CN109922634A - 机柜式散热*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机柜式散热***,包括分别对应于多个电子计算机设备的多个冷盘、散热器、冷却液分配装置、用以驱动气流的风扇以及连接于该多个冷盘、散热器与冷却液分配装置之间的歧管装置,且流体介质于该多个冷盘、散热器、冷却液分配装置以及歧管装置中进行循环,以排解该多个电子计算机设备所产生的热能。本发明机柜式散热***能够弹性变化,藉以满足各种不同散热需求的机柜,同时兼顾节能省电的诉求。
Description
技术领域
本发明涉及散热的领域,尤其是关于一种散热***。
背景技术
在科技的进步与普及下,各种电子计算机设备早已成为人们日常生活中不可或缺的角色,例如网络储存设备、服务器设备等。一般来说,该些电子计算机设备可存放在由冷轧钢板或合金制作的机柜中,藉以获得保护并屏蔽电磁干扰,同时还可被有序、整齐地排列,且方便日后维护与维修。
随着大数据与互联网时代的来临,电子计算机设备的处理能力日益增强,产生的热量亦随之越来越大,而如何有效地对存放有该些电子计算机设备的机柜进行散热会是直接影响该些电子计算机设备的性能与寿命的关键;另一方面,在节能省电的诉求下,如何以较低的电力获得较佳的散热效果亦是被受关注的课题。
请参阅图5,其为现有机柜式散热***的***概念示意图。现有的机柜式散热***7包括多个冷盘(cold plate)71、歧管装置(manifold)72、冷却液分配装置(CDU,coolantdistribution unit)75以及冰水主机(chiller)76,且歧管装置72包括第一流体歧管77以及第二流体歧管78;其中,该些冷盘71分别用以与存放在机柜(图未示)的多个电子计算机设备8相搭配,例如每一冷盘71热接触于相对应的电子计算机设备8的热源,且每一冷盘71具有一冷盘入口711以及一冷盘出口712,又,第一流体歧管77具有一第一歧管入口771与分别对应于该多个冷盘71的多个第一歧管出口772,且第二流体歧管78具有分别对应于该多个冷盘71的多个第二歧管入口781以及一第二歧管出口782,而冷却液分配装置75具有一第一冷却液分配装置入口751、一第一冷却液分配装置出口752、一第二冷却液分配装置入口753以及一第二冷却液分配装置出口754,且冰水主机76具有一冰水主机入口761以及一冰水主机出口762。
再者,每一冷盘71的冷盘入口711与第一流体歧管77上相对应的第一歧管出口772流体连通,且每一冷盘71的冷盘出口712与第二流体歧管78上相对应的第二歧管入口781流体连通,而冷却液分配装置75的第一冷却液分配装置入口751与第二流体歧管78的第二歧管出口782流体连通,且冷却液分配装置75的第一冷却液分配装置出口752与第一流体歧管77的第一歧管入口771流体连通,因此,冷盘71、歧管装置72以及冷却液分配装置75形成第一流体循环回路。
其中,第一流体循环回路内填充有第一流体介质(图未示),且歧管装置72在机柜式散热***7中提供管道连接、承担均流与导通的功能,而冷却液分配装置75可平均地或智能地依据实际应用情况而将其中的第一流体介质经由歧管装置72的第一流体歧管77带往各个冷盘71。
又,冰水主机76的冰水主机入口761与冷却液分配装置75的第二冷却液分配装置出口754流体连通,且冰水主机76的冰水主机出口762与冷却液分配装置75的第二冷却液分配装置入口753流体连通,因此,冰水主机76与冷却液分配装置75之间形成第二流体循环回路。其中,第二流体循环回路内填充有第二流体介质(图未示),而冰水主机76可视为后端的散热机制,主要是提供对第一流体循环回路内的第一流体介质进行解热的功能,也就是说,第一流体循环回路内的第一流体介质以及第二流体循环回路内的第二流体介质可在不互相混合下于冷却液分配装置75中进行热交换。
接下来说明现有机柜式散热***7的运作流程。于第一流体循环回路中,流经冷盘71的第一流体介质因与冷盘71相搭配的电子计算机设备8的热源而受热,受热后的第一流体介质经由歧管装置72的第二流体歧管78流入冷却液分配装置75。另一方面,于第二流体循环回路中,流经冷却液分配装置75的第二流体介质因流入冷却液分配装置75的第一流体介质而受热,受热后的第二流体介质再于离开冷却液分配装置75后进入冰水主机76而冷却降温,冷却降温后的第二流体介质再次地流入冷却液分配装置75,如此一来,在第一流体循环回路中,流入冷却液分配装置75的第一流体介质可与第二流体介质进行热交换而降温,降温后的第一流体介质经由歧管装置72的第一流体歧管77而再次流入冷盘71。在第一流体循环回路以及第二流体循环回路皆持续重复进行上述的循环过程的情况下,电子计算机设备8的热能可被带往低温处,藉以达到降温的效果。
