СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ СУПЕРКОМПЬЮТЕРА

Полезная модель относится к области электроники, в частности к системам охлаждения компьютеров.
Известна система охлаждения компьютера, описанная в патенте Российской Федерации №37585 на полезную модель «Термоэлектрический охладитель процессора компьютера» по классу Н05К 7/20, G06F 1/20, заявленном 05.01.2004 г.и опубликованном 27.04.2004 г.
Указанная система охлаждения содержит вентилятор и соединенный с ним радиатор, содержащий реберную часть, закрепленную на основании, на котором закреплены термомодули с холодопроводящей пластиной, при этом реберная часть радиатора выполнена с гнездообразным, например, квадратным вырезом, размещенным по центру основания, а два крайних ребра по одной стороне основания выполнены в виде П-образного держателя вентилятора, причем вентилятор установлен в упомянутом вырезе, утопленным вровень с ребрами радиатора, а дно этого выреза выполнено ребристым по всей поверхности.
Недостатком известной системы охлаждения является невозможность обеспечения температуры процессора компьютера ниже температуры помещения, в котором он находится и, следовательно, низкая эффективность из-за невозможности обеспечения низкотемпературного термостатирования процессора суперкомпьютера.
Наиболее близкой к заявляемой является система охлаждения суперкомпьютера, описанная в патенте Российской Федерации №2367125 на изобретение «Охлаждаемая плата и самоорганизующийся суперкомпьютер» по классам Н05К 7/00, Н05К 7/20, G06F 15/18, G06F 1/16, G06F 1/20, заявленном 08.02.2008 г.и опубликованном 10.09.2009 г.
Известная система охлаждения суперкомпьютера, имеющего размещенные в корпусе суперкомпьютера охлаждаемые платы, содержит устройства для автоматического прикрепления охлаждаемых плат к стойкам суперкомпьютера, при этом каждая из охлаждаемых плат имеет корпус в виде пластины или n-угольной призмы, на плоскостях которой закреплены микросхемы, а в корпусе расположен или фреоновый или водяной или электрический охладитель, а в торцевой части охлаждаемой платы размещены устройства для автоматического подключения охладителя к расположенным на стойке ответным частям внешней системы охлаждения (охлаждающего устройства).
Стойки суперкомпьютера имеют линейную форму, внутри них размещены патрубки (трубопроводы) системы охлаждения с автоматическими впускными клапанами.
Недостатком данной системы охлаждения суперкомпьютера является опасность попадания жидкого охладителя на электрические контакты межплатных связей при протечках в соединениях патрубков системы охлаждения и недостаточная точность термостатирования плат суперкомпьютера.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности и эффективности работы суперкомпьютера за счет оптимизации теплового режима работы плат суперкомпьютера.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является повышение точности термостатирования плат суперкомпьютера.
Указанный результат достигается за счет того, что:
1. В известной системе охлаждения суперкомпьютера, имеющего размещенные в корпусе охлаждаемые платы, содержащая охлаждающее устройство и трубопровод системы охлаждения с впускным клапаном, согласно полезной модели, система охлаждения снабжена устройством управления, связанным с датчиками температуры, установленными на охлаждаемых платах, размещенных в герметичном корпусе, а охлаждающее устройство выполнено в виде турбодетандера, связанного с суперкомпьютером трубопроводами подачи и отвода воздуха, причем впускной клапан трубопровода подачи воздуха подключен к устройству управления.
2. В системе охлаждения суперкомпьютера по п.1, согласно полезной модели, трубопровод подачи воздуха снабжен осушителем воздуха с полупроницаемой мембраной.
3. В системе охлаждения суперкомпьютера по п.2, согласно полезной модели, осушитель воздуха соединен через регулируемый клапан с дренажом.
4. В системе охлаждения суперкомпьютера по п.1, согласно полезной модели, трубопровод отвода воздуха снабжен фильтром.
Снабжение системы охлаждения суперкомпьютера устройством управления, связанным с датчиками температуры, установленными на охлаждаемых платах, размещенных в герметичном корпусе, выполнение охлаждающего устройства в виде турбодетандера, связанного с суперкомпьютером трубопроводами подачи и отвода воздуха, и подключение впускного клапана трубопровода подачи воздуха к устройству управления позволяет исключить протечки и попадание жидкости на электрические контакты межплатных связей, оптимизировать тепловой режим работы плат суперкомпьютера, меняя интенсивность охлаждения и стабилизируя температуру плат при работе суперкомпьютера с разной нагрузкой. Это дает возможность увеличить ресурс работы плат суперкомпьютера, повысить надежность и эффективность его работы.
