TW202418929A - 冷卻系統 - Google Patents
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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
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皆連接冷媒入口及冷媒出口。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***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
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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TWI834351B TWI834351B (zh) | 2024-03-01 |
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