专利名称：使用计算处理器作为热源的电取暖器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电供暖领域。更具体而言，本发明涉及用于加热家庭或商业场所的电取暖器。
背景技术：
在家庭或商业场所的供暖类型中，电供暖是已知的。被广泛使用的电供暖一般使用位于要供暖的不同房间中的电取暖器。每个取暖器连接于电カ网络以为被用作热源的一个或多个电阻器供电。为了将热カ在房间中散开，有几种类型的取暖器。由热源产生的热カ可被直接传送到周围空气、在对流器的盒子中、或通过ー个或若干本体。每个本体之间的热传递是通过 传导、对流和辐射效应的组合来进行的。在对流的情况下，这可以是自然的或被強迫的。从而，热源能把产生的热カ传送到流体，该流体在取暖器的本体内自然地或被強迫地流动，取暖器把热カ通过其外表面传递到周围空气。由于对计算机服务的不断增长的要求，使用了计算机服务器。存在这样的计算机，其主要目标是经由计算机网络对来自多个用户(被称为客户机)的计算机处理请求做出响应。这些服务器一旦被配置好就不需要与最終用户的任何物理交互。它们从而可位于被称为数据中心的远程主机中心中，该数据中心经由网络确保它们的操作和可访问性。计算机服务器的数据处理主要由ー个或多个处理器执行。存在被称为中央处理单元(CPU)的通用处理器、以及专用处理器，尤其用于图形计算(“图形处理单元”，或GPU)。通过执行提供给它的指令，处理器消耗电能并释放热力。像电阻器一祥，处理器所消耗的大部分能量作为热カ被释放。这种热力的量取决于处理器的技术特性以及想要它执行指令的速率。通常把该速率作为可用的计算效率的函数来进行调整，以去除所产生的热力。实际上，超过某个温度，该处理器具有不断降低的热性能，最重要的是，它可能停止操作。因此数据中心必须为去除该热カ做准备以确保由其托管的服务器的操作。这种去除是通过主机房间(或更直接地通过服务器存储柜)的空气调节装置来进行的。该空气调节装置的需要由于服务器集中在数据中心中是重要的而更加重要。本发明的ー个目标是提供ー种使用计算资源所产生的热カ的供暖系统。本发明的另ー个目标是此热カ的高效而简化的传递。
发明内容
本发明涉及可用于为家庭或商业场所供暖并使用计算处理器作为热源的电取暖器。该取暖器可被用于其热生成能力和/或计算能力。根据本发明，单个电取暖器包括内部热源和用于在该电取暖器的热源和周围空气之间执行热传递的供暖本体。有利地，该热源由在其上设置至少ー个计算处理器的至少ー个处理电路形成，该计算处理器连接于散热块以去除供暖本体中的热力。该电取暖器还包括用于控制该热源所散发的能量的量的控制界面、电源和用于使外部计算机系统能够访问作为计算资源的所述至少一个处理器的通信接ロ。利用根据本发明的取暖器，处理器被用作热源和远程机器的计算资源。控制界面由用户驱动。取决于用户的设定点，此控制界面控制处理器以获得满足此设定点的散发的能量的量。例如，如果用户需要更多热力，则该控制界面可命令一个或几个处理器执行预定的计算或算法，每个计算或算法从散发的能量的角度被量化。如果用户需要更少热力，则使用更少的处理器或执行更少的计算。当一个或多个处理器被外部计算机系统使用时，控制界面考虑这种使用以满足用户的设定点。控制界面可被配置成向外部计算机系统传送表示取决于用户的设定点在该取暖器中可用的计算资源的信号。从而，该取暖器的处理器执行计算(由外部计算机系统命令)，该计算在数量和/或复杂度上足以提供用户所需的卡路里能量的量。如果这些计算不够，则控制界面用专门存储在内部的预定的计算来完成它们。換言之，该取暖器可由以下部分形成
