专利名称：冷却电子设备系统和冷却电子设备框架的方法
技术领域：
本发明一般地涉及冷却电子设备系统。具体地说，本发明涉及使用冷 却液体冷却流过电子设备系统的空气并移除电子设备系统所产生的热量来 促进电子设备系统的空气冷却.背景技术集成电路芯片，以及包含芯片的模块的功耗不断增加以实现处理器性 能的提高。这一趋势在模块和系统级别都带来了冷却难题。需要增加空气 流速以有效冷却高功率的模块并限制排入计算机中心的空气的温度。在许多大型服务器应用中，处理器及其关联的电子设备(例如，存储 器、盘驱动器、电源等)包装在在机架或框架中堆叠或对齐的可移动抽屉 配置中。在其他情况下，电子设备可以处于机架或框架中的固定位置。通 常，各组件被由一个或多个空气移动设备(例如，风扇或鼓风机)推动的 在平行气流路径中移动(通常由前到后)的空气来冷却。在某些情况下，通过提供更大的气流，例如，通过使用功率更大的空气移动i殳备或通过增 加现有空气移动设备的旋转速度(即，RPM)，可以处理单个抽屉中增加的 功耗。但是，这种方法在计算站(例如，数据中心)上下文中的框架级别 处变得不可管理。由离开框架的空气所携带的相当大的热负荷将最终超出房间空调有效 处理该负荷的能力。对于大型"服务器农场"计算站或紧邻的大量计算机 框架组来说尤其如此。在此类安装中，不仅房间空调会受到挑战，而且这 种情况还可能导致再循环问题，即离开某一框架的"热"空气的一部分被 吸入同一或临近框架的进气口。此外，虽然单个抽屉中功率更大(或更高RPM)的空气移动设备的噪音级别可能在可接受的声音P艮度内，但是由于框 架中空气移动设备的数量，在框架级别的总体噪音可能无法接受。此外， 框架中用于气流进出的常规开口使得难以(如果不是不可能的话)提供有 效的声音控制以降低框架外的噪音级别。最后，随着工作频率不断增加， 紧密安放的计算;feM匡架之间的电磁串扰变成问题，主要是由于盖中开口的 存在。近来，尝试通过将空气冷却与安装在服务器机柜中的气-液热交换器相 结合来解决上述的一些问题。此方法的实例包括共同受让的美国专利 No. 6， 819， 563和6, 775， 137中说明的系统，它们的内转在此引入作为参 考。尽管存在这些最近的空气和液体冷却系统，但是本领域仍需要进一步 改进对机架安装的电子设备系统的冷却。发明内容在一个方面中，通过提供一种冷却电子设备系统，克服了现有4支术的 缺点并实现了其他优点，所述电子设备系统包括框架、容纳所述框架的机 拒、用于在所述机根内移动空气的空气移动设备，以及至少一个气-液热交 换器。包括包含至少一个要冷却的电子设备組件的至少一个电子设备抽屉 的框架具有带有进气口的正面以及带有出气口的背面，以便气流穿过所述 至少一个电子设备抽屉进出。所述;M巨包括位于所述框架正面的所述进气 口上方并与其具有间隔的前盖、位于所述框架背面的所述出气口上方并与 其具有间隔的后盖、在所述框架的第一侧面处的第一侧面空气回路，以及 在所述框架的第二侧面处的笫二侧面空气回路。所述空气移动设备在所述 ;M巨中移动空气以形成穿过所述至少一个电子设备抽屉的气流。其中在通 过所述框架的所迷出气口流出时，气流在所述后盖处分流并经由所述第一 侧面空气回路、所述第二侧面空气回路和所述机柜的所述前盖返回所述框 架的所迷进气口 。将所述至少一个气-液热交换器布置在所述机根或所述框 架中，以促进冷却穿过所述至少一个电子设备抽屉的气流，并由此冷却所 述至少一个电子i殳备组件。
