TWI834351B - 冷卻系統 - Google Patents

Abstract

本揭示內容提供一種冷卻系統，包括氣冷裝置及水冷裝置。氣冷裝置包括第一風扇、蒸發器、第一冷凝器以及第二風扇。第一風扇用於將機櫃內的熱氣吹入第一冷卻室。第二風扇用於將外部氣體吹入第二冷卻室。當蒸發器接收熱氣時，蒸發器用以加熱冷媒至氣態，並將冷媒傳輸至第一冷凝器。當第一冷凝器接收外部氣體時，第一冷凝器用以凝結冷媒為液態，並將冷媒傳輸至蒸發器。水冷裝置包括水冷排。水冷排用以自機櫃內的電子設備接收熱液體，並向電子設備傳輸冷液體。當水冷排接收外部氣體時，水冷排用以將熱液體冷卻為冷液體。

Description

冷卻系統

本案是關於一種冷卻系統，特別是關於一種包含氣冷裝置及水冷裝置的冷卻系統。

一般設置於戶外的通訊機櫃內包含電源系統以及交換機等設備，傳統上使用氣冷方式來對此些電子元件提供冷風，以冷卻此些電子元件。然而，隨著電子元件中晶片的性能提升，晶片的發熱瓦數也隨之增加，若僅使用傳統的氣冷方式並不足以使電子元件有效散熱。

本案的一實施例提供一種冷卻系統，包括氣冷裝置及水冷裝置。氣冷裝置包括第一風扇、蒸發器、第一冷凝器以及第二風扇。第一風扇設置於第一冷卻室，且用於將機櫃內的熱氣吹入第一冷卻室。蒸發器設置於第一冷卻室。第一冷凝器設置於第二冷卻室。第二風扇設置於第二冷卻室，且用於將外部氣體吹入第二冷卻室。當蒸發器透過第一風扇接收熱氣時，蒸發器用以加熱冷媒至氣態，並透過第一管線將冷媒傳輸至第一冷凝器。當第一冷凝器透過第二風扇接收外部氣體時，第一冷凝器用以凝結冷媒為液態，並透過第二管線將冷媒傳輸至蒸發器。水冷裝置包括水冷排。水冷排設置於第二冷卻室，且用以透過第三管線自機櫃內的電子設備接收熱液體，並透過第四管線向電子設備傳輸冷液體。當水冷排透過第二風扇接收外部氣體時，水冷排用以將熱液體冷卻為冷液體。

本案的另一實施例提供一種冷卻系統，包括平板式熱交換器、第一風扇、第二風扇以及水冷裝置。平板式熱交換器包括多個板片，板片用以形成至少一熱通道及至少一冷通道。第一風扇用於將機櫃內的熱氣吹入平板式熱交換器的至少一熱通道。第二風扇用於將外部氣體吹入平板式熱交換器的至少一冷通道。當熱氣流經至少一熱通道且外部氣體流經至少一冷通道時，板片用以冷卻該熱氣。水冷裝置包括水冷排。水冷排用以透過第一管線自機櫃內的電子設備接收熱液體，並透過第二管線向電子設備傳輸冷液體。當水冷排透過第二風扇接收外部氣體時，水冷排用以將熱液體冷卻為冷液體。

下列係舉實施例配合所附圖示做詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。另外，圖示僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件或相似元件將以相同之符號標示來說明。

於本文中，除非內文對於冠詞有特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或多個。此外，本文使用之『包含』、『包括』、『具有』、以及相似詞彙，係用以指明所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件及/或組件。

於本文中，當一元件被描述為係『連接』、『耦接』或『電性連接』至另一元件時，該元件可為直接連接、直接耦接或直接電性連接至該另一元件，亦可為該二元件之間有一額外元件存在，而該元件間接連接、間接耦接或間接電性連接至該另一元件。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。

本揭示的一些實施例提供一種冷卻系統。請參照第1圖。第1圖為根據本揭示一些實施例之冷卻系統100的示意圖。冷卻系統100用於冷卻機櫃RAK的內部溫度。在一些實施例中，機櫃RAK設置於戶外且用於容納通訊設備，電源模塊SMR用於轉換交流電為直流電並將直流電傳輸至電源系統POW，電源系統POW用於對電子設備ED1~ED3提供電力。機櫃RAK中的電源模塊SMR、電源系統POW及電子設備ED1~ED3在操作時會產生熱能，使得熱氣在機櫃RAK內部產生。