-在其中执行热源和周围空气之间的热传递的供暖本体，包括数量为N的通道，其中N等于O、I或更高。当N不为O吋，热传递流体进行ー个或多个通道，使得热传递増加；-分布在数量为P的被称为模块的印刷电路板上的数量为Q的互连的处理器，形成取暖器的热源和计算能力资源；-人机界面，允许对由该取暖器供应的计算和卡路里值的控制；-网络接ロ，用于将取暖器的计算资源连接到外部网络；-受控电源，以对不同模块供电。取决于处理器的数量Q和它们所供应的总卡路里值W，该供暖本体可以是不同类型的。对于受约束的功率，其可以是被动式空气冷却，对于中等功率，其可以是通过热传递流体的自然流动的冷却，或者对于高功率，其可以通过集成到取暖器中的电泵的強迫流动。热传递流体可来自取暖器外部的的电路。Q个处理器分布在数量为P的印刷电路板上，可将其与被称为模块的单个或多个处理器主板相比较。所有P个印刷电路板形成一个或几个计算机处理单元。取暖器通过散热块为处理单元的不同电组件提供热交换物理接触面，所述电组件尤其是处理器，但是也为其他散发热的组件芯片组、随机存取存储器、大容量存储器、电源。取决于这些模块的热去除需要和取暖器的热去除能力，将此交換表面的几何形状參数化。这些模块的特征在于适应于此热交換接触面的物理架构。为了优化这些模块的表面的使用，可在这些模块的后表面上提供不需要任何特定冷却设备以及相对于ー个或多个散热块的几何形状可能体积庞大的组件。控制人机界面存在于该取暖器上，用于-打开/关闭取暖器-设置取暖器的电功率-查看取暖器的实际消耗-查看关于取暖器的计算能力的使用的合成信息。这些模块被互连并且具有与外部网络集中在一起的可用网络接ロ以向取暖器馈送要执行的计算并使取暖器能够传递被执行的计算的結果。根据本发明的有利特征，该控制界面被配置以向外部计算机系统传送表示该取暖器中可用的计算资源的信号，此可用性取决于来自用户的设定点。稳定的电流源提供适应于不同模块的消耗的电力。其特别适应于用于计算和生成热カ的有源模块的数量和功率。被该电源作为热カ散发的功率也被与这些模块相同的接触面类型传递到该取暖器。有利地，该取暖器可提供不同于仅网络接ロ的连接接ロ。这些接ロ可以是允许使用取暖器的视频、音频、串行、并行接ロ，其可与通过连接外围组件(屏幕、键盘、遥控器、操纵杆、音频扬声器)的微型计算机、多媒体盒或视频游戏控制台的接ロ相比较。优选地，该处理単元被设置在该供暖本体的外面，该散热块的一部分直接接触该供暖本体并且其可能通过该供暖本体的壁直接接触热传递流体。根据本发明的另一方面，提供ー种供暖系统，包括-多个单个远程电取暖器，每个取暖器包括内部热源和用于在电取暖器的热源和 周围空气之间执行热传递的供暖本体，其特征在于，所述热源由在其上设置至少ー个计算处理器的至少ー个处理电路形成，所述计算处理器连接到散热块以去除所述供暖本体中的热カ；以及在于它包括用于控制由所述热源散发的能量的量的控制界面、电源以及使外部计算机系统能够访问作为计算资源的所述至少一个处理器的通信接ロ，-经由因特网型通信网络连接于所有所述单个电取暖器以使用每个单个电取暖器中可用的计算资源的至少ー个远程服务器。根据本发明的取暖器使得由所述处理器产生的热カ在所述处理器所处的房间中立即可用。相反，在根据现有技术的数据中心型计算机系统中(其中多个服务器集中于单个房间中)，尝试向外去除此热力。此去除在能量和经济手段方面是昂贵的，因为其需要多个风扇或泵，并通常需要复杂的去除回路。本发明来源于不同的推理分布计算资源而由该处理器生成的热カ被直接在生成地点上使用。热生成被个体化了。根据本发明的系统确保计算机服务的质量，因为可根据网格计算来进行。网格计算被ー组计算机资源支持，所述ー组计算机资源潜在地为*共享的使它们对该网格的不同消费者可用并且有可能对不同应用用途可用；*分布式的更快的，单个服务可以同时使用几个资源；*异构的它们是任何性质的，例如区别在于技术特征或操作系统；*协调的它们被组织的、连接并管理，这取决于软件代理的需要和约束，被集中或被分布式，用于协调；*自治的它们不必然由共有的单元控制；*去本地化的它们可属于若干地点、组织、网络并位于不同的地理位置。这种类型的物理和软件架构通过被该网格的其他资源支持而允许跟随、克服以及补救局部服务停止。就所关心的资源而言，该计算网格主要由通过因特网或局域网互连的ー组服务器组成。当然，本发明的不同的性质、形式和替代实施例可根据各种组合彼此相关联，只要它们不是彼此不兼容或互斥。
