本文獻(xiàn)涉及用于對諸如計算機(jī)數(shù)據(jù)中心中的計算機(jī)服務(wù)器機(jī)架以及相關(guān)器件的電子器件提供冷卻的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

計算機(jī)用戶常常關(guān)注于計算機(jī)微處理器的速度(例如，兆赫和千兆赫)。許多人忘記了這種速度常常伴隨著代價——更高的功耗。這種功耗還生成熱。這是因為按照簡單的物理定律，所有能量不得不去往某處，并且在某處最終轉(zhuǎn)化為熱。安裝在單個主板上的一對微處理器可汲取幾百瓦特或更多的功率。對于大型數(shù)據(jù)中心中的許多計算機(jī)，需要將這一數(shù)字乘以幾千(或幾萬)，由此可以容易地理解可生成的熱的量。當(dāng)并入支持關(guān)鍵負(fù)載所需的所有輔助器件時，數(shù)據(jù)中心中的關(guān)鍵負(fù)載所消耗的功率的影響常常加劇。

可使用許多技術(shù)來冷卻位于服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)機(jī)架托盤上的電子設(shè)備(例如，處理器、存儲器、聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、以及其它熱生成設(shè)備)。例如，可通過在設(shè)備上方提供冷卻氣流來創(chuàng)建強(qiáng)制對流。位于設(shè)備附近的風(fēng)扇、位于計算機(jī)服務(wù)器機(jī)房中的風(fēng)扇、和/或位于與電子設(shè)備周圍的空氣流體連通的管道系統(tǒng)中的風(fēng)扇可強(qiáng)制冷卻氣流經(jīng)過容納設(shè)備的托盤上方。在一些情況下，服務(wù)器托盤上的一個或多個部件或設(shè)備可能位于托盤的難以冷卻的區(qū)域中；例如，強(qiáng)制對流不太有效或者不可用的區(qū)域。

冷卻不夠和/或不足的結(jié)果可能是托盤上的一個或多個電子設(shè)備由于設(shè)備的溫度超過最大額定溫度而發(fā)生故障。盡管某些冗余可能被內(nèi)置于計算機(jī)數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器機(jī)架、甚至各個托盤中，但由于過熱而發(fā)生的設(shè)備故障仍可能在速度、效率和費用方面造成極大代價。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在示例實施方式中，一種數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)包括模塊化熱沉和工作流體。該模塊化熱沉包括：蒸發(fā)器，其被配置為與熱生成電子設(shè)備熱接觸以從數(shù)據(jù)中心熱生成電子設(shè)備接收熱；冷凝器，其耦合至蒸發(fā)器并且被配置為將來自熱生成電子設(shè)備的熱傳遞到冷卻流體中；以及多個輸送管，其將蒸發(fā)器和冷凝器流體耦合，所述多個輸送管中的至少一個輸送管包括設(shè)置在蒸發(fā)器中的開放端以及設(shè)置在冷凝器中的封閉端。所述工作流體基于從所述熱生成電子設(shè)備接收所述熱而在蒸發(fā)器中汽化，并且在輸送構(gòu)件中以汽相從蒸發(fā)器循環(huán)至冷凝器，以液相從冷凝器循環(huán)至蒸發(fā)器。

在可與示例實施方式組合的方面，所述工作流體包括水，所述蒸發(fā)器包括銅。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述水包括去離子或反滲透(ro)水。

可與先前任何方面組合的另一方面還包括被設(shè)置為使冷卻流體在冷凝器上方循環(huán)的風(fēng)扇。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述風(fēng)扇被安裝在支撐熱生成電子設(shè)備的服務(wù)器板子組件的框架上。

可與先前任何方面組合的另一方面還包括設(shè)置在蒸發(fā)器的內(nèi)容量內(nèi)的傳熱面。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述傳熱面包括與蒸發(fā)器集成地形成的銅翅片。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述銅翅片從蒸發(fā)器的內(nèi)容量的底表面向上延伸，并且?guī)С崞Y(jié)構(gòu)的高度小于蒸發(fā)器中的工作流體的操作液位。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述傳熱面的至少一部分涂覆有多孔涂層。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述多孔涂層包括銅顆粒。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述冷凝器被垂直地安裝在蒸發(fā)器上面。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述冷凝器被安裝到支撐熱生成電子設(shè)備的服務(wù)器板子組件的框架。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述多個輸送管包括熱管道，所述熱管道的每一個熱管道包括芯結(jié)構(gòu)。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述多個輸送管的封閉端被設(shè)置在冷凝器的相應(yīng)區(qū)域中。

在可與先前任何方面組合的另一方面，冷凝器的所述相應(yīng)區(qū)域包括冷凝器的不同熱區(qū)域。

在另一示例實施方式中，一種用于使數(shù)據(jù)中心電子設(shè)備冷卻的方法包括：在模塊化熱沉的蒸發(fā)器中利用來自與蒸發(fā)器熱接觸的熱生成電子設(shè)備的熱使工作流體的至少一部分汽化；使工作流體的汽相從蒸發(fā)器通過流體耦合所述蒸發(fā)器的多個輸送管的相應(yīng)開放端向模塊化熱沉的冷凝器循環(huán)，所述相應(yīng)開放端被設(shè)置在蒸發(fā)器中；在所述多個輸送管的設(shè)置在冷凝器中的相應(yīng)封閉端中使工作流體的汽相的至少一部分冷凝為工作流體的液相；以及使工作流體的液相通過所述多個輸送管向蒸發(fā)器循環(huán)。

在可與示例實施方式組合的方面，所述工作流體包括水，所述蒸發(fā)器包括銅。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述水包括去離子或反滲透(ro)水。

可與先前任何方面組合的另一方面還包括使冷卻氣流在冷凝器上方循環(huán)。

在可與先前任何方面組合的另一方面，使冷卻氣流循環(huán)包括利用安裝在支撐熱生成電子設(shè)備的服務(wù)器板子組件的框架上的風(fēng)扇來使所述冷卻氣流循環(huán)。

可與先前任何方面組合的另一方面還包括通過設(shè)置在蒸發(fā)器的內(nèi)容量內(nèi)的傳熱面將來自熱生成電子設(shè)備的熱傳遞給工作流體的液相。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述傳熱面的至少一部分涂覆有包括銅顆粒的多孔涂層。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述冷凝器被垂直地安裝在蒸發(fā)器上面。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述多個輸送管包括熱管道，所述熱管道各自包括芯結(jié)構(gòu)。