在一些實施例中，電子設備ED1~ED3為用於通訊相關的資料運算及數據處理之中央處理器(central processing unit，CPU)、圖形處理器(graphics processing unit，GPU)或其他晶片。在一些實施例中，具有較高運算能力或效能的電子設備ED1~ED3，在操作時將產生較多的熱。

如第1圖所示，冷卻系統100包含第一風扇110及第二風扇130、蒸發器120、第一冷凝器140以及水冷排160。第一風扇110及蒸發器120設置於第一冷卻室R1，第二風扇130、第一冷凝器140及水冷排160設置於第二冷卻室R2。蒸發器120及第一冷凝器140透過第一管線P1及第二管線P2互相連接。水冷排160透過第三管線P3及第四管線P4連接至電子設備ED1~ED3。

在一些實施例中，如第1圖所示，第一冷卻室R1及第二冷卻室R2設置於機櫃RAK的同一側，且第一冷卻室R1設置於第二冷卻室R2與機櫃RAK之間。

在一些實施例中，第一冷卻室R1及機櫃RAK中的空氣透過通孔(未繪示於圖中)而彼此流通，第二冷卻室R2中的空氣與外部環境的外部氣體透過通孔(未繪示於圖中) 而彼此流通。

在一些實施例中，冷卻系統100進一步包含隔離牆ISO。如第1圖所示，第一冷卻室R1及第二冷卻室R2之間以隔離牆ISO隔開。換言之，隔離牆ISO設置於第一冷卻室R1及第二冷卻室R2之間。隔離牆ISO用以避免被第一風扇110吹入第一冷卻室R1中的熱氣流入第二冷卻室R2，並避免被第二風扇130吹入第二冷卻室R2中的外部氣體流入第一冷卻室R1。

在一些實施例中，隔離牆ISO上具有至少一通孔(未繪示於圖中)，且至少一通孔用以使第一管線P1、第二管線P2、第三管線P3以及第四管線P4穿過隔離牆ISO。在一些實施例中，隔離牆ISO上具有四個通孔(未繪示於圖中)，且四個通孔分別用以使第一管線P1、第二管線P2、第三管線P3以及第四管線P4穿過隔離牆ISO。

因此，隔離牆ISO能夠避免第一冷卻室R1與第二冷卻室R2之間空氣的流通，而允許冷媒透過第一管線P1及第二管線P2傳輸於蒸發器120與第一冷凝器140之間，且允許液體透過第三管線P3及第四管線P4傳輸於電子設備ED1~ED3與水冷排160之間。

應注意的是，第1圖實施例之組態僅為例示性質，而不意欲限制本揭露之實施例。在不同實施例中，第一冷卻室R1及第二冷卻室R2以及機櫃RAK的結構及位置關係不同於第1圖之實施例。

在一些實施例中，冷卻系統100係透過氣冷裝置及水冷裝置來冷卻機櫃RAK的內部溫度。換言之，冷卻系統100中的元件可被歸類為氣冷裝置及水冷裝置。由於第一風扇110及第二風扇130、蒸發器120、第一冷凝器140以及第一管線P1及第二管線P2係以氣體作為媒介來將機櫃RAK內部的熱帶出機櫃RAK以外，此些元件被稱為氣冷裝置。由於水冷排160以及第三管線P3及第四管線P4係以液體作為媒介來將機櫃RAK內部的熱帶出機櫃RAK以外，此些元件被稱為水冷裝置。以下段落將詳細說明冷卻系統100中各元件之操作。

在一些實施例中，如第1圖所示，第一風扇110設置於相對高的位置，第二風扇130設置於相對低的位置。換言之，在垂直於地面的方向上，第一風扇110較高，第二風扇130較低。

如第1圖所示，當機櫃RAK中的電源模塊SMR、電源系統POW及電子設備ED1~ED3產生熱氣時，第一風扇110用於將機櫃RAK內的熱氣吹入第一冷卻室R1中。在一些實施例中，第一風扇110設置於第一冷卻室R1，第一冷卻室R1與機櫃RAK在鄰近第一風扇110的位置有一通口(未繪示於圖中)，使得第一風扇110能透過通口將熱風從機櫃RAK吹入第一冷卻室R1中。

