CN105009700A - 具有冗余的冷却*** - Google Patents

Abstract

一种冷却设备，包括：接合部件，该接合部件接纳电子装置并且限定对流热界面，由电子装置产生的热可以经由内部冷却剂传递通过对流热界面；以及热交换器装置，该热交换器装置联接至对流热界面，该热交换器装置将由电子装置产生的热经由热界面传递至第一和第二隔离的散热器。在热交换器装置的一部分不能够将热传递至第一散热器的情况下，热交换器装置将本应传递至第一散热器的热中的至少一些热传递至第二散热器。热交换器装置包括：第一冷却剂连接器，该第一冷却剂连接器用于接收作为第一散热器的一部分的第一外部冷却剂；以及第二冷却剂连接器，该第二冷却剂连接器用于接收作为第二散热器的一部分的第二外部冷却剂。

Description

具有冗余的冷却***

技术领域

本发明涉及冷却设备或冷却***以及操作或制造这种冷却设备或冷却***的方法。

背景技术

电子部件并且特别地是计算机处理器在操作中产生热，这可能会导致过热并且随后对***的部件和其他零部件造成损坏。因此，期望的是使部件冷却进而将热传递离开部件并且保持部件温度不高于为部件的正确和可靠的操作指定的最大操作温度。

该问题尤其涉及计算机服务器中心的数据处理，其中，相当数量的计算机处理器是共同放置的并且意在长时间段内可靠持续地运行。这些中心可以典型地包含许多服务器单元，从而占据多个装备机架并且填充一个或多个室。每个服务器单元包含一个或多个服务器板。单个服务器板可以消耗数百瓦特的电力，这些电力中的许多电力作为热耗散了。

国际专利申请号WO2010/130993和美国专利公开号WO2010/020190(两者均具有与本发明共同的发明人)描述了一种冷却装置，该冷却装置使用了用于容纳发热电子部件(一个或多个)的可密封模块。参照图1，示出了包括如在这些文献中描述的发热电子部件的可密封模块的分解截面图。

可密封模块包括：壳体81；带翅片的传导表面71(具有钉状翅片突出部65)，该带翅片的传导表面71形成冷却板60的一部分；容器容积，该容器容积在部件组装之后由壳体81和传导表面71限定并且填充有第一冷却液体(未示出)；与传导表面71相邻的液体流动通道61；小电子部件68；大电子部件69；以及记忆模块76。

可密封模块还包括：电子电路板75；用于电子电路板75的安装支柱63；部件散热器70，该部件散热器70附接至大电子部件69；螺钉80，该螺钉80用以将安装支柱63附接至传导表面71；盖板78，该盖板78用于冷却板的侧部、与带翅片的传导表面的侧部相反；用于壳体81的绝缘体73；第一密封垫片62；第二密封垫片64；以及螺钉79，该螺钉79用以将冷却板组件的部件保持在一起。绝缘体73也可以用作壳体81与电路板75之间的保护膜。

一旦所有螺钉均就位并且各种部件如示出的固定，则由传导表面71和壳体81限定的内部容积就填充冷却剂液体。在操作中，位于电路板75上的部件68、69和存储模块76产生热。热最初通过局部传导被传递至冷却液体，并且接着，当热液体膨胀并且变为有浮力的时候，热通过对流被传递至冷却液体。对流液体快速地与翅片65和传导表面71的其他表面接触。

来自用于传导表面71的翅片65的热被传导至流经通道61的循环第二液体(未示出)，以冷却传导表面71并且因而冷却冷却液体。在该结构中，通道61内的第二冷却剂液体的流动可以被控制以确保由传导表面71和壳体81限定的容积内的冷却剂液体保持在期望的温度范围内。特别地，可以避免第一冷却剂液体的沸腾。

这是用于电子部件的有效的、耐用的并且灵活的冷却方式。与用于电子部件的冷却的早期设计相比，可以容易地控制***内的压力和温度并且昂贵和复杂的制冷技术不是必需的。

改进用于更复杂的冷却***的该构型是有挑战性的。特别地，数据处理或计算机服务器中心使用的电子部件比以前具有增加的更大热输出并且要求更多冷却能力。同时，冗余被添加至冷却***以避免特定部件或过程的失效，从而避免导致***的一部分或全部崩溃。添加这种冗余增加了成本并且可能降低整体效率。

发明内容

针对该背景，本发明提供了一种冷却设备，该冷却设备包括:接合部件，该接合部件构造成接纳电子装置并且限定热界面，由电子装置产生的热可以通过该热界面被传递离开电子装置；热交换器装置，该热交换器装置联接至热界面并且构造成将由电子装置产生的热经由热界面传递至第一散热器和第二散热器。第一散热器和第二散热器彼此隔离(优选地在热交换器装置内)。理想地，热界面是对流的。有利地，热界面允许由电子装置产生的热经由内部冷却剂被传递离开电子装置。随后引用的冷却剂可以是指该内部冷却剂。因而，在模块的水平高度处提供冗余，其可以是用于使一个或多个部件冷却的单个容器或安装件。每个部件可以是单个电子部件或者每个部件可以是包括多个电子部件(比如电路板)的装置或多个这样的装置。