在可與先前任何方面組合的另一方面，所述多個輸送管的封閉端被設(shè)置在冷凝器的相應(yīng)區(qū)域中。

在可與先前任何方面組合的另一方面，冷凝器的所述相應(yīng)區(qū)域包括冷凝器的不同熱區(qū)域。

根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一個、一些或所有實施方式可包括以下特征中的一個或更多個。例如，盡管cpu、gpu和asic的熱生成不斷增加，熱源表面積也不斷變小。這導(dǎo)致大的熱通量集中在待冷卻的芯片表面上。另外，主晶片表面積通常遠(yuǎn)小于封裝蓋和熱沉接觸表面。這導(dǎo)致蓋表面積上的局部熱點并且導(dǎo)致設(shè)備表面上的大的溫度梯度。所有這些設(shè)計挑戰(zhàn)可增加傳統(tǒng)熱沉解決方案的從結(jié)到周圍環(huán)境的熱阻并且可限制冷卻能力。銅散熱器常常是用于散熱并且應(yīng)對熱點冷卻的傳統(tǒng)解決方案。但是，這種解決方案可導(dǎo)致熱沉的熱性能不佳。根據(jù)本公開的模塊化熱沉的實施方式可解決這些問題中的一個或更多個以及與冷卻電子熱生成設(shè)備關(guān)聯(lián)的其它問題。例如，相對于用于冷卻cpu、gpu、asic和其它電子設(shè)備的傳統(tǒng)熱傳遞裝置，由于例如減少的焊接和整體銅設(shè)計，根據(jù)本公開的模塊化熱沉的實施方式可具有低熱阻。另外，在一些實施方式中，模塊化熱沉可提供用于通過在蒸發(fā)器和冷凝器之間耦合的多個輸送管的更均勻的熱傳遞。相對于傳統(tǒng)技術(shù)，輸送管可被定制為特定熱傳遞容量或排熱率以更有效地從熱生成電子設(shè)備移除熱。另外，在一些實施方式中，模塊化熱沉可通過利用相對于介電冷卻劑可具有更高的傳導(dǎo)性質(zhì)的水作為工作流體來更有效地冷卻熱生成設(shè)備。作為另一示例，模塊化熱沉的實施方式可對通常影響傳統(tǒng)冷卻裝置(諸如熱虹吸管)的性能的熱生成電子設(shè)備的定向不那么敏感。因此，托盤、主板以及安裝在其上的設(shè)備可按照各種定向布置，而不會影響模塊化熱沉的操作。

在附圖以及下面的描述中闡述了一個或多個實施方式的細(xì)節(jié)。其它特征、目的和優(yōu)點將從該描述和附圖以及權(quán)利要求書顯而易見。

附圖說明

圖1圖示根據(jù)本公開的被配置為安裝在用在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中并且通過模塊化熱沉冷卻的機(jī)架內(nèi)的服務(wù)器機(jī)架和服務(wù)器機(jī)架子組件的示意圖。

圖2a至圖2b分別圖示根據(jù)本公開的用于服務(wù)器機(jī)架子組件的模塊化熱沉的示例實施方式的示意性側(cè)視圖和俯視圖。

圖3圖示根據(jù)本公開的用于服務(wù)器機(jī)架子組件的模塊化熱沉的另一示例實施方式的示意性側(cè)視圖。

圖4a至圖4b圖示根據(jù)本公開的用于服務(wù)器機(jī)架子組件的模塊化熱沉的其它示例實施方式的部分的示意性等距視圖。

圖5a至圖5b分別圖示根據(jù)本公開的用于服務(wù)器機(jī)架子組件的模塊化熱沉的另一示例實施方式的示意性俯視圖和側(cè)視圖。

圖6a至圖6b分別圖示根據(jù)本公開的用于服務(wù)器機(jī)架子組件的模塊化熱沉的另一示例實施方式的示意性側(cè)視圖和俯視截面圖。

具體實施方式

本文獻(xiàn)公開了一種模塊化熱沉，其可操作以冷卻一個或更多個電子熱生成設(shè)備，諸如位于數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器機(jī)架子組件(例如，服務(wù)器托盤)上的設(shè)備。在一些實施方式中，模塊化熱沉可提供熱點冷卻以及這些設(shè)備所生成的熱的三維分布以應(yīng)對高熱通量。在一些實施方式中，根據(jù)本公開的模塊化熱沉包括蒸發(fā)器、輸送管和冷凝器。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，蒸發(fā)器包括具有傳熱面(例如，翅片結(jié)構(gòu))的小型銅塊。翅片結(jié)構(gòu)中的翅片可機(jī)加工或切削，或者可作為單獨的零件被焊接或釬焊到蒸發(fā)器小型銅塊。翅片可以是板形翅片或針形翅片并且可涂覆有銅多孔顆粒以增加蒸發(fā)率并減小熱阻。在一些方面，蒸發(fā)器可完全由銅形成，這與其它材料相比可允許更容易實現(xiàn)帶翅片表面。另外，燒結(jié)銅的制造用在模塊化熱沉中會更安全(例如，與燒結(jié)鋁相比)。在一些方面，使用銅可允許單件式蒸發(fā)器(例如，沒有可能導(dǎo)致泄漏或弱點的接頭或連接)。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，隨著熱從熱生成電子器傳遞到蒸發(fā)器，工作流體在蒸發(fā)器中汽化。汽化的工作流體通過輸送管循環(huán)(例如，自然地或受迫地)到冷凝器，在那里它冷凝以將傳遞自設(shè)備的熱釋放到冷卻流體(例如，冷卻液體或者氣流)。冷凝的工作流體通過輸送管循環(huán)(例如，自然地或受迫地)回到蒸發(fā)器。在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，工作流體是水(例如，純凈水、去離子水或反滲透水)。在一些方面，水位高于蒸發(fā)器中的翅片高度，使得發(fā)生池沸騰以增加兩相熱傳遞率并且還增加最大熱通量。例如，與非水冷卻劑相比，水可具有更高的傳遞熱的容量(例如，高一個數(shù)量級)。因此，與非水冷卻劑相比，與蒸發(fā)器表面接觸的一層水可更容易相變?yōu)檎羝瑥亩鴮⒏酂醾鬟f給水。另外，與基于傳統(tǒng)非水冷卻劑的熱虹吸管相比，使用水的模塊化熱沉可在低許多的壓力下操作(例如，由于水的沸點為100℃)。例如，傳統(tǒng)熱虹吸管無法利用水作為冷卻劑來操作，因為這種設(shè)備的汽-液壓差可能不足以使工作流體(即，水)自然地在熱虹吸管的熱側(cè)與冷側(cè)之間循環(huán)。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，翅片(例如，帶涂層)可主要應(yīng)對熱點冷卻。例如，翅片增加了傳熱面面積，而多孔結(jié)構(gòu)增加了熱傳遞率。翅片結(jié)構(gòu)(例如，形狀、數(shù)量、尺寸、間距)和多孔結(jié)構(gòu)(例如，材料、大小和孔隙度)可針對各個設(shè)計進(jìn)行修改并且被精確地置于局部熱點的頂部以應(yīng)對熱生成電子設(shè)備的各種熱生成圖。例如，如果諸如微處理器的設(shè)備具有特定功率圖，則翅片可被修改以減小熱沉的溫度梯度和熱阻。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，散熱的三維性質(zhì)也可幫助應(yīng)對較小設(shè)備區(qū)域上方的高熱通量。帶涂層翅片區(qū)域上方的池沸騰所導(dǎo)致的有效熱導(dǎo)率可為傳統(tǒng)銅散熱器的約3-5倍和工業(yè)均熱板的兩倍(例如，最高至1000w/cm²)。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，輸送管可通過多孔結(jié)構(gòu)來涂覆。多孔涂層可被優(yōu)化以使可增加模塊化熱沉的最大功率容量的毛細(xì)管效應(yīng)最大化。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，可見于傳統(tǒng)熱管道和銅散熱器或者傳統(tǒng)設(shè)計的均熱板中的耐焊性可被消除。例如，輸送管可將工作流體蒸汽直接從蒸發(fā)器傳輸至冷凝器。這導(dǎo)致盡可能低的熱阻。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，輸送管可由多個熱管道組成(例如，在管內(nèi)具有芯結(jié)構(gòu)的開放管)。在一些方面，如圖4a至圖4b所示，工作流體蒸汽向多個熱管道的直接輸送可導(dǎo)致熱管道之間的功率分布更均勻。相比之下，當(dāng)在傳統(tǒng)技術(shù)中將熱管道焊接到銅散熱器時，橫跨熱管道可存在溫度梯度，這可導(dǎo)致通過某些熱管道傳遞的功率較少。在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，輸送管熱管道可具有相同的效力，導(dǎo)致傳遞路徑中的熱阻較小，并且還將導(dǎo)致翅片效率更高，并且也降低冷凝器阻力。

