(57)【要約】      （修正有）【課題】シングルサーバーのメンテナンスにおいて、サーバーを取り出して単独にメンテナンスする又は置き換えを行うことができ、他のサーバーの運行に影響せず、また、冷却剤がサーバーを汚染せず、シャーシの信頼性を向上させた、モジュール化液体冷却式サーバーシャーシを提供する。【解決手段】モジュール化液体冷却式サーバーシャーシ１００は、箱体１１０と、ハウジングと、排気弁１２２と、液戻し弁１２３とを含む１つ又は複数の液体冷却モジュール１２０と、液体冷却モジュールを外部電源に接続するためのコネクタ１３０と、排気管１４１と液戻し管１４２と蒸気処理領域１４３と液体収集領域１４４とを含む循環部分と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール化液体冷却式サーバーシャーシであって、
箱体と、
ハウジングと、排気弁と、液戻し弁とを含む１つ又は複数の液体冷却モジュールと、
前記液体冷却モジュールを外部電源に接続するコネクタと、
排気管と、液戻し管と、蒸氣処理領域と、液体収集領域とを含む循環部分と、を備え、
前記液体冷却モジュールが作動する時に、前記排気弁及び前記液戻し弁が開かれ、前記液体冷却モジュールは作動する時にシングルのサーバーが挿入されており、冷却液が充填され、
前記排気管が前記排気弁に接続され、前記液体冷却モジュールからのガスを前記蒸氣処理領域に輸送し、
前記液戻し管が前記液戻し弁に接続され、前記液体収集領域からの液体を前記液体冷却モジュールに輸送し、
前記蒸氣処理領域に前記蒸氣処理領域内のガスを冷却するコンデンサが設けられ、
前記液体収集領域が、前記蒸氣処理領域からの液体を収集することを特徴とするモジュール化液体冷却式サーバーシャーシ。
【請求項２】
前記シャーシは前記コネクタに接続され、前記コネクタによって前記シャーシにおける他の部材に電力を供給する電源と前記シャーシにおける他の部材を制御するコントローラとを含む電力供給及び制御システムを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のサーバーシャーシ。
【請求項３】
前記蒸氣処理領域は圧力リリーフ弁を更に備え、前記蒸氣処理領域におけるガスが前記圧力リリーフ弁によって外部に排出されることが可能であることを特徴とする請求項２に記載のサーバーシャーシ。
【請求項４】
前記圧力リリーフ弁は更に外部のエアバッグに接続され、前記エアバッグは前記圧力リリーフ弁から排出されたガスを収集することを特徴とする請求項３に記載のサーバーシャーシ。
【請求項５】
前記箱体は前記液体収集領域に接続される液体充填弁を更に備え、前記液体充填弁によって前記液体集取領域に冷却液を加えることができることを特徴とする請求項１又は２に記載のサーバーシャーシ。
【請求項６】
各液体冷却モジュールは前記コントローラに接続されて前記液体冷却モジュールにおける冷却液の液面をモニタする第１センサを更に備え、
前記液体冷却モジュールにおける液面が第１閾値よりも高い場合、前記第１センサが第１信号を生成して前記コントローラに送信し、前記コントローラが前記第１信号を受信した後、前記液戻し弁を閉じるように制御し、
前記液体冷却モジュールにおける液面が第２閾値よりも低い場合、前記第１センサが第２信号を生成して前記コントローラに送信し、前記コントローラが前記第２信号を受信した後、前記液戻し弁を開くように制御することを特徴とする請求項２に記載のサーバーシャーシ。
【請求項７】
前記蒸氣処理領域は前記コントローラに接続されて前記蒸氣処理領域におけるガス圧力をモニタする第２センサを更に備え、
前記ガス圧力が第３閾値よりも大きい場合、前記第２センサが第３信号を生成して前記コントローラに送信し、前記コントローラが前記第３信号を受信した後、前記圧力リリーフ弁を開くように制御し、圧力リリーフを行うことを特徴とする請求項３に記載のサーバーシャーシ。
【請求項８】
前記液体収集領域は、前記コントローラに接続されて前記液体収集領域における冷却液の液面をモニタする第３センサを更に備え、
前記液体収集領域における冷却液の液面が第４閾値より低い場合、前記第３センサが第４信号を生成して前記コントローラに送信し、前記コントローラが前記第４信号を受信した後、アラーム信号を出し、液体を充填する必要があることを提示することを特徴とする請求項２に記載のサーバーシャーシ。
【請求項９】
