СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
COOLING SYSTEM FOR COMPUTING DEVICES

Настоящее изобретение относится к системе охлаждения для вычислительных устройств, по меньшей мере частично погружаемых в бак ванны охлаждения.
Предпосылки создания изобретения
В предшествующем уровне техники известны системы охлаждения для вычислительных устройств, которые включают в себя бак ванны охлаждения, чтобы охлаждать упомянутые вычислительные устройства с использованием охлаждающей текучей среды, в которую погружаются упомянутые устройства. Кроме того, эти системы охлаждения имеют теплообменник и гидравлический насос, которые размещаются внутри бака и находятся в контакте с охлаждающей текучей средой.
Документ CN108323118 описывает бак ванны охлаждения, который имеет два отдельных пространства: первое пространство для электронных устройств и второе пространство, содержащее теплообменник и гидравлический насос. Два пространства совместно используют одну и ту же охлаждающую текучую среду. Это имеет недостаток необходимости полного слива из второго пространства в охлаждающем баке охлаждающей текучей среды, чтобы обеспечивать возможность выполнения задач по техобслуживанию компонентов, размещаемых внутри упомянутого пространства.
Кроме того, документ CN108323118 описывает то, как охлаждающая текучая среда во втором пространстве в баке может вытекать из первого пространства в баке во второе пространство в баке через впускное отверстие для текучей среды, расположенное в верхней части охлаждающего бака. Следовательно, после того как охлаждающая текучая среда охладила вычислительные устройства в первом пространстве в баке, упомянутая охлаждающая текучая среда втекает во второе пространство, подлежащее охлаждению. Как описано, второе пространство в баке включает в себя теплообменник и гидравлический насос со всасывающим патрубком для охлаждающей текучей среды, который сообщается с первым пространством в баке через выпускное отверстие для текучей среды, расположенное в нижней части первого пространства в баке, тем самым обеспечивая возможность охлаждающей текучей среде вытекать из второго пространства в баке в первое пространство в баке после того, как охлаждающая текучая среда охлаждена.
Тот факт, что теплообменник расположен внутри второго пространства в баке в контакте с охлаждающей текучей средой, имеет такой недостаток, что любой жидкий холодильный агент охлаждающей текучей среды, который утекает, затем втекает в охлаждающий бак.
Следовательно, имеется явная потребность в получении системы охлаждения, которая предоставляет возможность пользователю легко и просто выполнять задачи по техобслуживанию теплообменника и гидравлического насоса без необходимости сливать охлаждающую текучую среду из бака охлаждения. Кроме того, в случае утечки, эта система охлаждения должна предотвращать втекание жидкого холодильного агента охлаждающей текучей среды в бак ванны охлаждения, содержащий охлаждающую текучую среду.
Описание изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении системы охлаждения для вычислительных устройств, которая разрешает вышеуказанные недостатки и предоставляет преимущества, описанные ниже.
Для достижения этой цели и согласно первому аспекту настоящее изобретение предоставляет систему охлаждения для погружных вычислительных устройств, содержащую:
- бак ванны охлаждения, который содержит охлаждающую текучую среду, которая протекает через его внутреннюю часть из по меньшей мере одного выпускного отверстия в по меньшей мере одно впускное отверстие, при этом бак ванны охлаждения выполнен и расположен обеспечивающим возможность вставки в него по меньшей мере первой части вычислительного устройства, подлежащего охлаждению, причем упомянутое вычислительное устройство по меньшей мере частично погружается в охлаждающую текучую среду, содержащуюся в нем, и
- по меньшей мере один охлаждающий блок, выполненный с возможностью собирать и охлаждать охлаждающую текучую среду, вытекающую из упомянутого по меньшей мере одного впускного отверстия, и возвращать охлаждающую текучую среду, после охлаждения, через упомянутое по меньшей мере одно выпускное отверстие в бак ванны охлаждения.
Система охлаждения согласно настоящему изобретению отличается тем, что упомянутый по меньшей мере один охлаждающий блок выполнен с возможностью вставляться в бак ванны охлаждения, являясь по меньшей мере частично погруженным в охлаждающую текучую среду, содержащуюся в нем, и извлекаться из него.
Согласно настоящему изобретению, пользователь системы охлаждения может вставлять и/или извлекать охлаждающий блок из бака ванны охлаждения для выполнения работы по техобслуживанию компонентов упомянутого блока без необходимости сливать охлаждающую текучую среду из бака ванны охлаждения. Кроме того, во время техобслуживания неисправного охлаждающего блока, пользователь может легко заменять этот охлаждающий блок другим, обеспечивая возможность баку ванны охлаждения продолжать работу.
Согласно одному варианту осуществления, охлаждающий блок включает в себя корпус с выступами, выполненными и расположенными с возможностью поддерживаться по меньшей мере опорами, выступающими внутрь от внутренних стенок бака ванны охлаждения, когда охлаждающий блок вставляется в бак ванны охлаждения.
Выступы из корпуса охлаждающего блока в силу этого расположены поверх опор внутренних стенок бака ванны охлаждения, обеспечивая простую вставку и/или извлечение охлаждающего блока из бака ванны охлаждения. Кроме того, выступы и опоры обеспечивают возможность простой и удобной поддержки охлаждающего блока.
Корпус является практически симметричным относительно поперечной оси и плотно прилегает по периметру внутренней секции бака ванны охлаждения. Преимущественно, этот корпус имеет два практически симметричных выступа, размещаемых на противоположных сторонах корпуса поверх опор двух противоположных стенок бака ванны охлаждения.