在另一个方面中，提供了一种冷却电子设备系统，所述电子设备系统包括n个框架(其中n>2)、容纳所述n个框架的机柜、用于在容纳所述 n个框架的所述机根中移动空气的多个空气移动设备，以及多个气-液热交 换器。所述n个框架中的每个框架，其都包括包含至少一个要冷却的电子 设备组件的至少一个电子设备抽屉，具有带有进气口的正面以及带有出气 口的背面，以便气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进出。所述机拒包括 n个前盖和n个后盖。每个前盖位于相应框架正面的进气口上方并与其具 有间隔，并且每个后盖位于相应框架背面的出气口上方并与其具有间隔。 所述机拒还包括n+l个侧面空气回路，每个框架都具有布置在其第一侧面 和第二侧面的侧面空气回路。所述n+l个侧面空气回路中的至少一个侧面 空气回路是布置在所述n个框架中的两个相邻框架之间的共享侧面空气回 路。所述多个空气移动设备在每个框架内形成穿过每个框架的所述至少一 个电子设备抽屉的气流。其中在通过每个框架背面中的所述出气口流出时， 气流在所述后盖处分流并经由布置在所述框架的所述第一和第二侧面的两 个侧面空气回路以及所述前盖返回到所述框架的所述进气口.对于至少两 个相邻框架，在其每个侧面上的所迷两个侧面空气回路中的至少一个侧面 空气回路是所述至少一个共享侧面空气回路，所述至少一个共享侧面空气 回*收从所述至少两个相邻框架流出的气流的一部分.将所迷多个气-液热交换器布置在所述机拒和所述n个框架中的至少一个内，以促进冷却 穿过每个框架的所述至少一个电子诏:备抽屉的气流，并由此冷却其中的所 述至少一个电子设备组件。在其他方面，提供了一种冷却电子设备框架的方法。所述方法包括 提供容纳框架的机根，所述框架包括至少一个电子设备抽屉，所述电子i殳 备抽屉包含至少一个要冷却的电子设备组件，并且具有带有进气口的正面 以及带有出气口的背面，以便气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进出， 所述机柜包括位于所述框架正面的所述进气口上方并与其具有间隔的前 盖、位于所述框架背面的所述出气口上方并与其具有间隔的后盖、在所述 框架的第一侧面处的笫一侧面空气回路，以及在所述框架的第二侧面处的
第二侧面空气回路；使用至少一个空气移动设备来形成穿过所述框架的所 述至少 一个电子设备抽屉的气流，其中在通过所述框架的所迷出气口流出 时，气流在所述后盖处分流并经由所述第一侧面空气回路、所述第二侧面 空气回路和所述机根的所述前盖返回所述框架的所述进气口 ；以及使用至 少一个布置在所iiiM巨和所述框架中的至少一个内的气-液热交换器，以便 冷却穿过所述至少一个电子i殳备抽屉的气流，并由此冷却所述至少一个电 子设备组件。此外，通过本发明的技术实现了其他特性和优点。在此详细说明了本 发明的其他实施例和方面并将其视为要求保护的发明的一部分。
在本说明书结尾处的权利要求书中具体指出并明确要求保护被看作本 发明的主题。从以下结合附图的详细说明，本发明的上述和其他目标、特 性和优点是显而易见的，这些附图是图1示出了在可移动抽屉中具有电子设备的常规空气冷却框架的一个 实施例；图2是用于电子设备框架的使用侧面安装的冷却系统(未示出到热交 换器的冷却剂连接)的常规横向闭环气液除热系统的截面图；图3是图2的电子设备框架和除热系统的分解图；图4是根据本发明的一个方面的包括闭环气液冷却系统及电子设^^框 架并4吏用分流的气流的冷却电子i殳备系统的 一个实施例的截面图；图5示出了根据本发明一个方面的具有前盖和后盖以及旋开以允许接 近电子设4"框架正面和背面的进气口热交换器和出气口热交换器的图4的 冷却电子设备系统；图6是根据本发明一个方面的每热交换器的所需传导率相对于如图4 和5中示出的冷却电子设备系统中传递的热量，以及将单个气-液热交换器 实施方式与两个串联布置的气-液热交换器实施方式相比较的图形；以及图7是根据本发明一个方面的冷却电子设备系统的截面图，其中使用n+l个侧面空气回* n个框架连接在一起，且每个电子设备框架都与相 邻电子设备框架共享至少一个侧面空气回路。