各液体冷却モジュールは前記液体冷却モジュールが作動する時に閉じるメンテナンスエンドキャップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のサーバーシャーシ。
【請求項１０】
前記循環部分は前記コンデンサーにおける冷却剤を外部に輸送する第１冷却管と、外部の冷却剤を前記コンデンサーに輸送する第２冷却管とを更に備え、
前記第１冷却管と前記第２冷却管が前記コンデンサーに接続されることを特徴とする請求項１に記載のサーバーシャーシ。
【請求項１１】
前記第１冷却管と前記第２冷却管は外部の熱交換装置に接続されることを特徴とする請求項１０に記載のサーバーシャーシ。
【請求項１２】
前記熱交換装置は乾式冷却器、冷却塔、又はビル冷水システムであることを特徴とする請求項１１に記載のサーバーシャーシ。
【請求項１３】
前記冷却剤は冷却水であることを特徴とする請求項１０に記載のサーバーシャーシ。
【請求項１４】
前記コネクタはクイックプラグイン装置であることを特徴とする請求項１に記載のサーバーシャーシ。
【請求項１５】
前記冷却液はフッ化物溶液であることを特徴とする請求項１に記載のサーバーシャーシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサーバー分野に関し、特にモジュール化液体冷却式サーバーシャーシに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビッグデータ、クラウドコンピューティング、及びＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、人工知能）の登場とともに、データセンター及びサーバーのコンピューティングに対するニーズは、ますます高くなる一方、ＣＰＵチップに基づくコンピューティングアーキテクチャも大規模データの分析処理及び人工知能のモデルトレーニングを満たすことがますます困難になっている。更に、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、グラフィックスプロセッサ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ、編集可能なゲートアレイ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、特定用途向け集積チップ）等を代表とする異種コンピューティングシステムの発展ポテンシャルが極めて大きいであり、電力密度が絶えず高まり、シングルのチップが３００Ｗ、ひいては、５００Ｗ以上まで達することができ、シングルキャビネットの密度が４０、ひいては６０Ｋｗに達することができる。伝統的なデータセンターの冷却技術は、コンピュータルーム精密エアコンを採用して、冷気によって、サーバーコンピューティングチップの熱交換器と熱交換するが、空気自体の熱交換特性が弱いため、熱交換の熱抵抗が高くなり、熱流密度が低くなるので、データセンターの新型高密度異種コンピュティング及び超計算の冷却ニーズを満足できない。また、エネルギーコストの絶えざる上昇と人々が環境を重視することで、サーバー及びデータセンターに対する省エネのニーズはますます強くなる。設備の安全、高性能運行を保つという前提で、如何にしてデータセンターのエネルギー利用効率を高め、ＰＵＥ（Ｐｏｗｅｒ  Ｕｓａｇｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、エネルギー利用効率）を下げるかとは、既にデータセンターのインフラが追求する目標の１つになる。
【０００３】
伝統的なデータセンターにおいて、冷却ユニットは、冷凍水をエアコン端末に提供してＩＴ設備を持続的に冷やし、冷却ユニットのエネルギー消費はデータセンターのエネルギー消費の約４０％を占める、エネルギー消費がひどいである。適切な低温環境を選択して熱交換器のバイパス冷却ユニットによって、自然な冷却（無料冷却）及び省エネを部分的に実現できるが、追加の投資及び床面積が必要になって、且つ地域環境及びサーバーの最大吸気温度により制限されるため、効果が制限されている。
【０００４】
液体を直接に採用してサーバーを冷却する液体冷却技術は、高い熱交換効率を実現でき、これによってサーバーチップを冷却して、冷却ユニットを完全に除去し、より高いサーバーチップの温度を実行でき、かつ地域により制限されておらず、ＰＵＥが１．０２、ひいては、それよりも低くなることが可能である。水がサーバーに入る冷プレート式液体冷却システムは、水漏れのリスクが存在し、故障点が多く、メンテナンスが難しいなどの固有の要因を考慮すれば、浸水式液体冷却とは、高信頼性の前提で高密度と省エネを実現できる最適な冷却形式である。
