CN100485288C

CN100485288C - 利用再循环热致冷的设备和方法

Info

Publication number: CN100485288C
Application number: CNB2004100118160A
Authority: CN
Inventors: 罗伯特·J·V·古特费尔德
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: JP4056513B2; US6931876B2; CN1605815A; JP2005115942A; KR20050033803A; KR100590134B1; US20050076660A1

Abstract

一种用于其中产生热量的***的冷却设备，包括用于接收所述热量的至少一部分的腔室，所述腔室内含有致冷剂；用于接收已经在所述腔室中加热的致冷剂的冷凝器，所述致冷剂在所述冷凝器中被加压和冷却，和至少一根连接于所述冷凝器并通向待冷却区域的蛇管，所述至少一根蛇管具有连接于所述冷凝器的第一部分，在所述第一部分下游的第二部分，和在所述第二部分下游的第三部分，所述第二下游部分包含用于使所述致冷剂自由膨胀从而导致所述区域冷却的孔口，所述第三下游部分从所述待冷却区域返回到所述腔室。

Description

利用再循环热致冷的设备和方法

发明领域

本发明涉及一种使用热力学过程产生的废热的设备和方法，尤其涉及一种利用至少部分废热在产生所述废热的同一***的一部分中，导致一定程度冷却的设备和方法。

背景技术

一段时间以来，通过气体吸收式致冷机利用废热为另一设备提供冷却已经是公知的。然而，普通的设备和方法没有将一装置或***的一部分产生的热量传递到(或利用在)同一装置或***的另一部分，以提供所需的冷却。

另外，常规技术中没有使用吸收式气体致冷机，该致冷机利用废热压缩吸收气体，所述气体在快速膨胀时致冷。现有多种在其正常运行状态产生热量的装置示例。根据热力学定律，每种产生一种形式的机械能的机器必然还产生热量。在很多情况下，这种热量可以达到必须作出很大的努力来冷却所述装置的一部分的程度，否则，所述热量将损坏所述装置的重要功能。

在计算机的运行过程中发现有大量发热的示例。

具体而言，大型单元，比如服务器等，在运行过程中使用大量的电力，需要很大的措施实现足够的热量排出。没有这些措施。服务器元件，比如微处理器等，将由于温度过高而损坏。

然而，在本发明人认识到这一问题前，没有使来自装置或***的一部分废热再循环，并将所述热量转向而造成局部冷却的设备和方法，其中所述致冷设备的冷却部分又对准所述需要冷却的***的不同部分。

发明内容

从普通方法和结构的前述及其他示例性问题、缺陷和不足看，本发明的示例性的特征是提供一种方法和结构，其中在装置或***中产生的一部分热再循环，并改变方向，致使关注的区域局部冷却。

在本发明的第一示例性方面，一种其中产生热量的冷却设备，包括：用于从装置或***中接收至少一部分可用废热的腔室或发生器，其中所述腔室装有致冷剂溶液，用于接收已经在所述腔室中加热从制冷剂溶液中排出的致冷剂的冷凝器，所述致冷剂在所述冷凝器受到加压和冷却，以及至少一个连接于所述冷凝器并通向待冷却区的蛇管。所述至少一根蛇管中包括连接于所述冷凝器的第一部分，位于第一部分下游的第二部分，以及位于第二部分下游的第三部分。所述第二下游部分包含自由膨胀而致使所述区域冷却的孔口，第三下游部分从所述待冷却区域导回到所述腔室。其中，所述***产生的至少一部分热量被再循环以便用于冷却所述待冷却区域。其中，所述待冷却区域的结构包含计算机服务器单元。

