FR3109987A1 - Dispositif de circulation de liquide de refroidissement pour un système de refroidissement de baie de serveurs - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de circulation de liquide de refroidissement pour un système de refroidissement de baie de serveurs, ledit dispositif comportant un profilé (1) creux, une pluralité de coupleurs (3) aptes à être connectés à des connecteurs hydrauliques de serveur, et au moins une ouverture (2) pour l’entrée ou la sortie dudit liquide de refroidissement dans le profilé (1), caractérisé en ce que : ledit dispositif de circulation comporte une barrette de serrage (5) située à l’intérieur dudit profilé (1), ledit profilé comporte une pluralité de trous de profilé (6) et ladite barrette de serrage (5) comporte une pluralité de trous de barrette (7), de préférence taraudés, au moins un trou de profilé (6) est aligné avec un trou de barrette (7) de façon à pouvoir accueillir un coupleur (3), ledit trou de profilé (6) étant configuré pour pouvoir y insérer ledit coupleur (3) de façon étanche, par exemple à l’aide d’un joint d’étanchéité (8), et ledit coupleur (3) étant fixé mécaniquement dans ledit trou de barrette (7). La présente invention concerne également un système de refroidissement de baie de serveurs comportant des dispositifs de circulation selon l’invention. La présente invention concerne enfin un procédé de fabrication d’un dispositif de circulation selon l’invention. Figure de l’abrégé : Figure n° 2

Description

Dispositif de circulation de liquide de refroidissement pour un système de refroidissement de baie de serveurs
La présente invention se situe dans le domaine de l’informatique. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de circulation de liquide de refroidissement pour un système de refroidissement de baie de serveurs.
De nos jours, le développement des technologies informatiques résulte en une augmentation importante des Datacenter. Ces implantations comportent habituellement un grand nombre de serveurs, disposés les uns au-dessus des autres dans des baies. Les composants électroniques des serveurs produisent de la chaleur lors de leur fonctionnement. Or il est important d’évacuer cette chaleur afin d’empêcher qu’elle ne s’accumule jusqu’à endommager le matériel. Pour ce faire, il est courant que les serveurs comportent un circuit interne de refroidissement. Un liquide « froid » entre dans le serveur par un connecteur hydraulique d’entrée, puis parcourt un circuit l’amenant au plus près des composants produisant de la chaleur. La chaleur est ainsi transférée des composants vers le liquide, puis le liquide « chaud » est sorti du serveur par un connecteur hydraulique de sortie. Afin d’amener du liquide « froid » vers un serveur, on utilise couramment un répartiteur, permettant de distribuer le liquide venant d’une source unique dans plusieurs serveurs disposés dans une baie. Le liquide « chaud » peut quant à lui être récupéré dans un collecteur, permettant de renvoyer le liquide en provenance de plusieurs serveurs vers un lieu unique, où il peut être par exemple refroidi avant d’être renvoyé vers des serveurs.
Le document FR3002624 propose un tel collecteur/répartiteur, comportant des coupleurs hydrauliques pouvant être connectés à des connecteurs hydrauliques de serveurs. Toutefois cette solution est complexe, et chère à fabriquer.
Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif de circulation de liquide de refroidissement simple, peu cher et efficace.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif de circulation dont le procédé de fabrication est simple et peu cher.
La présente invention a pour objet de répondre au moins en partie aux objets précités en proposant un dispositif de circulation de liquide de refroidissement comportant des coupleurs hydrauliques, pour lesquels les fonctions de fixation et d’étanchéité sont dissociées. A cet effet, elle propose un dispositif de circulation de liquide de refroidissement pour un système de refroidissement de baie de serveurs, ledit dispositif comportant un profilé creux, une pluralité de coupleurs aptes à être connectés à des connecteurs hydrauliques de serveur, et au moins une ouverture pour l’entrée ou la sortie dudit liquide de refroidissement dans le profilé. Ledit dispositif de circulation est particulier en ce que :
  • ledit dispositif de circulation comporte une barrette de serrage située à l’intérieur dudit profilé,
  • ledit profilé comporte une pluralité de trous de profilé et ladite barrette de serrage comporte une pluralité de trous de barrette, de préférence taraudés,
  • au moins un trou de profilé est aligné avec un trou de barrette de façon à pouvoir accueillir un coupleur, ledit trou de profilé étant configuré pour pouvoir y insérer ledit coupleur de façon étanche, par exemple à l’aide d’un joint d’étanchéité, et ledit coupleur étant fixé mécaniquement dans ledit trou de barrette.