【０００５】
従来の浸水式液体冷却方案は、サーバーチップ及び他のデバイスを直接に非導電性液体に浸水して直接に熱交換を行うことであり、単相高沸点のフッ化物溶液又はミネラルオイルで冷却し、二相低沸点のフッ化物溶液で冷却してもよい。
【０００６】
単相浸水冷却とは、熱交換には対流方式を採用するため、流れ場が不均一であり、熱交換の効率が低く（二相浸水冷却と比べると）、放熱のボトルネックが存在し、かつＩＴ設備をメンテナンスする時に牽引ロスが存在するため（即ち、ＩＴ設備の表面に液体が付けられ、速く脱落し難い）、完全に乾燥することには数時間がかかり、サーバーの正常なメンテナンスに影響する。
【０００７】
二相浸水液体冷却システムは、その高効率で均一の相変化で冷却し、メンテナンスの時に牽引ロスがなく（ＩＴ設備表面の液体が迅速に揮発するようになる）、メンテナンスに便利であり、より有望である。
【０００８】
従来の二相浸水液体冷却方案は、複数のＩＴサーバーを１つの大きな箱体「プール」内に置き、大量な液体を注いで箱体内の構造ギャップを充填して、液体の充填量を大きくしてしまう、非導電フッ化物溶液自体が高価であり、浸水液体冷却設備の初投資を大幅に高めて、伝統的な空冷式サーバーより顕著に高く、投資収益率が高くない。同時に、巨大な箱体は、フッ化物溶液の表面に大きな蒸発の消耗が存在し、そして、シングルＩＴサーバーをメンテナンスする時に、他のサーバーはサービス停止になる可能性があり、さもなければ、より大量の蒸気消耗がある。これらによって、メンテナンスコストと人力の要求を増加させてしまうので、このような浸水液体冷却を規模に応用することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これに鑑みて、本発明実施例は、従来技術に存在する技術課題を解決するために、モジュール化液体冷却式サーバーシャーシを提供し、少なくとも有益な選択を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明実施例の技術案は以下のように実現される。
【００１１】
本発明の１つの実施例によれば、
箱体と、
ハウジングと、排気弁と、液戻し弁とを含む１つ又は複数の液体冷却モジュールと、
前記液体冷却モジュールを外部電源に接続するコネクタと、
排気管と、液戻し管と、蒸氣処理領域と、液体収集領域と、を含む循環部分と、を備え、
前記液体冷却モジュールが作動する時に、前記排気弁及び前記液戻し弁が開かれ、前記液体冷却モジュールは作動する時にシングルのサーバーが挿入されており、冷却液が充填され、
前記排気管が前記排気弁に接続され、前記液体冷却モジュールからのガスを前記蒸氣処理領域に輸送し、
前記液戻し管が前記液戻し弁に接続され、前記液体収集領域からの液体を前記液体冷却モジュールに輸送し、
前記蒸氣処理領域に前記蒸氣処理領域内のガスを冷却するためのコンデンサが設けられ、
前記液体収集領域が、前記蒸氣処理領域からの液体を収集するモジュール化液体冷却式サーバーシャーシを提供する。
【００１２】
幾つかの実施例では、前記シャーシは、
前記コネクタに接続され、前記コネクタによって前記シャーシにおける他の部材に電力供給するための電源と、
前記シャーシにおける他の部材を制御するためのコントローラと、を含む電力供給及び制御システムを更に備える。
【００１３】
幾つかの実施例では、前記蒸氣処理領域は、圧力リリーフ弁を更に備え、前記蒸氣処理領域におけるガスが該圧力リリーフ弁によって外部に排出されることが可能である。
【００１４】
幾つかの実施例では、前記圧力リリーフ弁は、更に外部のエアバッグに接続され、該エアバッグは前記圧力リリーフ弁から排出されたガスを収集する。
【００１５】
幾つかの実施例では、前記箱体は、前記液体収集領域に接続される液体充填弁を更に備え、該液体充填弁によって前記液体集取領域に冷却液を加えることができる。
【００１６】
幾つかの実施例では、各液体冷却モジュールは、前記コントローラに接続されて前記液体冷却モジュールにおける冷却液の液面をモニタするための第１センサを更に備え、
前記液体冷却モジュールにおける液面が第１閾値よりも高い場合、前記第１センサが第１信号を生成して前記コントローラに送信し、前記コントローラが前記第１信号を受信した後、前記液戻し弁を閉じるように制御し、