在本发明的第二示例性方面，一种其中产生热量的冷却设备，包括：用于接收至少一部分热量且装有致冷剂溶液的腔室，离所述待冷却装置区域一定距离的冷凝器蛇管，所述冷凝器冷却蛇管接收来自所述腔室的经过加热从制冷剂溶液中排出的致冷剂，所述致冷剂由于加热而受压且在所述冷凝器中冷却和液化，且一或多根蛇管从所述冷凝器引出到达待冷却区域，与所述冷凝器相对的所述一或多根蛇管末端固定在待冷却区域，所述相对端包含用于自由膨胀而冷却所述区域的孔口，所述蛇管从所述待冷却区继续前进，返回到所述腔室。其中，所述***产生的至少一部分热量被再循环以便用于冷却所述待冷却区域。其中，所述待冷却区域的结构包含计算机服务器单元。

在本发明的第三示例性方面，一种用于冷却其中产生热量的设备的方法，包括：在腔室内接收至少一部分热量，所述腔室内包含致冷剂溶液，通过冷凝器接收在所述腔室中加热从制冷剂溶液中排出的致冷剂，在所述冷凝器中受压并冷却的致冷剂，使至少一根蛇管连接于冷凝器，并使所述至少一根蛇管通向待冷却区域，其中，所述待冷却区域的结构包含计算机服务器单元，所述至少一根蛇管具有连接于所述冷凝器的第一部分，位于第一部分下游的第二部分，以及位于第二部分下游的第三部分。所述第二下游部分包含用于自由膨胀而使所述区域冷却的孔口，且第三下游部分从所述待冷却区域返回到所述腔室。其中，所述***产生的至少一部分热量被再循环以便用于冷却所述待冷却区域。

本发明还提供了一种冷却一***的一部分的方法，包含：由所述***产生废热；而且使用所述废热的至少一部分，冷却产生废热的所述***的一部分。

利用本发明的独特和非显而易见的特征组合，提供了一种利用热力学过程产生的废热的设备和方法。

所述设备(和方法)很好地利用了至少一部分所述热量，致使产生所述废热的同一装置或***的一部分上产生一定程度的冷却。

因此，一部分废热被从所述装置或***回收，且改变方向到达同一装置或***的需要冷却的一部分。

本发明的这一概念具有很多应用，并不仅限于所述的示例性实施例和应用，其中针对的是大型计算机***产生的热量，比如计算机服务器单元。在这种应用中，为微处理器提供冷却是非常重要的，并且随着芯片电路密度的增加，导致芯片的温度持续增加，微处理器附加冷却的需求也不断增强。然而，本发明并不仅限于这种应用，对于本领域的普通技术人员而言，显然会从总体上采用本发明。本方法的一个基本的优点在于，通过将废热整合为冷却所述装置或***的致冷设备的一部分，使所述装置或***可用的方式，使用废热，否则废热将不是有用的热量，装置或***也会由于过热而不可用。

附图简要说明

从下面参照附图的本发明示例性实施例的详细描述，前述和其他目的、方面和优点将更好理解，其中：

图1示出了结构100的示意图，包括带有气体吸收式致冷机的服务器机柜，所述致冷机接收用于通风或冷却所述整套***的热空气的热量。

图2A示意地示出了气体吸收式致冷循环200；

图2B至2D详细地示出了气体吸收式致冷循环200，且具体而言：

图2B示出了用于压缩取热的机构；

图2C示出了接收来自于例如服务器单元的吹风风扇的热量的发生器；

图2D示出了由所述气体吸收式致冷机冷却的介质的使用，所述介质用于冷却计算机芯片；

图3A详细地示出了关注区域的冷却配置300(例如，计算机芯片310)；

图3B示出了关注区域的冷却配置350的另一实施例(例如，计算机芯片310)，其中在所述蛇管单元和所述计算机芯片310之间直接接触；

图3C和3D分别示出了致冷机的冷却曲线图，和示出了一组曲线的图，在同一图中示出了作为时间的函数的致冷机温度和产生压缩的所述发生器/锅炉的温度；并且

图4示出了本发明的示例性方法400的流程图。

本发明示例性实施例的详细描述

现在参照附图，尤其是图1至4，其中示出了本发明的方法和结构的示例性实施例。

示例性实施例

如上所述，本发明描述了一种利用装置或***中的热力学过程产生的废热的设备和方式，具体而言，所述设备使用至少一部分来自所述装置或***的热量，致使产生废热的同一装置或***中的一部分有一定程度的冷却。这样，一部分废热得到回收，改变方向到达所述装置或***的需要冷却的一部分。

