Устройство непосредственного жидкостного охлаждения изделий вычислительной техники

Полезная модель относится к устройствам для охлаждения изделий электронной техники, в частности, к устройствам непосредственного жидкостного охлаждения изделий вычислительной техники.
Из уровня техники известны устройства для охлаждения изделий вычислительной техники, в которых отведение от электронных компонентов нагретой охлаждающей жидкости осуществляется за счет ее перелива из камеры резервуара, в которой они установлены, в секцию или камеру, где осуществляется его отведение в гидравлический узел.
Так, например, в охранных документах (RU 2645721 C2, опубл. 2018.02.28, ЕР 2932349 В1, опубл. 30.08.2017, ES 2642774 T3, опубл. 20.11.2017, JP 6228228 B2, опубл. 08.11.2017, МХ 353993 В, опубл. 07.02.2018, PL 2932349 T3, опубл. 28.02.2018, US 10405457 B2, опубл. 03.09.2019, US 10820446 B2, опубл. 27.10.2020, WO 2014109869 A1, опубл. 17.07.2014, МПК G12B 15/04, G06F 1/20, H05K 7/20) раскрывается устройство для охлаждения изделий вычислительной техники, предусматривающее их установку в корпус с охлаждающей жидкостью. Подача охлаждающей жидкости осуществляется через множество отверстий в распределительной перегородке, установленной параллельно днищу резервуара. Отбор нагретой охлаждающей жидкости осуществляется за счет ее перелива через боковую стенку резервуара во внешнюю переливную камеру, смонтированную на внешней стороне этой стенки в ее верхней части. Таким образом, корпус устройства в поперечном разрезе имеет прямоугольную форму с выступом в верхней части, образованным наружной переливной камерой. Охлаждающая жидкость из переливной камеры подается в гидравлический узел. Насосы смонтированы под переливной камерой, а теплообменники установлены на ее стенке.
Недостатком данного устройства является то, что переливная камера представляет собой отдельный составной элемент и монтируется на резервуар, в который устанавливают охлаждаемые изделия вычислительной техники, что усложняет конструкцию устройства. Кроме того, подача охлаждающей жидкости к распределительной перегородке осуществляется при помощи трубопроводов, частично размещенных в резервуаре, что затрудняет техническое обслуживание устройства.
В охранных документах (WO 2020183038 A1, опубл. 17.09.2020, МПК H05K 7/20) раскрывается устройство для охлаждения изделий вычислительной техники, предусматривающее их установку в корпус с охлаждающей жидкостью. Подача охлаждающей жидкости осуществляется через отверстия в распределительной перегородке, установленной параллельно днищу резервуара. Отбор нагретой охлаждающей жидкости осуществляется за счет ее перелива через боковые стенки резервуара в переливные секции, представляющие собой выступающие части резервуара. Таким образом, резервуар в поперечном разрезе имеет прямоугольную форму с двумя симметричными выступами в верхней части, а торцевые стенки имеют Т-образную форму. Охлаждающая жидкость из переливных камер подается в гидравлический узел, который выполнен в виде отдельного модуля и установлен внутри резервуара вплотную к одной из его торцевых стенок.
Недостатком данного устройства является расположение гидравлического узла внутри резервуара, что усложняет техническое обслуживание устройства и увеличивает объем резервуара. Кроме того, в данном охранном документе недостаточно детально раскрывается, как именно выполнены выступы. Исходя из приведенного описания можно предположить, что выступы состоят из нескольких составных частей, что усложняет конструкцию известного устройства.
Задачей полезной модели является создание практичного устройства охлаждения изделий вычислительной техники.
Технический результат полезной модели заключается в уменьшении объема резервуара, упрощении технического обслуживания и повышении удобства эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что устройство непосредственного жидкостного охлаждения изделий вычислительной техники состоит из корпуса, включающего гидравлический узел и резервуар с крышкой, предназначенный для заполнения охлаждающей жидкостью, имеющий прямоугольную форму в нижней части и два ступенчатых выступа в верхней части, с распределительной перегородкой с отверстиями, установленной параллельно днищу, разделяющей резервуар на нижнюю распределительную камеру и верхнюю камеру, с двумя перегородками, которые не доходят до уровня верхнего края резервуара и на которых смонтированы крепежные изделия для установки и фиксации изделий вычислительной техники внутри верхней камеры резервуара, согласно полезной модели, глубина и высота первого выступа, образованного дважды изогнутой верхней частью передней стенки резервуара, больше, чем глубина и высота второго выступа, образованного дважды изогнутой верхней частью задней стенки резервуара, первая перегородка установлена вертикально вдоль контура первого изгиба передней стенки, продолжается выше уровня первого изгиба задней стенки и отделяет полость первого выступа от внутреннего объема резервуара с образованием переливной секции, а вторая перегородка установлена вертикально вдоль контура первого изгиба задней стенки, продолжается до уровня верхнего края первой перегородки и отделяет полость второго выступа с образованием секции для установки датчика уровня охлаждающей жидкости, в верхней части первого выступа выше уровня верхнего края первой перегородки выполнены прямоугольные отверстия, предназначенные для установки универсальных коммуникационных патч-панелей, а под этими отверстиями на внутренней стороне первого выступа выше уровня верхнего края первой перегородки установлен блок распределения питания, и на внутренней стороне вертикальной грани второго выступа выше уровня верхнего края второй перегородки смонтирован кабель-органайзер, гидравлический узел установлен снаружи резервуара под горизонтальной гранью первого выступа и сообщен с переливной секцией посредством выпускных отверстий, выполненных на горизонтальной грани первого выступа, и нижней распределительной камерой посредством впускных отверстий, выполненных на днище резервуара.
