DE112015004333B4

DE112015004333B4 - Kühlung elektronischer Computergeräte in einem Rechenzentrum

Info

Publication number: DE112015004333B4
Application number: DE112015004333.0T
Authority: DE
Inventors: Emad Samadiani; Eehern J. Wong; Gregory P. Imwalle; Soheil Farshchian
Original assignee: Google LLC
Current assignee: Google LLC
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2035-09-04
Also published as: HK1257087A1; US20160085277A1; DE112015004333T5; EP3199006A1; GB2545106A; WO2016048616A1; GB2545106B; GB201621540D0; DK3199006T3; US9552025B2; EP3199006B1; US20180235108A1; CN108770297A; DE202015009367U1; CN106489308B; CN108770297B; US9961803B2; US10542641B2; US20170079167A1; CN106489308A

Abstract

Ein Rechenzentrumskühlsystem umfasst einen Thermosiphon, einen mit dem Thermosiphon gekoppelten Stellantrieb und eine Steuerung. Der Thermosiphon beinhaltet einen Verdampfer; einen Kondensator; und mindestens eine Leitung, die zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator gekoppelt ist, um ein Arbeitsfluid zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator zu transportieren. Die Steuerung ist mit dem Stellantrieb gekoppelt und konfiguriert, um den Stellantrieb zu betätigen, um einen Flüssigkeitspegel des Arbeitsfluids in dem Verdampfer einzustellen, zumindest teilweise auf einem Parameter, der mit einer Wärmebelastung einer oder mehrerer wärmeerzeugender Computergeräte in einem Rechenzentrum verbunden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Dieses Dokument bezieht sich auf Systeme und Verfahren zur Bereitstellung von Kühlung für elektronische Computergeräte, wie Computerserver-Racks und zugehörige Ausrüstung in Rechenzentren mithilfe eines Thermosiphons.
HINTERGRUND
Computerbenutzer achten häufig auf eine hohe Geschwindigkeit der Mikroprozessoren von Computern (z. B. Megahertz und Gigahertz). Viele Benutzer vergessen dabei, dass Geschwindigkeit meist mit Kosten verbunden ist -einem höheren Energieverbrauch. Dieser Energieverbrauch erzeugt Wärme. Das liegt daran, dass durch einfache Gesetze der Physik, die ganze Kraft irgendwo hingehen muss, und dass irgendwo am Ende die Umwandlung in Wärme stattfindet. Ein Paar von Mikroprozessoren, die auf einer einzelnen Hauptplatine montiert sind, kann Hunderte von Watt oder mehr Leistung erzeugen. Multipliziert man diese Zahl mit mehreren Tausend (oder Zehntausenden), um den vielen Computern in einem großen Rechenzentrum Rechnung zu tragen, man kann leicht erkennen, welche Wärmemenge erzeugt werden kann. Die Auswirkungen der von der kritischen Last im Rechenzentrum verbrauchten Energie werden oft verschärft, wenn man alle zusätzlichen Computergeräte berücksichtigt, die zur Unterstützung der kritischen Last erforderlich sind.
Zur Kühlung von elektronischen Computergeräten (z. B. Prozessoren, Arbeitsspeicher, Netzwerkgeräte und anderen wärmeerzeugenden Computergeräten), die sich in einem Server- oder Netzwerk-Rack-Einschub befinden, können verschiedene Verfahren genutzt werden. So kann zum Beispiel durch Bereitstellen eines kühlenden Luftstroms über den Computergeräten eine Zwangskonvektion erreicht werden. Lüfter, die sich in der Nähe der Computergeräte befinden, Lüfter, die sich in Computerserverräumen befinden, und/oder Lüfter, die sich in Rohrleitungen und in Fluidverbindung mit der Luft um die elektronischen Geräte herum befinden, können den kühlenden Luftstrom über den Einschub mit den Computergeräten erzwingen. In einigen Fällen können sich eine oder mehrere Komponenten oder Computergeräte eines Serverschachts in einem schwer zu kühlenden Bereich des Einschubs befinden; dies kann zum Beispiel ein Bereich sein, in dem Zwangskonvektion nicht besonders effektiv oder unmöglich ist.
Die Folge einer unsachgemäßen und/oder unzureichenden Kühlung können der Ausfall eines oder mehrerer elektronischer Computergeräte im Einschub sein, falls die Temperatur des Geräts eine maximale Nenntemperatur überschreitet. Zwar können in einem Rechenzentrum, Server-Rack oder einzelnen Einschüben bestimmte Redundanzverfahren implementiert worden sein, ein Ausfall von Computergeräten durch Überhitzung kann jedoch im Hinblick auf Geschwindigkeit, Effizienz und Ausgaben hohe Kosten verursachen.
Thermosiphone sind Wärmetauscher, die mithilfe eines Fluids betrieben werden, das einen Phasenwechsel erfährt. Eine flüssige Form des Fluids wird in einem Verdampfer verdampft und Wärme durch die Dampfform der Flüssigkeit vom Verdampfer in einen Kondensator transportiert. Im Kondensator kondensiert der Dampf, und durch Schwerkraft kehrt die flüssige Form des Fluids in den Verdampfer zurück. So zirkuliert das Fluid zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator ohne Hilfe einer mechanischen Pumpe.
Dokument US 6 047 766 A offenbart ein Multimoden-Wärmeübertragungssystem, das ein Ventil aufweist, das zwischen zwei Abschnitten von einer Wärmeleitung angeordnet ist, zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen.
Als weiterer Stand der Technik wird auf die Dokumente US 5 587 880 A und US 3 489 203 A verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung ist in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 19 definiert. Die abhängigen Patentansprüche definieren Ausführungsformen der Erfindung. In dieser Offenbarung wird ein Kühlsystem beschrieben, zum Beispiel für in Racks montierte elektronische Computergeräte (z. B. Server, Prozessoren, Arbeitsspeicher, Netzwerkgeräte und andere) in einem Rechenzentrum. In verschiedenen offenbarten Implementierungen beinhaltet das Kühlsystem ein Thermosiphonsystem, das einen Kondensator, einen Verdampfer sowie eine Leitung beinhaltet, welche eine Flüssigkeitskopplung zwischen Kondensator und Verdampfer herstellt. Das Thermosiphonsystem ist thermisch mit den elektronischen Geräten gekoppelt, sodass von den Computergeräten erzeugte Wärme auf ein Arbeitsfluid im Verdampfer übertragen wird, der das Arbeitsfluid verdampft. Das verdampfte Arbeitsfluid bewegt sich zum Kondensator, wobei es die übertragene Wärme (z. B. an Luft oder einen Luftstrom um den Kondensator) freigibt und zu einer Flüssigkeit kondensiert. Das Thermosiphonsystem oder ein Teil davon ist anhand eines ermittelten oder gemessenen Parameters, der mit einer Wärmebelastung oder Nutzleistung der elektronischen Geräte verbunden ist, anpassbar. In einigen Implementierungen sind eine oder mehrere Komponenten des Thermosiphonsystems anpassbar, um einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer, zumindest teilweise, anhand des ermittelten oder gemessenen Parameters anzupassen und/oder aufrechtzuerhalten.
In einer exemplarischen Implementierung beinhaltet das Kühlsystem eines Rechenzentrums einen Thermosiphon, einen mit dem Thermosiphon verbundenen Aktuator sowie einen Controller. Der Thermosiphon beinhaltet einen Verdampfer, einen Kondensator und mindestens eine Leitung, die den Verdampfer mit dem Kondensator verbindet, um ein Arbeitsfluid zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator zu transportieren. Der Controller ist mit dem Aktuator gekoppelt und so konfiguriert, dass er den Aktuator bedient, um einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer zumindest teilweise anhand eines Parameters anzupassen, der mit der Wärmebelastung eines oder mehrerer wärmeerzeugender Computergeräte im Rechenzentrum verknüpft ist.
In einem ersten Aspekt, der mit der allgemeinen Implementierung kombinierbar ist, beinhaltet der Aktuator eine Höhenverstelleinheit, die mit dem Kondensator verbunden ist.
In einem zweiten Aspekt, der mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, ist die Vorrichtung zur Höhenanpassung so am Kondensator montiert und angeordnet, dass sie eine Position des Kondensators zumindest teilweise anhand des Parameters anpassen kann, um eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer anzupassen.
In einem dritten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, wird die Vorrichtung zur Höhenanpassung so am Kondensator montiert und angeordnet, dass der Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters in Schwingungen versetzt werden kann.
In einem vierten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, wird eine Kombination aus dem Controller und der Vorrichtung zur Höhenanpassung als bimetallisches Bauteil angeordnet, das mindestens entweder mit dem Kondensator oder der Leitung in Kontakt ist; und das bimetallische Bauteil wird so angeordnet, dass es eine Position des Kondensators anpasst, um zumindest teilweise anhand des Parameters eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer anzupassen. Der Parameter beinhaltet eine Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des Kondensators oder der Leitung sowie einer Referenztemperatur.
In einem fünften Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, ist eine Kombination aus dem Controller und der Vorrichtung zur Höhenanpassung als ein Phasenwechselmotor in Kontakt mit dem Kondensator angeordnet, und wobei der Phasenwechselmotor so angeordnet ist, um eine Position des Kondensators einzustellen, um einen vertikalen Abstand zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer zumindest teilweise auf dem Parameter einzustellen Der Parameter beinhaltet eine Temperatur des Kondensators in Bezug auf eine Temperatur eines Phasenwechselmaterials des Phasenwechselmotors.
In einem sechsten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Aktuator einen Kolben, der in einem Arbeitsvolumen des Kondensators montiert ist.
In einem siebten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, angeordnet ist der Kolben so angeordnet, dass er im Kondensator schwingen kann, um das Arbeitsvolumen zumindest teilweise anhand des Parameters anzupassen.
In einem achten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, angeordnet ist der Kolben so angeordnet, dass er den Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen bringt s.
In einem neunten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Aktuator eine Winkeleinstellanordnung, die mit dem Kondensator verbunden ist.
In einem zehnten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, Winkeleinstellanordnung ist die Winkeleinstellanordnung so am Kondensator montiert und angeordnet, dass sie den Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Drehen oder Schwenken bringen kann.
In einem elften Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, Winkeleinstellanordnung ist die Winkeleinstellanordnung so angeordnet, dass sie den Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen bringen kann.
In einem zwölften Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet die Rohrleitung eine Flüssigkeitsleitung sowie eine Dampfleitung und der Aktuator beinhaltet ein Ventil in der Flüssigkeitsleitung.
In einem dreizehnten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, ist das Ventil so angeordnet, dass es zumindest teilweise anhand des Parameters zwischen einer geöffneten oder einer geschlossenen Position modulieren kann.
In einem vierzehnten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Aktuator eine Schwingungsvorrichtung, die mit dem Kondensator so verbunden und angeordnet ist, dass der Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen gebracht werden kann.
In einem fünfzehnten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, verbindet die Rohrleitung den Verdampfer mit dem Kondensator in einem relativ zur Schwerkraft abfallenden Winkel vom Kondensator zum Verdampfer.
In einem sechzehnten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, ist die Rohrleitung flexibel.
In einem siebzehnten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Parameter mindestens eines der folgenden Elemente: eine Lufttemperatur um das im Rack montierte Gerät, eine Lufttemperatur um den Kondensator, eine Temperatur des oder der wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum, eine Temperatur einer Hauptplatine, die das oder die wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum unterstützt, den Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer, einen Druck des Arbeitsfluids, eine Temperatur des Arbeitsfluids, einen Stromverbrauch des oder der wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum, eine Frequenz des oder der wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum oder eine Auslastung des oder der wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum.
Ein achtzehnter Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet außerdem ein Dochtmaterial, das in der Rohrleitung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer montiert ist.
In einem neunzehnten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Verdampfer eine Basis und eine Hülle, die eine Kammer für das Arbeitsfluid definieren sowie eine Vielzahl von Lamellen, die integral mit der Basis ausgebildet sind und von der Basis hinein in die Kammer reichen.
In einer Implementierung einer anderen Generation beinhaltet ein Verfahren zum Kühlen wärmeerzeugender Computergeräte in einem Rechenzentrum das Zirkulieren eines Arbeitsfluids zwischen dem Verdampfer eines Thermosiphons sowie einem Kondensator des Thermosiphons in einer nach unten abgewinkelten Rohrleitung, welche eine Flüssigkeitskopplung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator herstellt, wobei das Arbeitsfluid ein Gas beinhaltet, wenn es vom Verdampfer zum Kondensator zirkuliert, und eine Flüssigkeit beinhaltet, wenn es vom Kondensator zum Verdampfer zirkuliert; Kühlen mittels der Zirkulation von einem oder mehreren wärmeerzeugenden Computergeräten, in thermischer Verbindung mit dem Verdampfer; Ermitteln eines Parameters, der mit der Wärmebelastung von mindestens einem der wärmeerzeugenden Computergeräte verknüpft ist sowie zumindest teilweise anhand dieses Parameters das Bedienen eines Aktuators, der mit dem Thermosiphon verbunden ist, um einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer anzupassen.
In einem ersten Aspekt, der mit der allgemeinen Implementierung kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen eines Aktuators das Bedienen einer Vorrichtung zur Höhenanpassung, die mit dem Kondensator verbunden ist, um zumindest teilweise anhand des Parameters eine Position des Kondensators und so eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer anzupassen.
In einem zweiten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen des Aktuators ferner das Bedienen der Vorrichtung zur Höhenanpassung, um den Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen zu bringen.
In einem dritten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen eines Aktuators das Anpassen einer Position des Kondensators mit einem bimetallischen Bauteil, das mindestens entweder mit dem Kondensator oder der Leitung in Kontakt ist, um zumindest teilweise anhand des Parameters eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer anpassen zu können. Der ermittelte Parameter beinhaltet eine Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des Kondensators oder der Leitung und einer Referenztemperatur.
In einem vierten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen eines Aktuators das Anpassen einer Position des Kondensators mit einem Phasenwechselmotor, der Kontakt zum Kondensator hat, wobei der Phasenwechselmotor so angeordnet ist, dass er zumindest teilweise anhand des Parameters eine Position des Kondensators anpassen kann, um eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer anzupassen. Der ermittelte Parameter beinhaltet eine Temperatur des Kondensators in Bezug auf eine Temperatur eines Phasenwechselmaterials des Phasenwechselmotors.
In einem fünften Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen eines Aktuators das Bewegen eines Kolbens, der in einem Arbeitsvolumen des Kondensators montiert ist, um das Arbeitsvolumen zumindest teilweise anhand des Parameters anpassen zu können.
In einem sechsten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen des Aktuators außerdem, dass der Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters mit dem Kolben zum Schwingen gebracht wird.
In einem siebten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen eines Aktuators zudem zumindest teilweise anhand des Parameters ein Drehen oder Schwenken des Kondensators mit einer Winkeleinstellanordnung, die mit dem Kondensator verbunden ist.
In einem achten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen des Aktuators außerdem, dass der Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters mit der Winkeleinstellanordnung zum Schwingen gebracht wird.
In einem neunten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet die Rohrleitung eine Flüssigkeitsleitung sowie eine Dampfleitung und der Aktuator beinhaltet ein Ventil in der Flüssigkeitsleitung.
In einem zehnten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen eines Aktuators das Modulieren des Ventils, zumindest teilweise anhand des Parameters.
In einem elften Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Bedienen eines Aktuators, dass der Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen gebracht wird.
In einem zwölften Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Parameter mindestens eines der folgenden Elemente: eine Lufttemperatur um das im Rack montierte Gerät, eine Lufttemperatur um den Kondensator, eine Temperatur des wärmeerzeugenden Geräts, eine Temperatur einer Oberfläche, auf der das wärmeerzeugende Gerät steht, den Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer, einen Druck des Arbeitsfluids, eine Temperatur des Arbeitsfluids, einen Stromverbrauch des wärmeerzeugenden Geräts, eine Frequenz des wärmeerzeugenden Geräts oder eine Auslastung des wärmeerzeugenden Geräts.
In einer anderen allgemeinen Implementierung beinhaltet ein Thermosiphonkühlsystem für ein im Rack montiertes Gerät in einem Rechenzentrum einen Verdampfer; einen Kondensator, der mit dem Verdampfer fluidmäßig mit einem Fluidpfad gekoppelt ist, der vom Kondensator zum Verdampfer nach unten geneigt ist; ein Arbeitsfluid, das im Verdampfer, dem Kondensator und dem Flüssigkeitspfad eingeschlossen ist; Mittel zur Ermittlung mindestens eines Parameters, der mit einer vom im Rack montierten Gerät erzeugten Wärmemenge verknüpft ist; und Mittel zur Anpassung eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids im Verdampfer zumindest teilweise anhand des Parameters, der mit dem vom im Rack montierten Gerät erzeugten Wärmemenge verknüpft ist.
In einem ersten Aspekt, der mit der allgemeinen Implementierung kombinierbar ist, beinhalten die Mittel zur Anpassung eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids im Verdampfer Mittel, mit denen der Kondensator zum Schwingen gebracht werden kann.