然而,由于科技的变化相当地快速,用来存放电子计算机设备8的机柜因应各种不同的需求而有五花八门的规格设计,而每一种规格设计的机柜的散热需求亦不尽相同,但上述现有的机柜式散热***7过于单调并缺少弹性变化,导致对于某些规格的机柜会有散热能力不足的问题,而对于某些规格的机柜则有散热能力超过需求而过于耗电的问题。是以,现有的机柜式散热***7具有改善的空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术存在的上述不足,提供一种能够弹性变化的机柜式散热***,藉以满足各种不同散热需求的机柜,同时兼顾节能省电的诉求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种机柜式散热***,应用于设置有多个电子计算机设备的一机柜,包括:多个冷盘,分别对应于该多个电子计算机设备;一散热器,其对通过该散热器中的一流体介质进行热交换;一冷却液分配装置,其对通过该冷却液分配装置的该流体介质进行配置;至少一风扇,用以驱动一气流;以及一歧管装置,连接于该多个冷盘、该散热器以及该冷却液分配装置之间;其中,该流体介质于该多个冷盘、该散热器、该冷却液分配装置以及该歧管装置中进行循环,以排解该多个电子计算机设备所产生的热能。
较佳地,该歧管装置包括一第一流体歧管以及一第二流体歧管,且该第一流体歧管具有一第一歧管入口以及分别对应于该多个冷盘的多个第一歧管出口,而该第二流体歧管具有一第二歧管出口以及分别对应于该多个冷盘的多个第二歧管入口。
较佳地,每一该冷盘包括一冷盘入口以及一冷盘出口,且该冷盘入口与该多个第一歧管出口中的一相对应者流体连通,而该冷盘出口与该多个第二歧管入口中的一相对应者流体连通;其中,该流体介质经由该冷盘出口流出该冷盘,并经由该多个第二歧管入口中的该相对应者流入该第二流体歧管,且该流体介质经由该多个第一歧管出口中的该相对应者流出该第一流体歧管,并经由该冷盘入口流入该冷盘。
较佳地,该散热器具有一散热器入口以及一散热器出口,而该冷却液分配装置具有一第一冷却液分配装置入口以及一第一冷却液分配装置出口,该散热器入口以及该散热器出口分别与该第二歧管出口以及该第一冷却液分配装置入口流体连通,且该第一冷却液分配装置出口与该第一歧管入口流体连通;其中,该流体介质经由该第二歧管出口流出该第二流体歧管,并经由该散热器入口流入该散热器,且该流体介质经由该散热器出口流出该散热器,并经由该第一冷却液分配装置入口流入该冷却液分配装置,而该流体介质经由该第一冷却液分配装置出口流出该冷却液分配装置,并经由该第一歧管入口流入该第一流体歧管。
较佳地,该散热器具有一散热器入口以及一散热器出口,而该冷却液分配装置具有一第一冷却液分配装置入口以及一第一冷却液分配装置出口,该散热器入口以及该散热器出口分别与该第一冷却液分配装置出口以及该第一歧管入口流体连通,且该第一冷却液分配装置入口与该第二歧管出口流体连通;其中,该流体介质经由该第二歧管出口流出该第二流体歧管,并经由该第一冷却液分配装置入口流入该冷却液分配装置,且该流体介质经由该第一冷却液分配装置出口流出该冷却液分配装置,并经由该散热器入口流入该散热器,而该流体介质经由该散热器出口流出该散热器,并经由该第一歧管入口流入该第一流体歧管。
较佳地,该机柜式散热***还包括一冰水主机,且该冰水主机具有一冰水主机入口以及一冰水主机出口,而该冷却液分配装置具有一第二冷却液分配装置入口以及一第二冷却液分配装置出口,该冰水主机入口以及该冰水主机出口分别与该第二冷却液分配装置出口以及该第二冷却液分配装置入口流体连通;其中,一另一流体介质经由该第二冷却液分配装置出口流出该冷却液分配装置,并经由该冰水主机入口流入该冰水主机,且该另一流体介质经由该冰水主机出口流出该冰水主机,并经由该第二冷却液分配装置入口流入该冷却液分配装置。
较佳地,该至少一风扇设置于该散热器的邻近处,或者,该至少一风扇设置于该多个冷盘的邻近处。
较佳地,该流体介质于流出该多个冷盘中的一者后至流入该散热器前的一平均温度大于该流体介质于流出该散热器后至流入该多个冷盘中的该者前的一另一平均温度。
较佳地,该流体介质于流出该多个冷盘中的一者后至流入该冷却液分配装置前的一平均温度大于该流体介质于流出该冷却液分配装置后至流入该多个冷盘中的该者前的一另一平均温度。
较佳地,该多个电子计算机设备中的任一电子计算机设备为服务器设备或网络储存设备。
较佳地,该散热器为冷凝器。
本发明的机柜式散热***藉由其散热器的设置,能够弹性变化,藉以满足各种不同散热需求的机柜,同时兼顾节能省电的诉求。
附图说明
