TWI631888B - 冷卻在一資料中心中之電子裝置 - Google Patents

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TWI631888B
TWI631888B TW105140151A TW105140151A TWI631888B TW I631888 B TWI631888 B TW I631888B TW 105140151 A TW105140151 A TW 105140151A TW 105140151 A TW105140151 A TW 105140151A TW I631888 B TWI631888 B TW I631888B
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heat
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蘇海 法爾希奇揚
依瑪德 沙瑪迪安尼
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谷歌有限責任公司
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Abstract

一種資料中心冷卻系統包含一模組化散熱器及一工作流體。該模組化散熱器包含：一蒸發器，其經構形以熱接觸一產熱電子裝置以接收來自該資料中心產熱電子裝置之熱；一冷凝器，其耦合至該蒸發器且經構形以將來自該產熱電子裝置之該熱傳遞至一冷卻流體中；及複數個輸送管，其流體耦合該蒸發器及該冷凝器，該複數個輸送管之至少一者包含定位於該蒸發器中之一敞開端及定位於該冷凝器中之一封閉端。該工作流體基於自該產熱電子裝置接收該熱在該蒸發器中蒸發，且在該輸送部件中以氣相自該蒸發器循環至該冷凝器，且以液相自該冷凝器循環至該蒸發器。

Description

冷卻在一資料中心中之電子裝置
本文件係關於用於提供在電腦資料中心中冷卻諸如電腦伺服器機架及相關設備之電子設備之系統及方法。
電腦使用者通常關注電腦微處理器之速度(例如，兆赫及千兆赫)。許多人忘了此速度通常是有代價的—更高之功率消耗。此功率消耗亦產生熱。此係因為依據簡單物理定律，所有功率需轉移至某處且某處最終係轉換為熱。安裝在一單一母板上之一對微處理器可汲取數百瓦特或更多之功率。將該數字乘以數千(或數萬)以計及一大型資料中心中之許多電腦且吾人將容易瞭解可產生之熱量。當併入支援臨界負載所需之所有輔助設備時，資料中心中之臨界負載所消耗之功率效應通常加倍。 許多技術可用於冷卻定位於一伺服器或網路機架托盤上之電子裝置(例如，處理器、記憶體、網路連結裝置及其他產熱裝置)。例如，可藉由在裝置上方提供一冷卻氣流而產生强制對流。定位於裝置附近之風扇、定位於電腦伺服器機房中之風扇及/或定位於與電子裝置周圍之空氣流體連通之通風道中之風扇可在含有裝置之托盤上方强制形成冷卻氣流。在一些例項中，一伺服器托盤上之一或多個組件或裝置可定位於托盤之一難以冷卻區域中；例如，强制對流並非特別有效或無法獲得之一區域。 冷卻不足及/或不充分之結果可為托盤上之一或多個電子裝置歸因於一裝置溫度超過一最大額定溫度而故障。雖然特定冗餘可內建於一電腦資料中心、一伺服器機架及甚至個別托盤中，但歸因於過熱之裝置故障可在速度、效率及費用方面付出很大代價。
在一例示性實施方案中，一種資料中心冷卻系統包含一模組化散熱器及一工作流體。該模組化散熱器包含：一蒸發器，其經構形以熱接觸一產熱電子裝置以接收來自該資料中心產熱電子裝置之熱；一冷凝器，其耦合至該蒸發器且經構形以將來自該產熱電子裝置之該熱傳遞至一冷卻流體中；及複數個輸送管，其流體耦合該蒸發器及該冷凝器，該複數個輸送管之至少一者包含定位於該蒸發器中之一敞開端及定位於該冷凝器中之一封閉端。該工作流體基於接收來自該產熱電子裝置之該熱而在該蒸發器中蒸發，且在該輸送部件中以氣相自該蒸發器循環至該冷凝器，且以液相自該冷凝器循環至該蒸發器。 在可與該例示性實施方案組合之一態樣中，該工作流體包含水，且該蒸發器包含銅。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該水包含去離子水或逆滲透(RO)水。 可與先前態樣之任一者組合之另一態樣進一步包含經定位以使一冷卻流體在該冷凝器上方循環之一風扇。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該風扇安裝於支撐該產熱電子裝置之一伺服器板子總成之一框架上。 可與先前態樣之任一者組合之另一態樣進一步包含：包含定位於該蒸發器之一內部體積內之一傳熱表面。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該傳熱表面包含與該蒸發器一體地形成之銅鰭片。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該等銅鰭片自該蒸發器之該內部體積之一底表面向上延伸，且鰭片結構之一高度小於該蒸發器中之該工作流體之一操作液位。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該傳熱表面之至少一部分塗佈有一多孔塗層。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該多孔塗層包含銅顆粒。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該冷凝器垂直安裝於該蒸發器上方。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該冷凝器安裝至支撐該產熱電子裝置之一伺服器板子總成之一框架。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該複數個輸送管包含各自包含一毛細結構之熱管道。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該複數個輸送管之該等封閉端定位於該冷凝器之各自區域中。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該冷凝器之該等各自區域包含該冷凝器之不同熱區域。 