具体实施方式
如在此使用的，"电子设备系统"包括任何包含计算机系统的一个或 多个发热组件或其他要求冷却的电子设备单元的系统。术语"电子设备机 架"、"电子设备框架，，和"框架"的使用可相互交换，并包括具有计算 机系统的发热组件或电子设备系统的任何机壳、机架、隔板、刀片机箱等， 并可以例如是具有高端、中端或低端处理能力的独立计算机处理器.在一 个实施例中，电子设备框架包括多个电子设备抽屉，每个电子设备抽屉都 具有一个或多个置于其中的要求冷却的发热组件."电子设备抽屉"指在 其中布置有一个或多个发热电子设备组件(例如，包括一个或多个电子器 件或集成电路芯片)的任何子机壳、刀片、叠箱、抽屉、节点、隔板等。 电子设备框架的每个电子设备抽屉相对电子设备框架是可移动或固定的， 其中机架安装的电子设备抽屉和刀片中心系统的刀片是要冷却的电子设备 框架的两个实例。此外，如本文中使用的，"热交换器"指例如本文所说明的闭环系统 的冷却剂可以通过其循环的任何热交换机构；并且包括一个或多个或串联 或并联的分离热交换设备.每个热交换设备可以例如包括一个或多个冷却 剂流动路径，该路径由与多个气冷冷却片热接触的导热管道(例如，铜或 其他管道)形成。另外，本文所说明的热交换器的大小、配置和构造可以 进行变化而不偏离本发明的范围，如图1中所示，在现有技术中典型的机架安装的配置中，多个空气移 动设备11 (例如，风扇或鼓风机)提供了冷却框架的电子设备抽屉13中 的电子设备组件12所需的强制气流15.冷空气通过框架正面的百叶式进 口盖14 pAA并通过框架背面的百叶式出口盖16排出。图2显示了如在以上参考的共同受让的美国专利No. 6， "5， 137中详细 说明的闭环冷却系统的一个实施例的截面图。在此实施例中，闭环气流101
的路径本质上是水平的，因为它从一侧传递到另一侧。具体地说，由位于侧面安装的冷却的空气子框架102中的热交换器21冷却的空气4皮导向前盖 31中的电子设备框架10的正面。在空气由空气移动设备ll推动而通过电 子i殳备机架时，由电子设备器件U散发的热量被传递给空气.空气由后盖 32重新导入侧面安装的冷却的空气子框架102并因此完成闭环气流，如果 需要，例如，可以将一个或多个空气移动设备25添加到侧面安装的冷却的 空气子框架102中，以处理与闭环气a^目关联的额外压降。注意，热交换 器21横跨子框架的宽度呈对角M置。为了强调侧面安装的冷却的空气子框架的性质，在图3中示出了该組 件的分解平面图。注意，后盖32和前盖31以及冷却的空气子框架102都 可以单独运输并在现场组装到电子设备框架。在一个实例中，图2和3的闭环冷却系统使用通过热交换器的设备冷 却水。空气吸收的热量被排到通过热交换器的液体侧的水，由此消除对客 户空调的服务器热负荷。通过提供低于室温的水，可以使用相同的方案来 降低闭环中的冷却空气温度并使用空气冷却来适应更高的功耗。尽管图2和3的闭环冷却系统是在电子设备机架内转移由电子设备产 生的热量而不影响机架外环境的有效方法，测试显示所述概念在某些应用 中限于移除约30 KW的热量。