RU2621360C1 - Modular submersible cooling system - Google Patents
Modular submersible cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621360C1 RU2621360C1 RU2016119713A RU2016119713A RU2621360C1 RU 2621360 C1 RU2621360 C1 RU 2621360C1 RU 2016119713 A RU2016119713 A RU 2016119713A RU 2016119713 A RU2016119713 A RU 2016119713A RU 2621360 C1 RU2621360 C1 RU 2621360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- cooling system
- circuit
- heat sink
- heating element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B15/00—Cooling
- G12B15/02—Cooling by closed-cycle fluid-circulating systems
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к инженерным системам отвода тепла от электронных компонентов высокопроизводительных вычислительных комплексов путем полного их погружения в охлаждающую жидкость.The invention relates to the field of computer technology, and in particular to engineering systems for removing heat from electronic components of high-performance computer systems by completely immersing them in coolant.
Из уровня техники известна СИСТЕМА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ КОМПЬЮТЕРА [патент США №7609518], которая включает серверную стойку с вычислительными узлами, расположенными в индивидуальных корпусах, которые состоят из жестких дисков, дисплея, материнских плат с памятью и испарительного змеевика. Материнская плата и испарительный змеевик помещены в индивидуальный герметичный контейнер, в который подается охлажденная до температуры -30°C охлаждающая жидкость. Каждый контейнер соединен снаружи с охлаждающим модулем, который включает теплоотводящую плату, прилегающую к контейнеру, теплоизоляционный слой, окружающий контейнер, два высушивающих картриджа, расположенных по обе стороны теплоотводящей платы, и два вентилятора, расположенных по обе стороны высушивающих картриджей.BACKGROUND OF THE INVENTION A SYSTEM FOR COOLING COMPUTER COMPONENTS [US patent No. 7609518] is known, which includes a server rack with computing nodes located in individual cases, which consist of hard disks, a display, motherboards with memory and an evaporative coil. The motherboard and the evaporation coil are placed in an individual sealed container into which coolant cooled to -30 ° C is supplied. Each container is connected externally to the cooling module, which includes a heat sink board adjacent to the container, a heat insulation layer surrounding the container, two drying cartridges located on both sides of the heat sink board, and two fans located on both sides of the drying cartridges.
Недостатком аналога является низкая ремонтопригодность и надежность функционирования, а также невозможность эксплуатации в условиях отрицательных температур окружающего воздуха.The disadvantage of the analogue is the low maintainability and reliability of operation, as well as the inability to operate in conditions of negative ambient temperatures.
Наиболее близкой по технической сущности является СЕРВЕРНАЯ ФЕРМА С ИММЕРСИОННОЙ СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ [патент РФ №2500012], содержащая резервуар с крышкой и вычислительными узлами, который оборудован впускным и выпускным патрубками, сообщающимися посредством трубопровода с насосом, фильтром и теплообменником, а также запорный трехходовой электромагнитный клапан и нагревательный элемент, при этом нагревательный элемент выполнен на печатной плате, которая расположена в резервуаре.The closest in technical essence is a SERVER FARM WITH IMMERSION COOLING SYSTEM [RF patent No. 2500002], containing a tank with a lid and computing units, which is equipped with inlet and outlet pipes communicating via a pipeline with a pump, filter and heat exchanger, as well as a three-way shut-off solenoid valve and a heating element, while the heating element is made on a printed circuit board, which is located in the tank.
Недостатком прототипа является низкая ремонтопригодность, обусловленная тем, что нагревательный элемент расположен на печатной плате внутри резервуара, что затрудняет проведение его технического обслуживания и оперативной замены, также к недостатку аналога можно отнести невысокий КПД, обусловленный тем, что при эксплуатации в условиях высоких температур окружающего воздуха жидкости систем отвода тепла будут нагреваться от него и оказывать дополнительную нагрузку на систему теплоотвода, при эксплуатации в условиях отрицательных температур через стенки резервуара, его крышку и трубопроводы жидкости системы теплоотвода будут значительно охлаждаться, что повлечет дополнительную нагрузку на нагревательный элемент.The disadvantage of the prototype is the low maintainability, due to the fact that the heating element is located on the printed circuit board inside the tank, which makes it difficult to maintain and replace it quickly, and a low efficiency can also be attributed to the analogue drawback due to the fact that when used in high ambient temperatures liquids of heat removal systems will heat up from it and put an additional load on the heat removal system, when operating in negative conditions perature through the vessel walls, the lid and the piping system of a heat sink fluid will be cooled considerably, which will cause extra burden on the heating element.