图1:为本发明机柜式散热***于一第一实施例的***概念示意图。
图2:为本发明机柜式散热***于一第二实施例的***概念示意图。
图3:为本发明机柜式散热***于一第三实施例的***概念示意图。
图4:为本发明机柜式散热***于一第四实施例的***概念示意图。
图5:为现有机柜式散热***的***概念示意图。
具体实施方式
请参阅图1,其为本发明机柜式散热***于一第一实施例的***概念示意图。机柜式散热***1包括多个冷盘(cold plate)11、歧管装置12(manifold)12、***冷却单元13以及冷却液分配装置(CDU,coolant distribution unit)15,且歧管装置12包括第一流体歧管17以及第二流体歧管18,而该多个冷盘11分别用以与存放在机柜(图未示)的多个电子计算机设备8相搭配,例如,电子计算机设备8可为服务器设备、网络储存设备等,且每一冷盘11热接触于相对应的电子计算机设备8的热源,并与相对应的电子计算机设备8设置于同一壳体(chassis)(图未示)中,但不以上述为限;其中,每一冷盘11具有一冷盘入口111以及一冷盘出口112,又,第一流体歧管17具有一第一歧管入口171与分别对应于该多个冷盘11的多个第一歧管出口172,且第二流体歧管18具有分别对应于该多个冷盘11的多个第二歧管入口181以及一第二歧管出口182,而冷却液分配装置15具有一冷却液分配装置入口151以及一冷却液分配装置出口152。
于第一实施例中,***冷却单元13包括散热器(radiator)19以及风扇10,且散热器19采用冷凝器(condenser),但不以上述为限。冷凝器可提供制冷用途,为热交换器的一种,能把气体或蒸汽转换成液体,并将其热管(图未示)中的热量快速地传至散热器19附近的空气以进行放热,风扇10则用以驱动气流W1而带走散热器19附近空气中的热能;较佳者,但不以此为限,风扇10设置于散热器19的邻近处。此外,散热器19具有一散热器入口191以及一散热器出口192。
再者,每一冷盘11的冷盘入口111与第一流体歧管17上相对应的第一歧管出口172流体连通,且每一冷盘11的冷盘出口112与第二流体歧管18上相对应的第二歧管入口181流体连通,而散热器19的散热器入口191与第二流体歧管18的第二歧管出口182流体连通,且散热器19的散热器出口192与冷却液分配装置15的冷却液分配装置入口151流体连通,此外,冷却液分配装置15的冷却液分配装置出口152与第一流体歧管17的第一歧管入口171流体连通,因此,冷盘11、歧管装置12、散热器19以及冷却液分配装置15形成流体循环回路。
其中,上述任一流体连通的关系可透过衔接管体(图未示)的方式实施,但不以此为限,且上述流体循环回路内填充有流体介质(图未示),流体介质可为液态介质、气态介质或是气液态共存介质,而歧管装置12在机柜式散热***1中可提供管道连接、承担均流与导通的功能。又,冷却液分配装置15可对通过其中的流体介质进行配置,例如,平均地或智能地依据实际应用情况而将其中的流体介质经由歧管装置12的第一流体歧管17带往各个冷盘11;较佳者,但不以此为限,冷却液分配装置15还具有实时监控与自动调整最佳散热效能的功用。
接下来说明第一实施例中的机柜式散热***1的运作流程。流经冷盘11的流体介质因与冷盘11相搭配的电子计算机设备8的热源而受热,受热后的流体介质会经由冷盘出口112流出冷盘11,并经由相应的第二歧管入口181流入第二流体歧管18,接着,流体介质再经由第二歧管出口182流出第二流体歧管18,并经由散热器入口191流入散热器19,如前述所提,流入散热器19的流体介质会在散热器19进行热交换而冷却降温,同时,***冷却单元13的风扇10会驱动气流W1带走散热器19因放热而产生的热能。又,在散热器19冷却降温后的流体介质会经由散热器出口192流出散热器19,并经由冷却液分配装置入口151流入冷却液分配装置15,接着,流体介质再经由冷却液分配装置出口152流出冷却液分配装置15,并经由第一歧管入口171流入第一流体歧管17,最后,流体介质会经由相应的第一歧管出口172流出第一流体歧管17,并经由相应的冷盘入口111再次流入冷盘11。在流体循环回路持续重复进行上述的循环过程的情况下,电子计算机设备8的热能可被带往低温处,藉以达到降温的效果。
由以上的说明可知,若流出冷盘11后至流入散热器19前的流体介质的平均温度被定义为T11,流出散热器19后至流入冷盘11前的流体介质的平均温度被定义为T12,则平均温度T12小于平均温度T11。
又,比较现有的机柜式散热***7与第一实施例中的机柜式散热***1可知,第一实施例中的机柜式散热***1不需设置耗电量大的冰水主机,具有较佳的节能效果,且第一实施例中的机柜式散热***1更适用于散热需求较小的机柜。
