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CN100343783C - 液体冷却系统 - Google Patents

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CN100343783C CNB2004800001545A CN200480000154A CN100343783C CN 100343783 C CN100343783 C CN 100343783C CN B2004800001545 A CNB2004800001545 A CN B2004800001545A CN 200480000154 A CN200480000154 A CN 200480000154A CN 100343783 C CN100343783 C CN 100343783C
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Abstract

本发明涉及液体冷却系统，其具有多个安装在支架(2)或开关柜中并分别为冷却电子部件(1)而单独设置的冷却单元(4)，和用于监视冷却温度的监视和控制装置(9)。如下得到高效冷却和温度监视：冷却单元(4)构成为液体冷却单元并通过分支机构(5.1)与集成在支架(2)或开关柜中的中央液体管路系统(5)连接；监视和控制装置用于监视中央液体管路系统(5)中的冷却温度，并在下列情况下输出故障信号：液体回流分支(5.3)中超过预先给定的边界温度，或前向分支(5.2)中的温度和回流分支(5.3)中的温度之差超过预先给定的边界温度差，或者液流低于预先给定的边界值。

Description

液体冷却系统
技术领域
本发明涉及一种液体冷却系统，其具有多个安装在支架或者开关柜中并分别为了冷却电子部件而单独设置的冷却单元，以及还具有用于监视冷却温度的监视和控制装置。
背景技术
这种液体冷却系统在DE 19609651C2中结合开关柜空调装置给出。在此，该液体冷却系统例如作为带有气体/水热交换器的冷却设备或者冷却单元构成并表现为整个空调装置的一个部件，该部件借助于一个设置在上一级的监视和控制装置被监视和控制以及调节。结合该监视和控制装置利用该冷却装置可以根据不同的应用情况以及用户的希望实现空调的多种控制概念。在此，也可以局部地冷却单个电子部件，为此控制配置给这些部件的吹风单元。如果在一个支架或者开关柜中配置多个较高计算能力的电子部件，则尤其是在计算单元区域中会积累非常高的热量，这些热量也很难利用这种冷却装置来克服。
在WO 97/34345中给出了一种开关柜监视和控制系统，在该系统中还内置了一个带有冷却设备和风扇以及热交换器的空调设备。在该文献中没有详细描述排除单个部件区域中的热量的冷却概念。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种本文开始部分所述类型的液体冷却系统，利用该系统尤其在具有产生较高热量的电子部件的支架或者开关柜的高封装密度下也能可靠地冷却并避免对电子部件的热损害。
上述技术问题是通过权利要求1的特征来解决的。这里，冷却单元被构成为液体冷却单元并通过分支机构与集成在支架或者开关柜中的、总的中央液体管路系统连接，以及监视和控制装置构造用来，监视在该中央液体管路系统中的冷却温度，并且在下列情况下输出一个故障信号：液体回流分支中超过了预先给定的或者可预先给定的边界温度，或者前向分支中的温度和回流分支中的温度之间的差超过预先给定的或者可预先给定的边界温度差，或者液流低于预先给定的或者可预先给定的边界值。
利用配置给电子部件的液体冷却单元将使电子部件高效率地得到冷却。在此，通过对中央液体管路系统中的冷却温度和/或流体的监视可以可靠地确定过度发热，并在必要时通过输出一个对应的故障信号显示或者在系统中进行相应的处理来加以考虑。
由此，可靠并以简单的措施阻止了待冷却的电子部件的损害，即，将该故障信号用来触发警报和/或断开所有电子部件的公共供电。
一种特别高效的冷却这样地实现，即，冷却单元具有与温度敏感的发热电子元件热耦合的、流通有冷却液体的冷却元件。
由此得到一种具有简单连接可能性的概略结构，即，中央液体管路系统具有一个带有前向通道和回流通道的管路单元，该管路单元垂直取向地安装在支架或者开关柜中，并且在其长度上等距离地设置了耦合部件来构成分支机构。
下列措施有助于具有易安装可能性的简单结构，即，将中央液体管路系统在支架或者开关柜中延伸的片段，设置在一个垂直的框架构件上、设置在安装汇流排上或者设置在外壳部分的内侧。
在此，如下给出有益的结构可能性：在框架构件之上或者之内集成了一个垂直的、面向支架或者开关柜内室的、在其长度上开启的槽，中央液体管路系统的片段设置于其内。
对于高效冷却的不同结构变换在于，中央液体管路系统与一个空气/液体热交换器和/或一个液体/液体热交换器连接；还在于，该液体/液体热交换器与回流冷却装置连接。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
图1示出一个液体冷却系统构造例子的示意图。
具体实施方式
图1示出了一个用于冷却设置在支架2中的多个电子部件1的液体冷却系统的构造例子的示意图，其中，各电子部件作为主要的热量产生源至少具有一个在包含该电子部件1的外壳中的、具有高计算能力的中央处理器(CPU)。
为了冷却作为集成组件构成的电子部件1，特别是处理器单元或者计算单元，在组件体上以紧的导热接触安装了具有管道的冷却单元4，通过该冷却单元4引导冷却液体经过尽可能长的路径。具有冷却单元4的液体冷却单元通过各自的前向分支管路和回流分支管路，经过对应的分支机构5.1与在支架中延伸的、中央液体管路系统5的垂直片段中的耦合元件连接。中央液体管路系统5同样具有冷却液体的前向分支管路5.2和回流分支管路5.3，其中，在支架2或者开关柜中设置的垂直片段优选地作为具有前向分支管路5.2和回流分支管路5.3的管路单元构成。
在管路单元的下部其通过前向分支管路5.2和回流分支管路5.3的另一片段连接到水/水热交换器6，后者在设置在电子设备机壳3中。在电子设备机壳3中设置有对开关柜或支架2的监控装置9，该监控装置除其它外还连接在前向分支管路5.2和回流分支管路5.3上，以便采集那里的液体或水的温度。
为了冷却液体也可以考虑简单的再冷却设备或者风扇装置。
水/水热交换器6通过其它管路连接到再冷却设备7，该设备7保证对冷却液体的可靠冷却并提供了将形成的热量释放到例如具有待冷却电子部件的支架2或者开关柜所在的空间的外部，以避免过高的室内温度。
此外，中央液体管路系统5的垂直段的上部区域通过其它管路连接到设置在支架2或者开关柜上的空气/水热交换器8，通过该热交换器实现了液体的进一步冷却，并且此外也可以在对应的结构中降低部件区域以及开关柜的内部空间中的一般温度。
另外，在支架2中例如还设置一个监视器-键盘单元10和服务器开关控制器11，它们由于产生很小的热量而不必连接在中央液体管路系统5上。
如果监控装置9例如借助于在液体管路中或上的温度传感器或者液体流动监视器确定出，例如在回流分支管路5.3中的绝对温度或者在前向分支管路5.2和回流分支管路5.3之间的温度差超过了一个预先给定的或者可预先给定的阈值，则监控装置输出一个故障信号或者一个故障提示，据此可以例如接通一个报警灯或者一个报警声响，或者控制一个用于为用户提供信息的显示，其中也可以通过网络连接传递到远距离的监视位置。一种优选的措施在于，这样构造监视和控制装置9，使得在出现故障信号时断开支架2或者开关柜中的电子部件1的总的供电，从而保证在该通常是昂贵的装置中不会发生温度损害。还可以对故障信号进一步进行计算机处理和/或在故障存储装置中进行存储以用于诊断或随后的分析。在此，监视和控制装置9构成上一级监视系统，利用该监视系统还可以记录和监视其它传感器信号，以及控制和调节冷却系统的不同执行器，如在本文开始部分提到的文献DE 19609651C2和WO 97/34345中详细解释的那样。
在支架2或者开关柜中设置的、中央液体管路系统5的垂直段优选地构成为具有前向通道和回流通道的管路单元，并且可以分开安装在支架2或者开关柜的内部空间，例如设置在一个垂直的框架构件上、设置在安装汇流排上或者设置在外壳部分的内侧。优选的特别还有这样的结构，其中垂直框架构件具有一个在其长度上朝向支架2或者开关柜内部空间的、在断面上例如为U形的槽，管路单元也可以事后放入并固定(如卡锁)在其中。在管路单元5.4的长度上以均匀的距离构成具有耦合元件的连接部位，用于接入通向电子部件1的分支管路。

