste Pumpe in Reihe oder parallel zu einer zweiten Pumpe geschaltet sein.
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Die Dimensionierung der Pumpen ermöglicht eine verbesserte Skalierbarkeit, ohne die Kühlleistung zu beeinträchtigen. Darüber hinaus bietet der Zusammenbau der Pumpen in Reihen- und / oder Parallelkonfigurationen Flexibilität für unterschiedliche Kühlanforderungen.
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Es versteht sich, dass andere Konfigurationen der vorliegenden Technologie für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ohne weiteres ersichtlich werden, wobei verschiedene Konfigurationen der vorliegenden Technologie zur Veranschaulichung gezeigt und beschrieben werden. Es wird erkannt werden, dass die betreffende Technologie andere und unterschiedliche Konfigurationen aufweisen kann und dass ihre verschiedenen Details in verschiedener anderer Hinsicht modifiziert werden können, ohne vom Umfang der betreffenden Technologie abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen.
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Konventionelle Systemarchitektur
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zeigt eine herkömmliche Serversystemarchitektur 100 (z. B. eine Zeilenarchitektur, die Server in Gehäusen und Racks enthält) mit einer herkömmlichen Kühlverteilereinheit (CDU) 110. Die Architektur 100 umfasst mehrere Server-Racks 102. Jedes Server-Rack 102 enthält mehrere Chassis (z. B. Chassis 104). Wie dargestellt, befindet sich die CDU 110 außerhalb der Server-Racks 102. Die CDU 110 liefert gekühltes Kühlfluid 106 in die Servergestelle 102 und empfängt erwärmtes Kühlfluid 108 von den Servergestellen 102. Beispielsweise kann die CDU 110 800 mm breit sein und bis zu vier Server-Racks 102 mit bis zu 250 kW unterstützen, wobei jedes eine herkömmliche Kreiselpumpe verwendet.
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Wie dargestellt, befindet sich im Raum der Architektur 100 ein leerer Raum 120, der nicht von Rohren besetzt ist, die Kühlmittel, Kabel usw. zuführen und zurückführen. Es versteht sich, dass der leere Raum 120 zwar im oberen Raum der Architektur 100 dargestellt ist kann sich der leere Raum 120 an anderen Stellen innerhalb jedes Racks und / oder jeder Reihe jedes Gehäuses 104 und / oder unterhalb (z. B. unter Bodenplatten) jedes Server-Racks 102 befinden. Fachleute werden verstehen, dass die CDU 110 (zusätzlich zu vielen anderen Elementen) große Pumpen umfasst, die zu groß sind, um in den leeren Raum 120 zu passen.
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In Bezug auf die Servertechnologie ist der Platz knapp und die Industrie kann es sich nicht mehr leisten, aktuelle platzsparende Lösungen auf der Basis von Kreiselpumpen einzusetzen, insbesondere wenn die Leistung im Rack- und Reihenmaßstab rapide zunimmt. Daher besteht ein Bedarf an platzsparenden Pumpen, die sowohl für die CDU als auch für die von ihr unterstützten Geräte Verpackungsoptionen im Rack- und Reihenmaßstab ermöglichen und gleichzeitig mehr Leistung, höhere Dichte, bessere Redundanz, Wartung und niedrigere Kosten bieten.
