液體冷卻系統(tǒng)的泄漏檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體冷卻系統(tǒng)的泄漏檢測系統(tǒng)，以及并入有泄漏檢測系統(tǒng)的液體冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算機(jī)和其他電子系統(tǒng)包括在操作期間生熱的集成電路(IC)設(shè)備。為了計(jì)算機(jī)的有效操作，這些IC設(shè)備的溫度必須維持在可接受的限度以下。雖然從IC設(shè)備消除熱量的問題是老問題，但由于大量晶體管被封裝到IC設(shè)備中同時(shí)減少設(shè)備的物理尺寸，近年來這個(gè)問題已經(jīng)增加。越來越多的晶體管被壓縮到更小的區(qū)域?qū)е赂鬂舛鹊臒崃?，必須從那個(gè)更小的區(qū)域消除所述更大濃度的熱量。將多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起捆綁在例如像計(jì)算機(jī)服務(wù)器中通過增加必須從相對小的區(qū)域消除的熱量來進(jìn)一步加劇熱量消除問題。
[0003]2011 年 8 月 23 號提交的標(biāo)題為“Liquid Cooling System for a Server”的美國申請?zhí)?3/215，384公開了可用于有效冷卻計(jì)算機(jī)服務(wù)器的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的示例性液體冷卻系統(tǒng)。在‘384申請的冷卻系統(tǒng)中，液體冷卻劑循環(huán)穿過多個(gè)節(jié)點(diǎn)來冷卻服務(wù)器的產(chǎn)熱部件。將液體冷卻系統(tǒng)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)的一個(gè)主要問題是計(jì)算機(jī)內(nèi)發(fā)生冷卻劑泄漏的可能性。雖然可利用冷卻系統(tǒng)的適當(dāng)設(shè)計(jì)來最小化冷卻劑泄漏，但設(shè)計(jì)完全防泄漏系統(tǒng)是不切實(shí)際的。本公開涉及解決現(xiàn)有的液體冷卻系統(tǒng)的這些及其他限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)方面，公開一種用于計(jì)算機(jī)的液體冷卻系統(tǒng)。所述冷卻系統(tǒng)可包括被配置來定位在計(jì)算機(jī)的生熱電子設(shè)備上的冷卻板。冷卻板可適于借此傳遞冷卻劑。冷卻系統(tǒng)還可包括:泄漏檢測系統(tǒng)，其被配置來檢測計(jì)算機(jī)中的冷卻劑泄漏；和控制系統(tǒng)，其聯(lián)接到泄漏檢測系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可被配置來在泄漏檢測系統(tǒng)檢測到冷卻劑泄漏時(shí)采取補(bǔ)救行動(dòng)。
[0005]在另一個(gè)方面，公開一種用于計(jì)算機(jī)服務(wù)器的液體冷卻系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)服務(wù)器可包括布置在機(jī)架上的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。所述冷卻系統(tǒng)可包括:第一液體環(huán)路，其被配置來使冷卻劑流過多個(gè)節(jié)點(diǎn)的第一節(jié)點(diǎn)；和第二液體環(huán)路，其被配置來使冷卻劑流過多個(gè)節(jié)點(diǎn)的第二節(jié)點(diǎn)。冷卻系統(tǒng)還可包括:泄漏檢測系統(tǒng)，其被配置來檢測服務(wù)器中冷卻劑泄漏；和控制系統(tǒng)，其可操作地聯(lián)接到泄漏檢測系統(tǒng)以及第一液體環(huán)路和第二液體環(huán)路?？刂葡到y(tǒng)可被配置來識別服務(wù)器中的發(fā)生冷卻劑泄漏的節(jié)點(diǎn)。
[0006]在又一個(gè)方面，公開一種用于服務(wù)器機(jī)房的液體冷卻系統(tǒng)。服務(wù)器機(jī)房可包括多個(gè)計(jì)算機(jī)服務(wù)器，并且多個(gè)服務(wù)器中的每一個(gè)可包括布置在機(jī)架上的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。冷卻系統(tǒng)可包括液體環(huán)路，所述液體環(huán)路被配置來使冷卻劑流過多個(gè)計(jì)算機(jī)服務(wù)器的多個(gè)節(jié)點(diǎn)以便冷卻定位在多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備。冷卻系統(tǒng)還可包括:泄漏檢測系統(tǒng)，其被配置來檢測多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的冷卻劑泄漏；和控制系統(tǒng)，其可操作地聯(lián)接到泄漏檢測系統(tǒng)和液體環(huán)路?？刂葡到y(tǒng)可被配置來識別多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的發(fā)生冷卻劑泄漏的節(jié)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0007]圖1示出容納多個(gè)計(jì)算機(jī)服務(wù)器的示例性服務(wù)器機(jī)房。