Grâce à ces dispositions, le dispositif selon l’invention permet de distribuer du liquide de refroidissement dans des serveurs ou de collecter le liquide en sortie des serveurs, de façon efficace. Le dispositif est particulièrement peu cher et simple à fabriquer, et il peut être facilement disposé à l’arrière d’une baie de serveurs.
Selon d’autres caractéristiques :
  • ledit dispositif de circulation peut comporter deux ouvertures pour l’entrée ou la sortie dudit liquide de refroidissement dans le profilé, ce qui permet d’utiliser plusieurs dispositifs de circulation selon l’invention, connectés les uns aux autres, pour un système de refroidissement d’une baie de serveurs,
  • ledit dispositif de circulation peut comporter une ouverture apte à expurger de l’air hors dudit profilé, ce qui réduit les risques que de l’air soit présent dans le circuit de liquide de refroidissement du système de refroidissement et réduise les performances dudit système,
  • le profilé creux peut être à section rectangulaire, ce qui est un mode de réalisation efficace et peu cher,
  • ledit au moins un profilé peut être fermé à ses extrémités par deux couvercles, au moins un desdits couvercles comportant un logement apte à accueillir une extrémité de ladite barrette de serrage, ce qui évite la présence de turbulences dans le flux de refroidissement au voisinage de ladite extrémité, et donc des pertes de performance de refroidissement du système de refroidissement,
  • le petit côté de la section de la barrette peut être plus grand que l’épaisseur des parois du profilé, ce qui permet que les trous de barrette puissent assurer une bonne fixation mécanique des coupleurs, tout en maintenant le poids du dispositif selon l’invention réduit,
  • le grand côté de la section de la barrette de serrage peut être plus petit que le petit côté intérieur de la section du profilé, ce qui permet une insertion facile de la barrette dans le profilé, et permet si nécessaire de retourner ladite barrette à l’intérieur du profilé,
  • ledit profilé peut comporter entre cinq et quatorze trous de profilé et ladite barrette de serrage comporter entre cinq et quatorze trous de barrette, ce qui permet de facilement adapter un système de refroidissement comportant des dispositifs selon l’invention sur une baie de serveurs de taille standard, par exemple de la micro-baie pouvant accueillir cinq ou six serveurs, jusqu'à une baie de 42 unités sur laquelle trois dispositifs de quatorze trous sont utilisés l’un au-dessus de l’autre.
La présente invention concerne également un système de refroidissement de baie de serveurs comportant au moins deux, de préférence trois dispositifs de circulation selon l’invention permettant de répartir le liquide de refroidissement dans des serveurs, et au moins deux, de préférence trois dispositifs de circulation selon l’une des revendications précédentes permettant de collecter le liquide de refroidissement en provenance des serveurs.
Grâce à ces dispositions, le système de refroidissement selon l’invention permet de distribuer du liquide de refroidissement dans les serveurs d’une baie ou de collecter le liquide en sortie de ces serveurs, de façon efficace. Le système de refroidissement est particulièrement peu cher et simple à fabriquer, et il peut être facilement disposé à l’arrière d’une baie de serveurs.
La présente invention concerne enfin un procédé de fabrication d’un dispositif de circulation selon l’invention, comportant les étapes suivantes :
  • perçage de trous de profilé dans un profilé creux, de préférence à section rectangulaire,
  • perçage, et le cas échéant taraudage, de trous de barrette dans une barrette de serrage,
  • positionnement de la barrette de serrage dans le profilé, de façon à aligner au moins un trou de profilé avec un trou de barrette,
  • fixation de coupleurs sur la barrette de serrage, par exemple par vissage,
  • fixation de couvercles aux extrémités du profilé, par exemple par soudage.
