DE202016107445U1

DE202016107445U1 - Kühlen elektronischer Geräte in einem Rechenzentrum

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Publication number: DE202016107445U1
Application number: DE202016107445.2U
Authority: DE
Original assignee: Google LLC
Current assignee: Google LLC
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2017-04-13
Anticipated expiration: 2026-05-04
Also published as: US11109517B2; CN107580804A; TW201703403A; US20200015387A1; DK3736661T3; FI3736661T3; CN110769648B; WO2016179169A1; TWI606677B; US10448543B2; CN110769648A; EP3292459A1; US20160330873A1; EP3736661B1; EP3736661A1; CN107580804B; EP3292459B1

Abstract

Ein Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem Folgendes umfassend: eine Vielzahl von Verdampfermodulen, wobei jedes Verdampfermodul so konfiguriert ist, dass es sich thermisch an ein oder mehr wärmeerzeugende Geräte koppelt, die in einem Rack eines Rechenzentrums montierbar sind; ein Kondensatormodul, das eine Wärmeübertragungsoberfläche umfasst und extern am Rack montiert ist; und eine Vielzahl von Transportelementen, wobei jedes Transportelement Folgendes umfasst: eine Flüssigkeitsleitung, die eine Einlassöffnung eines jeweiligen Verdampfermoduls für die Lieferung einer Flüssigphase eines Arbeitsmediums vom Kondensator zum jeweiligen Verdampfer fluidtechnisch kuppelt; und eine Dampfleitung, die eine Auslassöffnung der jeweiligen Verdampfermoduls fluidtechnisch an den Kondensator kuppelt, um eine Mischphase des Arbeitsmediums von dem jeweiligen Verdampfer zum Kondensator zu befördern, wobei die Mischphase des Arbeitsmediums Wärme umfasst, die von einem oder mehr wärmeerzeugenden Geräten über den jeweiligen Verdampfer in das Arbeitsmedium geleitet wurde.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf Systeme zur Kühlung von elektronischer Ausstattung, wie z. B. Computerserverracks und verwandte Ausrüstung in Computerrechenzentren, mithilfe eines Thermosiphonsystems.
HINTERGRUND
Computerbenutzer sind häufig auf die Geschwindigkeit von Computer-Mikroprozessoren (z. B. Megahertz und Gigahertz) fokussiert. Viele vergessen, dass diese Geschwindigkeit mit Kosten und höherem Stromverbrauch verbunden ist. Dieser Stromverbrauch erzeugt auch Wärme. Das basiert auf einfachen physikalischen Gesetzen, der gesamte Strom muss irgendwo hin und dieses „Irgendwo“ ist letztendlich die Umwandlung in Wärme. Ein paar Mikroprozessoren auf eine Hauptplatine montiert kann Hunderte Watt oder mehr Strom verbrauchen. Multiplizieren Sie diese Zahl mit mehreren Tausend (oder Zehntausenden), die durch die vielen Computer in einem großen Datenzentrum entstehen und die Wärmemenge kann schnell eingeschätzt werden, die erzeugt werden kann. Die Auswirkungen des verbrauchten Stroms durch die kritische Belastung im Datenzentrum werden verstärkt, wenn alle erforderlichen Zusatzgeräte integriert werden, um die kritische Belastung zu unterstützen.
Für die Kühlung von Elektronikgeräten (z. B. Prozessoren, Speicher, Netzwerkgeräte und andere wärmeerzeugende Geräte) können viele Techniken eingesetzt werden, die sich auf einem Server- oder Netzwerkrack befinden. Zum Beispiel kann erzwungene Konvektion erzeugt werden, indem ein Kühlluftstrom über den Geräten bereitgestellt wird. Ventilatoren, die sich in der Nähe der Geräte befinden, Ventilatoren in Computer-Serverräumen und/oder Ventilatoren im Kanalsystem in fließender Kommunikation mit der Luftumgebung der Elektronikgeräte, können den Kühlluftstrom ins Ablagefach leiten, auf dem sich die Geräte befinden. In einigen Fällen befinden sich ein oder mehrere Bauteile oder Geräte auf einem Server-Ablagefach, dessen Bereich schwierig zu kühlen ist; zum Beispiel in einem Bereich, wo die erzwungene Konvektion nicht besonders wirksam bzw. nicht verfügbar ist.
Die Folge von unangemessener und/oder unzureichender Kühlung kann zu Störungen von einem oder mehreren Geräten im Ablagekasten führen, aufgrund einer Temperatur des Gerätes, die die Höchst-Solltemperatur überschreitet. Während bestimmte Redundanzen in einem Computer Datenzentrum, einem Serverrack und sogar bei einzelnen Ablagekästen integriert sind, kann die Störung eines Gerätes aufgrund von Überhitzung zu hohen Kosten in Bezug auf Geschwindigkeit, Leistung und Ausgaben führen.
Thermosiphons sind Wärmeaustauscher, die durch die Nutzung eines Fluids funktionieren, das einer Phasenänderung unterliegt. Eine Flüssigform des Fluids wird in einem Verdampfer vaporisiert und Wärme wird durch den Dampf des Fluids vom Verdampfer zu einem Kondensator geleitet. Im Kondensator verdampft der Dampf und das Fluid wird dann durch die Gravitationskraft zum Verdampfer geleitet. Deshalb zirkuliert das Fluid zwischen Verdampfer und Kondensator ohne Notwendigkeit, eine mechanische Pumpe zu verwenden.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Offenbarung beschreibt Implementierungen eines Thermosiphonsystems, das in einem Serverrack eines Rechenzentrums montierte, wärmeerzeugende elektronische Geräte kühlt. Das Thermosiphonsystem beinhaltet mehrere Verdampfermodule, die einen thermischen Kontakt zu den wärmeerzeugenden Geräten haben, oder mit ihnen in thermischen Kontakt gesetzt werden können. Ein Verdampfermodul kann einen Verdampfer umfassen. Bei thermischem Kontakt können Komponenten mit festen Oberflächen der Verdampfermodule und der wärmeerzeugenden Geräte jeweils in physischen Kontakt gesetzt werden (über eine Wärmeleitpaste oder auf andere Weise), um eine Wärmeleitung zu erzeugen, über die Wärme vom wärmeerzeugenden Geräten in ein Arbeitsmedium (z. B. Flüssigphase) geleitet wird, das in den Verdampfermodulen zirkuliert. Ein Arbeitsmedium in Flüssigphase zirkuliert (z. B. natürlich) durch die Verdampfermodule, in welche die Wärme von den wärmeerzeugenden Geräten übertragen wird. Während die Wärme auf das Arbeitsmedium übertragen wird, wird die Flüssigphase zur Dampfphase oder zur gemischten Dampf-Flüssigphase (z. B. abhängig von der Menge der übertragenen Wärme). Die Dampf- oder gemischte Phase wird in ein Kondensatormodul des Thermosiphonsystems geführt, wo sie mithilfe einer Kühlerflüssigkeit, die durch das Kondensatormodul geleitet wird, in die Flüssigphase zurückkehrt. In einigen Aspekten kann das Kondensatormodul auf das Serverrack montiert werden, z. B. auf die Oberseite des Serverracks. In einigen Aspekten kann ein einziges Kondensatormodul fluidtechnisch an mehrere Verdampfermodule gekoppelt sein. In einigen Aspekten kann das Verhältnis von Kondensatormodulen zu Verdampfermodulen im Thermosiphonsystem weniger als eins betragen.
In einer beispielhaften Implementierung beinhaltet ein Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem eine Vielzahl von Verdampfermodulen, wobei jedes Verdampfermodul so konfiguriert ist, dass es sich thermisch an ein oder mehr wärmeerzeugende Geräte koppelt, die in einem Rack eines Rechenzentrums montierbar sind; ein Kondensatormodul, das eine Wärmeaustauschfläche beinhaltet und extern an das Rack montiert ist; und eine Vielzahl von Transportelementen. Jedes Transportelement beinhaltet eine Flüssigkeitsleitung, die eine Einlassöffnung eines jeweiligen Verdampfermoduls für die Lieferung einer Flüssigphase eines Arbeitsmediums vom Kondensator zum jeweiligen Verdampfer fluidtechnisch kuppelt; und eine Dampfleitung, die eine Auslassöffnung der jeweiligen Verdampfermoduls fluidtechnisch an den Kondensator kuppelt, um eine Mischphase des Arbeitsmediums von dem jeweiligen Verdampfer zum Kondensator zu befördern, wobei die Mischphase des Arbeitsmediums Wärme beinhaltet, die von einem oder mehr wärmeerzeugenden Geräten über den jeweiligen Verdampfer in das Arbeitsmedium geleitet wurde.
In einem ersten Aspekt, der mit der beispielhaften Implementierung kombiniert werden kann, ist das Kondensatormodul auf der Oberfläche des Racks montiert.
Ein zweiter, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet weiterhin einen Flüssigkeitskopf, der mit jeder der Flüssigleitungen und an einen Auslass des Kondensatormoduls über Flüssigkeitskupplung verbunden ist.
Ein dritter, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet weiterhin einen Dampfkopf, der über eine Flüssigkeitskupplung mit jeder der Dampfleitungen und einer Einlassöffnung des Kondensatormoduls verbunden ist.
In einem vierten, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarem Aspekt, sind die Flüssigkeits- und Dampfköpfe extern am Rack montiert.
Ein fünfter, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer Aspekt beinhaltet weiterhin eine jeweilige Flüssigkeitstrennvorrichtung, die jede Flüssigkeitsleitung mit dem Flüssigkeitskopf verbindet.
In einem sechsten, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren Aspekt, ist jede jeweilige Flüssigkeitstrennvorrichtung so konfiguriert, dass sie das jeweilige Verdampfermodul vom Kondensatormodul abkuppelt und die Flüssigphase des Arbeitsmediums in mindestens einem der Verdampfermodule oder der jeweiligen Flüssigkeitsleitung versiegelt.
In einem siebten, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren, Aspekt beinhaltet die Flüssigkeitstrennvorrichtung eine Öffnung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Menge der Flüssigphase des Arbeitsmediums für den jeweiligen Verdampfer dosiert.
In einem achten, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren, Aspekt beinhaltet das Kondensatormodul einen luftgekühlten Kondensator.
In einem neunten, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren, Aspekt beinhaltet der luftgekühlte Kondensator einen oder mehr Ventilatoren, die so angebracht sind, dass sie einen kühlenden Luftstrom über die Wärmeaustauschfläche leiten.
In einem zehnten, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren, Aspekt beinhaltet das Kondensatormodul einen flüssiggekühlten Kondensator, der einen Kühlflüssigkeitsein- und einen Kühlflüssigkeitsauslass beinhaltet.
In einem elften, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren, Aspekt beinhaltet das Kondensatormodul eine einzelne Kondensator-Wärmeübertragungsspule.
Ein zwölfter, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet ferner eine Vielzahl von Ablagenfachstellungsreglern.
In einem dreizehnten, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarem, Aspekt ist jeder Ablagenfachstellungsregler so konfiguriert, dass er ein oder mehr wärmeerzeugende Geräte, die auf einer jeweiligen Ablagenfachbaugruppe und einem jeweiligen Verdampfermodul getragen werden, in thermischen Kontakt drängt.
In einem vierzehnten, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarem, Aspekt beinhaltet jede jeweilige Ablagenfachbaugruppe eine senkrecht montierbare Ablagenfachbaugruppe.
In einem fünfzehnten, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarem, Aspekt beinhaltet jeder Ablagenfachstellungsregler eine Nockenbaugruppe.
In einer weiteren beispielhaften Implementierung beinhaltet ein Verfahren zur Kühlung von wärmeerzeugenden Elektronikgeräten in einem Rechenzentrum, die Beförderung eines Arbeitsmediums in einer Flüssigphase von einem Kondensatormodul eines extern an einem Serverrack in einem Rechenzentrum befestigten Thermosiphonsystems zu einer Vielzahl von Transportelementen des Thermosiphonsystems; die Beförderung der Arbeitsflüssigkeit in der Flüssigphase von der Vielzahl von Transportelementen zu einer Vielzahl von Verdampfermodulen des Thermosiphonsystems, wobei jedes der Verdampfermodule thermisch an ein oder mehr wärmeerzeugenden Geräte gekoppelt ist, die im Inneren des Racks montiert sind; Aufnahme der Wärme von dem einen oder mehr wärmeerzeugenden Geräte in der Flüssigphase des Arbeitsmediums, um einen Teil der Flüssigphase des Arbeitsmediums zum Kochen zu bringen; und Beförderung einer gemischten Phase des Arbeitsmediums aus der Vielzahl der Verdampfermodule, durch die Vielzahl der Transportelemente zu dem Kondensatormodul.