在另一例示性實施方案中，一種用於冷卻資料中心電子裝置之方法包含：用來自與一模組化散熱器之一蒸發器熱接觸之一產熱電子裝置之熱使該蒸發器中之一工作流體之至少一部分蒸發；使該工作流體之一氣相自該蒸發器循環通過複數個輸送管之各自敞開端，該等輸送管將該蒸發器流體耦合至該模組化散熱器之一冷凝器，該等各自敞開端定位於該蒸發器中；在定位於該冷凝器中之該複數個輸送管之各自封閉端中使該工作流體之該氣相之至少一部分冷凝為該工作流體之一液相；及使該工作流體之該液相通過該複數個輸送管而循環至該蒸發器。 在可與該例示性實施方案組合之一態樣中，該工作流體包含水，且該蒸發器包含銅。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該水包含去離子水或逆滲透(RO)水。 可與先前態樣之任一者組合之另一態樣進一步包含使一冷卻氣流在該冷凝器上方循環。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，使該冷卻氣流循環包含：用安裝於支撐該產熱電子裝置之一伺服器板子總成之一框架上之一風扇使該冷卻氣流循環。 可與先前態樣之任一者組合之另一態樣進一步包含透過定位於該蒸發器之一內部體積內之一傳熱表面將來自該產熱電子裝置之熱傳遞至該工作流體之該液相。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該傳熱表面之至少一部分塗佈有包含銅顆粒之一多孔塗層。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該冷凝器垂直安裝於該蒸發器上方。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該複數個輸送管包含各自包含一毛細結構之熱管道。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該複數個輸送管之該等封閉端定位於該冷凝器之各自區域中。 在可與先前態樣之任一者組合之另一態樣中，該冷凝器之該等各自區域包含該冷凝器之不同熱區域。 根據本發明之模組化散熱器之一個、一些或所有實施方案可包含以下特徵之一或多者。例如，在CPU、GPU及ASIC之產熱增加時，熱源表面積亦愈來愈小。此導致集中在待冷卻之晶片表面上之大的熱通量。再者，主晶粒表面積通常遠小於封裝蓋及散熱器接觸表面。此導致蓋表面積上之局部熱點且引起裝置表面上之大溫度梯度。所有此等設計挑戰可增加自習知散熱器解決方案之接面至周圍之熱阻且可限制冷卻能力。一銅熱擴散器通常為用於使該熱擴散且處理熱點冷卻之習知解決方案。但此解決方案可導致該散熱器之一低劣熱效能。根據本發明之該模組化散熱器之實施方案可解決此等問題之一或多者以及與冷卻電子產熱裝置相關聯之其他問題。例如，根據本發明之該模組化散熱器之實施方案可具有相對於用於冷卻CPU、GPU、ASIC及其他電子裝置之習知傳熱裝置之一低熱阻，此係歸因於例如減少的焊接及一整體銅設計。此外，在一些實施方案中，該模組化散熱器可透過耦合在一蒸發器與一冷凝器之間之多個輸送管提供更均勻熱傳遞。該等輸送管可針對一特定傳熱容量或除熱速率定製以相對於習知技術更有效率地移除來自產熱電子裝置之熱。另外，在一些實施方案中，該模組化散熱器可藉由使用水作為一工作流體而更有效率地冷卻產熱裝置，水相對於介電冷凍劑可具有更高傳導性質。作為另一實例，該模組化散熱器之實施方案可對該產熱電子裝置之定向較不敏感，該定向通常影響習知冷卻裝置(諸如熱虹吸管)之效能。因此，托盤、母板及安裝於其上之裝置可配置成各種定向而不影響該模組化散熱器之操作。 下文在隨附圖式及描述中闡述一或多項實施例之細節。自描述及圖式且自申請專利範圍將明白其他特徵、目的及優點。
本文件論述一種模組化散熱器，其可操作以冷卻一或多個電子產熱裝置，諸如定位於一資料中心中之一伺服器機架子總成(例如，一伺服器托盤)上之裝置。在一些實施方案中，模組化散熱器可提供對由此等裝置產生之熱之熱點冷卻及三維分佈以處理高熱通量。在一些實施方案中，根據本發明之模組化散熱器包含一蒸發器、一輸送管及一冷凝器。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，蒸發器包含具有一傳熱表面之一袋裝(pocketed)銅塊(例如，鰭片結構)。鰭片結構中之鰭片可經加工或經切削，或可作為一單獨部分焊接或銅焊至蒸發器袋裝銅塊。鰭片可為板式鰭片或銷式鰭片且可塗佈有銅多孔顆粒以增加蒸發速率且降低熱阻。在一些態樣中，蒸發器可完全由銅形成，此可容許比其他材料更容易實現鰭片表面。此外，製造燒結銅可更安全地(例如，與燒結鋁相比)用於模組化散熱器中。在一些態樣中，使用銅可容許一單件式蒸發器(例如，不具有可引起洩漏或弱點之接點或連接)。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，一工作流體隨著熱自(若干)產熱電子裝置傳遞至蒸發器而在蒸發器中蒸發。蒸發之工作流體通過輸送管(例如，自然地或被迫)循環至冷凝器，其在該冷凝器中冷凝以將自(若干)裝置傳遞之熱釋放至一冷卻流體(例如，一冷卻液體或氣流)。冷凝之工作流體通過輸送管(例如，自然地或被迫)循環回至蒸發器。在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，工作流體係水(例如，淨化水、去離子水或逆滲透水)。在一些態樣中，一水位高於蒸發器中之一鰭片高度，使得發生池式沸騰以增加兩相傳熱速率且亦增加一最大熱通量。水例如可具有比非水冷凍劑高(例如，高一數量級)之一傳熱容量。因此，與蒸發器表面接觸之一水層可更容易變相為一蒸氣，藉此與非水冷凍劑相比傳遞更多熱至水。此外，與習知基於非水冷凍劑之熱虹吸管相比，使用水之一模組化散熱器可一遠更低壓力下操作(例如，歸因於水之沸點在100°C)。例如，習知熱虹吸管無法用水作為一冷凍劑來操作，此係因為此一裝置之蒸氣-液體壓差可不足以使工作流體(即，水)在熱虹吸管之熱側與冷側之間自然地循環。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，鰭片(例如，經塗佈)可主要處理熱點冷卻。例如，鰭片增加傳熱表面積，而多孔結構增加傳熱速率。鰭片結構(例如，形狀、數目、尺寸、節距)及多孔結構(例如，材料、大小及多孔性)可針對各設計修改且準確放置於局部熱點之頂部上以處理產熱電子裝置之各種產熱圖。例如，若一裝置(諸如一微處理器)具有一特定功率圖，則可修改鰭片以降低散熱器之溫度梯度及熱阻。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，熱擴散之三維性質亦可有助於處理較小裝置區域上方之高熱通量。