Grâce à ces dispositions, on obtient un dispositif selon l’invention permettant de distribuer du liquide de refroidissement dans des serveurs ou de collecter le liquide en sortie des serveurs, de façon efficace. Le dispositif est particulièrement peu cher et simple à fabriquer, et il peut être facilement disposé à l’arrière d’une baie de serveurs.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence aux figures annexées dans lesquelles :
est une vue en perspective d’un dispositif de circulation selon un mode de réalisation préféré de l’invention.
est une vue en coupe verticale du dispositif de la fig. 1.
est une vue d’un détail de la fig. 2.
est une vue d’un détail de la fig. 3.
est une vue globale d’une baie de serveurs comportant une pluralité de dispositifs de circulation selon le mode de réalisation de la fig. 1.
Le dispositif de circulation de liquide de refroidissement selon l’invention, dont un mode de réalisation préféré est illustré aux fig. 1 à 4, comporte un profilé 1 creux. Le dispositif de circulation comprend au moins une ouverture 2 et une pluralité de coupleurs 3 aptes à être connectés à des connecteurs hydrauliques de serveur.
Le dispositif de circulation peut être utilisé comme répartiteur de liquide de refroidissement, auquel cas l’ouverture 2 permet de faire entrer un liquide de refroidissement dans le profilé 1, et les coupleurs 3 permettent d’envoyer le liquide de refroidissement dans des serveurs par l’intermédiaire de leurs connecteurs hydrauliques d’entrée.
Le dispositif de circulation peut également être utilisé comme collecteur de liquide de refroidissement, auquel cas l’ouverture 2 permet de faire sortir un liquide de refroidissement du profilé 1, et les coupleurs 3 permettent de récupérer le liquide de refroidissement en provenance des serveurs par l’intermédiaire de leurs connecteurs hydrauliques de sortie.
Le profilé 1 peut comporter une seconde ouverture 2. Ainsi au moins deux dispositifs peuvent être connectés les uns aux autres pour distribuer ou collecter du liquide de refroidissement dans un plus grand nombre de serveurs. La seconde ouverture 2 peut aussi être utilisée pour expurger de l’air hors du profilé 1, notamment si le profilé 1 est disposé vertical et que l’ouverture 2 est située proche du haut du profilé 1.
Le dispositif selon l’invention peut comporter un tube coudé 4, situé à l’embouchure de l’ouverture 2, et permettant de faire la connexion entre le profilé 1 et un profilé 1 d’un autre dispositif selon l’invention, ou entre le profilé 1 et une arrivée ou évacuation de liquide de refroidissement.
Par exemple dans le mode de réalisation de la fig. 5, trois dispositifs selon l’invention connectés l’un à la suite de l’autre sont disposés à l’arrière d’une baie de serveurs, et fonctionnent comme répartiteurs de liquide de refroidissement. En parallèle, trois autres dispositifs selon l’invention connectés l’un à la suite de l’autre fonctionnent comme collecteurs de liquide de refroidissement.
Le dispositif de circulation comporte encore une barrette de serrage 5, située à l’intérieur du profilé.