Ein erster, mit der beispielhaften Implementierung kombinierbarer, Aspekt beinhaltet weiterhin die Beförderung der gemischten Phase des Arbeitsmediums zum Kondensatormodul, das auf einer Oberfläche des Serverracks montiert ist.
Ein zweiter, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet weiterhin die Beförderung der Flüssigphase über einen Flüssigkeitskopf von einer Auslassöffnung des Kondensatormoduls und zu einer jeweiligen Flüssigkeitsleitung in jeder der Vielzahl von Transportelementen.
Ein dritter, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet ferner die Beförderung der gemischten Phase über einen Dampfkopf zu einer Einlassöffnung des Kondensatormoduls von einer jeweiligen Dampfleitung in jeder der Vielzahl von Transportelementen.
Ein vierter, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet weiterhin die Beförderung der Flüssigphase des Arbeitsmediums durch eine jeweilige Flüssigkeitstrennvorrichtung, der jede Flüssigkeitsleitung mit dem Flüssigkeitskopf verbindet.
Ein fünfter, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet ferner das Betreiben der jeweiligen Flüssigkeitstrennvorrichtung, die Flüssigkeitsleitung fluidtechnisch vom Flüssigkeitskopf zu trennen und die Flüssigphase des Arbeitsmediums in mindestens einem der jeweiligen Verdampfermodule oder einer der jeweiligen Flüssigkeitsleitungen zu versiegeln.
Ein sechster, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet ferner das Leiten eine Kühlluftstroms über das Kondensatormodul, um die gemischte Phase des Arbeitsmediums in die Flüssigphase des Arbeitsmediums zu ändern.
Ein siebter, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet weiterhin das Leiten einer Kühlflüssigkeit durch eine Kühlspule, um die gemischte Phase des Arbeitsmediums in die Flüssigphase des Arbeitsmediums zu ändern.
In einem achten, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarem, Aspekt beinhaltet das Kondensatormodul eine einzelne Kondensator-Wärmeübertragungsspule.
Ein neunter, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet ferner das Anpassen einer Position von mindestens einer der jeweiligen Ablagenfachbaugruppen, die ein oder mehr wärmeerzeugenden Geräte tragen und eines bestimmten Verdampfermoduls, das der jeweiligen Ablagenfachbaugruppe zugewiesen ist; und, auf Grundlage der Anpassung, Drängen des einen oder mehr wärmeerzeugenden Geräte in thermischen Kontakt mit dem jeweiligen Verdampfermodul.
In einer weiteren beispielhaften Implementierung beinhaltet ein Serverrack-Thermosiphonsystem eine Vielzahl von Verdampfern, wobei jeder Verdampfer eine thermische Schnittstelle für ein oder mehr wärmeerzeugende Geräte beinhaltet; mindestens einen an einer externen Struktur eines Serverracks montierten Kondensator, wobei der Kondensator ein Wärmeübertragungsmodul mit Flüssigkühlung beinhaltet; eine Flüssigkeitsleitung, die jeden der Verdampfer fluidtechnisch an den Kondensator koppelt, um eine Flüssigphase eines Arbeitsmediums vom Kondensator zu den Verdampfern zu liefern; und eine Dampfleitung, die jeden der Verdampfer fluidtechnisch an den Kondensator koppelt, um eine gemischte Phase des Arbeitsmediums von den Verdampfern an den Kondensator zu liefern.
In einem ersten, mit der beispielhaften Implementierung kombinierbaren, Aspekt, ist ein Verhältnis von mindestens einem Kondensator zur Vielzahl von Verdampfern geringer als eins.
Ein zweiter, mit einem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt beinhaltet weiterhin eine Vielzahl von Flüssigkeitstrennvorrichtungen, die die Flüssigkeitsleitung direkt mit den Verdampfern verbindet.
In einem dritten, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren, Aspekt ist jede Flüssigkeitstrennvorrichtung so konfiguriert, dass sie einen der Verdampfer vom Kondensator abkoppelt und die Flüssigphase des Arbeitsmediums in mindestens einem der abgekoppelten Verdampfer oder der Flüssigkeitsleitung versiegelt.
In einem vierten, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren, Aspekt beinhaltet mindestens ein Kondensator einen luftgekühlten Kondensator, der eine Wärmeübertragungsspule und einen Ventilator umfasst.
In einem fünften, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbaren, Aspekt beinhaltet die Vielzahl der Verdampfer eine Vielzahl von Fluidkanälen, die jeweils eine Flüssigphasen-Einlassöffnung und eine Flüssigphasen-Auslassöffnung beinhaltet.
Ein sechster, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt umfasst weiterhin eine Vielzahl von Serverhüllen, die mindestens zum Teil eine Vielzahl von Serverplatten umschließen, die eine oder mehr wärmeerzeugende Serverrackgeräte tragen, wobei die Serverhüllen die Vielzahl der Fluidkanäle dazwischen festlegen.
Ein siebter, mit jedem beliebigen der vorherigen Aspekte kombinierbarer, Aspekt umfasst ferner mindestens ein Serverplatten-Einstellungsbaugruppe, die so positioniert ist, dass sie eine oder mehr Serverplatten in thermischen Kontakt mit einer inneren Oberfläche einer Serverhülle drängen.
Verschiedene Implementierungen eines Rechenzentrum-Kühlsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung können eine, einige oder alle der folgenden Merkmale beinhalten. So beinhaltet das Rechenzentrum-Kühlsystem beispielsweise ein auf ein Serverrack größenangepasstes Thermosiphonsystem, das wärmeerzeugende Elektronikgeräte (z. B. Prozessoren, Netzwerkgeräte, Speichermodule, und anderes) in einem Serverrack ohne Pump- oder Kompressionsausrüstung kühlt, und somit weniger Eingangsleistung erfordert. Als weiteres Beispiel kann das Thermosiphonsystem die Energieanforderungen eines Kühlsystems für ein dichtes Rack verringern, was zu einem verbesserten PUE-Wert (power usage effectiveness, Stromverbrauch) eines Rechenzentrums führen kann. Als weiteres Beispiel kann ein Thermosiphonsystem, das ein Zweiphasen-Kühlsystem (z. B. Flüssig- und Dampf-/gemischte Phase) verwendet, aufgrund der thermodynamischen Eigenschaften des Kühlmittels die Komponenten in einem engen Temperaturbereich warten bzw. zu deren Pflege beitragen. Um ein weiteres Beispiel zu nennen, kann das Thermosiphonsystem Wärme wirksamer vom Serverrack in einen umgebenden Arbeitsbereich leiten, und so die Kühlverluste minimieren. Des Weiteren benötigt das Thermosiphonsystem möglicherweise weniger Wartung und kann im Vergleich zu anderen Kühlsystemen, wie Eintauchsystemen, Vorteile in Sachen Zuverlässigkeit aufweisen. Des Weiteren kann das Thermosiphonsystem einen geschlossenen Kühlflüssigkeitskreislauf beinhalten, wodurch das Entfernen und die Wartung von bestimmten Serverplatten ohne Unterbrechung der Kühlung anderer Server im Rack gewährleistet ist. Als weiteres Beispiel ist zu nennen, dass das Thermosiphonsystem größtenteils selbst in der Serverrack-Grundfläche Platz finden kann, sodass die Raumnutzung minimiert wird. Das Thermosiphonsystem kann außerdem auf bestimmte Kühlstärkekriterien angepasst werden, z. B. durch Auswahl eines bestimmten Kühlmittels als Arbeitsmedium. Des Weiteren kann ein geschlossener Kreislauf des Thermosiphonsystems die Elektronikausstattung physisch von der Kühlflüssigkeit (z. B. Kältemittel) trennen, und so die Verwendung von Standardelektronikkomponenten ermöglichen. Als weiteres Beispiel kann das Thermosiphonsystem hochleistungsfähige, wärmeerzeugenden Komponenten (z. B. Prozessoren und anderes) mit einem passiven, pumpenlosen System kühlen, das weniger Energie als Kühlsysteme mit Zwangskreislauf. Das Thermosiphonsystem kann außerdem, verglichen mit einphasigen Kühlsystemen (z. B. Systeme, in denen das Arbeitsmedium für die Gerätekühlung seinen Zustand nicht ändert) durch ein zweiphasiges Kochen eines Arbeitsmediums zur Kühlung der wärmeerzeugenden Geräte eine höhere Kühlkapazität aufweisen.
Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen sind in den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Objekte und Vorteile sind anhand der Beschreibung und den Zeichnungen sowie anhand der Patentansprüche ersichtlich.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt eine schematische Ansicht eines in einer Rechenzentrum-Umgebung verwendeten Serverracks dar, die eine beispielhaften Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems beinhaltet.
2 stellt eine schematische Ansicht eines in einer Rechenzentrum-Umgebung verwendeten Serverracks dar, die eine weitere beispielhafte Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems beinhaltet.
3 stellt eine schematische Ansicht eines in einer Rechenzentrum-Umgebung verwendeten Serverracks dar, die eine weitere beispielhafte Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems beinhaltet.
4A–4B stellen schematische Ansichten einer beispielhaften Implementierung eines Serverplatten-Einstellungssystems dar, das in einem Thermosiphonkühlsystem für ein Serverrack verwendet wird.
5 stellt eine schematische Ansicht eines in einer Rechenzentrum-Umgebung verwendeten Serverracks dar, die eine weitere beispielhafte Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems beinhaltet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Beispielsystem 100, in diesem sind ein Serverrack 105, z. B. ein 13 Zoll oder 19 Zoll Serverrack und mehrere Serverrack-Unterbaugruppen 110 die innerhalb Rack 105 montiert sind. Obwohl ein Einzel-Serverrack 105 abgebildet ist, kann das Serverrack 105 eines von einer Anzahl an Serverracks innerhalb des Systems 100 sein, das eine Serverfarm oder Colocation-Einrichtung (Rechenzentrum) enthält, in dem verschiedene auf dem Rack montierte Computersysteme enthalten sind. Anstatt der gezeigten mehreren Serverrack-Unterbaugruppen 110 innerhalb von Rack 105, kann auch nur eine verbaut sein. Ganz allgemein weist das Serverrack 105 in systematischer und wiederholter Art und Weise mehrere Schlitze 107 im Serverrack 105 auf, wobei jeder Schlitz 107 ein Platz im Rack ist, in den eine entsprechende Serverrack-Unterbaugruppe 110 platziert und entfernt werden kann. Zum Beispiel kann die Serverrack-Unterbaugruppe auf Schienen 112 abgestützt werden, welche aus den entgegengesetzten Seiten von Rack 105 herausragen und somit ermöglichen, die Position der Schlitze 107 festzulegen.
Die Schlitze 107 und die Serverrack-Unterbaugruppen 110 können entsprechend der abgebildeten waagerechten Anordnung ausgerichtet werden (in Bezug auf die Gravitation). Alternativ können die Schlitze 107 und die Serverrack-Unterbaugruppen 110 senkrecht ausgerichtet werden (in Bezug auf die Gravitation), wobei dies eine gewisse Umgestaltung des weiter unten beschriebenen Verdampfer- und Kondensatoraufbaus erfordern würde. Im Falle waagerechter Ausrichtung der Schlitze, können sie in Rack 105 senkrecht, bei senkrechter Ausrichtung der Schlitze waagerecht im Rack 105 angeordnet sein.
Serverrack 105, als Bestandteil eines größeren Rechenzentrums zum Beispiel, kann Datenverarbeitungs- und Speicherkapazität bereitstellen. Bei Betrieb kann ein Datenzentrum an ein Netzwerk angeschlossen werden und kann verschiedene Anfragen vom Netzwerk erhalten und beantworten, um somit die Daten zu verarbeiten, und/oder zu speichern. Bei Betrieb ermöglicht das Serverrack 105 zum Beispiel normalerweise die Kommunikation von Informationen über ein Netzwerk mit Benutzerschnittstellen, die durch Web Browser Anwendungen von Benutzern erzeugt werden, die Dienstleistungen anfordern, die von Applikationen bereitgestellt werden, die im Datenzentrum auf Computern laufen. Das Serverrack 105 kann einem Benutzer helfen, der einen Webbrowser benutzt, um im Internet auf Websites oder das World Wide Web zuzugreifen.