此外，图2和3的实施例中的单个水平布置 的气流路径包括两个180度回转， 一个在前盖并且一个在后盖，导致低于 理想空气速度的模式(速度向量)，并导致电子设备抽屉中明显的气流分 布不均。作为一种解决方案，可以通过使用额外的隔板或更改盖的外部曲 率来使气流分布不均最小化，但是，这些解决方案增加了气流阻力，这进 一步限制了冷却系统的整体性能，本发明的实施例使用闭路空气循环除热的原理，并引入分流的气流概 念，以及将一个或多个热交换器放置在电子设备框架或容纳电子设备框架 的 巨中.通过分流气流，可以产生两个水平闭环气流路径。与图2和3 的冷却方法中使用的单个闭环气流路径相比，这两个气流路径带来了更低 的气流阻力，此外，与图2和3的冷却方法中的单个气流路径相比，通过
分流的两个气流路径的相互作用，很大程度地改善了气流平衡(例如，与刀片中心实施方式关联)。其他优点包括■没有扩大框架的高度，在喷头离g少于9英尺的房间中这很重要，因为安，范要求从框架顶部到喷头最少为18英寸。 ■可以使用具有本文下述特点的容纳机拒来容易地改进现有的电子设备框架。■ 一个或多个热交换器的放置允许具有关联大型除热能力的较大 尺寸。图4示出了根据本发明一个方面的总体表示为400的冷却电子设备系 统的一种具体实施方式
。系统400包括框架410，后者具有置于其中的至 少一个电子设备抽屉415。电子设备抽屉415 (其包括一个或多个要冷却的 电子设备组件)具有带有进气口的正面411和带有出气口的背面"2，以 便气流穿过所述至少一个电子设4^抽屉415分别进出。在本文说明的实例 中，假定(仅通过实例的方式)气流总体上从电子设备框架的正面流向背 面。框架410还包括第一侧面413和第二侧面414。机拒完整地容纳或包括框架410，其中空气沿着多个闭环路径之一在 机柜内部循环。机根包括置于框架正面411的进气口之上的前盖431、置 于框架背面412的出气口之上的后盖432、笫一侧面空气回路或通道401 以及第二侧面空气回路或通道402。通过分隔;tM巨的第一侧壁433与框架 的第二侧面413，以及类似地分隔机拒的第二侧壁"4与框架的第二侧面 414来形成笫一和第二侧面空气回路401、 402。在一个实施例中，第一側 面空气回路401和第二側面空气回路402尺寸相同且对称，并沿框架410的高度从其下部延伸到上部。在此实例中示出了进口气-液热交换器421 (并假定与电子设备框架 410的正面411中的进气口对齐)，并假定出口气-液热交换器422与电子 设备框架410的背面412中的出气口对齐，在此实施例中，将空气移动设 备416 (例如，风扇或鼓风机)置于至少一个电子设备抽屉415的每个抽 屉内，以形成从框架的进气口到出气口穿过电子设备抽屉的气流。 由于两个侧面空气回路401、 402的存在，离开电子设备框架的气流在 后盖432分流，导致形成两个闭环气流路径442、 444。与如图2和3中示 出的冷却方法相比，这两个闭环气流路径442、 444导致4M巨内更低的气流 阻力。进而，通过分流离开电子设备框架的气流，实现了增强的气流平衡。可以对图4中示出的冷却电子设备系统进^i午多改变。例如，可以在 电子设备框架的进气口或出气口处使用单个热交换器，或在需要时，可以 在側面空气回路401、402之一或两者处使用热交换器。在图4的实施例中， 侧面空气回路不包含热交换器，而仅用作将空气从W巨的后盖导向前盖的 通道。