如上所述，虽然本发明具有很多应用，但仅仅是为了便于读者的理解和清楚，而决不是为了限制本发明，本发明将描述大型计算机***产生的热量的示例性实施例，比如计算机服务器单元。实际上，本发明人已经认识到为所述微处理器提供冷却是至关重要的，并且随着芯片电路密度的增加导致芯片温度的持续升高，对低廉的微处理器冷却附加装置的需求持续增长。

从热力学可知，将热量从较低的温度转移到相对较高的温度需要能量。从效率的观点来说，从较冷的区域向较热的区域转移的能量可大于1。实际上，试验表明普通的反向卡诺循环热机，比如普通致冷机可以高达3-4。对于这种致冷机，理想的性能系数(COP)为：

COP＝Q_H/W(1)

其中，Q_H是传递到所述卡诺循环热机的蓄热器的热量，W是实现这种传递的机械功。所述表达式还可以写成两个绝对温度的形式，

COP＝T_H/(T_H-T_c) (2)

其中，Tc是相对较冷的温度(例如在本示例的情况下，待冷却的计算机芯片)。显然，对于这种情况，COP总大于1(也就是说，转移的热量大于转移热量所消耗的功)。

在此，本发明利用装置或***的某些部件，比如一个或多个服务器电源或计算机芯片产生的热量，向吸收式气体致冷机供应热量，而不是功，从而将热量从不必直接连接于用于致冷的热源的受热相邻区域去除。对于计算机，热量最好通过强制空气对流传递到吸收式气体致冷机的发生器，因为热源与发生器的直接接触不能适当地将热量传递到发生器。然而，当所述发生器在比热源供应的热量还低的温度下运行时，这通常并不成立。在这种情况下，热量可以通过传导从热源传递到气体致冷机的发生器。

例如，来自冷却风扇马达或电源的热量可以改变方向，来驱动吸收式气体致冷机的等效物。吸收式气体致冷机(可以完全没有马达或不需要工作电源)是公知的，且通过向溶液(例如，溴化锂(LiBr)/水，氨/水，氯化锂/水，氨/水/氢气等)供热而工作。应注意的是，在使用溴化锂(LiBr)/水(或氯化锂/水)时，在致冷过程中，水挥发掉，进行冷却，而在使用氨/水致冷剂时，氨挥发掉，被压缩、液化，从而进行冷却。可以使用小功率因数的马达重新混合氨、水，或者可以使用第三种气体，氢气。

参照图1，在示例性的应用中示出了本发明的致冷结构100，具体而言，是利用吸收式气体致冷机120冷却的发热装置或***(例如，服务器机柜及相应的电子元件；虽然本发明可以用于很多发热装置，但为了一致和使读者清楚，在下文中将描述服务器机柜)110。

可取的是，气体致冷机120安装在服务器机柜110附近(例如，更可取的是位于顶部)。

气体致冷机120包括捕获从服务器机柜110的某些部分辐射或强制空气废热121a的加热腔121。而且，所述废热还可以来自于向处理器芯片供电的电子器件，比如，来自用于驱动芯片的辅助器件，比如放大器，计算机芯片，电流源等。这就是希望用来循环且用于冷却的所述废热，且通常通过强制空气对流传递到发生器。

如吸收式气体致冷机为本领域所公知，冷凝器122连接于相对较热的加热腔121。冷凝器122可以是导管、蛇管等，且其中包括加压且冷却的液体(致冷剂)。

冷凝器122连接于膨胀阶段(例如，冷却蛇管124)。某些气体致冷机可使用膨胀(或扼流)阀123。在冷却蛇管124邻近所述可选的膨胀阀123的部分，有气态蒸汽(例如，溴化锂/水，氨/水，氨/水/氢气等)，从而进行冷却。因此，应注意的是，并不是所有的气体致冷机使用或启用这种膨胀/扼流阀。通常，在蒸发部分，致冷剂蒸发而导致冷却。在某些情况下，这包括使用扼流阀快速膨胀，但不是所有类型的气体致冷机都需要。