[0008]圖2示出圖1的示例性服務(wù)器的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。
[0009]圖3示出被示例性液體冷卻系統(tǒng)冷卻的圖2的服務(wù)器的節(jié)點(diǎn)。
[0010]圖4是被示例性液體冷卻系統(tǒng)冷卻的圖2的服務(wù)器的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的示意圖。
[0011]圖5A是具有泄漏檢測系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的示例性液體冷卻系統(tǒng)的示意性橫截面圖。
[0012]圖5B是圖5A的泄漏檢測系統(tǒng)的俯視圖。
[0013]圖6A是具有泄漏檢測系統(tǒng)的第二實(shí)施方案的示例性液體冷卻系統(tǒng)的示意圖。
[0014]圖6B是具有泄漏檢測系統(tǒng)的第三實(shí)施方案的示例性液體冷卻系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖7是具有泄漏檢測系統(tǒng)的第四實(shí)施方案的示例性液體冷卻系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下詳述通過舉例而非限制的方式示出冷卻系統(tǒng)。雖然以下描述描述了將公開的液體冷卻系統(tǒng)應(yīng)用到容納在服務(wù)器機(jī)房中的計(jì)算機(jī)服務(wù)器，但是可應(yīng)用公開的冷卻系統(tǒng)的實(shí)施方案以冷卻任何申請中的生熱部件。例如，可使用本公開的實(shí)施方案來冷卻臺式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)或任何其他電子系統(tǒng)。描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作并使用本公開來冷卻控制臺或底架內(nèi)的任何電子部件。
[0017]現(xiàn)在將參考本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，其實(shí)例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在整個(gè)附圖中將使用相同參考數(shù)字來指代相同或相似部分。在不同圖示中使用相同參考數(shù)字指定的元件執(zhí)行類似的功能。因此，為了簡潔起見，這些元件可能不會(huì)參考每一個(gè)圖示進(jìn)行描述。在以下的描述中，如果元件沒有參考一個(gè)圖示進(jìn)行描述，那么元件參考另一個(gè)圖示的描述也適用。
[0018]圖1示出容納多個(gè)計(jì)算機(jī)服務(wù)器10的示例性服務(wù)器機(jī)房。如圖2示出的，每一個(gè)服務(wù)器10包括一起堆疊在機(jī)架14或外殼中以便整合網(wǎng)絡(luò)資源并最小化所占空間的若干模塊或節(jié)點(diǎn)12。如本領(lǐng)域中已知的，服務(wù)器10的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)12可用作單獨(dú)的計(jì)算單元并且可與其他節(jié)點(diǎn)類似或不同。通常，如圖3示出的，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)12表征為包括容納在模塊化的外殼或底架20中的生熱電子設(shè)備18 (如IC設(shè)備)的主板16。節(jié)點(diǎn)12與其他類似的節(jié)點(diǎn)一起安裝到機(jī)架14中以形成服務(wù)器10。節(jié)點(diǎn)12的電子設(shè)備18可包括但不限于，典型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的生熱的任何類型的設(shè)備(例如像，CPU、GPU、存儲器、電源供應(yīng)器、磁盤驅(qū)動(dòng)器、控制器等)。
[0019]節(jié)點(diǎn)12還可包括冷卻一個(gè)或多個(gè)生熱電子設(shè)備18的液體冷卻系統(tǒng)22。液體冷卻系統(tǒng)22可包括一個(gè)或多個(gè)冷卻板24，所述冷卻板24被放置成與一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備18熱接觸(直接接觸，或通過傳熱介質(zhì)例如像熱油脂或?qū)釅|接觸)以便冷卻這些設(shè)備。因?yàn)闊峤佑|，熱量可從電子設(shè)備18傳遞到冷卻板24。液體冷卻系統(tǒng)22的冷卻劑可流過冷卻板24來從冷卻板24消除熱量并從而冷卻冷卻板24。被配置來將熱量從電子設(shè)備18傳遞到循環(huán)冷卻劑的任何類型的裝置可被用作冷卻板24。冷卻板24可包括散熱片、銷或幫助將熱量從冷卻板24傳遞到冷卻劑的其他此類特征件。在一些實(shí)施方案中，共同轉(zhuǎn)讓的美國專利 7，971，632,8240, 362,8245, 764,8274, 787,8, 358，505，以及具有適當(dāng)修改的美國專利申請?zhí)?1/919，974、12/914，263和13/593，157中描述的用于將熱量從生熱電子設(shè)備傳遞到冷卻劑的設(shè)備可用作冷卻板24。這些專利申請以引用方式整體并入本文。雖然圖3示出兩個(gè)類似的冷卻板24，但通常，液體冷卻系統(tǒng)22可包括任何數(shù)量及類型的冷卻板24。