Техническим результатом изобретения является повышение ремонтопригодности и надежности функционирования, повышение КПД системы теплоотвода, обеспечение возможности эксплуатации в условиях высоких температур окружающего воздуха, а также в условиях отрицательных температур окружающего воздуха.The technical result of the invention is to increase the maintainability and reliability of operation, increase the efficiency of the heat sink system, provide the possibility of operation in conditions of high ambient temperatures, as well as in conditions of negative ambient temperatures.
Технический результат изобретения достигается за счет того, что модульная погружная система охлаждения, содержащая резервуар с крышкой и вычислительными узлами, который оборудован впускным и выпускным патрубками, сообщающимися посредством трубопровода с насосом, фильтром и теплообменником, а также запорный трехходовой электромагнитный клапан и нагревательный элемент, отличается тем, что резервуар впускным и выпускным патрубками сообщается с первым теплоотводящим жидкостным контуром, который включает насос, фильтр и теплообменник, который также сообщается со вторым теплоотводящим контуром, который включает циркуляционный насос и радиатор, в первом теплоотводящем контуре расположен нагревательный элемент, а стенки резервуара и крышка, а также трубопроводы облицованы теплоизоляционным материалом.The technical result of the invention is achieved due to the fact that a modular immersion cooling system containing a tank with a lid and computing units, which is equipped with an inlet and outlet nozzles communicating via a pipeline with a pump, filter and heat exchanger, as well as a three-way shut-off solenoid valve and a heating element, is different the fact that the reservoir inlet and outlet nozzles communicates with the first heat sink fluid circuit, which includes a pump, a filter and a heat exchanger, otorrhea also communicates with the second heat dissipating circuit which includes the circulation pump and the radiator, the first heat-removing circuit is a heating element and the tank wall and the cover, as well as pipes lined with thermally insulating material.
В частности, между циркуляционным насосом первого контура и теплообменником установлен запорный трехходовой клапан, который через патрубок и нагревательный элемент сообщается с первым жидкостным контуром на участке между теплообменником и впускным патрубком резервуара.In particular, a three-way shut-off valve is installed between the circulation pump of the primary circuit and the heat exchanger, which, through the pipe and the heating element, communicates with the first fluid circuit in the area between the heat exchanger and the tank inlet pipe.
В частности, нагревательный элемент выполнен в виде нагревательной муфты.In particular, the heating element is in the form of a heating sleeve.
В частности, нагревательный элемент выполнен в виде бака или емкости с электрическими тэнами.In particular, the heating element is made in the form of a tank or container with electric heating elements.
В частности, патрубки первого и (или) второго контура охлаждения облицованы теплоизоляционным материалом.In particular, the pipes of the first and (or) second cooling circuit are lined with heat-insulating material.
В частности, нагревательный элемент облицован теплоизоляционным материалом.In particular, the heating element is lined with insulating material.
В частности, резервуар и трубопроводы первого теплоотводящего контура заполнены теплоотводящей диэлектрической жидкостью.In particular, the reservoir and pipelines of the first heat sink circuit are filled with heat sink dielectric fluid.
В частности, трубопроводы второго теплоотводящего контура заполнены жидкостью с большой теплоемкостью и низкой температурой замерзания.In particular, the pipelines of the second heat sink circuit are filled with a liquid with high heat capacity and low freezing point.
В частности, радиатор выполнен в виде драйкулера.In particular, the radiator is designed as a drycooler.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 представлен первый вариант реализации модульной погружной системы охлаждения.In FIG. 1 shows a first embodiment of a modular submersible cooling system.
На фиг. 2 представлен второй вариант реализации модульной погружной системы охлаждения.In FIG. 2 shows a second embodiment of a modular submersible cooling system.
На фиг. 3 представлен общий вид резервуара с вычислительными узлами.In FIG. 3 shows a general view of the reservoir with computing nodes.
На фиг. 4 представлен общий вид наполненного теплоотводящей жидкостью резервуара с вычислительными узлами.In FIG. 4 shows a general view of a reservoir filled with heat dissipating liquid with computing nodes.
На фиг. 5 представлена в разрезе теплоизоляция резервуара и крышки.In FIG. 5 shows a sectional view of the insulation of a tank and a cover.