In einem zweiten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhalten die Mittel zur Anpassung eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids im Verdampfer Mittel zur Anpassung einer vertikalen Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer.
In einem dritten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhalten die Mittel zur Anpassung eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids im Verdampfer Mittel zur Anpassung einer Flüssigkeitsrate, die im Flüssigkeitspfad vom Kondensator zum Verdampfer fließt.
In einem vierten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Parameter mindestens eines der folgenden Elemente: eine Lufttemperatur um das im Rack montierte Gerät, eine Lufttemperatur um den Kondensator, eine Temperatur des im Rack montierten Geräts, eine Temperatur einer Oberfläche, auf der das im Rack montierte Gerät steht, den Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer, einen Druck des Arbeitsfluids, eine Temperatur des Arbeitsfluids, den Stromverbrauch des im Rack montierten Geräts, eine Frequenz des im Rack montierten Geräts oder eine Auslastung des im Rack montierten Geräts.
Ein fünfter Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekten kombinierbar ist, beinhaltet zudem einen Lüfter, der so angebracht ist, dass er einen Luftstrom über den Kondensator zirkulieren lassen kann.
Ein sechster Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekten kombinierbar ist, beinhaltet eine oder mehrere Wärmeübertragungsflächen, die am Kondensator befestigt sind.
In einer anderen allgemeinen Implementierung beinhaltet eine Unterbaugruppe vom Typ Servereinschub eine Hauptplatine; eine Vielzahl von wärmeerzeugenden elektronischen Geräten, die auf der Hauptplatine montiert sind; einen Thermosiphon, der auf der Hauptplatine montiert ist; und ein Steuerungssystem. Der Thermosiphon beinhaltet einen Verdampfer, der in Wärmekontakt mit der Vielzahl von wärmeerzeugenden elektronischen Geräten ist; einen Kondensator, der eine Flüssigkeitskopplung zum Verdampfer aufweist, wobei eine Flüssigkeitsleitung vom Kondensator zum Verdampfer nach unten geneigt ist; und ein Mehrphasenfluid, das im Thermosiphon enthalten ist. Das Steuerungssystem beinhaltet ein Sensorgerät, das einen Wert hinsichtlich einer Wärmemenge messen kann, die von der Vielzahl von wärmeerzeugenden elektronischen Geräten erzeugt wird; und einen Aktuator, der so mit dem Thermosiphon verbunden ist, dass er eine Menge des mehrphasigen Fluids im Verdampfer zumindest teilweise anhand des Parameters anpassen kann.
In einem ersten Aspekt, der mit der allgemeinen Implementierung kombinierbar ist, ist der Aktuator mit dem Kondensator verbunden und so angeordnet, dass er den Kondensator zumindest teilweise anhand des gemessenen Werts anpassen kann.
In einem zweiten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, ist der Aktuator so angeordnet, um mindestens eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer einzustellen; ein Arbeitsvolumen des Kondensators; oder eine Winkelposition des Kondensators in Bezug auf die Hauptplatine.
In einem dritten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, wird der Aktuator so angeordnet, dass er den Kondensator zum Schwingen bringen kann.
In einem vierten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, wird der Aktuator so angeordnet, dass er einen Fluss einer Flüssigphase des mehrphasigen Fluids vom Kondensator zum Verdampfer zumindest teilweise anhand des gemessenen Werts anpassen kann.
In einem fünften Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Aktuator ein Ventil in einer Flüssigkeitsleitung des Fluidrohrs.
In einem sechsten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Aktuator ein Dochtmaterial, das in einer Flüssigkeitsleitung des Fluidrohrs montiert ist.
In einem siebten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, ist die Rohrleitung flexibel.
In einem achten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der gemessene Wert mindestens eines der folgenden Elemente: eine Lufttemperatur um die Vielzahl der wärmeerzeugenden elektronischen Computergeräte, eine Lufttemperatur um den Kondensator, eine Temperatur der Vielzahl von wärmeerzeugenden elektronischen Geräten, eine Temperatur der Hauptplatine, einen Flüssigkeitsstand des mehrphasigen Fluids im Verdampfer, einen Druck des mehrphasigen Fluids, eine Temperatur des mehrphasigen Fluids, einen Stromverbrauch der Vielzahl von wärmeerzeugenden elektronischen Geräten, eine Frequenz von einem oder mehreren der Vielzahl von wärmeerzeugenden elektronischen Geräten oder eine Auslastung von einem oder mehreren der Vielzahl von wärmeerzeugenden elektronischen Geräten.
In einer anderen allgemeinen Implementierung beinhaltet ein Thermosiphonkühlsystem für ein Rack-montiertes Gerät in einem Rechenzentrum einen Verdampfer; einen Kondensator, der mit dem Verdampfer fluidmäßig mit einem flexiblen Fluidpfad gekoppelt ist, der von dem Kondensator nach unten zu dem Verdampfer geneigt ist; und ein Arbeitsfluid, das in den Verdampfer, Kondensator und Flüssigkeitspfad eingeschlossen ist. Der Verdampfer beinhaltet eine Basis; eine Hülle, die mit der Basis verknüpft werden kann, wobei die Basis und Hülle eine Kammer für das Arbeitsfluid definieren; und eine Wärmeübertragungsfläche, die an die Basis angeformt ist und von der Basis hinein in die Kammer reicht.
In einem ersten Aspekt, der mit der allgemeinen Implementierung kombinierbar ist, beinhaltet die Wärmeübertragungsfläche eine Vielzahl von Lamellen, die integral mit der Basis ausgebildet sind.
In einem zweiten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, werden die Lamellen so bemessen, dass sie sich in der Kammer oberhalb eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids erstrecken.
In einem dritten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, werden die Lamellen in im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet.
In einem vierten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, umfasst jede der Lamellen eine strukturierte äußere Oberfläche.
In einem fünften Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, wird die strukturierte äußere Oberfläche so angeordnet, dass eine Kapillarwirkung auf das Arbeitsfluid entsteht.
In einem sechsten Aspekt, der mit beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, umfasst die Basis eine Wanne, in der das flüssige Arbeitsfluid aufgefangen wird.
Verschiedene Implementierungen eines Kühlsystems für Rechenzentren können gemäß der vorliegenden Offenbarung eines, mehrere oder alle der folgenden Merkmale aufweisen. Das Thermosiphonkühlsystem kann zum Beispiel als flexibleres und besser anpassungsfähigeres Kühlsystem für sich ändernde Kühlanforderungen eines Servereinschubs, von Komponenten des Servereinschubs (z. B. CPU, Arbeitsspeicher oder Ähnliches), eines Netzwerkeinschubs oder eines anderen Rack-montierten Systems in einem Rechenzentrum dienen. Das Thermosiphonsystem kann beispielsweise den Kühlanforderungen besser gerecht werden, sodass die Effizienz des Kühlsystems zunimmt, während eine Überkühlung bestimmter Komponenten minimiert wird. In einigen exemplarischen Implementierungen kann das Thermosiphonkühlsystem bei geringerem Kühlbedarf (z. B. aufgrund geringerer Wärme, die von den Komponenten erzeugt wird) eine höhere Effizienz erzielen. Das Thermosiphonkühlsystem kann bei einem höheren Kühlbedarf (z. B. aufgrund von mehr Wärme, die von den Komponenten im Servereinschub erzeugt wird) auch eine höhere Kühlkapazität erzielen. Als ein anderes Beispiel kann das Thermosiphonkühlsystem Flexibilität im Hinblick auf unterschiedliche Generationen von wärmeerzeugenden Komponenten bereitstellen, während dieselben Teile sowie das gleiche Fertigungsverfahren verwendet werden.
Verschiedene Implementierungen eines Kühlsystems für Rechenzentren können gemäß der vorliegenden Offenbarung eines, mehrere oder alle der folgenden Merkmale aufweisen. Das Thermosiphonsystem kann in den begrenzten horizontalen und vertikalen Raum des Server-Racks passen. Über dem Bereich im Verdampfer, an dem der Verdampfer das elektronische Gerät berührt, kann eine dünne Flüssigkeitsschicht aufrechterhalten werden, um den Wärmewiderstand des Verdampfers hinsichtlich der Wärmeaufnahme vom elektronischen Gerät zu reduzieren. Außerdem lässt sich die Wahrscheinlichkeit einer Überflutung dieses Bereichs verringern, sodass die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls des Thermosiphonsystems aufgrund eines höheren Wärmewiderstands reduziert wird.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Gegenstände und Vorteile werden aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 veranschaulicht eine Seitenansicht eines Server-Racks sowie einer Server-Rack-Unterbaugruppe, die so konstruiert ist, dass sie sich im Rack einer Rechenzentrumsumgebung montieren lässt,
2A-2B veranschaulichen jeweils schematische Seiten- und Obenansichten einer Server-Rack-Unterbaugruppe, die eine exemplarische Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems beinhaltet;
3A-3B veranschaulichen jeweils schematische Seiten- und Obenansichten einer Server-Rack-Unterbaugruppe, die eine weitere exemplarische Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems beinhaltet;
4A-4B veranschaulichen jeweils schematische Seiten- und Obenansichten einer Server-Rack-Unterbaugruppe, die eine weitere exemplarische Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems beinhaltet;
5 veranschaulicht eine schematische Seitenansicht einer Server-Rack-Unterbaugruppe, die eine weitere exemplarische Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems beinhaltet;
6A-6B veranschaulichen schematische Seiten- und Obenansichten eines Abschnitts des Thermosiphonkühlsystems;
7-8 sind Ablaufdiagramme, die exemplarische Verfahren für die Kühlung wärmeerzeugender Computergeräte in einem Rechenzentrum unter Einsatz eines Thermosiphonkühlsystems veranschaulichen; und
9 ist eine schematische Darstellung eines Computersystems, das für jene Operationen verwendet werden kann, die hierin in Verbindung mit beliebigen der computerimplementierten Verfahren beschrieben werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In diesem Dokument wird ein Thermosiphonsystem erörtert, das implementiert werden kann, um Wärme von einem elektronischen Gerät abzuleiten (z. B. von einer Komponente einer Computerausrüstung wie einem Prozessor oder Arbeitsspeicher). Der Verdampfer des Thermosiphonsystems hat Kontakt mit dem elektronischen Gerät, sodass es am elektronischen Gerät zu einer Wärmeübertragung kommt. So kann das Thermosiphonsystem als Kühlkörper für das elektronische Gerät dienen, um die Wahrscheinlichkeit einer Überhitzung sowie eines nachfolgenden Ausfalls des elektronischen Geräts zu reduzieren. Das Thermosiphonsystem lässt sich in einer Server-Rack-Unterbaugruppe montieren bzw. einbauen und dann in einem Server-Rack schieben. Die Server-Rack-Unterbaugruppe kann mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte enthalten oder unterstützen, und der Verdampfer des Thermosiphonsystems kann Kontakt mit einem oder mehreren der elektronischen Geräte haben. Außerdem lässt sich das Thermosiphonsystem auf einer Leiterplattenbaugruppe, Tochterkarte und/oder anderen Platinen montieren, die wärmeerzeugende elektronische Computergeräte tragen.
Bei einigen exemplarischen Implementierungen können eine oder mehrere Komponenten des Thermosiphonsystems angepasst werden (z. B. dynamisch während des Betriebs), um einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer so anzupassen, dass er besser auf die vom elektronischen Gerät erzeugte Wärmebelastung abgestimmt ist. In einigen Aspekten lässt sich das Thermosiphonsystem durch Abstimmung auf eine dynamische Wärmebelastung des elektronischen Geräts effizienter betreiben. Das Thermosiphonsystem kann zum Beispiel in einem Trockenzustand besonders effizient arbeiten, wenn durch Wärmeübertragung vom elektronischen Gerät zum Verdampfer das gesamte bzw. fast das gesamte flüssige Arbeitsfluid im Verdampfer verdampft wird. Da das elektronische Gerät möglicherweise keine konstante Wärmebelastung aufweist (z. B. aufgrund von Änderungen bei Betriebsgeschwindigkeit, Frequenz, Auslastung oder Ähnlichem), kann ein Thermosiphonsystem, das dynamisch angepasst wird, um im Trockenzustand (oder einem anderen gewünschten Betriebszustand) zu operieren, eine höhere Effizienz erzielen.
1 veranschaulicht ein exemplarisches System 100, das ein Server-Rack 105 (z. B. ein 13-Zoll- oder 19-Zoll-Server-Rack) und mehrere Server-Rack-Unterbaugruppen 110 beinhaltet, die im Rack 105 montiert sind. Obwohl ein einziges Server-Rack 105 dargestellt ist, kann das Server-Rack 105 eines aus einer Anzahl von Server-Racks innerhalb des Systems 100 sein, das eine Serverfarm oder eine Co-Location-Einrichtung beinhalten kann, die verschiedene Rack-montierte Computersysteme enthält. Dargestellt werden im Rack 105 zwar verschiedene Server-Rack-Unterbaugruppen 110, es kann jedoch auch nur eine Server-Rack-Unterbaugruppe geben. Im Allgemeinen definiert das Server-Rack 105 verschiedene Einschübe 107, die im Server-Rack 105 systematisch und auf wiederholte Weise angeordnet sind. Jeder Einschub 107 ist ein Raum im Rack, in dem eine entsprechende Server-Rack-Unterbaugruppe 110 eingeschoben und entfernt werden kann. Die Server-Rack-Unterbaugruppe kann zum Beispiel von Schienen 112 getragen werden, die von gegenüberliegenden Seiten des Racks 105 abstehen und die Position der Einschübe 107 definieren können.
Die Einschübe 107 und die Server-Rack-Unterbaugruppen 110 lassen sich in der dargestellten horizontalen Ausrichtung (bezüglich der Schwerkraft) anordnen. Alternativ lassen sich die Einschübe 107 sowie die Server-Rack-Unterbaugruppen 110 (bezüglich der Schwerkraft) vertikal ausrichten; in diesem Fall ist jedoch teilweise eine Neuordnung der nachfolgend beschriebenen Verdampfer- und Kondensatorstrukturen erforderlich. Wenn die Einschübe horizontal angeordnet sind, lassen sie sich in Rack 105 vertikal nebeneinander stapeln; sind die Einschübe vertikal angeordnet, lassen sie sich in Rack 105 horizontal übereinanderstapeln.
Das Server-Rack 105 kann zum Beispiel als Teil eines größeren Rechenzentrums Kapazitäten zum Verarbeiten und Speichern von Daten bereitstellen. Im Betrieb kann ein Rechenzentrum mit einem Netzwerk verbunden sein und verschiedene Anfragen von dem Netzwerk erhalten und beantworten, um Daten abzurufen, zu verarbeiten und/oder zu speichern. Im Betrieb ermöglicht das Server-Rack 105 typischerweise zum Beispiel die Übertragung von Daten über ein Netzwerk mithilfe von Benutzeroberflächen, die von Webbrowseranwendungen von Benutzern, die von auf Computern im Rechenzentrum ausgeführten Anwendungen bereitgestellte Dienste anfordern, erzeugt werden, das Server-Rack 105 kann So kann zum Beispieleinen Benutzer bedienen und unterstützen, der einen Webbrowser verwenden möchte, um Websites im Internet oder World Wide Web aufzurufen.
Die Server-Rack-Unterbaugruppe 110 kann eine von verschiedenen Strukturen sein, die in einem Server-Rack montiert ist. In einigen Implementierungen kann die Server-Rack-Unterbaugruppe 110 zum Beispiel ein „Einschub“ oder eine Einschubanordnung sein, der bzw. die sich in das Server-Rack 105 schieben lässt. Die Bezeichnung „Einschub“ ist nicht auf eine bestimmte Anordnung beschränkt, sondern bezieht sich vielmehr auf Hauptplatinen und andere relativ flache Strukturen, die zu einer Hauptplatine gehören und dem Positionieren der Hauptplatine in einer Rack-Struktur dienen. In einigen Implementierungen kann die Server-Rack-Unterbaugruppe 110 ein Servergehäuse oder Servercontainer sein (z. B. ein Serverschrank). In einigen Implementierungen kann es sich bei der Server-Rack-Unterbaugruppe 110 um einen Festplattenkäfig handeln.
Unter Bezugnahme auf 2A-2B beinhaltet die Server-Rack-Unterbaugruppe 110 einen Rahmen oder Käfig 120, eine Leiterplatte 122 (z. B. eine Hauptplatine), die im Rahmen 120 festgehalten wird, ein oder mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte 124 (z. B. einen Prozessor oder Arbeitsspeicher), die auf der Leiterplatte 122 montiert sind, sowie ein Thermosiphonsystem 130. Außerdem können auf dem Rahmen 120 auch ein oder mehrere Lüfter 126 montiert sein.