另夕卜，要注意的是，在示出的实施例中，进口热交换器和出口热交 换器串耽改置，以便通过所述至少 一个电子设备抽屉的气流首先通过进口 热交换器，然后通过出口热交换器，图5示出了图4的冷却电子i殳备系统的增强，其中如图所示，进口热 交换器421和出口热交换器422分别例如在正面411转角和背面412转角 处以铰接的方式连接到框架410。此外，前盖431和后盖432以铰接的方 式安装到侧壁(例如，机拒的第二侧壁434)，由此允许独立地移动盖和 热交换器。此外，通过以铰接的方式安装进口和出口热交换器以及前盖和 后盖，可实现易于接近框架410，具体地说，接近框架的正面411和背面 412，以便接近一个或多个电子i殳^"抽屉415。通过图6的曲线图可以理解两个热交换器实施方式的热量方面的优 点。图6示出了移除代表性的高端应用(例如，IBM系统P5 575 )的给定 热负荷所需的热交换器传导率。注意，计算的性能是基于相对较高的3200 cfm的气流it;良。通过热交换器的水流速度为15 gpm。要求到电子i殳备的 进气温度为24匸，并且热交换器中的进水溫度为18t:。测试了图2和3 的冷却方法并展示了最高30KW的除热能力，但是以较低的气流(即，2400 cfm或更低)。具有例如40 KW和更高热负荷的未来高端电子设备框架也 将具有与它们关联的显著更高的气流。图4和5的双热交换器方法展示了 适合接近50 KW热负荷的能力。此外，如图4和5所示，通过使用垂直于 气流的热交换器，消除了图2和3的冷却方法中与热交换器的倾斜放置相 关联的性能和压降损失。图7示出了根据本发明一个方面的总体表示为700的冷却电子设备系 统的备选实施方式。在许多高密度数据中心应用中，大量电子设备框架并 排放置成一行。根据图7的实施方式，在相邻电子设备框架之间插入共享 的侧面空气回路701，并且将侧端空气回路702布置在该行电子设备框架 的两端，导致每个电子设备框架在其每个侧面都具有侧面空气回路。冷却电子设备系统包括n个框架710 (其中n〉2),它们又容纳在枳i 拒中，在此实例中，机拒包括n个前盖731和n个后盖732，其中每个框 架710都具有关联的前盖和后盖，通过每个电子设备框架710的气流在相 应的后盖732再次分流以通过侧面空气回路701 ( 702 )返回到相应的前盖 731，并由此返回电子设备框架正面的进气口，以穿过所述至少一个要冷却 的电子设备抽屉返回。因此，在每个电子设备框架中形成了两个闭环气流 路径742、 744。如图所示，前盖731在相邻侧面730处形成斜度以便于独 立于相邻前盖来打开每个前盖，而后盖732在相邻侧面730，处形成斜度以 l更于独立于相邻后盖来打开每个后盖。在一种实施方式中，侧面空气回路 701、 702又都形成为基本沿相应框架的高度延伸的空气通道，并且一个或 多个前盖730，以及一个或多个后盖732可以以4^接的方式连接。在每个側面空气回路701、 702中，如图2和3的实施例中那样放置了 倾斜的气-液热交换器720。但是，与图2和3的实施例相比，图7的冷却 电子i殳备系统70(H吏用共享空气回路和分流的气流方法，其中共享侧面空 气回路允许混合来自相邻电子设备框架的气流。结果是在每个电子设4^匡 架中形成了准闭环气流路径742、 744，并实现了更紧凑的冷却电子设备系 统，同时仍保持了双气流路径的气流平衡的优点。尽管在此详细示出和说明了优选的实施例，但是对本领域的技术人员 显而易见的是，在不偏离本发明的精神的情况下，可以做出各种修改、添 加、替换等，并且因此它们^L视为在如以下权利要求限定的本发明的范围 之内。
权利要求