Предпочтительно, опоры представляют собой опоры, простирающиеся продольно вдоль упомянутых внутренних стенок бака ванны.
Поскольку опоры простираются продольно вдоль внутренних стенок бака ванны охлаждения, охлаждающий блок может быть размещен в любом положении вдоль внутренней части бака ванны охлаждения, в зависимости от требований пользователя. Например, когда бак ванны охлаждения транспортируется, охлаждающий блок может располагаться в центральной части бака, так что центр тяжести узла может находиться в упомянутой центральной части.
Преимущественно, опоры внутренних стенок бака ванны охлаждения выступают наружу.
Согласно альтернативному варианту осуществления, опоры также используются для поддержки выступов из вычислительного устройства, подлежащего охлаждению, которое выполнено с возможностью вставляться в бак ванны охлаждения и извлекаться из него.
Согласно одному варианту осуществления, корпус имеет первый отсек и второй отсек, которые гидравлически изолируются друг от друга, при этом первый отсек имеет впускное отверстие, позволяющее охлаждающей текучей среде, выходящей из упомянутого по меньшей мере одного выпускного отверстия в баке ванны охлаждения, поступать в упомянутый первый отсек.
Первый отсек корпуса в силу этого выполнен с возможностью принимать охлаждающую текучую среду после того, как температура упомянутой текучей среды увеличилась после охлаждения вычислительных устройств. Кроме того, этот первый отсек транспортирует охлаждающую текучую среду после того, как её температура опустилась, в бак ванны охлаждения, чтобы охлаждать вычислительные устройства. Таким образом, охлаждающая текучая среда остается в баке ванны охлаждения, поддерживая в нем постоянный объем.
Согласно одному варианту осуществления, охлаждающая текучая среда поступает в бак ванны охлаждения через нижнюю часть упомянутого бака через распределительную стенку, размещенную параллельно основанию упомянутого бака ванны охлаждения. Это создает распределяемый объем, в котором накапливается охлаждающая текучая среда. Охлаждающая текучая среда поступает в упомянутый бак через отверстия в распределительной стенке и транспортируется к вычислительным устройствам. Эта распределительная стенка имеет по меньшей мере один механизм, функционально соединенный со сливным клапаном охлаждающего блока, обеспечивающий возможность охлажденной охлаждающей текучей среде поступать в упомянутый распределяемый объем.
Предпочтительно, первый отсек вмещает гидравлический насос, который погружается в охлаждающую текучую среду, которая поступает через впускное отверстие первого отсека, и который выполнен и расположен с возможностью перекачивать упомянутую охлаждающую текучую среду во впускное отверстие первого контура теплообменника, который размещен в упомянутом втором отсеке и выполнен с возможностью охлаждать охлаждающую текучую среду, протекающую через первый контур.
Гидравлический насос затем перекачивает охлаждающую текучую среду, подлежащую охлаждению жидким холодильным агентом, протекающим через второй контур теплообменника, в первом отсеке в первый контур теплообменника.
Необязательно, первый отсек может размещать более одного гидравлического насоса, выполненного с возможностью активироваться в случае отказа одного из гидравлических насосов. Это обеспечивает возможность системе охлаждения продолжать работу, если отказывает один из гидравлических насосов.
Предпочтительно, двигатель гидравлического насоса, погруженного в охлаждающую текучую среду, располагается в нижней части первого отсека корпуса.
Также предпочтительно, жидкий холодильный агент, протекающий через второй контур теплообменника, представляет собой воду с температурой ниже температуры охлаждающей текучей среды. Тем не менее в настоящем изобретении может использоваться другой тип текучей среды, имеющей те же самые физические характеристики и обеспечивающей возможность охлаждения охлаждающей текучей среды.
Согласно одному варианту осуществления, первый отсек имеет первый подотсек и второй подотсек, при этом первый подотсек имеет впускное отверстие, обеспечивающее поступление в него охлаждающей текучей среды, и при этом первый контур теплообменника имеет по меньшей мере одно выпускное отверстие для охлаждающей текучей среды, размещенное во втором подотсеке.
Это обеспечивает возможность охлаждающей текучей среде, поступающей из теплообменника, протекать через второй подотсек, предпочтительно расположенный в нижней части корпуса охлаждающего блока, перед вытеканием из выпускного отверстия в бак ванны охлаждения.
Предпочтительно, первый и второй подотсеки сообщаются друг с другом через сквозное отверстие, которое выполнено и расположено обеспечивающим возможность части гидравлического насоса проходить из первого подотсека во второй подотсек, так что упомянутая часть гидравлического насоса размещается во втором подотсеке.
Это означает то, что первый и второй подотсеки находятся в сообщении, обеспечивая прохождение гидравлического насоса, так что часть упомянутого насоса размещается в первом подотсеке, а другая часть размещается во втором подотсеке.
Преимущественно, сквозное отверстие имеет перемещаемую деталь, выполненную перемещаемой между:
- рабочим положением, в котором упомянутая деталь поддерживает часть гидравлического насоса, которая прошла через сквозное отверстие, и в котором упомянутая перемещаемая деталь расположена во втором подотсеке вместе с нижней частью гидравлического насоса, и
- положением блокировки, в котором упомянутая деталь закрывает сквозное отверстие, которое является адаптируемым, когда гидравлический насос не поддерживается.
Перемещаемая деталь в силу этого обеспечивает возможность части гидравлического насоса проходить во второй подотсек, подлежащий охлаждению. Когда упомянутый гидравлический насос извлекается, например, для техобслуживания, перемещаемая деталь перемещается, предотвращая втекание текучей среды во втором подотсеке в первый подотсек, или наоборот, через сквозное отверстие.