經塗佈鰭片區域上方之池式沸騰可導致為一習知銅熱擴散器之約3倍至5倍及一工業用蒸氣腔室之約兩倍之一有效熱導率(例如，高達1000 W/cm2 )。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，輸送管可由一多孔結構塗佈。多孔塗層可經最佳化以最大化毛細管效應，此可增加模組化散熱器之最大功率容量。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，可消除習知設計中之習知熱管道及銅熱擴散器或蒸氣腔室中發現之焊接阻力。例如，輸送管可將工作流體蒸氣直接自蒸發器傳遞至冷凝器。此導致儘可能低之熱阻。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，輸送管可包括多個熱管道(例如，在管內具有一毛細結構之敞開管)。在一些態樣中，將工作流體蒸氣直接輸送至多個熱管道(如圖4A至圖4B中展示)可導致熱管道之間的更均勻功率分佈。相反地，當熱管道以習知技術焊接至一銅熱擴散器時，跨熱管道可存在一溫度梯度，此可導致傳遞通過特定熱管道之較小功率。在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，輸送管之熱管道可具有相同有效性，而導致傳遞路徑中之較小熱阻且亦將導致較高鰭片效率及亦較低冷凝器阻力。 此外，在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，若輸送管之一熱管道曝露於相較於其他熱管道更冷之冷凝器中之一散熱器(例如，曝露於一較低溫度之冷卻氣流)，則與其他熱管道相比，該熱管道中之冷凝可加速且因此其將傳遞更多熱。此特徵可充當一自我平衡效應，此進一步改良模組化散熱器效能。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，模組化散熱器可用於不同大小(例如，高度)之產熱電子裝置。例如，模組化散熱器可用於相對較短(例如，1個機架單位)之伺服器或相對較高(例如，2個機架單位)之伺服器。 在根據本發明之模組化散熱器之一些實施方案中，模組化散熱器可為模組化的且可採用若干形式。例如，冷凝器可鄰近於蒸發器或在其頂部上。蒸發表面改良可為一多孔毛細結構、溝槽、微鰭片或改良固體-液體介面中之氣泡成核之任何其他特徵部。冷凝器可為空氣冷卻的、一液體冷卻板或任何其他冷卻介面(例如，兩相冷凍劑、冷激水、冷凝器水、帕耳帖(Peltier)式冷卻劑)。在一些態樣中，多個蒸發器可連接至一個冷凝器。在一些態樣中，各蒸發器可連接至一個以上冷凝器。例如，一個鰭片堆疊在蒸發器之頂部上且一個鰭片堆疊定位於遠端。 圖1繪示一例示性系統100，其包含一伺服器機架105 (例如，一13吋或19吋伺服器機架)及安裝在機架105內之多個伺服器機架子總成110。儘管繪示一單一伺服器機架105，然伺服器機架105可為系統100內之若干伺服器機架之一者，其可包含含有各種機架安裝式電腦系統之一伺服器陣列(server farm)或一主機代管(co-location)設施。再者，儘管多個伺服器機架子總成110繪示為安裝在機架105內，然可能僅存在一單一伺服器機架子總成。一般而言，伺服器機架105界定按一有序及重複方式配置於伺服器機架105內之多個槽107，且各槽107係一對應伺服器機架子總成110可放置至其中並從其中移除之機架中之一空間。例如，伺服器機架子總成可支撐在從機架105之相對側突出且可界定槽107之位置之軌112上。 槽107及伺服器機架子總成110可定向成所繪示之水平配置(相對於重力)。或者，槽107及伺服器機架子總成110可垂直定向(相對於重力)，但此將要求下文描述之蒸發器及冷凝器結構之某一重新構形。在槽水平定向的情况下，其等可垂直堆疊在機架105中，且在槽垂直定向的情况下，其等可水平堆疊在機架105中。 伺服器機架105 (例如，作為一更大資料中心之部分)可提供資料處理及儲存容量。在操作中，一資料中心可連接至一網路，且可接收來自網路之各種請求並對該等請求作出回應以擷取、處理及/或儲存資料。例如，在操作中，伺服器機架105通常有利於經由一網路與由請求由運行在資料中心中之電腦上之應用程式提供的服務之使用者之網頁瀏覽器應用程式產生的使用者介面傳達資訊。例如，伺服器機架105可提供或幫助提供正使用一網頁瀏覽器之一使用者以存取網際網路或全球資訊網上之網站。 伺服器機架子總成110可為可安裝在一伺服器機架中之多種結構之一者。例如，在一些實施方案中，伺服器機架子總成110可為可滑動插入伺服器機架105中之一「托盤」或托盤總成。術語「托盤」不限於任何特定配置，而是適用於母板或附屬於一母板以將母板支撑在一機架結構中之適當位置中之其他相對平坦結構。在一些實施方案中，伺服器機架子總成110可為一伺服器機箱或伺服器容器(例如，伺服器箱(server box))。在一些實施方案中，伺服器機架子總成110可為一硬碟架(hard drive cage)。 參考圖2A至圖2B，伺服器機架子總成110包含一框架或架120、支撐在框架120上之一印刷電路板122 (例如，母板)、安裝在印刷電路板122上之一或多個產熱電子裝置124 (例如，一處理器或記憶體)及一模組化散熱器130。一或多個風扇126亦可安裝在框架120上。 框架120可包含或簡單為可將母板122放置且安裝至其上之一平坦結構，使得框架120可由技術人員握住以將母板移至適當位置且將其固持在機架105內之適當位置中。例如，可諸如藉由將框架120滑動至槽107中且在伺服器機架子總成110之相對側上之機架105中之一對軌上方滑動框架120 —極像將一餐盤滑動至一餐盤架中而將伺服器機架子總成110水平安裝在伺服器機架105中。儘管圖2A至圖2B繪示在母板122下方延伸之框架120，然框架可具有其他形式(例如，藉由將其實施為圍繞母板之一周邊框架)或可免除使得母板本身定位於(例如，可滑動地接合)機架105中。另外，儘管圖2A將框架120繪示為一平板，然框架120可包含從平板之邊緣向上突出之一或多個側壁，且平板可為一封頂或開頂箱或架之底面。 所繪示之伺服器機架子總成110包含其上安裝多種組件(包含產熱電子裝置124)之一印刷電路板122 (例如，一母板)。儘管將一個母板122繪示為安裝在框架120上，然取决於特定應用之需求，可將多個母板安裝在框架120上。