Der Rahmen 120 kann eine flache Struktur beinhalten oder einfach eine flache Struktur sein, auf der sich die Hauptplatine 122 platzieren und montieren lässt, damit Techniker den Rahmen 120 greifen können, um die Hauptplatine im Rack 105 zu befestigen. Die Server-Rack-Unterbaugruppe 110 kann im Server-Rack 105 zum Beispiel horizontal montiert werden, indem der Rahmen 120 auf entgegengesetzten Seiten der Server-Rack-Unterbaugruppe 110 über zwei Schienen im Rack 105 in den Einschub 107 geschoben wird - ähnlich wie ein Tablett in den Abräumwagen einer Kantine. 2A-2B stellen den Rahmen 120 zwar so dar, dass er unter der Hauptplatine 122 verläuft, er kann jedoch auch andere Formen haben (z. B. durch Implementierung als umlaufenden Rahmen um die Hauptplatine) oder eliminiert werden, sodass sich im Rack 105 die Hauptplatine selbst befindet, z. B. eingeschoben. Außerdem stellt 2A den Rahmen 120 zwar als flache Platte dar, der Rahmen 120 kann jedoch eine oder mehrere Seitenwände beinhalten, die von den Kanten der flachen Platte nach oben abstehen, und die flache Platte kann der Boden eines oben geschlossenen oder geöffneten Kastens oder Käfigs sein.
Die dargestellte Server-Rack-Unterbaugruppe 110 beinhaltet eine gedruckte Schaltungsplatine 122, z. B. eine Hauptplatine, auf der eine Vielzahl von Komponenten montiert sind, einschließlich wärmeerzeugende elektronischen Computergeräte 124. Auch wenn in der Darstellung eine Hauptplatine 122 auf dem Rahmen 120 montiert ist, können auf den Rahmen 120, je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung, verschiedene Hauptplatinen montiert werden. Bei einigen Implementierungen können auf dem Rahmen 120 ein oder mehrere Lüfter 126 montiert sein, sodass Luft an der Vorderkante (links und rechts der 2A-2B) der Server-Rack-Unterbaugruppe 110 dichter an der Vorderseite von Rack 105 ankommt, wenn die Unterbaugruppe 110 im Rack 105 installiert ist, Luft strömt, (wie dargestellt) über die Hauptplatine 122 und einige der wärmeerzeugenden Komponenten auf der Hauptplatine 122 und wird an der hinteren Kante (rechts) der Server-Rack-Unterbaugruppe 110 ausgestoßen, dichter an der Rückseite von Rack 105, wenn die Unterbaugruppe 110 im Rack 105 montiert ist. Der eine oder die Lüfter 126 lassen sich mithilfe von Halterungen am Rahmen 120 befestigen. So können die Lüfter 126 Luft aus dem Bereich von Rahmen 120 anziehen und nach dem Erwärmen aus dem Rack 105 ausstoßen. Eine Unterseite der Hauptplatine 122 kann vom Rahmen 120 durch eine Lücke getrennt sein.
Das Thermosiphonsystem 130 beinhaltet einen Verdampfer 132, einen Kondensator 134 sowie Kondensat-/Dampfleitungen 136, die den Verdampfer 132 mit dem Kondensator 134 verbinden. Der Verdampfer 132 hat Kontakt mit dem elektronischen Gerät 124, sodass durch konduktiven Wärmetransfer Wärme vom elektronischen Gerät 124 in den Verdampfer 132 abgezogen wird. Der Verdampfer 132 weist zum Beispiel einen leitfähigen thermischen Kontakt mit dem elektronischen Gerät 124 auf. Insbesondere berührt die Unterseite des Verdampfers 132 die Oberseite des elektronischen Geräts 124. Im Betrieb führt Wärme des elektronischen Geräts 124 dazu, dass ein Arbeitsfluid 148 im Verdampfer 132 verdampft. Der Dampf wird dann durch Kondensat-/Dampfleitungen 136 in den Kondensator 134 geleitet. Wärme wird vom Kondensator 134 abgestrahlt, z. B. in Luft um den Kondensator 134 oder in Luft, die durch den einen oder die mehreren Ventilatoren 126 geblasen oder gezogen wird, die über den Kondensator 134 strömen, wodurch das Arbeitsfluid 148 kondensiert. Wie in 2A dargestellt, kann sich der Kondensator 134 zwischen dem oder den Lüftern 126 von Verdampfer 132 oder auf einer entgegengesetzten Seite von einem oder mehreren Lüftern 126 befinden (z. B. dicht an einer Kante der Unterbaugruppe 110).
Wie in 2A dargestellt, befindet sich die Kondensat-/Dampfleitung 136 in einem leichten (nicht null) Winkel, sodass das kondensierte Arbeitsfluid 148 durch die Schwerkraft durch die Kondensat- / Dampfleitung 136 zum Verdampfer 132 zurückströmt. Somit ist in einigen Implementierungen zumindest ein Teil der Kondensat-/Dampfleitung 136 nicht parallel zur Hauptoberfläche des Rahmens 120. So kann beispielsweise das kondensatorseitige Ende der Kondensat-/Dampfleitung 136 etwa 1-5 mm, z. B. 2 mm, oberhalb des verdampferseitigen Endes der Kondensat-/Dampfleitung 136 sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Kondensat-/Dampfleitung 136 ein horizontales Rohr oder sogar ein leicht negativer Winkel ist (auch wenn der positive Winkel einen Vorteil durch Schwerkraft bietet, die den Fluss der Flüssigkeit vom Kondensator zum Verdampfer verbessert). Da es auf einer Hauptplatine mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte geben kann, kann es auf einer Hauptplatine auch mehrere Verdampfer geben, wobei jeder Verdampfer einem bestimmten elektronischen Gerät zugeordnet ist. Wie in 2A dargestellt, gibt es einen ersten Verdampfer 132 und einen zweiten Verdampfer 132 sowie ein erstes elektronisches Gerät 124 und ein zweites elektronisches Gerät 124. Die Kondensat-/Dampfleitung 136, die den ersten Verdampfer mit dem zweiten Verdampfer verbindet, kann waagerecht sein.
Im Betrieb befindet sich die Oberfläche des Arbeitsfluids 148 (als Flüssigkeit) im Kondensator 134 über der Oberfläche des Arbeitsfluids 148 im Verdampfer 132, z. B. von 1 bis 10 mm. Dies kann mit einer Kondensat-/Dampfleitung 136, die einen leichten (positiven Nicht-Null) Winkel aufweist, leichter erreicht werden, aber durch eine richtige Auswahl der thermischen und mechanischen Eigenschaften des Arbeitsfluids 148 hinsichtlich der erwarteten Wärmetransferanforderungen an das Thermosiphonsystem 130 kann dies für eine Kondensat-/Dampfleitung 136, die waagerecht oder in einen leicht negativen Winkel ist, noch erreichen. Im Betrieb kann die Flüssigphase eines Arbeitsfluids 148 den unteren Teil eines inneren Volumens der Kondensat-/Dampfleitung 136 füllen, wobei der untere Teil vom Kondensator 134 bis zum Verdampfer 132 reicht, und kann eine Dampfphase des Arbeitsfluids 148 durch einen oberen Teil des Innenvolumens der Kondensat-/Dampfleitung 136 strömen, wobei der obere Teil vom Kondensator 134 bis zum Verdampfer 132 reicht.
Bei einigen Implementierungen kann sich der Kondensator 134 so auf einer bestimmten Höhe über dem Verdampfer 132 befinden, dass eine Flüssigphase des Arbeitsfluids 148 den unteren Teil eines Innenvolumens der Kondensat-/Dampfleitung 136 füllt, im Betrieb eine Oberfläche der Flüssigphase hinsichtlich der Horizontale vom Kondensator 132 zum Verdampfer 134 einen positiven oder negativen Winkel aufweist und eine Dampfphase des Arbeitsfluids 148 durch einen oberen Teil des Innenvolumens der Kondensat-/Dampfleitung 136 strömen kann, wobei der obere Teil vom Kondensator 134 bis zum Verdampfer 132 reicht.
Die 2A-2B veranschaulichen ein Thermosiphonsystem 130 mit mehreren Verdampfern 132. Jeder Verdampfer 132 kann einen Kontakt mit einem anderen elektronischen Gerät 124 aufweisen; alternativ können verschiedene Verdampfer 132 Kontakt mit dem gleichen elektronischen Gerät aufweisen, z. B. wenn das elektronische Gerät besonders groß ist oder unterschiedliche wärmeerzeugende Bereiche aufweist. Die mehreren Verdampfer 132 können über die Kondensat-/Dampfleitungen 136 seriell mit dem Kondensator 134 seriell verbunden sein z. B. verbindet eine erste Kondensat-/Dampfleitung den Kondensator 134 mit einem ersten Verdampfer 132 und eine zweite Kondensat-/Dampfleitung 136 verbindet den ersten Verdampfer 132 mit einem zweiten Verdampfer 132. Alternativ können einige oder alle der mehreren Verdampfer 132 über die Kondensat-/Dampfleitungen 136 parallel mit dem Kondensator 134 verbunden sein, z.B. verbindet eine erste Kondensat-/Dampfleitung den Kondensator mit einem ersten Verdampfer und eine zweite Kondensat-/Dampfleitung verbindet den Kondensator 134 mit einem zweiten Verdampfer. Vorteile einer seriellen Implementierung können weniger Röhren sein, wohingegen ein Vorteil von parallelen Röhren darin besteht, dass die Röhrendurchmesser kleiner sein können.
Die 2A-2B veranschaulichen ein Thermosiphonsystem 130, in dem eine gemeinsame Leitung sowohl für den Kondensatstrom vom Kondensator 134 zum Verdampfer 132 sowie auch für den Dampfstrom vom Verdampfer 132 zum Kondensator 134 verwendet wird. Somit besteht bei dieser Implementierung die Fluidkopplung zwischen dem Verdampfer 132 und dem Kondensator 134 aus der kombinierten Kondensat- und Dampftransferleitung 136. Bei einigen Implementierungen können separate Leitungen für Dampf und Kondensat vorhanden sein. Ein möglicher Vorteil der kombinierten Kondensat- und Dampfleitung besteht darin, dass sich die Leitung mit einer Seite des Kondensators verbinden lässt, sodass sich die vertikale Höhe des Systems in Bezug auf ein System mit einer separaten Dampfleitung reduziert, da die Dampfleitung in der Regel mit oder dicht an der Spitze des Verdampfers verbunden ist. Die Kondensat-/Dampfleitung 136 kann aus einem flexiblen Rohr oder Röhrchen, z. B. aus Kupfer oder Aluminium bestehen.
Wie in den 2A-2B dargestellt, ist ein Controller 144 (oder Steuerungssystem) kommunikativ mit einem oder mehreren Temperatursensoren 146, einem oder mehreren Druck-/Flüssigkeitsstandsensoren 150 im Verdampfer 132, einem zwischen dem Verdampfer 134 und einer Basis 140 (die in einigen Aspekten entfernt und der Aktuator 142 auf dem Rahmen 120 montiert werden kann) montierten Aktuator 142 sowie Lüftern 126 (z. B. zum Regeln einer Geschwindigkeit oder eines Zustands der Lüfter 126) verbunden. Im Allgemeinen kann der Controller 144 einen oder mehrere Eingaben von den Sensoren 146 und/oder Sensoren 150 (sowie andere Eingaben) erhalten und den Aktuator 142 steuern, um eine Position des Kondensators 134 anzupassen und zum Beispiel eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 130 besser auf eine Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 abzustimmen.
In einigen Aspekten können Eingaben in den Controller 144, wie beispielsweise die Sensoren 146 und/oder Sensoren 150, die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 anzeigen. Die Sensoren 146 können zum Beispiel eine Temperatur der elektronischen Geräte 124 und/oder der Hauptplatine 122 messen. Außerdem können Sensoren 150 im Verdampfer 132 eine Temperatur, einen Druck und/oder einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 148 messen. Obwohl nicht spezifisch dargestellt, können die Temperatur, der Druck und/oder der Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 148 in dem Kondensator 134 oder der Leitung 136 gemessen werden, was die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 anzeigt.
Ein oder mehrere Betriebsparameter der elektronischen Geräte 124 können auch durch Sensoren (nicht dargestellt) gemessen werde, welche die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 anzeigen können. So kann beispielsweise der Energieverbrauch (z. B. Strom, Spannung oder Leistung) der elektronischen Geräte 124 gemessen werden, um Daten der Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 zu liefern. Als weiteres Beispiel lässt sich die Arbeitsgeschwindigkeit oder -frequenz (z. B. Hz) der elektronischen Geräte 124 messen, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 zu liefern. Als weiteres Beispiel lässt sich die Auslastung (z. B. Zahl der ausgeführten oder auszuführenden Jobs oder Ähnliches) der elektronischen Geräte 124 messen, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 zu liefern. Zudem können diese Parameter dem Controller 144 bereitgestellt und zur Anpassung des Aktuators 142 verwendet werden.
Der Aktuator 142 kann zumindest teilweise anhand der vorstehend beschriebenen gemessenen oder ermittelten Parameter vom Controller 144 angepasst werden. Bei einigen Implementierungen kann der Aktuator 142 eine Höhe des Kondensators 134 über dem Rahmen 120 anpassen, wodurch sich eine relative vertikale Distanz zwischen dem Kondensator 134 und dem Verdampfer 132 anpassen lässt. In einigen Beispielen strömt, wenn die relative vertikale Distanz zwischen dem Kondensator 134 und dem Verdampfer 132 zunimmt, mehr flüssiges Arbeitsfluid 148 in den Verdampfer 132, sodass sich eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems erhöht (z. B. indem zugelassen wird, dass ein Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 148 im Verdampfer 132 steigt). Wenn die relative vertikale Distanz zwischen dem Kondensator 134 und dem Verdampfer 132 abnimmt, fließt weniger flüssiges Arbeitsfluid 148 in den Verdampfer 132, sodass eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems verringert wird (z. B. indem zugelassen wird, dass ein Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 148 im Verdampfer 132 sinkt). Obwohl die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems vermindert werden kann, wird die Kühlwirkung erhöht, indem beispielsweise eine Sicherung des flüssigen Arbeitsfluids 148 in dem Verdampfer 132 verhindert oder verringert wird.
Durch Anpassen der relativen vertikalen Distanz zwischen dem Verdampfer 132 und dem Kondensator 134 (wodurch ein Flüssigkeitsniveau des Arbeitsfluids 148 in dem Verdampfer 132 angepasst wird) kann die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 130 besser an die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 angepasst werden (z. B. unter Verwendung des bzw. der vorstehend beschriebenen gemessenen oder ermittelten Parameter). Durch Anpassen oder enge Anpassung der Wärmebelastung kann das Thermosiphonsystem 130 effizienter arbeiten, zum Beispiel, um näher an einem Trockenzustand zu arbeiten, bei dem das gesamte oder der größte Teil flüssigen Arbeitsfluids 148 im Verdampfer 132 durch die Wärme der elektronischen Geräte 124 verdampft wird.
Bei einigen Implementierungen kann der Aktuator 142 eine Winkelposition des Kondensators 134 in Bezug auf den Rahmen 120 anpassen, zum Beispiel durch Drehen und/oder Schwenken des Kondensators 134. In einigen Beispielen strömt, wenn der Kondensator 134 gedreht oder geschwenkt wird, mehr flüssiges Arbeitsfluid 148 zum Verdampfer 132, sodass sich eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems erhöht (z. B. indem zugelassen wird, dass ein Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 148 im Verdampfer 132 steigt). Durch Drehen des Kondensators 134 in Bezug auf den Verdampfer 132 kann zum Beispiel der Druckaufbau verändert werden. Ferner kann der Kondensator 134 in einigen Aspekten gedreht und in der Höhe angepasst werden, um eine Menge flüssigen Arbeitsfluids 148 anzupassen, das vom Kondensator 134 zum Verdampfer 132 strömt. In einigen Aspekten kann eine Drehung des Kondensators 134 einer Anpassung der Höhe des Kondensators 134 vorgezogen werden, da beispielsweise die vertikale Höhenanpassung durch bestimmte Freiheitsgrade begrenzt ist (z. B. durch begrenzten Platz in einem Rack oder einer Unterbaugruppe vom Typ Servereinschub). Wie vorstehend beschrieben kann durch Anpassen eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids 148 im Verdampfer 132 die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 130 besser auf die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 (z. B. durch den vorstehend beschriebenen einen oder mehreren erfassten oder gemessenen Parameter angegeben) abgestimmt werden.
In einigen Implementierungen kann der Aktuator 142 einen Schwingungszustand des Kondensators anpassen (zusätzlich oder alternativ zur Anpassung einer Höhe oder Winkelposition). So kann zum Beispiel der Aktuator 142 basierend auf einem Befehl aus dem Controller 144 den Kondensator 134 zum Schwingen bringen, um beispielsweise eine Größe von Bläschen im Arbeitsfluid 148 zu minimieren, die im Kondensator 134 eingeschlossen sind. Durch Minimierung einer Größe der Bläschen im Arbeitsfluid 148 (z. B. durch Trennen größerer Bläschen in kleinere Bläschen) wird ein Wärmewiderstand des Arbeitsfluids 148 im Kondensator 134 (z. B. zum Kondensieren) und/oder Verdampfer (z. B. zum Sieden) reduziert. Wenn der Wärmewiderstand zum Sieden/Kondensieren verringert wird, erhöht sich ein Wärmeübergangskoeffizient des Arbeitsfluids 148, sodass eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 130 zunimmt. Somit kann die Vibration des Kondensators 134 durch den Aktuator 142 (oder in alternativen Implementierungen des Verdampfers 132) eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 130Kühlkapazität einstellen, dass sie mit einer Wärmebelastung der elektronischen Geräte 124 übereinstimmt oder enger zusammenpasst.