如第1圖所示，在第一風扇110將熱氣吹入第一冷卻室R1後，隔離牆ISO進一步用以使熱氣沿著隔離牆ISO流至蒸發器120。

如第1圖所示，當來自機櫃RAK的熱氣被第一風扇110吹至蒸發器120時，蒸發器120用以加熱蒸發器120中的冷媒至氣態，並透過第一管線P1將冷媒傳輸至第一冷凝器140。在一些實施例中，蒸發器120用以儲存液態的冷媒，當蒸發器120透過第一風扇110接收來自機櫃RAK的熱氣，而蒸發器120內的液態冷媒加熱至一定溫度時，液態冷媒將會轉化為氣態，氣態的冷媒將會沿著第一管線P1上升，最後被傳輸至第一冷凝器140。

請參照第2A圖及第2B圖。第2A圖及第2B圖為根據本揭示一些實施例之第1圖中第一冷凝器140及蒸發器120的示意圖。在一些實施例中，第1圖中的蒸發器120具有如第2A-2B圖中冷凝器/蒸發器200的結構。如第2A及第2B圖所示，冷凝器/蒸發器200包含彼此相鄰設置的多個平行流扁管220，且每個平行流扁管220皆連接冷媒入口RI及冷媒出口RO。每一平行流扁管220包含多個微流道240，微流道240用作傳輸冷媒的冷媒流路。多個散熱鰭片260設置於每兩個平行流扁管220之間，散熱鰭片260與相鄰的平行流扁管220接觸，且用以使微流道240中的液體與流經散熱鰭片260的空氣進行熱交換。

在一些實施例中，當冷媒流經平行流扁管220中的微流道240時，由於來自機櫃RAK的熱氣流經空氣流路AP而將熱傳至散熱鰭片260，散熱鰭片260用以將熱傳至平行流扁管220，平行流扁管220再將熱傳至微流道240中的冷媒。藉此，冷凝器/蒸發器200用於吸收熱氣的熱，並將冷媒加熱至氣態。

在一些實施例中，當液態冷媒加熱至一定溫度時，液態冷媒將轉化為氣態冷媒。在一些實施例中，當氣態冷媒冷卻至一定溫度以下時，氣態冷媒將轉化為液態冷媒。

請再參照第1圖。第二風扇130用於將外部氣體 吹入第二冷卻室R2。在一些實施例中，第二風扇130設置於第二冷卻室R2，第二冷卻室R2在鄰近第二風扇130的位置有一通口(未繪示於圖中)，使得第二風扇130能透過通口將外部氣體從外部環境吹至第二冷卻室R2中。

如第1圖所示，在第二風扇130將外部氣體吹入第二冷卻室R2後，隔離牆ISO進一步用以使外部氣體沿著隔離牆ISO流至第一冷凝器140。

如第1圖所示，在第一冷凝器140透過第一管線P1接收氣態冷媒後，當第一冷凝器140透過第二風扇130接收外部氣體時，第一冷凝器140用以凝結冷媒為液態，並透過第二管線P2將冷媒傳輸至蒸發器120。換言之，當第一冷凝器140內的氣態冷媒冷卻至一定溫度時，氣態冷媒將會轉化為液態，液態的冷媒將因重力而沿著第二管線P2往下流，最後被傳輸至蒸發器120。

在一些實施例中，第二冷卻室R2在鄰近第一冷凝器140的位置有一通口(未繪示於圖中)連接外部環境。在外部氣體流經第一冷凝器140並吸收第一冷凝器140中冷媒的熱之後，外部氣體將透過此通口排至第二冷卻室R2之外，藉此將熱傳輸至外部環境。

在一些實施例中，第1圖中的第一冷凝器140具有如第2A及第2B圖中冷凝器/蒸發器200的結構。當冷媒流經平行流扁管220中的微流道240，而外部氣體流經冷凝器/蒸發器200的空氣流路AP時，散熱鰭片260用以將來自微流道240中冷媒的熱傳輸至與散熱鰭片260接 觸的外部氣體。藉此，冷凝器/蒸發器200用於將氣態冷媒的熱傳輸至外部氣體，使得氣態冷媒冷卻而凝結成液態冷媒。

在一些實施例中，如第1圖所示，在第一冷凝器140透過第二管線P2將液態冷媒傳輸至蒸發器120後，當蒸發器120自第二管線P2接收液態的冷媒時，第一風扇110進一步用以將被冷媒冷卻的冷氣吹入機櫃RAK內。

在一些實施例中，第一冷卻室R1與機櫃RAK在鄰近蒸發器120的位置有一通口(未繪示於圖中)，當蒸發器120接收冷卻的液態冷媒時，第一風扇110所吹出的風將先經過蒸發器120再從上述通口流入機櫃RAK中。由於此時蒸發器120包含冷卻後的液態冷媒，流經蒸發器120的風將與蒸發器120內的冷媒進行熱交換而被冷卻，因此冷風將流入機櫃RAK中。