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Beispiel Pumpensystem
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zeigt ein beispielhaftes Pumpensystem 200 (z. B. eine Pumpenanordnung), das die oben beschriebenen Anforderungen erfüllt. Das System 200 kann auf verschiedene Arten implementiert werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf sich selbst, in Verbindung mit einer CDU (z. B. als Druckerhöhungspumpe), als Teil einer CDU usw. Das Pumpensystem 200 umfasst eine Pumpe 210a (z. B. eine erste Axialpumpe), die mit einem Pumpengehäuse 220a (z. B. einem ersten Pumpengehäuse) gekoppelt ist. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Pumpe 210a einen Körper 202a (z. B. einen ersten Körper) mit einem Flügelrad 204a (z. B. einem ersten Flügelrad). Beispielsweise ist das Flügelrad 204a konfiguriert, um sich in einer Umfangsbewegung mit einer Längsachse des Körpers 202a um eine Achse zu drehen. Die Pumpe 210a kann auch einen Motor 206a (z. B. einen ersten Motor) enthalten, der zwischen Magnetlagern 208a (z. B. ersten Magnetlagern) angeordnet ist. Der Motor 206a kann von einer Stromquelle 212 angetrieben werden, die mit der Pumpe 210a außerhalb des Pumpengehäuses 220a gekoppelt ist. In einigen Implementierungen kann der Motor 206a ferner mit einer Steuerung gekoppelt sein. Gemäß bestimmten Implementierungen kann sich der Motor 206a außerhalb des Pumpengehäuses 220a befinden. Beispielsweise können sich sowohl der Motor 206a als auch die Energiequelle 212 außerhalb des Pumpengehäuses 220a befinden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Pumpe 210a in eine Kühlmittelverteilungseinheit (CDU) als Pumpe zum Kühlen eines oder mehrerer Server eingebaut sein. Beispielsweise kann ein Einlassrohr 230 mit einem Einlass 222a (z. B. einem ersten Einlass) des Pumpengehäuses 220a gekoppelt sein, so dass das Einlassrohr 230 der Pumpe 210a Kühlfluid zuführt. Das Kühlfluid kann entlang eines vorwiegend linearen Pfades (z. B. einer im Wesentlichen geraden Linie), wie durch die Pfeile angegeben, durch das Einlassrohr 230 in das Flügelrad 204a und durch das Pumpengehäuse 220a fließen. Gemäß einem Aspekt können das Einlassrohr 230 und ein Auslass (z. B. Pumpengehäuse 220b) dieselbe Strömungsrichtung für das Kühlfluid aufweisen. Beispielsweise kann eine Strömungsrichtung am Einlassrohr 230 die gleiche sein wie die Strömungsrichtung am Auslass. Da das Kühlfluid der Pumpe 210a über einen linearen Weg zugeführt wird, wird im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen, bei denen das Kühlfluid viele Umdrehungen, Verbindungen und Übergänge durchläuft (z. B. 90-Grad-Umdrehungen), Platz gespart. Dies ermöglicht, dass die Pumpe 210a so dimensioniert ist, dass eine CDU, die die Pumpe 210a enthält, in einen größeren Bereich von Orten zum Kühlen eines oder mehrerer wärmeerzeugender Geräte (z. B. Server, Schalter, Netzteile, andere Elemente in einem IT-Rack) passen kann, etc.). Beispielsweise kann die Pumpe 210a mit einem Chassis, einem Gestell, einer Reihe von Gestellen oder einem oder mehreren Gestellen der Reihe von Gestellen gekoppelt sein, die den einen oder die mehreren Server aufnehmen, um Chassis, Gestell und / oder bereitzustellen Kühlung auf Zeilenebene für einen oder mehrere Server. In einer Implementierung können die Pumpengehäuse (z. B. Pumpengehäuse 220a und Pumpengehäuse 220b) mit / innerhalb eines Gehäuses von einem oder mehreren Servern gekoppelt sein. Beispielsweise können die Pumpengehäuse mit einem Chassis, einem Gestell, einer Reihe von Gestellen oder einem oder mehreren Gestellen, in denen der eine oder die mehreren Server untergebracht sind, oder in einem Raum über dem einen oder den mehreren Gestellen oder der Reihe gekoppelt sein von Racks.