请参阅图2,其为本发明机柜式散热***于一第二实施例的***概念示意图。机柜式散热***2包括多个冷盘(cold plate)21、歧管装置(manifold)22、第一***冷却单元23、第二***冷却单元24以及冷却液分配装置(CDU,coolant distribution unit)25,且歧管装置22包括第一流体歧管27以及第二流体歧管28,而该多个冷盘21分别用以与存放在机柜(图未示)的多个电子计算机设备8相搭配,例如,电子计算机设备8可为服务器设备、网络储存设备等,且每一冷盘21热接触于相对应的电子计算机设备8的热源,并与相对应的电子计算机设备8设置于同一壳体(chassis)(图未示)中,但不以上述为限;其中,每一冷盘21具有一冷盘入口211以及一冷盘出口212,又,第一流体歧管27具有一第一歧管入口271与分别对应于该多个冷盘21的多个第一歧管出口272,且第二流体歧管28具有分别对应于该多个冷盘21的多个第二歧管入口281以及一第二歧管出口282,而冷却液分配装置25具有一第一冷却液分配装置入口251、一第一冷却液分配装置出口252、一第二冷却液分配装置入口253以及一第二冷却液分配装置出口254。
于第二实施例中,第一***冷却单元23包括散热器(radiator)29以及风扇20,且散热器29采用冷凝器(condenser),而第二***冷却单元24包括冰水主机(chiller)26,但不以上述为限。冷凝器可提供制冷用途,为热交换器的一种,能把气体或蒸汽转换成液体,并将其热管(图未示)中的热量快速地传至散热器29附近的空气以进行放热,风扇20则用以驱动气流W2而带走散热器29附近空气中的热能;较佳者,但不以此为限,风扇20设置于散热器29的邻近处。此外,散热器29具有一散热器入口291以及一散热器出口292,而冰水主机26具有一冰水主机入口261以及一冰水主机出口262。
再者,每一冷盘21的冷盘入口211与第一流体歧管27上相对应的第一歧管出口272流体连通,且每一冷盘21的冷盘出口212与第二流体歧管28上相对应的第二歧管入口281流体连通,而散热器29的散热器入口291与第二流体歧管28的第二歧管出口282流体连通,且散热器29的散热器出口292与冷却液分配装置25的第一冷却液分配装置入口251流体连通,此外,冷却液分配装置25的第一冷却液分配装置出口252与第一流体歧管27的第一歧管入口271流体连通,因此,冷盘21、歧管装置22、散热器29以及冷却液分配装置25形成第一流体循环回路。
其中,上述任一流体连通的关系可透过衔接管体(图未示)的方式实施,但不以此为限,且上述第一流体循环回路内填充有第一流体介质(图未示),第一流体介质可为液态介质、气态介质或是气液态共存介质,而歧管装置22在机柜式散热***2中可提供管道连接、承担均流与导通的功能。又,冷却液分配装置25可对通过其中的第一流体介质进行配置,例如,平均地或智能地依据实际应用情况而将其中的第一流体介质经由歧管装置22的第一流体歧管27带往各个冷盘21;较佳者,但不以此为限,冷却液分配装置25还具有实时监控与自动调整最佳散热效能的功用。
又,冰水主机26的冰水主机入口261与冷却液分配装置25的第二冷却液分配装置出口254流体连通,且冰水主机26的冰水主机出口262与冷却液分配装置25的第二冷却液分配装置入口253流体连通,因此,冰水主机26与冷却液分配装置25之间形成第二流体循环回路。其中,第二流体循环回路内填充有第二流体介质(图未示),第二流体介质可为液态介质、气态介质或是气液态共存介质,而冰水主机26可视为冷却机制,主要是提供对第一流体循环回路内的第一流体介质进行解热的功能,也就是说,第一流体循环回路内的第一流体介质以及第二流体循环回路内的第二流体介质可在不互相混合下于冷却液分配装置25中进行热交换。
接下来说明第二实施例中的机柜式散热***2的运作流程。于第一流体循环回路中,流经冷盘21的第一流体介质因与冷盘21相搭配的电子计算机设备8的热源而受热,受热后的第一流体介质会经由冷盘出口212流出冷盘21,并经由相应的第二歧管入口281流入第二流体歧管28,接着,第一流体介质再经由第二歧管出口282流出第二流体歧管28,并经由散热器入口291流入散热器29,如前述所提,流入散热器29的第一流体介质会在散热器29进行热交换而获得第一阶段的冷却降温,同时,第一***冷却单元23的风扇20会驱动气流W2带走散热器29因放热而产生的热能,而在散热器29获得第一阶段冷却降温后的第一流体介质会经由散热器出口292流出散热器29,并经由冷却液分配装置入口251流入冷却液分配装置25。