可取的是，冷却蛇管124位于关注的区域(例如，处理器芯片)，从而冷却该区域。

冷却蛇管124横过处理器芯片后，接着连接回加热腔121。

下面将参照图2A详细论述，基于加热器的吸收式气体致冷机的基本原理包括吸收循环，其中在加热腔中致冷剂被从溶液中排出而成为气体，随后经过分离单元使水与致冷剂分离出来(在图中未详细示出)，然后经过冷凝循环，其中致冷剂恢复为液体。

因此，如图1所示，在本发明中，可取的是，冷凝器122位于服务器单元110外侧，将热量从服务器辐射出去，然后经冷却过程将气体变为液体。

该操作随后是蒸发循环，其中发生膨胀(例如，在某些情况下，可以通过膨胀/扼流阀123形成快速膨胀)，并且在某些情况下与氢气相互作用。这一过程要求向来自待冷却体的致冷剂供应蒸发热(例如，在所述示例，非限制性应用的情况下，许多处理器芯片)。气体致冷机(类似于所有致冷机)的该部分为蒸发部分(例如，在附图标记124附近示出，该部分接近希望冷却的区域)。

在示例性实施例中，冷凝器122可以位于远离待冷却区域的任何位置(例如，与冷却风扇110a一起位于服务器机柜110顶部)。

冷凝器122使液态致冷剂受到压力，但为致冷剂提供相当强的冷却。通过膨胀(可以再次通过膨胀或扼流阀123实现)将加压的液体释放到蒸发器中(例如，低压区)造成冷却，因为蒸发热取自周围环境。

在本发明中，如果选用，膨胀阀123可以置于处理器芯片125附近，然而可取的是，其中发生膨胀的管道(例如导管，蛇管等)可以与芯片直接接触或通过接口与接触芯片的标准铜冷却帽直接接触。

现在参照图2A，将详细描述本发明的气体致冷机循环200(及其结构)。

在图2A中，包括功率放大器251(在图2C中示出)(和处理器芯片227)的服务器机柜250辐射出的废热221a(如图2C所示)通常通过强制空气对流汇集在加热腔，发生器，221中。在加热腔221中，在附图标记221b处，有来自前一循环的水和致冷剂(例如，在一个实施例中的热水(H₂O)和氨(NH₃))。

可取的是，辅助电加热器226可以位于加热腔221上方。这种加热器226对于立即实现“即时”加热和冷却是非常重要的。

也就是说，当服务器单元首先启动时，需要一些时间热起来，使本发明的设备工作。因此，致冷机可能需要一段时间才工作，因为它需要一些时间蓄积来自各元件的热量。在这种情况下，电加热器226可以通电而快速加热发生器区域，从而使设备可以工作，而无需等待服务器机柜供热。这样，即时加热可以更快地压缩气体(因此具有更快的冷却能力)。

这种辅助电加热器226可以连接于具有伺服单元的温度传感器226a上，该伺服单元用于在服务器机柜/元件变热时，最佳地减少从辅助电加热器226输出的热量。这样，感知气体温度的温度传感器226a操纵伺服机构，将电加热器226关小(或开大)到最佳值(或零)。

应注意的是，根据来自伺服单元的气体变得多热，总可能需要某些来自辅助电加热器226的热量。也就是说，可能有伺服单元产生的热，但根据许多环境因素，可能它没有使本发明的设备和***有效或最佳工作的足够温度、数量或持续时间。因而，辅助电加热器226将有利于补充来自服务器单元的热量。