有利地，在热交换器装置的一部分不能够将热传递至第一散热器的情况下，热交换器装置构造成将本应传递至第一散热器的热中的至少一些(或全部)的热传递至第二散热器。因而，在热交换器装置的将热传递至一个散热器的一部分失效的情况下，热交换器装置可以构造成将更大比例的热传递至其他散热器。这可以用来提供冗余。

有益地，热交换器装置包括第一冷却剂连接器(或端口)，该第一冷却剂连接器(或端口)用于接收作为第一散热器的一部分的第一外部冷却剂。有利地，热交换器装置还包括第二冷却剂连接器(或端口)，该第二冷却剂连接器(或端口)用于接收作为第二散热器的一部分的第二外部冷却剂。因而，热交换器装置提供了连接器，该连接器用于将设备(尤其是以模块的形式)接合并且作为冷却***的一部分。这可以允许多个设备分担第一外部冷却剂和/或第二外部冷却剂。虽然这可以允许模块***被构造成其中每个模块均具有冗余，但是仍然允许多个模块共享外部冷却剂并且由此提高效率。同样地，这样的模块可以使用在大范围的不同环境中。第一冷却剂连接器可以包括第一冷却剂入口连接器和第一冷却剂出口连接器，其中，第一冷却剂入口连接器用于接收第一外部冷却剂，第一冷却剂出口连接器用于在热已经从电子装置传递至第一外部冷却剂之后运送第一外部冷却剂。类似地，第二冷却剂连接器可以包括第二冷却剂入口连接器和第二冷却剂出口连接器，其中，第二冷却剂入口连接器用于接收第二外部冷却剂，第二冷却剂出口连接器用于在热已经从电子装置传递至第二外部冷却剂之后运送第二外部冷却剂。

在一些实施方式中，热交换器装置构造成将从电子装置接收到的热以大致相等的比例传递至第一散热器和第二散热器。换句话说，热交换器装置可以在两个散热器之间大致相等地分配热输出，使得两个散热器分担载荷。然而，热传递的比率可以被控制或可以以不同的方式设定(例如：45％:65％、40％:60％、35％:75％、30％:70％、25％:75％、20％:80％、10％:90％、5％:95％)。第一散热器和第二散热器的容量在许多实施方式中可以是相同的。

优选地，热交换器装置或接合部件包括至少一个传导表面，所述至少一个传导表面构造成将由电子装置产生的热经由对流热界面传递至第一散热器和第二散热器。传导表面(一个或多个)(其可以被命名为冷却板)的使用允许热横穿表面传递，这可以比其他形式的热交换器更有效。

在一些实施方式中，接合部件包括壳体，该壳体限定下述容积的至少一部分：其中，电子装置的至少一部分和冷却剂可以定位(并且优选地，例如通过密封该容积来容置)在该容积中，使得冷却剂可以通过对流提供热界面。接着，热交换器装置可以包括：第一热交换器，该第一热交换器具有位于容积的第一部分中的部分并且构造成将热从冷却剂的第一部分传递至第一散热器；以及第二热交换器，该第二热交换器具有位于容积的第二部分中的部分并且布置成与第一热交换器平行，该第二热交换器构造成将热从冷却剂的第二部分传递至第二散热器。

因而，与图1中示出的模块类似的可密封模块却可以设置有第二平行热交换器。该平行热交换器提供了冗余，即使第一热交换器出于任何原因失效仍允许冷却继续。此外，该平行热交换器增加了冷却的效率。

优选地，第一热交换器包括第一传导表面，该第一传导表面与壳体相配合以限定容积的至少一部分。换句话说，可密封模块可以形成为容器，容器壁的一部分由壳体限定并且容器壁的另一部分由第一传导表面限定。

在优选实施方式中，第一热交换器还限定用于接收第一外部(液体)冷却剂(该第一外部冷却剂优选地为来自第一冷却剂连接器的第一外部冷却剂)的第一通道。接着，第一传导表面可以将容积与第一通道分离以允许容积与第一通道之间的热通过第一传导表面传导。因而，第一散热器通过第一外部冷却剂提供，该第一外部冷却剂将来自容积内的内部(液体)冷却剂的热经由穿过第一传导表面的传导从可密封模块运送出去。

有利地，冷却设备还包括电子装置。接着，第一传导表面或壳体的至少一部分可以定形状为与电子装置的形状一致。形状的这种一致性可以进一步提高效率。

第二热交换器可以以与第一热交换器类似的方式形成。因而，第二热交换器可以包括第二传导表面，该第二传导表面与壳体(并且可选地，第一传导表面)相配合以限定容积的至少一部分。接着，第二热交换器还可以限定用于接收第二外部(液体)冷却剂(该第二外部冷却剂可以为来自第二冷却剂连接器的第二外部冷却剂)的第二通道。在这种情况下，第二传导表面可以将容积与第二通道分离以允许容积与第二通道之间的热通过第二传导表面传导。以该方式，第一外部液体冷却剂和第二外部液体冷却剂可以彼此隔离。这可以实现第一散热器和第二散热器的隔离。有利地，这还可以提高第一热交换器和第二热交换器的灵活性、效率和稳健性。

在冷却设备包括电子装置的情况下，第二传导表面或壳体的至少一部分可选地定形状为与电子装置的形状一致。这不仅可以取决于部件(一个或多个)的构型，而且可以取决于第一热交换器和第二热交换器的并且特别地是第一传导表面和第二传导表面的构型。