In einigen Implementierungen des veranschaulichten Thermosiphonsystems 130 ist der Aktuator 142 eine mechanische oder elektromechanische Vorrichtung (z. B. ein Kolbenzylinder, Motor oder Anderes), die vom Controller 144 Befehle zur Anpassung des Kondensators 134, wie vorstehend beschrieben, empfängt. In einer anderen Implementierung lässt sich die Kombination aus Controller 144 und Aktuator 142 als Bimetallstreifen oder -bauteil 142 implementieren, der oder das in Kontakt zum Verdampfer 134 (oder zur Leitung 136) und zum Verdampfer 132 (oder den elektronischen Geräten 124, der Hauptplatine 122 oder dem Rahmen 120) steht. Basierend auf einer Temperaturdifferenz zwischen den Komponenten, die mit dem Bimetallstreifen 142 in Kontakt sind, kann sich das Bauteil 142 zusammenziehen oder ausdehnen, um die Höhendifferenz zwischen dem Kondensator 134 und dem Verdampfer 132 zu verändern und, wie vorstehend beschrieben, eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 130 anzupassen. In dieser Implementierung werden möglicherweise keine externe Stromversorgung und/oder keine externen Sensoren (z. B. als Eingaben für den Controller 144) zum Betrieb des regelbaren Thermosiphonsystems 130 benötigt, was die Komplexität des Systems 130 verringert.
In anderen exemplarischen Implementierungen lässt sich die Kombination aus Controller 144 und Aktuator 142 als Phasenwechselmotor oder Linearaktuator mit Phasenwechsel (z. B. Wachsmotor) implementieren, der in Kontakt mit dem Kondensator 134 und Rahmen 120 steht. Basierend auf einer Temperaturdifferenz zwischen den Komponenten, mit Kontakt zum Phasenwechselmotor (z. B. der Kondensator 134 und der Rahmen 120), kann der Phasenwechselmotor die Höhendifferenz zwischen dem Kondensator 134 und dem Verdampfer 132 anpassen, um eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 130, wie vorstehend beschrieben, anzupassen. Wie bei der Implementierung mit Bimetallstreifen, werden möglicherweise keine externe Stromversorgung und/oder keine externen Sensoren (z. B. als Eingaben für den Controller 144) zum Betrieb des regelbaren Thermosiphonsystems 130 benötigt, was die Komplexität des Systems 130 verringert.
Die 3A-3B veranschaulichen jeweils schematische Seiten- und Obenansichten einer Server-Rack-Unterbaugruppe 210, die eine weitere exemplarische Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems 230 beinhaltet. Die Server-Rack-Unterbaugruppe 210 beinhaltet einen Rahmen oder Käfig 220, eine Leiterplatte 222 (z. B. eine Hauptplatine), die auf dem Rahmen 220 getragen wird, ein oder mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte 224 (z. B. einen Prozessor oder Arbeitsspeicher), die auf der Leiterplatte 222 montiert sind sowie ein Thermosiphonsystem 230. Außerdem können auf dem Rahmen 220 ein oder mehrere Lüfter 226 montiert sein.
Der Rahmen 220 kann eine flache Struktur beinhalten oder einfach eine flache Struktur sein, auf der sich die Hauptplatine 222 platzieren und montieren lässt, damit Techniker den Rahmen 220 greifen können, um die Hauptplatine im Rack 105 zu befestigen. Die Server-Rack-Unterbaugruppe 210 lässt sich im Server-Rack 105 zum Beispiel horizontal montieren, indem der Rahmen 220 auf entgegengesetzten Seiten der Server-Rack-Unterbaugruppe 210 über zwei Schienen im Rack 105 in den Einschub 107 geschoben wird - ähnlich wie ein Tablett in den Abräumwagen einer Kantine. Obwohl die 3A-3B den Rahmen 220 veranschaulichen, der sich unterhalb der Hauptplatine 222 erstreckt, kann der Rahmen andere Formen aufweisen (z. B. durch Implementieren als ein peripherer Rahmen um die Hauptplatine) oder kann beseitigt werden, sodass sich die Hauptplatine selbst im Rack 105 befindet, z. B. eingeschoben. Zudem stellt 3A den Rahmen 220 zwar als flache Platte dar, der Rahmen 220 kann jedoch eine oder mehrere Seitenwände beinhalten, die von den Kanten der flachen Platte nach oben abstehen, und die flache Platte kann der Boden eines oben geschlossenen oder geöffneten Kastens oder Käfigs sein.
Die dargestellte Server-Rack-Unterbaugruppe 210 beinhaltet eine Leiterplatte 222, z. B. eine Hauptplatine, auf der verschiedene Komponenten montiert sind, darunter wärmeerzeugende elektronische Computergeräte 224. In der Darstellung ist zwar nur eine Hauptplatine 222 auf den Rahmen 220 montiert, auf den Rahmen 220 können jedoch verschiedene Hauptplatinen montiert werden, je nach den Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Bei einigen Implementierungen können ein oder mehr Lüfter 226 so auf den Rahmen 220 montiert sein, dass Luft an der Vorderkante (in 3A-3B links) der Server-Rack-Unterbaugruppe 210 dichter an der Vorderseite von Rack 105, wenn die Unterbaugruppe 210 im Rack 105 montiert ist sein, (wie dargestellt) über die Hauptplatine 222 und einige der wärmeerzeugenden Komponenten auf der Hauptplatine 222 strömt und an der hinteren Kante (rechts) der Server-Rack-Unterbaugruppe 210 ausströmt - dichter an der Rückseite von Rack 105, wenn die Unterbaugruppe 210 im Rack 105 montiert ist. Der oder die Lüfter 226 lassen sich mithilfe von Halterungen am Rahmen 220 befestigen. So können die Lüfter 226 Luft aus dem Bereich von Rahmen 220 anziehen und nach dem Erwärmen aus dem Rack 105 ausstoßen. Eine Unterseite der Hauptplatine 222 kann vom Rahmen 220 durch eine Lücke getrennt sein.
Das Thermosiphonsystem 230 beinhaltet einen Verdampfer 232, einen Kondensator 234 sowie Kondensat-/Dampfleitungen 236, die den Verdampfer 232 mit dem Kondensator 234 verbinden. Der Verdampfer 232 hat Kontakt mit dem elektronischen Gerät 224, sodass Wärme durch leitfähige Wärmeübertragung vom elektronischen Gerät 224 zum Verdampfer 232 gezogen wird. Der Verdampfer 232 befindet sich zum Beispiel in einem konduktiven thermischen Kontakt mit dem elektronischen Gerät 224. Insbesondere berührt die Unterseite des Verdampfers 232 die Oberseite des elektronischen Geräts 224. Im Betrieb führt Wärme des elektronischen Geräts 224 dazu, dass ein Arbeitsfluid 248 im Verdampfer 232 verdampft. Der Dampf strömt dann durch die Kondensat-/Dampfleitungen 236 in den Kondensator 234. Wärme wird vom Kondensator 234 abgestrahlt, z. B. in Luft um den Kondensator 234 oder in Luft, die durch den einen oder die mehreren Lüfter 226 geblasen oder gezogen wird, die über den Kondensator 234 strömt, wodurch das Arbeitsfluid 248 kondensiert. Wie in 3A dargestellt, kann sich der Kondensator 234 zwischen dem einen oder den mehreren Lüftern 226 des Verdampfers 232 befinden, könnte aber auch auf einer entgegengesetzten Seite eines oder mehreren Lüftern 226 (z. B. dicht an einer Kante der Unterbaugruppe 210) angeordnet sein.
Wie in 3A dargestellt, weist die Kondensat-/Dampfleitung 236 einen leichten Winkel (nicht null) auf, sodass Schwerkraft dafür sorgt, dass das kondensierte Arbeitsfluid 248 durch die Kondensat-/Dampfleitung 236 zurück in den Verdampfer 232 strömt. Das bedeutet, dass in einigen Implementierungen zumindest ein Teil der Kondensat-/Dampfleitung 236 nicht parallel zur Hauptoberfläche des Rahmens 220 verläuft. So kann zum Beispiel das kondensatorseitige Ende der Kondensat-/Dampfleitung 236 etwa 1-5 mm, z. B. 2 mm, oberhalb des verdampferseitigen Endes der Kondensat-/Dampfleitung 236 sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Kondensat-/Dampfleitung 236 aus einem horizontalen Rohr besteht oder sogar einen geringen negativen Winkel aufweist (auch wenn der positive Winkel den Vorteil der Schwerkraft bietet, der den Strom der Flüssigkeit vom Kondensator zum Verdampfer erleichtert). Da es auf einer Hauptplatine mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte geben kann, kann es auf einer Hauptplatine auch mehrere Verdampfer geben, wobei jeder Verdampfer einem bestimmten elektronischen Gerät zugeordnet ist. Wie in 3A dargestellt, gibt es einen ersten Verdampfer 232 und einen zweiten Verdampfer 232 sowie ein erstes elektronisches Gerät 224 und ein zweites elektronisches Gerät 224. Die Kondensat-/Dampfleitung 236, die den ersten Verdampfer mit dem zweiten Verdampfer verbindet, kann waagerecht sein.
Im Betrieb befindet sich die Oberfläche des Arbeitsfluids 248 (als Flüssigkeit) im Kondensator 234 über der Oberfläche des Arbeitsfluids 248 im Verdampfer 232, z. B. von 1 bis 10 mm. Dieses Ziel lässt sich einfacher erreichen mit einer Kondensat-/Dampfleitung 236, die einen geringen (positive nicht null) Winkel aufweist, aber durch die richtige Auswahl der thermischen und mechanischen Eigenschaften des Arbeitsfluids 248 hinsichtlich der Wärmetransferanforderungen an das Thermosiphonsystem 230 kann dies mit einer Kondensat-/Dampfleitung 236 erreicht werden, die waagerecht ist oder einen leicht negativen Winkel aufweist. Im Betrieb kann die Flüssigphase eines Arbeitsfluids 248 den unteren Teil eines Innenvolumens der Kondensat-/Dampfleitung 236 füllen, wobei der untere Teil vom Kondensator 234 bis zum Verdampfer 232 reicht, und kann eine Dampfphase des Arbeitsfluids 248 durch einen oberen Bereich des Innenvolumens der Kondensat-/Dampfleitung 236 strömen, wobei der obere Teil des Kondensators 234 bis zum Verdampfer 232 reicht.
Bei einigen Implementierungen kann sich der Verdampfer 234 so auf einer Höhe über dem Verdampfer 232 befinden, dass eine Flüssigphase des Arbeitsfluids 248 den unteren Teil eines Innenvolumens der Kondensat-/Dampfleitung 236 füllt, eine Oberfläche der Flüssigphase bezüglich der Horizontale zwischen dem Kondensator 232 und dem Verdampfer 234 im Betrieb einen positiven oder negativen Winkel aufweist und eine Dampfphase des Arbeitsfluids 248 durch einen oberen Teil des Innenvolumens der Kondensat-/Dampfleitung 236 strömen kann, wobei der obere Bereich vom Kondensator 234 bis zum Verdampfer 232 reicht.
Die 3A-3B veranschaulichen ein Thermosiphonsystem 230 mit mehreren Verdampfern 232; jeder Verdampfer 232 kann in Kontakt mit einem anderen elektronischen Gerät 224 sein, oder auch mehrere Verdampfer 232 können mit einem elektronischen Gerät in Kontakt stehen (z. B. wenn das elektronische Gerät besonders groß ist oder verschiedene wärmeerzeugende Bereiche aufweist). Die verschiedenen Verdampfer 232 können über die Kondensat-/Dampfleitungen 236 seriell mit dem Kondensator 234 verbunden sein (z. B. verbindet eine erste Kondensat-/Dampfleitung den Kondensator 234 mit einem ersten Verdampfer 232, während eine zweite Kondensat-/Dampfleitung 236 den ersten Verdampfer 232 mit einem zweiten Verdampfer 232 verbindet). Alternativ können einige oder alle der Verdampfer 232 über die Kondensat-/Dampfleitungen 236 parallel mit dem Kondensator 234 verbunden sein (z. B. verbindet eine erste Kondensat-/Dampfleitung den Kondensator mit einem ersten Verdampfer, während eine zweite Kondensat-/Dampfleitung den Kondensator 234 mit einem zweiten Verdampfer verbindet). Vorteile einer seriellen Implementierung können weniger Röhren sein, wohingegen ein Vorteil von parallelen Röhren darin besteht, dass die Röhrendurchmesser kleiner sein können.
Die 3A-3B veranschaulichen ein Thermosiphonsystem 230, in dem für den Kondensatstrom aus dem Kondensator 234 in den Verdampfer 232 sowie für den Dampfstrom vom Verdampfer 232 in den Kondensator 234 die gleiche Leitung verwendet wird. In dieser Implementierung besteht die Flüssigkeitskupplung zwischen dem Verdampfer 232 und dem Kondensator 234 also aus der kombinierten Kondensat- und Dampfleitung 236. Bei einigen Implementierungen können separate Leitungen für Dampf und Kondensat vorhanden sein. Ein möglicher Vorteil der kombinierten Kondensat- und Dampfleitung besteht darin, dass sich die Leitung mit einer Seite des Kondensators verbinden lässt, sodass sich die vertikale Höhe des Systems in Bezug auf ein System mit einer separaten Dampfleitung reduziert, da die Dampfleitung in der Regel mit oder dicht an der Spitze des Verdampfers verbunden ist. Die Kondensat-/Dampfleitung 236 kann aus einem flexiblen Rohr oder Röhrchen (z. B. Kupfer oder Aluminium) bestehen.
Wie in 3A-3B dargestellt, ist ein Controller (oder Steuerungssystem) 244 kommunikativ mit einem oder mehreren Temperatursensoren 246, einem oder mehreren Druck-/Flüssigkeitsstandsensoren 250 im Verdampfer 232 und einem im Arbeitsvolumen 254 des Kondensators 234 montierten Kolben 252 sowie dem oder den Lüftern 226 (z. B. zur Steuerung einer Geschwindigkeit oder eines Zustands der Lüfter 226) gekoppelt. Im Allgemeinen kann der Controller 244 einen oder mehrere Eingaben von den Sensoren 246 und/oder Sensoren 250 (sowie andere Eingaben) erhalten und den Kolben 252 steuern, um das Arbeitsvolumen 254 des Kondensators 234 anzupassen, z. B. um eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 230 besser auf eine Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 abzustimmen.
Bei einigen Aspekten können Eingaben im Controller 244 (z. B. von den Sensoren 246 und/oder Sensoren 250) Daten zur Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 liefern. Die Sensoren 246 können zum Beispiel eine Temperatur der elektronischen Geräte 224 und/oder der Hauptplatine 222 messen. Außerdem können Sensoren 250 im Verdampfer 232 eine Temperatur, einen Druck und/oder einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 248 messen. Auch wenn dies nicht spezifisch dargestellt ist, lassen sich im Kondensator 234 oder der Leitung 236 Temperatur, Druck und/oder Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 248 messen, um Daten zur Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 zu liefern.
Zudem lassen sich von Sensoren (nicht dargestellt) ein oder mehrere Betriebsparameter der elektronischen Geräte 224 messen, um Daten zur Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 zu liefern. So kann zum Beispiel der Energieverbrauch (z. B. Strom, Spannung oder Leistung) der elektronischen Geräte 224 gemessen werden, um Daten zur Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 zu liefern. Als weiteres Beispiel lässt sich die Arbeitsgeschwindigkeit oder -frequenz (z. B. Hz) der elektronischen Geräte 224 messen, um Daten zur Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 zu liefern. Als weiteres Beispiel lässt sich die Auslastung (z. B. Zahl der ausgeführten oder auszuführenden Jobs oder Anderes) der elektronischen Geräte 224 messen, um Daten zur Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 zu liefern. Diese Parameter können auch dem Controller 244 bereitgestellt und zur Anpassung des Kolbens 252 verwendet werden.
Der Kolben 252 kann (z. B. in den Kondensator 232 hinein und aus diesem heraus) durch die Steuerung 144 basierend auf zumindest den vorstehend beschriebenen gemessenen oder erfassten Parametern eingestellt werden. Bei einigen Implementierungen kann der Kolben 252 das Arbeitsvolumen 254 des Kondensators 234 anpassen. In einigen Beispielen wird, wenn das Arbeitsvolumen 254 des Kondensators 234 verringert wird, ein Sättigungsdruck/eine Temperatur des Arbeitsfluids 248 in dem Kondensator 234 erhöht, wodurch die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 230 erhöht wird Kühlkapazität (z. B. indem zugelassen wird, dass ein Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 248 im Verdampfer 232 steigt). Wenn das Arbeitsvolumen 254 des Kondensators 234 erhöht wird, wird der Sättigungsdruck/die Temperatur des Arbeitsfluids 248 in dem Kondensator 234 verringert, um das flüssige Arbeitsfluid 248 in dem Verdampfer 232 zu verringern, wodurch die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 230 verringert wird.