冷凝器222连接于加热腔221一侧或上方的加热腔221。

在冷凝器222内在附图标记222a处，有加压和冷却的氨(例如，NH₃，或其他致冷剂)。

在冷凝器222的下游可以设置膨胀阀223(例如，也称为“扼流阀”)。如果使用了，膨胀阀223就可以使加压和冷却的氨在阀223的下游膨胀(例如，在蒸发器/冷却蛇管中)，从而在附图标记225处形成气态NH₃。而且，也可以不使用所述阀。重要的是，在蒸发器部分中，液态致冷剂至少部分蒸发而导致冷却。

膨胀阀223下游的冷却蛇管225位于处理器芯片227的附近225b，从而可以冷却处理器芯片。蛇管的该部分可以与待冷却的计算机芯片接触(例如，如示例图3A所示)，可以接触或穿过芯片冷却帽(例如，如示例图3B所示)，或者可以用于冷却流经计算机芯片附近或接触计算机芯片的水，如图3C所示。

然后，冷却蛇管225返回到加热腔221。

因此，基于加热器的冷凝器使用包括致冷剂的吸收循环，该致冷剂在加热器或发生器部分内被以气体形式受热从溶液中排出。

在本发明中，将致冷剂从溶液中排出的热量是由设备的一部分(例如，服务器单元的电源或风扇)产生的废热221a提供的。

在气体加热之后，在冷凝器单元222中冷凝成液体，然后在蒸发单元中再次蒸发成气体(例如，可选的膨胀阀/扼流阀的蛇管下游，在关注的待冷却区域)，该单元是所有致冷单元共有的。

致冷剂最后返回到吸收单元的溶液中(例如，蒸发单元的下游，在此氨(或溴化锂/水和氯化锂/水类致冷剂中的水))被重新吸收)。

在蒸发单元中蒸发期间产生冷却作用，因为液体转化成气体需要潜热，在本例中，所述潜热是吸取自蒸发器周围部件的热量。

通常，吸收循环式气体致冷机(例如，如图2A中示意地示出的，但没有示出吸收部分的细节，所述吸收部分是已知的，且随气体混合物变化)使用溴化锂(LiBr)的水溶液和氯化锂的水溶液，或者在有些情况下是氨水与氢气的混合物。在氨致冷剂和水的情况下，氨在发生器或加热腔中受热，转变成受压的蒸汽。

致冷剂蒸汽进入分离器240(例如，在图2A中)，将水从致冷剂中分离出来。也就是说，在上行循环中，所述热量使水和氨变热，分离器240起作用，而使水返回加热腔221，同时氨经过下游进入冷凝器单元222。这样，分离器用于上行循环中，然后在蒸发(冷却)阶段后，氨和水混合。

因此，在分离后，氨经过冷凝器单元222，在此由于在冷凝器中冷却，将热量散发给周围，然后恢复为加压的液体。

该液态致冷剂进入蒸发器，并经历自由膨胀(例如，在某些示例的情况下，经由可选的膨胀阀223)，从周围环境中吸取蒸发热，从而导致周围环境的冷却。相对较冷的蒸汽再次进入所述发生器(例如，加热腔)继续循环。

在另一示例、非限制性实施例中，液态溴化物的水溶液用作致冷剂，循环稍稍有些复杂，但除了从溴化锂中分离出水蒸汽，且水蒸汽经过冷凝器222和蒸发阶段，最终导致冷却之外，基本上类似于氨循环的情况。

对于本发明的***，描述性能的系数(COP)的理想表达式为：

COP＝[T_L/(T_M-T_L)][(T_H-T_M)/T_H] (3)

其中T_M是主要从冷凝器222中接收热量的所述吸热部件的温度。

T_H是用于致冷剂的所述发生器和加热腔221的温度，这是由于在所述发明中由服务器单元的受热部分提供的废热进入，所述废热通常不必来自于除了待冷却芯片以外的其他部分。这就是驱动致冷循环的热量，

T_L是由蒸发阶段(例如，冷却区域)的自由膨胀产生的冷却温度，在本发明的示例性实施例中，是为蒸发器单元的气体膨胀提供热量的冷却的计算机处理器芯片的温度。

图2B至2D详细示出了上述的吸收式气体致冷循环。具体而言，图2B示出了压缩吸收热量的机制，准确地说，冷气(致冷剂)流经功率放大器(代表至少部分废热源)。流经管道的冷气流以随后输入冷凝器222的压缩气体的形式，经过所述功率放大器，并作为传递到发生器的部分热量。