前記液体冷却モジュールにおける液面が第２閾値よりも低い場合、前記第１センサが第２信号を生成して前記コントローラに送信し、前記コントローラが前記第２信号を受信した後、前記液戻し弁を開くように制御する。
【００１７】
幾つかの実施例では、前記蒸氣処理領域は、前記コントローラに接続されて前記蒸氣処理領域におけるガス圧力をモニタするための第２センサを更に備え、
前記ガス圧力が第３閾値よりも大きい場合、前記第２センサが第３信号を生成して前記コントローラに送信し、前記コントローラが前記第３信号を受信した後、前記圧力リリーフ弁を開くように制御し、圧力リリーフを行う。
【００１８】
幾つかの実施例では、前記液体収集領域は、前記コントローラに接続されて前記液体収集領域における冷却液の液面をモニタするための第３センサを更に備え、
前記液体収集領域における冷却液の液面が第４閾値より低い場合、前記第３センサが第４信号を生成して前記コントローラに送信し、前記コントローラが前記第４信号を受信した後、アラーム信号を出し、液体を充填する必要があることを提示する。
【００１９】
幾つかの実施例では、各液体冷却モジュールは前記液体冷却モジュールが作動する時に閉じるメンテナンスエンドキャップを更に備える。
【００２０】
幾つかの実施例では、前記循環部分は前記コンデンサーにおける冷却剤を外部に輸送するための第１冷却管と、外部の冷却剤を前記コンデンサーに輸送するための第２冷却管とを更に備え、
前記第１冷却管と前記第２冷却管が前記コンデンサーに接続される。
【００２１】
幾つかの実施例では、前記第１冷却管と前記第２冷却管は外部の熱交換装置に接続される。
【００２２】
幾つかの実施例では、前記熱交換装置は乾式冷却器、冷却塔、又はビル冷水システムである。
【００２３】
幾つかの実施例では、前記冷却剤は冷却水である。
【００２４】
幾つかの実施例では、前記コネクタはクイックプラグイン装置である。
【００２５】
幾つかの実施例では、前記冷却液はフッ化物溶液である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明実施例は、前記技術案を採用するため、以下のメリットを有する。本発明のモジュール化液体冷却式サーバーシャーシを利用し、シングルのサーバーをメンテナンスしようとすれば、作動中のサーバーの電源を切って、かつ排気弁と液戻し弁を閉じて、液体冷却モジュールを抜き出すことさえすれば、サーバーを取り出して単独にメンテナンスする又は置き換えることができ、他のサーバーの運行に影響しない。また、コンデンサが液体冷却モジュール外部に設けられているため、冷却剤がサーバーを汚染することができなく、シャーシの信頼性を向上させた。
【００２７】
前記概要は、明細書の目的のために説明されたが、何らかの形態で本発明を制定するわけではない。上記に記述された模式的な方面、実施形態及び特徴に加え、図面及び以下の詳細な説明を参照して、本発明のさらなる態様、実施形態及び特徴はわかりやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
図において、特に断らない限り、複数の図面を通して同一符号は、同一又は類似の部材又は要素を示す。これらの図面は必ずしも縮尺に従って描かれたものではない。これらの図面は、本発明により開示された幾つかの実施形態のみを示し、本発明の範囲を制限するものではない。
【００２９】
【図１】本発明の実施例１に係るモジュール化液体冷却式サーバーシャーシの断面模式図である。
【図２】本発明の実施例１に係る液体冷却モジュールの断面模式図である。
【図３】本発明の実施例２に係るモジュール化液体冷却式サーバーシャーシの断面模式図である。
【図４】本発明の実施例２に係る液体冷却モジュールの断面模式略図である。
【図５】本発明の実施例３に係るモジュール化液体冷却式サーバーシャーシの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では、幾つの例示的な実施例のみを簡単に説明する。当業者であれば、本発明の趣旨又は範囲を逸脱せずに、説明した実施例に様々な変更を施すことができると理解できる。従って、図面と説明は、本質的に例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。
【００３１】