Также преимущественно, сквозное отверстие имеет (уплотняющую) прокладку вокруг своего внутреннего периметра, которая предотвращает протекание охлаждающей текучей среды между первым подотсеком и вторым подотсеком при нахождении в контакте с перемещаемой деталью, когда упомянутая деталь находится в положении блокировки, либо при нахождении в контакте с внешним периметром гидравлического насоса, когда перемещаемая деталь находится в рабочем положении.
Прокладка таким образом предотвращает вытекание охлаждающей текучей среды из второго подотсека в первый подотсек, или наоборот, поскольку эта прокладка остается в контакте с перемещаемой деталью, когда упомянутая перемещаемая деталь находится в положении блокировки. Кроме того, когда перемещаемая деталь находится в рабочем положении, внешний периметр прокладки находится в контакте с внешним периметром гидравлического насоса, предотвращая вытекание текучей среды из второго подотсека в первый подотсек, или наоборот.
Предпочтительно, второй подотсек включает в себя отклонитель, размещаемый с возможностью направлять охлаждающую текучую среду, поступающую из выпускного отверстия, к части гидравлического насоса, размещенной во втором подотсеке, таким образом, что охлаждающая текучая среда поступает в термоконтакт с внешней стороной части гидравлического насоса, чтобы охлаждать её.
Отклонитель таким образом обеспечивает возможность направлять охлаждающую текучую среду, поступающую из выпускного отверстия, для охлаждения части гидравлического насоса, размещенной во втором подотсеке.
Преимущественно, гидравлический насос включает в себя верхнюю часть гидравлического насоса, которая размещается в первом подотсеке и которая включает в себя всасывающий патрубок для охлаждающей текучей среды в первом подотсеке, и нижнюю часть гидравлического насоса, подлежащую охлаждению, которая размещается во втором подотсеке.
Охлаждающая текучая среда, поступающая из теплообменника, затем охлаждает нижнюю часть гидравлического насоса в первом подотсеке перед вытеканием из выпускного отверстия в бак ванны охлаждения.
Согласно одному варианту осуществления, нижняя часть гидравлического насоса включает в себя двигатель, который расположен во втором подотсеке, подлежащий охлаждению охлаждающей текучей средой в нем.
Предпочтительно, впускное отверстие первого отсека расположено в верхней области корпуса, который расположен таким образом, что охлаждающая текучая среда переливается в упомянутое впускное отверстие после того, как охлаждающий блок вставлен в бак ванны охлаждения.
Таким образом, когда система охлаждения используется, охлаждающая текучая среда, поступающая из бака ванны охлаждения, поступает в охлаждающий блок через впускное отверстие, расположенное в верхней области корпуса. Охлаждающая текучая среда переливается через переливную стенку, размещаемую в баке ванны охлаждения, достигая этого местоположения и впускного отверстия охлаждающего блока.
Согласно одному варианту осуществления, бак ванны охлаждения имеет первый вспомогательный бак и второй вспомогательный бак, которые гидравлически изолированы друг от друга, при этом упомянутый первый вспомогательный бак размещен внутри упомянутого второго вспомогательного бака и выполнен с возможностью принимать по меньшей мере упомянутый по меньшей мере один охлаждающий блок и по меньшей мере упомянутую первую часть по меньшей мере упомянутого вычислительного устройства.
Предпочтительно, первый вспомогательный бак стыкуется со вторым вспомогательным баком и имеет внешний объем, который меньше внутреннего объема второго вспомогательного бака, тем самым формируя объем разделения между первым вспомогательным баком и вторым вспомогательным баком.
Бак ванны охлаждения таким образом разделен на два вспомогательных бака с объемом разделения между двумя вспомогательными баками. Первый вспомогательный бак содержит охлаждающую текучую среду, в которую погружаются вычислительные устройства и охлаждающий блок. Второй вспомогательный бак действует в качестве внешнего корпуса для бака ванны охлаждения. Объем разделения между двумя вспомогательными баками гидравлически изолирован от первого вспомогательного бака, тем самым действуя в качестве теплоизолятора для охлаждающей текучей среды в первом вспомогательном баке ванны охлаждения.
Необязательно, объем разделения между вспомогательными баками содержит теплоизолятор, например, минеральную вату или стекловату, уменьшающий перенос тепла, накопленного охлаждающей текучей среды в первом вспомогательном баке, за пределы бака ванны охлаждения.
Согласно одному варианту осуществления, объем разделения находится в сообщении по текучей среде с проходом для утечек второго отсека корпуса, чтобы сливать в неё любые утечки текучей среды, тем самым предотвращая поступление таких утечек текучей среды в первый вспомогательный бак.
Проход для утечек в силу этого гарантирует, что утечка текучей среды втекает в первый вспомогательный бак, тем самым предотвращая поступление утечки текучей среды в контакт с вычислительными устройствами и вызывание повреждения. Кроме того, охлаждающая текучая среда не разбавляется за счет утечки текучей среды, которая может вызывать неправильное функционирование системы охлаждения. Альтернативно, утечка текучей среды сливается за пределы бака ванны охлаждения через проход для утечек, которая сообщается с пространством снаружи от него.
Утечка текучей среды может представлять собой жидкий холодильный агент из второго контура теплообменника. Предпочтительно, жидкий холодильный агент представляет собой воду с температурой ниже температуры охлаждающей текучей среды. Тем не менее, в настоящем изобретении может использоваться другой тип текучей среды, имеющей те же самые физические характеристики и обеспечивающей возможность охлаждения охлаждающей текучей среды.
