本公開內(nèi)容涉及在冷卻發(fā)熱部件時(shí)使用的模塊。

背景技術(shù)：

1、用于數(shù)據(jù)處理(被稱為信息技術(shù)或it)的計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、磁盤驅(qū)動(dòng)器和其他裝置通常容納在機(jī)箱、外殼或殼體內(nèi)。以服務(wù)器為例，這種外殼有時(shí)被稱為服務(wù)器機(jī)箱，盡管本文中使用的術(shù)語(yǔ)“機(jī)箱”與用于電子部件的任何類型的整個(gè)殼體有關(guān)。服務(wù)器機(jī)箱通常遵守指定每個(gè)機(jī)箱的高度的許多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其被稱為1ru(一個(gè)機(jī)架單元)或1ou(一個(gè)開放式單元)，這些也縮寫為1u或1ou。兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)中較小的一者是1ru/1u，其高度為44.45mm或1.75英寸。這樣的單元在形狀和樣式的意義下有時(shí)被稱為“刀片”服務(wù)器，盡管這樣的服務(wù)器機(jī)箱可能沒有必要插入或插接到例如背板中。

2、不同的服務(wù)器產(chǎn)品可以針對(duì)機(jī)箱一次利用多于一個(gè)ru/ou，例如2u機(jī)箱使用兩個(gè)機(jī)架單元。每個(gè)服務(wù)器機(jī)箱的尺寸通常保持為最小值，以最大限度地提高每個(gè)服務(wù)器機(jī)架的計(jì)算能力(服務(wù)器機(jī)架是供添加服務(wù)器機(jī)箱的主殼體)。

3、液體冷卻越來越多地用于從it部件中去除熱。在一種類型的系統(tǒng)中，將電氣部件浸入冷卻劑液體中，以便為發(fā)熱電氣部件與冷卻劑之間的熱交換提供大的表面積。這樣的系統(tǒng)可以使用單相冷卻劑，在這種情況下，冷卻劑保持為液相，或者這樣的系統(tǒng)可以使用相變冷卻劑，在這種情況下，液體冷卻劑會(huì)蒸發(fā)，并且必須進(jìn)行冷凝以實(shí)現(xiàn)持續(xù)有效的冷卻。

4、附加地或可替選地，使用冷板，其中，液體冷卻劑流動(dòng)通過冷板，該冷板通常與一個(gè)或更多個(gè)it部件直接熱接觸。例如，閉合回路冷板可以接收冷卻劑，將熱從一個(gè)或更多個(gè)it部件傳遞至冷卻劑并將冷卻劑引導(dǎo)至熱交換器，而無(wú)需冷卻劑直接接觸一個(gè)或更多個(gè)it部件。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，熱從流動(dòng)通過冷板的液體冷卻劑傳遞至次級(jí)液體冷卻劑。

5、國(guó)際專利出版物wo-2018/096362(與本公開內(nèi)容共同轉(zhuǎn)讓)描述了冷卻系統(tǒng)，在該冷卻系統(tǒng)中，在機(jī)箱內(nèi)提供初級(jí)電介質(zhì)冷卻劑液體并且用于冷卻容納在其中的電子部件。初級(jí)電介質(zhì)冷卻劑液體被泵送至熱交換器，在那里熱被傳遞至次級(jí)液體冷卻劑。熱交換器被設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)，并且通常是水或水基的(如具有高比熱容的優(yōu)點(diǎn))次級(jí)液體冷卻劑被泵送至機(jī)箱和熱交換器內(nèi)，然后被泵送出機(jī)箱，并且可以在多個(gè)機(jī)箱之間共享。設(shè)置末端具有噴嘴的管道，以用于將初級(jí)電介質(zhì)冷卻劑從熱交換器輸送至被冷卻的電子部件。

6、國(guó)際專利出版物wo-2019/048864(也與本公開內(nèi)容共同轉(zhuǎn)讓)描述了用于電子裝置的散熱器和散熱器布置。這樣的散熱器可以使初級(jí)電介質(zhì)冷卻劑在特定的電子部件附近積聚，從而有效地冷卻電子部件。冷卻劑可以通過溢出散熱器和/或通過散熱器中的一個(gè)或更多個(gè)孔流出散熱器，并且與機(jī)箱中冷卻內(nèi)部其他電子部件的其余冷卻劑匯合。以這種方式，可以提供多層次的冷卻劑，并且可以將所需的冷卻劑總量降到最小。設(shè)置末端具有噴嘴的管道，以用于將初級(jí)電介質(zhì)冷卻劑從熱交換器輸送至每個(gè)散熱器。

7、國(guó)際專利出版物wo-2020/178579(也與本公開內(nèi)容共同轉(zhuǎn)讓)涉及對(duì)容納液體冷卻it的模塊的機(jī)箱和可以在其中安裝有多個(gè)這樣的模塊的機(jī)架的適配。