另一方面,于第二流体循环回路中,流经冷却液分配装置25的第二流体介质因流入冷却液分配装置25的第一流体介质而受热,受热后的第二流体介质再经由第二冷却液分配装置出口254流出冷却液分配装置25,并经由冰水主机入口261流入冰水主机26而冷却降温,接着,冷却降温后的第二流体介质经由冰水主机出口262流出冰水主机26,并经由第二冷却液分配装置入口253再次地流入冷却液分配装置25,如此一来,在第一流体循环回路中,流入冷却液分配装置25的第一流体介质可与第二流体介质进行热交换而获得第二阶段的冷却降温。
又,获得第二阶段冷却降温后的第一流体介质再经由第一冷却液分配装置出口252流出冷却液分配装置25,并经由第一歧管入口271流入第一流体歧管27,最后,流体介质会经由相应的第一歧管出口272流出第一流体歧管27,并经由相应的冷盘入口211而再次流入冷盘21。在第一流体循环回路以及第二流体循环回路皆持续重复进行上述的循环过程下,电子计算机设备8的热能可被带往低温处,藉以达到降温的效果。
由以上的说明可知,若流出冷盘21后至流入散热器29前的流体介质的平均温度被定义为T21,流出散热器29后至流入冷却液分配装置25前的流体介质的平均温度被定义为T22,流出冷却液分配装置25后至流入冷盘21前的流体介质的平均温度被定义为T23,则平均温度T23小于平均温度T22,且平均温度T22小于平均温度T21。
又,比较现有的机柜式散热***7与第二实施例中的机柜式散热***2可知,第二实施例中的机柜式散热***2增设了第一***冷却单元23而令受热并流出冷盘21的第一流体介质先获得第一阶段的冷却降温,进而能够降低第二***冷却单元24的散热负担与耗电量,且第二实施例中的机柜式散热***2更适用于散热需求较大的机柜。此外,于一实施态样中,第一***冷却单元23的散热能力占***整体散热效果的百分之二十,而第二***冷却单元24的散热能力占***整体散热效果的百分之八十,但不以上述为限。
请参阅图3,其为本发明机柜式散热***于一第三实施例的***概念示意图。机柜式散热***3包括多个冷盘(cold plate)31、歧管(manifold)装置32、第一***冷却单元33、第二***冷却单元34以及冷却液分配装置(CDU,coolant distribution unit)35,且歧管装置32包括第一流体歧管37以及第二流体歧管38,而该多个冷盘31分别用以与存放在机柜(图未示)的多个电子计算机设备8相搭配,例如,电子计算机设备8可为服务器设备、网络储存设备等,且每一冷盘31热接触于相对应的电子计算机设备8的热源,并与相对应的电子计算机设备8设置于同一壳体(chassis)(图未示)中,但不以上述为限;其中,每一冷盘31具有一冷盘入口311以及一冷盘出口312,又,第一流体歧管37具有一第一歧管入口371与分别对应于该多个冷盘31的多个第一歧管出口372,且第二流体歧管38具有分别对应于该多个冷盘31的多个第二歧管入口381以及一第二歧管出口382,而冷却液分配装置35具有一第一冷却液分配装置入口351、一第一冷却液分配装置出口352、一第二冷却液分配装置入口353以及一第二冷却液分配装置出口354。
于第三实施例中,第一***冷却单元33包括散热器(radiator)39以及风扇30,且散热器39采用冷凝器(condenser),而第二***冷却单元34包括冰水主机(chiller)36,但不以上述为限。冷凝器可提供降低其周遭环境温度的用途,为热交换器的一种,风扇30则用以驱动气流W3;较佳者,但不以此为限,风扇30设置于散热器39的邻近处。此外,散热器39具有一散热器入口391以及一散热器出口392,而冰水主机36具有一冰水主机入口361以及一冰水主机出口362。
再者,每一冷盘31的冷盘入口311与第一流体歧管37上相对应的第一歧管出口372流体连通,且每一冷盘31的冷盘出口312与第二流体歧管38上相对应的第二歧管入口381流体连通,而冷却液分配装置35的第一冷却液分配装置入口351与第二流体歧管38的第二歧管出口382流体连通,且冷却液分配装置35的第一冷却液分配装置出口352与散热器39的散热器入口391流体连通,此外,散热器39的散热器出口392与第一流体歧管37的第一歧管入口371流体连通,因此,冷盘31、歧管装置32、冷却液分配装置35以及散热器39形成第一流体循环回路。
其中,上述任一流体连通的关系可透过衔接管体(图未示)的方式实施,但不以此为限,且上述第一流体循环回路内填充有第一流体介质(图未示),第一流体介质可为液态介质、气态介质或是气液态共存介质,而歧管装置32在机柜式散热***3中可提供管道连接、承担均流与导通的功能。又,冷却液分配装置35可对通过其中的第一流体介质进行配置,例如,智能地依据实际应用情况而将其中的第一流体介质带往散热器39;较佳者,但不以此为限,冷却液分配装置35还具有实时监控与自动调整最佳散热效能的功用。