На чертежах обозначены: 1 - резервуар, 2 - крышка, 3 - теплоизоляция резервуара, 4 - теплоизоляция крышки, 5 - выпускной патрубок, 6 - впускной патрубок, 7 - вычислительные узлы, 8 - теплоотводящая жидкость первого контура, 9 - циркуляционный насос первого контура, 10 - фильтр, 11 - нагревательный элемент, 12 - теплообменник, 13 - циркуляционный насос второго контура, 14 - радиатор, 15 - запорный трехходовой клапан, 16 - запорный клапан.The drawings indicate: 1 - tank, 2 - cover, 3 - tank insulation, 4 - cover insulation, 5 - exhaust pipe, 6 - inlet pipe, 7 - computing units, 8 - heat transfer fluid of the primary circuit, 9 - circulation pump of the primary circuit 10 - a filter, 11 - a heating element, 12 - a heat exchanger, 13 - a secondary circulation pump, 14 - a radiator, 15 - a three-way shut-off valve, 16 - a shut-off valve.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
По первому варианту реализации модульная погружная система охлаждения содержит резервуар 1, наполненный охлаждающей жидкостью 8, при этом в резервуаре размещены вычислительные узлы 7. Резервуар 1 облицован теплоизоляционным покрытием 3, а крышка 2 покрыта теплоизоляционным слоем 4. Выпускным 5 и впускным 6 патрубками резервуар 1 сообщается с первым теплоотводящим контуром, который содержит циркуляционный насос 9, фильтр 10, нагревательный элемент 11 и теплообменник 12, который также сообщается со вторым теплоотводящим контуром, который включает циркуляционный насос 14 и радиатор 14.According to the first embodiment, the modular immersion cooling system comprises a
По второму вариант реализации модульная погружная система охлаждения содержит резервуар 1, наполненный охлаждающей жидкостью 8, при этом в резервуаре 1 размещены вычислительные узлы 7 и он облицован теплоизоляционным покрытием 3, а крышка 2 покрыта теплоизоляционным слоем 4. Выпускным 5 и впускным 6 патрубками резервуар 1 сообщается с первым теплоотводящим контуром, который содержит циркуляционный насос 9, фильтр 10, запорный трехходовой клапан 15 и теплообменник 12, который также сообщается со вторым теплоотводящим контуром, который включает циркуляционный насос 14 и радиатор 14. Третий патрубок клапана 15 через трубопровод сообщается с нагревательным элементом 11, который через клапан 16 подключен к первому теплоотводящему контуру на участке между теплообменником 12 и впускным патрубком 6.According to the second embodiment, the modular immersion cooling system comprises a
Для любого варианта реализации модульная погружная система охлаждения включает первый теплоотводящий контур, второй теплоотводящий контур, а также нагревательный контур.For any embodiment, the modular immersion cooling system includes a first heat sink circuit, a second heat sink circuit, and a heating circuit.
Первый теплоотводящий контур предназначен для отвода тепла от электронных компонентов вычислительных узлов 7 к теплоносителю второго контура теплоотвода.The first heat sink circuit is designed to remove heat from the electronic components of the
Второй теплоотводящий контур предназначен для отвода тепла от жидкости 8 первого контура теплоотвода и рассеивания его в окружающую среду.The second heat sink circuit is designed to remove heat from the
Нагревательный контур включает нагревательный элемент 11 и предназначен для поддержания заданного температурного режима жидкости 8.The heating circuit includes a
Для первого варианта реализации первый теплоотводящий контур и нагревательный контур совмещены. Для второго варианта реализации нагревательный контур включает часть элементов первого теплоотводящего контура, а именно циркуляционный насос 9, и фильтр 10.For the first embodiment, the first heat sink circuit and the heating circuit are combined. For the second embodiment, the heating circuit includes a part of the elements of the first heat sink circuit, namely the
В качестве нагревательного элемента 11 можно использовать стандартные электрические водонагреватели, выполненные в виде муфты или бака с электрическими тэнами.As the
Технический результат изобретения - повышение ремонтопригодности и надежности функционирования - достигается за счет размещения нагревательного элемента 11 в первом контуре теплоотвода, обеспечивается простота доступа обслуживающего персонала к нагревательному элементу 11 для проведения технического обслуживания или его оперативной замены, при этом снижается время восстановления после отказа или неисправности нагревательного элемента, а также повышается коэффициент оперативной готовности.The technical result of the invention is the improvement of maintainability and reliability of operation is achieved by placing the
Модульная погружная система охлаждения используется следующим образом.Modular immersion cooling system is used as follows.