Claims (8)

1.一种液体冷却系统，其具有多个安装在支架(2)或者开关柜中并分别为冷却电子部件(1)而单独设置的冷却单元(4)，以及用于监视冷却温度的监视和控制装置(9)，其特征在于，
所述冷却单元(4)是液体冷却单元并通过分支机构(5.1)与集成在所述支架(2)或者开关柜中的、中央液体管路系统(5)连接，以及
所述监视和控制装置构造用来监视在该中央液体管路系统(5)中的冷却温度，并且在下列情况下输出一个故障信号：在液体回流分支(5.3)中的温度超过预先给定的边界温度，或者在前向分支(5.2)中的温度和在回流分支(5.3)中的温度之间的差超过预先给定的边界温度差，或者液流低于预先给定的边界值。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，将所述故障信号用来触发警报和/或断开所有电子部件(1)的总供电。
3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却单元(4)具有与温度敏感的、产生热量的电子元件热耦合的、其中流通过冷却液体的冷却元件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述中央液体管路系统(5)具有一个带有前向通道和回流通道的管路单元()，该管路单元()垂直地安装在所述支架(2)或者开关柜中，并且在其长度上等距离地设置了耦合部件以构成分支机构(5.1)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却系统，其特征在于，将所述中央液体管路系统(5)在支架(2)或者开关柜中延伸的片段，设置在一个垂直的框架构件上、设置在至少一个安装汇流排上或者设置在外壳部分的内侧。
6.根据权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，在所述框架构件之上或者之内集成了一个垂直的、面向所述支架(2)或者开关柜的内部空间的、在其长度上开启的槽，所述中央液体管路系统(5)的片段设置于其中。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述中央液体管路系统(5)与一个空气/液体热交换器(8)和/或一个液体/液体热交换器(6)连接。
8.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，所述液体/液体热交换器(6)与一个再冷却装置(7)连接。
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