1.一种冷却电子设备系统，所述系统包括框架，其包括至少一个电子设备抽屉，所述电子设备抽屉包含至少一个要冷却的电子设备组件，所述框架具有带有进气口的正面以及带有出气口的背面，以便气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进出；容纳所述框架的机柜，所述机柜包括位于所述框架正面的所述进气口上方并与其具有间隔的前盖、位于所述框架背面的所述出气口上方并与其具有间隔的后盖、在所述框架的第一侧面处的第一侧面空气回路，以及在所述框架的第二侧面处的第二侧面空气回路；空气移动设备，用于在容纳所述框架的所述机柜中移动空气，所述空气移动设备形成穿过所述至少一个电子设备抽屉的气流，其中在通过所述框架的所述出气口流出时，气流在所述后盖处分流并经由所述第一侧面空气回路、所述第二侧面空气回路和所述机柜的所述前盖返回所述框架的所述进气口；至少一个气-液热交换器，所述交换器布置在所述机柜和所述框架中的至少一个内，以促进冷却穿过所述至少一个电子设备抽屉的气流，并由此冷却所述至少一个电子设备组件。
2. 如权利要求l中所述的冷却电子设备系统，其中所述至少一个气-液热交换器包括进口热交换器和出口热交换器中的至少一个，所述进口热 交换器对准所述框架正面中的所述进气口的至少一部分，并且所述出口热 交换器对准所述框架背面中的所述出气口的至少一部分。
3. 如权利要求l中所迷的冷却电子设备系统，其中所述至少一个气-液热交换器是多个气-液热交换器，所述多个气-液热交换器包括对准所述 框架正面中的所述进气口的至少一部分的进口热交换器和对准所述框架背 面中的所述出气口的至少一部分的出口热交换器，其中穿过所述至少一个 电子设备抽屉的气流通过所述进口热交换器和所迷出口热交换器两者。
4. 如权利要求3中所述的冷却电子设备系统，其中所述进口热交换器以铰接的方式安装到所述框架的正面，所述出口热交换器以铰接的方式安 装到所述框架的背面，并且所述前盖和后盖都以铰接的方式安装到所i^1 拒的侧壁并分别容纳所述框架的所述正面和背面，
5. 如权利要求1中所述的冷却电子设备系统，其中所述至少一个气-液热交换器布置在所述第一側面空气回路和所述第二侧面空气回路中的至 少一个内。
6. 如权利要求5中所述的冷却电子i殳备系统，其中所述至少一个气-液热交换器是多个气-液热交换器，并且其中第一气-液热交换器布置在所 述第 一侧面空气回路中，并且第二气-液热交换器布置在所述笫二侧面空气 回路中。
7. 如权利要求l中所述的冷却电子设备系统，其中所述第一侧面空气 回路和所述第二侧面空气回路是尺寸相似的侧面空气通道，并且其中布置 所述至少 一个空气移动设备以产生通过所#拒和所述框架的第 一气流路 径和第二气流路径，所迷第一气流路径通过所述第一侧面空气回路，而所 述第二气流路径通过所述第二侧面空气回路，
8. 如权利要求7中所述的冷却电子设备系统，其中所迷第一气5W4圣 通过所述框架、后盖、笫一侧面空气回路和前盖水平fel伸，而所述第二 气流路径通过所述框架、后盖、第二側面空气回路和前盖水平地延伸。
9. 如权利要求7中所述的冷却电子设备系统，其中所i^M巨的第一侧 壁容纳所述框架的所述第 一侧面并与其具有间隔以限定所述第 一侧面空气 回路，并且所述机根的第二侧壁容纳所述框架的所述第二侧面并与其具有 间隔以限定所述第二侧面空气回路。