电子装置可以采取大量不同的形式。在优选实施方式中，电子装置包括电路板。接着，这可以为电子装置限定大致平面的形式。

无论电子装置是否是平面的，电子装置都可以具有伸长轴线。这在电子装置包括电路板时尤其适用，但是在电子装置是分立封装或者是未安装在电路板上的分立封装的组合的情况下，也可能是这种情况。虽然电子装置具有伸长轴线，但是第一传导表面可以具有与至少一个电子部件的伸长轴线大致平行的相应伸长轴线。附加地或替代性地，第二传导表面可以具有与至少一个电子部件的伸长轴线大致平行的伸长轴线。在优选实施方式中，第一传导表面和第二传导表面这两者具有平行的伸长轴线。

第一传导表面可以呈大致平面的形式。附加地或替代性地，第二传导表面可以呈大致平面的形式。在电子装置和第一传导表面两者均呈大致平面的形式的情况下，第一传导表面的平面可以大致平行于电子装置的平面。附加地或替代性地，电子装置和第二传导表面两者均可以呈大致平面的形式并且第二传导表面的平面可以大致平行于电子装置的平面。

在一些实施方式中，壳体、第一传导表面以及第二传导表面限定容积。因而，可以提供具有一体的热交换器的容器。可选地，壳体、第一传导表面、第二传导表面以及电子装置限定此容积。接着，电子装置本身形成模块外容器的一体部分。特别地，该容积还可以包括使得形成均热板(vapour chamber)的芯吸材料。

冷却剂优选地包括流体。在许多实施方式中，(内部)冷却剂包括液体(在标准温度和压力处或操作温度和压力处限定)。在多个实施方式中，冷却设备还包括(内部)冷却剂。有利地，第一外部冷却剂包括液体。附加地或替代性地，第二外部冷却剂包括液体。

在热交换器装置或接合部件包括传导表面的情况下，热交换器装置还可以包括：第一管道***，该第一管道***布置成运送第一冷却剂(优选地，来自第一冷却剂连接器的第一外部冷却剂)，以从传导表面直接地接收热并且将热通过传导表面传递至第一(外部)冷却剂；以及第二管道***，该第二管道***布置成与第一管道***平行以运送第二冷却剂(优选地，来自第二冷却剂连接器的第二外部冷却剂)，以从传导表面直接地接收热并且将热通过传导表面传递至第二(外部)冷却剂。第一(外部)冷却剂和第二(外部)冷却剂优选地至少在热交换器装置内彼此隔离。在这些实施方式中，热交换器装置可以通过具有多个冷却剂通道的单个冷却板来提供，所述多个冷却剂通道中的每个冷却剂通道与其他冷却剂通道隔离。这通过使用单个热交换器(冷却板)提供了冗余，不过仍然提供了两个独立的散热器。

在优选实施方式中，第一管道***和第二管道***以三维交叉结构(比如螺旋形结构)平行设置。换句话说，两个通道交叉(或螺旋)以接收大致相等比例的热并且避免在常规操作下将太大的载荷置于一个散热器上。在次优选实施方式中，接合部件包括传导表面，该传导表面构造成用于附接至电子装置，使得热界面通过传导来提供。因而，冷却板可以直接固定至电子装置(比如电路板)的表面。可以在电子装置与传导表面之间置入一些热传导材料，但是传导表面仍然通过该材料以物理的方式附接至电子装置。

在优选实施方式中，接合部件包括壳体，该壳体限定下述容积的至少一部分：其中，电子装置的至少一部分和第三冷却剂位于该容积中。这可能意味着第三冷却剂可以通过对流向形成热交换器装置的一部分的传导表面提供热界面。接着，第三冷却剂可以与第一冷却剂和第二冷却剂隔离。

在另一方面中，提供了一种包括如本文中所描述的至少一个冷却设备的冷却***。该冷却***还可以包括：管道***，该管道***构造成将相应的第一外部冷却剂运送至至少一个冷却设备中的每个冷却设备(第一冷却剂连接器)以用作第一热交换器装置的第一散热器，并且该管道***构造成将相应的第二外部冷却剂运送至至少一个冷却设备中的每个冷却设备(第一冷却剂连接器)以用作热交换器装置的第二散热器。接着，对至少一个冷却设备中的每个冷却设备而言，相应的第一外部冷却剂和第二外部冷却剂可以彼此隔离。可以为第一外部冷却剂和第二外部冷却剂中的每一者提供独立的泵。在多个实施方式中，对至少一个冷却设备中的每个冷却设备而言，管道***可以构造成结合相应的第一外部冷却剂和第二外部冷却剂。多个泵可以在这种情况下提供冗余。在一些实施方式中，冷却***还包括安装部，该安装部用于接纳用以与管道***接合的至少一个冷却设备。冷却***还可以是单元、架、柜或一些其他壳体结构的形式。

管道***可以构造成允许多个模块通过串联或并联(或串联和并联的组合)连接以分担第一外部冷却剂、第二外部冷却剂或第一外部冷却剂和第二外部冷却剂两者。这可以以有利的方式使用第一冷却剂连接器和第二冷却剂连接器。例如，至少一个冷却设备可以包括多个冷却设备，每个冷却设备如本文中所描述的那样。接着，第一外部冷却剂和第二外部冷却剂可以在多个冷却设备中的每个冷却设备之间分担。在这种情况下的一些实施方式中，管道***可以构造成将第一外部冷却剂运送至串联的多个冷却设备中的每个冷却设备的相应的第一冷却剂连接器。附加地或替代性地，管道***还可以构造成将第二外部冷却剂运送至串联的多个冷却设备中的每个冷却设备的相应的第二冷却剂连接器。在这种情况下的一些实施方式中，管道***可以构造成将第一外部冷却剂运送至并联的多个冷却设备中的每个冷却设备的相应的第一冷却剂连接器。附加地或替代性地，管道***还可以构造成将第二外部冷却剂运送至并联的多个冷却设备中的每个冷却设备的相应的第二冷却剂连接器。

