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Title:
HEAT EXCHANGE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/005325
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat exchange system for electronic devices, preferably data processing devices, comprising high-performance processors or having a high processor density. The heat exchange system comprises essentially a primary cooling circuit (1) and a secondary cooling circuit (2) both being thermally associated to the one or more processor unit(s). The secondary cooling circuit (2) is configured as a completely closed system, the coolant (6') in the secondary cooling circuit (2) being driven exclusively by mechanical or inductive coupling with the flow drive of the primary cooling circuit (1).

Inventors:
HERTWECK JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE2005/001217
Publication Date:
January 19, 2006
Filing Date:
July 08, 2005
Export Citation:
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Assignee:
HERTWECK JUERGEN (DE)
International Classes:
F04D13/02; G06F1/20; F04D13/14; H01L23/473; H05K7/20
Foreign References:
DE10344699A12004-04-08
US20030209343A12003-11-13
US6327145B12001-12-04
EP0582217A11994-02-09
US20040123614A12004-07-01
US6600649B12003-07-29
Attorney, Agent or Firm:
Geitz, Truckenmüller Lucht (Karlsruhe, DE)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Wärmetauschsystem für elektronische Geräte, vorzugsweise Datenverarbeitungsgeräte, mit Hochleistungsprozessoren bzw. mit einer hohen Prozessordichte, mit wenigstens ei¬ nem Primärkühlkreis (1) und wenigstens einem Sekundär¬ kühlkreis (2), die derart thermisch gekoppelt sind, dass die vom Sekundärkühlkreis (2) aufgenommene Wärme, vor zugsweise Prozessorenabwärme, im Wege des Wärmetauschs jeweils wenigstens über eine Kontaktfläche (10) zumindest weitgehend an den oder die Primärkühlkreis (e) abgegeben wird bzw. werden und mittels des bzw. der Primärkühl¬ kreis (e) abgeführt und/oder abgekühlt wird bzw. werden, dadurch gekennzeichnet:, dass das Kühlmittel (6) des wenigstens einen Primärkühlkreis (1) mittels eines Strömungsantriebs im Primärkühlkreis (1) beför¬ dert wird, wobei dieser Strömungsantrieb mechanisch und/oder induktiv ferromagnetisch oder elektromagnetisch mit dem bzw. den Sekundärkühlkreis (en) (2) derart gekoppelt ist bzw. sind, dass hierdurch ein passiver Strömungsantrieb für das ii Sekundärkreis (2) zu befördernde Kühlmittel (6') gegeben ist, wobei die Kühlmittel (6 und 6") der beiden Kühlkreise (1 und 2) unterscheidbar und strömungstechnisch voneinander getrenn' sind.
2. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass der bzw. die Sekundärkühlkreis (e) (2) als ge¬ schlossenes System ohne eigenen aktiven Strömungsantrieb ausgelegt ist bzw. sind.
3. Wärmetauschsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass der bzw. die Sekundärkühlkreis (e) (2) jeweils als separate Einschubelemente für ein Rack oder als inte¬ graler Bestandteil eines mit einer Prozessoreinheit (17) versehenen Einschubs für ein Rack ausgebildet ist bzw. sind, wobei einem jedem Sekundärkühlkreis (2) eine oder mehrere Prozessoreinheit (en) zugeordnet sind.
4. Wärmetauschsystem nach einem der vorhergehenden An Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsan¬ trieb des Primärkühlkreises (1) eine Primärturbine (5) mit einem angeschlossenen Kopplungselement antreibt, wo¬ bei dieses Kopplungselement zur ferromagnetischen Ein kopplung der zum Antrieb des Kühlmittels (6') im Sekun därkreislauf (2) benötigten Strömungsenergie dient.
5. Wärmetauschsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, dass das im Primärkühlkreis (1) angeordnete Kopp¬ lungselement ein von der Primärturbine (5) mechanisch an getriebener Magnet (7) ist, der einen, vorzugsweise bau¬ gleichen, anderen Magneten (13), der in jeweils jedem diesem Primärkühlkreislauf (1) zugeordneten Sekundärkühl¬ kreis (2) angeordnet ist/sind, mitnimmt, wobei der oder die anderen Magnet (en) (13) jeweils eine im Sekundärkühl kreis (2) angeordnete Sekundärturbine (14) zum Antrieb des im Sekundärkühlkreislauf (2) zu befördernden Kühlmit¬ tels (6') antreibt.
6. Wärmetauschsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärturbine (5) des Primärkühlkreislaufs (1) als rotierendes magneti¬ sches Schaufelrad ausgebildet ist, die eine, vorzugsweise baugleiche, ebenfalls als magnetisches Schaufelrad aus gestaltete Sekundärturbine (14) im jeweiligen Sekundär¬ kühlkreislauf (2) antreibt.
7. Wärmetauschsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsan¬ trieb des Primärkühlkreislaufs (1) mit dem Strömungsan¬ trieb des Sekundärkühlkreises (2) derart mechanisch ge¬ koppelt ist, dass die im Primärkühlkreis (1) angeordnete Primärturbine (5) über eine, vorzugsweise abgedichtete, stumpfe Antriebswelle mit einer Abtriebswelle, die dem Sekundärkühlkreislauf (2) zugeordnet ist, verzahnt und/oder übersetzt ist, wobei mittels dieser Abtriebswel¬ le die im Sekundärkühlkreis (2) jeweils angeordnete Se¬ kundärturbine (14) angetrieben ist.
8. Wärmetauschsystem nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Primär und/oder Sekundärkühlkreislauf (1, 2) wenigstens ein Druckregler und/oder wenigstens ein Druckminderer (4, 20), vorzugs weise in Strömungsrichtung, vor der Primär bzw. Sekun¬ därturbine (5, 14) angeordnet ist.
9. Wärmetauschsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Primär und/oder Sekundär kühlkreislauf (1, 2) wenigstens ein Drehzahlregler und/oder Drehzahlminderer der Primär und/oder Sekundär¬ turbine (5, 14) zugeordnet ist.
10. Wärmetauschsystem nach einem der vorherstehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Kontaktflächen (10, 12) zur Ausbildung des Wärme¬ übergangs vom Sekundärkühlkreis (2) zum Primärkühlkreis (1) elastisch ausgebildet ist.
11. Wärmetauschsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich¬ net, dass zumindest eine der Kontaktflächen (10, 12) als AluminiumDruckgussteil gefertigt ist.
12. Wärmetauschsystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Wärmeübergang im Bereich der Kon¬ taktflächen (10, 12) unter Zwischenlage einer zwischen den Kontaktflächen (10, 12) eingebrachten Wärmeleitpaste verbessert ist.
13. Wärmetauschsystem nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass im Primär und/oder Se¬ kundärkühlkreislauf (1, 2) jeweils ein Ausgleichsbehälter (15) angeordnet ist.
14. Wärmetauschsystem nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessoreinheit (17) wenigstens ein Kühlkörper (19) zugeordnet ist, wobei der Kühlkörper (19) hierzu mit Bohrungen versehen ist, durch die das Kühlmittel (6') des Sekundärkreislaufs (2) strömt.
15. Wärmetauschsystem nach Anspruch 14 dass der Kühlkörper (19) auf der der Prozessoreinheit (16) zugewandten Seite mit einer thermisch leitenden Wärmetauschfläche (16) ver¬ sehen ist, die allenfalls mit einigen größeren Bohrungen versehen ist, und der Kühlkörper (19) auf der der Wärme¬ tauschfläche (16) abgewandten Oberfläche mit einer Viel zahl von Bohrungen kleineren Durchmessers versehen ist.
16. Wärmetauschsystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Kühlkörper (19) aus gesintertem Kupfer hergestellt ist.
Description:
WÄRMETAUSCHSYSTEM