10. 如权利要求1中所述的冷却电子设备系统，还包括多个框架，每 个框架都包括至少一个电子设备抽屉，所述电子设备抽屉包含至少一个要 冷却的电子设备组件，并且每个框架都具有带有进气口的正面以及带有出 气口的背面以便气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进出，并且其中每个 框架都具有与之关联的位于所迷框架正面的所述进气口上方并与其具有间隔的前盖，以;5L位于所述框架背面的所述出气口上方并与其具有间隔的后 盖，并且其中所述多个框架排成一行，所述行中的至少两个相邻框架由置 于其间的共享侧面空气回路隔开，每个共享側面空气回路由所^目邻框架使用，以便将通过每个框架的所述出气口流出的气流的至少一部分返回到 所述框架的所述进气口 ，并且其中将所述至少一个气-液热交换器布置在所 述共享側面空气回路内，以便同时冷却来自所i^目邻框架的气流的至少一 部分。
11. 一种冷却电子i殳备系统，所述系统包括n个框架，其中11>2，所述n个框架中的每个框架都包括至少一个电 子设备抽屉，所述电子设备抽屉包含至少一个要冷却的电子设备组件，并 且所述n个框架中的每个框架都具有带有进气口的正面以及带有出气口的 背面以^t气流穿过所述至少 一个电子设备抽屉进出；容纳所述n个框架的机根，所i^L拒包括n个前盖和n个后盖，每个 前盖位于相应框架正面的进气口上方并与其具有间隔，并且每个后盖位于 相应框架背面的出气口上方并与其具有间隔，所述^M巨还包括n+l个侧面 空气回路，每个框架都具有布置在其第一侧面和第二侧面的侧面空气回路， 所迷n+l个侧面空气回路中的至少一个侧面空气回路是布置在所述n个框 架中的两个相邻框架之间的共享侧面空气回路；多个空气移动设备，用于在容纳所述n个框架的所i^巨中移动空气， 所迷多个空气移动设备在每个框架内形成穿过每个框架的所述至少 一个电 子设^"抽屉的气流，其中在通过每个框架背面中的所述出气口流出时，气 流在所述后盖处分流并经由布置在所述框架的所述第一和第二侧面的两个 侧面空气回路以及所述前盖返回到所述框架的所述进气口 ，并且其中对于 至少两个相邻框架，在其每个侧面上的所述两个侧面空气回路中的至少一 个侧面空气回路包括所述至少一个共享侧面空气回路，所述至少 一个共享 侧面空气回#收从所述至少两个相邻框架流出的气流的一部分；以及多个气-液热交换器，所述交换器布置在所iMM巨和所述n个框架中的 至少一个内，以促进冷却穿过每个框架的所述至少一个电子设备抽屉的气 流，并由此冷却其中的所述至少一个电子设备组件。
12. 如权利要求11中所述的冷却电子设备系统，其中所述多个气-液 热交换器包括n+l个气-液热交换器，每个气-液热交换器都布置在所述机 拒的所述n+l个侧面空气回路中的相应侧面空气回路内。
13. 如权利要求ll中所述的冷却电子设备系统，其中所述至少一个共 享側面空气回路是所迷n+l个侧面空气回路中的n-l个共享側面空气回路， 每个共享侧面空气回路布置在所述n个框架中的两个相邻框架之间，并且其中每个共享侧面空气回M收从其两个相邻框架流出的气流的一部分，
14. 如权利要求13中所述的冷却电子设备系统，其中所述多个气-液 热交换器是n+l个气-液热交换器，每个气-液热交换器布置在所述n+l个 侧面空气回路中的相应侧面空气回路内，并且其中布置在每个共享側面空 气回路内的所述气-液热交换器同时冷却来自其相邻框架中的每个框架的 气流的至少一部分。
15. 如权利要求ll中所述的冷却电子设备系统，其中所述n+l个侧面 空气回路是尺寸相似的側面空气通道，并且其中布置所述多个空气移动i殳 备以产生与所述n个框架中的每个框架关联的第一气流路径和第二气流路 径.