本発明の説明において、用語の「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「円周方向」等が示す方位又は位置関係は、図に示される方位又は位置関係を基づくものであり、本発明を説明し、記述を簡略化するためのみであり、示される装置又は素子が必ずしも特定の方位を有し、特定の方位で構造や操作しなければならないというわけではない。そのため、本発明に対する制限と理解することができない。
【００３２】
また、用語「第１」、「第２」が目的を説明するためだけであり、相対的な重要性を指示又は暗示し、又は示す技術特徴の数を暗示すると理解することができない。そのため、「第１」、「第２」に限定された特徴が、１つ又はより多くの該特徴を含むことを明示又は暗示することができる。本発明の説明において、明確で具体的な限定がない限り、「多く」の意味は２つ以上である。
【００３３】
本発明において、明確な規定と限定がない限り、用語の「取り付け」、「連なる」、「接続」、「固定」等の用語は、広義で理解すべきであり、例えば、固定的な接続でもよく、取り外し可能な接続でもよく、又は一体になってもよく、機械的な接続でもよく、電気的な接続でもよく、通信でもよい。直接に繋がってもよく、中間媒体によって間接に繋がってもよく、２つの素子内部を連通してもよく、又は２つの素子の相互の作用関係でもよい。当業者にとって、具体的な状況に基づいて、前記用語の本発明における具体的な意味を理解できる。
【００３４】
本発明において、明確な規定と限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１と第２特徴が直接に接触することを含んでもよく、第１と第２特徴が直接に接触しなく、それらの他の特徴によって接触することも含んでも良い。そして、第１特徴が第２特徴「の上」、「方」、及び「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の直上及び斜めの上方にあることを含み、又は、第１特徴レベルが第２特徴よりも高いことのみを示す。第１特徴が第２特徴の「の下」、「下方」、「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の直上と斜めの上方にあることを含み、又は第１特徴レベルが第２特徴よりも小さいことのみを示す。
【００３５】
以下の開示は、本発明の異なる構造を実現するための多くの異なる実施形態又は例を提供する。本発明の公開を簡単化するために、以下では、特定の例の部材と設置を説明する。当然ながら、それらは例だけであり、本発明を制限することではない。また、本発明は、異なる例において数字及び/又はアルファベットを繰り返し参照することができ、このような繰り返しは、簡略化と明瞭化の目的を実現するためであり、その自体が検討する各種の実施形態及び/又は設置の間の関係を示していない。また、本発明は各種の特定のプロセスと材料の例を提供するが、当業者は他のプロセスの応用及び/又は他の材料の使用を意識できる。
【００３６】
図１は、本発明の実施例１により提供されるモジュール化液体冷却式サーバーシャーシの断面模式図であり、図１に示すように、該モジュール化液体冷却式サーバーシャーシ１００は、箱体１１０と、１つ又は複数の液体冷却モジュール１２０と、コネクタ１３０と、循環部分とを備える。
【００３７】
箱体１１０は、シャーシの全部部材を収納し、上部又は側部にカバーが設けられ（図示せず）、オペレータがカバーを開いて箱体１１０の各部材を検査し、部材を取り替えできるよう設置される。
【００３８】
１つ又は複数の液体冷却モジュール１２０は、シャーシ１１０内部に設けられる。図２に示すように、シングル液体冷却モジュールはハウジング１２１と、排気弁１２２と、液戻し弁１２３とを備え、シングルサーバーＳが冷却液Ｌに浸水される。
【００３９】
液体冷却モジュール１２０が作動する時に、シングルサーバーＳは完全に冷却液Ｌに浸水され、排気弁１２２と液戻し弁１２３が開く。一般的には、冷却液は低沸点で非導電性液体である。好ましくは、冷却液はフッ化物溶液でもよい。フッ化物溶液の性能が安定しており、活性材料例えば、金属、プラスチック、弾性体と反応しなく、高温か低温にもかかわらず、優れた非導電と絶縁性能を有するため、電子設備を冷却するために幅広く使用することができる。本発明において、フッ化物溶液の具体的な種類は制限されない。
【００４０】
コネクタ１３０は、液体冷却モジュールを外部電源に接続する。コネクタ１３０の具体的な種類は、本発明において具体的に制限されない。好ましくは、コネクタ１３０は、液体冷却モジュール１２０を高速に差し込みと抜き出すことができるようなクイックプラグイン装置、例えば、電源ソケットでもよい。