Die Serverrack-Unterbaugruppe 110 kann eine von einer Vielzahl von Strukturen sein, die auf einem Serverrack montiert werden können. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 110 beispielsweise ein „Ablagefach“ sein oder eine Ablagefachbaugruppe, die gleitfähig in das Serverrack 105 eingesetzt werden kann. Der Begriff „Ablagefach“ ist nicht auf irgendeine besondere Anordnung begrenzt, sondern bezieht sich hier auf Hauptplatinen oder hauptplatinenähnliche, verhältnismäßig flache Strukturen zu deren Montage in einer Rackstruktur. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 110 ein Servergestell oder ein Servercontainer (z. B. Serverbox) sein. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 110 ein Festplattenkäfig sein.
Wie dargestellt in 1, enthält die Serverrack-Unterbaugruppe 110 einen Rahmen oder Käfig 120, eine Leiterplatte 122, z. B. eine Hauptplatine, die auf einem Rahmen 120 abgestützt ist, ein oder mehrere wärmeerzeugende Elektronikgeräte 124, z. B. einen Prozessor oder Speicher oder ein Netzwerkgerät, auf einer gedruckten Leiterplatte 122 montiert. Auch wenn der Rahmen 120, Serverplatte 122, und wärmeerzeugende Elektronikgeräte 124 nur in einer Serverrack-Unterbaugruppe 110 dargestellt sind, können die meisten oder jede der Baugruppen 110 diese Komponenten beinhalten. Des Weiteren, selbst wenn nicht spezifisch dargestellt, kann die Serverplatte 122 auch andere Komponenten, wie Schaltwerke, einen oder mehrere Lüfter und weiteres unterstützen.
Der Rahmen 120 kann einfach eine Flachstruktur enthalten oder sein, auf der die Hauptplatine 122 angeordnet ist, sodass der Rahmen 120 von den Technikern gefasst werden kann, indem die Hauptplatine auf ihren Platz geschoben wird und auf der Position im Rack 105 gehalten wird. Zum Beispiel kann die Serverrack-Unterbaugruppe 110 waagerecht im Serverrack 105 montiert werden, wie zum Beispiel durch Schieben des Rahmens 120 in den Schlitz 107 und über ein Paar Schienen in das Rack 105 auf den entgegengesetzten Seiten der Serverrack-Unterbaugruppe 110 — ähnlich wie beim Einschieben eines Lunchtabletts in ein Kantinengestell. Der Rahmen 120 kann andere Formen haben (z. B. durch seine Verwendung als Peripherierahmen um die Hauptplatine) oder weggelassen werden, sodass die Hauptplatine selbst, z. B. in gleitfähigen Schlitzen, im Rack 105 sitzt. Zusätzlich kann der Rahmen 120 eine Flachplatte und eine oder mehr Seitenwände enthalten, die nach oben über die Kanten der Flachpatte herausragen, und die Flachplatte kann der Boden einer oben geschlossenen oder oben offenen Box oder eines Käfigs sein.
Die abgebildete Serverrack-Unterbaugruppe 110 enthält eine Leiterplatte 122, z. B. eine Hauptplatine, auf der eine Vielfalt an Bauteilen montiert ist, einschließlich Wärme erzeugende Elektronikgeräte 124. Obwohl eine Hauptplatine 122 auf dem Rahmen 120 montiert abgebildet ist, können, in Abhängigkeit von Anforderungen der jeweiligen Anwendung, mehrere Hauptplatinen 120 auf ihm montiert werden. Bei einigen Implementierungen kann ein oder mehrere Ventilatoren auf Rahmen 120 platziert werden, sodass die Luft an der Vorderkante der Serverrack-Unterbaugruppe 110 näher an der Vorderseite des Racks 105 hereinkommt, wenn die Unterbaugruppe 110 im Rack 105 installiert ist, über der Hauptplatine 122 und über einige wärmeerzeugende Bauteile auf der Hauptplatine 122 strömt und von der Serverrackbaugruppe 110 an der hinteren Kante, näher an der Rückseite des Racks 105, wenn die Unterbaugruppe 110 im Rack 105 installiert wird. Der eine oder mehrere Ventilatoren kann am Rahmen 120 durch Klammern gesichert werden. So können die Ventilatoren Luft innerhalb des Rahmenbereichs 120 ziehen und diese nach Erwärmung aus Rack 105 ausstoßen. Eine Unterseite der Hauptplatine 122 kann vom Rahmen 120 durch eine Lücke getrennt werden.
1 zeigt eine beispielhafte Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems, das mehrere Verdampfer 123 (der Einfachheit halber wird nur ein Verdampfer 123 dargestellt) enthält, die fluidtechnisch mit einem Kondensator 115 gekoppelt sind. Das Thermosiphonsystem beinhaltet eine Flüssigkeitsleitung 119 (auch als Flüssigkeitskopf bezeichnet), die den Kondensator 115 an jeden Verdampfer 123 koppelt, sodass eine Flüssigphase 107 eines Arbeitsmediums (z. B. Kältemittel oder anderes) vom Kondensator 115 zu den Verdampfern 123 geleitet werden (z. B. über natürliche oder erzwungene Zirkulation). Jeder Verdampfer 123 ist über einen Flüssigkeitsanschluss 130 mit der Flüssigkeitsleitung 119 verbunden.
Das Thermosiphonsystem beinhaltet eine Dampfleitung 117, die den Kondensator 115 fluidtechnisch an jeden Verdampfer 123 koppelt, sodass eine gemischte oder Dampfphase 103 des Arbeitsmediums von den Verdampfern 123 zum Kondensator 115 geleitet wird (z. B. über natürliche oder erzwungene Zirkulation). Jeder Verdampfer 123 ist über einen Dampfanschluss 125 mit der Dampfleitung 117 verbunden.
In dieser beispielhaften Implementierung wird eine natürliche Zirkulation verwendet, um die Flüssigphase 107 des Arbeitsmediums vom Kondensator 115 zu den Verdampfern 123 zu leiten und die Dampfphase 103 des Arbeitsmediums von den Verdampfern 123 zum Kondensator 115 zu führen. Deshalb beinhaltet die dargestellte Implementierung von System 100 keine Pumpen zum Befördern des Arbeitsmediums und weiterhin auch keine Kompressoren, um einen mechanischen Dampfkompressionskühlzyklus zum Kühlen des Arbeitsmediums einzusetzen. In alternativen Implementierungen kann eine Pumpe in Fluidverbindung mit der Flüssigkeitsleitung 119 positioniert werden, um die Flüssigphase 107 des Arbeitsmediums zwangsweise vom Kondensator 115 zu den Verdampfern 123 zu leiten.
Des Weiteren sind zwar die Flüssigkeitsleitung 119 und die Dampfleitung 117 dargestellt in 1 als separate Leitungen, in alternativen Implementierungen kann ein einzelnes Transportelement Kondensator 115 und die Verdampfer 123 fluidtechnisch verbinden. Das Transportelement kann sowohl eine Flüssigleitbahn als auch eine Dampfleitbahn enthalten, wobei die Flüssigleitbahn über die Flüssigkeitsanschlüsse 130 mit den Verdampfern 123 und die Dampfleitbahn über die Dampfanschlüsse 125 mit den Verdampfern 123 verbunden ist. Auf diese Weise sind, auch wenn nur ein einzelnes Transportelement verwendet werden kann, die Flüssigphase 107 und die Dampf-(oder gemischte)Phase 103 des Arbeitsmediums während der Beförderung zwischen Kondensator 115 und Verdampfern 123 immer noch getrennt.
In diesem dargestellten Beispiel ist der Kondensator 115 außerhalb des Serverracks 105 positioniert. Beispielsweise kann der Kondensator 115 auf der Oberseite von Serverrack 105 montiert sein, an einer Seite von Serverrack 105, oder an anderer Position, um einen Kühlflüssigkeitsbestand 140 zu erhalten und eine Kühlflüssigkeitsrückführung 145 auszugeben. Die Kühlflüssigkeit kann Luft oder eine Flüssigkeit sein. Der Kühlflüssigkeitsbestand 140 kann beispielsweise Umgebungsluft sein, die über oder durch den Kondensator 115 geleitet wird (z. B. mit einem Ventilator, nicht dargestellt).
In diesem Beispiel ist zwar ein einzelner Kondensator 115 dargestellt, jedoch kann es mehrere Kondensatoren 115 geben. In einigen Aspekten kann das Verhältnis von Kondensatoren 115 zu Verdampfern 123 jedoch weniger als eins betragen. Mit anderen Worten, kann es mehr Verdampfer 123 als Kondensatoren 115 geben, wobei jeder Kondensator 115 mit mehreren Verdampfern 123 fluidtechnisch gekoppelt ist. So können in einer beispielhaften Implementierung beispielsweise zwei Kondensatoren 115 die Verdampfer 123 für das Serverrack 105 bedienen. So würde jeder Kondensator 115 die Dampf-(oder gemischte)Phase 103 von der Hälfte (genau oder ungefähr) der Verdampfer 123 empfangen und die Flüssigphase 103 an die Hälfte der Verdampfer 123 zurückgeben. Andere Konfigurationen von Kondensatoren 115 und Verdampfern 123 sind im Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten.
In einer beispielhaftem Betrieb kontaktiert jeder Verdampfer 123 ein oder mehr Elektronikgeräte 124, sodass Wärme durch die Wärmeübertragung vom Elektronikgerät 124 zum Verdampfer 123 entzogen wird. So ist z. B. Verdampfer 123 in leitendem thermischen Kontakt mit dem Elektronikgerät 124. Insbesondere kontaktiert der Boden des Verdampfers 123 den oberen Bereich des Elektronikgerätes 124. Während des Betriebs sorgt die Wärme von Elektronikgerät 124 dafür, dass die Flüssigphase 107 des Arbeitsmediums im Verdampfer 123 verdampft oder vom flüssigen in einen gemischten Zustand (z. B. eine Mischung aus Flüssigkeit und Dampf) oder in den dampfförmigen Zustand übergeht. Die Dampf-(oder gemischte)Phase 103 tritt dann über die Dampfleitung 117 in den Kondensator 115. Wärme wird vom Kondensator 115 zum Kühlflüssigkeitsbestand 140 geleitet. Der Kühlflüssigkeitsbestand 140 kann Luft oder eine Flüssigkeit (z. B. gekühltes oder eisgekühltes Wasser oder Glykol, oder anderes) sein. Die Kühlflüssigkeitsrückführung 145 kann den Kondensator 115 unter Mitnahme der von den Elektronikgeräten 124 übertragenen Wärme verlassen. Während die Wärme im Kondensator 115 von der Dampf-(oder gemischten)Phase 103 weggeleitet wird, tritt eine Zustandsänderung ein, wodurch die Dampfphase 103 zurück in die Flüssigphase 107 wechselt.
2 stellt eine schematische Ansicht eines in einer Rechenzentrum-Umgebung verwendeten Serverracks dar, die eine weitere beispielhafte Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems 200 beinhaltet. Das beispielhafte Thermosiphonkühlsystem 200 beinhaltet, wie dargestellt, einen Kondensator 215, der an mehrere Verdampfer 227 fluidtechnisch gekoppelt ist, die thermisch an ein oder mehr wärmeerzeugende Elektronikgeräte 221 in einem Serverrack 205 gekoppelt sind. So kann z. B. in dieser beispielhaften Implementierung ein einzelner, luftgekühlter Kondensator 215 fluidtechnisch an die Verdampfer 227 gekoppelt sein, oder, in einigen Aspekten, können Kondensatoren 215 in einem Verhältnis von weniger als 1:1 fluidtechnisch an die Verdampfer 227 gekoppelt sein.
In dieser Darstellung wird Serverrack 205, z. B. in Seitenansicht gezeigt und beinhaltet mehrere Serverrack-Unterbaugruppen 210, die in Rack 205 montiert sind. Obwohl ein Einzel-Serverrack 205 abgebildet ist, kann das Serverrack 205 eines von einer Anzahl von Serverracks innerhalb des Systems 200 sein, das eine Serverfarm oder Colocation-Einrichtung (Rechenzentrum) enthält, in dem verschiedene auf dem Rack montierte Computersysteme enthalten sind. Anstatt der gezeigten mehreren Serverrack-Unterbaugruppen 210 innerhalb von Rack 205, kann auch nur eine verbaut sein. Ganz allgemein weist das Serverrack 205 in systematischer und wiederholter Art und Weise mehrere Schlitze auf, die auf eine ordentliche und wiederholte Weise im Serverrack 205 angeordnet sind, wobei jeder Schlitz ein Platz im Rack ist, in den eine entsprechende Serverrack-Unterbaugruppe 210 platziert und entfernt werden kann. In diesem Beispiel können die Schlitze und die Serverrack-Unterbaugruppen 210 entsprechend der abgebildeten waagerechten Anordnung ausgerichtet werden (in Bezug auf die Gravitation). Im Falle der waagerechten Ausrichtung der Schlitze, können sie in Rack 205 senkrecht, bei senkrechter Ausrichtung der Schlitze waagerecht im Rack 205 gestapelt werden.