16. 如权利要求15冲所述的冷却电子设备系统，其中对于每个框架， 所述第一气流路径通过所述框架、相应的后盖、所述n+l个侧面空气回路 中的第 一侧面空气回路以及相应的前盖来水平地延伸，而所述第二气流路 径通过所述框架、相应的后盖、所迷n+l个侧面空气回路中的第二侧面空 气回路以及相应的前盖来水平地延伸，
17. —种冷却电子设"l"框架的方法，所述方法包括 提供容纳框架的机拒，所述框架包括至少一个电子设备抽屉，所述电子设备抽屉包含至少一个要冷却的电子设备组件，并且具有带有进气口的 正面以及带有出气口的背面，以〗更气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进 出，所述机拒包括位于所述框架正面的所述进气口上方并与其具有间隔的 前盖、位于所述框架背面的所迷出气口上方并与其具有间隔的后盖、在所 述框架的第一侧面处的第一侧面空气回路，以M所述框架的第二侧面处的第二侧面空气回路；使用至少 一个空气移动设备来形成穿过所迷框架的所述至少 一个电子 设备抽屉的气流，其中在通过所述框架的所述出气口流出时，气流在所述 后盖处分流并经由所述第一侧面空气回路、所迷第二侧面空气回路和所述;M巨的所述前盖返回所述框架的所述进气口；以及z使用至少一个布置在所述机柜和所述框架中的至少一个内的气-液热 交换器，以^t冷却穿过所述至少一个电子i殳备抽屉的气流，并由此冷却所 述至少 一个电子i殳备组件。
18. 如权利要求17中所述的方法，其中所迷使用包括使用进口热交换 器和出口热交换器中的至少一个，所述进口热交换器对准所述框架正面中 的所述进气口的至少一部分，并且所迷出口热交换器对准所述框架背面中 的所述出气口的至少一部分。
19. 如权利要求18中所述的方法，其中所述形成包括形成通过所述机 拒和所述框架的笫一气流路径和第二气流路径，所述第一气流路径通过所 述框架、后盖、第一侧面空气回路和前盖水平地延伸，而所述第二气流路 径通过所述框架、后盖、第二侧面空气回路和前盖水平地延伸，
20. 如权利要求17中所述的方法，其中所述提供包括提供所iiiM巨以 容納多个框架，每个框架都包括至少一个电子设备抽屉，所述电子设备抽屉包含至少 一个要冷却的电子设备组件，并且每个框架都具有带有进气口 的正面以及带有出气口的背面以便气流穿过所述至少一个电子设备抽屉进 出，并且其中每个框架都具有与之关联的位于所述框架正面的所迷进气口 上方并与其具有间隔的相应前盖，以及位于所述框架背面的所述出气口上 方并与其具有间隔的相应后盖，并且其中所述多个框架排成一行，所述行 中的至少两个相邻框架由置于其间的共享侧面空气回路隔开，每个共享侧 面空气回路由所勤目邻框架使用，以便将通过每个框架的所述出气口流出 的气流的至少一部分返回到所述框架的所述进气口 ，并且其中将所述至少 一个气-液热交换器布置在所述共享侧面空气回路内，以便同时冷却来自所 勤目邻框架的气流的至少一部分。
全文摘要
通过使用冷却液体来冷却进入电子设备系统的空气并移除由电子设备散发的热量来加强对所述系统的空气冷却。冷却电子设备系统包括具有抽屉的框架，所述抽屉包含要冷却的电子设备组件。所述框架包括带有进气口的正面以及带有出气口的背面。机柜容纳所述框架，并包括位于所述进气口上方的前盖、位于所述出气口上方的后盖，以及在所述框架的相对侧处的第一和第二侧面空气回路。至少一个空气移动设备形成穿过所述电子设备抽屉的气流。所述气流在所述后盖处分流并经由所述第一和第二侧面空气回路以及所述前盖返回所述进气口。气-液热交换器冷却流过所述电子设备抽屉的空气。
文档编号G06F1/20GK101132688SQ20071014658
公开日2008年2月27日 申请日期2007年8月22日 优先权日2006年8月25日
发明者L·A·坎贝尔, M·J·小埃尔斯沃思, M·K·延格尔, R·E·西蒙斯, R·R·施密特, 朱兆凡 申请人:国际商业机器公司