透過上述第一風扇110及第二風扇130、蒸發器120、第一冷凝器140以及第一管線P1及第二管線P2之組態，機櫃RAK內熱氣的熱將先傳輸至冷媒，冷媒再將熱傳輸至外部氣體，外部氣體再將熱排至外部環境。藉此，冷卻系統100透過氣冷裝置將機櫃RAK中部份的熱排出。

如前所述，在一些實施例中，由於電子設備ED1~ED3在操作時將產生大量的熱，冷卻系統100透過水冷裝置將電子設備ED1~ED3產生的熱排出機櫃RAK 以外。以下說明冷卻系統100水冷裝置之操作。

如第1圖所示，水冷排160設置於第二冷卻室R2，且用以透過第三管線P3自機櫃RAK內的電子設備ED1~ED3接收熱液體，並透過第四管線P4向電子設備ED1~ED3傳輸冷液體。換言之，電子設備ED1~ED3在操作時產生熱，第三管線P3及第四管線P4用以在電子設備ED1~ED3與水冷排160之間傳輸液體，以透過液體將電子設備ED1~ED3產生的熱排出機櫃RAK。

在一些實施例中，在液體吸收電子設備ED1~ED3所產生的熱後，第三管線P3用以將熱液體傳輸至水冷排160。在水冷排160將熱液體冷卻為冷液體後，第四管線P4用以將冷液體傳送回電子設備ED1~ED3，使冷液體再次與電子設備ED1~ED3進行熱交換。

在一些實施例中，如第1圖所示，當水冷排160透過第二風扇130接收外部氣體時，水冷排160用以將熱液體冷卻為冷液體。換言之，當外部氣體流經水冷排160時，外部氣體將與水冷排160中的熱液體進行熱交換，使得熱液體冷卻為冷液體。

在一些實施例中，如第1圖所示，透過第1圖所示冷卻系統100的配置，外部氣體在被第二風扇130吹入後將先流經水冷排160，再流經第一冷凝器140，最後從第二冷卻室R2鄰近第一冷凝器140位置的通口流出至外部環境。在不同實施例中，冷卻系統100具有不同於第1圖實施例之配置，外部氣體體在被第二風扇130吹入後將 先流經第一冷凝器140，再流經水冷排160，最後從通口流出至外部環境。

請參照第3圖。第3圖為根據本揭示一些實施例之第1圖中水冷排160的示意圖。在一些實施例中，水冷排160包含開口162及168、管狀結構164以及鰭狀結構166。開口162用以連接第1圖所示之第三管線P3並接收來自電子設備ED1~ED3的熱液體，開口168用以連接第1圖所示之第四管線P4並向電子設備ED1~ED3傳輸經冷卻的冷液體。管狀結構164具有迴繞的結構。鰭狀結構166設置於管狀結構164外，且用以將管狀結構164中的液體與流經鰭狀結構166的空氣進行熱交換。例如，當外部氣體流經水冷排160而與水冷排160的鰭狀結構166接觸時，外部氣體與水冷排160管狀結構164中的熱液體進行熱交換，使得熱液體被降溫為冷液體。

在一些實施例中，如第1圖所示，冷卻系統100進一步包含幫浦150。幫浦150設置於第四管線P4的一部份，當冷液體透過第四管線P4流至幫浦150時，幫浦150用以對冷液體加壓並提升冷液體的流速，使冷液體流向電子設備ED1~ED3。在不同的實施例中，幫浦150設置於第三管線P3的一部份，當熱液體透過第三管線P3流至幫浦150時，幫浦150用以提升熱液體的流速。

透過上述水冷排160、幫浦150以及第三管線P3及第四管線P4之組態，電子設備ED1~ED3產生的熱將透過液體的流通傳輸至機櫃RAK以外。藉此，冷卻系統 100透過水冷裝置將機櫃RAK中電子設備ED1~ED3產生的熱排出。

在一些實施例中，第1圖中第三管線P3及第四管線P4所傳輸的液體是透過冷卻板來與電子設備ED1~ED3進行熱交換。請參照第4A圖。第4A圖為根據本揭示一些實施例之第1圖所示之冷卻系統100的局部示意圖。第4A圖僅繪示第1圖冷卻系統100中的水冷裝置，亦即水冷排160、幫浦150以及第三管線P3及第四管線P4，而省略冷卻系統100中的氣冷裝置。