又,冰水主机36的冰水主机入口361与冷却液分配装置35的第二冷却液分配装置出口354流体连通,且冰水主机36的冰水主机出口362与冷却液分配装置35的第二冷却液分配装置入口353流体连通,因此,冰水主机36与冷却液分配装置35之间形成第二流体循环回路。其中,第二流体循环回路内填充有第二流体介质(图未示),第二流体介质可为液态介质、气态介质或是气液态共存介质,而冰水主机36可视为冷却机制,主要是提供对第一流体循环回路内的第一流体介质进行解热的功能,也就是说,第一流体循环回路内的第一流体介质以及第二流体循环回路内的第二流体介质可在不互相混合下于冷却液分配装置35中进行热交换。
接下来说明第三实施例中的机柜式散热***3的运作流程。于第一流体循环回路中,流经冷盘31的第一流体介质因与冷盘31相搭配的电子计算机设备8的热源而受热,受热后的第一流体介质会经由冷盘出口312流出冷盘31,并经由相应的第二歧管入口381流入第二流体歧管38,接着,第一流体介质再经由第二歧管出口382流出第二流体歧管38,并经由第一冷却液分配装置入口351流入冷却液分配装置35,同时,于第二流体循环回路中,流经冷却液分配装置35的第二流体介质因流入冷却液分配装置35的第一流体介质而受热,受热后的第二流体介质再经由第二冷却液分配装置出口354流出冷却液分配装置35,并经由冰水主机入口361流入冰水主机36而冷却降温,接着,冷却降温后的第二流体介质经由冰水主机出口362流出冰水主机36,并经由第二冷却液分配装置入口353再次地流入冷却液分配装置35,如此一来,在第一流体循环回路中,流入冷却液分配装置35的第一流体介质可与第二流体介质进行热交换而冷却降温。
又,在第一流体循环回路中,于冷却液分配装置35冷却降温后的第一流体介质再经由第一冷却液分配装置出口352流出冷却液分配装置35,并经由散热器入口391流入散热器39,接着,第一流体介质会经由散热器出口392流出散热器39,并经由第一歧管入口371流入第一流体歧管37,最后,流体介质会经由相应的第一歧管出口372流出第一流体歧管37,并经由相应的冷盘入口311而再次流入冷盘31。在第一流体循环回路以及第二流体循环回路皆持续重复进行上述的循环过程下,电子计算机设备8的热能可被带往低温处,藉以达到降温的效果。此外,如前述所提,散热器39具有降低其周遭环境温度的作用,搭配风扇30所驱动的气流W3,可使机柜式散热***3的整体环境温度下降,藉以达到空冷散热的效果。
由以上的说明可知,若流出冷盘31后至流入冷却液分配装置35前的流体介质的平均温度被定义为T31,流出冷却液分配装置35后至流入冷盘31前的流体介质的平均温度被定义为T32,则平均温度T32小于平均温度T31。
又,比较现有的机柜式散热***7与第三实施例中的机柜式散热***3可知,第三实施例中的机柜式散热***3因增设了第一***冷却单元33而能够提供空冷散热的作用,因此更适用于散热需求较大的机柜。此外,于一实施态样中,第一***冷却单元33的散热能力占***整体散热效果的百分之二十,而第二***冷却单元34的散热能力占***整体散热效果的百分之八十,但不以上述为限。
请参阅图4,其为本发明机柜式散热***于一第四实施例的***概念示意图。机柜式散热***4包括多个冷盘(cold plate)41、歧管装置(manifold)42、散热器49、***冷却单元44以及冷却液分配装置(CDU,coolant distribution unit)45,且歧管装置42包括第一流体歧管47以及第二流体歧管48,而该多个冷盘41分别用以与存放在机柜(图未示)的多个电子计算机设备8相搭配,例如,电子计算机设备8可为服务器设备、网络储存设备等,且每一冷盘41热接触于相对应的电子计算机设备8的热源,并与相对应的电子计算机设备8设置于同一壳体(chassis)(图未示)中,但不以上述为限;其中,每一冷盘41具有一冷盘入口411以及一冷盘出口412,又,第一流体歧管47具有一第一歧管入口471与分别对应于该多个冷盘41的多个第一歧管出口472,且第二流体歧管48具有分别对应于该多个冷盘41的多个第二歧管入口481以及一第二歧管出口482,而冷却液分配装置45具有一第一冷却液分配装置入口451、一第一冷却液分配装置出口452、一第二冷却液分配装置入口453以及一第二冷却液分配装置出口454。