Durch Anpassen des Arbeitsvolumens 254 des Kondensators 234 (wodurch ein Flüssigkeitspegel des Arbeitsfluids 248 in dem Verdampfer 232 eingestellt wird) kann die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 230 besser auf die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 (z. B. durch den oder die vorstehend beschriebenen Mess- oder Messparameter) abgestimmt werden. Durch Anpassen oder enges Anpassen der Wärmebelastung kann das Thermosiphonsystem 230 effizienter arbeiten, beispielsweise um näher an einem Trockenzustand zu arbeiten, bei dem das gesamte oder der größte Teil des flüssigen Arbeitsfluids 248 im Verdampfer 232 durch die Wärme der elektronischen Gerät 224 empfangen werden.
Bei einigen Implementierungen kann der Kolben 252 einen Schwingungszustand des Kondensators 234 anpassen (zusätzlich oder alternativ zur Anpassung des Arbeitsvolumens 254). So kann zum Beispiel der Kolben 252 basierend auf einem Befehl aus dem Controller 244 den Kondensator 234 zum Schwingen bringen, um z. B. eine Größe von Bläschen im Arbeitsfluid 248 zu minimieren, die im Kondensator 234 eingeschlossen sind. Durch Minimieren einer Größe der Bläschen im Arbeitsfluid 248 (z. B. durch Trennen größerer Bläschen in kleinere Bläschen) wird ein Wärmewiderstand des Arbeitsfluids 248 im Kondensator 234 (z. B. zum Kondensieren) und/oder Verdampfer 232 (z. B. zum Sieden) reduziert. Wenn der Wärmewiderstand zum Sieden/Kondensieren verringert wird, erhöht sich ein Wärmeübergangskoeffizient des Arbeitsfluids 248, sodass eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 230 verstärkt wird. So kann ein Schwingen des Kondensators 234 durch den Kolben 252 (oder in alternativen Implementierungen des Verdampfers 232) für eine höhere Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 230 sorgen, um sie genau oder genauer auf die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 224 abzustimmen.
Bei einigen Implementierungen des veranschaulichten Thermosiphonsystems 230 wird der Kolben 252 von einer mechanischen oder elektromechanischen Vorrichtung (z. B. einem Kolbenzylinder, Motor oder Anderem) betätigt, die Befehle vom Controller 244 empfängt, um den Kondensator 234, wie vorstehend beschrieben, anzupassen. In einer anderen Implementierung kann der Controller 244 als Bimetallbauteil oder Phasenwechselmotor implementiert sein, das bzw. der Kontakt mit dem Kolben 252 hat. Basierend auf einer Temperaturdifferenz zwischen den Komponenten, die Kontakt zum Bimetallbauteil bzw. Phasenwechselmotor haben, kann das Bauteil bzw. der Motor eine Position des Kolbens 252 im Arbeitsvolumen 254 des Kondensators 234 anpassen. In dieser Implementierung werden möglicherweise keine externe Stromversorgung und/oder keine externen Sensoren (z. B. als Eingaben für den Controller 244) für den Betrieb des regelbaren Thermosiphonsystems 230 benötigt, was die Komplexität des Systems 230 verringert.
Die 4A-4B veranschaulichen jeweils schematische Seiten- und Obenansichten einer Server-Rack-Unterbaugruppe 310, die eine weitere exemplarische Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems 330 beinhaltet. Die Server-Rack-Unterbaugruppe 310 beinhaltet einen Rahmen oder Käfig 320, eine Leiterplatte 322, z. B. eine Hauptplatine, die auf dem Rahmen 320 gehalten wird, ein oder mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte 324 (z. B. einen Prozessor oder Arbeitsspeicher), die auf der Leiterplatte 322 montiert sind, sowie ein Thermosiphonsystem 330. Außerdem können auf dem Rahmen 320 ein oder mehrere Lüfter 326 montiert sein.
Der Rahmen 320 kann eine flache Struktur beinhalten oder einfach eine flache Struktur sein, auf der sich die Hauptplatine 322 platzieren und montieren lässt, damit Techniker den Rahmen 320 greifen können, um die Hauptplatine im Rack 105 zu befestigen. Die Server-Rack-Unterbaugruppe 310 lässt sich im Server-Rack 105 zum Beispiel horizontal montieren, indem der Rahmen 320 auf entgegengesetzten Seiten der Server-Rack-Unterbaugruppe 310 über zwei Schienen im Rack 105 in den Einschub 107 geschoben wird - ähnlich wie ein Tablett in den Abräumwagen einer Kantine. Obwohl die 4A-4B den Rahmen 320 veranschaulichen, der sich unterhalb der Hauptplatine 322 erstreckt, kann der Rahmen andere Formenaufweisen (durch Implementieren als ein peripherer Rahmen um die Hauptplatine) oder kann beseitigt werden, sodass sich die Hauptplatine selbst im Rack 105 befindet (z. B. eingeschoben). Zudem stellt 4A den Rahmen 320 zwar als flache Platte dar, der Rahmen 320 kann jedoch eine oder mehrere Seitenwände beinhalten, die von den Kanten der flachen Platte nach oben abstehen, und die flache Platte kann der Boden eines oben geschlossenen oder geöffneten Kastens oder Käfigs sein.
Die dargestellte Server-Rack-Unterbaugruppe 310 beinhaltet eine Leiterplatte 322 (z. B. eine Hauptplatine), auf der verschiedene Komponenten montiert sind (z. B. wärmeerzeugende elektronische Computergeräte 324). Obwohl eine Hauptplatine 322 als auf dem Rahmen 320 montiert dargestellt ist, können mehrere Hauptplatinen an dem Rahmen 320 angebracht sein, abhängig von den Bedürfnissen der jeweiligen Anwendung. Bei einigen Implementierungen können der oder die Lüfter 326 so auf dem Rahmen 320 montiert werden, dass Luft an der Vorderkante (in 4A-4B links) der Server-Rack-Unterbaugruppe 310 dichter an der Vorderseite von Rack 105 eintritt, wenn die Unterbaugruppe 310 im Rack 105 montiert ist (wie dargestellt) über die Hauptplatine 322 und manche der wärmeerzeugenden Komponenten auf der Hauptplatine 322 strömt und aus der Server-Rack-Unterbaugruppe 310 an der hinteren Kante (rechts) ausgestoßen wird, dichter an der Rückseite des Racks 105, wenn die Unterbaugruppe 310 im Rack 105 montiert ist. Der oder die Lüfter 326 lassen sich mithilfe von Halterungen am Rahmen 320 befestigen. So können die Lüfter 326 Luft aus dem Bereich des Rahmens 320 anziehen und nach dem Erwärmen aus dem Rack 105 ausstoßen. Eine Unterseite der Hauptplatine 322 kann durch einen Spalt von dem Rahmen 320 getrennt sein.
Das Thermosiphonsystem 330 beinhaltet einen Verdampfer 332, einen Kondensator 334 sowie eine Kondensatleitung 338 und eine Dampfleitung 336, die den Verdampfer 332 mit dem Kondensator 334 verbinden. Somit gibt es bei dieser Implementierung separate Leitungen, um flüssiges Arbeitsfluid 348 von dem Kondensator 334 zu dem Verdampfer 332 und da dampfförmige Arbeitsfluid 348 vom Verdampfer 332 zum Kondensator 334 transportieren. Eine oder beide der Leitungen 338 und 336 können eine flexible Leitung oder eine starre Leitung (z.B. Kupfer oder Aluminium) sein.
Der Verdampfer 332 kontaktiert das elektronische Gerät 324, sodass Wärme durch leitfähige Wärmeübertragung vom elektronischen Gerät 324 zum Verdampfer 332 gezogen wird. So hat zum Beispiel hat der Verdampfer 332 konduktiven thermischen Kontakt zum elektronischen Gerät 324. Insbesondere berührt die Unterseite des Verdampfers 332 die Oberseite des elektronischen Geräts 324. Im Betrieb führt Wärme des elektronischen Geräts 324 dazu, dass ein Arbeitsfluid 348 im Verdampfer 332 verdampft. Der Dampf strömt dann durch die Dampfleitung 336 in den Kondensator 334. Wärme wird vom Kondensator 334 weg gestrahlt, z. B. in die Luft um den Kondensator 334 oder in Luft, die über den Kondensator 334 streicht und von dem bzw. den Lüftern 326 weggeblasen oder angesaugt wird, sodass das Arbeitsfluid 348 kondensiert. Wie in 4A dargestellt, kann sich der Kondensator 334 zwischen dem bzw. den Lüftern 326 des Verdampfers 332 oder auf der entgegengesetzten Seite von einem oder mehreren Lüftern 326 befinden (z. B. dicht an einer Kante der Unterbaugruppe 310).
Wie in 4A dargestellt, weisen die Kondensat-/Dampfleitungen 336 / 338 einen geringen Winkel (nicht null) auf, sodass Schwerkraft dafür sorgt, dass das kondensierte Arbeitsfluid 348 durch die Kondensatleitung 338 zurück in den Verdampfer 332 strömt. Das bedeutet, dass in einigen Implementierungen zumindest ein Teil der Kondensat-/Dampfleitungen 336/338 nicht parallel zur Hauptoberfläche des Rahmens 320 verläuft. Die Kondensatleitung 338 kann etwa 1-5 mm, z. B. 2 mm, über der Dampfleitung 336 liegen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Kondensat-/Dampfleitungen 336/338 aus einem horizontalen Rohr bestehen bzw. einen leicht negativen Winkel aufweisen (wobei der positive Winkel den Vorteil der Schwerkraft bietet, der den Strom der Flüssigkeit vom Kondensator zum Verdampfer erleichtert). Da es auf einer Hauptplatine mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte geben kann, kann es auf der Hauptplatine mehrere Verdampfer geben, wobei jeder Verdampfer einem bestimmten elektronischen Gerät zugeordnet ist. Wie in 4A dargestellt, gibt es einen ersten Verdampfer 332 und einen zweiten Verdampfer 332 sowie ein erstes elektronisches Gerät 324 und ein zweites elektronisches Gerät 324. Die Dampf-/Kondensatleitungen 336/338, die den ersten Verdampfer mit dem zweiten Verdampfer verbinden, können waagerecht sein.
Im Betrieb befindet sich die Oberfläche des Arbeitsfluids 348 (als Flüssigkeit) im Kondensator 334 über der Oberfläche des Arbeitsfluids 348 im Verdampfer 332, z. B. von 1 bis 10 mm. Dies kann mit einer Kondensatorleitung 338, die einen leichten (positiven Nicht-Null) Winkel aufweist, aber eine richtige Auswahl der thermischen und mechanischen Eigenschaften des Arbeitsfluids 348 im Hinblick auf die erwarteten Wärmetransportanforderungen für das Thermosiphonsystem 330 kann dies für eine Kondensatleitung 338, die horizontal oder in einem leicht negativen Winkel ist, noch erreichen.
Die 4A-4B veranschaulichen ein Thermosiphonsystem 330 mit mehreren Verdampfern 332. Jeder Verdampfer 332 kann mit einem anderen elektronischen Gerät 324 in Kontakt stehen, oder mehrere Verdampfer 332 könnten dasselbe elektronische Gerät kontaktieren, z. B. wenn das elektronische Gerät besonders groß ist oder unterschiedliche wärmeerzeugende Bereiche aufweist). Die verschiedenen Verdampfer 332 können über die Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 seriell mit dem Kondensator 334 verbunden sein, z. B. kann eine erste Gruppe von Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 den Kondensator 334 mit einem ersten Verdampfer 332 verbinden und eine zweite Gruppe von Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 den ersten Verdampfer 332 mit einem zweiten Verdampfer 332 verbinden. Alternativ können einige oder alle der Verdampfer 332 über die Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 parallel mit dem Kondensator 334 verbunden werden, z. B. kann eine erste Gruppe von Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 den Kondensator mit einem ersten Verdampfer verbinden und eine zweite Gruppe von Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 den Kondensator 334 mit einem zweiten Verdampfer verbinden. Vorteile einer seriellen Implementierung können weniger Röhren sein, wohingegen ein Vorteil von parallelen Röhren darin besteht, dass die Röhrendurchmesser kleiner sein können.
Wie in den 4A-4B dargestellt, ist ein Controller (oder Steuerungssystem) 344 kommunikativ mit einem oder mehreren Temperatursensoren 346, einem oder mehreren Druck-/Flüssigkeitsstandsensoren 350 im Verdampfer 332, einem Ventil 342, das in der Kondensatleitung 338 montiert ist sowie dem oder den Lüftern 326 (z. B. zur Steuerung einer Geschwindigkeit oder eines Zustands der Lüfter 326) gekoppelt. Im Allgemeinen kann der Controller 344 einen oder mehrere Eingänge von den Sensoren 346 und/oder den Sensoren 350 (sowie andere Eingänge) empfangen und das Ventil 342 steuern, zumindest teilweise basierend auf einem oder mehreren derartigen Eingängen (oder anderen Eingängen), um das Ventil 342 einzustellen, um eine Menge an flüssigem Arbeitsfluid 348 zu steuern, das zum Verdampfer 332 strömt, um beispielsweise eine Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 besser anzupassen.
In alternativen Aspekten kann das Ventil 342 in der Dampfleitung 336, in den beiden Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 oder einem Teil des Thermosiphonsystems 330 montiert sein, das eine Flüssigkeitskopplung mit einer der oder beiden Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 aufweist. Kurz gesagt lässt sich das Ventil 342 an einer beliebigen geeigneten Stelle platzieren, um den Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 348 im Verdampfer 332 zu regulieren.
In einigen Aspekten können Eingaben im Controller 344, beispielsweise von den Sensoren 346 und/oder Sensoren 350, Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 liefern. Die Sensoren 346 können zum Beispiel eine Temperatur der elektronischen Geräte 324 und/oder der Hauptplatine 322 messen. Außerdem können Sensoren 350 im Verdampfer 332 eine Temperatur, einen Druck und/oder einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 348 messen. Obwohl dies nicht spezifisch dargestellt ist, lassen sich auch im Kondensator 334 oder den Dampf-/Kondensatleitungen 336/338 Temperatur, Druck und/oder Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 348 messen, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 zu liefern.
Außerdem lassen sich ein oder mehrere Betriebsparameter der elektronischen Geräte 324 von Sensoren messen (nicht dargestellt), um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 zu liefern. So kann zum Beispiel der Energieverbrauch (z. B. Strom, Spannung oder Leistung) der elektronischen Geräte 324 gemessen werden, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 zu liefern. Als weiteres Beispiel lässt sich die Arbeitsgeschwindigkeit oder -frequenz (z. B. Hz) der elektronischen Geräte 324 messen, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 zu liefern. Als weiteres Beispiel lässt sich die Auslastung (z. B. Zahl der ausgeführten bzw. auszuführenden Jobs oder Anderes) der elektronischen Geräte 324 messen, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 zu liefern. Diese Parameter können auch dem Controller 344 bereitgestellt und zum Anpassen des Ventils 342 verwendet werden.
Das Ventil 342 kann zumindest teilweise anhand der vorstehend beschriebenen gemessenen oder ermittelten Parameter vom Controller 344 moduliert (z. B. geöffnet oder geschlossen) werden. Bei einigen Implementierungen lässt sich ein Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 348 im Verdampfer 332 durch Modulation des Ventils 342 anpassen. Durch Anpassen eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids 348 im Verdampfer 332 kann die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 330 besser auf die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 (z. B. durch den oder die gemessenen oder ermittelten angegebenen Parameter, wie vorstehend beschrieben) abgestimmt werden. Durch Anpassen oder enges Anpassen der Wärmebelastung kann das Thermosiphonsystem 330 effizienter arbeiten, zum Beispiel, um näher an einem Trockenzustand zu arbeiten, bei dem das gesamte oder der größte Teil des flüssigen Arbeitsfluids 348 in dem Verdampfer 332 durch die Wärme der elektronischen Geräte 324 verdampft wird.
5 veranschaulicht eine schematische Seitenansicht einer Server-Rack-Unterbaugruppe 510, die eine weitere exemplarische Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems 530 beinhaltet. Das Thermosiphonsystem 530 kann, wie dargestellt, eine oder mehrere Komponenten aus den zuvor beschriebenen Thermosiphonsystemen 130, 230 und 330 sowie zusätzliche Komponenten beinhalten. Jede der Komponenten kann zumindest teilweise anhand eines oder mehrerer ermittelter oder gemessener Parameter, die Daten über eine Wärmebelastung und/einen Energieverbrauch von einem oder mehreren wärmeerzeugenden elektronischen Geräten 524 liefern, einen Flüssigkeitsstand eines Arbeitsfluids 548 in einem Verdampfer 532 des Thermosiphonsystems 530 regulieren. Durch Regelung des Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids 548 kann eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 genauer auf eine Wärmebelastung des bzw. der wärmeerzeugenden elektronischen Computergeräte 524 abgestimmt werden, sodass das Thermosiphonsystem 530 bei unterschiedlichen Wärmebelastungen des oder der wärmeerzeugenden elektronischen Computergeräte 524 effizienter arbeiten kann (z. B. um im oder fast im Trockenzustand zu operieren).