如第4A圖所示，在容器CON中，電子設備ED設置於電路板PCB上，冷卻板420設置於電子設備ED上而與電子設備ED接觸。冷卻板420用以透過第三管線P3向水冷排160傳輸熱液體，透過第四管線P4自水冷排160接收冷液體，並藉由與電子設備ED接觸使液體與電子設備ED進行熱交換。

請參照第4B圖。第4B圖為根據本揭示一些實施例之第4A圖中冷卻板420的示意圖。在一些實施例中，冷卻板420包含管狀結構426以及板狀結構424，管狀結構426具有開口422及428，開口422及428分別用以連接第三管線P3及第四管線P4。管狀結構426設置於板狀結構424上而與板狀結構424接觸。板狀結構424用以接觸電子設備ED。在一些實施例中，板狀結構424以具有高熱傳導性之材質所製成。

如第4A圖所示，當冷液體透過第四管線P4傳輸 至冷卻板420時，冷液體透過冷卻板420與電子設備ED進行熱交換，冷液體吸收電子設備ED產生的熱後被加熱為熱液體。熱液體透過第三管線P3傳輸至水冷排160，水冷排160再依先前段落中之實施例將熱液體冷卻為冷液體。在一些實施例中，冷卻板420被稱為水冷板。

請參照第5圖。第5圖為根據本揭示一些實施例之第1圖所示之冷卻系統100的局部示意圖。第5圖僅繪示第1圖冷卻系統100中的水冷裝置，而省略冷卻系統100中的氣冷裝置。在一些實施例中，如第5圖所示，容器CON用以儲存介電液520，並將電子設備ED浸泡於介電液520中。換言之，電子設備ED浸泡於介電液520中，而直接與介電液520接觸以進行熱交換。在介電液520吸收電子設備ED所產生的熱之後，第三管線P3用於將介電液520從容器CON傳輸至水冷排160。在水冷排160將介電液520冷卻後，第四管線P4用於將冷卻的介電液520傳輸回容器CON。

在一些實施例中，介電液520為不導電的液體，例如油、氟化物等物質。

請參照第6A圖。第6A圖為根據本揭示一些實施例之第1圖所示之冷卻系統100的局部示意圖。第6A圖僅繪示第1圖冷卻系統100中的水冷裝置，而省略冷卻系統100中的氣冷裝置。在一些實施例中，相較於第5圖的實施例，在第6A圖的實施例中，冷卻系統100進一步包含第二冷凝器620。第二冷凝器620設置於容器CON中 且連接第三管線P3及第四管線P4。

在一些實施例中，如第6A圖所示，容器CON中介電液520的沸點小於攝氏100度，例如介電液520的沸點為攝氏50度至65度。當介電液520受電子裝置ED加熱至超過其沸點時，介電液520將從液態轉變為氣態，此時第二冷凝器620用以凝結介電液520為液態。換言之，液態的介電液520在受熱後轉變為氣態的介電液520而充斥在容器CON的空氣中，當氣態的介電液520接觸到第二冷凝器620時，由於來自第四管線P4的冷液體流通於第二冷凝器620內，相對高溫的氣態介電液520將凝結在相對低溫的第二冷凝器620表面或外殼上。

當氣態介電液520凝結在第二冷凝器620上時，介電液520與第二冷凝器620中的液體將進行熱交換，使得第二冷凝器620中的冷液體被加熱為熱液體，第二冷凝器620再透過第四管線P4將熱液體傳輸至水冷排160。凝結於第二冷凝器620上的介電液520將變回液態，而持續儲存於容器CON中。

與第5圖實施例不同地，在第6A圖的實施例中，第三管線P3及第四管線P4、第二冷凝器620以及水冷排160中的液體與容器CON中儲存的介電液520為分開的。在第5圖的實施例中，介電液520將流通於第三管線P3及第四管線P4以及水冷排160中。

請同時參照第6B圖。第6B圖為根據本揭示一些實施例之第6A圖中第二冷凝器620的示意圖。在一些實 施例中，第二冷凝器620包含開口622及626以及管狀結構624。開口626用以連接第四管線P4，以從水冷排160接收冷液體並傳輸至管狀結構624中。開口622用以連接第三管線P3，以將熱液體從管狀結構624傳輸至水冷排160。當液體在管狀結構624中流通時，管狀結構624用以使加熱而氣化的介電液520凝結在其表面上，使介電液520與管狀結構624中的液體進行熱交換。