在一些實施方案中，可將一或多個風扇126放置在框架120上使得當子總成110安裝在機架105中時，空氣在更靠近機架105之前面的伺服器機架子總成110之前邊緣處(在圖2A至圖2B中之左手側處)進入，在母板122上方及母板122上之一些產熱組件上方流動(如所繪示)，且當子總成110安裝在機架105中時，在更靠近機架105之背面的後邊緣處(在右手側處)從伺服器機架總成110排出。一或多個風扇126可藉由托架固定至框架120。因此，風扇126可將空氣從框架120區域內引出且在空氣已變熱後將空氣推出機架105外。母板122之一底面可與框架120分開一間隙。 模組化散熱器130包含一蒸發器132、安裝於一底座139上之一冷凝器134及將蒸發器132連接至冷凝器134之一輸送部件136。蒸發器132接觸電子裝置124使得藉由導熱傳遞將熱從電子裝置124引至蒸發器132。例如，蒸發器132與電子裝置124導熱接觸。特定言之，蒸發器132之底部接觸電子裝置124之頂部。 在操作中，來自電子裝置124之熱引起蒸發器132中之一工作流體(例如，水)蒸發。如圖2A中繪示，如一液體137之工作流體將蒸發器132填充至蒸發器132之體積內之一特定高度，其中工作流體蒸氣141 (歸因於所傳遞之熱)在液體137上方。在一些態樣中，液體137將蒸發器132填充至高於蒸發器132內之一鰭片表面之一高度(此處未展示)。在此實例中，蒸發器132由具有一些鰭片結構之一袋裝銅塊(未展示)構成。鰭片可經加工或切削，或可作為一單獨部分焊接或銅焊至蒸發器銅塊。鰭片可為板式鰭片或銷式鰭片，且可塗佈有銅多孔顆粒以增加蒸發速率且降低熱阻。 接著，蒸氣141通過輸送部件136而至冷凝器134。熱輻射遠離冷凝器134而例如至冷凝器134周圍之空氣中或至由一或多個風扇126吹起或抽引而橫穿冷凝器134、一傳熱表面138 (例如，鰭片表面)或其等兩者之空氣中，而引起工作流體冷凝。如圖2A中展示，冷凝器134可定位於一或多個風扇126與蒸發器132之間，但亦可定位於風扇126之一或多者之一相對側上(例如，在子總成110之一邊緣附近)。 如圖2A中展示，輸送部件136成一小(非零)角度使得重力引起冷凝之工作流體通過輸送部件136而流回至蒸發器132。因此，在一些實施方案中，輸送部件136之至少一部分不平行於框架120之主表面。例如，輸送部件136之冷凝器側端可在輸送部件136之蒸發器側端上方約1 mm至5 mm，例如2 mm。然而，輸送部件136亦可為水平管或甚至成一小負角(但正角提供重力改良液體自冷凝器流至蒸發器之一優點)。因為一單一母板上可存在多個產熱電子裝置，所以母板上可存在多個蒸發器，其中各蒸發器對應於一單一電子裝置。 在操作期間，冷凝器134內部之工作流體(如一液體)之頂表面可高於蒸發器132中之工作流體之頂表面液體高度137例如達1 mm至10 mm。此可更容易地用成一小(正的非零)角度之一輸送部件136來達成，但對於水平或成小負角之一輸送部件136，此仍可藉由適當選擇模組化散熱器130之預期熱傳遞要求方面之工作流體(例如，水)之熱性質及機械性質而達成。 在操作期間，一工作流體之液相137可流動通過輸送部件136之一液體導管，且工作流體之一氣相141 (或混合氣液相)可流動通過輸送部件136之一蒸氣導管。此外，在一些態樣中，輸送部件136可包含一毛細結構，其透過毛細管力而幫助使液體137循環回至蒸發器132 (且使蒸氣141循環至冷凝器134)。 在一些替代實施方案中，模組化散熱器130可具有多個蒸發器；且各蒸發器可接觸一不同電子裝置，或例如若電子裝置特別大或具有多個產熱區，則多個蒸發器可接觸相同電子裝置。多個蒸發器可藉由輸送部件136串聯連接至冷凝器134，例如，一單一輸送部件136將冷凝器134連接至一第一蒸發器及一第二蒸發器。或者，可藉由多個輸送部件將多個蒸發器之一些或所有並聯連接至冷凝器134，例如，一第一輸送部件將冷凝器連接至一第一蒸發器且一第二輸送部件將冷凝器134連接至一第二蒸發器。一串聯實施方案之優點可為更少管，而並聯管之一優點係管之直徑可更小。 圖2A至圖2B繪示一模組化散熱器130，其中一共同輸送部件136用於自冷凝器134至蒸發器132之冷凝流及自蒸發器132至冷凝器134之蒸氣(或混合相)流兩者。因此，在此實施方案中，蒸發器132與冷凝器134之間的流體耦合由一組合冷凝物及蒸氣傳遞管線136構成。組合冷凝物及蒸氣傳遞管線之一潛在優點在於輸送部件136可連接至冷凝器之一側而减小系統相對於具有用於蒸氣之一各別管線的一系統之垂直高度，此係因為蒸氣管線通常耦合至蒸發器之頂部或附近。輸送部件136可為例如銅或鋁之一撓性管或管道。 參考圖3，以伺服器機架子總成110展示一模組化散熱器230之另一例示性實施方案。如在圖2A至圖2B中，伺服器機架子總成110包含一框架或架120、支撐在框架120上之一印刷電路板122 (例如，母板)、安裝在印刷電路板122上之一或多個產熱電子裝置124 (例如，一處理器或記憶體)及一模組化散熱器130。一或多個風扇126亦可安裝在框架120上。 模組化散熱器230包含一蒸發器232、安裝於一蒸發器232之頂部上之一冷凝器234及將蒸發器132連接至冷凝器134之一或多個輸送部件236。蒸發器132接觸電子裝置124使得藉由導熱傳遞將熱從電子裝置124引至蒸發器132。例如，蒸發器132與電子裝置124導熱接觸。特定言之，蒸發器132之底部接觸電子裝置124之頂部。 如圖3中展示，冷凝器234垂直定位於蒸發器232正上方，在一些態樣中，此可容許框架120上之空間節省。一傳熱表面238 (例如，鰭片)安裝至冷凝器234之一頂部。在操作中，來自電子裝置124之熱引起蒸發器232中之一工作流體(例如，水)蒸發。如圖3中繪示，如一液體237之工作流體將蒸發器232填充至蒸發器232之體積內之一特定高度，其中工作流體蒸氣241 (歸因於所傳遞之熱)在液體237上方。在一些態樣中，液體237將蒸發器232填充至高於蒸發器232之一鰭片表面之一高度(此處未展示)。在此實例中，蒸發器232由具有一些鰭片結構之一袋裝銅塊(未展示)構成。鰭片可經加工或切削，或可作為一單獨部分焊接或銅焊至蒸發器銅塊。鰭片可為板式鰭片或銷式鰭片，且可塗佈有銅多孔顆粒塗佈以增加蒸發速率且降低熱阻。 接著，蒸氣241通過(若干)輸送部件236而至冷凝器234。在一些態樣中，蒸發器232中之水蒸氣241及液體水237之密度之自然變動可使蒸氣241通過輸送部件236循環至冷凝器234中。熱輻射遠離冷凝器234而例如至冷凝器234周圍之空氣中或至由一或多個風扇126吹起或抽引而橫穿冷凝器234、傳熱表面238 (例如，鰭片表面)或其等兩者之空氣中，而引起工作流體冷凝。 