【００４１】
循環部分は、排気管１４１と、液戻し管１４２と、蒸気処理領域１４３と、液体収集領域１４４とを備える。
【００４２】
図１に示すように、排気管１４１は、液体冷却モジュールの上部に位置し、各液体冷却モジュール１２０の排気弁１２２が何れも該排気管１４１に接続され、各液体冷却モジュール１２０の液戻し弁１２３は、液体冷却モジュール１２０の下部に位置する液戻し管１４２に接続される。観察の角度によって、排気管１４１と液戻し管１４２は、排気弁１２２と液戻し弁１２３を遮蔽し、説明の便宜上、図１において、点線で両者を示す。
【００４３】
シャーシ１００が作動している時、液体冷却モジュール１２０は、コネクタ１３０に挿入接続され、排気弁１２２及び液戻し弁１２３が開く。コネクタ１３０は外部電源に接続され、液体冷却モジュール１２０とサーバーＳに電力を提供する。サーバーＳの運行に伴って、その内部のチップの温度は徐々に上昇して冷却液Ｌの沸点に達する。この時、冷却液は気化し、チップ及びサーバーの他の部分の熱量を潜熱によって取り除く。気化した後の冷却液気泡は、冷却液から浮き出し、液体冷却モジュールの上部のガス領域Ｇ（図２に示すように）に達し、その後、排気弁１２２によって循環部分の排気管１４１に入り、他の液体冷却モジュールで生成された冷却液ガスと共に蒸気処理領域１４３に輸送される。蒸気処理領域１４３において冷却液ガスを冷却液に冷却するコンデンサー１４３１が設けられる。改めて凝縮した冷却液が液体収集領域１４４に滴下し、そして、液戻し管１４２によって各液体冷却モジュールの液戻し弁１２３に輸送し、該弁によって液体冷却モジュールに入って、冷却液の循環を実現することができる。
【００４４】
図１は１０個の液体冷却モジュールを示している。理解できるように、実際なニーズに応じて、箱体１１０に他の数量の液体冷却モジュールを設けてもよい、そして、箱体１１０の大きさもそれに伴って変化し、コンデンサーの大きさとパワーも必要に応じて調整可能である。従って、使用環境によってサイズが異なる箱体を提供し、上記箱体は数が異なる液体冷却モジュール、及び大きさとパワーが異なるコンデンサを含む。例えば、大型のデーターセンターが使用するサーバーの数は膨大であるため、数十個乃至百になる液体冷却モジュールを含み、同時にパワーが大きいコンデンサを含むより大きなサイズのシャーシを提供する。一般のユーザーに対して、数が少ない液体冷却モジュール及び小型のコンデンサーを含む小型のシャーシを提供する。
【００４５】
本発明において、循環部分によって、冷却液はシャーシにおいて循環を完成し、冷却液の利用率を向上させることができる。
【００４６】
コンデンサー１４３１はあらゆるタイプのコンデンサーでもよく、例えば、凝縮トレイでもよい。本発明はここで具体的に制限されない。
【００４７】
シングルサーバーをメンテナンスする必要があれば、それをサービス停止させることができ、同時に、該サーバーが所在する液体冷却モジュール１２０をコネクタ１３０から取り外し、その後、該液体冷却モジュール１２０の排気弁１２２と液戻し弁１２３を閉じることによって、該液体冷却モジュール１２０を箱体１１０から取り出すことができる。このとき、他のサーバーは依然として正常に運行し、影響を受けない。液体冷却モジュール１２０を取り出した後、サーバーＳを冷却液から取り出してメンテナンスし、又は取り換えることができる。
【００４８】
サーバーＳを改めて取り付ける時に、メンテナンスされた又は取り換えられたサーバーを改めて液体冷却モジュール１２０に置き、そして、該液体冷却モジュール１２０の排気弁１２２と液戻し弁１２３をシャーシと接続し、該２つの弁を開く。この時、液面圧力バランス原理に基づいて、液体収集領域１４４における冷却液は、液戻し管１４２によって液戻し弁１２３を介して液体冷却モジュール１２０に入る。冷却液の高さがサーバーの要求を満たした後、液体冷却モジュール１２０をコネクタ１３０と接続して、改めて電力を供給して、正常に作動させることができる。
【００４９】
これで分かるように、本発明に係るモジュール化液体冷却式サーバーシャーシを利用して、他のサーバーに影響しないで、シングルサーバーをメンテナンスすることができ、そして、コンデンサーが液体冷却モジュールの外部に位置して、サーバーがコンデンサーにおける冷却剤に汚染されることを防止できる。
【００５０】
特に、冷却剤は冷却水でもよい。
【００５１】