Согласно одному варианту осуществления, система охлаждения имеет транспортировочное средство, выполненное и расположенное с возможностью перемещать по меньшей мере одно вычислительное устройство или один охлаждающий блок из положения погружения в положение техобслуживания и наоборот.
Система охлаждения в силу этого имеет транспортировочное средство, помогающее пользователю вставлять и извлекать вычислительные устройства или охлаждающие блоки из бака ванны охлаждения, например, для техобслуживания или замены.
Предпочтительно, бак ванны охлаждения включает в себя транспортировочные направляющие, размещаемые продольно на по меньшей мере одной внешней поверхности по меньшей мере одной периметровой стенки упомянутого бака, и при этом транспортировочное средство включает в себя перемещаемый транспортер, соединенный направляемым образом с транспортировочными направляющими, обеспечивающими возможность продольного перемещения в обоих направлениях вдоль упомянутых направляющих в упомянутое положение вычислительного устройства или охлаждающего блока, подлежащих перемещению.
Эти транспортировочные направляющие обеспечивают возможность перемещаемому транспортеру располагаться выше вычислительного устройства или транспортировочного блока, чтобы перемещать его. Кроме того, транспортировочные направляющие обеспечивают возможность перемещаемому транспортеру перемещаться в обоих направлениях в продольном направлении, перемещая вычислительное устройство или охлаждающий блок, когда они находятся в положении для техобслуживания.
Согласно одному варианту осуществления, транспортировочные направляющие размещаются на противоположных стенках бака ванны охлаждения таким образом, что, в зависимости от требуемого положения системы охлаждения, перемещаемый транспортер может соединяться направляемым образом с самой подходящей для пользователя стенкой бака.
Необязательно, транспортировочные направляющие расположены таким образом, что, когда множество систем охлаждения расположено в линию, эти транспортировочные направляющие функционально соединены с транспортировочными направляющими смежных систем охлаждения, так что единственный перемещаемый транспортер может использоваться для множества систем охлаждения, расположенных в линию.
Согласно одному варианту осуществления, бак ванны охлаждения имеет транспортировочные направляющие на по меньшей мере двух взаимно перпендикулярных поверхностях упомянутого бака, так что упомянутый перемещаемый транспортер может перемещаться вдоль обеих транспортировочных направляющих путем выполнения поворота на 90°.
Предпочтительно, перемещаемый транспортер включает в себя средство подъема/опускания, выполненное с возможностью съемно стыковаться с вычислительным устройством или охлаждающим блоком, подлежащим перемещению, и перемещать его вверх или вниз в направлении Z, ортогональном упомянутому продольному направлению, транспортируя его из положения погружения в упомянутое положение техобслуживания и наоборот. Преимущественно, средство подъема/опускания включает в себя кабель, который является съемно соединяемым с вычислительным устройством или охлаждающим блоком, подлежащим перемещению, и который функционально соединяется с упомянутым средством приведения в действие, чтобы выполнять его упомянутое перемещение с подъемом или опусканием. Альтернативно, это средство подъема включает в себя жесткий элемент для активного перемещения вычислительного устройства или охлаждающего блока, подлежащего перемещению, чтобы выполнять его упомянутое перемещение вверх или вниз.
Это обеспечивает возможность перемещаемому транспортеру перемещать вычислительное устройство или охлаждающий блок из положения погружения в положение техобслуживания и наоборот, легко и просто для пользователя.
Необязательно, средство подъема/опускания выполнено с возможностью съемно стыковаться со стыкующими элементами, расположенными на вычислительном устройстве или охлаждающем блоке, подлежащем перемещению, и перемещать его вверх или вниз.
Согласно одному варианту осуществления, средство подъема/опускания включает в себя удерживающие элементы, выполненные с возможностью съемным образом стыковать вычислительные устройства с баком ванны охлаждения. Предпочтительно, удерживающие элементы выполнены таким образом, что, когда средство подъема/опускания состыковано с упомянутыми стыкующими элементами, удерживающие элементы находятся в положении, в котором вычислительное устройство отсоединено от части бака ванны охлаждения. Тем не менее, когда средство подъема/опускания не состыковано с упомянутым стыкующим элементом, удерживающие элементы находятся в положении, в которой вычислительное устройство соединено с частью бака ванны охлаждения.
Средство подъема/опускания таким образом обеспечивает простую вставку и извлечение вычислительных устройств и, в свою очередь, гарантирует то, что вычислительные устройства не могут перемещаться свободно внутри бака ванны охлаждения, когда бак ванны охлаждения перемещается.
Краткое описание фигур
Прилагаемые схематичные чертежи показывают практический вариант осуществления и предоставлены в качестве неограничивающего примера, помогающего в понимании вышеизложенного.
Фиг. 1 является видом в перспективе варианта осуществления системы охлаждения.
Фиг. 2 является видом в перспективе в разрезе варианта осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, в котором система охлаждения имеет вычислительное устройство и охлаждающий блок в баке ванны охлаждения.
Фиг. 3 является видом в вертикальном разрезе варианта осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1.
Фиг. 4 является видом в перспективе в разрезе охлаждающего блока по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1. Для большей наглядности стенки второго отсека корпуса не показаны.
Фиг. 5 является видом в перспективе в разрезе охлаждающего блока по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1.
Фиг. 6 является подробным видом области второго отсека корпуса по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1.
Фиг. 7 является подробным видом второго подотсека корпуса по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, в котором сливной клапан первого подотсека открыт.