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Gemäß einem Aspekt ist eine Länge der Pumpe 210a größer als ein Durchmesser der Pumpe 210a. Beispielsweise kann die Länge der Pumpe 210a 10 Zoll betragen und ein Durchmesser der Pumpe 210a kann 1 Zoll betragen. Gemäß einem Aspekt beträgt ein Durchmesser des Pumpengehäuses 220a vier Zoll (z. B. ein Durchmesser von vier Zoll). Gemäß einem Aspekt beträgt ein Durchmesser des Flügelrads 204a 2,5 Zoll. Es versteht sich, dass diese Abmessungen nur beispielhaft sind und andere Größen möglich sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Pumpensystem 200 eine andere Pumpe 210b (z. B. eine zweite Axialpumpe) enthalten, die mit der ersten Pumpe 210a in Reihe geschaltet ist. Alternativ kann die zweite Pumpe 210b parallel zur ersten Pumpe 210a gekoppelt sein. Ähnlich wie die erste Pumpe 210a umfasst die zweite Pumpe 210b auch einen Körper 202b (z. B. einen zweiten Körper), ein Flügelrad 204b (z. B. ein zweites Flügelrad), einen Motor 206b (z. B. einen zweiten Motor) und Magnetlager 208b (zB zweite Magnetlager). Die zweite Pumpe 210b ist mit einem Pumpengehäuse 220b (z. B. einem zweiten Pumpengehäuse) gekoppelt. Beispielsweise kann das erste Pumpengehäuse 220a über einen Einlass 222b (z. B. einen zweiten Einlass) mit dem zweiten Pumpengehäuse 220b gekoppelt sein. Auf diese Weise kann von der Einlassleitung 230 zugeführtes Kühlfluid in einem im Wesentlichen linearen Pfad durch die erste Pumpe 210a und die zweite Pumpe 210b gepumpt werden. Beispielsweise kann eine Strömungsrichtung durch die erste Pumpe 210a und die zweite Pumpe 210b gleich sein.
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Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine dritte Pumpe (nicht gezeigt) entweder in Reihe oder parallel mit der ersten Pumpe 210a gekoppelt sein. Beispielsweise kann die dritte Pumpe parallel zu der ersten Pumpe 210a gekoppelt sein, wie dies nachstehend in gezeigt ist. B. in Reihe mit der ersten Pumpe 210a geschaltet sein. Die dritte Pumpe kann alle oben in Bezug auf die erste Pumpe 210a und die zweite Pumpe 210b beschriebenen Teile umfassen und kann mit einem dritten Pumpengehäuse gekoppelt sein.
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Es versteht sich, dass die hier beschriebenen Pumpen alle im Stand der Technik bekannten Pumpentypen umfassen können, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Axialströmungspumpen (z. B. Axialpumpen).
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ABB.. 3 veranschaulicht ein Pumpensystem 300 mit Pumpen (z. B. Axialpumpen) in Reihe und parallel gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung. Das System 300 kann auf verschiedene Arten implementiert werden, einschließlich, aber nicht ausschließlich, in Verbindung mit einer CDU (z. B. als Druckerhöhungspumpe), als Teil einer CDU usw. Das System 300 umfasst eine erste Pumpe (z. B. eine erste Axialpumpe 310a, die mit einem ersten Pumpengehäuse 320a gekoppelt ist, eine zweite Pumpe 310b (z. B. eine zweite Axialpumpe), die mit einem zweiten Pumpengehäuse 320b gekoppelt ist, eine dritte Pumpe 310c (z. B. eine dritte Axialpumpe), die mit gekoppelt ist ein drittes Pumpengehäuse 320c und eine vierte Pumpe 310d (z. B. eine vierte Axialpumpe), die mit einem vierten Pumpengehäuse 320d gekoppelt sind. Beispielsweise kann die erste Pumpe 310a in Reihe mit der zweiten Pumpe 310b geschaltet sein, und die dritte Pumpe 310c kann in Reihe mit der vierten Pumpe 310d geschaltet sein, wie oben in dargestellt. 2. Die erste Pumpe 310a kann parallel zur dritten Pumpe 310c geschaltet sein, und die zweite Pumpe 310b kann parallel zur vierten Pumpe 310d geschaltet sein.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird dem System 300 Kühlfluid durch einen Einlass 336 eines Einlassrohrs 330 zugeführt. Beispielsweise kann das Einlassrohr 330 Y-förmig sein und den Einlass 336, einen ersten Auslass 332 und einen zweiten Auslass 334 aufweisen. Das Kühlfluid kann durch das Einlassrohr 330 über zwei Wege, einen ersten Weg durch die erste Pumpe 310a und die zweite Pumpe 310b und einen zweiten Weg durch die dritte Pumpe 310c und die vierte Pumpe 310d, abgeleitet werden. Beispielsweise kann der erste Auslass 332 des Einlassrohrs 330 mit einem ersten Einlass 322a des ersten Pumpengehäuses 320a gekoppelt sein, und das erste Pumpengehäuse 320a kann mit einem zweiten Einlass 322b des zweiten Pumpengehäuses 320b gekoppelt sein. Das zweite Pumpengehäuse 320b kann über einen Auslass 342 (z. B. einen ersten Auslass) mit einem Auslassrohr 340 gekoppelt sein. Beispielsweise kann das Auslassrohr 340 Y-förmig sein und den ersten Auslass 342, einen zweiten Auslass 344 und einen Ausgang 346 umfassen.