図３は、本発明実施例２に係るモジュール化液体冷却式サーバーシャーシ２００の断面模式図であり、該シャーシ２００とシャーシ１００との同一の箇所について詳細な説明を控えるが、両者の相違点のみに対して具体的に説明する。
【００５２】
シャーシ２００において、図４に示すように、液体冷却モジュール２２０は、メンテナンスエンドキャップ２２４を更に備え、該メンテナンスエンドキャップ２２４が液体冷却モジュールの作動時に閉じる。このようにすれば、サーバーをメンテナンスする必要があれば、シャーシのカバーを開いて液体冷却モジュールを取り出す時に、冷却液の一部が漏れるが、該液体冷却モジュール２２０における冷却液のみが漏れ、他の液体冷却モジュールにおける冷却液又は冷却液ガスを失わない。
【００５３】
図３に示すように、シャーシ２００の循環部分は、第１冷却管２４５と、第２冷却管２４６とを備え、第１と第２冷却管２４５、２４６は何れもコンデンサー２４３１と外部熱交換装置に接続される。第１冷却管は、コンデンサー２４３１における熱い冷却剤を外部熱交換装置に輸送し、第２冷却管は外部熱交換装置における新たな冷却剤をコンデンサー２４３１に輸送して冷却剤の取り換えを実現する。
【００５４】
本発明において、熱交換装置は、シャーシ２００の外部に設けられるが、シャーシ２００自体も熱交換装置を含むことと理解できる。また、熱交換装置はあらゆるタイプ、例えば、乾式冷却器、冷却塔、又はビル冷水システムでもよい。
【００５５】
また、シャーシ２００は電力供給と制御システム２５０を更に備える。図３に示すように、電力供給と制御システム２５０は電源２５１とコントローラ２５２を備える。電源２５１はコネクタ２３０に接続され、コネクタ１３０によってシャーシ２００の各部材に電力を供給する。コントローラはシャーシの各部材に接続され、各部材を制御し、例えば、液体冷却モジュール２２０の各弁の開閉、及び液体冷却モジュール２２０の電源遮断及び改めて電力を供給することを制御することで、シャーシ２００の操作をより便利にすることができる。
【００５６】
好ましくは、図３に示すように、箱体２１０は、液体収集領域２４４と接続する液体充填弁２１１を更に含むことができる。該液体充填弁２１１が液体収集領域２４４に冷却液を補充でき、このようにすれば、シャーシを開いて冷却液を加えることを避けて、ユーザーの使用を便利にすることができる。
【００５７】
また、ある場合、サーバーで生じた蒸気が多すぎれば、タイムリーに冷却することができない。この時に、蒸気処理領域２４３内の圧力が上昇して、冷却効果に影響を与え、ひいては、コンデンサー２４３１を損なう可能性がある。そのため、蒸気処理領域１４３は、好ましくは、圧力リリーフ弁２４３２を含む。該圧力リリーフ弁２４３２によって、蒸気処理領域２４３に対して圧力リリーフを行って、圧力が高すぎることによる問題を避けることができる。
【００５８】
圧力リリーフによって排出されるガスは、外部環境に排出されるが、好ましくは、エアバッグ（図示せず）によってガスを回収し、回収されるガスを改めて冷却液に冷却し、その後、更に液体充填弁２１１によって冷却液を液体収集領域に改めて充填して再利用し、冷却液の使用率を向上させる。エアバッグもシャーシ内部に含まれることが可能であると理解できる。このような場合、エアバッグは冷却装置と接続され、又はその内部において冷却装置が設けられ、エアバッグにおけるガスが冷却液に冷却された後、別途設けられるパイプラインによって液体充填領域に輸送して再利用することができる。
【００５９】
図５は本発明実施例３に係るモジュール化液体冷却式サーバーシャーシ３００の断面模式図である。シャーシ３００と図２に示されるシャーシ２００との相違点はシャーシ３００の液体冷却モジュール３２０、蒸気処理領域３４３、及び液体収集領域３４４にはセンサが含まれることが可能である。それ以外、シャーシ３００の他の部分はシャーシ２００と同一であるため、詳細な説明を控える。
【００６０】
理解できるように、前記３つの部材のうち１つ又は複数の内にセンサを設けてもよい。本発明はこれについて制限しない。説明の便宜上、図４ではシャーシ３００の３つの部材の何れにもセンサが設けられ、それぞれ第１センサ３２５、第２センサ３４３３、第３センサ３４４１で示す。
【００６１】
それぞれコントローラ３５２に接続される第１、第２、及び第３センサ３２５、３４３３、３４４１は、あらゆるタイプのセンサでもよく、例えば、タッチ式の深さセンサ、圧力センサ等でもよい。そして、理解できるように、これらのセンサはシャーシの壁に設けられた非タッチ式センサでもよく、例えば、レーザーセンサ、赤外線センサ等でもよい。