于第四实施例中,散热器49采用冷凝器(condenser),而***冷却单元44包括冰水主机(chiller)46,但不以上述为限。冷凝器可提供降低其周遭环境温度的用途,为热交换器的一种;其中,散热器49具有一散热器入口491以及一散热器出口492。此外,冰水主机46具有一冰水主机入口461以及一冰水主机出口462。
再者,每一冷盘41的冷盘入口411与第一流体歧管47上相对应的第一歧管出口472流体连通,且每一冷盘41的冷盘出口412与第二流体歧管48上相对应的第二歧管入口481流体连通,而冷却液分配装置45的第一冷却液分配装置入口451与第二流体歧管48的第二歧管出口482流体连通,且冷却液分配装置45的第一冷却液分配装置出口452与散热器49的散热器入口491流体连通,此外,散热器49的散热器出口492与第一流体歧管47的第一歧管入口471流体连通,因此,冷盘41、歧管装置42、冷却液分配装置45以及散热器49形成第一流体循环回路。
其中,上述任一流体连通的关系可透过衔接管体(图未示)的方式实施,但不以此为限,且上述第一流体循环回路内填充有第一流体介质(图未示),第一流体介质可为液态介质、气态介质或是气液态共存介质,而歧管装置42在机柜式散热***4中可提供管道连接、承担均流与导通的功能。又,冷却液分配装置45可对通过其中的第一流体介质进行配置,例如,智能地依据实际应用情况而将其中的第一流体介质带往散热器49;较佳者,但不以此为限,冷却液分配装置45还具有实时监控与自动调整最佳散热效能的功用。
又,冰水主机46的冰水主机入口461与冷却液分配装置45的第二冷却液分配装置出口454流体连通,且冰水主机46的冰水主机出口462与冷却液分配装置45的第二冷却液分配装置入口453流体连通,因此,冰水主机46与冷却液分配装置45之间形成第二流体循环回路。其中,第二流体循环回路内填充有第二流体介质(图未示),第二流体介质可为液态介质、气态介质或是气液态共存介质,而冰水主机46可视为冷却机制,主要是提供对第一流体循环回路内的第一流体介质进行解热的功能,也就是说,第一流体循环回路内的第一流体介质以及第二流体循环回路内的第二流体介质可在不互相混合下于冷却液分配装置45中进行热交换。
接下来说明第四实施例中的机柜式散热***4的运作流程。于第一流体循环回路中,流经冷盘41的第一流体介质因与冷盘41相搭配的电子计算机设备8的热源而受热,受热后的第一流体介质会经由冷盘出口412流出冷盘41,并经由相应的第二歧管入口481流入第二流体歧管48,接着,第一流体介质再经由第二歧管出口482流出第二流体歧管48,并经由第一冷却液分配装置入口451流入冷却液分配装置35,同时,于第二流体循环回路中,流经冷却液分配装置45的第二流体介质因流入冷却液分配装置45的第一流体介质而受热,受热后的第二流体介质再经由第二冷却液分配装置出口454流出冷却液分配装置45,并经由冰水主机入口461流入冰水主机46而冷却降温,接着,冷却降温后的第二流体介质经由冰水主机出口462流出冰水主机46,并经由第二冷却液分配装置入口453再次地流入冷却液分配装置45,如此一来,在第一流体循环回路中,流入冷却液分配装置45的第一流体介质可与第二流体介质进行热交换而冷却降温。
又,在第一流体循环回路中,于冷却液分配装置45冷却降温后的第一流体介质再经由第一冷却液分配装置出口452流出冷却液分配装置45,并经由散热器入口491流入散热器49,接着,第一流体介质会经由散热器出口492流出散热器49,并经由第一歧管入口471流入第一流体歧管47,最后,流体介质会经由相应的第一歧管出口472流出第一流体歧管47,并经由相应的冷盘入口411而再次流入冷盘41。在第一流体循环回路以及第二流体循环回路皆持续重复进行上述的循环过程下,电子计算机设备8的热能可被带往低温处,藉以达到降温的效果。
此外,于第四实施例中,多个电子计算机设备8分别与多个风扇9相搭配,例如,该多个风扇9分别设置于该多个电子计算机设备8的邻近处,且每一风扇9所驱动的气流W4会协助带走其所相对应的电子计算机设备8的至少部分热能并因此转变为热风,而如前述所提,散热器49具有降低其周遭环境温度的作用,故这些流动的热风可透过散热器49而降温,进而使机柜式散热***4的整体环境温度下降,藉以达到空冷散热的效果。
由以上的说明可知,若流出冷盘41后至流入冷却液分配装置45前的流体介质的平均温度被定义为T41,流出冷却液分配装置45后至流入冷盘41前的流体介质的平均温度被定义为T42,则平均温度T42小于平均温度T41。
又,比较现有的机柜式散热***7与第四实施例中的机柜式散热***4可知,第四实施例中的机柜式散热***4因增设了散热器49与多个风扇9而能够提供空冷散热的作用,因此更适用于散热需求较大的机柜。