Serverrack 205, als Bestandteil eines größeren Rechenzentrums zum Beispiel, kann Datenverarbeitungs- und Speicherkapazität bereitstellen. Bei Betrieb kann ein Datenzentrum an ein Netzwerk angeschlossen werden und kann verschiedene Anfragen vom Netzwerk erhalten und beantworten, um somit die Daten zu verarbeiten, und/oder zu speichern. Bei Betrieb ermöglicht das Serverrack 205 zum Beispiel normalerweise die Kommunikation von Informationen über ein Netzwerk mit Benutzerschnittstellen, die durch Webbrowseranwendungen von Benutzern erzeugt werden, die Dienstleistungen anfordern, die von Anwendungen bereitgestellt werden, die im Rechenzentrum auf Computern laufen. Das Serverrack 205 kann z. B. einem Benutzer helfen, der einen Webbrowser benutzt, um im Internet auf Websites oder das World Wide Web zuzugreifen.
Die Serverrack-Unterbaugruppe 210 kann eine von einer Vielzahl von Strukturen sein, die auf einem Serverrack montiert werden können. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 210 beispielsweise ein „Ablagefach“ sein oder eine Ablagefach-Baugruppe (z. B. ähnlich oder identisch mit Unterbaugruppe 110), die gleitfähig in das Serverrack 205 eingesetzt werden kann. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 210 ein Servergestell oder ein Servercontainer (z. B. Serverbox) sein. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 210 ein Festplattenkäfig sein.
Wie dargestellt, beinhaltet jede Serverrack-Unterbaugruppe 210 eine Leiterplatte 224, z. B. eine Hauptplatine, auf der eine Vielfalt an Bauteilen montiert ist, einschließlich wärmeerzeugender Elektronikgeräte 221. Auch wenn eine Hauptplatine 224 in der Darstellung an jede Unterbaugruppe 210 montiert ist, können in jeder Unterbaugruppe 210 mehrere Hauptplatinen montiert sein, je nach Anforderungen der bestimmten Anwendung. Bei einigen Implementierungen kann ein oder mehrere Ventilatoren an die Serverplatte 224 gekoppelt sein, sodass die Luft an der Vorderkante der Serverrack-Unterbaugruppe 210 (z. B. näher an der Vorderseite des Racks 210 hereinkommt, wenn die Unterbaugruppe 210 im Rack 205 installiert ist), über der Hauptplatine 224 und über einige wärmeerzeugende Bauteile 221 auf der Hauptplatine 224 strömt und von der Serverrack-Baugruppe 210 an einer anderen Kante (z. B. einer hinteren Kante, näher an der Rückseite des Racks 205, wenn die Unterbaugruppe 210 im Rack 205 installiert wird) abgeleitet wird. So können die Ventilatoren Luft in den Rahmenbereich ziehen und diese nach Erwärmung aus Rack 205 ausstoßen.
Die dargestellte Implementierung von Thermosiphonkühlsystem 200 beinhaltet mehrere Verdampfer 227 (z. B. einen oder mehr Verdampfer 227 je Serverrack-Unterbaugruppe 210), die fluidtechnisch an Kondensator 215 gekoppelt sind. Das Thermosiphonsystem 200 beinhaltet eine Flüssigkeitsleitung 219 (auch als Flüssigkeitskopf bezeichnet), die den Kondensator 215 an jeden Verdampfer 227 koppelt, sodass eine Flüssigphase 207 eines Arbeitsmediums (z. B. Kältemittel oder anderes) vom Kondensator 215 zu den Verdampfern 227 geleitet werden (z. B. über natürliche oder erzwungene Zirkulation). Jeder Verdampfer 227 ist über einen Flüssigkeitsanschluss 230 mit der Flüssigkeitsleitung 219 verbunden.
Das Thermosiphonsystem 200 beinhaltet eine Dampfleitung 217, die den Kondensator 215 fluidtechnisch an jeden Verdampfer 227 koppelt, sodass eine gemischte oder Dampfphase 203 des Arbeitsmediums von den Verdampfern 227 zum Kondensator 215 geleitet wird (z. B. über natürliche oder erzwungene Zirkulation). Jeder Verdampfer 227 ist über einen Dampfanschluss 225 mit der Dampfleitung 217 verbunden.
Ein oder mehr der Anschlüsse (z. B. die Flüssiganschlüsse 230, die Dampfanschlüsse 225 oder beide) können ein Absperrventil beinhalten oder ein Gerät, das den jeweiligen Verdampfer 227 fluidtechnisch vom Kondensator 215 trennt. So können beispielsweise die Flüssigkeitsanschlüsse 230 (oder Dampfanschlüsse 225 oder beide) in eine offene oder geschlossene Position eingestellt werden. In der offenen Position ist der jeweilige Verdampfer 227 fluidtechnisch angeschlossen und kann die Flüssigphase 207 des Arbeitsmediums vom Kondensator 215 erhalten. In der geschlossenen Position ist der jeweilige Verdampfer 227 vom Kondensator 215 fluidtechnisch abgekoppelt, sodass die Flüssigphase 207 des Arbeitsmediums nicht vom Kondensator 215 zum Verdampfer 227 (oder den Verdampfern 227) fließen kann. In einigen Aspekten kann der Flüssigkeitsanschluss 230 in der geschlossenen Position die Flüssigphase 207 im Verdampfer 227 (oder in den Verdampfern 227) trennen und versiegeln, wodurch ein Entfernen der Serverrack-Unterbaugruppe 210 zusammen mit dem Verdampfer 227 (oder den Verdampfern 227) als einzelne Einheit vom Serverrack 205 möglich ist. In alternativen Aspekten kann der Dampfanschluss 225 in der geschlossenen Position die Flüssigphase 207 im Kondensator 215 trennen und versiegeln, wodurch ein Entfernen der Serverrack-Unterbaugruppe 210 zusammen mit dem Verdampfer 227 (oder den Verdampfern 227) als einzelne Einheit vom Serverrack 205 möglich ist. Deshalb können in einigen Implementierungen die Flüssigkeitsanschlüsse 230 und Dampfanschlüsse 225 Flüssigkeitstrennvorrichtungen sein.
In einigen Aspekten kann einer bzw. können mehrere der Anschlüsse (z. B. die Flüssigkeitsanschlüsse 230, die Dampfanschlüsse 225 oder beide) verwendet werden, um die Durchflussmenge der Flüssigphase 207 zu den Verdampfern 227 zu steuern oder anzupassen. So kann beispielsweise in einigen Aspekten einer bzw. können mehrere der Flüssigkeitsanschlüsse 230 auch (z. B. neben einer Kupplungs-/Trennvorrichtung) als Öffnung dienen, die eine Menge der Flüssigphase 207 für den Verdampfer 227 dosiert. In einigen Beispielen kann der Anschluss 230 eine fest angebrachte Öffnung sein, die eine bestimmte Durchflussgeschwindigkeit (z. B. Durchflusshöchstgeschwindigkeit) ermöglicht, mit der die Flüssigphase 207 in den Verdampfer 227 gelangt. In anderen Beispielen kann der Anschluss 230 eine variable Öffnung sein oder beinhalten, die einstellbar ist, z. B. auf Grundlage der abgegebenen Wärmemenge von einem oder mehreren wärmeerzeugenden Geräten 221, die thermisch an den Verdampfer 227 gekuppelt sind. So kann beispielsweise bei steigender Wärmeabgabe des einen oder der mehreren wärmeerzeugenden Geräte 221 die variable Öffnung eine größere Durchflussmenge der Flüssigphase 207 in den Verdampfer 227 einlassen. Bei sinkender Wärmeabgabe des einen oder der mehreren wärmeerzeugenden Geräte 221 kann die variable Öffnung die Durchflussmenge der Flüssigphase 207 in den Verdampfer 227 einschränken. Auf diese Weise kann der Flüssigkeitsanschluss 230 verwendet werden, um die Menge der Flüssigphase 207, die zum Verdampfer 227 fließt, besser an die Menge der abgegebenen Wärme von dem einen oder den mehreren wärmeerzeugenden Geräten 221 anzupassen.
In dieser beispielhaften Implementierung wird eine natürliche Zirkulation verwendet, um die Flüssigphase 207 des Arbeitsmediums vom Kondensator 215 zu den Verdampfern 227 zu leiten und die Dampfphase 203 des Arbeitsmediums von den Verdampfern 227 zum Kondensator 215 zu führen. Deshalb beinhaltet die dargestellte Implementierung von System 200 keine Pumpen zum Befördern des Arbeitsmediums und weiterhin auch keine Kompressoren, um einen mechanischen Dampfkompressionskühlzyklus zum Kühlen des Arbeitsmediums einzusetzen. In alternativen Implementierungen kann eine Pumpe in Fluidverbindung mit der Flüssigkeitsleitung 219 positioniert werden, um die Flüssigphase 207 des Arbeitsmediums zwangsweise vom Kondensator 215 zu den Verdampfern 227 zu leiten.
Des Weiteren sind zwar die Flüssigkeitsleitung 219 und die Dampfleitung 217 dargestellt in 2 als separate Leitungen, in alternativen Implementierungen kann ein einzelnes Transportelement Kondensator 215 und die Verdampfer 227 fluidtechnisch verbinden. Das Transportelement kann sowohl eine Flüssigleitbahn als auch eine Dampfleitbahn enthalten, wobei die Flüssigleitbahn über die Flüssigkeitsanschlüsse 230 mit den Verdampfern 227 und die Dampfleitbahn mit 227 über die Dampfanschlüsse 225 mit den Verdampfern 227 verbunden ist. Auf diese Weise sind, auch wenn nur ein einzelnes Transportelement verwendet werden kann, die Flüssigphase 207 und die Dampf-(oder gemischte)Phase 203 des Arbeitsmediums während der Beförderung zwischen Kondensator 215 und Verdampfern 227 immer noch getrennt.
In diesem dargestellten Beispiel ist der Kondensator 215 außerhalb des Serverracks 205 positioniert. Beispielsweise kann der Kondensator 215 auf der Oberseite von Serverrack 205 montiert sein, an einer Seite von Serverrack 205, oder an anderer Position, um einen Kühlflüssigkeitsbestand 240 zu empfangen und eine Kühlflüssigkeitsrückführung 245 auszugeben. In dieser beispielhaften Implementierung ist der Kondensator 215 ein luftgekühlter Kondensator 215, der einen Spulenabschnitt 235 und einen Ventilatorabschnitt 237 beinhaltet. Der Spulenabschnitt 235 beinhaltet, wie dargestellt, eine Kondensatorspule 239, durch die das Arbeitsmedium geleitet wird, und eine oder mehr Wärmeaustauschflächen 241 (z. B. Lamellen), die thermisch an die Spule 239 gekoppelt sind. Das Spulenrohr 239 erhält die Dampf-(oder gemischte)Phase 203 des Arbeitsmediums von der Dampfleitung 217 und führt die Flüssigphase 207 des Arbeitsmediums zur Flüssigkeitsleitung 219. Der Kühlflüssigkeitsbestand 240 kann Umgebungsluft sein, und über oder durch den Kondensator 239 geleitet werden.
In diesem Beispiel ist zwar ein einzelner Kondensator 215 dargestellt, jedoch kann es mehrere Kondensatoren 215 geben. In einigen Aspekten kann das Verhältnis von Kondensatoren 215 zu Verdampfern 227 jedoch weniger als eins betragen. Mit anderen Worten, kann es mehr Verdampfer 227 als Kondensatoren 215 geben, wobei jeder Kondensator 215 mit mehreren Verdampfern 227 fluidtechnisch gekoppelt ist. So können in einer beispielhaften Implementierung beispielsweise zwei Kondensatoren 215 die Verdampfer 227 für das Serverrack 205 bedienen. So würde jeder Kondensator 215 die Dampf-(oder gemischte)Phase 203 von der Hälfte (genau oder ungefähr) der Verdampfer 227 empfangen und die Flüssigphase 203 an die Hälfte der Verdampfer 227 zurückgeben.
Dadurch kann, in einigen Fällen, redundantes Kühlen der wärmeerzeugenden Geräte 221 möglich sein. So können beispielsweise in einigen Aspekten mehrere Verdampfer 227 je Serverrack-Unterbaugruppe 210 vorhanden sein. Jeder für die Serverrack-Unterbaugruppe 210 positionierte Verdampfer 227 kann in thermischem Kontakt (z. B. durch eine thermische Schnittstelle oder Wärmeleitpaste) mit einem bestimmten wärmeerzeugenden Gerät 221 (z. B. Prozessor oder anderes) oder mehreren wärmeerzeugenden Geräten 221 stehen.