有利地，冷却***还可以包括第二热交换器装置，该第二热交换器装置构造成接收第一外部冷却剂(优选地，来自至少一个冷却设备中的每个冷却设备的相应的第一外部冷却剂)和第二外部冷却剂(优选地，来自至少一个冷却设备中的每个冷却设备的相应的第二外部冷却剂)。接着，第二热交换器装置可以构造成将热从第一外部冷却剂和第二外部冷却剂传递至共同的输出散热器。这可以单独地用于来自每个冷却设备的外部冷却剂或者这可以在多个冷却设备连接在一起以分担外部冷却剂时应用。第二热交换器装置可以包括一个或多于一个的热交换器。因此，将理解的是，第一热交换器的第一散热器和第二热交换器的第二散热器彼此隔离(至少在每个冷却设备的热交换器装置内)，但是这两个散热器可以具有其自己的散热器并且这些散热器不需要彼此隔离。

在另一方面中，本发明可以在操作冷却***的方法中寻得，该方法包括：将电子装置联接至限定热界面的接合部件，由电子装置产生的热可以通过热界面被传递离开电子装置；操作电子装置以产生传递至热界面的热；在热交换器装置处经由热界面接收由电子装置产生的热；以及将在热交换器装置处接收到的热传递至第一散热器和第二散热器。第一散热器和第二散热器彼此隔离(至少在热交换器装置内)。优选地，热界面是对流的。在该情况下，对流热界面允许由电子装置产生的热可以经由内部冷却剂被传递离开电子装置。有益地，该方法还包括：在第一冷却剂连接器处接收作为第一散热器的一部分的第一外部冷却剂。有利地，该方法还包括：在第二冷却剂连接器处接收作为第二散热器的一部分的第二外部冷却剂。

将理解的是，与本文中描述的结构设备特征对应的方法特征可以可选地结合该方法来提供。以下明确限定这些方法特征中的一些方法特征。

在热交换器装置的一部分不能将热传递至第一散热器的情况下，该方法还可以包括将本应传递至第一散热器的热中的至少一些热传递至第二散热器。可选地，传递热的步骤包括将从电子装置接收到的热以大致相等比例传递至第一散热器和第二散热器。

可选地，接合部件包括壳体，该壳体限定容积的至少一部分。接着，联接步骤可以包括将电子部件的至少一部分与冷却剂(内部冷却剂)一起定位在容积中，使得冷却剂可以通过对流提供热界面。此处，接收热的步骤可以包括：在位于容积的第一部分中的第一热交换器处接收(内部和/或液体)冷却剂的第一部分，以将热从冷却剂的第一部分传递至第一散热器；以及在与第一热交换器平行设置并且位于容积的第二部分中的第二热交换器处接收(内部和/或液体)冷却剂的第二单独部分，以将热从冷却剂的第二部分传递至第二散热器。

在第一热交换器处接收冷却剂的第一部分的步骤可以包括将从冷却剂的第一部分接收到的热传递至第一外部冷却剂。附加地或替代性地，在第二热交换器处接收液体冷却剂的第二部分的步骤可以包括将从液体冷却剂的第二部分接收到的热传递至第二外部冷却剂。在使用第一外部冷却剂和第二外部冷却剂时，这些外部冷却剂至少在热交换器装置内彼此隔离。有利地，第一外部冷却剂和第二外部冷却剂是液体。

在一些实施方式中，该方法还可以包括：在热交换器装置外侧结合第一外部冷却剂和第二外部冷却剂。替代性地，第一外部冷却剂和第二外部冷却剂可以在热交换器装置外侧保持隔离。

该方法还可以包括：在第二热交换器装置处接收来自所述热交换器装置的第一外部冷却剂和第二外部冷却剂；以及使用第二热交换器装置将热从第一外部冷却剂和第二外部冷却剂传递至共同的输出散热器。

在又一方面中，存在一种制造冷却***的方法，该方法包括：将电子装置联接至限定热界面的接合部件，由电子装置产生的热可以通过该热界面被传递离开电子装置；将热交换器装置安装在接合部件上以将热从电子装置经由热界面传递至热交换器装置；以及构造热交换器装置以将从电子装置接收到的热传递至第一散热器和第二散热器。第一散热器和第二散热器彼此隔离。可选地，该方法还可以包括用冷却液体填充容积。

另外，将理解的是，该方法可以包括与本文中限定的设备特征中的任何一个设备特征或多个设备特征对应的可选的方法步骤。

联接步骤可以包括将电子装置容纳在由可密封模块限定的容积中，使得液体冷却剂可以被添加至容积，以用于移除由电子装置产生的热。接着，安装热交换器装置的步骤可以包括：将第一热交换器安装在容积的第一部分中使得第一热交换器可以接收液体冷却剂的第一部分并且将热从液体冷却剂的第一部分传递至第一散热器；以及将与第一热交换器平行的第二热交换器安装在容积的第二部分中使得第二热交换器可以接收液体冷却剂的第二单独部分并且将热从液体冷却剂的第二部分传递至第二散热器。可选地，该方法还可以包括用冷却液体填充容积。