另外，在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，如果輸送管的熱管道暴露于冷凝器中的與其它熱管道相比更冷的熱沉(例如，暴露于溫度更低的冷卻氣流)，則在該熱管道中冷凝可加速，因此與其它熱管道相比將傳遞更多熱。此特征可充當(dāng)自平衡效應(yīng)，其進(jìn)一步改進(jìn)模塊化熱沉性能。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，模塊化熱沉可用于不同大小(例如，高度)的熱生成電子設(shè)備。例如，模塊化熱沉可用于相對矮(例如，1機(jī)架單位)的服務(wù)器或相對高(例如，2機(jī)架單位)的服務(wù)器。

在根據(jù)本公開的模塊化熱沉的一些實施方式中，模塊化熱沉可為模塊化的并且可采取若干形式。例如，冷凝器可與蒸發(fā)器相鄰或者在蒸發(fā)器的頂部。蒸發(fā)表面改進(jìn)可以是多孔芯、溝槽、微翅片或者改進(jìn)固液界面中的氣泡成核的任何其它特征。冷凝器可以是氣冷式、液冷板或者任何其它冷卻界面(例如，兩相冷卻劑、冷水、冷凝水、peltier型冷卻器)。在一些方面，多個蒸發(fā)器可連接至一個冷凝器。在一些方面，每個蒸發(fā)器可連接至不止一個冷凝器。例如，一個翅片堆疊在蒸發(fā)器的頂部，一個翅片堆疊位于遠(yuǎn)處。

圖1示出示例系統(tǒng)100，其包括服務(wù)器機(jī)架105(例如，13英寸或19英寸服務(wù)器機(jī)架)以及安裝在機(jī)架105內(nèi)的多個服務(wù)器機(jī)架子組件110。盡管示出單個服務(wù)器機(jī)架105，服務(wù)器機(jī)架105可以是系統(tǒng)100內(nèi)的許多服務(wù)器機(jī)架中的一個，其可包括包含各種機(jī)架安裝計算機(jī)系統(tǒng)的服務(wù)器群或協(xié)作定位設(shè)施(co-locationfacility)。另外，盡管示出多個服務(wù)器機(jī)架子組件110安裝在機(jī)架105內(nèi)，可能僅存在單個服務(wù)器機(jī)架子組件。通常，服務(wù)器機(jī)架105限定多個狹槽107，這些狹槽按照有序且重復(fù)的方式布置在服務(wù)器機(jī)架105內(nèi)，并且每個狹槽107是機(jī)架中對應(yīng)服務(wù)器機(jī)架子組件110可被置于其中和被移除的空間。例如，服務(wù)器機(jī)架子組件可被支撐在從機(jī)架105的相對側(cè)伸出的導(dǎo)軌112上，所述導(dǎo)軌可限定狹槽107的位置。

狹槽107以及服務(wù)器機(jī)架子組件110可按照所圖示的水平布置方式(相對于重力)定向。替選地，狹槽107以及服務(wù)器機(jī)架子組件110可垂直地定向(相對于重力)，但是這將需要對蒸發(fā)器和冷凝器結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些下述的重新配置。在狹槽水平地定向的情況下，它們可垂直地堆疊在機(jī)架105中，在狹槽垂直地定向的情況下，它們可水平地堆疊在機(jī)架105中。

例如作為大型數(shù)據(jù)中心的一部分，服務(wù)器機(jī)架105可提供數(shù)據(jù)處理和存儲能力。在操作中，數(shù)據(jù)中心可連接到網(wǎng)絡(luò)，并且可接收并響應(yīng)于來自網(wǎng)絡(luò)的各種請求以檢索、處理和/或存儲數(shù)據(jù)。例如，在操作中，服務(wù)器機(jī)架105通常促進(jìn)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與用戶接口的信息通信，所述用戶接口由請求在數(shù)據(jù)中心中的計算機(jī)上運行的應(yīng)用提供服務(wù)的用戶的web瀏覽器應(yīng)用生成。例如，服務(wù)器機(jī)架105可提供或幫助提供正在使用web瀏覽器的用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)或萬維網(wǎng)上的web站點。

服務(wù)器機(jī)架子組件110可以是可安裝在服務(wù)器機(jī)架中的各種結(jié)構(gòu)中的一個。例如，在一些實現(xiàn)方式實施方式中，服務(wù)器機(jī)架子組件110可以是能夠可滑動地插入服務(wù)器機(jī)架105中的““托盤””或托盤組件。術(shù)語“托盤”“托盤”不限于任何特定布置方式，而是應(yīng)用于主板或者其它附屬于主板的用于將主板支撐在機(jī)架結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)位置的其它相對平坦的結(jié)構(gòu)。在一些實現(xiàn)方式實施方式中，服務(wù)器機(jī)架子組件110可以是服務(wù)器底座或者服務(wù)器容器(例如，服務(wù)器箱)。在一些實現(xiàn)方式實施方式中，服務(wù)器機(jī)架子組件110可以是硬盤驅(qū)動器匣(harddrivecage)。

參照圖2a至圖2b，服務(wù)器機(jī)架子組件110包括框架或匣120、支撐在框架120上的印刷電路板122(例如，主板)、安裝在印刷電路板122上的一個或多個熱生成電子設(shè)備124(例如，處理器或存儲器)、以及模塊化熱沉130。一個或多個風(fēng)扇126也可安裝在框架120上。

框架120可包括或者就是平坦結(jié)構(gòu)，主板122可被置于并安裝在該平坦結(jié)構(gòu)上，以使得技術(shù)人員可抓住框架120以將主板移動到位并將其固定在機(jī)架105內(nèi)的適當(dāng)位置。例如，可諸如通過將框架120滑入狹槽107且在服務(wù)器機(jī)架子組件110的相對側(cè)在機(jī)架105中的一對導(dǎo)軌上方(很像將午餐托盤滑入自助食堂機(jī)架中)，來將服務(wù)器機(jī)架子組件110水平地安裝在服務(wù)器機(jī)架105中。盡管圖2a至圖2b示出框架120在主板122下方延伸，框架可具有其它形式(例如，將它實現(xiàn)為圍繞主板的外圍框架)，或者可被除去以使得主板本身被設(shè)置在機(jī)架105中(例如，可滑動地接合機(jī)架105)。另外，盡管圖2a將框架120圖示為平板，但框架120可包括從平板的邊緣向上伸出的一個或多個側(cè)壁，并且平板可以是頂部閉合或者頂部打開的盒子或匣子的底板。