Фиг. 8 является подробным видом второго подотсека корпуса по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, в котором сливной клапан первого подотсека закрыт.
Фиг. 9 является подробным видом второго подотсека корпуса по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, в котором обе перемещаемые детали находятся в положении блокировки.
Фиг. 10 является подробным видом второго подотсека корпуса варианта осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, в котором одна из перемещаемых деталей находится в промежуточном положении между положением блокировки и рабочим положением, а другая перемещаемая деталь находится в положении блокировки.
Фиг. 11 является подробным видом нижней области бака ванны охлаждения по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, показывающим охлаждающий блок, отсоединенный от распределителя бака ванны охлаждения.
Фиг. 12 является подробным видом нижней области бака ванны охлаждения по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, показывающим охлаждающий блок, соединенный с распределителем бака ванны охлаждения.
Фиг. 13 является подробным видом верхней области бака ванны охлаждения по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, показывающим переливной трубопровод для охлаждающей текучей среды.
Фиг. 14 является подробным видом стыкующих элементов по варианту осуществления системы охлаждения, показанной на фиг. 1, показывающим эти стыкующие элементы, расположенные в вычислительном устройстве и в охлаждающем блоке.
Фиг. 15a является подробным видом удерживающих элементов в положении, в котором вычислительное устройство отсоединено от части бака ванны охлаждения.
Фиг. 15b является подробным видом удерживающих элементов в положении, в котором вычислительное устройство соединено с частью бака ванны охлаждения.
Фиг. 16 является видом в перспективе системы охлаждения согласно второму варианту осуществления, в котором система охлаждения включает в себя транспортировочное средство.
Фиг. 17 является видом в перспективе системы охлаждения, показанной на фиг. 16, в котором множество систем охлаждения расположено в линию.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Со ссылкой на фиг. 1-17 ниже описываются два предпочтительных варианта осуществления системы 1 охлаждения для вычислительных устройств 6 согласно настоящему изобретению.
Первый предпочтительный вариант осуществления относится к фиг. 1-15. В этом первом варианте осуществления система 1 охлаждения не включает в себя транспортировочные направляющие 13 для присоединения перемещаемого транспортера 12, который обеспечивает подъем/опускание вычислительных устройств 6 или охлаждающих блоков 5.
Второй предпочтительный вариант осуществления относится к фиг. 16 и 17. В этом втором варианте осуществления система 1 охлаждения включает в себя транспортировочные направляющие 13 для присоединения перемещаемого транспортера 12, который обеспечивает подъем/опускание вычислительных устройств 6 или охлаждающих блоков 5. Кроме того, как показано на фиг. 17, четыре системы 1 охлаждения расположены в линию таким образом, что транспортировочные направляющие 13 расположены обеспечивающими возможность перемещаемому транспортеру 12 перемещаться вдоль упомянутых направляющих, так что единственный перемещаемый транспортер 12 может поднимать/опускать вычислительные устройства 6 или охлаждающие блоки 5 четырех систем 1 охлаждения.
Варианты осуществления системы 1 охлаждения, описанные ниже, включают в себя охлаждающий блок 5 и вычислительное устройство 6, размещаемые в баке 3 ванны охлаждения. Тем не менее, эти системы 1 охлаждения могут включать в себя более одного охлаждающего блока 5 и более одного вычислительного устройства 6, в зависимости от требований пользователя. Кроме того, охлаждающая текучая среда, используемая в этих вариантах осуществления, представляет собой диэлектрическую текучую среду. Однако, могут использоваться другие типы текучей среды, имеющей физические характеристики, подобные физическим характеристикам диэлектрической текучей среды. Жидкий холодильный агент охлаждающей текучей среды, используемой в описанных вариантах осуществления, представляет собой воду. Однако могут использоваться другие типы текучей среды, имеющей физические характеристики, подобные физическим характеристикам воды. Кроме того, в описанных вариантах осуществления, охлаждающий блок 5 включает в себя два гидравлических насоса 11, один из которых может работать в случае отказа основного гидравлического насоса 11. Однако охлаждающий блок 5 может включать в себя единственный гидравлический насос 11 для корректной работы.
В первом предпочтительном варианте осуществления, как показано на фиг. 1, система 1 охлаждения имеет практически параллелепипедную форму и включает в себя бак 3 ванны охлаждения с крышкой 2 в верхней части, которая предоставляется для обеспечения возможности пользователю осуществлять доступ к вычислительным устройствам 6 и охлаждающему блоку 5. Крышка 2 шарнирно присоединена на одной из внешних продольных стенок бака 3 ванны охлаждения, обеспечивать возможность пользователю использовать две рукоятки 4, расположенные на периметре крышки 2, для поворота крышки 2, чтобы осуществлять доступ к внутренней части бака 3 ванны охлаждения. Кроме того, крышка 2 имеет замок 10, предотвращающий доступ неавторизованных пользователей к внутренней части бака 3. Кроме того, крышка 2 выполнена с возможностью защищать вычислительные устройства 6, охлаждающий блок 5 и охлаждающую текучую среду от повреждения и источников опасностей снаружи системы 1 охлаждения (см. фиг. 1).
Бак 3 ванны охлаждения имеет две камеры 8, расположенные на его внешних продольных стенках, размещающие, например, электрические кабели, обеспечивающие связь между вычислительными устройствами 6, или источники питания, подающие электричество в вычислительные устройства 6. Эти камеры 8 имеют замки 9, предотвращающие доступ неавторизованных пользователей к внутренней части камер 8 (см. фиг. 1).