Трубопровод подачи воздуха при этом может быть снабжен осушителем воздуха с полупроницаемой мембраной, а осушитель воздуха может быть соединен через регулируемый клапан с дренажом.
Трубопровод отвода воздуха при этом может быть снабжен фильтром.
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемой системе охлаждения суперкомпьютера новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Заявляемая система охлаждения суперкомпьютера обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:
1. система охлаждения снабжена устройством управления, связанным с датчиками температуры, установленными на охлаждаемых платах, размещенных в герметичном корпусе, а охлаждающее устройство выполнено в виде турбодетандера, связанного с суперкомпьютером трубопроводами подачи и отвода воздуха, причем впускной клапан трубопровода подачи воздуха подключен к устройству управления,
2. трубопровод подачи воздуха снабжен осушителем воздуха с полупроницаемой мембраной,
3. осушитель воздуха соединен через регулируемый клапан с дренажом,
4. трубопровод отвода воздуха снабжен фильтром.
Заявляемая система охлаждения может найти широкое применение в электронике в качестве средства для охлаждения суперкомпьютеров и других блоков электронной аппаратуры, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемая система охлаждения суперкомпьютера поясняется чертежом, на котором изображена общая схема системы охлаждения суперкомпьютера.
Представленная на чертеже заявляемая система охлаждения суперкомпьютера, имеющего размещенные в герметичном корпусе 1 суперкомпьютера охлаждаемые платы 2, содержит охлаждающее устройство в виде турбодетандера 3, связанного с корпусом 1 суперкомпьютера трубопроводом 4 подачи охлажденного воздуха и трубопроводом 5 отвода нагретого воздуха. Система содержит также устройство 6 управления, связанное с датчиками 7 температуры, установленными на охлаждаемых платах 2.
Трубопровод 4 подачи охлажденного воздуха имеет впускной клапан 8, подключенный к устройству 6 управления, и снабжен осушителем 9 воздуха с полупроницаемой мембраной (на чертеже не показана). Осушитель 9 воздуха соединен с дренажом 10 через регулируемый клапан 11. Трубопровод 5 отвода нагретого воздуха снабжен фильтром 12 очистки воздуха.
Устройство 6 управления выполнено в виде контроллера.
Охлаждение суперкомпьютера с помощью заявляемой системы осуществляют следующим образом.
Во время работы суперкомпьютера размещенные в герметичном корпусе 1 охлаждаемые платы 2 нагреваются в разной степени, в зависимости от сложности обрабатываемой программы. При этом датчики 7 температуры, установленные на платах 2, передают соответствующие температуре нагрева сигналы на устройство 6 управления.
Турбодетандер 3 в это время охлаждает воздух до низких температур -130-140°С, при которых воздух еще остается в газообразном состоянии, и этот воздух по трубопроводу 4 подачи охлажденного воздуха поступает в герметичный корпус 1 суперкомпьютера к платам 2. При этом, двигаясь по трубопроводу 4, охлажденный воздух проходит через осушитель 9 воздуха, в котором влага из воздуха оседает на полупроницаемой мембране и уходит в дренаж 10 через регулируемый клапан 11.
Подачу охлажденного до температуры -130-140°С воздуха в корпус 1 суперкомпьютера регулирует впускной клапан 8 по сигналу, поступающему с устройства 6 управления. Низкая температура поступающего воздуха интенсифицирует процесс теплообмена, воздух эффективно охлаждает платы 2, отбирая у них тепло, герметичный корпус 1 препятствует выходу воздуха наружу.
Нагретый воздух из корпуса 1 суперкомпьютера проходит по трубопроводу 5 отвода нагретого воздуха и возвращается в турбодетандер 3 для повторного охлаждения и подачи в корпус 1. При этом, двигаясь по трубопроводу 5, воздух проходит очистку в фильтре 12, что исключает содержание в нем нежелательных включений.
Заявляемая система охлаждения суперкомпьютера по сравнению с прототипом позволяет повысить надежность и эффективность работы суперкомпьютера.