[發明專利]被冷卻的電子系統

有效

• 申請號: 201811383010.2
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN110072368B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 丹尼爾·切斯特;彼得·霍普頓;詹森·本特;基思·迪金
• 申請（專利權）人: 愛思歐托普集團有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;G06F1/20;H01L23/42;H01L23/433;H01L23/473
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王艷江;董敏

描述一種與冷卻發熱電子裝置有關的被冷卻的電子系統。可密封模塊適合填充有第一冷卻液體，并且具有傳導表面的熱傳遞裝置限定用于接收第二冷卻液體的通道。在一個實施方式中，傳導表面或外殼的至少一部分成形成與電子部件的形狀相符。還描述了第二冷卻液體的控制。實施方式的特征是在第二冷卻液體和第三冷卻液體之間傳遞熱。還詳細描述了以冷卻液體填充容器的方法。

本申請是申請人“愛思歐托普有限公司”于2016年1月6日提交的、申請日為2010年5月12日、發明名稱為“被冷卻的電子系統”的發明專利申請201610009043.5的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于容納在運行時產生熱的電子部件的模塊或艙盒、一種冷卻這種電子部件的方法、一種冷卻電子裝置的方法、一種被冷卻的電子系統以及一種用冷卻液體填充用于電子裝置的容器的方法。例如，本發明尤其能夠應用于計算機處理器和主板。

背景技術

電子部件和特別是計算機處理器在運行時產生熱，這可以導致過熱和對部件和隨之系統的其它的部分的損壞。因此希望冷卻所述部件以將熱遠離部件傳遞和使部件溫度保持低于部件的正確且可靠的運行所規定的最大運行溫度。

此問題具體涉及到數據處理或計算機服務器中心，其中，大量的計算機處理器共處一處并且用于在很長的一段時間內可靠且連續的運行。這些中心通常可以容納多個服務器單元，所述多個服務器單元占據多個設備架并且填充一個或多個室。每個服務器單元容納一個或多個服務器板。單獨的個服務器板可以使幾百瓦特的電功率作為熱而耗散。在現有系統中，連續地傳遞熱以便保持正確運行所需的能量可和使服務器運行所需的能量具有相同的數量級。

產生的熱可以傳遞至處理器位于其中的建筑物外部的最終散熱裝置，例如傳遞至建筑物周圍的大氣空氣。目前的實施通常依賴空氣作為處理器和最終散熱裝置之間一個或多個級的傳遞介質。

但是，對于如此大量的熱而言，難以將空氣用作傳遞介質，而不在建筑物的基層結構上施加較大的限制。這是因為熱傳遞的速率可以隨著熱源(例如服務器板，特別是計算機處理器)和最終散熱裝置之間溫度差(△T)不斷增大以及使熱源和最終散熱裝置熱連接的路徑或多個路徑的熱阻的不斷減小而增大。

一些用于處理該困難的已知技術被設計成控制容納處理器的位置的環境條件。目前經常使用空氣處理技術，例如：使局部空氣溫度降低以使局部溫度差增大的空氣的蒸汽壓縮制冷(“空氣調節裝置”)；以及使空氣流速增大并且因此使熱阻減小的空氣加壓(通過使用風扇)。還可以使用多個熱交換級以便將從局部空氣中提取出的熱傳遞至諸如大氣空氣之類的最終散熱裝置。

但是，因為使用空氣調節裝置可能需要大量的電功率以運行，所以這些方法可能是無效的。由于局部溫度和噪音，因此這些方法還可能使所述位置讓人感到不愉快。

此外，可能必須限制空氣流速和空氣溫度，例如使溫度保持低于“露點”以防止從空氣中凝結出來的水蒸汽，這可以損壞靈敏的電子部件。出于這些原因，目前服務器通常稀疏地分布以降低熱密度和改進局部空氣流動，由此減小熱阻。

利用與電子部件接觸的液體來冷卻電子部件可以用于使服務器密度增大，使冷卻成本降低或二者兼得。

在US-2007/109742和GB-A-2432460中描述用于利用液體冷卻電子部件的現有技術。計算機處理器板容納在密封容器內。優選為油的冷卻劑液體泵送穿過容器。處理器板位于容器的底部處，并且蒸發器旋管定位在容器的頂部處，使得在冷卻劑液體中產生對流。冷卻劑液體被處理器板加熱，并且生成的蒸氣流動到冷凝器中。容器定位成使得內部的電路板位于水平面中以允許來自部件的熱的對流。

利用冷凝器以提供制冷增加了系統的復雜性和成本，并且給系統實施又引入一些限制。