Как показано на фиг. 2, бак 3 ванны охлаждения имеет первый вспомогательный бак 3a, в котором охлаждающий блок 5 и вычислительное устройство погружаются в охлаждающую текучую среду, и второй вспомогательный бак 3b, расположенный снаружи первого вспомогательного бака 3a. Первый вспомогательный бак 3a и второй вспомогательный бак 3b стыкуются друг с другом, но разделяются таким образом, что внешний объем первого вспомогательного бака 3a меньше внутреннего объема второго вспомогательного бака 3b. Разделение между двумя вспомогательными баками 3a, 3b формирует объем 14 разделения.
Первый и второй вспомогательные баки 3a, 3b гидравлически изолируются друг от друга, так что охлаждающая текучая среда в первом вспомогательном баке 3a не может поступать во второй вспомогательный бак 3b за исключением случаев, когда первый вспомогательный бак 3a трескается/разрушается (см. фиг. 3).
Объем 14 разделения действует в качестве изолятора, уменьшающего перенос тепла, накопленного охлаждающей текучей средой в первом вспомогательном баке 3a, за пределы бака 3 ванны охлаждения и в силу этого в помещение, содержащее систему 1 охлаждения (см. фиг. 3).
В описанном варианте осуществления объем 14 разделения содержит датчики (не показаны), обнаруживающие утечки текучей среды, например, утечки охлаждающей текучей среды в первом вспомогательном баке 3a.
В альтернативном варианте осуществления, который не описывается, объем 14 разделения может содержать теплоизоляцию, например, минеральную вату или стекловату, уменьшающую перенос тепла, накопленного охлаждающей текучей средой в первом вспомогательном баке 3a, наружу бака 3 ванны охлаждения.
Как показано на фиг. 2 и 3, первый вспомогательный бак 3a имеет распределительные стенки 15, расположенные в нижней области внутренней части первого вспомогательного бака 3a параллельно его нижней стенке 16. Распределительные стенки 15 и нижняя стенка 16 первого вспомогательного бака 3a формируют распределяемый объем 17, в котором накапливается охлаждающая текучая среда, поступающая из охлаждающего блока 5. Эти распределительные стенки 15 имеют множество впускных отверстий 19, расположенных по длине и ширине их поверхности, обеспечивающих возможность охлаждающей текучей среде поступать в объем первого вспомогательного бака 3a, в который погружается вычислительное устройство 6.
Верхняя область бака 3 ванны охлаждения имеет опоры 20, которые выступают наружу от внутренних стенок первого вспомогательного бака 3a. Выступы 21 на охлаждающем блоке 5 упираются в упомянутые опоры 20, так что охлаждающий блок 5 одновременно поддерживается опорами 20 и погружается в жидкий холодильный агент. Эти опоры 20 простираются продольно вдоль внутренних стенок первого вспомогательного бака 3a, обеспечивая возможность расположения охлаждающего блока 5 там, где требуется пользователю (см. фиг. 2 и 3).
В описанном варианте осуществления опоры 20 имеют разделительные стенки 22, которые устанавливаются перпендикулярно опорам 20 и которые ограничивают переливные пространства 23 между этими разделительными стенками 22 и внутренними стенками первого вспомогательного бака 3a. Эти переливные пространства 23 ограничивают канал, через который охлаждающая текучая среда вытекает из бака 3 ванны охлаждения и втекает в охлаждающий блок через впускное отверстие 19 (см. фиг. 3 и 4).
Эти разделительные стенки 22 расположены на двух опорах 20 и каждая из них имеет множество щелей 35, выполненных с возможностью соединяться с частью вычислительного устройства 6, обеспечивая возможность поддержки упомянутого вычислительного устройства 6 упомянутыми разделительными стенками 22 и погружения в охлаждающую текучую среду (см. фиг. 13).
Кроме того, удерживающие элементы 41 стыкующих элементов 39, расположенных на вычислительных устройствах, соединяются с этими разделительными стенками 22. Эти удерживающие элементы 41 автоматически соединяются со стенкой 22, когда кабель (не показан) средства подъема/опускания перемещаемого транспортера присоединяется. Аналогично, эти удерживающие элементы 41 отсоединяются от разделительных стенок, когда кабель (не показан) средства подъема/опускания перемещаемого транспортера отсоединяется (см. фиг. 15a и 15b).
Как показано на фиг. 4, охлаждающий блок 5 имеет корпус 7, который является симметричным относительно продольной оси, обеспечивая возможность охлаждающему блоку 5 размещаться в первом вспомогательном баке 3a оптимально для пользователя. Этот охлаждающий блок 5 имеет впускные отверстия 19, расположенные в верхней части корпуса 7, чтобы обеспечивать возможность охлаждающей текучей среде поступать в упомянутый корпус 7.
Этот корпус 7 имеет первый отсек 7a и второй отсек 7b, которые гидравлически изолированы друг от друга. Первый отсек 7a имеет первый подотсек 7a1 и второй подотсек 7a2, которые находятся в сообщении по текучей среде (см. фиг. 4 и 5).
Первый подотсек 7a1 первого отсека 7a имеет впускные отверстия 19, обеспечивающие возможность охлаждающей текучей среде поступать во внутреннюю часть корпуса 7. Этот первый подотсек 7a1 вмещает два гидравлических насоса 11, которые отсасывают охлаждающую текучую среду из внутренней части первого подотсека 7a1 первого отсека 7a. Эти гидравлические насосы 11 перекачивают охлаждающую текучую среду в первый контур теплообменника 24. Температура охлаждающей текучей среды падает в теплообменнике 24 при протекании через первый контур, который взаимодействует с жидким холодильным агентом охлаждающей текучей среды, который имеет меньшую температуру, который протекает через второй контур теплообменника 24. После того, как температура охлаждающей текучей среды падает, охлаждающая текучая среда транспортируется во второй подотсек 7a2 (см. фиг. 4 и 5).