Die Server-Rack-Unterbaugruppe 510 beinhaltet einen Rahmen oder Käfig 520, eine Leiterplatte 522 (z. B. eine Hauptplatine), die vom Rahmen 520 getragen wird, ein oder mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte 524 (z. B. einen Prozessor oder Arbeitsspeicher), die auf der Leiterplatte 522 montiert sind sowie ein Thermosiphonsystem 530. Auf dem Rahmen 520 können außerdem ein oder mehrere Lüfter 526 montiert sein, um Luft über den Kondensator 534 zirkulieren zu lassen, der in der veranschaulichten Implementierung eine anmontierte Wärmeübertragungsfläche 560 (z. B. Lamellen oder eine andere Oberfläche) beinhaltet.
Der Rahmen 520 kann eine flache Struktur beinhalten oder einfach eine flache Struktur sein, auf der sich die Hauptplatine 522 platzieren und montieren lässt, damit Techniker den Rahmen 520 greifen können, um die Hauptplatine im Rack 105 zu befestigen. Die Server-Rack-Unterbaugruppe 510 lässt sich zum Beispiel im Server-Rack 105 horizontal montieren, indem der Rahmen 520 auf entgegengesetzten Seiten der Server-Rack-Unterbaugruppe 510 über zwei Schienen im Rack 105 in den Einschub 107 geschoben wird - ähnlich wie ein Tablett in den Abräumwagen einer Kantine. 5 stellt den Rahmen 520 zwar so dar, dass er unter der Hauptplatine 522 verläuft, der Rahmen kann jedoch auch andere Formen aufweisen (z. B. als Implementierung mit umlaufendem Rahmen um die Hauptplatine) oder beseitigt werden, sodass sich die Hauptplatine selbst im Rack 105 befindet (z. B. eingeschoben). Zudem stellt 5 den Rahmen 520 zwar als flache Platte dar, der Rahmen 520 kann jedoch eine oder mehrere Seitenwände beinhalten, die von den Kanten der flachen Platte nach oben abstehen; darüber hinaus kann die flache Platte der Boden eines oben geschlossenen oder geöffneten Kastens oder Käfigs sein.
Die dargestellte Server-Rack-Unterbaugruppe 510 beinhaltet eine Leiterplatte 522 (z. B. eine Hauptplatine), auf der verschiedene Komponenten montiert sind (darunter wärmeerzeugende elektronische Computergeräte 524). Obwohl eine Hauptplatine 522 als auf dem Rahmen 520 montiert dargestellt ist, können mehrere Hauptplatinen an dem Rahmen 520 angebracht sein, abhängig von den Bedürfnissen der jeweiligen Anwendung. Bei einigen Implementierungen können der oder die Lüfter 526 so auf dem Rahmen 520 montiert sein, dass an der Vorderkante (in 5 links) der Server-Rack-Unterbaugruppe 510 dichter an der Vorderseite von Rack 105, wenn die Unterbaugruppe 510 im Rack 105 montiert ist, Luft eintritt, (wie dargestellt) über die Hauptplatine 522 und über manche der wärmeerzeugenden Komponenten auf der Hauptplatine 522 strömt und aus der Server-Rack-Unterbaugruppe 510 an der hinteren Kante (rechts) ausströmt, dichter an der Rückseite des Racks 105, wenn die Unterbaugruppe 510 im Rack 105 montiert ist. Der oder die Lüfter 526 lassen sich mithilfe von Halterungen am Rahmen 520 befestigen. So können die Lüfter 526 Luft aus dem Bereich des Rahmens 520 anziehen und nach dem Erwärmen aus dem Rack 105 ausstoßen. Eine Unterseite der Hauptplatine 522 kann von dem Rahmen 520 durch einen Spalt getrennt sein.
Das Thermosiphonsystem 530 beinhaltet den Verdampfer 532, einen Kondensator 534 sowie eine Kondensatleitung 538 und eine Dampfleitung 536, die den Verdampfer 532 mit dem Kondensator 534 verbinden. Somit gibt es in dieser Implementierung separate Leitungen, um flüssiges Arbeitsfluids 548 aus dem Kondensator 534 in den Verdampfer 532 und des dampfförmigen Arbeitsfluids 548 aus dem Verdampfer 532 in den Kondensator 534 zu transportieren. Bei einer bzw. beiden der Leitungen 538 und 536 kann es sich um flexible oder starre Rohre handeln (z. B. aus Kupfer oder Aluminium).
Der Verdampfer 532 hat Kontakt mit dem elektronischen Gerät 524, sodass durch konduktiven Wärmetransfer Wärme vom elektronischen Gerät 524 in den Verdampfer 532 gezogen wird. Der Verdampfer 532 hat zum Beispiel konduktiven thermischen Kontakt zum elektronischen Gerät 524. Insbesondere berührt die Unterseite des Verdampfers 532 die Oberseite des elektronischen Geräts 524. Im Betrieb führt Wärme des elektronischen Geräts 524 dazu, dass ein Arbeitsfluid 548 im Verdampfer 532 verdampft. Der Dampf strömt dann durch die Dampfleitung 536 in den Kondensator 534. Wärme wird vom Kondensator 534 weg gestrahlt, z. B. in die Luft, um den Kondensator 534 oder in Luft, die über den Kondensator 534 streicht und von dem bzw. den Lüftern 526 weggeblasen oder angesaugt wird, sodass das Arbeitsfluid 548 kondensiert. Wie in 5 dargestellt kann sich der Kondensator 534 zwischen dem bzw. den Lüftern 526 des Verdampfers 532 oder auf der entgegengesetzten Seite von einem oder mehreren Lüftern 526 befinden (z. B. dicht an einer Kante der Unterbaugruppe 510).
Wie in 5 dargestellt weisen die Kondensat-/Dampfleitungen 536/538 einen leichten Winkel (ungleich 0) auf, sodass Schwerkraft dafür sorgt, dass das kondensierte Arbeitsfluid 548 durch die Kondensatleitung 538 zurück in den Verdampfer 532 strömt. Das bedeutet, dass in einigen Implementierungen zumindest ein Teil der Kondensat-/Dampfleitungen 536/538 nicht parallel zur Hauptoberfläche des Rahmens 520 verläuft. Die Kondensatleitung 538 kann zum Beispiel 1-5 mm, z. B. 2 mm, über der Dampfleitung 536 liegen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Kondensat-/Dampfleitungen 536/538 aus einem horizontalen Rohr bestehen bzw. einen leicht negativen Winkel aufweisen (wobei der positive Winkel den Vorteil der Schwerkraft bietet, der den Strom der Flüssigkeit vom Kondensator zum Verdampfer erleichtert). Da es auf einer Hauptplatine mehrere wärmeerzeugende elektronische Computergeräte geben kann, kann es auf der Hauptplatine mehrere Verdampfer geben, wobei jeder Verdampfer einem bestimmten elektronischen Gerät zugeordnet ist. Wie in 5 dargestellt, gibt es einen ersten Verdampfer 532 und einen zweiten Verdampfer 532 sowie ein erstes elektronisches Gerät 524 und ein zweites elektronisches Gerät 524. Die Dampf-/Kondensatleitungen 536/538, die den ersten Verdampfer mit dem zweiten Verdampfer verbinden, können waagerecht sein.
Im Betrieb befindet sich die Oberfläche des Arbeitsfluids 548 (als Flüssigkeit) im Kondensator 534 über der Oberfläche des Arbeitsfluids 548 im Verdampfer 532, z. B. von 1 bis 10 mm. Dies kann mit einer Kondensatleitung 538, die einen leichten (positiven Nicht-Null) Winkel aufweist, aber eine richtige Auswahl der thermischen und mechanischen Eigenschaften des Arbeitsfluids 548 im Hinblick auf die erwarteten Wärmetransportanforderungen für das Thermosiphonsystem 530 kann dies für eine Kondensatleitung 538, die horizontal oder in einem leicht negativen Winkel ist, noch erreichen.
5 veranschaulicht ein Thermosiphonsystem 530 mit mehreren Verdampfern 532. Jeder Verdampfer 532 kann in Kontakt mit einem anderen elektronischen Gerät 524 sein, oder es können mit einem elektronischen Gerät auch mehrere Verdampfer 532 in Kontakt sein (z. B. wenn das elektronische Gerät besonders groß ist oder verschiedene wärmeerzeugende Bereiche aufweist). Die unterschiedlichen Verdampfer 532 können über die Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 seriell mit dem Kondensator 534 verbunden sein, z. B. kann eine erste Gruppe von Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 den Kondensator 534 mit einem ersten Verdampfer 532 verbinden und eine zweite Gruppe von Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 den ersten Verdampfer 532 mit einem zweiten Verdampfer 532 verbinden. Alternativ können einige oder alle der Verdampfer 532 über die Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 parallel mit dem Kondensator 534 verbunden werden, z. B. kann eine erste Gruppe von Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 den Kondensator mit einem ersten Verdampfer verbinden und eine zweite Gruppe von Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 den Kondensator 534 mit einem zweiten Verdampfer verbinden. Vorteile einer seriellen Implementierung können weniger Röhren sein, wohingegen ein Vorteil von parallelen Röhren darin besteht, dass die Röhrendurchmesser kleiner sein können.
Das Thermosiphonsystem 530 kann eine oder mehrere Komponenten beinhalten, die zumindest teilweise anhand eines oder mehrerer ermittelter oder gemessener Parameter, die Daten über eine Wärmebelastung und/oder einen Energieverbrauch der wärmeerzeugenden elektronischen Computergeräte 524 liefern, einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 548 im Verdampfer 532 des Thermosiphonsystems 530 regulieren.
Das Thermosiphonsystem 530 kann zum Beispiel einen Aktuator 542 beinhalten. Der Aktuator 542 kann ähnlich dem vorstehend beschriebenen Aktuator 142 sein. Der Aktuator 542 kann zum Beispiel von einem Controller des Thermosiphonsystems 530 angepasst werden, um eine Höhe des Kondensators 534 über dem Rahmen 520 anzupassen, wodurch sich eine relative vertikale Distanz zwischen dem Kondensator 534 und dem Verdampfer 532 anpassen lässt. Wenn die relative vertikale Distanz zwischen dem Kondensator 534 und dem Verdampfer 532 zunimmt, fließt mehr flüssiges Arbeitsfluid 548 in den Verdampfer 532, sodass sich eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 erhöht (z. B. indem zugelassen wird, dass ein Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 548 im Verdampfer 532 steigt). Zudem kann der Aktuator 142 eine Winkelposition des Kondensators 534 bezüglich des Rahmens 520 anpassen, zum Beispiel durch Drehen und/oder Schwenken des Kondensators 534. In einigen Beispielen kann, wenn der Kondensator 534 gedreht oder geschwenkt wird, mehr flüssiges Arbeitsfluid 548 zu dem Verdampfer 532 strömen, wodurch die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 erhöht wird (z. B. ein Anstieg des Flüssigkeitsniveaus des Arbeitsfluids 548 in dem Verdampfer 532). In einigen Implementierungen kann der Aktuator 542 einen Schwingungszustand des Kondensators 534 anpassen (zusätzlich oder alternativ zur Anpassung einer Höhe oder Winkelposition). Der Aktuator 542 kann den Kondensator 534 zum Schwingen bringen, um zum Beispiel eine Größe von Bläschen im Arbeitsfluid 548, die im Kondensator 534 eingeschlossen sind, zu minimieren. Durch Minimierung einer Größe der Bläschen im Arbeitsfluid 548 (z. B. durch Trennen größerer Bläschen in kleinere Bläschen) wird ein Wärmewiderstand des Arbeitsfluids 548 im Kondensator 534 (z. B. zum Kondensieren) und/oder Verdampfer (z. B. zum Sieden) reduziert. Wenn der Wärmewiderstand zum Sieden/Kondensieren verringert wird, erhöht sich ein Wärmeübergangskoeffizient des Arbeitsfluids 548, sodass sich eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 erhöht. So kann ein Schwingen des Kondensators 534 durch den Aktuator 542 (oder in alternativen Implementierungen des Verdampfers 532) für eine höhere Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 sorgen, um die Leistung genau oder enger auf die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 abzustimmen.
Das Thermosiphonsystem 530 kann einen Kolben 552 beinhalten. Der Kolben 552 kann ähnlicher Art wie der in den 3A-3B dargestellte Kolben 252 sein. Der Kolben 552 kann zum Beispiel ein Arbeitsvolumen 554 des Kondensators 534 anpassen. In einigen Beispielen wird, wenn das Arbeitsvolumen 554 des Kondensators 534 verringert wird, ein Sättigungsdruck/eine Temperatur des Arbeitsfluids 548 in dem Kondensator 534 erhöht, wodurch eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 erhöht wird (z. B. ein Anstieg des Flüssigkeitsniveaus des Arbeitsfluids 548 in dem Verdampfer 532). Wenn das Arbeitsvolumen 554 des Kondensators 534 erhöht wird, nimmt der Sättigungsdruck bzw. die Sättigungstemperatur des Arbeitsfluids 548 im Kondensator 534 ab, sodass das flüssige Arbeitsfluid 548 im Verdampfer 532 sinkt und eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 reduziert wird.
Durch eine Anpassung des Arbeitsvolumens 554 des Kondensators 534 (und somit die Anpassung eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids 548 im Verdampfer 532) kann die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 besser auf die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 abgestimmt werden. Durch Anpassen oder enges Anpassen der Wärmebelastung kann das Thermosiphonsystem 530 effizienter arbeiten, zum Beispiel näher an einem Trockenzustand arbeiten, bei dem das gesamte das meiste flüssige Arbeitsfluid 548 im Verdampfer 532 durch die Wärme der elektronischen Geräte 524 verdampft wird. Ferner kann der Kolben 552 einen Schwingungszustand des Kondensators 534 anpassen (zusätzlich oder alternativ zur Anpassung des Arbeitsvolumens 554). So kann ein Schwingen des Kondensators 534 durch den Aktuator 552 (oder in alternativen Implementierungen des Verdampfers 532), wie vorstehend beschrieben, für eine höhere Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 sorgen, um die Leistung genau oder enger auf die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 abzustimmen.
Das Thermosiphonsystem 530 kann ein Ventil 544 beinhalten. Das Ventil 544 kann ähnlicher Art wie das in den 4A-4B dargestellte Ventil 342 sein. Das Ventil 544 kann zum Beispiel zumindest teilweise anhand gemessener oder ermittelter Parameter, die Daten zur Wärmebelastung und/oder zum Energieverbrauch der wärmeerzeugenden Computergeräte 524 liefern, moduliert (z. B. geöffnet oder geschlossen) werden. Bei einigen Implementierungen lässt sich durch Modulation des Ventils 544 ein Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 548 im Verdampfer 532 anpassen. Durch Anpassen eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids 548 im Verdampfer 532 kann die Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 genauer auf die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 abgestimmt werden.
Das Thermosiphonsystem 530 kann in der Kondensatleitung 538, wie dargestellt, auch ein Dochtmaterial 564 (siehe 5) beinhalten. In einigen Aspekten kann das Dochtmaterial 564 teilweise anhand einer erwarteten maximalen Wärmebelastung und/oder eines erwarteten maximalen Stromverbrauchs der elektronischen Geräte 524, einer/s erwarteten jährlichen (oder durchschnittlichen) Wärmebelastung und/oder Stromverbrauchs der elektronischen Geräte 524 und/oder anderer Kriterien ausgewählt werden. Das Dochtmaterial 564 kann in einigen Aspekten einen Teil des flüssigen Arbeitsfluids 548 absorbieren, welches in den Verdampfer 532 zurückströmt. Durch Absorption eines Teils der Flüssigkeit und die damit verbundene Verringerung der Durchflussmenge des flüssigen Arbeitsfluids 548 zum Verdampfer lässt sich ein Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 548 im Verdampfer 532 steuern, wodurch eine Kühlkapazität des Thermosiphonsystems 530 reguliert werden kann.
Wie in 5 dargestellt, kann ein Controller (oder Steuerungssystem) 544 mit einem oder mehreren Temperatursensoren (nicht dargestellt), einem oder mehreren Druck-/Flüssigkeitsstandsensoren (nicht dargestellt), die sich im Verdampfer 532 befinden, einem oder mehreren Lüftern 526 (z. B. zur Steuerung einer Geschwindigkeit oder eines Zustands der Lüfter 526) sowie anderen Komponenten (wie dem Aktuator 542, dem Kolben 552 und/oder dem Ventil 544) kommunikativ gekoppelt sein. In einigen Aspekten können Eingaben im Controller 544 Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 liefern. Die Sensoren können zum Beispiel eine Temperatur der elektronischen Geräte 524 und/oder der Hauptplatine 522 messen. Außerdem können Sensoren im Verdampfer 532 eine Temperatur, einen Druck und/oder einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 548 messen. Obwohl nicht spezifisch dargestellt, können im Kondensator 534 oder den Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 die Temperatur, Druck und/oder Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 548 jedoch ebenfalls gemessen werden, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 324 zu liefern. Außerdem lassen sich ein oder mehrere Betriebsparameter der elektronischen Geräte 524 von Sensoren messen, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 zu liefern. So kann zum Beispiel der Energieverbrauch (z. B. Strom, Spannung oder Leistung) der elektronischen Geräte 524 gemessen werden, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 zu liefern. Als weiteres Beispiel lässt sich die Arbeitsgeschwindigkeit oder -frequenz (z. B. Hz) der elektronischen Geräte 524 messen, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 zu liefern. Als weiteres Beispiel lässt sich die Auslastung (z. B. Zahl der ausgeführten bzw. auszuführenden Jobs oder Anderes) der elektronischen Geräte 524 messen, um Daten über die Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 zu liefern.