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In ähnlicher Weise kann der zweite Auslass 334 des Einlassrohrs 330 mit einem dritten Einlass 322c des dritten Pumpengehäuses 320c gekoppelt sein, und das dritte Pumpengehäuse 320c kann mit einem vierten Einlass 322d des vierten Pumpengehäuses 320d gekoppelt sein. Das vierte Pumpengehäuse 320d kann durch den zweiten Auslass 344 mit dem Auslassrohr 340 gekoppelt sein. Das entlang des ersten Pfades und des zweiten Pfades laufende Kühlfluid geht am Ausgang 346 ineinander über. Auf diese Weise empfängt das Auslassrohr 340 das Kühlfluid von dem Pumpensystem 300.
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Das offenbarte System 300 kann auch Rückschlagventile, Kugelventile, Schraderventile, Durchflussmesser, Temperatursensoren, Drucksensoren, manuelle Ventile für Wartungszwecke, Abflussarmaturen usw. umfassen. Außerdem versteht es sich, dass alle Teile des Systems 300 das gleiche sind modular und kann wie gewünscht angebracht oder entfernt werden. Durchschnittsfachleute werden verstehen, dass das offenbarte Pumpensystem 300 zusätzliche Elemente enthalten kann, die möglicherweise nicht gekennzeichnet oder dargestellt sind.
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zeigt ein Leistungsdiagramm 400 verschiedener Implementierungen des Pumpensystems von 3. 3 gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung. Beispielsweise ist das Diagramm 400 eine grafische Darstellung einer Korrelation von Q (z. B. einer Strömung) zu h (z. B. einer Förderhöhe oder einem Druck) für die Pumpen. Ein Ergebnis der Einzelpumpenkonfiguration ist in Kurve 402 gezeigt. Zwei Pumpen in einer parallelen Konfiguration ergeben die Kurve 404. Zwei in Reihe geschaltete Pumpen, wie in ergibt Kurve 406. Vier Pumpen, zwei in Reihe und zwei parallel, wie in dargestellt. 3 ergibt Kurve 408.
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Obwohl vier Kurven 402 - 408 für unterschiedliche Pumpenkonfigurationen gezeigt sind, versteht es sich, dass jede Konfiguration in der Lage ist, abhängig von der Situation einen gewünschten Durchfluss und Druck zu liefern. Zum Beispiel kann eine Pumpe den Durchfluss und den Druck bereitstellen, um 1 MW Kühlung (z. B. 300 gpm) zu unterstützen. Verschiedene Konfigurationen sind zulässig, und die vier Kurven 402 - 408 veranschaulichen die Vielseitigkeit der Pumpen.
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Die Aufwärtskurven 410, 412 und 414 repräsentieren den Druckabfall gegenüber der Durchflussrate. Beispielsweise stellt die Aufwärtskurve 412 einen Druckabfall für die Kurve 408 dar, und der Schnittpunkt 420 stellt einen Widerstand dar, der durch ein Leitungsnetz für vier Pumpen, zwei in Reihe und zwei parallel, auftreten würde.