В описанном варианте осуществления теплообменник 24 расположен во втором отсеке 7b корпуса 7, так что он не вступает в контакт с текучей средой в первом подотсеке 7a1 первого отсека 7a.
Второй отсек 7b корпуса 7 простирается за пределы упомянутого корпуса 7 охлаждающего блока 5 посредством трубопровода 25, расположенного поверх одного из впускных отверстий 19 для охлаждающей текучей среды первого подотсека 7a1. Этот трубопровод 25 содержит первую трубку 26, которая, например, может соединяться с установкой с жидким холодильным агентом, чтобы транспортировать упомянутый жидкий холодильный агент во второй контур теплообменника 24. Кроме того, этот трубопровод содержит вторую трубку 27, выходящую из теплообменника 24, чтобы транспортировать жидкий холодильный агент, подлежащий охлаждению снова, например, в установку с жидким холодильным агентом (см. фиг. 6).
Трубопровод 25 имеет проход для утечек (не показан), который соединяет второй отсек 7b с объемом 14 разделения в сообщении по текучей среде. Эта проход для утечек (не показан) обеспечивает возможность слива утечек текучей среды из второго отсека 7b в объем 14 разделения. Эта утечка текучей среды может представлять собой либо охлаждающую текучую среду, либо жидкий холодильный агент. Датчики (не показаны), расположенные в объеме 14 разделения, обеспечивают обнаружение присутствия текучей среды в упомянутом объеме 14 разделения, и, например, компьютерная программа может использоваться для предупреждения пользователя и деактивации работы системы 1 охлаждения. Это предотвращает поступление утечки текучей среды в первый подотсек 7a1 первого отсека 7a (см. фиг. 5 и 6).
Первый подотсек 7a1 и второй отсек 7a2 имеют два сквозных отверстия 29, которые закрываются перемещаемыми деталями 28. Каждое из этих сквозных отверстий 29 имеет прокладки (не показаны), расположенные на внешнем периметре этих сквозных отверстий 29.
Перемещаемые детали 28 выполнены с возможностью перемещаться независимо из положения блокировки в рабочее положение, обеспечивая возможность части гидравлического насоса 11, содержащей двигатель, размещаться во втором подотсеке 7a2. Это обеспечивает возможность этой части гидравлического насоса 11 охлаждаться охлаждающей текучей средой, введенной во второй подотсек 7a2 через выпускное отверстие 40 трубок 32, выходящих из первого контура теплообменника 24.
В положении блокировки перемещаемые детали 28 находятся в контакте с прокладкой, предотвращая протекание охлаждающей текучей среды в первом подотсеке 7a1 во второй подотсек 7a2 и наоборот. Аналогично, когда перемещаемые детали 28 находятся в рабочем положении, прокладка (не показана) находится в контакте с внешними стенками гидравлического насоса 11, предотвращая протекание охлаждающей текучей среды в первом подотсеке 7a1 во второй подотсек 7a2 и наоборот.
Перемещаемые детали 28 имеют четыре пружины 30, которые сжимаются, накапливая потенциальную энергию, когда часть гидравлического насоса 11 вставляется во второй подотсек 7a2, перемещая перемещаемую деталь 28 из положения блокировки в рабочее положение. Когда часть гидравлического насоса 11 извлекается снаружи второго подотсека 7a2, энергия, накопленная пружинами 30, автоматически перемещает перемещаемую деталь 28 из рабочего положения в положение блокировки (см. фиг. 7-10).
Как показано на фиг. 7-10, второй подотсек 7a2 первого отсека 7a имеет отклонитель 31, направляющий охлаждающую текучую среду к частям гидравлического насоса 11, вставленного во второй подотсек 7a2. Охлаждающая текучая среда вводится во второй подотсек 7a2 через выпускное отверстие 40 трубок 32, выходящих из первого контура теплообменника 24.
Корпус 7 включает в себя два сливных клапана 33 в его нижней части, которые находятся в сообщении по текучей среде с распределяемым объемом 17, когда охлаждающий блок 5 погружен в бак 3 ванны охлаждения. Эти сливные клапаны 33 используются для слива охлаждающей текучей среды из внутренней части корпуса 7 охлаждающего блока 5, когда упомянутый блок извлекается из первого вспомогательного бака 3a. Кроме того, корпус 7 имеет сливной клапан 36, расположенный между первым подотсеком 7a1 и вторым подотсеком 7a2, который используется для слива охлаждающей текучей среды из первого подотсека 7a1 во второй подотсек 7a2 (см. фиг. 7-10). Этот сливной клапан 36 приводится в действие, когда охлаждающий блок 5 перемещается вертикально для извлечения упомянутого блока из бака 3 ванны охлаждения. Когда происходит упомянутое вертикальное перемещение охлаждающего блока 5, охлаждающая текучая среда прижимает пластину, прикрепленную к двум пружинам, которая перемещается продольно, обеспечивая возможность слива охлаждающей текучей среды из первого подотсека 7a1 во второй подотсек 7a2.