图2C示出了在发生器内流动到冷凝器的压缩气体，具体而言所述发生器接收例如来自服务器单元的风扇吹出的热。

图2D示出了已经被吸收式气体致冷机冷却的介质(例如，水)的本发明的应用。如图所示，水箱290与包含水泵223的管道在一起，使冷却的水经过所述芯片和用于致冷的可选冷却帽。示出了温水返回(例如，在冷却了芯片/可选冷却帽后，水变得温热)。现在受热的水返回到吸收式气体致冷机的蒸发器中，然后在冷却之后返回水箱，完成加热/冷却循环。

图3A示出了用于冷却处理器芯片310的示例性构造300，具体而言芯片310如何接触冷却介质。显然，芯片如何接触冷却蛇管330有很多实施例和构造，且可用于本发明。

实际上，气体致冷机的冷却可以用于通过直接接触(例如，如图3B所示)或者通过在与芯片接触的导管内流动的冷却水来冷却芯片，其中作为发生器温度的函数的气体致冷机蒸发器冷却温度的试验数据在图3C中示出。发生器温度的增加是通过使用来自热空***的强制热空气实现的。或者，如图3A所示，冷却水可以流经具有对于本领域的技术人员来说在读过本说明书后显而易见的其它配置的冷却帽。

在图3A中，芯片310示为具有供膨胀冷却蛇管330穿过(或接近)的冷却帽320(例如，通常由导热元素制成，比如铜等)。铜制冷却帽320可具有翅片，且风扇(例如，类似于图1所示的风扇110a)可有利地用于吹在所述翅片上以散热。

这样，在图3A中，冷却剂流经膨胀冷却蛇管330，直接流经接触芯片310(例如，形成阵列的芯片)的铜冷却帽320，从而冷却芯片310。芯片310通常***到板子上，而且管子可以在冷却帽320内，或者芯片可以直接接触膨胀冷却蛇管330。

在使用接触芯片310的铜冷却帽320时，通常在铜冷却帽和芯片之间放有粘性油脂，并且以较高压力(例如，80lbs./in²)将冷却帽压在芯片上。这样，通常在施加压力后，在冷却帽和芯片之间形成接触的油脂膜约50至100微米厚。该膜在减少热量耗散上带来了很大的问题，因此本发明可以使用芯片和冷却蛇管之间的直接接触来提高冷却效率。

即，图3B示出了关注区域(例如，计算机芯片310)的冷却配置350的另一实施例，其中在蛇管单元和计算机芯片310之间直接接触。这样，提供的冷水330直接流过芯片310的表面，从而冷却芯片，然后以热水的形式离开所述的关注区域。

如上所述，图3C和图3D分别示出了致冷机的冷却曲线图，和示出了一组曲线的图，该图示出了在同一张图上作为时间的函数绘出的致冷机温度和产生压缩的发生器温度。

因此，图3C示出了致冷机的冷却曲线，其中致冷机和发生器的温度作为时间的函数，且发生器由“废热”驱动。在该试验中，所述***使用电加热器启动。

图3D示出了在同一张图上作为时间的函数绘出的致冷机温度和产生压缩的发生器温度的第二种关系。对于图3D，温度的波动是由于发生器和热枪之间距离的变化产生的发生器温度的故意波动造成的。

如上所述，对于试验而言，作为致冷机机构的可选部件的电加热器用于启动致冷冷却循环。一旦达到发生器需要的升温，所述电加热器就断开，使用在离所述发生器的不同距离的热枪(因此产生温度的波动)，从而维持所述冷却循环。所述热枪用于模拟回收的废热，即通常来自于所述服务器的废热。使用热枪达到的最低蒸发温度是-5.5℃，但稍低的温度也可以。因此，电加热启动循环，随后切换为模拟的废热。