8、國(guó)際專利出版物wo-2020/234600(也與本公開內(nèi)容共同轉(zhuǎn)讓)考慮了在(上面描述的類型的，具有初級(jí)電介質(zhì)冷卻劑的)機(jī)箱中使用浸入冷卻的可能性，以及在同一機(jī)箱中使用一個(gè)或更多個(gè)閉合回路冷板的可能性。從機(jī)箱外部接收的用于閉合回路冷板的冷卻劑也可以充當(dāng)用于從初級(jí)電介質(zhì)冷卻劑接收熱的次級(jí)冷卻劑。這發(fā)生在通常也在機(jī)箱內(nèi)的熱交換器處。這樣的方法可以提供高冷卻性能和高效率。

9、因此，初級(jí)冷卻劑與次級(jí)冷卻劑之間的熱交換器是所有這些系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分。可以對(duì)熱交換器實(shí)現(xiàn)方式施加約束。例如，熱交換器可以理想地小，尤其是其設(shè)置在機(jī)箱中的情況下。出于該原因，板式熱交換器可能是優(yōu)選的。通常還期望無(wú)困難地實(shí)現(xiàn)熱交換器與次級(jí)冷卻劑回路之間的斷開。例如(并且再次，尤其是如果熱交換器設(shè)置在機(jī)箱中)，可以向次級(jí)冷卻劑提供與熱交換器的快速斷開聯(lián)接器。這些允許機(jī)箱直接從其安裝(例如，機(jī)架內(nèi))移除。

10、在這種類型的配置中，熱交換器內(nèi)次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)可能在操作期間中斷。期望減輕可能在這樣的實(shí)現(xiàn)方式中出現(xiàn)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在此背景下，提供了如由權(quán)利要求1限定的在冷卻一個(gè)或更多個(gè)發(fā)熱部件時(shí)使用的模塊。還提供了根據(jù)權(quán)利要求18的冷卻電子系統(tǒng)。其他權(quán)利要求限定了有利的和/或更詳細(xì)的特征。

2、體積補(bǔ)償器連接至用于將熱從初級(jí)冷卻劑傳遞至次級(jí)冷卻劑的熱交換器的一個(gè)端口。體積補(bǔ)償器具有根據(jù)壓力在尺寸上增大或減小的內(nèi)部體積。例如，包括液壓氣動(dòng)裝置諸如水錘避雷器的壓力調(diào)節(jié)器的形式可以用于此目的。其他選項(xiàng)可以包括彈性偏置機(jī)構(gòu)(例如，基于彈簧的裝置)或具有(由柔性材料例如橡膠或類似材料制成的)隔膜的體積。初級(jí)冷卻劑和次級(jí)冷卻劑二者通常是液體，并且有利地，冷卻劑和/或模塊被設(shè)計(jì)成用于單相使用。

3、已經(jīng)理解，特別地當(dāng)模塊的次級(jí)冷卻劑入口和出口斷開(與供應(yīng)和排放或回路斷開)時(shí)，可能在模塊中形成意外閉合回路。在該情況下，盡管沒有次級(jí)冷卻劑流動(dòng)，但次級(jí)冷卻劑可能繼續(xù)變熱。因此，可能在意外閉合回路中積聚壓力，這可能在模塊連接(或重新連接)至外部裝置時(shí)，導(dǎo)致模塊或外部裝置中出現(xiàn)顯著問題。這樣的問題可以包括連接器故障、泄漏和其他損壞。提供體積補(bǔ)償器可以減輕這樣的問題。

4、體積補(bǔ)償器通常連接至熱交換器的被配置成用于次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的端口，但體積補(bǔ)償器可以連接至熱交換器的被配置成用于初級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的端口。有利地，體積補(bǔ)償器連接至被配置成用于冷卻劑流出熱交換器的端口。快速斷開聯(lián)接器(具有止回閥的聯(lián)接器)通常連接至熱交換器的至少一些端口，通常連接至用于次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的端口。當(dāng)采用快速斷開聯(lián)接器時(shí)，尤其可能形成意外閉合回路。

5、體積補(bǔ)償器和熱交換器可以限定模塊，但更通常，模塊可以由額外的部件限定。因此，模塊可以是用于容納發(fā)熱部件和初級(jí)冷卻劑的單個(gè)單元。服務(wù)器刀片或其他it單元(機(jī)架安裝還是其他方式)是這樣的模塊的示例。例如，熱交換器優(yōu)選地在模塊的殼體(機(jī)箱)內(nèi)以及/或者附接至模塊的殼體(機(jī)箱)，發(fā)熱部件和初級(jí)冷卻劑容納在模塊中。然后通常，初級(jí)冷卻劑從殼體內(nèi)到達(dá)熱交換器(例如，電介質(zhì)冷卻劑，其可以保留在機(jī)箱內(nèi))，而次級(jí)冷卻劑中的至少一些從殼體外部到達(dá)以及/或者從熱交換器被引導(dǎo)至殼體外部(例如，設(shè)施冷卻劑，其可以是水或水基的)。