Le profilé 1 comprend une pluralité de trous de profilé 6, par exemple dix, et la barrette de serrage 5 comporte une pluralité de trous de barrette 7, par exemple dix également. Le nombre de trous 6, 7 ainsi que leur disposition sur le profilé 1 et la barrette 5 dépend de la disposition et des dimensions des serveurs dans la baie de serveurs, étant entendu qu’il est possible que dans une baie donnée, une partie seulement des serveurs ait besoin d’être connectés à une arrivée et/ou sortie de liquide de refroidissement. De préférence le nombre de trous de profilé 6 et de barrette 7 est égal dans un dispositif selon l’invention. Au moins un trou de profilé 6 est aligné avec un trou de barrette 7, afin que l’ensemble composé du trou de profilé 6 et du trou de barrette 7 puisse accueillir un coupleur 3 de la manière suivante :
  • le trou de profilé 6 est configuré pour pouvoir y insérer le coupleur 3 de façon étanche, par exemple à l’aide d’un joint d’étanchéité 8. Ainsi le liquide de refroidissement circule entre l’intérieur du profilé 1 et le circuit de refroidissement du serveur, par l’intermédiaire du connecteur hydraulique du serveur, sans perte de liquide de refroidissement,
  • le trou de barrette 7 est configuré pour pouvoir y fixer mécaniquement le coupleur 3. Pour ce faire, les trous de barrette peuvent par exemple être taraudés.
De préférence, chaque trou de profilé 6 est aligné avec un trou de barrette 7.
Cette séparation entre les fonctions d’étanchéité et de tenue mécanique permet d’obtenir un dispositif de circulation particulièrement simple et peu cher à fabriquer.
En effet le profilé 1 est un profilé qui peut être standard, par exemple métallique, facile à trouver sur le marché. Il peut par exemple être à section rectangulaire, ce qui est le plus courant et le moins cher, par exemple de dimensions 40 x 60 mm, avec des parois d’épaisseur 4 mm. Il est aisé de percer dans ce profilé 1 des trous de profilé 6 aux emplacements requis. Les trous de profilé 6 ont une circonférence comprise entre 10 et 15 mm, par exemple 12 mm. Comme illustré en fig. 4, les trous de profilé 6 peuvent comporter un élargissement, par exemple sous forme de section conique 9 du côté de l’extérieur du profilé, afin de favoriser l’insertion du coupleur 3 dans l’ensemble composé du trou de profilé 6 et du trou de barrette 7.
La barrette de serrage 5 est également très simple et peu chère à fabriquer, il s’agit d’une barrette, par exemple métallique, dans laquelle les trous de barrette 7 peuvent être aisément percés aux emplacements requis. La barrette a par exemple une section de 20 x 7 mm. Comme illustré en fig. 4, les trous de barrette 7 peuvent comporter une embouchure 10 dont la circonférence est par exemple égale à la circonférence des trous de profilé 6, du côté du trou de profilé 6. Les trous de barrette 7 peuvent ensuite comporter un rétrécissement 11 vers l’intérieur du profilé 1, par exemple jusqu’à une section taraudée.
La forme et les dimensions des trous de profilé 6 et de barrette 7 sont à adapter aux coupleurs 3 utilisé, sans sortir du cadre de la présente invention tant que le trou de profilé 6 est configuré pour pouvoir y insérer le coupleur 3 de façon étanche, et que le coupleur 3 est fixé mécaniquement dans le trou de barrette 7.
On peut prévoir que le petit côté de la section de la barrette 5 est plus grand que les parois du profilé 1. Ceci permet d’avoir suffisamment de matière pour que les trous de barrette 7 soient bien aptes à assurer la fixation mécanique du connecteur 3, par exemple à ce que la section taraudée soit suffisamment longue, tout en ayant un profilé dont le poids et le coût sont réduits.
On peut prévoir que le grand côté de la section de la barrette 5 est plus petit que le petit côté intérieur de la section du profilé 1. Ainsi la barrette 5 peut être facilement introduite à l’intérieur du profilé 1, puis si elle a été insérée dans le mauvais sens elle peut être retournée sans la ressortir du profilé 1, lors de la fabrication du dispositif selon l’invention.
Le profilé 1 peut être fermé à chacune de ses extrémités par un couvercle 12 tel qu’illustré à la fig. 3. Un de ces couvercles 12 comporte de préférence un logement 13 apte à accueillir une extrémité de la barrette de serrage 5. Cette disposition permet d’éviter une zone de circulation turbulente du liquide de refroidissement au voisinage de l’extrémité de la barrette 5, optimisant ainsi les flux de liquide au sein du dispositif selon l’invention.