上述第4A圖、第5圖以及第6A圖實施例中的三種水冷裝置均可用於第1圖所示的冷卻系統100中，以排出第1圖中電子設備ED1~ED3所產生的熱。

本揭示的一些實施例亦提供另一種冷卻系統。請參照第7A圖。第7A圖為根據本揭示一些實施例之冷卻系統700的示意圖。冷卻系統700包含第一風扇710及第二風扇730、平板式熱交換器720、水冷排740以及幫浦750。

在一些實施例中，如第7A圖所示，第一風扇710及第二風扇730、平板式熱交換器720、水冷排740以及幫浦750設置於冷卻室R3中。

請同時參照第7B圖及第7C圖。第7B圖及第7C圖為根據本揭示一些實施例之第7A圖中平板式熱交換器720的示意圖。平板式熱交換器720包含多個板片722，板片722彼此間隔設置，且用以形成熱通道P5及冷通道P6。

在一些實施例中，如第7C圖所示，來自機櫃RAK的熱氣將流經熱通道P5，來自外部環境的外部氣體將流經 冷通道P6。當熱氣與外部氣體分別在板片722的兩側流通時，熱氣與外部氣體透過板片722進行熱交換，使得熱氣將熱傳至外部氣體，熱氣因此得以冷卻。

請再參照第7A圖。當機櫃RAK中的電源模塊SMR、電源系統POW及電子設備ED1~ED3產生熱氣時，第一風扇710用於將機櫃RAK內的熱氣吹入冷卻室R3中。在一些實施例中，第一風扇710設置於冷卻室R3，冷卻室R3與機櫃RAK在鄰近第一風扇710的位置有一通口(未繪示於圖中)，使得第一風扇710能透過通口將熱風從機櫃RAK吹入冷卻室R3中。

如第7A圖所示，來自機櫃RAK的熱氣將被第一風扇710吹入平板式熱交換器720的熱通道P5中。為求圖式簡潔，第7A圖僅示意性地繪示熱通道P5及冷通道P6。在一些實施例中，多個熱通道P5及多個冷通道P6形成於平板式熱交換器720的多個板片740之間。

如第7A圖所示，第二風扇730用以將外部氣體從外部環境吹入冷卻室R3中，外部氣體將先流經水冷排740，再流入平板式熱交換器720的冷通道P6中。在一些實施例中，冷卻室R3設有一通口(未繪示於圖中)，外部氣體在流經平板式熱交換器720的冷通道P6後可流出至外部環境。

在一些實施例中，當熱氣流入平板式熱交換器720的熱通道P5而外部氣體流入平板式熱交換器720的冷通道P6時，平板式熱交換器720的板片722用以冷卻熱氣， 熱氣與外部氣體進行熱交換，熱氣將熱傳至外部氣體。

在一些實施例中，冷卻室R3設有一通口(未繪示於圖中)，熱氣在流經平板式熱交換器720的熱通道P5且經冷卻為冷氣之後，第一風扇710用於將冷氣吹入機櫃RAK中。

透過上述第一風扇710及第二風扇730以及平板式熱交換器720之組態，來自機櫃RAK內的熱氣透過平板式熱交換器720被冷卻，而再流入機櫃RAK中。

如第7A圖所示，水冷排740設置於冷卻室R3，且用以透過第一管線P7自機櫃RAK內的電子設備ED1~ED3接收熱液體，並透過第二管線P8向電子設備ED1~ED3傳輸冷液體。

在一些實施例中，在液體吸收電子設備ED1~ED3所產生的熱後，第一管線P7用以將熱液體傳輸至水冷排740。在水冷排740將熱液體冷卻為冷液體後，第二管線P8用以將冷液體傳送回電子設備ED1~ED3，使冷液體再次與電子設備ED1~ED3進行熱交換。

在一些實施例中，如第7A圖所示，當水冷排740透過第二風扇730接收外部氣體時，水冷排740用以將熱液體冷卻為冷液體。換言之，當外部氣體流經水冷排740時，外部氣體將與水冷排740中的熱液體進行熱交換，使得熱液體冷卻為冷液體。

在一些實施例中，透過第7A圖所示冷卻系統700的配置，外部氣體在被第二風扇730吹入後將先流經水冷 排740，再流經平板式熱交換器720，最後從冷卻室R3鄰近平板式熱交換器720位置的通口流出至外部環境。在不同實施例中，冷卻系統700具有不同於第7A圖實施例之配置，外部氣體體在被第二風扇730吹入後將先流經平板式熱交換器720，再流經水冷排740，最後從通口流出至外部環境。