Allgemein kann der Controller 544 einen oder mehrere Eingaben von Sensoren empfangen, die mit einer Wärmebelastung und/oder einem Stromverbrauch der elektronischen Geräte zugeordnete Parameter ermitteln oder messen. Der Controller 544 kann die ermittelten oder gemessenen Parameter verwenden, um den Aktuator 542, den Kolben 552 und/oder das Ventil 544 und somit eine Menge an flüssigem Arbeitsfluid 548 zu steuern, die zum Verdampfer 532 strömt, um eine genauere Abstimmung auf eine Wärmebelastung der elektronischen Geräte 524 zu erreichen. In einigen Aspekten kann der Controller 544 den Aktuator 542, den Kolben 552 oder das Ventil 544 auswählen, um die Menge an flüssigem Arbeitsfluid 548, das zum Verdampfer 532 strömt, z. B. anhand der ertasteten, gemessenen oder ermittelten Wärmebelastung und/oder des Stromverbrauchs der elektronischen Geräte 524 anzupassen.
In alternativen Aspekten kann das Ventil 542 in der Dampfleitung 536, in den beiden Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 oder einem Teil des Thermosiphonsystems 530 montiert sein, das eine Flüssigkeitskopplung mit einer der oder beiden Dampf-/Kondensatleitungen 536/538 aufweist. Kurz gesagt lässt sich das Ventil 542 an einer beliebigen geeigneten Stelle platzieren, um den Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids 548 im Verdampfer 532 zu regulieren.
Die 6A-6B veranschaulichen schematische Seiten- und Obenansichten eines Bereichs 600 eines Thermosiphonkühlsystems, wie beispielsweise der Thermosiphonsysteme 130, 230, 330 und/oder 530. In einigen Aspekten kann der Bereich 600 ein Verdampfer 600 eines vorstehend beschriebenen Thermosiphonsystems sein. Wie dargestellt, beinhaltet der Verdampfer 600 eine Kammer 646 und Wärmeübertragungsflächen 642. Der Verdampfer 600 beinhaltet eine Basis 640 und eine Hülle 644, die an der Basis 640 befestigt ist. Die Hülle 644 kann in einigen Aspekten mit einem Rohr der Kondensat-/Dampfleitung (z. B. Kondensat-Dampfleitung 136) versorgt werden. Ein über der Basis 640 innerhalb der Hülle 644 abgedichtetes Volumen stellt eine Kammer 646 für den Verdampfer 600 bereit. Die Oberfläche der Basis 640 dient als Verdampferwanne. Das heißt, dass die Oberfläche der Basis 640 einen Bereich i) beinhaltet, der in Bezug auf Durchlässe 639 in der Hülle 644 zurückgesetzt ist und ii) in dem sich eine Flüssigphase des Arbeitsfluids 660 sammelt.
Wie dargestellt, stehen die Wärmeübertragungsflächen 642 von der Verdampferbasis 640 nach oben ab, sodass sie sich über dem Boden der Basis 640 befinden. Wenn eine flüssige Phase des Arbeitsfluids 660 die Verdampferwanne der Basis 640 überläuft, überflutet sie den unteren Abschnitt der Kammer 646, die durch das Gehäuse 640 definiert ist. Somit kann der Boden der Kammer 646, der durch das Gehäuse 640 definiert ist, als ein Überschwemmungsgebiet betrachtet werden. Außerdem wird so sichergestellt, dass die Wärmeübertragungsflächen 642 nur teilweise in die Flüssigphase des Arbeitsfluids 660 eingetaucht bleiben.
Die Basis 640 kann aus dem gleichen Material wie das Gehäuse 640, z. B. Aluminium, gebildet sein oder kann aus einem anderen thermisch leitfähigen Material, z. B. Kupfer, gebildet sein. Der Boden der Basis 640 kann direkt in Kontakt mit dem elektronischen Gerät 124 sein, z. B. mit der Oberfläche des elektronischen Geräts 124. Alternativ kann der Boden der Basis 640 über ein wärmeleitendes Interfacematerial (z. B. ein wärmeleitendes Polster oder eine wärmeleitende Schicht wie einem wärmeleitenden Fett oder Kleber) mit dem elektronischen Gerät 124 verbunden sein (z. B. mit der Oberfläche des elektronischen Geräts 124).
Die Wärmeübertragungsflächen 642 beinhalten, wie dargestellt, eine Vielzahl von Rippen 650, die in Kontakt mit der unteren Innenfläche des Gehäuses (z. B. der Oberfläche der Basis 640) stehen. Die Verdampferrippen 650 stehen von der Wanne der Verdampferbasis 640 nach oben ab. Somit stellen die Verdampferrippen 650 einen wärmeleitfähigen Bereich bereit, der Wärme von der Basis 640 zu dem Arbeitsfluid 660 überträgt. Die Oberseiten der Rippen 650 können in die Kammer 646 hineinragen und können im Wesentlichen in parallelen Reihen angeordnet sein, wie gezeigt. Bei einigen Implementierungen erstrecken sich die Rippen 650 allgemein parallel zur Breite der Kammer 646.
Außerdem können die Verdampferrippen 650 so angeordnet sein, dass sie das Arbeitsfluid 660 mittels Kapillareffekt aus der Basis 640 abziehen. Die Verdampferrippen 650 können zum Beispiel geprägt sein oder andere Strukturen aufweisen (z. B. Rillen), was dafür sorgt, dass das Arbeitsfluid nach oben gezogen wird. Bei einigen Implementierungen können die Rippen 650 der Länge nach Wellenformen aufweisen. Die Wellenformen können eine Neigung zwischen 1 und 2 mm sowie eine Breite von zwischen 0,1 und 0,5 mm aufweisen. Diese Wellenformen können dafür sorgen, dass ein Teil der Flüssigphase des Arbeitsfluids 660 durch den Kapillareffekt die Rippen 650 nach oben wandert. So lässt sich die Effizienz des Verdampfers 600 verbessern, indem ein größerer Oberflächenbereich der Rippen 650 mit der Flüssigphase des Arbeitsfluids in Kontakt kommt. Die Rippen 650 können aus demselben Material wie der Verdampfer, z. B. Aluminium, hergestellt sein. Alternativ können die Rippen 650 aus einem anderen wärmeleitfähigen Material, z. B. Kupfer, hergestellt sein.
In der dargestellten Implementierung sind die Rippen 650 an die Verdampferbasis 640 angeformt, sodass die Basis 640 und die Rippen 650 aus einem Stück gleichen Materials geformt sind (z. B. aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen wärmeleitenden Material). In einigen Aspekten kann die integrierte Natur der Rippen 650 und der Basis 640, z. B. im Gegensatz zu separaten Lamellen oder Lamellensätzen, die an die Verdampferbasis angelötet oder anderweitig angebracht werden, die Komplexität beim Formen des Verdampfers 600 reduzieren. Die Rippen 650 können zum Beispiel mit einer höheren Dichte und engeren Toleranzen geformt werden als Rippen oder Rippenstapel, die an die Verdampferbasis 640 angelötet oder anderweitig angebracht werden. Die höhere Dichte und engeren Toleranzen des dargestellten Designs können für eine bessere Wärmeübertragungsleistung sorgen.
Die 7-8 sind Flussdiagramme, die exemplarische Verfahren für die Kühlung wärmeerzeugender Computergeräte in einem Rechenzentrum unter Verwendung eines Thermosiphonkühlsystems veranschaulichen. Unter Beachtung des Verfahrens 700, das in 7 dargestellt ist, kann das Verfahren bei Schritt 702 damit beginnen, dass ein Arbeitsfluid zwischen einem Verdampfer und einem Kondensator eines Thermosiphons, der auf einer Server-Einschub-Unterbaugruppe montiert ist, zum Zirkulieren gebracht wird. Das Arbeitsfluid kann als Dampf vom Verdampfer zum Kondensator zirkulieren. Das Arbeitsfluid kann (z. B. durch Schwerkraft) als Flüssigkeit vom Kondensator zum Verdampfer zirkulieren.
Schritt 704 beinhaltet eine Kühlung der auf der Hauptplatine montierten elektronischen Computergeräte mit dem Thermosiphon. Wärmeenergie wird zum Beispiel von dem bzw. den auf der Hauptplatine montierten elektronischen Computergeräten auf ein flüssiges Arbeitsfluid im Verdampfer übertragen (z. B. zum Verdampfen der Flüssigkeit). Die Wärmeenergie wird anschließend mittels des verdampften Arbeitsfluids in den Verdampfer transportiert und aus dem Arbeitsfluid freigelassen (z. B. in die Umgebungsluft oder einen Luftstrom um den Kondensator). Das Arbeitsfluid kondensiert im Kondensator zu einer Flüssigkeit, die zurück zum Verdampfer strömt.
Schritt 706 beinhaltet das Messen eines Parameters, der mit der bzw. dem von den elektronischen Geräten erzeugten Wärme bzw. verbrauchten Strom verknüpft ist. Der Parameter lässt sich ermitteln oder messen und kann direkt die von den elektronischen Geräten erzeugte Wärme oder Leistung ermitteln oder messen. Der Parameter kann die von den elektronischen Geräten erzeugte Wärme oder Leistung auch indirekt ermitteln oder messen. Der Parameter kann beispielsweise eine Temperatur sein von: der Unterbaugruppe, einer Hauptplatine der Unterbaugruppe, einem oder mehreren der elektronischen Geräte, des Thermosiphons, einer Luft oder eines Luftstroms um die elektronischen Geräte oder des Thermosiphons herum oder des Arbeitsfluids sein. Der Parameter kann ein Druck des Arbeitsfluids sein. Der Parameter kann ein Stand des flüssigen Arbeitsfluids im Verdampfer sein. Der Parameter kann auch eine gemessene, geschätzte, prädizierte oder Namensschildleistung (z. B. Strom, Spannung und/oder Watt) der Verwendung der einen oder mehreren elektronischen Computergeräte sein. Der Parameter kann auch von dem oder den elektronischen Geräten gemessen, geschätzt oder vorhergesagt werden.
Schritt 708 beinhaltet das Anpassen eines Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids im Verdampfer zumindest teilweise anhand des gemessenen oder ermittelten Parameters. In einigen Aspekten kann eine exemplarische Implementierung von Schritt 708 gemäß dem in 8 dargestellten Verfahren 800 vorgenommen werden. Schritt 802 beinhaltet zum Beispiel das Bedienen eines Aktuators, der mit dem Thermosiphon verbunden ist. In einigen Aspekten kann der Aktuator mit dem Kondensator verbunden sein. In einigen Aspekten kann der Aktuator zum Beispiel einen Kolben, der in einem Arbeitsvolumen des Kondensators montiert ist, oder eine Vorrichtung zur Höhenanpassung, die mit dem Kondensator verbunden ist, oder ein Schwingungsbauteil beinhalten, das mit dem Kondensator verbunden ist. In einigen Aspekten kann der Aktuator ein Ventil beinhalten, das in einer Kondensatleitung platziert wird, die flüssiges Arbeitsfluid vom Verdampfer zurück zum Kondensator leitet.
Schritt 804 beinhaltet das Anpassen eines Bereichs des Thermosiphons mit dem Aktuator. Der Aktuator kann zum Beispiel eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer anpassen (z. B. Anpassung einer Höhe des Kondensators aus der Unterbaugruppe). In einigen Aspekten kann der Aktuator ein Arbeitsvolumen des Kondensators anpassen (z. B. mit dem Kolben). In einigen Aspekten kann der Aktuator eine Strömung des flüssigen Arbeitsfluids aus dem Kondensator zum Verdampfer anpassen (z. B. mit einem Ventil, Dochtmaterial usw.). In einigen Aspekten kann der Aktuator den Kondensator oder einen anderen Bereich des Thermosiphons zum Schwingen bringen, um eine Bläschengröße des Arbeitsfluids im Thermosiphon zu reduzieren.
Schritt 806 beinhaltet je nach Regelung des Thermosiphons die Anpassung eines Flüssigkeitsstroms des Arbeitsfluids zum Verdampfer oder eines Dampfstroms zum Kondensator. Schritt 808 beinhaltet das Anpassen des Flüssigkeitsstands des Arbeitsfluids anhand der Anpassung des Flüssigkeitsstroms des Arbeitsfluids zum Verdampfer oder des Dampfstroms zum Kondensator. Schritt 810 beinhaltet das Anpassen einer Kühlkapazität des Thermosiphons mit einer Wärmebelastung der elektronischen Vorrichtungen auf der Grundlage der Einstellung des Flüssigkeitsspiegels des Arbeitsfluids in dem Verdampfer.
Bei einigen Implementierungen kann ein Anpassen (genau oder nahezu) der Kühlkapazität des Thermosiphons mit der Wärmebelastung der elektronischen Geräte einen effizienteren Betrieb des Thermosiphons ermöglichen. So könnte beispielsweise ein Thermosiphon am effizientesten mit einer Entwurfskühlleistung arbeiten, z. B. eine Trockenleistung, bei der die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Flüssigkeit in dem Verdampfer durch Wärmeenergie verdampft wird, die von den elektronischen Geräten übertragen wird. Eine derartige Entwurfskühlleistung kann gewählt werden und je nach einer maximalen Wärmebelastung der elektronischen Geräte erforderlich sein (z. B. entsprechend einem maximalen oder nominalen Stromverbrauch). Da die elektronischen Geräte jedoch möglicherweise in der Regel nicht immer oder nie mit dem nominalen Stromverbrauch operieren, kann die Wärmebelastung der elektronischen Geräte (z. B. durchschnittlich oder effektiv) unter der maximalen Wärmebelastung liegen. Die Entwurfskühlleistung des Thermosiphons kann daher zu groß sein, wodurch der Thermosiphon typischerweise in einem weniger effizienten (oder ineffizienten) Zustand operiert (z. B. Ansammlung von flüssigem Arbeitsfluid im Verdampfer). Der Betrieb des Aktuators, um den Thermosiphon so anzupassen, dass er (genau oder eng) auf einer dynamischen Wärmebelastung der elektronischen Geräte entspricht, kann somit dem Thermosiphon eine maximale Wärmebelastung zugewiesen werden (z. B. wenn die elektronischen Geräte bei der Leistungsschildleistung arbeiten), während immer noch der effizienteste Betrieb bei verschiedenen Wärmelasten unter der maximalen Wärmelast ermöglicht wird.
9 ist ein schematisches Diagramm eines Steuerungssystems (oder Controllers) 900. Das System 900 kann für die im Zusammenhang mit beliebigen der zuvor beschriebenen computerimplementierten Verfahren beschriebenen Operationen verwendet werden, zum Beispiel als oder Teil der Controller 144/244/344 oder anderer hierin beschriebener Controller. Das System 900 kann zum Beispiel zur Bereitstellung einer lokalen Steuerung für einzelne oder kleine Gruppen von kombinierten Aggregaten/Kühleinheiten, wie vorstehend beschrieben, oder zur Bereitstellung einer zentralen Steuerung eines gesamten Rechenzentrums oder mehrerer Rechenzentren mit solchen Einheiten verwendet werden. Außerdem kann das System 900 Computerressourcen beschreiben, die als die Lasten fungieren, die von den vorstehend beschriebenen Systemen und Verfahren gekühlt werden.
Das System 900 soll verschiedene Formen digitaler Computer beinhalten, wie z. B. Laptops, Desktops, Workstations, PDAs, Server, Blade-Server, Großrechner und sonstige geeignete Computer. Außerdem kann das System 900 mobile Computergeräte wie PDAs, Handys, Smartphones und andere ähnliche Computergeräte beinhalten. Zusätzlich kann das System tragbare Speichermedien wie Universal Serial Bus (USB)-Flash-Laufwerke beinhalten. Auf den USB-Flash-Laufwerken können zum Beispiel Betriebssysteme und andere Anwendungen gespeichert sein. Die USB-Flash-Laufwerke können Ein-/Ausgabe-Komponenten, wie einen Funksender oder USB-Anschluss beinhalten, der in einen USB-Anschluss eines anderen Computergeräts eingesetzt werden kann.