在操作期間，冷凝器234內部之工作流體(如一液體)之頂表面高於蒸發器232中之工作流體之頂表面液體高度237。在操作期間，在此實例中，在一工作流體之一氣相141 (或混合氣液相)可向上流動通過(若干)輸送部件136時(例如，同時)，工作流體之液相137可向下流動通過(若干)輸送部件136。 在一些替代實施方案中，模組化散熱器230可具有多個蒸發器；且各蒸發器可接觸一不同電子裝置，或例如若電子裝置特別大或具有多個產熱區，則多個蒸發器可接觸相同電子裝置。多個蒸發器可藉由(若干)輸送部件236連接至冷凝器134或至多個冷凝器。 圖4A至圖4B繪示一伺服器機架子總成之一模組化散熱器之其他例示性實施方案之部分之示意性等角視圖。例如，圖4A展示根據本發明之一模組化散熱器之一蒸發器432及包含多個輸送管436之輸送部件。蒸發器432包含安裝或形成至蒸發器432之一內表面452中之一鰭片結構450 (例如，呈一車輪構造)。如圖4A中展示，存在四個輸送管436；在替代實施方案中，可存在兩個、三個、五個或另一數目之輸送管436。在一些態樣中，可至少部分基於模組化散熱器之一所需或所要冷卻容量及各輸送管436之一特定冷卻容量而判定輸送管436之數目。各輸送管436可通至蒸發器432 (例如，包含一工作流體之一液相及一氣相之蒸發器432內之一體積)，且包含一流開口437。 如展示，流開口437包含一液體流部分438及一蒸氣流部分439。在一些態樣中，雖然可不存在分離液體流部分438與蒸氣流部分439之實體屏障，但此等部分基於在輸送管436內流動(例如，至蒸發器432或至一冷凝器)之工作流體之一相而分離，且更特定言之，歸因於蒸氣工作流體與液體工作流體之間的一密度差而分離。例如，液體工作流體可在包括液體流部分438之輸送管436之一底部部分內自冷凝器流動至蒸發器432。蒸氣工作流體可在包括蒸氣流部分439之輸送管436之一上部分內自蒸發器432流動至冷凝器。因此，在一例示性操作中，一工作流體(例如，水或冷凍劑)可藉由來自熱耦合至蒸發器432之一產熱電子裝置之一熱傳遞而蒸發為一氣相。蒸發之工作流體可流動通過輸送管436之蒸氣流區域439而至冷凝器，其中氣相被冷卻且冷凝為一液相(例如，在輸送管436內)。接著，液相可通過液體流區域438流回至蒸發器432 (例如，以再次開始氣液相循環)。在一些態樣中，輸送管436之一或多者可為在一冷凝器端處封閉且在一蒸發器端處敞開之一熱管道(例如，具有一毛細結構)。 圖4B展示根據本發明之一模組化散熱器之一蒸發器482及輸送部件486。蒸發器482包含安裝或形成至蒸發器482之一內表面492中之一鰭片結構490 (舉例而言，如平行鰭片)。如圖4B中展示，存在四個輸送管486；在替代實施方案中，可存在兩個、三個、五個或另一數目之輸送管486。在一些態樣中，可至少部分基於模組化散熱器之一所需或所要冷卻容量及各輸送管486之一特定冷卻容量而判定輸送管486之數目。各輸送管486可通至蒸發器482 (例如，包含一工作流體之一液相及一氣相之蒸發器482內之一體積)，且包含一流開口487。 如展示，流開口487包含一液體流部分488及一蒸氣流部分489。在一些態樣中，雖然可不存在分離液體流部分488及蒸氣流部分489之實體屏障，但此等部分基於在輸送管486內流動(例如，至蒸發器482或至一冷凝器)之工作流體之一相而分離，且更特定言之，歸因於蒸氣工作流體與液體工作流體之間的一密度差而分離。例如，液體工作流體可在包括液體流部分488之輸送管486之一底部部分內自冷凝器流動至蒸發器482。蒸氣工作流體可在包括蒸氣流部分489之輸送管486之一上部分內自蒸發器482流動至冷凝器。因此，在一例示性操作中，一工作流體(例如，水或冷凍劑)可藉可藉由來自熱耦合至蒸發器482之一產熱電子裝置之一熱傳遞而蒸發為一氣相。蒸發之工作流體可流動通過輸送管486之蒸氣流區域489而至冷凝器，其中氣相被冷卻且冷凝為一液相(例如，在輸送管486內)。接著，液相可通過液體流區域488流回至蒸發器482 (例如，以再次開始氣液相循環)。在一些態樣中，輸送管486之一或多者可為在一冷凝器端處封閉且在一蒸發器端處敞開之一熱管道(例如，具有一毛細結構)。 如一模組化散熱器之此等例示性部分中所展示，輸送部件436及486包括多個熱管道(例如，其中具有一毛細結構)或輸送管，如展示。例如，一工作流體液體自冷凝器流回至蒸發器(例如，基於由與蒸發器熱接觸之電子裝置產生之一熱量)可需要一特定總流動橫截面積(例如，流動面積437及487)。總橫截面積可在多個熱管道或流管間分離，如展示。此可增添冗餘至模組化散熱器之流輸送，同時亦確保透過蒸發器及冷凝器中之管之適當間距，熱從此等組件內之工作流體均勻地傳遞/傳遞至該工作流體。因此，工作流體中之熱(或冷)點可減少或消除。 在一些態樣中，根據本發明之一模組化散熱器可根據以下例示性製程製造。可連續、並行或以不同於本文描述之一順序執行例示性步驟。首先，蒸發器、冷凝器及輸送管部分可藉由一衝壓或一加工製程(例如，自銅或其他材料)而製造。接著，蒸發器鰭片藉由切割而形成或經焊接至蒸發器中之所需區域(例如，在蒸發器之一內部體積內，在體積之一底表面上)。接著，將一塗層(例如，銅顆粒之多孔塗層)塗覆至輸送管及蒸發器之至少部分。接著，輸送部件(例如，作為一單一熱管道或流管或多個熱管道或流管)在兩個端上經焊接至蒸發器及冷凝器。接著，模組化散熱器經沖洗且排空且用工作流體(例如，水)填充，且接著密封填充管。 圖5A至圖5B分別繪示一伺服器機架子總成之一模組化散熱器530之另一例示性實施方案之俯視及側視示意圖。在一些態樣中，模組化散熱器530可包含多個(例如，兩個或更多個)輸送管，其等將一蒸發器532與一冷凝器534流體連接以將來自一或多個產熱電子裝置524之熱傳遞至一工作流體內之一周圍環境。在例示性模組化散熱器530中，如展示，冷凝器534定位於蒸發器532旁邊。 如圖5A至圖5B中展示，伺服器機架子總成510包含一框架或架520、支撐在框架520上之一印刷電路板522 (例如，母板)、安裝在印刷電路板522上之一或多個產熱電子裝置524 (例如，一處理器或記憶體)及一模組化散熱器530。一或多個風扇526亦可安裝在框架520上。框架520可包含或簡單為可將母板522放置且安裝至其上之一平坦結構，使得框架520可由技術人員握住以將母板移至適當位置且將其固持在機架105內之適當位置中。例如，可諸如藉由將框架520滑動至槽107中且在伺服器機架子總成510之相對側上之機架105中之一對軌上方滑動框架120 —極像將一餐盤滑動至一餐盤架中而將伺服器機架子總成510水平安裝在伺服器機架105中。