6、體積補(bǔ)償器可以經(jīng)由t形連接器連接至熱交換器，這可能在某些設(shè)計(jì)中是空間高效的。t形連接器可以具有三個(gè)端口：連接至熱交換器的第一端口；連接至體積補(bǔ)償器的第二端口；以及第三端口，其用于使冷卻劑流至熱交換器以及/或者從熱交換器流動(dòng)。因此，三個(gè)端口通常布置成t形狀。

7、在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，體積補(bǔ)償器位于機(jī)箱外部以及/或者至與熱交換器聯(lián)接的快速斷開聯(lián)接器。附加地或可替選地，熱交換器僅具有用于次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的兩個(gè)端口，以及體積補(bǔ)償器(例如，經(jīng)由快速斷開聯(lián)接器)連接至這些端口之一。

8、在另一實(shí)現(xiàn)方式中，熱交換器具有用于初級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的兩個(gè)端口和用于次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的四個(gè)端口。換句話說，熱交換器總共具有六個(gè)端口。然而，在熱交換器中初級(jí)冷卻劑和次級(jí)冷卻劑有利地保持隔離。例如，用于次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的四個(gè)端口中的兩個(gè)可以位于熱交換器的與用于初級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的兩個(gè)端口相同的側(cè)上，以及用于次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的四個(gè)端口中的其他兩個(gè)可以位于相對(duì)側(cè)上。體積補(bǔ)償器可以連接至用于次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的四個(gè)端口中的第一端口(通常是被配置成用于流出熱交換器的端口)。用于次級(jí)冷卻劑的流動(dòng)的四個(gè)端口中的第二端口可以被插入。這些第一端口和第二端口可以彼此相關(guān)聯(lián)以及/或者在熱交換器的相同側(cè)上。四個(gè)端口中的第三端口(通常在熱交換器的相對(duì)側(cè)上)用于(從機(jī)箱外部)接收流入熱交換器的次級(jí)冷卻劑，以及四個(gè)端口中的第四端口用于使次級(jí)冷卻劑流出熱交換器(流至機(jī)箱外部)。

9、可選地，可以設(shè)置多于一個(gè)的體積補(bǔ)償器，每個(gè)體積補(bǔ)償器連接至熱交換器的不同端口。例如，第一體積補(bǔ)償器可以連接至用于使冷卻劑流出熱交換器的端口，以及第二體積補(bǔ)償器可以連接至用于使冷卻劑流入熱交換器的接口。這樣的布置可以用于根據(jù)需要提供額外的體積補(bǔ)償。

10、還可以在模塊中設(shè)置冷卻劑流動(dòng)布置，該冷卻劑流動(dòng)布置用于將初級(jí)冷卻劑引導(dǎo)至熱交換器以及/或者從熱交換器引導(dǎo)至一個(gè)或更多個(gè)發(fā)熱部件。冷卻劑流動(dòng)布置通常包括位于殼體內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)泵，并且還可以包括(用于將冷卻劑從一個(gè)或多個(gè)泵引導(dǎo)至熱交換器以及/或者從熱交換器朝向發(fā)熱部件引導(dǎo)的)管道布置。冷卻劑流動(dòng)布置還可以包括集管，該集管用于將來自熱交換器的初級(jí)冷卻劑分成用于不同發(fā)熱部件的多個(gè)冷卻劑流。

11、還可以在模塊中設(shè)置一個(gè)或更多個(gè)散熱器布置。每個(gè)散熱器布置具有內(nèi)部體積，從熱交換器接收冷卻劑并且將冷卻劑積聚在該內(nèi)部體積中。然后，熱從發(fā)熱部件傳遞至積聚的冷卻劑，該發(fā)熱部件可以被安裝在內(nèi)部體積內(nèi)或者在發(fā)熱部件上安裝有散熱器布置。散熱器布置可以采用各種形式。在一種形式中，散熱器布置可以是例如被配置成從熱交換器接收次級(jí)冷卻劑的閉合回路冷板。散熱器布置的替選形式將初級(jí)冷卻劑積聚在內(nèi)部體積中，并且允許積聚的冷卻劑(例如通過溢出)流出內(nèi)部體積。然后，流出的冷卻劑用于冷卻其他發(fā)熱部件(例如，在模塊內(nèi)的多個(gè)級(jí)別處提供多種冷卻劑)。

12、冷卻電子系統(tǒng)可以包括：一個(gè)或更多個(gè)模塊(例如，所述一個(gè)或更多個(gè)模塊可以被安裝在機(jī)架中)；以及次級(jí)熱交換器，其用于將熱從次級(jí)冷卻劑傳遞至散熱器(從而設(shè)置次級(jí)冷卻劑回路，其中，經(jīng)冷卻的次級(jí)冷卻劑返回至一個(gè)或多個(gè)模塊)。次級(jí)熱交換器可以設(shè)置在機(jī)架中或外部。次級(jí)熱交換器的一個(gè)示例是排熱單元。來自和/或到每個(gè)模塊的次級(jí)冷卻劑可以通過次級(jí)冷卻劑管道布置串聯(lián)或并聯(lián)組合。