Le dispositif selon l’invention peut être fabriqué selon un procédé comportant les étapes suivantes :
  • perçage de trous de profilé 6 dans le profilé 1,
  • perçage, et le cas échéant taraudage, de trous de barrette 7 dans la barrette de serrage 5,
  • positionnement de la barrette de serrage 5 dans le profilé 1, de façon à aligner les trous de profilé 6 et les trous de barrette 7,
  • fixation de coupleurs 3 sur la barrette de serrage 5, par exemple par vissage,
  • fixation de couvercles 12, par exemple par soudage.
Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de réalisation particuliers, elle n’est nullement limitative de la portée de l’invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d’équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques développées ci-dessus.

Claims (10)

  1. Dispositif de circulation de liquide de refroidissement pour un système de refroidissement de baie de serveurs, ledit dispositif comportant un profilé (1) creux, une pluralité de coupleurs (3) aptes à être connectés à des connecteurs hydrauliques de serveur, et au moins une ouverture (2) pour l’entrée ou la sortie dudit liquide de refroidissement dans le profilé (1), caractérisé en ce que :
    • ledit dispositif de circulation comporte une barrette de serrage (5) située à l’intérieur dudit profilé (1),
    • ledit profilé comporte une pluralité de trous de profilé (6) et ladite barrette de serrage (5) comporte une pluralité de trous de barrette (7), de préférence taraudés,
    • au moins un trou de profilé (6) est aligné avec un trou de barrette (7) de façon à pouvoir accueillir un coupleur (3), ledit trou de profilé (6) étant configuré pour pouvoir y insérer ledit coupleur (3) de façon étanche, par exemple à l’aide d’un joint d’étanchéité (8), et ledit coupleur (3) étant fixé mécaniquement dans ledit trou de barrette (7).
  2. Dispositif de circulation selon l’une des revendications précédentes, comportant deux ouvertures (2) pour l’entrée ou la sortie dudit liquide de refroidissement dans le profilé (1).
  3. Dispositif de circulation selon l’une des revendications précédentes, comportant une ouverture (2) apte à expurger de l’air hors dudit profilé (1).
  4. Dispositif de circulation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le profilé (1) creux est à section rectangulaire.
  5. Dispositif de circulation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un profilé (1) est fermé à ses extrémités par deux couvercles (12), au moins un desdits couvercles (12) comportant un logement (13) apte à accueillir une extrémité de ladite barrette de serrage (5).
  6. Dispositif de circulation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le petit côté de la section de la barrette (5) est plus grand que l’épaisseur des parois du profilé (1).
  7. Dispositif de circulation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le grand côté de la section de la barrette de serrage (5) est plus petit que le petit côté intérieur de la section du profilé (1).
  8. Dispositif de circulation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit profilé (1) comporte entre cinq et quatorze trous de profilé (6) et ladite barrette de serrage (5) comporte entre cinq et quatorze trous de barrette (7).
  9. Système de refroidissement de baie de serveurs comportant trois dispositifs de circulation selon l’une des revendications précédentes permettant de répartir le liquide de refroidissement dans des serveurs, et trois dispositifs de circulation selon l’une des revendications précédentes permettant de collecter le liquide de refroidissement en provenance des serveurs.
  10. Procédé de fabrication d’un dispositif de circulation selon l’une des revendications 1 à 8, comportant les étapes suivantes :
    • perçage de trous de profilé (6) dans un profilé (1) creux, de préférence à section rectangulaire,
    • perçage, et le cas échéant taraudage, de trous de barrette (7) dans une barrette de serrage (5),
    • positionnement de la barrette de serrage (5) dans le profilé (1), de façon à aligner au moins un trou de profilé (6) avec un trou de barrette (7),
    • fixation de coupleurs (3) sur la barrette de serrage (5), par exemple par vissage,
    • fixation de couvercles (12) aux extrémités du profilé (1), par exemple par soudage.
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