Das System 900 beinhaltet einen Prozessor 910, einen Arbeitsspeicher 920, ein Speichergerät 930 und ein Eingabe-/Ausgabe-Gerät 940. Jede der Komponenten 910, 920, 930 und 940 ist durch die Verwendung eines Systembusses 950 miteinander verbunden. Der Prozessor 910 kann Anweisungen verarbeiten, die im System 900 ausgeführt werden. Der Prozessor kann eine beliebige Architektur aufweisen. Der Prozessor 910 kann zum Beispiel ein Complex Instruction Set Computer (CISC)-, ein Reduced Instruction Set Computer (RISC)- oder ein Minimal Instruction Set Computer (MISC)-Prozessor sein.
In einer Implementierung ist der Prozessor 910 ein Single-Thread-Prozessor. In einer weiteren Implementierung ist der Prozessor 910 ein Multi-Thread-Prozessor. Der Prozessor 910 kann Anweisungen verarbeiten, die im Arbeitsspeicher 920 oder auf dem Speichergerät 930 gespeichert sind, um für eine Benutzeroberfläche auf dem Eingabe-/Ausgabe-Gerät 940 grafische Informationen anzuzeigen.
Der Arbeitsspeicher 920 speichert Informationen innerhalb des Systems 900. Bei einer Implementierung ist der Arbeitsspeicher 920 ein computerlesbares Speichermedium. Bei einer Implementierung ist der Arbeitsspeicher 920 eine flüchtige Speichereinheit. Bei einer Implementierung ist der Arbeitsspeicher 920 eine nichtflüchtige Speichereinheit.
Das Speichergerät 930 ist dazu geeignet, Massenspeicher für das System 900 bereitzustellen. Bei einer Implementierung ist das Speichergerät 930 ein computerlesbares Speichermedium. In verschiedenen Implementierungen kann das Speichergerät 930 ein Diskettenlaufwerk, ein Festplattenlaufwerk, ein optisches Laufwerk oder ein Bandgerät sein.
Das Eingabe-/Ausgabegerät 940 stellt Ein-/Ausgabeoperationen für das System 900 bereit. Bei einer Implementierung beinhaltet das Eingabe-/Ausgabegerät 940 eine Tastatur und/oder eine Maus. Bei einer anderen Implementierung beinhaltet das Eingabe-/Ausgabegerät 940 eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen von grafischen Benutzeroberflächen.
Die beschriebenen Merkmale lassen sich in einem digitalen elektronischen Schaltkreis oder in Computerhardware, Firmware oder Software oder in Kombinationen daraus implementieren. Die Vorrichtung kann in einem Computerprogrammprodukt implementiert sein, das in einem Informationsträger, z. B. in einer maschinenlesbaren Speichervorrichtung, zur Ausführung durch einen programmierbaren Prozessor greifbar verkörpert ist; und Verfahrensschritte können durch einen programmierbaren Prozessor ausgeführt werden, der ein Programm von Anweisungen ausführt, um Funktionen der beschriebenen Implementierungen auszuführen, indem auf Eingangsdaten gearbeitet wird und eine Ausgabe erzeugt wird. Die beschriebenen Merkmale können vorteilhaft in einem oder mehreren Computerprogrammen implementiert werden, die auf einem programmierbaren System ausführbar sind, das mindestens einen programmierbaren Prozessor beinhaltet, der so gekoppelt ist, dass er Daten und Anweisungen von einem Datenspeichersystem empfängt und Daten und Anweisungen an ein Datenspeichersystem überträgt und mindestens ein Ausgabegerät. Ein Computerprogramm ist ein Befehlssatz, der sich in einem Computer direkt oder indirekt dazu verwenden lässt, eine bestimmte Aktivität auszuführen oder ein bestimmtes Ergebnis herbeizuführen. Ein Computerprogramm kann in jeder Form von Programmiersprache, darunter auch in kompilierten oder interpretierten Sprachen geschrieben und in beliebiger Form, wie z.B. als allein lauffähiges Programm oder als Modul, Komponente, Subroutine oder als eine andere, für den Einsatz in einer Computerumgebung geeignete Einheit, bereitgestellt werden.
Prozessoren, die für die Ausführung eines Befehlsprogramms geeignet sind, können beispielsweise allgemeine und spezielle Mikroprozessoren sowie einen oder mehrere Prozessoren von beliebigen Computern beinhalten. In der Regel empfängt ein Prozessor Anweisungen und Daten von einem Read-Only Memory (ROM) oder Random Access Memory (RAM) bzw. beiden. Die wesentlichen Bestandteile eines Computers sind ein Prozessor zum Ausführen von Anweisungen sowie ein oder mehrere Arbeitsspeicher zum Speichern von Befehlen und Daten. Im Allgemeinen beinhaltet ein Computer außerdem einen oder mehrere Massenspeichergeräte zum Speichern von Datendateien oder ist mit derartigen Geräten kommunikativ verbunden; diese Geräte beinhalten Magnetplatten wie interne und austauschbare Festplatten, magneto-optische Datenträger und optische Datenträger. Speichergeräte, die sich zum physischen Speichern von Computerprogrammanweisungen und -daten eignen, beinhalten sämtliche Formen von nichtflüchtigem Speicher, darunter Halbleiterspeicherelemente wie beispielsweise EPROM, EEPROM und Flash-Speichergeräte; magnetische Festplatten wie z. B. interne Festplatten oder Wechselplatten; magneto-optische Datenträger; und CD-ROM- und DVD-ROM-Datenträger. Der Prozessor und Arbeitsspeicher können durch ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) ergänzt werden oder in diese integriert sein.
Um Interaktion mit einem Benutzer zu ermöglichen, können die Merkmale auf einem Computer implementiert werden, der ein Anzeigegerät (z. B. einen CRT- oder LCD-Monitor) zur Anzeige von Informationen für den Benutzer sowie eine Tastatur und ein Zeigegerät (z. B. eine Maus oder einen Trackball) aufweist, mit denen der Benutzer Eingaben in den Computer vornehmen kann. Außerdem können diese Aktivitäten über eine Touchscreen-Anzeige oder andere geeignete Verfahren implementiert sein.
Die Merkmale lassen sich in einem Steuerungssystem implementieren, das eine Back-End-Komponente, wie beispielsweise einen Datenserver, eine Middleware-Komponente, einen Anwendungsserver oder einen Internetserver, eine Front-End-Komponente, wie einen Clientcomputer, der über eine grafische Benutzeroberfläche oder einen Internetbrowser verfügt, oder eine Kombination daraus beinhaltet. Die Komponenten des Systems können durch eine beliebige Form oder ein beliebiges Medium digitaler Kommunikation wie z B. ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sein. Beispiele für Kommunikationsnetzwerke beinhalten Local Area Networks (LANs), Wide Are Networks (WANs), Peer-to-Peer-Netzwerke (mit Ad-hoc- oder statischen Mitgliedern), Grid-Computing-Infrastrukturen und das Internet.
Während diese Spezifikation viele spezifische Implementierungsdetails enthält, sollten diese nicht als Beschränkungen des Geltungsbereichs von Erfindungen oder Ansprüche, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die spezifische Implementierungen bestimmter Erfindungen betreffen, ausgelegt werden. Bestimmte Merkmale, die innerhalb dieser Beschreibung im Zusammenhang mit separaten Implementierungen beschrieben werden, lassen sich auch zusammen in einer einzelnen Implementierung implementieren. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer Implementierung beschrieben werden, auch in mehreren Implementierungen separat oder einer geeigneten Teilkombination implementiert werden. Außerdem können, auch wenn die Merkmale weiter oben ggf. als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben und sogar zunächst als solche beansprucht werden, in einigen Fällen ein oder mehrere Merkmale einer beanspruchten Kombination aus der Kombination herausgeschnitten und die beanspruchte Kombination auf eine Teilkombination oder eine Variante einer Teilkombination gerichtet werden.
Gleichermaßen sollte, obwohl die Vorgänge in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, dies nicht so verstanden werden, dass die besagten Vorgänge in der dargestellten Reihenfolge oder in fortlaufender Reihenfolge durchgeführt werden müssen oder dass alle veranschaulichten Vorgänge ausgeführt werden, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung von Vorteil sein. Darüber hinaus sollte die Trennung verschiedener Systemkomponenten in den vorstehend beschriebenen Implementierungen nicht als eine derartige Trennung in allen Implementierungen ausgelegt werden, und es sollte verstanden werden, dass die beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen in einem einzelnen Softwareprodukt oder in mehreren Softwareprodukten gebündelt integriert werden können.
Es wurden verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Dennoch ist zu verstehen, dass unterschiedliche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der beschriebenen Inhalte abzuweichen. Die Schritte der exemplarischen Ablaufdiagramme in 7-8 lassen sich zum Beispiel in anderen Reihenfolgen, ohne bestimmte Schritte oder mit zusätzlichen Schritten ausführen. Außerdem kann in einigen Implementierungen ein Phasenwechselmaterial z. B. zwischen einem Verdampfer eines Thermosiphons und einem oder mehreren wärmeerzeugenden elektronischen Geräten platziert werden, um einen Wärmekontaktbereich zwischen dem Verdampfer und den Geräten zu vergrößern. Entsprechend liegen weitere Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Patentansprüche.

Claims

Ein Kühlsystem für Rechenzentren, umfassend: ein Thermosiphon, umfassend: einen Verdampfer; einen Kondensator; und mindestens eine Leitung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator, in der sich ein Arbeitsfluid zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator transportieren lässt, einen Aktuator, der mit dem Thermosiphon gekoppelt ist, und einen Controller, der mit dem Aktuator verbunden und so konfiguriert ist, dass er den Aktuator bedient, um einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer zumindest teilweise anhand eines Parameters anzupassen, der mit einer Wärmebelastung eines oder mehrerer wärmeerzeugender Computergeräte im Rechenzentrum verknüpft ist, worin der Aktuator eine Vorrichtung zur Höhenanpassung umfasst, die mit dem Kondensator verbunden ist, und worin die Vorrichtung zur Höhenanpassung am Kondensator montiert und so angeordnet ist, dass eine Position des Kondensators angepasst wird, um eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer zumindest teilweise anhand des Parameters anzupassen.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin die Vorrichtung zur Höhenanpassung am Kondensator befestigt und so angeordnet ist, dass der Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen gebracht wird.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin eine Kombination aus dem Controller und der Vorrichtung zur Höhenanpassung als bimetallisches Bauteil angeordnet ist, das mit mindestens entweder dem Kondensator oder der Leitung in Kontakt ist, und das bimetallische Bauteil so angeordnet ist, dass es zumindest teilweise anhand des Parameters zur Anpassung einer vertikalen Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer eine Position des Kondensators anpasst, wobei der Parameter eine Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Kondensators oder der Leitung und einer Referenztemperatur umfasst.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin eine Kombination aus dem Controller und der Vorrichtung zur Höhenanpassung als Phasenwechselmotor angeordnet ist, der mit dem Kondensator in Kontakt ist, und der Phasenwechselmotor so angeordnet ist, dass er zumindest teilweise anhand des Parameters zur Anpassung einer vertikalen Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer eine Position des Kondensators anpasst, wobei der Parameter eine Temperatur des Kondensators bezüglich einer Temperatur eines Phasenwechselmaterials umfasst.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin der Aktuator einen Kolben umfasst, der in einem Arbeitsvolumen des Kondensators montiert ist.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 5, worin der Kolben so angeordnet ist, dass er den Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Oszillieren bringt, um das Arbeitsvolumen anzupassen.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 5, worin der Kolben so angeordnet ist, dass er den Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen bringt.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin der Aktuator eine Winkeleinstellanordnung umfasst, die mit dem Kondensator verbunden ist.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 8, worin die Winkeleinstellanordnung am Kondensator befestigt und so angeordnet ist, dass sie den Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Drehen oder Schwenken bringen kann.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 8, worin die Winkeleinstellanordnung so angeordnet ist, dass der Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen gebracht wird.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin die Rohrleitung eine Flüssigkeitsleitung und eine Dampfleitung umfasst und der Aktuator ein Ventil in der Flüssigkeitsleitung umfasst.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 11, worin das Ventil so montiert ist, dass es zumindest teilweise anhand des Parameters eine Modulation in eine geschlossene oder geöffnete Position vornehmen kann.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin der Aktuator ein Schwingungsbauteil umfasst, das am Kondensator befestigt und so angeordnet ist, dass der Kondensator zumindest teilweise anhand des Parameters zum Schwingen gebracht wird.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin die Leitung den Verdampfer und den Kondensator bezüglich der Schwerkraft vom Kondensator zum Verdampfer in einem abfallenden Winkel verbindet.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin die Leitung flexibel ist.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin der Parameter mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: eine Lufttemperatur um das im Rack montierte Gerät, eine Lufttemperatur um den Kondensator, eine Temperatur des oder der wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum, die Temperatur einer Hauptplatine, die das oder die wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum unterstützt, den Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer, einen Druck des Arbeitsfluids, eine Temperatur des Arbeitsfluids, einen Stromverbrauch des oder der wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum, eine Frequenz des oder der wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum oder eine Auslastung des oder der wärmeerzeugenden Computergeräte im Rechenzentrum.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Dochtmaterial, das in der Leitung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer montiert ist.
Kühlsystem für Rechenzentren nach Anspruch 1, worin der Verdampfer umfasst: eine Basis und eine Hülle, die eine Kammer für das Arbeitsfluid definieren; und eine Vielzahl von Lamellen, die integral mit der Basis ausgebildet sind und von der Basis in die Kammer reichen.
Ein Verfahren für die Kühlung von wärmeerzeugenden Geräten in einem Rechenzentrum, umfassend: Zirkulieren eines Arbeitsfluids zwischen einem Verdampfer eines Thermosiphons und einem Kondensator des Thermosiphons in einer nach unten abgewinkelten Leitung, die eine Flüssigkeitskopplung zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator herstellt, wobei das Arbeitsfluid ein Gas umfasst, wenn es vom Verdampfer zum Kondensator strömt, und eine Flüssigkeit umfasst, wenn es vom Kondensator zum Verdampfer strömt; Kühlen mittels der Zirkulation von einem oder mehreren wärmeerzeugenden Geräten, die in thermischem Kontakt mit dem Verdampfer sind, Ermitteln eines Parameters, der mit einer Wärmebelastung von mindestens einem der wärmeerzeugenden Geräte verknüpft ist, und das Bedienen eines mit dem Thermosiphon verbundenen Aktuators zumindest teilweise anhand des gemessenen Parameters, um einen Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer anzupassen, worin das Bedienen eines Aktuators das Bedienen einer mit dem Kondensator verbundenen Vorrichtung zur Höhenanpassung umfasst, um zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters zur Anpassung einer vertikalen Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer eine Position des Kondensators anzupassen.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das Bedienen des Aktuators zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters ferner das Bedienen der Vorrichtung zur Höhenanpassung umfasst, um den Kondensator zum Schwingen zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das Bedienen eines Aktuators die Anpassung einer Position des Kondensators mit einem Bimetallbauteil umfasst, das mindestens mit entweder dem Kondensator oder der Leitung in Kontakt ist, um zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer anzupassen, wobei der ermittelte Parameter eine Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des Kondensators oder der Leitung und einer Referenztemperatur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das Bedienen eines Aktuators die Anpassung einer Position des Kondensators mit einem Phasenwechselmotor umfasst, der mit dem Kondensator in Kontakt ist, wobei der Phasenwechselmotor so angeordnet ist, dass er eine Position des Kondensators anpasst, um zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters eine vertikale Distanz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer anzupassen, wobei der ermittelte Parameter eine Temperatur des Kondensators in Bezug auf eine Temperatur eines Phasenwechselmaterials des Phasenwechselmotors umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das Bedienen eines Aktuators das Bewegen eines Kolbens umfasst, der in einem Arbeitsvolumen des Kondensators montiert ist, um das Arbeitsvolumen zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters anzupassen.
Verfahren nach Anspruch 23, worin das Bedienen des Aktuators ferner umfasst, den Kondensator zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters mit dem Kolben zum Schwingen zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das Bedienen eines Aktuators zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters das Drehen oder Schwenken des Kondensators mit einer Winkeleinstellanordnung umfasst, die mit dem Kondensator verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 25, worin das Bedienen des Aktuators ferner umfasst, den Kondensator zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters mit der Winkeleinstellanordnung zum Schwingen zu bringen.
Das Verfahren nach Anspruch 19, worin die Rohrleitung eine Flüssigkeitsleitung und eine Dampfleitung umfasst und der Aktuator ein Ventil in der Flüssigkeitsleitung umfasst und eine Bedienung des Aktuators Folgendes umfasst: Modulieren des Ventils zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das Bedienen eines Aktuators umfasst, den Kondensator zumindest teilweise anhand des ermittelten Parameters zum Schwingen zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 19, worin der Parameter mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: eine Lufttemperatur um im Rack montierte Gerät, eine Lufttemperatur um den Kondensator, eine Temperatur des wärmeerzeugenden Geräts, eine Temperatur einer Oberfläche, auf der das wärmeerzeugende Gerät steht, den Flüssigkeitsstand des Arbeitsfluids im Verdampfer, einen Druck des Arbeitsfluids, eine Temperatur des Arbeitsfluids, einen Stromverbrauch des wärmeerzeugenden Geräts, eine Frequenz des wärmeerzeugenden Geräts oder eine Auslastung des wärmeerzeugenden Geräts.