所圖示的服務(wù)器機(jī)架子組件110包括安裝有各種部件(包括熱生成電子設(shè)備124)的印刷電路板122(例如，主板)。盡管圖示出一個主板122安裝在框架120上，但根據(jù)特定應(yīng)用的需求，多個主板可安裝在框架120上。在一些實施方式中，一個或多個風(fēng)扇126可被置于框架120上，以使得空氣在服務(wù)器機(jī)架子組件110的前邊緣處(圖2a至圖2b中的左手側(cè))進(jìn)入(當(dāng)子組件110被安裝在機(jī)架105中時該前邊緣更靠近機(jī)架105的前面)，流過(如圖示)主板122、主板122上的一些熱生成部件，并在后邊緣處(右手側(cè))從服務(wù)器機(jī)架組件110排出(當(dāng)子組件110被安裝在機(jī)架105中時該后邊緣更靠近機(jī)架105的后面)。一個或多個風(fēng)扇126可通過托架127被固定到框架120。由此，風(fēng)扇126可從框架120區(qū)域內(nèi)抽拉空氣，并在空氣變暖之后將其推出機(jī)架105。主板122的下側(cè)可通過間隙與框架120分離。

模塊化熱沉130包括蒸發(fā)器132、安裝在基座139上的冷凝器134以及將蒸發(fā)器132連接到冷凝器134的輸送構(gòu)件136。蒸發(fā)器132接觸電子設(shè)備124以使得通過傳導(dǎo)熱傳遞將熱從電子設(shè)備124汲取至蒸發(fā)器132。例如，蒸發(fā)器132與電子設(shè)備124熱傳導(dǎo)接觸。具體地講，蒸發(fā)器132的底部接觸電子設(shè)備124的頂部。

在操作中，來自電子設(shè)備124的熱導(dǎo)致蒸發(fā)器132中的工作流體(例如，水)蒸發(fā)。如圖2a所圖示，作為液體137的工作流體填充蒸發(fā)器132至蒸發(fā)器132的容量內(nèi)的特定高度，工作流體蒸汽141(由于傳遞的熱而導(dǎo)致)在液體137上面。在一些方面，液體137填充蒸發(fā)器132至蒸發(fā)器132內(nèi)的帶翅片表面(這里未示出)上面的高度。在此示例中，蒸發(fā)器132由帶有一些翅片結(jié)構(gòu)(未示出)的小型銅塊構(gòu)成。翅片可機(jī)加工/切削，或者可作為單獨的零件被焊接/釬焊到蒸發(fā)器銅塊。翅片可以是板形翅片或針形翅片并且可涂覆有銅多孔顆粒以增加蒸發(fā)率并減小熱阻。

然后蒸汽141穿過輸送構(gòu)件136來到冷凝器134。從冷凝器134向外輻射熱到(例如)冷凝器134周圍的空氣中或者由一個或多個風(fēng)扇126橫穿冷凝器134、傳熱面138(例如，帶翅片表面)或二者吹送或抽吸的空氣中，導(dǎo)致工作流體冷凝。如圖2a所示，冷凝器134可位于一個或更多個風(fēng)扇126與蒸發(fā)器132之間，但是也可位于一個或更多個風(fēng)扇126的相對側(cè)(例如，子組件110的邊緣附近)。

如圖2a所示，輸送構(gòu)件136可成微小(非零)角度，以使得重力導(dǎo)致冷凝的工作流體穿過輸送構(gòu)件136流回到蒸發(fā)器132。由此，在一些實施方式中，輸送構(gòu)件136的至少一部分不平行于框架120的主表面。例如，輸送構(gòu)件136的冷凝器側(cè)端可比輸送構(gòu)件136的蒸發(fā)器側(cè)端高約1-5mm(例如，2mm)。然而，輸送構(gòu)件136也可為水平管，或者甚至可成微小負(fù)角(但是正角具有利用重力改善液體從冷凝器向蒸發(fā)器的流動的優(yōu)點)。由于單個主板上可存在多個熱生成電子設(shè)備，所以主板上可存在多個蒸發(fā)器，其中每個蒸發(fā)器對應(yīng)于單個電子設(shè)備。

在操作期間，冷凝器134內(nèi)部的工作流體(作為液體)的頂表面可比蒸發(fā)器132中的工作流體的頂表面液體高度137高(例如，高1至10mm)。這種效果可更容易使用成微小(正的非零)角度的輸送構(gòu)件136來實現(xiàn)，但是對于水平或成微小負(fù)角的輸送構(gòu)件136，鑒于模塊化熱沉130的預(yù)期熱傳輸要求適當(dāng)選擇工作流體(例如，水)的熱和機(jī)械性能也可實現(xiàn)這種效果

在操作期間，工作流體的液相137可通過輸送構(gòu)件136的液體導(dǎo)管流動，工作流體的汽相141(或者混合汽液相)可通過輸送構(gòu)件136的蒸汽導(dǎo)管流動。另外，在一些方面，輸送構(gòu)件136可包括芯結(jié)構(gòu)，其通過毛細(xì)管力幫助使液體141循環(huán)回到蒸發(fā)器132(以及使蒸汽141來到冷凝器134)。

在一些替選實施方式中，模塊化熱沉130可具有多個蒸發(fā)器；每個蒸發(fā)器可接觸不同的電子設(shè)備，或者多個蒸發(fā)器可接觸同一電子設(shè)備(例如，如果電子設(shè)備特別大或者具有多個熱生成區(qū)域的話)。多個蒸發(fā)器可通過輸送構(gòu)件136串聯(lián)連接到冷凝器134，例如，單個輸送構(gòu)件136將冷凝器134連接到第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器。替選地，多個蒸發(fā)器中的一些或全部可通過多個輸送構(gòu)件并聯(lián)連接到冷凝器134，例如，第一輸送構(gòu)件將冷凝器連接到第一蒸發(fā)器，第二輸送構(gòu)件將冷凝器134連接到第二蒸發(fā)器。串聯(lián)實施方式的優(yōu)點是管較少，而并聯(lián)管的優(yōu)點在于管直徑可較小。

圖2a至圖2b圖示出模塊化熱沉130，其中公共輸送構(gòu)件136用于從冷凝器134至蒸發(fā)器132的冷凝物流動以及從蒸發(fā)器132至冷凝器134的蒸汽(或者混合相)流動二者。由此，在此實施方式中，蒸發(fā)器132與冷凝器134之間的流體耦合由組合的冷凝物和蒸汽傳輸管線136構(gòu)成。組合的冷凝物和蒸汽傳輸管線的潛在優(yōu)點在于輸送構(gòu)件136可連接到冷凝器的一側(cè)，從而與帶有用于蒸汽的單獨管線的系統(tǒng)相比降低了系統(tǒng)的垂直高度(因為蒸汽管線通常耦合到蒸發(fā)器的頂部或附近)。輸送構(gòu)件136可以是例如銅或鋁的柔性管或管道。