Auf diese Weise können verschiedene wärmeerzeugende Geräte 221 in thermischem Kontakt mit unterschiedlichen der mehreren Verdampfer 227 für die bestimmte Serverrack-Unterbaugruppe 210 stehen. Außerdem kann jedes wärmeerzeugende Gerät 221 auf einer Serverrack-Unterbaugruppe 210 in thermischem Kontakt mit mehreren Verdampfern 227 stehen. Deshalb ist es möglich, dass bei einem Ausfall in einem bestimmten Verdampfer 227 einer Serverrack-Unterbaugruppe 210 nicht die Kühlung für die gesamte Serverrack-Unterbaugruppe 210 oder auch nur einem einzigen wärmeerzeugenden Gerät 221 ausfällt. Des Weiteren, in Aspekten, bei denen die Verdampfer 227 einer einzigen Serverrack-Unterbaugruppe 210 fluidtechnisch mit unterschiedlichen Kondensatoren 215 eines Systems 200 gekoppelt sind, die mehrere Kondensatoren 215 enthalten, ist es möglich, dass bei einem Ausfall eines einzigen Kondensators 215 die Kühlung für die gesamte Serverrack-Unterbaugruppe 210 oder auch nur einem einzigen wärmeerzeugenden Gerät 221 nicht ausfällt.
In einem beispielhaftem Betrieb kontaktiert jeder Verdampfer 227 ein oder mehr Elektronikgeräte 221, sodass Wärme durch die Wärmeübertragung vom Elektronikgerät 221 zum Verdampfer 227 entzogen wird. So ist z. B. Verdampfer 227 in leitendem thermischen Kontakt mit dem Elektronikgerät 221 (oder über eine Wärmeleitpaste in thermischem Kontakt mit dem Gerät 221). Insbesondere kontaktiert der Boden des Verdampfers 227 den oberen Bereich des Elektronikgerätes 221. Während des Betriebs sorgt die Wärme von Elektronikgerät 221 dafür, dass die Flüssigphase 207 des Arbeitsmediums im Verdampfer 227 verdampft oder vom flüssigen in einen gemischten Zustand (z. B. eine Mischung aus Flüssigkeit und Dampf) oder in den dampfförmigen Zustand übergeht. Die Dampf-(oder gemischte)Phase 203 wird dann durch die Dampfstichleitung 223 in die Dampfleitung 217 und in den Kondensator 215 geleitet. Wärme wird vom Kondensator 215 zum Kühlflüssigkeitsbestand 240 geleitet. So kann der Kühlflüssigkeitsbestand 240 durch den Ventilator 237 über die Kondensatorspule 239 angesaugt oder geleitet werden, um Wärme aus der Dampfphase 203 auf den Kühlflüssigkeitsbestand 240 zu übertragen. Die Kühlflüssigkeitsrückführung 245 kann den Kondensator 215 unter Mitnahme der von den Elektronikgeräten 221 übertragenen Wärme verlassen. Während die Wärme im Kondensator 215 von der Dampf-(oder gemischten)Phase 203 weggeleitet wird, tritt eine Zustandsänderung ein, wodurch die Dampfphase 203 zurück in die Flüssigphase 207 wechselt. Die Flüssigphase 207 wird zur Flüssigkeitsleitung 219 geleitet (z. B. auf natürliche oder andere Weise), um sie den Verdampfern 227 zur Verfügung zu stellen, sodass der Prozess anschließend wiederholt werden kann.
3 stellt eine schematische Ansicht eines in einer Rechenzentrum-Umgebung verwendeten Serverracks dar, die eine weitere beispielhafte Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems 300 beinhaltet. Das beispielhafte Thermosiphonkühlsystem 300 beinhaltet, wie dargestellt, einen Kondensator 315, der an mehrere Verdampfer 327 fluidtechnisch gekoppelt ist, die thermisch an ein oder mehr wärmeerzeugende Elektronikgeräte 321 in einem Serverrack 305 gekoppelt sind. So kann z. B. in dieser beispielhaften Implementierung ein einzelner, luftgekühlter Kondensator 315 fluidtechnisch an die Verdampfer 327 gekoppelt sein, oder, in einigen Aspekten, können Kondensatoren 315 in einem Verhältnis von weniger als 1:1 fluidtechnisch an die Verdampfer 327 gekoppelt sein. In diesem dargestellten Beispiel kann das Thermosiphonsystem 300 verwendet werden, um wärmeerzeugende Geräte in senkrecht montierten Serverrack-Unterbaugruppen im Serverrack 305 zu kühlen.
In dieser Darstellung wird Serverrack 305, z. B. in Seitenansicht gezeigt und beinhaltet mehrere Serverrack-Unterbaugruppen 310, die in Rack 305 montiert sind. Die senkrechte Anordnung der Unterbaugruppen hat den Vorteil, dass Wärme einfacher von unten bis zur Oberseite des Racks aufsteigen und sich auflösen kann. Obwohl ein Einzel-Serverrack 305 abgebildet ist, kann das Serverrack 305 eines von einer Anzahl von Serverracks innerhalb des Systems 300 sein, das eine Serverfarm oder Colocation-Einrichtung (Rechenzentrum) enthält, in dem verschiedene auf dem Rack montierte Computersysteme enthalten sind. Anstatt der gezeigten mehreren Serverrack-Unterbaugruppen 310 innerhalb von Rack 305, kann auch nur eine verbaut sein. Ganz allgemein weist das Serverrack 305 in systematischer und wiederholter Art und Weise mehrere Schlitze auf, die auf eine ordentliche und wiederholte Weise im Serverrack 305 angeordnet sind, wobei jeder Schlitz ein Platz im Rack ist, in den eine entsprechende Serverrack-Unterbaugruppe 310 platziert und entfernt werden kann. Die Schlitze und die Serverrack-Unterbaugruppen 310 sind in diesem Beispiel in einer senkrechten Anordnung ausgerichtet (in Bezug auf die Gravitation).
Serverrack 305, als Bestandteil eines größeren Rechenzentrums zum Beispiel, kann Datenverarbeitungs- und Speicherkapazität bereitstellen. Bei Betrieb kann ein Datenzentrum an ein Netzwerk angeschlossen werden und kann verschiedene Anfragen vom Netzwerk erhalten und beantworten, um somit die Daten zu verarbeiten, und/oder zu speichern. Bei Betrieb ermöglicht das Serverrack 305 zum Beispiel normalerweise die Kommunikation von Informationen über ein Netzwerk mit Benutzerschnittstellen, die durch Webbrowseranwendungen von Benutzern erzeugt werden, die Dienstleistungen anfordern, die von Anwendungen bereitgestellt werden, die im Rechenzentrum auf Computern laufen. Das Serverrack 305 kann z. B. einem Benutzer helfen, der einen Webbrowser benutzt, um im Internet auf Websites oder das World Wide Web zuzugreifen.
Die Serverrack-Unterbaugruppe 310 kann eine von einer Vielzahl von Strukturen sein, die auf einem Serverrack montiert werden können. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 310 beispielsweise ein „Ablagefach“ sein oder eine Ablagefach-Baugruppe (z. B. ähnlich oder identisch mit Unterbaugruppe 110), die gleitfähig in das Serverrack 305 eingesetzt werden kann. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 310 ein Servergestell oder ein Servercontainer (z. B. Serverbox) sein. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 310 ein Festplattenkäfig sein.
Wie dargestellt, beinhaltet jede Serverrack-Unterbaugruppe 310 eine Leiterplatte 324, z. B. eine Hauptplatine, auf der eine Vielfalt an Bauteilen montiert ist, einschließlich wärmeerzeugender Elektronikgeräte 321. Eine oder mehrere Hauptplatinen 324 sind an jeder Unterbaugruppe 310 montiert, abhängig von den Anforderungen der bestimmten Anwendung können mehrere Hauptplatinen können in jeder Unterbaugruppe 310 verbaut sein. Bei einigen Implementierungen kann ein oder mehrere Ventilatoren an die Serverplatte 324 gekoppelt sein, sodass die Luft an der Vorderkante der Serverrack-Unterbaugruppe 310 (z. B. näher an der Vorderseite des Racks 310 hereinkommt, wenn die Unterbaugruppe 310 im Rack 305 installiert ist), über der Hauptplatine 324 und über einige wärmeerzeugende Bauteile 321 auf der Hauptplatine 324 strömt und von der Serverrack-Baugruppe 310 an einer anderen Kante (z. B. einer hinteren Kante, näher an der Rückseite des Racks 305, wenn die Unterbaugruppe 310 im Rack 305 installiert wird) abgeleitet wird. So können die Ventilatoren Luft in den Rahmenbereich ziehen und diese nach Erwärmung aus Rack 305 ausstoßen.
Die dargestellte Implementierung von Thermosiphonkühlsystem 300 beinhaltet mehrere Verdampfer 327 (z. B. einen oder mehrere Verdampfer 327 je Serverrack-Unterbaugruppe 310), die fluidtechnisch an Kondensator 315 gekoppelt sind. Das Thermosiphonsystem 300 beinhaltet eine Flüssigkeitsleitung 319 (auch als Flüssigkeitskopf bezeichnet), die den Kondensator 315 an jeden Verdampfer 327 koppelt, sodass eine Flüssigphase 307 eines Arbeitsmediums (z. B. Kältemittel oder anderes) vom Kondensator 315 zu den Verdampfern 327 geleitet werden (z. B. über natürliche oder erzwungene Zirkulation). Jeder Verdampfer 327 ist über einen Flüssigkeitsanschluss 330 mit der Flüssigkeitsleitung 319 verbunden. In dieser beispielhaften Implementierung ist die Flüssigkeitsleitung 319 an oder in der Nähe einer Unterseite des Serverracks 305 positioniert, sodass die Flüssigphase 307 des Arbeitsmediums vom Kondensator 315 durch die Leitung 319 fließen kann (z. B. aufgrund der Schwerkraft), und an der Unterseite der Verdampfer 327 eintreten kann.
Das Thermosiphonsystem 300 beinhaltet außerdem eine Dampfleitung 317, die den Kondensator 315 fluidtechnisch an jeden Verdampfer 327 koppelt, sodass eine gemischte oder Dampfphase 303 des Arbeitsmediums von den Verdampfern 327 zum Kondensator 315 geleitet wird (z. B. über natürliche oder erzwungene Zirkulation). In diesem Beispiel ist jeder Verdampfer 327 über einen Dampfanschluss 325 mit der Dampfleitung 317 verbunden.
Ein oder mehrere der Anschlüsse (z. B. die Flüssigkeitsanschlüsse 330, die Dampfanschlüsse 325 oder beide) können ein Absperrventil beinhalten oder ein Gerät, das den jeweiligen Verdampfer 327 fluidtechnisch vom Kondensator 315 trennt. So können beispielsweise die Flüssigkeitsanschlüsse 330 (oder Dampfanschlüsse 325 oder beide) in eine offene oder geschlossene Position eingestellt werden. In der offenen Position ist der jeweilige Verdampfer 327 fluidtechnisch angeschlossen und kann die Flüssigphase 307 des Arbeitsmediums vom Kondensator 315 empfangen. In der geschlossenen Position ist der jeweilige Verdampfer 327 vom Kondensator 315 fluidtechnisch abgekoppelt, sodass die Flüssigphase 307 des Arbeitsmediums nicht vom Kondensator 315 zum Verdampfer 327 (oder den Verdampfern 327) fließen kann. In einigen Aspekten kann der Flüssigkeitsanschluss 325 in der geschlossenen Position die Flüssigphase 307 im Verdampfer 327 (oder in den Verdampfern 327) trennen und versiegeln, wodurch ein Entfernen der Serverrack-Unterbaugruppe 310 zusammen mit dem Verdampfer 327 (oder den Verdampfern 327) als einzelne Einheit vom Serverrack 305 möglich ist. In alternativen Aspekten kann der Flüssigkeitsanschluss 325 in der geschlossenen Position die Flüssigphase 307 im Kondensator 315 trennen und versiegeln, wodurch ein Entfernen der Serverrack-Unterbaugruppe 310 zusammen mit dem Verdampfer 327 (oder den Verdampfern 327) als einzelne Einheit vom Serverrack 305 möglich ist.