【００６２】
第１センサ３２５は各液体冷却モジュール３２０内に設けられ、液体冷却モジュール３２０における冷却液の液面をモニタする。サーバーがメンテナンスを完成し、液体冷却モジュール３２０に改めて差し込まれた後、液体冷却モジュール３２０は改めて冷却液を充填する。第１センサ３２５が液体冷却モジュール３２０における冷却液の液面が第１閾値を超えることをモニタする場合、第１信号を出してコントローラ３５２に通知し、コントローラ３５２は信号に基づいて液戻し弁３２５を閉じるように制御して、冷却液の進入を止める。そして、第１センサ３２５が液体冷却モジュール３２０における液面が第２閾値よりも低くなることをモニタする場合、第２信号を出してコントローラ３５２に通知し、コントローラ３５２は信号に基づいて液戻し弁を開くように制御して、液体冷却モジュールに冷却液を補充する。このようにすれば、液体冷却モジュールにおける冷却液の液面を一定の範囲内に保持できる。第1及び第２閾値は、サーバーを冷却することに所要の冷却液の量に基づいて設定される。
【００６３】
第２センサ３４３３は蒸気処理領域３４３内に設けられ、蒸気処理領域３４３内のガス圧力をモニタする。ガス圧力が第３閾値を超える場合、第２のセンサ３４３３は第３信号を出してコントローラ３５２に通知し、コントローラは信号に基づいて圧力リリーフ弁３４３３を開くように制御して、蒸気処理領域３４３に対して圧力リリーフを行う。
【００６４】
第３センサ３４４１は液体収集領域３４４内に設けられ、液体収集領域３４４内の冷却液の液面をモニタする。液面が第４閾値以下に下がる場合、信号を出してコントローラ３５２に通知し、コントローラ３５２は該信号に基づいてアラーム信号を出し、冷却液を充填する必要があることを提示し、その後、液体充填弁３１１を介して冷却液を充填し、冷却液の不足による問題を避けることができる。
【００６５】
ここで、第３閾値と第４閾値は実際なニーズに応じて設置することが可能であり、本発明はこれについて具体的に制限しない。
【００６６】
上述したように、本発明の具体的な実施形態だけであるが、本発明の保護範囲はこれに限られておらず、当業者は、本発明により開示された技術範囲内において、様々な変化又は置き換えを容易に想到できる。これらは何れも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。従って、本発明の保護範囲は前記請求項の保護範囲に準じるべきである。
【符号の説明】
【００６７】
１００    モジュール化液体冷却式サーバーシャーシ
１１０    箱体
１２０    液体冷却モジュール
１２１    ハウジング
１２２    排気弁
１２３    液戻し弁
１３０    コネクタ
１４１    排気管
１４２    液戻し管
１４３    蒸気処理領域
１４４    液体収集領域
１４３１  コンデンサー
２００    モジュール化液体冷却式サーバーシャーシ
２１０    箱体
２１１    液体充填弁
２２０    液体冷却モジュール
２２１    ハウジング
２２２    排気弁
２２３    液戻し弁
２２４    メンテナンスエンドキャップ
２３０    コネクタ
２４１    排気管
２４２    液戻し管
２４３    蒸気処理領域
２４４    液体収集領域
２４５    第１冷却管
２４６    第２冷却管
２５０    電力供給と制御システム
２５１    電源
２５２    コントローラ
２４３１  コンデンサー
２４３２  圧力リリーフ弁
３００    モジュール化液体冷却式サーバーシャーシ
３１０    箱体
３１１    液体充填弁
３２０    液体冷却モジュール
３２２    排気弁
３２３    液戻し弁
３２５    第１センサ
３３０    コネクタ
３４１    排気管
３４２    液戻し管
３４３    蒸気処理領域
３４４    液体収集領域
３４５    第１冷却管
３４６    第２冷却管
３５０    電力供給と制御システム
３５１    電源
３５２    コントローラ
３４３１  コンデンサー
３４３２  圧力リリーフ弁
３４３３  第２センサ
３４４１  第３センサ
Ｇ        ガス領域
Ｌ        冷却液
Ｓ        サーバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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