儘管圖5A至圖5B繪示在母板522下方延伸之框架520，然框架可具有其他形式(例如，藉由將其實施為圍繞母板之一周邊框架)或可消除使得母板本身定位於(例如，可滑動地接合)機架105中。另外，儘管圖5A將框架520繪示為一平板，但框架520可包含從平板之邊緣向上突出之一或多個側壁，且平板可為一封頂或開頂箱或架之底面。 所繪示之伺服器機架子總成510包含其上安裝多種組件(包含產熱電子裝置524)之一印刷電路板522 (例如，一母板)。儘管將一個母板522繪示為安裝在框架520上，然取决於特定應用之需求，多個母板可安裝在框架520上。在一些實施方案中，可將一或多個風扇526放置在框架520上使得當子總成510安裝在機架105中時，空氣在更靠近機架105之前面的伺服器機架子總成510之前邊緣處(在圖5A至圖5B中之左手側處)進入，在母板上方及母板522上之一些產熱組件上方流動(如所繪示)，且當子總成510安裝在機架105中時，在更靠近機架105之背面的後邊緣處(在右手側處)自伺服器機架總成510排出。可藉由支架將一或多個風扇526固定至框架520。因此，風扇526可將空氣從框架520區域內引出且在空氣已變熱後將空氣推出機架105外。母板522之一底面可與框架520分開一間隙。 模組化散熱器530包含一蒸發器532、安裝於一底座539上之一冷凝器534及將蒸發器532連接至冷凝器534之一輸送部件536。蒸發器532接觸電子裝置524使得熱藉由導熱傳遞自電子裝置524引至蒸發器532。例如，蒸發器532與電子裝置524導熱接觸。特定言之，蒸發器532之底部接觸電子裝置524之頂部。 如此實例中展示，輸送部件536包含連接蒸發器532及冷凝器534之多個輸送管560。在此實例中，存在六個輸送管560，然而，可存在更少個(例如，兩個至五個)或更多個(例如，六個以上)輸送管560。如繪示，輸送管560之一或多者包含在蒸發器532中之工作流體之一氣相541中敞開之一敞開端562及定位於冷凝器534之一特定區域中之一封閉端564。在一些實例中，各輸送管560可獨立冷卻。例如，各輸送管560可放置於具有不同幾何結構或具有(若干)不同冷卻媒體之不同冷凝器(例如，不同之多個冷凝器534)內。在進一步實例中，各封閉端564定位於與冷凝器534之其他區域熱區分之冷凝器534之一區域中(例如，冷凝器534之相鄰區域之間具有極少至零導熱傳遞)。因此，在此實例中，氣相541可流體行進至輸送管560之敞開端562中，且至定位於冷凝器534中之封閉端564 (例如，藉由壓力或熱梯度)。 在操作中，來自電子裝置524之熱引起蒸發器532中之工作流體(例如，水或冷凍劑)之一液相537蒸發。如圖5A中繪示，如液相537之工作流體將蒸發器532填充至蒸發器532之體積內之一特定高度，其中工作流體蒸氣541 (歸因於所傳遞之熱)在液體537上方。在一些態樣中，液體537將蒸發器532填充至高於蒸發器532內之一鰭片表面之一高度(此處未展示)。在此實例中，蒸發器532由具有一些鰭片結構之一袋裝銅塊(未展示)構成。鰭片可經加工或切削，或可作為一單獨部分焊接或銅焊至蒸發器銅塊。鰭片可為板式鰭片或銷式鰭片且可塗佈有銅多孔顆粒塗佈以增加蒸發速率且降低熱阻。 接著，蒸氣541通過輸送管560之敞開端562而至冷凝器534。熱輻射遠離冷凝器534而例如至冷凝器534周圍之空氣中或至由一或多個風扇526吹起或抽引而橫穿冷凝器534、一或多個傳熱表面538 (例如，鰭片表面)或其等兩者之空氣中，而引起工作流體之氣相541在輸送管560內(例如，在封閉端564內)冷凝。如圖5A中展示，冷凝器534可定位於一或多個風扇526與蒸發器532之間，但亦可定位於風扇526之一或多者之一相對側上(例如，在子總成510之一邊緣附近)。 如圖5A中展示，輸送部件536成一小(非零)角度使得重力引起冷凝之工作流體(例如，液相537)自封閉端564通過輸送管560流回至敞開端562而至蒸發器532。因此，在一些實施方案中，輸送管560之至少一部分不平行於框架520之主表面。例如，輸送管560之冷凝器側端可在輸送管560之蒸發器側端上方約1 mm至5 mm，例如2 mm。然而，輸送管560亦可為水平管或甚至成一小負角(但正角提供重力改良液體自冷凝器流至蒸發器之一優點)。因為一單一母板上可存在多個產熱電子裝置，所以母板上可存在多個蒸發器，其中各蒸發器對應於一單一電子裝置。 在所繪示之實施方案中，一工作流體之液相537可流動通過輸送管560之一部分(例如，一底部部分或下半部分)，且工作流體之氣相541 (或混合氣液相)可流動通過輸送管560之另一部分(例如，一頂部部分或一上半部分)。此外，在一些態樣中，輸送管560可包含各自毛細結構，其等透過毛細管力而幫助使液體537循環回至蒸發器532 (且使蒸氣541循環至冷凝器534)。 在一些替代實施方案中，模組化散熱器530可具有多個蒸發器；且各蒸發器可接觸一不同電子裝置，或例如若電子裝置特別大或具有多個產熱區，則多個蒸發器可接觸相同電子裝置。多個蒸發器可藉由輸送管560串聯連接至冷凝器534，例如，所有輸送管560將冷凝器534連接至一第一蒸發器及一第二蒸發器。或者，可藉由輸送管560之一子組將多個蒸發器之各者並聯連接至冷凝器534，例如，輸送管560之一第一子組將冷凝器連接至一第一蒸發器且輸送管560之一第二子組將冷凝器534連接至一第二蒸發器。一串聯實施方案之優點可為更少管，而並聯管之一優點係管之直徑可更小。 如圖5A至圖5B中展示，輸送管560之封閉端564定位於冷凝器534之不同區域中，且輸送管560終止於冷凝器534之不同區域中。如圖5B中展示，封閉端564可定位於冷凝器534內之一共同平面內，但在距風扇526之不同距離處。因此，在一些態樣中，具有距風扇526更遠之封閉端564之輸送管560可接收來自風扇526之一冷卻氣流590，該氣流比由具有定位成更靠近風扇526之封閉端564之輸送管560接收之冷卻氣流590更冷。在一些實例中，可選擇或設計輸送管560之各封閉端564之一特定位置以最大化自輸送管560中之工作流體之氣相541至冷卻氣流590之熱傳遞。例如，可較佳地或期望各輸送管560具有一相等或大致相等的熱傳遞容量。因此，歸因於例如輸送管560之不同長度(例如，歸因於各個輸送管560之封閉端564之不同位置)，各種冷卻流體溫度(例如，基於風扇526與一輸送管560之一各自封閉端564之間的一距離)可平衡跨輸送管560之熱傳遞容量。 