In einigen Aspekten kann einer bzw. können mehrere der Anschlüsse (z. B. die Flüssigkeitsanschlüsse 330, die Dampfanschlüsse 325 oder beide) verwendet werden, um die Durchflussmenge der Flüssigphase 307 zu den Verdampfern 327 zu steuern oder anzupassen. So kann beispielsweise in einigen Aspekten einer bzw. können mehrere der Flüssigkeitsanschlüsse 330 auch (z. B. neben einer Kupplungs-/Trennvorrichtung) als Öffnung dienen, die eine Menge der Flüssigphase 307 für den Verdampfer 327 dosiert. In einigen Beispielen kann der Anschluss 330 eine fest angebrachte Öffnung sein, die eine bestimmte Durchflussgeschwindigkeit (z. B. Durchflusshöchstgeschwindigkeit) ermöglicht, mit der die Flüssigphase 307 in den Verdampfer 327 gelangt. In anderen Beispielen kann der Anschluss 330 eine variable Öffnung sein oder beinhalten, die einstellbar ist, z. B. auf Grundlage der abgegebenen Wärmemenge von einem oder mehreren wärmeerzeugenden Geräten 321, die thermisch an den Verdampfer 327 gekuppelt sind. So kann beispielsweise bei steigender Wärmeabgabe des einen oder der mehreren wärmeerzeugenden Geräte 321 die variable Öffnung eine größere Menge der Flüssigphase 307 in den Verdampfer 327 einlassen. Bei sinkender Wärmeabgabe des einen oder der mehreren wärmeerzeugenden Geräte 321 kann die variable Öffnung die Durchflussmenge der Flüssigphase 307 in den Verdampfer 327 einschränken. Auf diese Weise kann der Flüssigkeitsanschluss 330 verwendet werden, um die Menge der Flüssigphase 307, die zum Verdampfer 327 fließt, besser an die Menge der abgegebenen Wärme von dem einen oder den mehreren wärmeerzeugenden Geräten 321 anzupassen.
In alternativen Aspekten können ein, einige oder alle Anschlüsse (z. B. Anschlüsse 325 und Anschlüsse 330) nicht beinhaltet sein, um die Serverrack-Unterbaugruppen 310 vom Serverrack 305 zu entfernen. So kann beispielsweise eine Position jeder Serverrack-Unterbaugruppe 310, oder jeder Serverplatte 324 entweder in eine freie Position, in der die wärmeerzeugenden Geräte 321 nicht in thermischen Kontakt mit dem Verdampfer 327 (oder den Verdampfern 327) stehen oder in eine eingerastete Position, in der die wärmeerzeugenden Geräte 321 in thermischem Kontakt mit dem Verdampfer 327 (oder den Verdampfern 327) stehen, eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Serverrack-Unterbaugruppe 310 oder die Serverplatte 324 ohne eine Unterbrechung des Thermosiphonkühlsystems 300 vom Rack 305 (z. B. für eine Wartung oder anderes) entfernt werden.
Als Beispiel ein kurzer Blick auf 4A–4B, die schematische Ansichten einer beispielhaften Implementierung eines Serverplatten-Einstellungssystems 350 darstellen, das in einem Thermosiphonkühlsystem für ein Serverrack verwendet wird. In diesem Beispiel kann das Serverplatten-Einstellungssystem 350 verwendet werden, um die Serverrack-Unterbaugruppe 310 oder die Serverplatte 324 in die freie Position oder die eingerastete Position zu stellen. In diesem Beispiel wird in 4A die Serverrack-Unterbaugruppe 310 oder die Serverplatte 324 in der freien Position dargestellt, in der eine Spalte 393 zwischen dem wärmeerzeugenden Gerät 321 (oder einer auf dem wärmeerzeugenden Gerät 321 aufgebrachten Wärmeleistpaste 358) und dem Verdampfer 327 vorhanden ist. Die Wärmeleitpaste 358 beinhaltet in einigen Aspekten ein formbares Material (z. B. Paste, halbfestes Material, Gel oder anderes), das eine physische Kontaktfläche zwischen dem wärmeerzeugenden Gerät 321 und dem Verdampfer 327 vergrößert (z. B. aufgrund von Unebenheiten an den Flächen dieser Komponenten). Des Weiteren kann die Wärmeleitpaste 358 eine Zustandsänderung (z. B. von fest zu halbfest) durchmachen, während Wärme durch das Material 358 geleitet wird, um die physische Kontaktfläche noch weiter zu vergrößern (z. B. durch Fließen in oder Füllen von kleinen Spalten zwischen den festen Flächen).
Das Serverplatten-Einstellungssystem 350 im Beispiel beinhaltet eine an das Serverrack 305 gekoppelte Nocke 352, die so positioniert ist, dass sie einen Rahmen 354 der Serverrack-Unterbaugruppe 310 einstellen kann. Der Rahmen 354 trägt die Serverplatte 324 auf Elementen 356. In der freien Position fließt die Flüssigphase 307 durch den Verdampfer 327, da keine oder nur eine unerhebliche Menge an Wärme vom wärmeerzeugenden Gerät 321 in die Flüssigphase 307 übertragen wird.
4B zeigt die Serverrack-Unterbaugruppe 310 oder die Serverplatte 324 in der eingerasteten Position, in der zwischen dem wärmeerzeugenden Gerät 321 (oder einer auf dem wärmeerzeugenden Gerät 321 aufgebrachten Wärmeleistpaste 358) und dem Verdampfer 327 ein thermischer Kontakt besteht. Um von der freien Position in die eingerastete Position zu wechseln, wird die Nocke 352 betrieben (z. B. durch ein Stellglied, einen Motor oder einen, über einen Steuerschalter oder ein Steuersystem geregelten, Servoregler), um den Rahmen 354 des Serverrack-Unterbaugruppe 310 in Richtung des Verdampfers 327 zu schieben. Durch das Schieben des Rahmens 354 (und dementsprechend der Serverplatte 324 und des wärmeerzeugenden Geräts 321) in Richtung des Verdampfers 327, wird ein thermischer Kontakt zwischen dem wärmeerzeugenden Gerät 321 und dem Verdampfer 327 erreicht, durch den Wärme auf die Flüssigphase 307 übertragen wird, wodurch Dampfbläschen 360 in der gemischten Phase 303 entstehen. In einigen Aspekten kann der Betrieb der Nocke 352 durch ein Signal von einem Steuerschalter ausgelöst werden, der anzeigt, dass z. B. eine Temperatur des Geräts 321 einen Schwellenwert überschreitet, die Serverrack-Unterbaugruppe 310 in der korrekten Position ist, oder anderes.
Obgleich 4A–4B eine beispielhafte Implementierung eines Serverplatten-Einstellungssystems 350 (z. B. ein Nockensystem) darstellen, werden in der vorliegenden Offenbarung andere Implementierungen vorgesehen. So kann das Serverplatten-Einstellungssystem 350 beispielsweise ein Kolbengerät beinhalten, das betätigt werden kann, um das wärmeerzeugenden Gerät 321 gegen den Verdampfer 327 zu drängen. Als weiteres Beispiel kann ein dehnbarer Heizbalg betätigt werden, um das wärmeerzeugenden Gerät 321 gegen den Verdampfer 327 zu drängen. Um ein weiteres Beispiel zu nennen, kann eine federbelastete Nocke oder ein federbelasteter Kolben betätigt werden, um das wärmeerzeugenden Gerät 321 gegen den Verdampfer 327 zu drängen.
Des Weiteren, kann das Serverplatten-Einstellungssystem 350 in einigen Aspekten den Verdampfer 327 in thermischen Kontakt mit dem wärmeerzeugenden Gerät 321 drängen, das unbewegt bleibt (präzise oder im Wesentlichen). Das Serverplatten-Einstellungssystem 350 kann in einigen anderen Aspekten den Verdampfer 327 und das wärmeerzeugende Gerät 321 in thermischen Kontakt drängen.
Kehren wir nun zu 3 zurück. In dieser beispielhaften Implementierung wird eine natürliche Zirkulation verwendet, um die Flüssigphase 307 des Arbeitsmediums vom Kondensator 315 zu den Verdampfern 327 zu leiten und die Dampfphase 303 des Arbeitsmediums von den Verdampfern 327 zum Kondensator 315 zu führen. Deshalb beinhaltet die dargestellte Implementierung von System 300 keine Pumpen zum Befördern des Arbeitsmediums und weiterhin auch keine Kompressoren, um einen mechanischen Dampfkompressionskühlzyklus zum Kühlen des Arbeitsmediums einzusetzen. Dass keine Pumpen und Kompressoren vorhanden sind, hat den Vorteil, dass das Kühlsystem selbst energieeffizient arbeiten kann, d. h. es benötigt außer den Serversystemen wenig oder keine Energie, um die Kühlung durchzuführen. In alternativen Implementierungen kann eine Pumpe in Fluidverbindung mit der Flüssigkeitsleitung 319 positioniert werden, um die Flüssigphase 307 des Arbeitsmediums zwangsweise vom Kondensator 315 zu den Verdampfern 327 zu leiten.
In diesem dargestellten Beispiel ist der Kondensator 315 außerhalb des Serverracks 305 positioniert. Beispielsweise kann der Kondensator 315 auf der Oberseite von Serverrack 305 montiert sein, an einer Seite von Serverrack 305, oder an anderer Position, um einen Kühlflüssigkeitsbestand 340 zu empfangen und eine Kühlflüssigkeitsrückführung 345 auszugeben. In dieser beispielhaften Implementierung ist der Kondensator 315 ein luftgekühlter Kondensator 315. Der Kühlflüssigkeitsbestand 340 (z. B. gekühlte oder Umgebungsluft, oder gekühltes oder eisgekühltes Wasser oder Glykol) kann über oder durch den Kondensator 315 geleitet werden.
In diesem Beispiel ist zwar ein einzelner Kondensator 315 dargestellt, jedoch kann es mehrere Kondensatoren 315 geben. In einigen Aspekten kann das Verhältnis von Kondensatoren 315 zu Verdampfern 327 jedoch weniger als eins betragen. Mit anderen Worten, kann es mehr Verdampfer 327 als Kondensatoren 315 geben, wobei jeder Kondensator 315 mit mehreren Verdampfern 327 fluidtechnisch gekoppelt ist. So können in einer beispielhaften Implementierung beispielsweise zwei Kondensatoren 315 die Verdampfer 327 für das Serverrack 305 bedienen. So würde jeder Kondensator 315 die Dampf-(oder gemischte)Phase 303 von der Hälfte (genau oder ungefähr) der Verdampfer 327 empfangen und die Flüssigphase 307 an die Hälfte der Verdampfer 327 zurückgeben.
Dadurch kann, in einigen Fällen, redundantes Kühlen der wärmeerzeugenden Geräte 321 möglich sein. So können beispielsweise in einigen Aspekten mehrere Verdampfer 327 je Serverrack-Unterbaugruppe 310 vorhanden sein. Jeder für die Serverrack-Unterbaugruppe 310 positionierte Verdampfer 327 kann in thermischem Kontakt (z. B. durch eine thermische Schnittstelle oder Wärmeleitpaste) mit einem bestimmten wärmeerzeugenden Gerät 321 (z. B. Prozessor oder anderes) oder mehreren wärmeerzeugenden Geräten 321 stehen. Auf diese Weise können verschiedene wärmeerzeugende Geräte 321 in thermischem Kontakt mit unterschiedlichen der mehreren Verdampfer 327 für die bestimmte Serverrack-Unterbaugruppe 310 stehen. Außerdem kann jedes wärmeerzeugende Gerät 321 auf einer Serverrack-Unterbaugruppe 310 in thermischem Kontakt mit mehreren Verdampfern 327 stehen. Deshalb ist es möglich, dass bei einem Ausfall in einem bestimmten Verdampfer 327 einer Serverrack-Unterbaugruppe 310 nicht die Kühlung für die gesamte Serverrack-Unterbaugruppe 310 oder auch nur einem einzigen wärmeerzeugenden Gerät 321 ausfällt. Des Weiteren, in Aspekten, bei denen die Verdampfer 327 einer einzigen Serverrack-Unterbaugruppe 310 fluidtechnisch mit unterschiedlichen Kondensatoren 315 eines Systems 300 gekoppelt sind, die mehrere Kondensatoren 315 enthalten, ist es möglich, dass bei einem Ausfall eines einzigen Kondensators 315 die Kühlung für die gesamte Serverrack-Unterbaugruppe 310 oder auch nur einem einzigen wärmeerzeugenden Gerät 321 nicht ausfällt.