參照圖3，利用服務(wù)器機(jī)架子組件110示出模塊化熱沉230的另一示例實施方式。如圖2a至圖2b所示，服務(wù)器機(jī)架子組件110包括框架或匣120、支撐在框架120上的印刷電路板122(例如，主板)、安裝在印刷電路板122上的一個或多個熱生成電子設(shè)備124(例如，處理器或存儲器)、以及模塊化熱沉130。一個或多個風(fēng)扇126也可安裝在框架120上。

模塊化熱沉230包括蒸發(fā)器232、安裝在蒸發(fā)器232的頂部的冷凝器234以及將蒸發(fā)器132連接到冷凝器134的一個或更多個輸送構(gòu)件236。蒸發(fā)器132接觸電子設(shè)備124以使得通過傳導(dǎo)熱傳遞將熱從電子設(shè)備124汲取至蒸發(fā)器132。例如，蒸發(fā)器132與電子設(shè)備124熱傳導(dǎo)接觸。具體地講，蒸發(fā)器132的底部接觸電子設(shè)備124的頂部。

如圖3所示，冷凝器234被垂直地直接設(shè)置在蒸發(fā)器232上面，這在一些方面可允許在框架120上節(jié)省空間。傳熱面238(例如，翅片)被安裝到冷凝器234的頂部。在操作中，來自電子設(shè)備124的熱導(dǎo)致蒸發(fā)器232中的工作流體(例如，水)蒸發(fā)。如圖3所示，作為液體237的工作流體填充蒸發(fā)器232至蒸發(fā)器232的容量內(nèi)的特定高度，其中工作流體蒸汽241(由于傳遞的熱而導(dǎo)致)在液體237上面。在一些方面，液體237填充蒸發(fā)器232至蒸發(fā)器232內(nèi)的帶翅片表面(這里未示出)上面的高度。在此示例中，蒸發(fā)器232由帶有一些翅片結(jié)構(gòu)(未示出)的小型銅塊構(gòu)成。翅片可機(jī)加工/切削，或者可作為單獨的零件被焊接/釬焊到蒸發(fā)器銅塊。翅片可以是板形翅片或針形翅片并且可涂覆有銅多孔顆粒以增加蒸發(fā)率并減小熱阻。

蒸汽241然后穿過輸送構(gòu)件236來到冷凝器234。在一些方面，蒸發(fā)器232中的水蒸汽241和水液體237的密度的自然變化可使蒸汽241通過輸送構(gòu)件236向冷凝器234中循環(huán)。冷凝器234向外輻射熱到例如冷凝器234周圍的空氣中或者由一個或多個風(fēng)扇126橫穿冷凝器234、傳熱面238(例如，帶翅片表面)或二者吹送或抽吸的空氣中，導(dǎo)致工作流體冷凝。

在操作期間，冷凝器134內(nèi)部的工作流體(作為液體)的頂表面高于蒸發(fā)器232中的工作流體的頂表面液體高度237。在操作期間，在此示例中，工作流體的液相137可隨著(例如，同時)工作流體的汽相141(或者混合汽液相)可通過輸送構(gòu)件136向上流動，通過輸送構(gòu)件136向下流動。

在一些替選實施方式中，模塊化熱沉230可具有多個蒸發(fā)器；每個蒸發(fā)器可接觸不同的電子設(shè)備，或者多個蒸發(fā)器可接觸同一電子設(shè)備(例如，如果電子設(shè)備特別大或者具有多個熱生成區(qū)域的話)。多個蒸發(fā)器可通過輸送構(gòu)件236連接到冷凝器134或者多個冷凝器。

圖4a至圖4b圖示出用于服務(wù)器機(jī)架子組件的模塊化熱沉的其它示例實施方式的部分的示意性等距視圖。例如，圖4a示出根據(jù)本公開的模塊化熱沉的蒸發(fā)器432和輸送構(gòu)件(包括多個輸送管436)。蒸發(fā)器432包括安裝或形成到蒸發(fā)器432的內(nèi)表面452中的帶翅片結(jié)構(gòu)450(例如，車輪形式)。如圖4a所示，存在四個輸送管436；在替選實施方式中，可存在兩個、三個、五個或另一數(shù)量的輸送管436。在一些方面，輸送管436的數(shù)量可至少部分地地基于模塊化熱沉的所需或期望的冷卻容量以及每個輸送管436的特定冷卻容量來確定。每個輸送管436可向蒸發(fā)器432(例如，包括工作流體的液相和汽相的蒸發(fā)器432內(nèi)的容量)開放并且包括流開口437。

如所示，流開口437包括液體流部分438和蒸汽流部分439。在一些方面，盡管可能不存在分離液體流部分438和蒸汽流部分439的物理屏障，這樣的部分基于在輸送管436內(nèi)流動的(例如，向蒸發(fā)器432或向冷凝器)工作流體的相、更具體地講是由于蒸汽工作流體與液體工作流體之間的密度差而分離。例如，液體工作流體可在包括液體流部分438的輸送管436的底部內(nèi)從冷凝器向蒸發(fā)器432流動。蒸汽工作流體可在包括蒸汽流部分438的輸送管436的上部內(nèi)從蒸發(fā)器向蒸發(fā)器432流動。由此，在示例操作中，工作流體(例如，水或冷卻劑)可通過來自熱耦合至蒸發(fā)器432的熱生成電子設(shè)備的熱的傳遞而汽化為汽相。汽化的工作流體可通過輸送管436的蒸汽流區(qū)域439流向冷凝器，在那里汽相被冷卻并冷凝為液相(例如，在輸送管436內(nèi))。然后，液相可通過液體流區(qū)域438流回到蒸發(fā)器432(例如，以再次開始汽-液相循環(huán))。在一些方面，輸送管436中的一個或更多個可以是在冷凝器端封閉并且在蒸發(fā)器端開放(如所圖示)的熱管道(例如，具有芯結(jié)構(gòu))。

圖4b圖示出根據(jù)本公開的模塊化熱沉的蒸發(fā)器482和輸送構(gòu)件486。蒸發(fā)器482包括安裝或形成到蒸發(fā)器482的內(nèi)表面492中的帶翅片結(jié)構(gòu)490(例如，作為平行翅片)。如圖4b所圖示，存在四個輸送管486；在替選實施方式中，可存在兩個、三個、五個或另一數(shù)量的輸送管486。在一些方面，輸送管486的數(shù)量可至少部分地地基于模塊化熱沉的所需或期望的冷卻容量以及每個輸送管486的特定冷卻容量來確定。每個輸送管486可向蒸發(fā)器482(例如，包括工作流體的液相和汽相的蒸發(fā)器482內(nèi)的容量)開放并且包括流開口489。