图4示出了本发明的产生废热的设备的冷却方法400。

所述方法400包括，步骤410，至少接收在所述***内产生的一部分热量，主要通过一腔室(致冷机发生器)的热对流实现，所述腔室中含有致冷剂。

步骤420，冷凝器接收在所述腔室中已经加热的致冷剂，所述致冷剂已经被加压，然后在所述冷凝器中冷却。

步骤430，至少一根蛇管连接于所述冷凝器，并通向待冷却区，所述至少一根蛇管具有连接于所述冷凝器的第一部分，在所述第一部分下游的第二部分，和第二部分下游的第三部分。

步骤440，由于所述第二下游部分含有用于自由膨胀的孔口，所以氨经受自由膨胀(可以通过扼流阀或膨胀阀)，导致所述关注区域的冷却。

步骤450，由于所述第三下游部分从所述待冷却区域返回到所述腔室，所以可以开始下一冷却循环。

因此，如上所述，本发明提供了一种利用装置或***内的热力学过程产生的废热的设备和方法，所述***包括从所述装置或***的至少一部分产生的废热，为所述装置或***的零件提供冷却的设备。

根据本发明，所述设备和方法很好地利用了至少一部分热量，而使产生所述废热的同一设备的一部分产生一定程度的冷却。

而且，至少一部分废热被回收，且改变方向后到达所述装置的需要冷却的部分(例如，在示例、非限制性实施例中的处理器芯片)。

本发明的这一构思具有很多应用，并不仅限于所述的示例性实施例和应用，其中解决的是大型计算机***产生热量，比如计算机服务器单元。

实际上，其他的示例性应用可包括使来自汽车的热量再循环，从而冷却乘客车厢。此外，本发明从***本身(例如，原地)获得热量。因此，本发明使用来自内部的热量，并将来自内部的热量重新分配。

虽然已经通过数个示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将认识到本发明可以在所附权利要求书的主旨和范围内进行改变。

而且，应当指出申请人的本意是覆盖所有权利要求要素的等同体，即使后来在审查过程中进行了修改。

Claims

1.一种用于其中产生热量的***的冷却设备，所述设备包含：

至少通过传导和强制空气之一，用于接收所述热量的至少一部分的腔室，所述腔室内含有致冷剂溶液；

接收已经在所述腔室中加热从致冷剂溶液中排出的致冷剂的冷凝器，所述致冷剂在所述冷凝器中被加压和冷却，

至少一根连接于所述冷凝器并通向待冷却区域的蛇管，所述至少一根蛇管具有连接于所述冷凝器的第一部分，在所述第一部分下游的第二部分，和在所述第二部分下游的第三部分，

所述第二下游部分包含用于使所述致冷剂自由膨胀、从而导致所述区域冷却的孔口，

所述第三下游部分从所述待冷却区域返回到所述腔室，

其中，所述***产生的至少一部分热量被再循环以便用于冷却所述待冷却区域，

其中，所述待冷却区域的结构包含计算机服务器单元。

2.如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于所述致冷剂溶液包含氨和水的溶液，溴化锂和水的溶液，以及氯化锂和水的溶液中的任一种。

3.如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于所述***产生的至少一部分热量包含当所述***被供电时来自所述***内变热的部件的热量。

4.如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于所述待冷却区域的结构包含至少一个风扇和风扇马达，至少一个计算机芯片，计算机电路和电路板，所述结构通电。

5.如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于还包含：

位于接收所述热量的腔室附近的辅助电加热器线圈。

6.如权利要求5所述的冷却设备，其特征在于所述辅助电加热器线圈启动致冷循环。

7.如权利要求5所述的冷却设备，其特征在于所述辅助电加热器线圈在产热结构的运行过程中保持工作，从而增加提供给所述腔室的所述热量。

8.如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于所述至少一根蛇管的第二下游部分与待冷却结构直接接触。