In einem beispielhaftem Betrieb kontaktiert jeder Verdampfer 327 ein oder mehr Elektronikgeräte 321, sodass Wärme durch die Wärmeübertragung vom Elektronikgerät 321 zum Verdampfer 327 entzogen wird. So kann z. B. Verdampfer 327 in leitendem thermischen Kontakt mit dem Elektronikgerät 321 (oder über eine Wärmeleitpaste in thermischem Kontakt mit dem Gerät 321) stehen oder gebracht werden. Insbesondere kontaktiert der Boden des Verdampfers 327 den oberen Bereich des Elektronikgerätes 321. Während des Betriebs sorgt die Wärme von Elektronikgerät 321 dafür, dass die Flüssigphase 307 des Arbeitsmediums im Verdampfer 327 verdampft oder vom flüssigen in einen gemischten Zustand (z. B. eine Mischung aus Flüssigkeit und Dampf) oder in den dampfförmigen Zustand übergeht. Die Dampf-(oder gemischte)Phase 303 wird dann durch die Dampfstichleitung 323 in die Dampfleitung 317 und in den Kondensator 315 geleitet. Wärme wird vom Kondensator 315 zum Kühlflüssigkeitsbestand 340 geleitet. So kann der Kühlflüssigkeitsbestand 340 in den Kondensator 315 gesaugt, durch ihn zirkulieren oder in ihn hineingeleitet werden, um Wärme aus der Dampfphase 303 auf den Kühlflüssigkeitsbestand 340 zu übertragen. Die Kühlflüssigkeitsrückführung 345 kann den Kondensator 315 unter Mitnahme der von den Elektronikgeräten 321 übertragenen Wärme verlassen. Während die Wärme im Kondensator 315 von der Dampf-(oder gemischten)Phase 303 weggeleitet wird, tritt eine Zustandsänderung ein, wodurch die Dampfphase 303 zurück in die Flüssigphase 307 wechselt. Die Flüssigphase 307 wird zur Flüssigkeitsleitung 319 geleitet (z. B. auf natürliche oder andere Weise), um sie den Verdampfern 327 zur Verfügung zu stellen, sodass der Prozess anschließend wiederholt werden kann.
5 stellt eine schematische Ansicht eines in einer Rechenzentrum-Umgebung verwendeten Serverracks 505 dar, die eine weitere beispielhafte Implementierung eines Thermosiphonkühlsystems 500 beinhaltet. Das beispielhafte Thermosiphonkühlsystem 500 beinhaltet, wie dargestellt, einen Kondensator 515, der an mehrere Verdampfer 550 fluidtechnisch gekoppelt ist, die thermisch an ein oder mehr wärmeerzeugende Elektronikgeräte 521 in einem Serverrack 505 gekoppelt sind. So kann z. B. in dieser beispielhaften Implementierung ein einzelner, luftgekühlter Kondensator 515 fluidtechnisch an die Verdampfer 550 gekoppelt sein, oder, in einigen Aspekten, können Kondensatoren 515 in einem Verhältnis von weniger als 1:1 fluidtechnisch an die Verdampfer 550 gekoppelt sein. In diesem Beispielsystem 500 ist ein für die Kühlung der wärmeerzeugenden Elektronikgeräte 521 verwendetes Arbeitsmedium im Serverrack 505 enthalten, jedoch ansonsten frei im Rack 505 beweglich (z. B. nicht in einer geschlossenen Leitung enthalten), z. B. abhängig von der Wärme, die von und zum Arbeitsmedium übertragen wird. In diesem Beispielsystem sind die Serverplatten 524, an denen die wärmeerzeugenden Geräte 521 montiert sind, in jeweiligen Serverhüllen 560 (z. B. wärmeleitende Hüllen) eingeschlossen (z. B. alle oder im Wesentlichen). Zusammen kann jede Hülle 560, die eine oder mehrere Serverplatten 524 (ebenso wie mehrere wärmeerzeugenden Geräte 521) umschließen, eine Serverrack-Unterbaugruppe 510 bilden. In diesem Beispielsystem 500 kann ein flüssiggekühlter Kondensator 515 (oder Kondensatoren 515) betrieben werden, um eine Dampf-(oder gemischte)Phase 503 des Arbeitsmediums in die Flüssigphase 507 des Arbeitsmediums ändern.
In dieser Darstellung wird Serverrack 505, z. B. in Seitenansicht gezeigt und beinhaltet mehrere Serverrack-Unterbaugruppen 510, die in Rack 505 montiert sind. Obwohl ein Einzel-Serverrack 505 abgebildet ist, kann das Serverrack 505 eines von einer Anzahl von Serverracks innerhalb des Systems 500 sein, das eine Serverfarm oder Colocation-Einrichtung (Rechenzentrum) enthält, in dem verschiedene auf dem Rack montierte Computersysteme enthalten sind. Anstatt der gezeigten mehreren Serverrack-Unterbaugruppen 510 innerhalb von Rack 505, kann auch nur eine verbaut sein. Ganz allgemein weist das Serverrack 505 in systematischer und wiederholter Art und Weise mehrere Schlitze auf, die auf eine ordentliche und wiederholte Weise im Serverrack 505 angeordnet sind, wobei jeder Schlitz ein Platz im Rack ist, in den eine entsprechende Serverrack-Unterbaugruppe 510 platziert und entfernt werden kann. In diesem Beispiel können die Schlitze und die Serverrack-Unterbaugruppen 510 entsprechend der abgebildeten senkrechten Anordnung ausgerichtet werden (in Bezug auf die Gravitation). Im Falle der senkrechten Ausrichtung der Schlitze, können sie in alternativen Implementierungen senkrecht im Rack 505 gestapelt werden.
Serverrack 505, als Bestandteil eines größeren Rechenzentrums zum Beispiel, kann Datenverarbeitungs- und Speicherkapazität bereitstellen. Bei Betrieb kann ein Datenzentrum an ein Netzwerk angeschlossen werden und kann verschiedene Anfragen vom Netzwerk erhalten und beantworten, um somit die Daten zu verarbeiten, und/oder zu speichern. Bei Betrieb ermöglicht das Serverrack 505 zum Beispiel normalerweise die Kommunikation von Informationen über ein Netzwerk mit Benutzerschnittstellen, die durch Web Browser Anwendungen von Benutzern erzeugt werden, die Dienstleistungen anfordern, die von Applikationen bereitgestellt werden, die im Datenzentrum auf Computern laufen. Das Serverrack 505 kann z. B. einem Benutzer helfen, der einen Webbrowser benutzt, um im Internet auf Websites oder das World Wide Web zuzugreifen.
Die Serverrack-Unterbaugruppe 510 kann eine von einer Vielzahl von Strukturen sein, die auf einem Serverrack montiert werden können. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 510 beispielsweise ein „Ablagefach“ sein oder eine Ablagefach-Baugruppe (z. B. ähnlich oder identisch mit Unterbaugruppe 110), die gleitfähig in das Serverrack 505 eingesetzt werden kann. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 510 ein Servergestell oder ein Servercontainer (z. B. Serverbox) sein. In einigen Implementierungen kann die Serverrack-Unterbaugruppe 510 ein Festplattenkäfig sein.
Wie dargestellt, enthält jede Serverrack-Unterbaugruppe 510 eine Leiterplatte 524, z. B. eine Hauptplatine, auf der eine Vielfalt an Bauteilen montiert ist, einschließlich wärmeerzeugender Elektronikgeräte 521. Auch wenn eine Hauptplatine 524 in der Darstellung an jede Unterbaugruppe 510 montiert ist, können in jeder Unterbaugruppe 510 mehrere Hauptplatinen montiert sein, je nach Anforderungen der bestimmten Anwendung. In einigen Implementierungen beinhaltet jede Unterbaugruppe 510 ein Serverplatten-Einstellungssystem, wie beschrieben in Bezug auf 4A–4B. Im System 500 kann ein Serverplatten-Einstellungssystem verwendet werden, um die Serverplatte 524 in die freie Position oder die eingerastete Position zu stellen. In der freien Position kann eine Spalte zwischen wärmeerzeugenden Gerät(en) 521 (oder einer auf dem wärmeerzeugenden Gerät aufgebrachten Wärmeleistpaste) und der Serverhülle 560 vorhanden sein, die in thermischen Kontakt mit einem oder mehreren Verdampfern 550 steht. In der freien Position fließt die Flüssigphase 507 durch den Verdampfer 550, ist jedoch nicht in thermischem Kontakt mit den wärmeerzeugenden Geräten 521, sodass keine oder nur eine unerhebliche Menge an Wärme vom wärmeerzeugenden Gerät 521 in die Flüssigphase 507 übertragen wird. In der eingerasteten Position, wird der thermische Kontakt zwischen dem wärmeerzeugenden Gerät 521 (oder einer auf dem wärmeerzeugenden Gerät 521 aufgebrachten Wärmeleistpaste) und dem Verdampfer 550 über die Serverhülle 560 durch das Serverplatten-Einrichtungssystem erzeugt. So kann das Serverplatten-Einrichtungssystem z. B. die Serverplatte 524 so einstellen (z. B. schieben), dass die wärmeerzeugenden Geräte 521 in thermischen Kontakt mit einer Innenfläche der Serverhülle 560 kommen. Auf diese Weise kann Wärme von den Geräten 521 durch die Serverhülle 560 zum Verdampfer 550 übertragen werden.
Die dargestellte Implementierung von Thermosiphonkühlsystem 500 beinhaltet mehrere Verdampfer 550, die fluidtechnisch an Kondensator 515 gekoppelt sind. In einigen Aspekten kann jeder Verdampfer 550 ein zwischen benachbarten Serverhüllen 560 gebildeter Flüssigkeitskanal sein, z. B. ohne eine separate Leitung, welche die Flüssigphase 507 des Arbeitsmediums in den Kanälen umschließt. In einigen Aspekten kann jeder Verdampfer 550 einen Flüssigkeitskanal beinhalten (auch als Flüssigkeitskopf bezeichnet), der die Flüssigphase 507 des Arbeitsmediums zwischen benachbarten Serverhüllen 560 umschließt.
In dieser beispielhaften Implementierung von System 500 wird eine natürliche Zirkulation verwendet, um die Flüssigphase 507 des Arbeitsmediums vom Kondensator 515 zu den Verdampfern 550 zu leiten und die Dampfphase 503 des Arbeitsmediums von den Verdampfern 550 zum Kondensator 515 zu führen. Deshalb beinhaltet die dargestellte Implementierung von System 500 keine Pumpen zum Befördern des Arbeitsmediums und weiterhin auch keine Kompressoren, um einen mechanischen Dampfkompressionskühlzyklus zum Kühlen des Arbeitsmediums einzusetzen. In alternativen Implementierungen kann eine Pumpe im Serverrack 505 positioniert sein, um die Flüssigphase 507 des Arbeitsmediums vom Kondensator 515 zu einem unteren Abschnitt von 505 zu leiten, um dort in die Verdampfer 550 gelangen.
In diesem dargestellten Beispiel ist der Kondensator 515 innerhalb des Serverracks 505 oben oder im oberen Bereich von Rack 505 positioniert. In dieser beispielhaften Implementierung ist der Kondensator 515 ein flüssiggekühlter Kondensator 515, der eine Kondensatorspule 539 beinhaltet, über die das Arbeitsmedium geleitet wird, und eine oder mehr Wärmeaustauschflächen 541 (z. B. Lamellen), die thermisch an die Spule 539 gekoppelt sind. Die Spule 539 empfängt die Dampf-(oder gemischte)Phase 503 des Arbeitsmediums von den Verdampfern 550 (z. B. von den oberen Auslässen 551 der Verdampfer 550) und führt die Flüssigphase 507 des Arbeitsmediums zurück zu den unteren Einlässen 553 der Verdampfer 550.
In diesem Beispiel kann ein Kühlflüssigkeitsbestand 525 (z. B. gekühltes oder eisgekühltes Wasser oder Glykol) durch die Kondensatorspule 539 geleitet werden. Eine Kühlflüssigkeitsrückführung 530, einschließlich Wärme von den wärmeerzeugenden Geräten 521, kann von der Spule 539 zu einer Kühlflüssigkeitsquelle (z. B. Kühler, Kühlturm, Direktexpansions-Kondensationsgerät, Wärmetauscher oder andere Kühlflüssigkeitsquelle) geleitet werden.