在一些實施例中，如第7A圖所示，幫浦750設置於第二管線P8的一部份，當冷液體透過第二管線P8流至幫浦750時，幫浦750用以對冷液體加壓並提升冷液體的流速，使冷液體流向電子設備ED1~ED3。在不同的實施例中，幫浦750設置於第一管線P7的一部份，當熱液體透過第一管線P7流至幫浦750時，幫浦750用以提升熱液體的流速。

與第1圖所示的冷卻系統100相比，冷卻系統700採用不同的氣冷裝置，使用平板式熱交換器720。不過，冷卻系統700採用與冷卻系統100相似的水冷裝置，亦即類似地透過水冷排740以及第一管線P7及第二管線P8的配置來將電子設備ED1~ED3產生的熱排出。此外，前述第4A圖、第5圖以及第6A圖實施例中的三種水冷裝置均可用於第7圖所示的冷卻系統700中。

綜上所述，本揭示提供同時包含氣冷裝置及水冷裝置的冷卻系統。其中，氣冷裝置可使用結合蒸發器及冷凝器的配置，亦可使用平板式熱交換器的配置。水冷裝置可使用水冷板的配置，或者採用將電子設備浸泡於介電液中 的配置。藉此，機櫃內設備產生的熱能夠有效地排出機櫃以外，以維持機櫃內設備的效能。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明。任何熟習此技藝之人，在不脫離本揭示內容之精神及範圍內，當可作各種更動及潤飾。本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:冷卻系統

110:第一風扇

120:蒸發器

130:第二風扇

140:第一冷凝器

150:幫浦

160:水冷排

P1:第一管線

P2:第二管線

P3:第三管線

P4:第四管線

R1:第一冷卻室

R2:第二冷卻室

RAK:機櫃

SMR:電源模塊

ED1,ED2,ED3:電子設備

POW:電源系統

200:冷凝器/蒸發器

220:平行流扁管

240:微流道

260:散熱鰭片

AP:空氣流路

RP:冷媒流路

RI:冷媒入口

RO:冷媒出口

162:開口

164:管狀結構

166:鰭狀結構

168:開口

PCB:電路板

ED:電子設備

420:冷卻板

422:開口

424:板狀結構

426:管狀結構

428:開口

520:介電液

620:第二冷凝器

622:開口

624:管狀結構

626:開口

700:冷卻系統

710:第一風扇

720:平板式熱交換器

730:第二風扇

740:水冷排

750:幫浦

P5:熱通道

P6:冷通道

P7:第一管線

P8:第二管線

R3:冷卻室

722:板片

第1圖為根據本揭示一些實施例之冷卻系統的示意圖。 第2A圖為根據本揭示一些實施例之第1圖中第一冷凝器及蒸發器的示意圖。 第2B圖為根據本揭示一些實施例之第1圖中第一冷凝器及蒸發器的示意圖。 第3圖為根據本揭示一些實施例之第1圖中水冷排的示意圖。 第4A圖為根據本揭示一些實施例之第1圖所示之冷卻系統的局部示意圖。 第4B圖為根據本揭示一些實施例之第4A圖中冷卻板的示意圖。 第5圖為根據本揭示一些實施例之第1圖所示之冷卻系統的局部示意圖。 第6A圖為根據本揭示一些實施例之第1圖所示之冷卻系統的局部示意圖。 第6B圖為根據本揭示一些實施例之第6A圖中第二冷凝器的示意圖。 第7A圖為根據本揭示一些實施例之冷卻系統的示意圖。 第7B圖為根據本揭示一些實施例之第7A圖中平板式熱交換器的示意圖。 第7C圖為根據本揭示一些實施例之第7A圖中平板式熱交換器的示意圖。

100:冷卻系統

110:第一風扇

120:蒸發器

130:第二風扇

140:第一冷凝器

150:幫浦

160:水冷排

P1:第一管線

P2:第二管線

P3:第三管線

P4:第四管線

R1:第一冷卻室

R2:第二冷卻室

RAK:機櫃

SMR:電源模塊

ED1,ED2,ED3:電子設備

POW:電源系統

Claims (10)