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Beispiel Kühlsystem
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zeigt ein beispielhaftes Kühlsystem 500, das mit einem Pumpensystem 530 gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung konfiguriert ist. Zum Beispiel kann das Kühlsystem 500 über einem Gestell 502 in einen leeren Raum 520 (z. B. wie in 5 dargestellt) passen oder mit / in einem Chassis 504, einem Gestell 502, einer Reihe von Gestellen, einem oder mehreren, gekoppelt sein Gestelle der Gestellreihe oder unterhalb des Gestells 502 (z. B. unter Bodenfliesen oder unterirdisch). Beispielsweise versorgt das Kühlsystem 500 das Chassis 504, das Rack 502, die Rackreihe und / oder ein oder mehrere Racks der Rackreihe, in denen ein oder mehrere Server 510 untergebracht sind, mit Kühlung. Das Kühlsystem 500 kann auf verschiedene Arten implementiert werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, für sich in Verbindung mit einer CDU (z. B. als eine Druckerhöhungspumpe), als Teil einer CDU usw.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Kühlsystem 500 das Pumpensystem 530, einen Wärmetauscher (HX) 540, ein erstes Eingangsrohr 542, ein erstes Ausgangsrohr 544, ein zweites Ausgangsrohr 514 und ein zweites Eingangsrohr 516 vom Wärmetauscher 540. Zum Beispiel kann das Pumpensystem 530 eine beliebige Kombination von Pumpen in Reihen- und / oder Parallelkonfigurationen enthalten, wie oben in den und beschrieben. 2 und 3. Das Pumpensystem 530 kann mit / innerhalb des Chassis 504, dem Rack 502, der Rackreihe und / oder einem oder mehreren Racks der Rackreihe, die einen oder mehrere Server 510 aufnehmen, gekoppelt sein.
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Im Betrieb ist der Wärmetauscher 540 mit einem Primärkreislauf von einer Einrichtung zum Kühlen von Fluid aus dem ersten Eingangsrohr 542 verbunden und gibt erwärmtes Kühlfluid aus dem ersten Ausgangsrohr 544 aus. Das Pumpensystem 530 erleichtert das Pumpen des gekühlten Kühlfluids und des erwärmten Kühlfluids in den Wärmetauscher 540 und aus diesem heraus. Zusätzlich erleichtert das Pumpensystem 530 das Zuführen von gekühltem Kühlfluid 506 vom Kühlsystem 500 in die Gestelle 502 und das Aufnehmen von erwärmtem Kühlfluid 508 von den Gestellen 502. Beispielsweise liefert das zweite Ausgangsrohr 514 das gekühlte Kühlfluid 506 und das zweite Eingangsrohr 516 empfängt das erwärmte Kühlfluid 508. Ein Wärmeaustausch 512 kann zwischen einer zahnstangenseitigen Schleife und einer anlagenseitigen Schleife auftreten.
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zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines beispielhaften Kühlsystems 600 gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung. Beispielsweise kann das System 600 eine erste Pumpe 610, eine zweite Pumpe 612 und einen Wärmetauscher 620 enthalten. Der Wärmetauscher 620 kann ein erstes Rohr 622, ein zweites Rohr 624, ein drittes Rohr 626 und ein viertes Rohr 628 enthalten. Das System 600 kann auch einen Stromverteilerkasten 640 enthalten. Zum Beispiel kann der Stromverteilerkasten 640 eine maximale Höhe des Plenums eines oder mehrerer Server bestimmen, so dass die Abmessungen des Systems 600 innerhalb der maximal zulässigen Decke oder unter der Bodenhöhe über oder unter dem Rack liegen. Gemäß einem Aspekt kann die maximale Höhe ungefähr 20 Zoll betragen. Es versteht sich, dass dieser Wert nur beispielhaft ist und andere Höhen möglich sind.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung befinden sich die erste Pumpe 610 und die zweite Pumpe 612 in einer parallelen Konfiguration. Gemäß einem zusätzlichen Aspekt sind das erste Rohr 622 und das dritte Rohr 626 mit einem oder mehreren Servern in einer internen Schleife (z. B. einer sekundären Schleife) verbunden, und das zweite Rohr 624 und das vierte Rohr 628 sind mit dem Wärmetauscher verbunden 620 in einer externen Schleife (z. B. einer Primärschleife). Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung hat jedes der Rohre 622 - 628 einen Durchmesser von 4 Zoll und der Wärmetauscher 620 ist ein 1 MW L2L HX mit Abmessungen von 10 „x 24“ x 15". Es versteht sich, dass diese Abmessungen nur beispielhaft sind und andere Abmessungen für die Rohre 622 - 628 und den Wärmetauscher 620 möglich sind.