上述实施例仅为示例性说明本发明的原理及其功效,以及阐释本发明的技术特征,而非用于限制本发明的保护范畴。任何本技术领域普通技术人员在不违背本发明的技术原理及精神的情况下,可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围。因此,本发明的权利保护范围应如其权利要求所列。
Claims (11)
1.一种机柜式散热***,应用于设置有多个电子计算机设备的一机柜,其特征在于,包括:
多个冷盘,分别对应于该多个电子计算机设备;
一散热器,其对通过该散热器中的一流体介质进行热交换;
一冷却液分配装置,其对通过该冷却液分配装置的该流体介质进行配置;
至少一风扇,用以驱动一气流;以及
一歧管装置,连接于该多个冷盘、该散热器以及该冷却液分配装置之间;其中,该流体介质于该多个冷盘、该散热器、该冷却液分配装置以及该歧管装置中进行循环,以排解该多个电子计算机设备所产生的热能。
2.如权利要求1所述的机柜式散热***,其特征在于,该歧管装置包括一第一流体歧管以及一第二流体歧管,且该第一流体歧管具有一第一歧管入口以及分别对应于该多个冷盘的多个第一歧管出口,而该第二流体歧管具有一第二歧管出口以及分别对应于该多个冷盘的多个第二歧管入口。
3.如权利要求2所述的机柜式散热***,其特征在于,每一该冷盘包括一冷盘入口以及一冷盘出口,且该冷盘入口与该多个第一歧管出口中的一相对应者流体连通,而该冷盘出口与该多个第二歧管入口中的一相对应者流体连通;其中,该流体介质经由该冷盘出口流出该冷盘,并经由该多个第二歧管入口中的该相对应者流入该第二流体歧管,且该流体介质经由该多个第一歧管出口中的该相对应者流出该第一流体歧管,并经由该冷盘入口流入该冷盘。
4.如权利要求3所述的机柜式散热***,其特征在于,该散热器具有一散热器入口以及一散热器出口,而该冷却液分配装置具有一第一冷却液分配装置入口以及一第一冷却液分配装置出口,该散热器入口以及该散热器出口分别与该第二歧管出口以及该第一冷却液分配装置入口流体连通,且该第一冷却液分配装置出口与该第一歧管入口流体连通;其中,该流体介质经由该第二歧管出口流出该第二流体歧管,并经由该散热器入口流入该散热器,且该流体介质经由该散热器出口流出该散热器,并经由该第一冷却液分配装置入口流入该冷却液分配装置,而该流体介质经由该第一冷却液分配装置出口流出该冷却液分配装置,并经由该第一歧管入口流入该第一流体歧管。
5.如权利要求3所述的机柜式散热***,其特征在于,该散热器具有一散热器入口以及一散热器出口,而该冷却液分配装置具有一第一冷却液分配装置入口以及一第一冷却液分配装置出口,该散热器入口以及该散热器出口分别与该第一冷却液分配装置出口以及该第一歧管入口流体连通,且该第一冷却液分配装置入口与该第二歧管出口流体连通;其中,该流体介质经由该第二歧管出口流出该第二流体歧管,并经由该第一冷却液分配装置入口流入该冷却液分配装置,且该流体介质经由该第一冷却液分配装置出口流出该冷却液分配装置,并经由该散热器入口流入该散热器,而该流体介质经由该散热器出口流出该散热器,并经由该第一歧管入口流入该第一流体歧管。
6.如权利要求1所述的机柜式散热***,其特征在于,该机柜式散热***还包括一冰水主机,且该冰水主机具有一冰水主机入口以及一冰水主机出口,而该冷却液分配装置具有一第二冷却液分配装置入口以及一第二冷却液分配装置出口,该冰水主机入口以及该冰水主机出口分别与该第二冷却液分配装置出口以及该第二冷却液分配装置入口流体连通;其中,一另一流体介质经由该第二冷却液分配装置出口流出该冷却液分配装置,并经由该冰水主机入口流入该冰水主机,且该另一流体介质经由该冰水主机出口流出该冰水主机,并经由该第二冷却液分配装置入口流入该冷却液分配装置。
7.如权利要求1所述的机柜式散热***,其特征在于,该至少一风扇设置于该散热器的邻近处,或者,该至少一风扇设置于该多个冷盘的邻近处。
8.如权利要求1所述的机柜式散热***,其特征在于,该流体介质于流出该多个冷盘中的一者后至流入该散热器前的一平均温度大于该流体介质于流出该散热器后至流入该多个冷盘中的该者前的一另一平均温度。
9.如权利要求1所述的机柜式散热***,其特征在于,该流体介质于流出该多个冷盘中的一者后至流入该冷却液分配装置前的一平均温度大于该流体介质于流出该冷却液分配装置后至流入该多个冷盘中的该者前的一另一平均温度。
10.如权利要求1所述的机柜式散热***,其特征在于,该多个电子计算机设备中的任一电子计算机设备为服务器设备或网络储存设备。
11.如权利要求1所述的机柜式散热***,其特征在于,该散热器为冷凝器。
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