На чертеже показан поперечный разрез резервуара предлагаемого устройства.
Устройство непосредственного жидкостного охлаждения изделий вычислительной техники представляет собой корпус, состоящий из резервуара 1 с крышкой (на чертеже не показана) и гидравлического узла (на чертеже не показан), смонтированных в общем каркасе.
Резервуар 1 выполнен с возможностью заполнения охлаждающей жидкостью. Резервуар 1 выполнен прямоугольным в нижней части и имеет два несимметричных ступенчатых выступа 2 и 3 в верхней части, образованные передней и задней стенками.
Передняя стенка резервуара 1 в верхней части дважды изогнута под прямым углом с образованием первого выступа 2, а задняя стенка в верхней части дважды изогнута под прямым углом с образованием второго выступа 3. Высота первого выступа 2 от верхнего края резервуара и его глубина больше, чем высота второго выступа 3 от верхнего края резервуара и его глубина. Таким образом, торцевые стенки имеют асимметричную Т-образную форму.
Вдоль контура первого изгиба передней стенки вертикально установлена первая перегородка 4, продолжающаяся выше уровня первого изгиба задней стенки, но не доходящая до уровня верхнего края резервуара. Первая перегородка 4 отделяет полость первого выступа 2 от внутреннего объема резервуара с образованием переливной секции 5.
В верхней части первого выступа 2 выше уровня верхнего края первой перегородки 4 выполнены прямоугольные отверстия 6, которые предназначены для установки универсальных коммуникационных патч-панелей. Под отверстиями 6 на внутренней стороне первого выступа 2 выше уровня верхнего края первой перегородки 4 установлен блок распределения питания 7.
На горизонтальной грани первого выступа 2 выполнены выпускные отверстия для отведения нагретой охлаждающей жидкости из переливной секции 5 в гидравлический узел.
Вдоль контура первого изгиба задней стенки вертикально установлена вторая перегородка 8, продолжающаяся до уровня верхнего края первой перегородки 4. Вторая перегородка 8 отделяет полость второго выступа 3 с образованием секции для установки датчика уровня охлаждающей жидкости.
На внутренней стороне вертикальной грани второго выступа 3 выше уровня верхнего края второй перегородки 4 смонтирован кабель-органайзер 9.
В нижней части резервуара параллельно его днищу установлена распределительная перегородка 10, разделяющая внутренний объем резервуара 1 на нижнюю распределительную камеру 11 и верхнюю камеру 12. На распределительной перегородке 10 выполнены отверстия для подачи охлаждающей жидкости из нижней распределительной камеры 11 в верхнюю камеру 12. Эти отверстия расположены таким образом, чтобы при установке над ними изделий вычислительной техники центры ортогональных проекций нагревающихся электронных компонентов на поверхность распределительной перегородки 10 совпадали с центрами этих отверстий, причем диаметр каждого такого отверстия пропорционален мощности тепловыделения того электронного компонента, на ортогональной проекции которого это отверстие расположено. Нижняя распределительная камера 11 выполняет роль распределительного коллектора для организации пропорциональной подачи охлаждающей жидкости к электронным компонентам через отверстия на распределительной перегородке 10, служит для выравнивания давления по всей поверхности распределительной перегородки 10. На днище резервуара выполнены впускные отверстия для подачи охлаждающей жидкости из гидравлического узла в нижнюю распределительную камеру 11.
Первая и вторая перегородки 4 и 8 снабжены крепежными изделиями для установки и фиксации изделий вычислительной техники в верхней камере 12 резервуара 1.
Под горизонтальной гранью первого выступа 2 снаружи резервуара 1 смонтирован гидравлический узел, который сообщен с переливной секцией посредством выпускных отверстий, выполненных на горизонтальной грани первого выступа 2, и нижней распределительной камерой 11 посредством впускных отверстий, выполненных на днище резервуара.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Изделия вычислительной техники устанавливают внутри резервуара 1 и фиксируют при помощи крепежных изделий, выполненных на первой и второй перегородках 4 и 8.
Охлаждающая жидкость при помощи насосов гидравлического узла через впускные отверстия, выполненные на днище резервуара, подается в нижнюю распределительную камеру 11, затем через отверстия, выполненные на распределительной перегородке 10, поступает в верхнюю камеру 12 и заполняет ее до уровня перелива через первую перегородку 4. Охлаждающая жидкость переливается через первую перегородку 4 в переливную секцию 5, а затем через выпускные отверстия, выполненные на горизонтальной грани первого выступа 2, отводится из переливной секции 5 в гидравлический узел. Охлажденная в гидравлическом узле охлаждающая жидкость подается через впускные отверстия, выполненные на днище резервуара, обратно в нижнюю распределительную камеру 11.
В качестве охлаждающей жидкости используются синтетические или натуральные масла.
Упрощение технического обслуживания и повышение удобства эксплуатации предлагаемого устройства достигается за счет расположения гидравлического узла снаружи резервуара под первым выступом, на вертикальной грани которого также расположен блок распределения питания и предполагаются к установке универсальные коммуникационные патч-панели. Такое расположение составных частей облегчает и упрощает доступ к ним во время технического обслуживания и работы устройства, а также позволяет уменьшить общий объем резервуара.