Первоначально в резервуарах 1 устанавливают вычислительные узлы 7, а также другие необходимые для работы системы электронные компоненты. После этого резервуары 1 и первый теплоотводящий контур заполняют диэлектрической теплоотводящей жидкостью 8, одновременно второй теплоотводящий контур заполняют другой теплоотводящей жидкостью, например антифризом с низкой температурой кристаллизации.Initially,
Затем включают вычислительные узлы 7, при этом электронные компоненты вычислительных устройств, например процессоры и графические ускорители, начинают выделять тепло, которое воспринимает теплоотводящая жидкость 8 первого контура теплоотвода, при этом ее температура начинает расти и при достижении температуры жидкости заданного предела включают циркуляционные насосы 9 и 13.Then, the
После этого циркуляционный насос 9 начинает прокачивать жидкость 8 через первый теплоотводящий контур, при этом жидкость 8 проходит через фильтр 10, в которых осаждаются находящиеся в ней примеси и взвеси, которые могли попасть в жидкость при открывании крышки 2 соответствующего резервуара 1. После этого поток жидкости 8 проходят через теплообменник 12. Внутри теплообменника 12 тепло от жидкости 8 первого контура теплоотвода через установленные внутри радиаторы передается жидкости системы второго контура теплоотвода. При этом циркуляционный насос 13 прокачивает теплоноситель второго контура через радиатор 14, который рассеивает полученное от теплоносителя тепло в окружающую среду.After that, the
При эксплуатации модульной погружной системы охлаждения в условиях высоких температур окружающего резервуары 1 воздуха теплоизоляция 3 резервуара 1 и теплоизоляция 4 крышки 1 препятствуют теплопередачи от окружающего воздуха к жидкости 8 и дополнительному ее нагреву, что снижает нагрузку на системы теплоотвода.When operating a modular submersible cooling system at high temperatures surrounding the
Технический результат изобретения - повышение КПД теплоотвода и обеспечение возможности эксплуатации в условиях высоких температур окружающего воздуха, когда температура окружающего воздуха превышает предельно допустимое значение температуры жидкости 8, достигается за счет использования резервуара 1 с теплоизоляцией 3 и крышки 2 с теплоизоляцией 4, а также за счет применения теплоизоляции первого и второго контура теплоотвода, которые препятствуют дополнительному нагреву жидкости 8.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the heat sink and provide the possibility of operation in conditions of high ambient temperatures, when the ambient temperature exceeds the maximum permissible temperature of the
При эксплуатации модульной погружной системы охлаждения в неотапливаемых помещениях в условиях отрицательных температур воздуха окружающего воздуха для первого варианта реализации отключают насос 13, при этом теплоизоляция 3 резервуара 1, теплоизоляция 4 крышки 1, а также теплоизоляция первого контура охлаждения препятствует быстрому охлаждению жидкости 8, если же температура жидкости 8 опустится ниже предельно допустимого предела, тогда включают нагревательный элемент 11, который компенсирует тепловые потери и поддерживает требуемую для эксплуатации вычислительных узлов 7 температуру жидкости 8.When operating a modular immersion cooling system in unheated rooms under negative ambient air temperatures, the
При эксплуатации модульной погружной системы охлаждения в неотапливаемых помещениях в условиях отрицательных температур воздуха окружающего воздуха для второго варианта реализации отключают насос 13, переводят клапан 15 на нагревательный элемент 11, а также открывают клапан 16, при этом теплоизоляция 3 резервуара 1, теплоизоляция 4 крышки 1, а также теплоизоляция первого контура охлаждения и теплоизоляция нагревательного элемента препятствуют быстрому охлаждению жидкости 8, если же температура жидкости 8 опустится ниже предельно допустимого предела, тогда включают нагревательный элемент 11, который компенсирует тепловые потери и поддерживает требуемую для эксплуатации вычислительных узлов 7 температуру жидкости 8.When operating a modular immersion cooling system in unheated rooms under negative ambient temperatures, for the second embodiment, turn off the
Технический результат изобретения - повышение КПД и обеспечение возможности размещения в неотапливаемых помещениях в условиях отрицательных температур окружающего воздуха, достигается за счет использования резервуара 1 с теплоизоляцией 3 и крышки 2 с теплоизоляцией 4, а также за счет применения теплоизоляции первого контура теплоотвода, которые замедляют охлаждение жидкости 8 и снижают тепловую нагрузку на нагревательный элемент 11.The technical result of the invention is to increase the efficiency and provide the possibility of placement in unheated rooms at negative ambient temperatures, achieved by using a
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119713A RU2621360C1 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Modular submersible cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119713A RU2621360C1 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Modular submersible cooling system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2621360C1 true RU2621360C1 (en) | 2017-06-02 |