[0020]冷卻劑可在熱交換器(未示出)處將熱量從冷卻板24驅(qū)散到另一種介質(zhì)(如，空氣或另一種液體)。相對較涼的冷卻劑可隨后循環(huán)回到冷卻板24以吸收更多的熱量并繼續(xù)循環(huán)。液體冷卻系統(tǒng)22可包括在冷卻板24與熱交換器之間循環(huán)冷卻劑的一個(gè)或多個(gè)栗或其他循環(huán)設(shè)備(未示出)。在一些實(shí)施方案中，栗和控制栗的操作(例如，速度等)的控制電路可與冷卻板24 (參見例如，美國專利8，240, 362和8，245，764中描述的一些冷卻板)集成。在一些實(shí)施方案中，栗可與冷卻板24(參見例如，美國專利號8，274，787和8，358，505中描述的冷卻板)分開提供。還可設(shè)想，液體冷卻系統(tǒng)22的一些配置可不包括栗。在此類實(shí)施方案中，液體冷卻系統(tǒng)22可相反依靠冷卻劑在吸收和驅(qū)散熱量時(shí)的膨脹和收縮來在熱交換器與冷卻板24之間推進(jìn)冷卻劑。
[0021]任何液體，例如像水、酒精、酒精和水的混合物可用作液體冷卻系統(tǒng)22中的冷卻劑。在一些實(shí)施方案中，冷卻劑還可包括適于產(chǎn)生冷卻劑中的所需特性(如，氣味、顏色等)的添加劑。雖然冷卻劑被描述為液體，但在一些實(shí)施方案中，相變材料可用作冷卻劑。在這些實(shí)施方案中，液相的冷卻劑在冷卻板24處吸收熱量之后可轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀?。冷卻劑在熱交換器處將吸收的熱量傳遞到另一種介質(zhì)之后可轉(zhuǎn)變回到液相。雖然圖3未示出，但是液體冷卻系統(tǒng)22的一些實(shí)施方案還可包括閥或控制冷卻劑借此流動(dòng)的其他已知的流體控制設(shè)備(未示出)。此外，雖然上文描述了閉環(huán)液體冷卻系統(tǒng)22，但還可設(shè)想，在一些實(shí)施方案中，液體冷卻系統(tǒng)22可以是開環(huán)系統(tǒng)而不是閉環(huán)系統(tǒng)。在這種實(shí)施方案中，可利用來自冷卻系統(tǒng)外的較冷的冷卻劑來代替來自冷卻板24的已加熱的冷卻劑。
[0022]服務(wù)器10的多個(gè)節(jié)點(diǎn)12可包括液體冷卻系統(tǒng)。多個(gè)節(jié)點(diǎn)的液體冷卻系統(tǒng)可與液體冷卻系統(tǒng)22類似或不同。圖4是具有各自被液體冷卻系統(tǒng)22冷卻的多個(gè)節(jié)點(diǎn)12的服務(wù)器10的示意圖。在一些實(shí)施方案中，來自服務(wù)器10的每一個(gè)液體冷卻系統(tǒng)22的已加熱的冷卻劑可被引導(dǎo)位于服務(wù)器10外的熱交換器以便冷卻所述冷卻劑。在其他實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)熱交換器可位于服務(wù)器10中，并且每一個(gè)液體冷卻系統(tǒng)22的冷卻劑可在這些熱交換器處將熱量傳遞到第二冷卻劑(液體或氣體)。第二冷卻劑可隨后被循環(huán)到位于遠(yuǎn)離服務(wù)器10的熱交換器以被冷卻。冷卻劑在節(jié)點(diǎn)12的液體冷卻系統(tǒng)22中的流動(dòng)可由并入液體冷卻系統(tǒng)22的冷卻板24中的控制電路控制。服務(wù)器10的多個(gè)節(jié)點(diǎn)12的液體冷卻系統(tǒng)22還可電聯(lián)接到中央控制系統(tǒng)30并由中央控制系統(tǒng)30控制。在一些實(shí)施方案中，月艮務(wù)器機(jī)房(參見圖1)中的所有服務(wù)器10的液體冷卻系統(tǒng)22可由中央控制系統(tǒng)30控制?；谛阅芗捌渌枨?，中央控制系統(tǒng)30可控制液體冷卻系統(tǒng)22的操作。如本領(lǐng)域中已知的，控制系統(tǒng)30可包括電子和/或機(jī)械部件，所述電子和/或機(jī)械部件自動(dòng)控制液體冷卻系統(tǒng)以及在一些情況下服務(wù)器10的操作。
[0023]雖然液體冷卻系統(tǒng)22的適當(dāng)設(shè)計(jì)可最小化節(jié)點(diǎn)12中冷卻劑泄漏的可能性，但是完全消除這個(gè)可能性是不切實(shí)際的。節(jié)點(diǎn)12中的冷卻劑泄漏可影響節(jié)點(diǎn)12的運(yùn)行或甚至損壞節(jié)點(diǎn)12。因此，液體冷卻系統(tǒng)22可包括適于檢測冷卻劑泄漏并指示泄漏發(fā)生的節(jié)點(diǎn)12的泄漏檢測系統(tǒng)?；谶@個(gè)指示，中央控制系統(tǒng)30(或在一些實(shí)施方案中，操作員)可斷開對選擇的節(jié)點(diǎn)12的冷卻劑供應(yīng)和/或采取其他補(bǔ)救措施。
[0024]泄漏檢測系統(tǒng)可包括與節(jié)點(diǎn)