即使没有被明确地公开，但也可以提供本文中所描述的任何设备特征或方法特征的组合或设备特征和方法特征两者的组合。

附图说明

本发明可以以多种方式付诸实施，现在将仅通过示例并且参照附图对多种方式中的一种方式进行描述，在附图中：

图1是包括根据现有构型的发热电子部件的可密封模块的分解截面图；

图2是根据本发明的第一实施方式的冷却设备的示意图；

图3是根据图2的示意图的包括发热电子部件的可密封模块的实施方式的分解截面图；

图4是根据本发明的第二实施方式的冷却设备的示意图；

图5是根据本发明的第三实施方式的冷却设备的示意图；以及

图6是根据可以从属于本发明的第四实施方式的冷却设备的示意图。

具体实施方式

参照图2，示出了冷却设备100，该冷却设备100包括：壳体101；发热电子部件105；第一热交换器110；和第二热交换器120。壳体101(可选地与第一热交换器110结合、与第二热交换器120结合或者与第一热交换器110和第二热交换器120两者结合)限定容积102，发热电子部件105位于该容积102中。

在操作之前，容积102填充有液体冷却剂。WO-2010/130993和US-2010/0290190描述了用于用液体冷却剂填充容积(比如容积102)的技术，特别地解决了操作期间的任何压力变化。可密封模块100密封成使得液体冷却剂不应当流出。

在操作期间，发热电子部件105对容积102中的液体冷却剂进行加热并且热从液体冷却剂经由第一热交换器110和第二热交换器120传递至可密封模块100外部的散热器。用于第一热交换器和第二热交换器的相应散热器彼此隔离。在该上下文中，术语散热器仅用作热通过其被传递离开可密封模块100的设备或装置的简写。

现在对根据图2的一个实施方式的实施细节进行讨论。在该上下文中并且参照图3，示出了根据图2的包括发热电子部件的可密封模块的实施方式的分解截面图。本实施方式主要基于图1中示出的现有设计。在使用了与图1中所示的相同的部件或零部件的情况下，已经采用了相同的附图标记。

可密封模块141包括发热电子部件169。可密封模块141还包括：第一带翅片的传导表面71，该第一带翅片的传导表面71形成第一冷却板60的一部分；第一液体流动通道61，该第一液体流动通道61与传导表面71相邻；第二带翅片的传导表面171，该第二带翅片的传导表面171形成第二冷却板160的一部分；以及第二液体流动通道161，该第二液体流动通道161与第二传导表面171相邻。为清楚起见，该附图中省去了固定件。

按照图1，发热电子部件169包括：电路板75、小电子部件68、大电子部件76和后置电子部件168。

可密封模块141还包括：第一密封垫片64；第二密封垫片164；第三密封垫片184；位于第一传导表面71上的钉状翅片突出部65；位于第二传导表面171上的钉状翅片突出部165；第一盖板78，该第一盖板78用于第一冷却板60的侧部、与第一传导表面71上的翅片相反；以及第二盖板178，该第二盖板178用于第二板160的侧部、与第二传导表面171上的翅片相反。

第一冷却板60和第二冷却板160中的每一者制造有两个面，每个面各具有单独的功能。第一传导表面71和第二传导表面171为钉状翅片板，其形成相应冷却板的一个面。如附图中所示，两个冷却板可以附接在一起，以形成发热电子部件169可以容纳在其中的密封容积。密封垫片确保组装封装体基本上是密封的以防止液体损失或空气进入。设置有用于发热电子部件169的安装夹具(未示出)。第一传导表面71的翅片65和第二传导表面171的翅片165面向电路板75。在一些情况下，尺寸较大的部件可以存在于板的两侧上，如示出的。替代性地(但并非如示出的)，尺寸较大的部件可以仅存在于板的一个侧部上。在翅片65的端部与部件之间以及翅片165的端部与部件之间设置有小的间隙。翅片具有长形截面并且其高度变化，以便保持电子电路板上的各种尺寸的部件与翅片的顶部之间的小的间隙。针对图3中的翅片65和翅片165两者都示出了这种情况。

对于第一冷却板60而言，第一盖板78允许第一通道61被限定。第一通道61允许用于第二液体冷却剂(与由密封模块限定的容积内的液体冷却剂不同)的液体流，第二液体冷却剂用于将热传递离开可密封模块141。类似地，第二盖板178形成供第三液体冷却剂流动并且由此将热通过独立的路径从可密封模块141传送离开的第二通道161。第二液体冷却剂和第三液体冷却剂是独立控制的，以便为可密封模块141提供两个隔离的散热器。

本实施方式的另外的设计和实现特征可以根据在先公开的WO-2010/130993和US-2010/0290190中所公开的细节来添加或者调整。

尽管现已描述了本发明的特定实施方式，但是本领域技术人员将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下可以作出各种变化和修改。例如，尽管图3中示出的实施方式使用两个独立的冷却板，但是也可以采用其他类型的热交换器。类似的，虽然图3中示出的构造存在可理解的优点，其中，在可密封模块的相对壁上设置有两个热交换器，但是将理解的是，热交换器可以替代性地在相同的壁或相邻的壁中实施。下面描述了按照这些思路的实施方式。同样地，将理解的是，每个热交换器不需要占据可密封模块的整个壁，而是可以形成壁的一部分。实际上，在一些实施方式中可以设置多于两个的热交换器。