Family
ID=59032482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016119713A RU2621360C1 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Modular submersible cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2621360C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109085905A (en) * | 2018-10-17 | 2018-12-25 | 郑州云海信息技术有限公司 | A kind of cooling system of the server for different heat amount |
RU2795832C2 (en) * | 2019-03-13 | 2023-05-12 | Сабмер Текнолоджиз, С.Л. | Cooling system for computing devices |
US11856727B2 (en) | 2019-03-13 | 2023-12-26 | Submer Technologies, S.L. | Cooling system for computer components |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2500012C1 (en) * | 2012-07-02 | 2013-11-27 | Сергей Михайлович Абрамов | Server farm with immersion cooling system |
RU2531877C2 (en) * | 2009-04-21 | 2014-10-27 | Яхо! Инк. | Sealing of cooling rows for cooling systems of server frames |
CN104302130A (en) * | 2014-10-28 | 2015-01-21 | 储敏健 | Heat exchange main machine and liquid immersion cooling server system with heat exchange main machine |
US20160128231A1 (en) * | 2014-11-03 | 2016-05-05 | General Electric Company | System and method for cooling electrical components of a power converter |
-
2016
- 2016-05-20 RU RU2016119713A patent/RU2621360C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531877C2 (en) * | 2009-04-21 | 2014-10-27 | Яхо! Инк. | Sealing of cooling rows for cooling systems of server frames |
RU2500012C1 (en) * | 2012-07-02 | 2013-11-27 | Сергей Михайлович Абрамов | Server farm with immersion cooling system |
CN104302130A (en) * | 2014-10-28 | 2015-01-21 | 储敏健 | Heat exchange main machine and liquid immersion cooling server system with heat exchange main machine |
US20160128231A1 (en) * | 2014-11-03 | 2016-05-05 | General Electric Company | System and method for cooling electrical components of a power converter |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109085905A (en) * | 2018-10-17 | 2018-12-25 | 郑州云海信息技术有限公司 | A kind of cooling system of the server for different heat amount |
CN109085905B (en) * | 2018-10-17 | 2024-06-11 | 郑州云海信息技术有限公司 | Cooling system for servers with different heating values |
RU2795832C2 (en) * | 2019-03-13 | 2023-05-12 | Сабмер Текнолоджиз, С.Л. | Cooling system for computing devices |
US11856727B2 (en) | 2019-03-13 | 2023-12-26 | Submer Technologies, S.L. | Cooling system for computer components |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6650496B2 (en) | Modularized liquid-cooled server chassis | |
US10206308B2 (en) | Module for cooling a heat generating component | |
US9049800B2 (en) | Immersion server, immersion server drawer, and rack-mountable immersion server drawer-based cabinet | |
US9195282B2 (en) | Vertically-oriented immersion server with vapor bubble deflector | |
US9328964B2 (en) | Partitioned, rotating condenser units to enable servicing of submerged it equipment positioned beneath a vapor condenser without interrupting a vaporization-condensation cycling of the remaining immersion cooling system | |
US10018425B2 (en) | Heat exchanger and technique for cooling a target space and/or device via stepped sequencing of multiple working fluids of dissimilar saturation temperatures to provide condensation-by-vaporization cycles | |
US9144179B2 (en) | System and method for powering multiple electronic devices operating within an immersion cooling vessel | |
US20180070477A1 (en) | Electronic-device cooling system | |
CN111654995B (en) | IT container system design scheme for fast deployment and high compatibility application scenarios | |
RU156137U1 (en) | DEVICE FOR PASSIVE TWO PHASE IMMERSION COOLING OF ELECTRONIC EQUIPMENT | |
US20200011209A1 (en) | Fuel vaporization using data center waste heat | |
CN112882556B (en) | Cooling system adapted to be thermally connected to a heat generating device | |
US8842434B2 (en) | Heat dissipation system | |
CN101677091A (en) | Device and method for promotion of cooling electronic device rack by using a vapor compression system | |
WO2020216954A1 (en) | Immersion cooling system | |
US11729948B2 (en) | Immersion cooling system that enables increased heat flux at heat-generating components of computing devices | |
RU2621360C1 (en) | Modular submersible cooling system | |
US20140305611A1 (en) | Liquid cooling arrangement | |
RU2643173C1 (en) | Immersion cooling system for electronic devices | |
CN115315136A (en) | Immersion cooling system, electronic apparatus having the same, and pressure adjustment module | |
US20220413570A1 (en) | Hybrid motherboard cooling system for air-cooled servers | |
TW202328617A (en) | Passive two-phase computer cooling | |
RU2731439C2 (en) | Cooling system of electronic system | |
JP2021131753A (en) | Manifold, cooler, and information processing system | |
CN116249315A (en) | High power density server with hybrid thermal management |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180521 |