从下面的示例性实施例中，将更好地理解本发明可实现的方式及其所帯来的优点，所述示例性实施例是以示意性以及非限制性的方式给出的，以支持附图。-图I是根据现有技术的使用热传递流体流动和电阻器作为热源的电取暖器的横截面的示意表示；-图2是根据本发明的取暖器的横截面视图；-图3是根据本发明的取暖器的下面区域的横截面的详细示意表示；-图4是在热传递接触面上的模块的电组件的布置的示意表示；-图5、6和7分别是轮廓图、俯视图和正视图中的散热块的详细示意表示；-图8是根据本发明的未使用热传递流体的替代取暖器的图；-图9是根据本发明的使用热传递流体和强迫流动设备的替代取暖器的图；-图10和11分别是外部图、轮廓图和俯视图中的根据本发明的取暖器的示意表示；-图12描述了根据本发明的系统，其包括根据本发明的一组取暖器且其经由计算机网络彼此连接的用户；-图13示出单个取暖器作为微型计算机、多媒体盒、视频游戏控制台或通过连接外围组件(屏幕、键盘、遥控器、操纵杆、扬声器、音频)作为这种系统的扩展的潜在用途。
具体实施例方式在附图中，各种替代方式或实施例共有的不同元件具有相同的参考标号。结合根据现有技术的图1，表示了电取暖器(其本身是公知的)的示意性操作，其使用热传递流体流和电阻器作为热源。此取暖器主要由可能模块化的供暖本体I和插入该供暖本体中并基本沿着其整个长度穿过其中的供暖电阻器2形成。在该供暖本体内流动着热传递流体3，该流体的性质适应于所构想的热功能。电阻器的定位取决于电阻器功率、热传递流体性质以及供暖本体几何形状。供暖本体I可例如由铸造铝制成，并且为了最优化与周围空气的热传递，可能具有散热片4，散热片4促进该取暖器被置入其中的房间内的热传递。由热源生成的热力被传送到该热传递流体，该热传递流体由于向上通道5的热源区域和到向下通道6的外部的热传送区域之间的温度梯度而在该供暖本体的回路中平顺而自然地流动。在根据本发明的图2中，示出了使用处理器7作为热源来取代电阻器2。所述处理器位于该供暖本体以外并将热力通过散热块8传送到热传递流体，该散热块8对位于该供暖本体内的热传递流体具有高导热性。散热块8是由铜或铝或具有适于去除热力的卡路里属性的任何其他材料制成的固体块。块8的几何形状的特征在于在与处理器的接触面处的平坦和光滑的表面9以及为与供暖本体I内的流体3的热传递而最优化的表面。供暖本体I和块8之间的接触是对热传递流体3隔绝的。图3中详细示出图2的取暖器的下面部分，尤其是处理电路10和散热块8之间的接触面。需要热去除的组件被镀到块8的外表面上。图4中示出了处理电路上的电组件(处理器7、芯片组18、随机存取存储器17、大容量存储器19)的布置和与散热块8的接触。取决于这些组件的密度，该热交换接触面是一块的、或由几块构成。正如散热块可接触若干处理电路的组件一样，处理电路可以“骑跨”在若干散热块上。作为示意，存在用于通过紧固螺丝21将处理电路紧固到块8上的设备20。在图5、6和7中示出了散热块8的不同视图。在图8中，示出了本发明的替代方式，其不使用热传递流体。在图9中，给出了本发明的使用热传递流体和经由泵15强迫流动的设备的替代方式的操作方案。该设备在散热块处不变。只有供暖本体I被修改为允许经由泵15的强迫的冷却回路。这种流动类型可与传统强迫流体流动取暖器的流动类型相比较。泵15不一定集成到该取暖器，而根据本发明的若干取暖器可被串联到同一热传递流体3。此回路还可集成传统的取暖器。这种设备的作用在于当最期望使用根据本发明的取暖器的计算能力时它使热力能朝着该构造的外部去除，同时将生成的热力限制这些取暖器所置入的房间内。