如所圖示，流開口487包括液體流部分488和蒸汽流部分489。在一些方面，盡管可能不存在分離液體流部分488和蒸汽流部分489的物理屏障，這樣的部分基于在輸送管486內(nèi)流動的(例如，向蒸發(fā)器482或向冷凝器)工作流體的相，更具體地講，由于蒸汽工作流體與液體工作流體之間的密度差而分離。例如，液體工作流體可在包括液體流部分488的輸送管486的底部內(nèi)從冷凝器向蒸發(fā)器482流動。蒸汽工作流體可在包括蒸汽流部分488的輸送管486的上部內(nèi)從蒸發(fā)器向蒸發(fā)器482流動。由此，在示例操作中，工作流體(例如，水或冷卻劑)可通過來自熱耦合至蒸發(fā)器482的熱生成電子設(shè)備的熱的傳遞而汽化為汽相。汽化的工作流體可通過輸送管486的蒸汽流區(qū)域489流向冷凝器，在那里汽相被冷卻并冷凝為液相(例如，在輸送管486內(nèi))。然后，液相可通過液體流區(qū)域488流回到蒸發(fā)器482(例如，以再次開始汽-液相循環(huán))。在一些方面，輸送管486中的一個或更多個可以是在冷凝器端封閉并且在蒸發(fā)器端開放(如所圖示)的熱管道(例如，具有芯結(jié)構(gòu))。

如模塊化熱沉的這些示例部分中所示，輸送構(gòu)件436和486由多個熱管道(例如，其中具有芯結(jié)構(gòu))或輸送管組成，如所示。例如，可存在工作流體液體從冷凝器流回到蒸發(fā)器所需的特定總橫截面流區(qū)域(例如，流區(qū)域437和487)(例如，基于與蒸發(fā)器熱接觸的電子設(shè)備所生成的熱的量)?？倷M截面區(qū)域可在多個熱管道或流管之間分割，如所示。這可向模塊化熱沉的流輸送增加冗余，同時還確保了通過蒸發(fā)器和冷凝器中的管的適當(dāng)間隔，在這些部件內(nèi)均勻地向/從工作流體傳遞熱。由此，工作流體中的熱(或冷)點可被減少或消除。

在一些方面，根據(jù)本公開的模塊化熱沉可根據(jù)以下示例工藝來制造。示例步驟可順序地、并行地、或者按照與本文所述不同的次序來執(zhí)行。首先，可通過沖壓或者機(jī)加工過程(例如，從銅或其它材料)制造蒸發(fā)器、冷凝器和輸送管部分。接下來，通過切削或焊接到蒸發(fā)器中的所需區(qū)域(例如，蒸發(fā)器的內(nèi)容量內(nèi)、容量的底表面上)來形成蒸發(fā)器翅片。接下來，將涂層(例如，銅顆粒的多孔涂層)施加到輸送管和蒸發(fā)器的至少部分。接下來，在兩端將輸送構(gòu)件(例如，作為單個熱管道或流管或者多個熱管道或流管)焊接到蒸發(fā)器和冷凝器。接下來，對模塊化熱沉進(jìn)行清洗和抽真空并且用工作流體(例如，水)填充，然后將填充的管密封。

圖5a至圖5b分別圖示出用于服務(wù)器機(jī)架子組件的模塊化熱沉530的另一示例實施方式的示意性俯視圖和側(cè)視圖。在一些方面，模塊化熱沉530可包括多個(例如，兩個或更多個)輸送管，其將蒸發(fā)器532與冷凝器538流體連接以在工作流體內(nèi)將熱從一個或更多個熱生成電子設(shè)備524傳遞到周圍環(huán)境。在示例模塊化熱沉530中，如所圖示，冷凝器538被設(shè)置在蒸發(fā)器532旁邊。

如圖5a至圖5b所示，服務(wù)器機(jī)架子組件510包括框架或匣520、支撐在框架520上的印刷電路板522(例如，主板)、安裝在印刷電路板522上的一個或多個熱生成電子設(shè)備524(例如，處理器或存儲器)、以及模塊化熱沉530。一個或多個風(fēng)扇526也可安裝在框架520上?？蚣?20可包括或者就是平坦結(jié)構(gòu)，主板522可被置于并安裝在該平坦結(jié)構(gòu)上，以使得技術(shù)人員可抓住框架520以將主板移動到位并將其固定在機(jī)架505內(nèi)的適當(dāng)位置。例如，可諸如通過在服務(wù)器機(jī)架子組件510的相對側(cè)將框架520滑入狹槽507中且在機(jī)架505中的一對導(dǎo)軌上方(很像將午餐托盤滑入自助食堂機(jī)架中)，來將服務(wù)器機(jī)架子組件510水平地安裝在服務(wù)器機(jī)架505中。盡管圖5a至圖5b圖示出框架520在主板522下方延伸，框架可具有其它形式(例如，將它實現(xiàn)為圍繞主板的外圍框架)，或者可被除去以使得主板本身被設(shè)置在機(jī)架505中(例如，可滑動地接合機(jī)架505)。另外，盡管圖5a將框架520圖示為平板，但框架520可包括從平板的邊緣向上伸出的一個或多個側(cè)壁，并且平板可以是頂部閉合或者頂部打開的盒子或匣子的底板。

所圖示的服務(wù)器機(jī)架子組件510包括安裝有各種部件(包括熱生成電子設(shè)備524)的印刷電路板122(例如，主板)。盡管圖示出一個主板522安裝在框架520上，但根據(jù)特定應(yīng)用的需求，多個主板可安裝在框架520上。在一些實施方式中，一個或多個風(fēng)扇526可被置于框架520上，以使得空氣在服務(wù)器機(jī)架子組件510的前邊緣處(圖5a至圖5b中的左手側(cè))進(jìn)入(當(dāng)子組件510被安裝在機(jī)架505中時該前邊緣更靠近機(jī)架505的前面)，流過(如所圖示)主板522、主板522上的一些熱生成部件，并在后邊緣處(右手側(cè))從服務(wù)器機(jī)架組件510排出(當(dāng)子組件510被安裝在機(jī)架505中時該后邊緣更靠近機(jī)架505的后面)。一個或多個風(fēng)扇526可通過托架被固定到框架520。由此，風(fēng)扇526可從框架520區(qū)域內(nèi)抽拉空氣，并在空氣變暖之后將其推出機(jī)架505。主板522的下側(cè)可通過間隙與框架520分離。

模塊化熱沉530包括蒸發(fā)器532、安裝在基座539上的冷凝器534以及將蒸發(fā)器532連接到冷凝器534的輸送構(gòu)件536。蒸發(fā)器532接觸電子設(shè)備524以使得通過傳導(dǎo)熱傳遞將熱從電子設(shè)備524汲取至蒸發(fā)器532。例如，蒸發(fā)器532與電子設(shè)備524熱傳導(dǎo)接觸。具體地講，蒸發(fā)器532的底部接觸電子設(shè)備524的頂部。