参照图3，第一传导表面71、第二传导表面171或者第一传导表面71和第二传导表面171两者均不需要设置有翅片65或翅片165，并且本领域技术人员众所周知的替代方案也是可能的。此外，在一个传导表面或者两个传导表面上的翅片不需要具有根据电子部件的形状调整的形状、尺寸或者形状和尺寸两者。

尽管图3中未示出与第一冷却板60和第二板160分离的壳体，但是将理解的是，涉及冷却板和一体的或不同的壳体的各种其他结构构型也是可能的。虽然用于第一热交换器的散热器和用于第二热交换器的散热器采用图3中示出的实施方式中的液体冷却剂的形式，但是将理解的是，也可以使用其他类型的散热器。

现以示意性的方式简要地描述另外的替代实施方式，本领域技术人员将理解的是，这样的实施方式的另外的实现细节可以与以上描述的实施方式类似或者与其他现有结构类似。

参照图4，示出了根据本发明的第二实施方式的冷却设备的示意图。在相同的特征如在其他附图中示出的情况下，已经使用了相同的附图标记。冷却设备200包括：壳体201、发热电子部件105、第一热交换器210和第二热交换器220。由壳体201、第一热交换器210和第二热交换器220限定的容积填充有液体冷却剂202。第一热交换器210具有冷却剂输入端211和冷却剂输出端212并且第二热交换器220具有与第一热交换器210的冷却剂输入端211和冷却剂输出端212分离的冷却剂输入端221和冷却剂输出端222。

该冷却设备200以与图2中示出的冷却设备100类似的方式操作。在操作期间，发热电子部件105对容积202中的液体冷却剂进行加热并且热从液体冷却剂经由第一热交换器210和第二热交换器220传递至可密封模块200外部的散热器。用于第一热交换器和第二热交换器的相应散热器彼此隔离。第一热交换器210和第二热交换器220布置在发热电子部件105的相同侧上并且构成第一热交换器210和第二热交换器220与壳体一起限定的容积的同一壁的一部分。

接着参照图5，示出了根据本发明的第三实施方式的冷却设备的示意图。再次，如在其他附图中示出的相同的特征用相同的附图标记表示。冷却设备300包括：发热电子部件105、第一热交换器310、第二热交换器320、壳体301和芯吸材料305。壳体301和芯吸材料305一起限定附接至发热电子部件105的均热板。

第一热交换器310具有冷却剂输入端311和冷却剂输出端312并且第二热交换器320具有与第一热交换器310的冷却剂输入端311和冷却剂输出端312分离的冷却剂输入端321和冷却剂输出端322。因而，第一热交换器310和第二热交换器320(第一热交换器310和第二热交换器320为典型的独立的冷却板)并行作用并且如果其中一个热交换器发生故障则各自可以提供冗余。

现参照图6，示出了根据可以从属于本发明的第四实施方式的冷却设备的示意图。再次地，在相同的特征如在其他附图中示出的情况下，相同的特征用相同的附图标记表示。冷却设备400包括发热电子部件105、传导固定材料405和热交换器410。发热电子部件105具有凸起部(例如，当发热电子部件105为电路板时，发热电子部件105可以具有安装在其上的部件)，该凸起部包括：第一部件106和第二部件107。传导固定材料405是粘结材料，其还用作热界面以将热从发热电子部件105传导至热交换器410。

热交换器410与前述热交换器不同。热交换器410是具有两个独立的冷却剂入口——第一入口411和第二入口412——的冷却板。热交换器410还具有两个独立的冷却剂出口：第一出口421和第二出口422。在热交换器410内，存在两个独立的、隔离的通道，下述两个独立的冷却剂流通过所述两个独立的、隔离的通道限定：从第一入口411至第一出口421的第一流；以及从第二入口412至第二出口422的第二流。这两个流彼此隔离并且因此用作热交换器410的两个平行的散热器。这提供了冗余，使得一个流的失效可以通过另一个流补偿。为了使从发热电子部件105传递至两个冷却剂通道的热处于平衡状态(并且避免在一个通道上比在另一个通道上放置更大的载荷)，两个通道可以设置成在三维中(比如使用螺旋(或螺线)形式)横穿彼此。两个通道可以由此覆盖与发热电子部件105相邻的热交换器410的整个表面(以上称为传导表面)。在没有这种调整的情况下，在一个通道发生故障的情况下可能会出现下述情形：另外的通道可能不具有足够的热容量以应对横穿整个热传递表面所需的热传递。

尽管已经通过位于发热电子部件105与热交换器410之间的传导热界面描述了本实施方式，但是将认识到的是，本实施方式同样可以通过对流热界面来实现。这可以通过使用填充有冷却剂的容积来实现，如参照图2至图4所描述的。同样，将理解的是，也可以视需要组合不同实施方式的各个特征以从以上讨论的特定益处中获取优点。

Claims (37)