在图10和11中示出了根据本发明的取暖器作为整体的外部视图。该图使人机界面13、电源电缆插座22和网络接口 14能够被示出。该图还使得能够在后部保护性罩16的 内部示出电源块12的位置。在图12中描述了根据本发明的系统，其包括根据本发明的一组取暖器和经由计算机网络彼此连接的远程用户。该网格计算型软件架构允许跟随、组织并使用根据本发明的取暖器器材所提供的计算能力。在图13中示出了单个的取暖器，诸如微型计算机、多媒体盒、视频游戏控制台，或通过连接外围组件(屏幕、键盘、遥控器、操纵杆、扬声器、音频)作为这种系统的扩展的潜在用途。根据本发明的取暖器则具有了适应于所构想的外围组件的连接接口(VGA、串行、并行、PS2、蓝牙、WIFI、HDMI、RCA......)。当然，本发明不限于刚刚描述的示例，而可以对这些示例做出多处更改而不背离本发明的范围。
权利要求
1.单个电取暖器，包括内部热源和用于在所述电取暖器的所述热源和周围空气之间执行热传递的供暖本体(I)， 其特征在于，所述热源由在其上设置至少ー个计算处理器(7)的至少ー个处理电路(10)形成，所述计算处理器连接于散热块(8)以去除所述供暖本体(I)中的热カ； 并且在于它包括用于控制所述热源所散发的能量的量的控制界面(13)、电源(12)和使外部计算机系统(14)能够访问作为计算资源的所述至少一个处理器的通信接ロ。
2.根据权利要求I所述的取暖器，其特征在干，自然流动的热传递流体(3)在所述供暖本体中行进。
3.根据权利要求I所述的取暖器，其特征在干，热传递流体(3)通过被集成到所述取暖器的电泵(15)以被强迫的方式在所述供暖本体中行迸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的取暖器，其特征在于，来自所述取暖器外部的回路的热传递流体(3)在所述供暖本体中行迸。
5.根据前述权利要求中任一项所述的取暖器，其特征在于，所述控制界面被配置以向所述外部计算机系统传送表示所述取暖器中可用的计算资源的信号，此可用性取决于来自用户的设定点。
6.根据前述权利要求中任一项所述的取暖器，其特征在于，所述处理电路(10)连接于外围组件并形成微型计算机、多媒体盒、视频游戏控制台或这种系统的扩展。
7.根据前述权利要求中任一项所述的取暖器，其特征在于，在所述供暖本体外设置所述处理电路(10)，所述散热块的一部分通过所述供暖本体的壁直接接触所述热传递流体。
8.—种供暧系统,包括 -多个单个远程电取暖器，每个取暖器包括内部热源和用于在所述电取暖器和周围空气之间执行热传递的供暖本体(I)，其特征在于，所述热源由在其上设置至少ー个计算处理器(7)的至少ー个处理电路(10)形成，所述计算处理器连接到散热块(8)以去除所述供暖本体(I)中的热カ；以及在于它包括用于控制由所述热源散发的能量的量的控制界面(13)、电源(12)以及使外部计算机系统(14)能够访问作为计算资源的所述至少一个处理器的通信接ロ， -至少ー个远程服务器，其经由因特网型通信网络连接于所有所述单个电取暖器以使用每个单个电取暖器中可用的计算资源。
全文摘要
本发明涉及使用计算处理器作为热源的电取暖器。用于家庭或商业场所的使用计算处理器作为热源的所述电取暖器包括在那里在热源和周围空气之间进行热传递的供暖本体；分布于数量为P的印刷电路板上的形成该取暖器的热源以及利用外部计算机系统执行计算的能力资源的数量为Q的处理器；允许控制由该取暖器所提供的计算和卡路里值的人机界面；为不同电组件的稳定的电源；以及用于将取暖器连接到外部网络的网络接口。
文档编号G06F1/20GK102822608SQ201080061135
公开日2012年12月12日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年1月6日
发明者P·伯努瓦 申请人:卡诺特计算公司