所描述之特徵可用來設計具有一遠更低熱阻(例如，相對於習知技術)之一冷卻系統，此亦可導致具有一均勻溫度之一產熱裝置(例如，CPU或其他)。例如，如本文中描述之輸送管可具有一傳熱容量(Qmax )，其與管之有效長度(Leff )之一倒數成比例(例如，Qmax =3000/Leff )。再者，一產熱裝置之表面與各輸送管接觸位置處之一冷卻氣流之間的一熱阻(R)可等於對應溫差(TD )除以管之熱容量：R=TD /Qmax 。熱阻本身係管長度及(若包含)一毛細結構之一函數。因此，儘管各管可經歷不同冷卻流體溫度，然其之長度及(若包含)其之毛細結構可以一方式(例如，使用上文方程式)選擇，此可導致產熱裝置之表面處之一均勻溫度。在一些態樣中，歸因於所描述特徵之表面溫度之一降低可為約5°C或熱阻之約30%。 圖6A至圖6B分別繪示根據本發明之一伺服器機架子總成之一模組化散熱器之另一例示性實施方案之一側視圖及一剖面俯視示意圖。在一些態樣中，模組化散熱器630可包含多個(例如，兩個或更多個)輸送管，其等將一蒸發器632與一冷凝器634流體連接以經由一工作流體將熱自一或多個產熱電子裝置624傳遞至一周圍環境。在例示性模組化散熱器630中，如所展示，冷凝器634垂直定位於蒸發器632上方。 參考圖6A至圖6B，以一伺服器機架子總成610展示模組化散熱器630。伺服器機架子總成610包含一框架或架620、支撐在框架620上之一印刷電路板622 (例如，母板)、安裝在印刷電路板622上之一或多個產熱電子裝置624 (例如，一處理器或記憶體)及一模組化散熱器630。一或多個風扇626亦可安裝在框架620上。 模組化散熱器630包含一蒸發器632、安裝於一蒸發器632之頂部上之一冷凝器634及將蒸發器632連接至冷凝器634之多個輸送管636。蒸發器632接觸電子裝置624使得藉由導熱傳遞將熱從電子裝置624引至蒸發器632。例如，蒸發器632與電子裝置624導熱接觸。特定言之，蒸發器632之底部接觸電子裝置624之頂部(例如，直接接觸或透過諸如一相變材料之一傳熱表面接觸)。 如圖6A至圖6B中展示，冷凝器634垂直定位於蒸發器632正上方，在一些態樣中，此可容許框架620上之空間節省。一傳熱表面638 (例如，鰭片)安裝至冷凝器634之一頂部。如此實例中展示，多個輸送管636連接蒸發器632及冷凝器634。在此實例中，存在六個輸送管636，然而，可存在更少個(例如，兩個至五個)或更多個(例如，六個以上)輸送管636。如繪示，輸送管636之一或多者包含在蒸發器632中之工作流體之一氣相639中敞開之一敞開端642及定位於冷凝器634之一特定區域中之一封閉端640。因此，在此實例中，氣相639可流體行進至輸送管636之敞開端642中，且至定位於冷凝器634中之封閉端640 (例如，藉由壓力或熱梯度)。在一些實例中，各封閉端640定位於與冷凝器634之其他區域熱區分之冷凝器634之一區域中(例如，在冷凝器634之相鄰區域之間具有極少至零導熱傳遞)。因此，在此實例中，氣相639可流體行進至輸送管636之敞開端642中，且至定位於冷凝器634中之封閉端640 (例如，藉由壓力或熱梯度)。 在操作中，來自電子裝置624之熱引起蒸發器632中之工作流體(例如，水或冷凍劑)之一液相637蒸發。如圖6A中繪示，如液相637之工作流體將蒸發器632填充至蒸發器632之體積內之一特定高度，其中工作流體蒸氣639 (歸因於所傳遞之熱)在液體637上方。在一些態樣中，液體637將蒸發器632填充至高於蒸發器632內之一鰭片表面之一高度(此處未展示)。在此實例中，蒸發器632由具有一些鰭片結構之一袋裝銅塊(未展示)構成。鰭片可經加工或切削，或可作為一單獨部分焊接或銅焊至蒸發器銅塊。鰭片可為板式鰭片或銷式鰭片，且可塗佈有銅多孔顆粒以增加蒸發速率且降低熱阻。 接著，蒸氣639通過輸送管636之敞開端642而至冷凝器634。熱輻射遠離冷凝器634而例如至冷凝器634周圍之空氣中或至由一或多個風扇626吹起或抽引而橫穿冷凝器634、一或多個傳熱表面638 (例如，鰭片表面)或其等兩者之空氣中，而引起工作流體之氣相639在輸送管636內(例如，在封閉端640內)冷凝。接著，冷凝之蒸氣639可沿著輸送管636循環(例如，下落)至蒸發器632。 在所繪示之實施方案中，一工作流體之液相637可流動通過輸送管636之一部分，且工作流體之氣相639 (或混合氣液相)可流動通過輸送管636之另一部分。此外，在一些態樣中，輸送管636可包含各自毛細結構，其等透過毛細管力而幫助使液體637循環回至蒸發器632 (且使蒸氣639循環至冷凝器634)。 在一些替代實施方案中，模組化散熱器630可具有多個蒸發器；且各蒸發器可接觸一不同電子裝置，或例如若電子裝置特別大或具有多個產熱區，則多個蒸發器可接觸相同電子裝置。多個蒸發器可藉由輸送管636串聯連接至冷凝器634，例如，所有輸送管636將冷凝器634連接至一第一蒸發器及一第二蒸發器。或者，可藉由輸送管636之一子組將多個蒸發器之各者並聯連接至冷凝器634，例如，輸送管636之一第一子組將冷凝器連接至一第一蒸發器且輸送管636之一第二子組將冷凝器634連接至一第二蒸發器。一串聯實施方案之優點係更少管，而並聯管之一優點係管之直徑可更小。 如圖6A至圖6B中展示，輸送管636之封閉端640定位於冷凝器634之不同區域中，且輸送管636終止於冷凝器634之不同區域中。如圖6B中展示，封閉端640可定位於冷凝器634內之一共同平面內，但在距風扇626之不同距離處。因此，在一些態樣中，具有距風扇626更遠之封閉端640之輸送管636可接收來自風扇626之一冷卻氣流690，該氣流比由具有定位成更靠近風扇626之封閉端640之輸送管636接收之冷卻氣流690更冷。在一些實例中，可選擇或設計輸送管636之各封閉端640之一特定位置以最大化自輸送管636中之工作流體之氣相639至冷卻氣流690之熱傳遞。例如，可較佳地或期望各輸送管636具有一相等或大致相等的熱傳遞容量。因此，歸因於例如輸送管636之不同長度(例如，歸因於各個輸送管636之封閉端640之不同位置)，各種冷卻流體溫度(例如，基於風扇626與一輸送管636之一各自封閉端640之間的一距離)可平衡跨輸送管636之熱傳遞容量。 已描述數種實施例。然而，將瞭解，在不脫離所描述內容之精神及範疇之情況下可進行各種修改。因此，其他實施例在以下申請專利範圍之範疇內。
100‧‧‧系統
105‧‧‧伺服器機架
107‧‧‧槽
110‧‧‧伺服器機架子總成
112‧‧‧軌
120‧‧‧框架/架