如此示例中所示，輸送構(gòu)件536包括連接蒸發(fā)器532和冷凝器534的多個輸送管560。在此示例中，存在六個輸送管560，然而，可存在更少(例如，兩個至五個)或更多(例如，超過六個)的輸送管560。如所圖示，輸送管560中的一個或多個包括在蒸發(fā)器532中的工作流體的汽相541中開放的開放端562以及被設(shè)置在冷凝器534的特定區(qū)域中的封閉端564。在一些示例中，每個輸送管560可被獨立地冷卻。例如，每個輸送管560可被置于具有不同幾何形狀或者具有不同冷卻介質(zhì)的不同冷凝器(例如，多個冷凝器534中的不同冷凝器)內(nèi)。在另外的示例中，每個封閉端564被設(shè)置在熱方面不同于冷凝器534的其它區(qū)域的冷凝器534的區(qū)域中(例如，在冷凝器534的相鄰區(qū)域之間幾乎沒有傳導(dǎo)熱傳遞)。由此，在此示例中，汽相541可流體地進(jìn)入輸送管560的開放端562中并且來到位于冷凝器534中的封閉端564(例如，通過壓力或熱梯度)。

在操作中，來自電子設(shè)備524的熱導(dǎo)致蒸發(fā)器532中的工作流體(例如，水或冷卻劑)的液相537蒸發(fā)。如圖5a所圖示，作為液相537的工作流體填充蒸發(fā)器532至蒸發(fā)器532的容量內(nèi)的特定高度，其中工作流體蒸汽541(由于傳遞的熱而導(dǎo)致)在液體537上面。在一些方面，液體537填充蒸發(fā)器532至蒸發(fā)器532內(nèi)的帶翅片表面(這里未示出)上面的高度。在此示例中，蒸發(fā)器532由帶有一些翅片結(jié)構(gòu)(未示出)的小型銅塊構(gòu)成。翅片可機(jī)加工/切削，或者可作為單獨的零件被焊接/釬焊到蒸發(fā)器銅塊。翅片可以是板形翅片或針形翅片并且可涂覆有銅多孔顆粒以增加蒸發(fā)率并減小熱阻。

然后蒸汽541穿過輸送管560的開放端562來到冷凝器534。從冷凝器534向外輻射熱到例如冷凝器534周圍的空氣中或者到由一個或多個風(fēng)扇526橫穿冷凝器534、一個或更多個傳熱面538(例如，帶翅片表面)或二者吹送或抽吸的空氣中，導(dǎo)致工作流體的汽相541在輸送管560內(nèi)(例如，在封閉端564內(nèi))冷凝。如圖5a所示，冷凝器534可位于一個或更多個風(fēng)扇526與蒸發(fā)器532之間，但是也可位于一個或更多個風(fēng)扇526的相對側(cè)(例如，子組件510的邊緣附近)。

如圖5a所示，輸送構(gòu)件536可成微小(非零)角度，以使得重力導(dǎo)致冷凝的工作流體(例如，液相537)通過輸送管560從封閉端564流回到蒸發(fā)器532。由此，在一些實施方式中，輸送管560的至少一部分不平行于框架520的主表面。例如，輸送管560的冷凝器側(cè)端可比輸送管560的蒸發(fā)器側(cè)端高約1-5mm(例如，2mm)。然而，輸送管560也可為水平管，或者甚至可成微小負(fù)角(盡管正角具有利用重力改善液體從冷凝器向蒸發(fā)器的流動的優(yōu)點)。由于單個主板上可存在多個熱生成電子設(shè)備，所以主板上可存在多個蒸發(fā)器，其中每個蒸發(fā)器對應(yīng)于單個電子設(shè)備。

在所圖示的實施方式中，工作流體的液相537可通過輸送管560的一部分(例如，底部或下半部)流動，工作流體的汽相541(或者混合汽液相)可通過輸送管560的另一部分(例如，頂部或上半部)流動。另外，在一些方面，輸送管560可包括相應(yīng)的芯結(jié)構(gòu)，其通過毛細(xì)管力幫助使液體541循環(huán)回到蒸發(fā)器532(以及使蒸汽541回到冷凝器534)。

在一些替選實施方式中，模塊化熱沉530可具有多個蒸發(fā)器；每個蒸發(fā)器可接觸不同的電子設(shè)備，或者多個蒸發(fā)器可接觸同一電子設(shè)備(例如，如果電子設(shè)備特別大或者具有多個熱生成區(qū)域的話)。多個蒸發(fā)器可通過輸送管560串聯(lián)連接到冷凝器534，例如，所有輸送管560將冷凝器534連接到第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器。替選地，多個蒸發(fā)器中的每一個可通過輸送管560的子集并聯(lián)連接到冷凝器534，例如，輸送管560的第一子集將冷凝器連接到第一蒸發(fā)器，輸送管560的第二子集將冷凝器534連接到第二蒸發(fā)器。串聯(lián)實施方式的優(yōu)點是管較少，而并聯(lián)管的優(yōu)點在于管直徑可較小。

如圖5a至圖5b所示，輸送管560的封閉端560被設(shè)置在(并且輸送管560終止于)冷凝器534的不同區(qū)域中。如圖5b所示，封閉端560可被設(shè)置在冷凝器534內(nèi)的共用平面內(nèi)，但是在距風(fēng)扇526不同距離處。由此，在一些方面，與封閉端560被設(shè)置為較接近風(fēng)扇526的輸送管560所接收的冷卻氣流590相比，具有較遠(yuǎn)離風(fēng)扇526的封閉端560的輸送管560可從風(fēng)扇526接收更冷的冷卻氣流590。在一些示例中，輸送管560的每個封閉端560的具體位置可被選擇或設(shè)計以使從輸送管560中的工作流體的汽相541到冷卻氣流590的熱傳遞最大化。例如，使得每個輸送管560具有相等或大體相等的熱傳遞容量是優(yōu)選或期望的。由此，由于例如輸送管560的不同長度(例如，由于各種輸送管560的封閉端564的不同位置)，各種冷卻流體溫度(例如，基于風(fēng)扇526與輸送管560的相應(yīng)封閉端564之間的距離)可平衡橫跨輸送管560的熱傳遞容量。

所描述的特征可用于設(shè)計具有低許多的熱阻(例如，相對于傳統(tǒng)技術(shù))的冷卻系統(tǒng)，其還可導(dǎo)致熱生成設(shè)備(例如，cpu等)具有均勻的溫度。例如，如本文所述的輸送管的熱傳遞容量(qmax)可與管的有效長度(leff)的倒數(shù)成比例(例如，qmax＝3000/leff)。另外，熱生成設(shè)備的表面與每個輸送管接觸位置處的冷卻氣流之間的熱阻(r)可等于對應(yīng)溫差(td)除以管的熱容量：r＝td/qmax。熱阻本身是管長度和(如果包括芯的話)芯結(jié)構(gòu)的函數(shù)。由此，盡管每個管可經(jīng)歷不同的冷卻流體溫度，其長度和(如果包括芯的話)芯結(jié)構(gòu)可(例如，利用上述式)按照可在熱生成設(shè)備的表面處得到均勻的溫度的方式來選擇。在一些方面，由于所描述的特征導(dǎo)致的表面溫度的降低可為約5℃或者熱阻的約30％。