1.一种冷却设备，所述冷却设备包括：

接合部件，所述接合部件构造成接纳电子装置并且限定对流热界面，由所述电子装置产生的热能够经由内部冷却剂通过所述对流热界面被传递离开所述电子装置；以及

热交换器装置，所述热交换器装置联接至所述对流热界面并且构造成将由所述电子装置产生的热经由所述对流热界面传递至第一散热器和第二散热器，所述第一散热器和所述第二散热器在所述热交换器装置内彼此隔离，使得在所述热交换器装置的一部分不能够将热传递至所述第一散热器的情况下，所述热交换器装置构造成将本应传递至所述第一散热器的热中的至少一些热传递至所述第二散热器；并且

其中，所述热交换器装置包括：第一冷却剂连接器，所述第一冷却剂连接器用于接收作为所述第一散热器的一部分的第一外部冷却剂；以及第二冷却剂连接器，所述第二冷却剂连接器用于接收作为所述第二散热器的一部分的第二外部冷却剂。

2.根据权利要求1所述的冷却设备，其中，所述热交换器装置或所述接合部件包括至少一个传导表面，所述至少一个传导表面构造成将由所述电子装置产生的热经由所述对流热界面传递至所述第一散热器和所述第二散热器。

3.根据权利要求1或2所述的冷却设备，其中，所述接合部件包括限定容积的至少一部分的壳体，所述电子装置的至少一部分和所述内部冷却剂能够容置在所述容积中，使得所述内部冷却剂能够提供所述对流热界面，并且其中，所述热交换器装置包括：

第一热交换器，所述第一热交换器具有位于所述容积的第一部分中的一部分并且构造成将热从所述内部冷却剂的第一部分传递至所述第一散热器；以及

第二热交换器，所述第二热交换器具有位于所述容积的第二部分中的一部分并且布置成与所述第一热交换器平行，所述第二热交换器构造成将热从所述内部冷却剂的第二部分传递至所述第二散热器。

4.根据权利要求3所述的冷却设备，其中，所述第一热交换器包括第一传导表面，所述第一传导表面与所述壳体相配合以限定所述容积的至少一部分。

5.根据权利要求4所述的冷却设备，其中，所述第一热交换器还限定第一通道，所述第一通道用于接收来自所述第一冷却剂连接器的第一外部冷却剂，所述第一传导表面将所述容积与所述第一通道分离以允许所述容积与所述第一通道之间的热被传导通过所述第一传导表面。

6.根据权利要求4或5所述的冷却设备，还包括所述电子装置，并且其中，所述第一传导表面或所述壳体的至少一部分定形状为与所述电子装置的形状一致。

7.根据权利要求4至6中的任一项所述的冷却设备，其中，所述第二热交换器包括第二传导表面，所述第二传导表面与所述壳体相配合以限定所述容积的至少一部分。

8.根据权利要求7所述的冷却设备，其中，所述第二热交换器还限定第二通道，所述第二通道用于接收来自所述第二冷却剂连接器的第二外部冷却剂，所述第二传导表面将所述容积与所述第二通道分离以允许所述容积与所述第二通道之间的热被传导通过所述第二传导表面。

9.根据权利要求7或8所述的冷却设备，还包括所述电子装置，并且其中，所述第二传导表面或所述壳体的至少一部分定形状为与所述电子装置的形状一致。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的冷却设备，其中，所述壳体、所述第一传导表面以及所述第二传导表面限定所述容积。

11.根据权利要求10所述的冷却设备，其中，所述壳体、所述第一传导表面、所述第二传导表面以及所述电子装置限定所述容积。

12.根据权利要求11所述的冷却设备，其中，所述容积还包括使得形成均热板的芯吸材料。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的冷却设备，还包括具有伸长轴线的所述电子装置，并且其中，所述第一传导表面和所述第二传导表面各自具有与所述电子装置的所述伸长轴线大致平行的相应的伸长轴线。

14.根据权利要求13所述的冷却设备，其中，所述电子装置以及所述第一传导表面和所述第二传导表面各自呈大致平面的形式，并且其中，所述第一传导表面的平面和所述第二传导表面的平面与所述电子装置的平面大致平行。

15.根据任一前述权利要求所述的冷却设备，其中，所述电子装置包括限定大致平面的形式的电路板。

16.根据权利要求13至15中的任一项所述的冷却设备，其中，所述第一传导表面和所述第二传导表面位于所述电子装置的相同侧上。

17.根据权利要求13至15中的任一项所述的冷却设备，其中，所述第一传导表面和所述第二传导表面位于所述电子装置的相反侧上。

18.根据任一前述权利要求所述的冷却设备，其中，所述内部冷却剂包括液体。

19.根据任一前述权利要求所述的冷却设备，还包括所述内部冷却剂。

20.根据任一前述权利要求所述的冷却设备，其中，所述第一外部冷却剂包括液体，并且其中，所述第二外部冷却剂包括液体。

21.根据权利要求2所述的冷却设备，其中，所述热交换器装置还包括：

第一管道***，所述第一管道***布置成运送来自所述第一冷却剂连接器的所述第一外部冷却剂，以从所述传导表面直接地接收热并且将热通过所述传导表面传递至所述第一外部冷却剂；以及

第二管道***，所述第二管道***布置成与所述第一管道***平行以运送来自所述第二冷却剂连接器的所述第二外部冷却剂，以从所述传导表面直接地接收热并且将热通过所述传导表面传递至所述第二外部冷却剂；并且