122‧‧‧印刷電路板/母板
124‧‧‧產熱電子裝置
126‧‧‧風扇
130‧‧‧模組化散熱器
132‧‧‧蒸發器
134‧‧‧冷凝器
136‧‧‧輸送部件/傳遞管線
137‧‧‧液體/液體高度/工作流體之液相
138‧‧‧傳熱表面
139‧‧‧底座
141‧‧‧工作流體蒸氣/工作流體之氣相
230‧‧‧模組化散熱器
232‧‧‧蒸發器
234‧‧‧冷凝器
236‧‧‧輸送部件
237‧‧‧液體/液體水/液體高度
238‧‧‧傳熱表面
241‧‧‧工作流體蒸氣/水蒸氣
432‧‧‧蒸發器
436‧‧‧輸送管/輸送部件
437‧‧‧流開口/流動面積
438‧‧‧液體流部分/液體流區域
439‧‧‧蒸氣流部分/蒸氣流區域
450‧‧‧鰭片結構
452‧‧‧蒸發器之內表面
482‧‧‧蒸發器
486‧‧‧輸送部件/輸送管
487‧‧‧流開口/流動面積
488‧‧‧液體流部分/液體流區域
489‧‧‧蒸氣流部分/蒸氣流區域
490‧‧‧鰭片結構
492‧‧‧蒸發器之內表面
510‧‧‧伺服器機架子總成
520‧‧‧框架/架
522‧‧‧印刷電路板/母板
524‧‧‧產熱電子裝置
526‧‧‧風扇
530‧‧‧模組化散熱器
532‧‧‧蒸發器
534‧‧‧冷凝器
536‧‧‧輸送部件
537‧‧‧工作流體之液相/液體
538‧‧‧傳熱表面
539‧‧‧底座
541‧‧‧工作流體之氣相/工作流體蒸氣
560‧‧‧輸送管
562‧‧‧敞開端
564‧‧‧封閉端
590‧‧‧冷卻氣流
610‧‧‧伺服器機架子總成
620‧‧‧框架/架
622‧‧‧印刷電路板
624‧‧‧產熱電子裝置
626‧‧‧風扇
630‧‧‧模組化散熱器
632‧‧‧蒸發器
634‧‧‧冷凝器
636‧‧‧輸送管
637‧‧‧工作流體之液相/液體
638‧‧‧傳熱表面
639‧‧‧工作流體之氣相/工作流體蒸氣
640‧‧‧封閉端
642‧‧‧敞開端
690‧‧‧冷卻氣流
圖1繪示根據本發明之於一資料中心環境中使用且由一模組化散熱器冷卻之一伺服器機架及經構形以安裝於一機架內之一伺服器機架子總成之一示意圖。 圖2A至圖2B分別繪示根據本發明之一伺服器機架子總成之一模組化散熱器之一例示性實施方案之示意性側視圖及俯視圖。 圖3繪示根據本發明之一伺服器機架子總成之一模組化散熱器之另一例示性實施方案之一示意性側視圖。 圖4A至圖4B繪示根據本發明之一伺服器機架子總成之一模組化散熱器之其他例示性實施方案之部分之示意性等角視圖。 圖5A至圖5B分別繪示根據本發明之一伺服器機架子總成之一模組化散熱器之另一例示性實施方案之俯視及側視示意圖。 圖6A至圖6B分別繪示根據本發明之一伺服器機架子總成之一模組化散熱器之另一例示性實施方案之一側視圖及一剖面俯視示意圖。

Claims (22)

  1. 一種資料中心冷卻系統，其包括：一模組化散熱器，其包括：一蒸發器，其經構形以熱接觸一產熱電子裝置以接收來自該資料中心產熱電子裝置之熱；一冷凝器，其耦合至該蒸發器且經構形以將來自該產熱電子裝置之該熱傳遞至一冷卻流體中；及複數個輸送管，其等流體耦合該蒸發器及該冷凝器，該複數個輸送管之至少一者包括定位於該蒸發器中之一敞開端及定位於該冷凝器中之一封閉端，其中該複數個輸送管之該等封閉端定位於該冷凝器之各自區域中且該冷凝器之該各自區域包含冷凝器之不同熱區域；及一工作流體，其基於自該產熱電子裝置接收該熱而在該蒸發器中蒸發，且在該複數個輸送管之至少一者中以氣相自該蒸發器循環至該冷凝器，且以液相自該冷凝器循環至該蒸發器。
  2. 如請求項1之資料中心冷卻系統，其中該工作流體包括水，且該蒸發器包括銅。
  3. 如請求項2之資料中心冷卻系統，其中該水包括去離子水或逆滲透(RO)水。
  4. 如請求項1之資料中心冷卻系統，其進一步包括經定位以使一冷卻流體在該冷凝器上方循環之一風扇。
  5. 如請求項4之資料中心冷卻系統，其中該風扇安裝於支撐該產熱電子裝置之一伺服器板子總成之一框架上。
  6. 如請求項1之資料中心冷卻系統，其進一步包括定位於該蒸發器之一內部體積內之一傳熱表面。
  7. 如請求項6之資料中心冷卻系統，其中該傳熱表面包括與該蒸發器一體地形成之銅鰭片。
  8. 如請求項7之資料中心冷卻系統，其中該等銅鰭片自該蒸發器之該內部體積之一底表面向上延伸，且該鰭片結構之一高度小於該蒸發器中之該工作流體之一操作液位。
  9. 如請求項6之資料中心冷卻系統，其中該傳熱表面之至少一部分塗佈有一多孔塗層。
  10. 如請求項9之資料中心冷卻系統，其中該多孔塗層包括銅顆粒。
  11. 如請求項1之資料中心冷卻系統，其中該冷凝器垂直安裝於該蒸發器上方。
  12. 如請求項1之資料中心冷卻系統，其中該冷凝器安裝至支撐該產熱電子裝置之一伺服器板子總成之一框架。
  13. 如請求項1之資料中心冷卻系統，其中該複數個輸送管包括各自包括一毛細結構之熱管道。
  14. 一種用於冷卻資料中心電子裝置之方法，其包括：用來自與一模組化散熱器之一蒸發器熱接觸之一產熱電子裝置之熱使該蒸發器中之一工作流體之至少一部分蒸發；使該工作流體之一氣相自該蒸發器循環通過複數個輸送管之各自敞開端，該等輸送管將該蒸發器流體耦合至該模組化散熱器之一冷凝器，該等各自敞開端定位於該蒸發器中；在定位於該冷凝器中之該複數個輸送管之各自封閉端中使該工作流體之該氣相之至少一部分冷凝為該工作流體之一液相；及使將該工作流體之該液相通過該複數個輸送管而循環至該蒸發器，其中該複數個輸送管之該等封閉端定位於該冷凝器之各自區域中且該冷凝器之該等各自區域包括該冷凝器之不同熱區域。
  15. 如請求項14之方法，其中該工作流體包括水，且該蒸發器包括銅。
  16. 如請求項15之方法，其中該水包括去離子水或逆滲透(RO)水。
  17. 如請求項14之方法，其進一步包括使一冷卻氣流在該冷凝器上方循環。
  18. 如請求項17之方法，其中使該冷卻氣流循環包括：用安裝於支撐該產熱電子裝置之一伺服器板子總成之一框架上之一風扇使該冷卻氣流循環。
  19. 如請求項14之方法，其進一步包括透過定位於該蒸發器之一內部體積內之一傳熱表面將來自該產熱電子裝置之熱傳遞至該工作流體之該液相。
  20. 如請求項19之方法，其中該傳熱表面之至少一部分塗佈有包括銅顆粒之一多孔塗層。
  21. 如請求項14之方法，其中該冷凝器垂直安裝於該蒸發器上方。
  22. 如請求項14之方法，其中該複數個輸送管包括各自包括一毛細結構之熱管道。
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