9.如权利要求1所述的冷却设备，其特征在于还包含固体传导元件，其中所述至少一根蛇管的所述第二下游部分与待冷却结构通过所述固体传导元件间接接触。

10.一种用于其中产生热量的***的冷却设备，所述设备包含：

用于接收所述***内产生的热量且含有致冷剂溶液的腔室，

离待冷却区域一段距离的冷凝器，

所述冷凝器接收来自所述腔室的被加热从致冷剂溶液中排出的致冷剂，所述致冷剂由于受热而被加压，且在所述冷凝器中冷却和液化，

至少一根从所述冷凝器通向待冷却区域的蛇管，

所述一或多根蛇管的一端含有用于使所述致冷剂自由膨胀从而导致所述区域冷却的孔口，

所述至少一根蛇管从所述待冷却区域返回到所述腔室，

其中，所述***产生的至少一部分热量被再循环以便用于冷却所述待冷却区域。

其中，所述待冷却区域的结构包含计算机服务器单元。

11.如权利要求10所述的冷却设备，其特征在于所述致冷剂溶液包含氨和水的溶液，溴化锂和水的溶液，以及氯化锂和水的溶液中的任一种。

12.如权利要求10所述的冷却设备，其特征在于所述热量是当所述***加电时由所述***内变热的部件所产生的。

13.如权利要求10所述的冷却设备，其特征在于所述待冷却区域的结构包含至少一个风扇和风扇马达，计算机芯片，计算机电路和电路板，所述结构通电。

14.如权利要求10所述的冷却设备，其特征在于还包含：

位于接收所述热量的腔室附近的辅助电加热器线圈。

15.如权利要求14所述的冷却设备，其特征在于所述辅助电加热器线圈启动致冷循环。

16.如权利要求14所述的冷却设备，其特征在于所述辅助电加热器线圈在所述***中产生热量的同时保持工作，以增加提供给所述腔室的所述热量。

17.如权利要求10所述的冷却设备，其特征在于所述至少一根蛇管的下游部分与待冷却结构直接接触。

18.如权利要求10所述的冷却设备，其特征在于还包含固体传导元件，其中所述至少一根蛇管的下游部分与待冷却结构通过所述固体传导元件间接接触。

19.一种用于冷却其中产生热量的***的一部分的方法，包含：

在加热腔室中，接收所述***内产生的所述热量的至少一部分，所述腔室内含有致冷剂溶液；

通过冷凝器接收在所述腔室中已经加热从致冷剂溶液中排出的致冷剂，所述致冷剂在所述冷凝器中被加压和冷却；

使至少一根蛇管连接于所述冷凝器并通向待冷却区域，其中，所述待冷却区域的结构包含计算机服务器单元，所述至少一根蛇管具有连接于所述冷凝器的第一部分，在第一部分下游的第二部分，和在第二部分下游的第三部分；

在所述第二下游部分上设置用于使所述致冷剂自由膨胀从而导致所述区域冷却的孔口；以及

将所述第三下游部分从所述待冷却区域返回到所述腔室，

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于所述致冷剂溶液包含氨和水的溶液，溴化锂和水的溶液，以及氯化锂和水的溶液中的任一种。

21.如权利要求19所述的方法，其特征在于还包含：

提供一热源，所述热源包含一个位于***内的部件，该部件在所述***加电时变热。

22.如权利要求19所述的方法，其特征在于所述待冷却区域的结构包含至少一个风扇和风扇马达，计算机芯片，计算机电路和电路板，所述结构通电。

23.如权利要求19所述的方法，其特征在于

使一辅助电加热器线圈位于接收所述热量的腔室附近。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于所述辅助电加热器线圈启动致冷循环。

25.如权利要求23所述的方法，其特征在于还包含：

使所述辅助电加热器线圈在所述***的运行过程中保持启动状态，以增加提供给所述腔室的所述热量。

26.如权利要求19所述的方法，其特征在于所述至少一根蛇管的所述第二下游部分与待冷却结构直接接触。

27.如权利要求19所述的方法，其特征在于设有固体传导元件，其中所述至少一根蛇管的所述第二下游部分与待冷却结构通过所述固体传导元件间接接触。