其中，所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂在所述热交换器装置内彼此隔离。

22.根据权利要求21所述的冷却设备，其中，所述第一管道***和所述第二管道***以螺旋形结构平行布置。

23.根据权利要求21或22所述的冷却设备，其中，所述接合部件包括限定容积的至少一部分的壳体，所述电子装置的至少一部分和所述内部冷却剂能够容置在所述容积中，使得所述内部冷却剂能够将所述对流热界面提供至形成所述热交换器装置的一部分的所述传导表面，并且其中，所述内部冷却剂与所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂隔离。

24.一种包括至少一个根据任一前述权利要求所述的冷却设备的冷却***，所述冷却***还包括：

管道***，所述管道***构造成将相应的所述第一外部冷却剂运送至至少一个所述冷却设备的每个第一冷却剂连接器以用作相应的所述热交换器装置的所述第一散热器，并且所述管道***构造成将相应的所述第二外部冷却剂运送至至少一个所述冷却设备的每个第二冷却剂连接器以用作相应的所述热交换器装置的所述第二散热器。

25.根据权利要求24所述的冷却***，其中，对至少一个所述冷却设备中的每个冷却设备而言，相应的所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂在所述管道***内彼此隔离。

26.根据权利要求24所述的冷却***，其中，对至少一个所述冷却设备中的每个冷却设备而言，所述管道***构造成结合所述相应的所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂。

27.根据权利要求24至26中的任一项所述的冷却***，其中，至少一个所述冷却设备包括多个冷却设备，每个冷却设备为根据权利要求1至22中的任一项所述的冷却设备，并且其中，所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂在多个所述冷却设备中的每个冷却设备之间分担。

28.根据权利要求27所述的冷却***，其中，所述管道***构造成将所述第一外部冷却剂运送至串联的多个所述冷却设备中的每个冷却设备的相应的所述第一冷却剂连接器，并且其中，所述管道***还构造成将所述第二外部冷却剂运送至串联的多个所述冷却设备中的每个冷却设备的相应的所述第二冷却剂连接器。

29.根据权利要求27所述的冷却***，其中，所述管道***构造成将所述第一外部冷却剂运送至并联的多个所述冷却设备中的每个冷却设备的相应的所述第一冷却剂连接器，并且其中，所述管道***还构造成将所述第二外部冷却剂运送至并联的多个所述冷却设备中的每个冷却设备的相应的所述第二冷却剂连接器。

30.根据权利要求23至28中的任一项所述的冷却***，还包括安装部，所述安装部用于接纳用以与所述管道***接合的至少一个所述冷却设备。

31.根据权利要求24至30中的任一项所述的冷却***，还包括：

第二热交换器装置，所述第二热交换器装置构造成接收来自至少一个所述冷却设备中的每个冷却设备的相应的所述第一外部冷却剂和相应的所述第二外部冷却剂并且将热从所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂传递至共同的输出散热器。

32.一种操作冷却***的方法，所述方法包括：

将电子装置联接至限定对流热界面的接合部件，由所述电子装置产生的热能够经由内部冷却剂通过所述对流热界面被传递离开所述电子装置；

操作所述电子装置以产生传递至所述对流热界面的热；

在热交换器装置处经由所述对流热界面接收由所述电子装置产生的热；

在第一冷却剂连接器处接收作为第一散热器的一部分的第一外部冷却剂；

在第二冷却剂连接器处接收作为第二散热器的一部分的第二外部冷却剂；

将在所述热交换器装置处接收到的热传递至所述第一散热器和所述第二散热器，所述第一散热器和所述第二散热器在所述热交换器装置内彼此隔离；以及

在所述热交换器装置的一部分不能够将热传递至所述第一散热器的情况下，将本应传递至所述第一散热器的热中的至少一些热传递至所述第二散热器。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述接合部件包括限定容积的至少一部分的壳体，联接步骤包括将所述电子部件的至少一部分与所述内部冷却剂一起定位在所述容积中，使得所述内部冷却剂能够提供所述对流热界面，并且其中，接收热的步骤包括：

在位于所述容积的第一部分中的第一热交换器处接收所述内部冷却剂的第一部分，以便将热从所述内部冷却剂的所述第一部分传递至所述第一散热器；以及

在与所述第一热交换器平行布置并且位于所述容积的第二部分中的第二热交换器处接收所述内部冷却剂的独立的第二部分，以便将热从所述内部冷却剂的所述第二部分传递至所述第二散热器。

34.根据权利要求33所述的方法：

其中，在所述第一热交换器处接收所述内部冷却剂的所述第一部分的步骤包括将从所述内部冷却剂的所述第一部分接收到的热传递至所述第一外部冷却剂；并且

其中，在所述第二热交换器处接收所述内部冷却剂的所述第二部分的步骤包括将从所述内部冷却剂的所述第二部分接收到的热传递至所述第二外部冷却剂，所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂在所述热交换器装置内彼此隔离。

35.根据权利要求32至34中的任一项所述的方法，其中，所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂是液体。

36.根据权利要求32至35中的任一项所述的方法，还包括：

将所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂在所述热交换器装置外侧结合。

37.根据权利要求32至36中的任一项所述的方法，还包括：

在第二热交换器装置处接收来自所述热交换器装置的所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂；以及

使用所述第二热交换器装置将热从所述第一外部冷却剂和所述第二外部冷却剂传递至共同的输出散热器。