1. 一種冷卻系統，包括： 一氣冷裝置，包括： 一第一風扇，設置於一第一冷卻室，且用於將一機櫃內的一熱氣吹入該第一冷卻室； 一蒸發器，設置於該第一冷卻室； 一第一冷凝器，設置於一第二冷卻室；以及 一第二風扇，設置於該第二冷卻室，且用於將一外部氣體吹入該第二冷卻室； 其中，當該蒸發器透過該第一風扇接收該熱氣時，該蒸發器用以加熱一冷媒至氣態，並透過一第一管線將該冷媒傳輸至該第一冷凝器； 當該第一冷凝器透過該第二風扇接收該外部氣體時，該第一冷凝器用以凝結該冷媒為液態，並透過一第二管線將該冷媒傳輸至該蒸發器；以及 一水冷裝置，包括： 一水冷排，設置於該第二冷卻室，且用以透過一第三管線自該機櫃內的一電子設備接收一熱液體，並透過一第四管線向該電子設備傳輸一冷液體； 其中，當該水冷排透過該第二風扇接收該外部氣體時，該水冷排用以將該熱液體冷卻為該冷液體。
2. 如請求項1所述之冷卻系統，其中該水冷裝置進一步包括： 一冷卻板，與該電子設備接觸，且用以透過該第三管線向該水冷排傳輸該熱液體，並透過該第四管線自該水冷排接收該冷液體。
3. 如請求項1所述之冷卻系統，其中該水冷裝置進一步包括： 一容器，用以儲存一介電液並浸泡該電子設備於該介電液中。
4. 如請求項3所述之冷卻系統，其中該水冷裝置進一步包括： 一第二冷凝器，設置於該容器中且連接該第三管線及該第四管線； 其中，當該介電液受該電子裝置加熱至氣態時，該第二冷凝器用以凝結該介電液為液態。
5. 如請求項1所述之冷卻系統，進一步包含： 一隔離牆，設置於該第一冷卻室及該第二冷卻室之間，且用以避免吹入該第一冷卻室的該熱氣流入該第二冷卻室，並避免吹入該第二冷卻室的該外部氣體流入該第一冷卻室； 其中，該隔離牆上具有至少一通孔，該至少一通孔用以使該第一管線、該第二管線、該第三管線以及該第四管線穿過該隔離牆； 在該第一風扇將該熱氣吹入該第一冷卻室後，該隔離牆進一步用以使該熱氣沿著該隔離牆流至該蒸發器； 在該第二風扇將該外部氣體吹入該第二冷卻室後，該隔離牆進一步用以使該外部氣體沿著該隔離牆流至該第一冷凝器； 該第一風扇設置於相對高的位置，該第二風扇設置於相對低的位置；以及 當該蒸發器自該第二管線接收液態的該冷媒時，該第一風扇進一步用以將被該冷媒冷卻的一冷氣吹入該機櫃內。
6. 一種冷卻系統，包括： 一平板式熱交換器，包括複數個板片，該些板片用以形成至少一熱通道及至少一冷通道； 一第一風扇，用於將一機櫃內的一熱氣吹入該平板式熱交換器的該至少一熱通道； 一第二風扇，用於將一外部氣體吹入該平板式熱交換器的該至少一冷通道； 其中，當該熱氣流經該至少一熱通道且該外部氣體流經該至少一冷通道時，該些板片用以冷卻該熱氣；以及 一水冷裝置，包括： 一水冷排，用以透過一第一管線自該機櫃內的一電子設備接收一熱液體，並透過一第二管線向該電子設備傳輸一冷液體； 其中，當該水冷排透過該第二風扇接收該外部氣體時，該水冷排用以將該熱液體冷卻為該冷液體。
7. 如請求項6所述之冷卻系統，其中該水冷裝置進一步包括： 一冷卻板，與該電子設備接觸，且用以透過該第一管線向該水冷排傳輸該熱液體，並透過該第二管線自該水冷排接收該冷液體。
8. 如請求項6所述之冷卻系統，其中該水冷裝置進一步包括： 一容器，用以儲存一介電液並浸泡該電子設備於該介電液中。
9. 如請求項8所述之冷卻系統，其中該水冷裝置進一步包括： 一冷凝器，設置於該容器中且連接該第一管線及該第二管線； 其中，當該介電液受該電子裝置加熱至氣態時，該冷凝器用以凝結該介電液為液態。
10. 如請求項6所述之冷卻系統，其中在該熱氣流經該至少一熱通道且冷卻為一冷氣後，該第一風扇進一步用以將該冷氣吹入該機櫃中。