In diesem Beispiel ist zwar eine einzelne Kondensatorspule 539 dargestellt, jedoch kann es mehrere Kondensatorspulen 539 geben. In einigen Aspekten kann das Verhältnis von Kondensatorspulen 539 zu Verdampfern 550 jedoch weniger als eins betragen. Mit anderen Worten, kann es mehr Verdampfer 550 als Kondensatorspulen 539 geben, wobei jede Kondensatorspule 539 so positioniert ist, dass sie die Dampf-(oder gemischte)Phase 503 des Arbeitsmediums von mehreren Verdampfern 550 empfängt. So können in einer beispielhaften Implementierung beispielsweise zwei Kondensatorspulen 539 die Verdampfer 550 für das Serverrack 505 bedienen. So würde jede Kondensatorspule 539 die Dampf-(oder gemischte)Phase 503 von der Hälfte (genau oder ungefähr) der Verdampfer 550 empfangen und die Flüssigphase 503 an die Hälfte der Verdampfer 550 zurückgeben. In einigen Aspekten kann die Rückführung der Flüssigphase 503 zu den unteren Einlässen 553 über eine Schwerkraftzufuhr von den Kondensatorspulen 539 zum unteren Abschnitt von Serverrack 505 erfolgen. Des Weiteren kann jede Kondensatorspule 539 einen jeweiligen Kühlflüssigkeitsbestand 525 und Kühlflüssigkeitsrückführung 530 über Anschlüsse 535 haben.
Dadurch kann, in einigen Fällen, redundantes Kühlen der wärmeerzeugenden Geräte 521 möglich sein. So können beispielsweise in einigen Aspekten mehrere Verdampfer 550 je Serverrack-Unterbaugruppe 510 (z. B. mehrere Flüssigkeitsleitungen innerhalb jedes Verdampfers 550) vorhanden sein. Jeder für die Serverrack-Unterbaugruppe 510 positionierte Verdampfer 550 kann in thermischem Kontakt (z. B. durch eine thermische Schnittstelle oder Wärmeleitpaste) mit einem bestimmten wärmeerzeugenden Gerät 521 (z. B. Prozessor oder anderes) oder mehreren wärmeerzeugenden Geräten 521 stehen. Auf diese Weise können verschiedene wärmeerzeugende Geräte 521 in thermischem Kontakt mit unterschiedlichen der mehreren Verdampfer 550 für die bestimmte Serverrack-Unterbaugruppe 510 stehen. Außerdem kann jedes wärmeerzeugende Gerät 521 auf einer Serverrack-Unterbaugruppe 510 in thermischem Kontakt mit mehreren Verdampfern 550 (z. B. mehreren Flüssigkeitsleitungen in jedem Verdampfer 550) stehen. Deshalb ist es möglich, dass bei einem Ausfall in einem bestimmten Verdampfer 550 einer Serverrack-Unterbaugruppe 510 nicht die Kühlung für die gesamte Serverrack-Unterbaugruppe 510 oder auch nur einem einzigen wärmeerzeugenden Gerät 521 ausfällt. Des Weiteren, in Aspekten, bei denen die Verdampfer 550 einer einzigen Serverrack-Unterbaugruppe 510 fluidtechnisch mit unterschiedlichen Kondensatorspulen 539 eines Systems 500 gekoppelt sind, das mehrere Kondensatorspulen 539 beinhaltet, ist es möglich, dass bei einem Ausfall eine einzigen Kondensatorspule 539 die Kühlung für die gesamte Serverrack-Unterbaugruppe 510 oder auch nur einem einzigen wärmeerzeugenden Gerät 521 nicht ausfällt.
In einem beispielhaftem Betrieb wird jeder Verdampfer 550 mit einem oder mehreren Elektronikgeräten 521 in thermischen Kontakt gesetzt, beispielsweise durch Einstellen jeder Serverplatte 524, damit diese die bestimmte Serverhülle 560, welche die Platte 524 umschließt, thermisch kontaktiert. Wärme wird durch die leitende Wärmeübertragung vom Elektronikgerät 521 zum Verdampfer 550 entzogen. So ist z. B. Verdampfer 550 in leitendem thermischen Kontakt mit dem Elektronikgerät 521 über die Serverhülle 560 (oder über eine Wärmeleitpaste auf dem Gerät 521 oder der Hülle 560 in thermischen Kontakt mit dem Gerät 521). Während des Betriebs sorgt die Wärme von Elektronikgerät 521 dafür, dass die Flüssigphase 507 des Arbeitsmediums im Verdampfer 550 verdampft oder vom flüssigen in einen gemischten Zustand (z. B. eine Mischung aus Flüssigkeit und Dampf) oder in den dampfförmigen Zustand übergeht. Die Dampf-(oder gemischte)Phase 503 fließt (z. B. auf natürliche Weise durch Dichteunterschiede) dann nach oben durch die oberen Auslässe 551 zum Kondensator 515. Wärme wird vom Kondensator 515 zum Kühlflüssigkeitsbestand 525 geleitet. So kann der Kühlflüssigkeitsbestand 525 beispielsweise durch die Kondensatorspule 539 gepumpt werden, um Wärme aus der Dampfphase 503 auf den Kühlflüssigkeitsbestand 525 zu übertragen. Während die Dampfphase in thermischem Kontakt mit der Kondensatorspule 539 und den Lamellen 541 steht, wird Wärme von der Dampfphase 503 übertragen. Die Kühlflüssigkeitsrückführung 530 fließt von der Spule 539 unter Mitnahme der von den Elektronikgeräten 521 übertragenen Wärme. Während die Wärme im Kondensator 515 von der Dampf-(oder gemischten)Phase 503 abgeleitet wird, tritt eine Zustandsänderung ein, wodurch die Dampfphase 503 zurück in die Flüssigphase 507 wechselt. Die Flüssigphase 507 wird zu einem unteren Abschnitt des Serverracks 505 geleitet (z. B. auf natürliche oder andere Weise), um sie den Verdampfern 550 zur Verfügung zu stellen, sodass der Prozess anschließend wiederholt werden kann.
Eine Anzahl von Ausführungsformen wurde beschrieben. Dennoch versteht es sich von selbst, dass Modifikationen gemacht werden ohne vom hier beschriebenen Schutzumfang und Geist der Erfindung abzuweichen. So können beispielsweise die Schritte des hier beschriebenen beispielhaften Betriebs in anderen Reihenfolgen vollzogen werden, es können Schritte entfernt und andere Schritte hinzugefügt werden. Dementsprechend liegen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der nachfolgenden Ansprüche.

Claims

Ein Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem Folgendes umfassend: eine Vielzahl von Verdampfermodulen, wobei jedes Verdampfermodul so konfiguriert ist, dass es sich thermisch an ein oder mehr wärmeerzeugende Geräte koppelt, die in einem Rack eines Rechenzentrums montierbar sind; ein Kondensatormodul, das eine Wärmeübertragungsoberfläche umfasst und extern am Rack montiert ist; und eine Vielzahl von Transportelementen, wobei jedes Transportelement Folgendes umfasst: eine Flüssigkeitsleitung, die eine Einlassöffnung eines jeweiligen Verdampfermoduls für die Lieferung einer Flüssigphase eines Arbeitsmediums vom Kondensator zum jeweiligen Verdampfer fluidtechnisch kuppelt; und eine Dampfleitung, die eine Auslassöffnung der jeweiligen Verdampfermoduls fluidtechnisch an den Kondensator kuppelt, um eine Mischphase des Arbeitsmediums von dem jeweiligen Verdampfer zum Kondensator zu befördern, wobei die Mischphase des Arbeitsmediums Wärme umfasst, die von einem oder mehr wärmeerzeugenden Geräten über den jeweiligen Verdampfer in das Arbeitsmedium geleitet wurde.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 1, wobei das Kondensatormodul auf der Oberfläche des Racks montiert ist.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach jedem beliebigen der vorherigen Ansprüche, weiterhin umfassend: einen Flüssigkeitskopf, der mit jeder der Flüssigkeitsleitungen und an einen Auslass des Kondensatormoduls mittels Flüssigkeitskupplung verbunden ist; und einen Dampfkopf, der mittels Flüssigkeitskupplung mit jeder der Dampfleitungen und einer Einlassöffnung des Kondensatormoduls verbunden ist.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 3, wobei die Flüssigkeits- und Dampfköpfe außen am Rack montiert sind.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 3 oder 4, ferner umfassend eine jeweilige Flüssigkeitstrennvorrichtung, die jede Flüssigkeitsleitung mit dem Flüssigkeitskopf verbindet.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 5, wobei jede jeweilige Flüssigkeitstrennvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie das jeweilige Verdampfermodul vom Kondensatormodul abkuppelt und die Flüssigphase des Arbeitsmediums in mindestens einem der Verdampfermodule oder der jeweiligen Flüssigkeitsleitung versiegelt.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 5, wobei die Flüssigkeitstrennvorrichtung eine Öffnung beinhaltet, die so konfiguriert ist, dass sie eine Menge der Flüssigphase des Arbeitsmediums für den jeweiligen Verdampfer dosiert.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kondensatormodul einen luftgekühlten Kondensator umfasst.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 8, wobei der luftgekühlte Kondensator einen oder mehr Ventilatoren umfasst, die so angebracht sind, dass sie einen kühlenden Luftstrom über die Wärmeaustauschfläche leiten.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kondensatormodul einen flüssiggekühlten Kondensator umfasst, der einen Kühlflüssigkeitseinlass und einen Kühlflüssigkeitsauslass umfasst.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kondensatormodul eine einzelne Kondensator-Wärmeübertragungsspule umfasst.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine Vielzahl von Ablagenfachstellungsreglern, wobei jeder Ablagenfachstellungsregler so konfiguriert ist, dass er ein oder mehr wärmeerzeugende Geräte, die auf einer jeweiligen Ablagenfachbaugruppe und einem jeweiligen Verdampfermodul getragen werden, in thermischen Kontakt drängt.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 12, wobei jede jeweilige Ablagenfachbaugruppe eine senkrecht montierbare Ablagenfachbaugruppe umfasst.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei jede jeweilige Ablagenfachbaugruppe eine Nockenbaugruppe umfasst.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Rack ein Serverrack ohne Pumpen- oder Kompressorausstattung ist.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Thermosiphonkühlsystem ein zweiphasiges Kühlsystem umfasst, wobei das Arbeitsmedium in einer Flüssig- oder Dampf-/gemischten Phase ist.
Rechenzentrum-Thermosiphonkühlsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Arbeitsmedium eine Kühlflüssigkeit in einem geschlossenen Kühlkreislauf ist.
Ein Serverrack-Thermosiphonsystem, umfassend: eine Vielzahl von Verdampfern, wobei jeder Verdampfer eine thermische Schnittstelle für eine oder mehrere wärmeerzeugende Serverrackgeräte umfasst; mindestens einen an einer externen Struktur eines Serverracks montierten Kondensator, wobei der Kondensator ein flüssiggekühltes Wärmeübertragungsmodul umfasst; eine Flüssigkeitsleitung, die jeden der Verdampfer fluidtechnisch an den Kondensator koppelt, um eine Flüssigphase eines Arbeitsmediums vom Kondensator zu den Verdampfern zu liefern; und eine Dampfleitung, die jeden der Verdampfer fluidtechnisch an den Kondensator koppelt, um eine gemischte Phase des Arbeitsmediums von den Verdampfern an den Kondensator zu liefern.
Serverrack-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 18, wobei ein Verhältnis von mindestens einem Kondensator zur Vielzahl von Verdampfern kleiner ist als eins.
Serverrack-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 18 oder 19, ferner umfassend eine Vielzahl von Flüssigkeitstrennvorrichtungen, welche die Flüssigkeitsleitung direkt an die Verdampfer koppeln und jede Flüssigkeitstrennvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie einen der Verdampfer vom Kondensator abkoppelt und die Flüssigphase des Arbeitsmediums in mindestens einem der abgekoppelten Verdampfer oder der Flüssigkeitsleitung versiegelt.
Serverrack-Thermosiphonkühlsystem nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei mindestens ein Kondensator einen luftgekühlten Kondensator umfasst, der eine Kondensator-Wärmeübertragungsspule und einen Ventilator umfasst.
Serverrack-Thermosiphonkühlsystem nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei die Vielzahl von Verdampfern eine Vielzahl von Fluidkanälen umfasst, die jeder einen Flüssigphaseneinlass und einen Flüssigphasenauslass umfassen, und das System weiterhin eine Vielzahl von Serverhüllen umfasst, die mindestens zum Teil eine Vielzahl von Serverplatten umschließen, die eine oder mehr wärmeerzeugende Serverrackgeräte tragen, wobei die Serverhüllen die Vielzahl der Fluidkanäle dazwischen festlegen.
Serverrack-Thermosiphonkühlsystem nach Anspruch 22, weiterhin umfassend mindestens eine Serverplatten-Einstellungsbaugruppe, die so positioniert ist, dass sie eine oder mehr Serverplatten in thermischen Kontakt mit einer Innenfläche einer Serverhülle drängen.