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zeigt eine perspektivische Querschnittsansicht eines beispielhaften Kühlsystems 700 gemäß bestimmten Aspekten der Offenbarung. Beispielsweise kann das System 700 eine erste Pumpe 710, eine zweite Pumpe 712 und einen Wärmetauscher 720 enthalten. Der Wärmetauscher 720 kann ein erstes Rohr 722, ein zweites Rohr 724, ein drittes Rohr 726 und ein viertes Rohr 728 enthalten. Das System 700 kann auch einen Stromverteilerkasten 740 enthalten.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung befinden sich die erste Pumpe 710 und die zweite Pumpe 712 in einer parallelen Konfiguration. Gemäß einem zusätzlichen Aspekt sind das erste Rohr 722 und das dritte Rohr 726 mit einem oder mehreren Servern in einer internen Schleife (z. B. einer sekundären Schleife) verbunden, und das zweite Rohr 724 und das vierte Rohr 728 sind mit dem Wärmetauscher verbunden 720 in einer externen Schleife (z. B. einer Primärschleife).
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Wie hierin beschrieben, umfassen die Vorteile der Systeme und Vorrichtungen eine dramatische Größenverringerung im Vergleich zu herkömmlichen Zentrifugenlösungen.
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Beispielsweise sind Rohrverbindungen, die auf CDU-Systemebene verwendet werden, bei Inline-Axialpumpen effizienter als bei herkömmlichen Kreiselpumpen, was zu einer Volumenreduzierung auf Systemebene führt. Es gibt auch Vorteile in Bezug auf die Strömungseffizienz, da weniger Rohrbögen vorhanden sind, was aufgrund weniger Rohrverbindungen / -übergänge auch zu Kosten- und Leckagerisikovorteilen führt.
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Zusätzlich erhöht die CDU-Ausrüstung oben auf den Racks die Lösungsdichte um 25%. Zum Beispiel ist, wie in ABB.In 1 verwenden herkömmliche Lösungen ein einzelnes CDU-Rack, um vier IT-Racks zu unterstützen. Im Gegensatz dazu integrieren die offenbarten Systeme und Vorrichtungen Geräte auf den Gestellen (z. B. dort, wo sich bereits Wasserleitungen befinden) und sparen ein Gestell (z. B. von vier), was zu einer 25% igen Verringerung der genutzten Grundfläche führen kann.
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Die Platzreduzierung durch die Pumpen bietet zusätzliche Vorteile, einschließlich der Möglichkeit, Pumpen in Reihen- und Parallelkonfigurationen anzuordnen, um die Leistung und die Belastbarkeit zu verbessern (z. B. reduzierte Wartung). Auf Serverebene bieten die hier beschriebenen Pumpen die Möglichkeit, in Übereinstimmung mit vorhandenen CDU-Geräten als Druckerhöhungspumpen zu fungieren. Dies bietet verbesserte Leistung bei minimalen Kosten und Komplexität, um die Lebensdauer von Systemen zu verlängern. Eine Druckerhöhungspumpe kann in verschiedenen Maßstäben (z. B. Chassis, Gestell, Reihe) eingesetzt werden, um im Falle eines CDU-Ausfalls oder einer CDU-Wartung auf Zeilenebene Vorteile hinsichtlich der Ausfallsicherheit zu erzielen. Darüber hinaus bietet das Booster-Pump-Szenario neue Optionen, um IT-Geräte (z. B. Server, Speicher und Netzwerke) und CDUs in Platzierungskonfigurationen zu platzieren. Dies liegt daran, dass sich die Pumpen näher an der Wärmequelle befinden und daher nicht zwischen Racks platziert werden, was die Kabellängen und die Wartungskomplikationen verringert. Dies trägt dazu bei Kabellängen optimieren und Routing - Kosten zu senken und Systemdaten Leistung zu verbessern. Zu den Vorteilen gehört auch die Möglichkeit, Pumpen aus dem Kreislauf zu entfernen, während der Rest des Systems aufgrund der erzeugten parallelen Strömungswege in Betrieb ist.