Два сливных клапана 33, расположенных в нижней части корпуса 7, обеспечивают возможность его соединения с двумя механизмами 34, расположенными на распределительной стенке 15, с приведением второго подотсека 7a2 и распределяемого объема 17 в сообщение по текучей среде, когда эти механизмы 34 приводятся в действие. Таким образом, когда охлаждающий блок 5 используется, охлаждающая текучая среда, после охлаждения, транспортируется в распределяемый объем 17 первого вспомогательного бака 3a (см. фиг. 11 и 12).
Во втором предпочтительном варианте осуществления система 1 охлаждения имеет транспортировочное средство, которое упрощает для пользователя вставку и извлечение вычислительного устройства 6 и охлаждающего блока 5. Это транспортировочное средство содержит две транспортировочные направляющие 13, установленные в нижней зоне одной из периметровых стенок бака 3 ванны охлаждения. Транспортировочные направляющие 13 расположены параллельно на основании бака 3 охлаждения и параллельно друг другу, закрывая всю длину бака 3 ванны охлаждения (см. фиг. 16).
Транспортировочное средство также имеет перемещаемый транспортер 12, который устанавливается на двух транспортировочных направляющих 13, обеспечивающих возможность упомянутому транспортеру перемещаться в направлении Y вдоль упомянутых транспортировочных направляющих 13 в обоих направлениях.
В описанном варианте осуществления перемещаемый транспортер 12 имеет жесткий рычаг 37 с первым дистальным концом, установленным на обеих транспортировочных направляющих 13 с использованием соединительной пластины 38. Второй дистальный конец жесткого рычага 37 расположен на расстоянии выше бака 3 ванны охлаждения, предоставляя возможность пользователю перемещать вычислительное устройство 6 или охлаждающий блок 5 бака 3 ванны охлаждения из положения техобслуживания в положение погружения и наоборот.
Вычислительное устройство 6 или охлаждающий блок 5 извлекается или вставляется в бак 3 ванны охлаждения с использованием средства подъема/опускания, расположенного на перемещаемом транспортере 12, включающего в себя двигатель со шкивом (не показан). Этот шкив (не показан) включает в себя кабели (не показаны), которые соединяются с двумя стыкующими элементами 39 вычислительного устройства 6 или охлаждающего блока 5. Эти стыкующие элементы 39 расположены на противоположных концах верхней области вычислительного устройства 6 или охлаждающего блока 5. Когда двигатель средства подъема/опускания активируется, и после того, как кабели шкива состыкованы со стыкующими элементами 39, вычислительное устройство 6 или охлаждающий блок 5 может подниматься или опускаться.
Ниже со ссылкой на фиг. 1-16 описывается работа системы 1 охлаждения.
Высокотемпературная охлаждающая текучая среда поступает в охлаждающий блок 5 через впускные отверстия 19, расположенные в боковых стенках корпуса 7. Эти впускные отверстия 19 транспортируют охлаждающую текучую среду в первый подотсек 7a1 первого отсека 7a корпуса 7. Оказавшись внутри первого подотсека 7a1, охлаждающая текучая среда отсасывается гидравлическим насосом 11 и перекачивается в теплообменник 24. Оказавшись внутри теплообменника 24, охлаждающая текучая среда протекает через первый контур, причем охлаждающая текучая среда подлежит охлаждению жидким холодильным агентом, протекающим через второй контур теплообменника 24.
После охлаждения охлаждающая текучая среда транспортируется во второй подотсек 7a2, охлаждая части гидравлического насоса 11, расположенные в упомянутом втором подотсеке 7a2.
Охлаждающая текучая среда затем вытекает из второго подотсека 7a2 через два сливных клапана 33, расположенных в нижней части корпуса 7 к распределяемому объему 17.
Охлаждающая текучая среда затем поступает в область первого вспомогательного бака 3a через выпускные отверстия 18, чтобы охлаждать вычислительное устройство 6, расположенное в этой области.
Температура охлаждающей текучей среды, находящейся в контакте с вычислительным устройством 6, увеличивается, и охлаждающая текучая среда перемещается в верхнюю часть первого вспомогательного бака 3a.
Наконец, охлаждающая текучая среда переливается разделительную стенку 22 в переливное пространство 23 перед транспортировкой обратно в первый подотсек 7a1 корпуса 7 охлаждающего блока 5.
Хотя описание выполнено со ссылкой на конкретный вариант осуществления изобретения, для специалиста в данной области техники очевидно, что в описанной системе охлаждения могут делаться множество изменений и модификаций, и что все упомянутые детали могут заменяться другими технически эквивалентными деталями без отступления за счет этого от объема охраны, определяемого прилагаемой формулой изобретения. Например, хотя система 1 охлаждения в описанных вариантах осуществления имеет один охлаждающий блок 5, эти системы 1 охлаждения могут иметь более одного охлаждающего блока 5. Например, хотя система 1 охлаждения в описанных вариантах осуществления имеет одно вычислительное устройство 6, эти системы 1 охлаждения могут иметь более одного вычислительного устройства 6. Например, хотя охлаждающая текучая среда, используемая в некоторых из вариантов осуществления, представляет собой диэлектрическую текучую среду, может использоваться другой тип текучей среды с физическими характеристиками, подобными физическим характеристикам диэлектрической текучей среды. Например, хотя жидкий холодильный агент охлаждающей текучей среды, используемый в некоторых из вариантов осуществления, представляет собой воду, может использоваться другой тип текучей среды с физическими характеристиками, подобными физическим характеристикам воды. Например, хотя охлаждающий блок 5 описывается как имеющий два гидравлических насоса 11, один из которых используется в случае отказа основного гидравлического насоса 11, охлаждающий блок 5 может иметь единственный гидравлический насос 11.