圖6a至圖6b分別圖示出根據(jù)本公開的用于服務(wù)器機(jī)架子組件的模塊化熱沉的另一示例實施方式的示意性側(cè)視圖和俯視圖。在一些方面，模塊化熱沉630可包括多個(例如，兩個或更多個)輸送管，其將蒸發(fā)器632與冷凝器638流體連接以經(jīng)由工作流體將熱從一個或更多個熱生成電子設(shè)備624傳遞到周圍環(huán)境。在示例模塊化熱沉630中，如所示，冷凝器638被垂直地設(shè)置在蒸發(fā)器632上面。

參照圖6a至圖6b，模塊化熱沉630被圖示為具有服務(wù)器機(jī)架子組件610。該服務(wù)器機(jī)架子組件610包括框架或匣620、支撐在框架620上的印刷電路板622(例如，主板)、安裝在印刷電路板622上的一個或多個熱生成電子設(shè)備624(例如，處理器或存儲器)、以及模塊化熱沉630。一個或多個風(fēng)扇626也可安裝在框架620上。

模塊化熱沉630包括蒸發(fā)器632、安裝在蒸發(fā)器632的頂部的冷凝器634以及將蒸發(fā)器632連接到冷凝器634的多個輸送管636。蒸發(fā)器632接觸電子設(shè)備624以使得通過傳導(dǎo)熱傳遞將熱從電子設(shè)備624汲取至蒸發(fā)器632。例如，蒸發(fā)器632與電子設(shè)備624熱傳導(dǎo)接觸。具體地講，蒸發(fā)器632的底部接觸電子設(shè)備624的頂部(例如，直接或者通過諸如相變材料的傳熱面)。

如圖6a至圖6b所示，冷凝器634被垂直地直接設(shè)置在蒸發(fā)器632上面，這在一些方面可允許在框架620上節(jié)省空間。傳熱面638(例如，翅片)被安裝到冷凝器634的頂部。如此示例中所示，多個輸送管636連接蒸發(fā)器532和冷凝器534。在此示例中，存在六個輸送管636，然而，可存在更少(例如，兩個至五個)或更多(例如，超過六個)的輸送管636。如所圖示，輸送管636中的一個或更多個包括在蒸發(fā)器632中的工作流體的汽相639中開放的開放端642以及被設(shè)置在冷凝器634的特定區(qū)域中的封閉端640。由此，在此示例中，汽相639可流體地進(jìn)入輸送管636的開放端642中并且來到位于冷凝器634中的封閉端640(例如，通過壓力或熱梯度)。在一些示例中，每個封閉端640被設(shè)置在熱方面不同于冷凝器634的其它區(qū)域的冷凝器634的區(qū)域中(例如，在冷凝器634的相鄰區(qū)域之間幾乎沒有傳導(dǎo)熱傳遞)。由此，在此示例中，汽相639可流體地進(jìn)入輸送管636的開放端642中并且來到位于冷凝器634中的封閉端640(例如，通過壓力或熱梯度)。

在操作中，來自電子設(shè)備624的熱導(dǎo)致蒸發(fā)器632中的工作流體(例如，水或冷卻劑)的液相637蒸發(fā)。如圖6a所圖示，作為液相637的工作流體填充蒸發(fā)器632至蒸發(fā)器632的容量內(nèi)的特定高度，其中工作流體蒸汽639(由于傳遞的熱而導(dǎo)致)在液體637上面。在一些方面，液體637填充蒸發(fā)器632至蒸發(fā)器632內(nèi)的帶翅片表面(這里未示出)上面的高度。在此示例中，蒸發(fā)器632由帶有一些翅片結(jié)構(gòu)(未示出)的小型銅塊構(gòu)成。翅片可機(jī)加工/切削，或者可作為單獨的零件被焊接/釬焊到蒸發(fā)器銅塊。翅片可以是板形翅片或針形翅片并且可涂覆有銅多孔顆粒以增加蒸發(fā)率并減小熱阻。

然后蒸汽639穿過輸送管636的開放端642來到冷凝器634。從冷凝器634向外輻射熱到例如冷凝器634周圍的空氣中或者到由一個或多個風(fēng)扇626橫穿冷凝器634、一個或更多個傳熱面638(例如，帶翅片表面)或二者吹送或抽吸的空氣中，導(dǎo)致工作流體的汽相639在輸送管636內(nèi)(例如，在封閉端640內(nèi))冷凝。冷凝的液相641然后可順著輸送管636循環(huán)(例如，下落)到蒸發(fā)器632。

在所圖示的實施方式中，工作流體的液相637可通過輸送管636的一部分流動，工作流體的汽相641(或者混合汽液相)可通過輸送管636的另一部分流動。另外，在一些方面，輸送管636可包括相應(yīng)的芯結(jié)構(gòu)，其通過毛細(xì)管力幫助使液體641循環(huán)回到蒸發(fā)器632(以及使蒸汽641來到冷凝器634)。

在一些替選實施方式中，模塊化熱沉630可具有多個蒸發(fā)器；每個蒸發(fā)器可接觸不同的電子設(shè)備，或者多個蒸發(fā)器可接觸同一電子設(shè)備(例如，如果電子設(shè)備特別大或者具有多個熱生成區(qū)域的話)。多個蒸發(fā)器可通過輸送管636串聯(lián)連接到冷凝器634，例如，所有輸送管636將冷凝器634連接到第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器。替選地，多個蒸發(fā)器中的每一個可通過輸送管636的子集并聯(lián)連接到冷凝器634，例如，輸送管636的第一子集將冷凝器連接到第一蒸發(fā)器，輸送管636的第二子集將冷凝器634連接到第二蒸發(fā)器。串聯(lián)實施方式的優(yōu)點是管較少，而并聯(lián)管的優(yōu)點在于管直徑可較小。

如圖6a至圖6b所示，輸送管636的封閉端640被設(shè)置在冷凝器634的不同區(qū)域中，并且輸送管636終止于冷凝器634的不同區(qū)域中。如圖6b所示，封閉端640可被設(shè)置在冷凝器634內(nèi)的共用平面內(nèi)，但是在距風(fēng)扇626不同距離處。由此，在一些方面，與具有被設(shè)置為較接近風(fēng)扇626的封閉端640的輸送管636所接收的冷卻氣流690相比，封閉端640較遠(yuǎn)離風(fēng)扇626的輸送管636可從風(fēng)扇626接收更冷的冷卻氣流690。在一些示例中，輸送管636的每個封閉端636的具體位置可被選擇或設(shè)計以使從輸送管636中的工作流體的汽相641到冷卻氣流690的熱傳遞最大化。例如，使得每個輸送管636具有相等或大體相等的熱傳遞容量可以是優(yōu)選或期望的。由此，由于例如輸送管636的不同長度(例如，由于各種輸送管636的封閉端664的不同位置)，各種冷卻流體溫度(例如，基于風(fēng)扇626與輸送管636的相應(yīng)封閉端664之間的距離)可平衡橫跨輸送管636的熱傳遞容量。

描述了許多實施例。然而，將理解，在不脫離所描述的精神和范圍的情況下可進(jìn)行各種修改。由此，其它實施方式在以下權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。