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauschsystem für elektroni- sehe Geräte, vorzugsweise Datenverarbeitungsgeräte, mit Hoch¬ leistungsprozessoren bzw. mit einer hohen Prozessordichte, mit wenigstens einem Primärkühlkreis und wenigstens einem Sekundärkühlkreis, die derart thermisch gekoppelt sind, dass die vom Sekundärkühlkreis aufgenommene Wärme, vorzugsweise Prozessorabwärme, im Wege des Wärmetauschs über eine Kontakt¬ fläche zumindest weitgehend an den oder die Primärkühl¬ kreis (e) abgegeben wird bzw. werden und mittels des bzw. der Primärkühlkreis (e) abgeführt und/oder abgekühlt wird bzw. werden.

Ein derartiges Flüssigkeitskühlsystem für sogenannte „Racks" ist seit kurzem von der Firma Rittal unter der Bezeichnung "PCS - Power Cooling System" am Markt erhältlich. Es handelt sich dabei um ein flüssigkeitsgekühltes System mit einem Pri- mär- und einem Sekundärkreislauf, wobei eine Mini-Rückkühl¬ anlage über eine Wasserzufuhr mit entsprechender Verbindungs¬ technik, also insbesondere über eine tropffreie Schnellver¬ schlusskupplung, und einen entsprechenden Kühlkreisverteiler zum Anschluss mehrerer Kühlkreisläufe an eine einzige Kühlan- läge angekoppelt werden. Auch hier kann von einem Primärkühl¬ kreis oder zumindest einem Vorlauf und einem Rücklauf gespro¬ chen werden.

Aus dem US-Patent US 6,600,649 Bl ist darüber hinaus bekannt, ein Flüssigkeitskühlsystem, indem die Flüssigkeit mit einer mehrkammerigen Pumpe angetrieben wird, und ein Luftkühlkreis¬ lauf mit einem Kühlelement, dem ein Ventilator zugeordnet ist, thermisch hintereinander zu schalten. Dabei sind der pumpantrieb und der Ventilatorantrieb auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Die Pumprotoren der Kammer sind induktiv derart gekoppelt, dass es genügt eine der beiden Pumpkammern mechanisch anzutreiben.. Als Antrieb ist ein Elektromotor vorgesehen.

Aufgrund des derzeitigen Trends, immer größere Prozessorleis¬ tungen auf immer kleinerem Raum anzuordnen, wie bei¬ spielsweise im Zusammenhang mit den vorstehend erwähnten "Rack-Servern", ist der Kühlungsbedarf in diesem Bereich der¬ art drastisch gestiegen, dass die in diesem Bereich bislang vorwiegend eingesetzte Strömungsluftkühlung an ihre Grenzen stößt. Bei modernen Prozessoren müssen heute bis zu 70 W/cm2 abgekühlt werden. Es handelt sich hierbei um eine Heizleis- tung, die mehreren Herdplatten entspricht, so dass die bis¬ lang übliche Konvektionskühlung schon aufgrund der begrenzten Wärmeaufnahmekapazität von Luft beschränkt ist. Hierzu müssen immer schnellere und leistungsstärkere Lüfter eingesetzt wer¬ den, wobei aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit der Luft, aber auch aufgrund der Lüfter selbst eine erhebliche Geräuschentwicklung unvermeidbar ist. Darüber hinaus gelten derartige Lüfterelemente als störanfällig.

Aus diesem Grunde setzen sich zumindest im professionellen Bereich von Hochleistungsrechnern zunehmend Flüssigkeitskühl¬ systeme durch, deren entscheidender Vorteil vor allem in der um 10-er Potenzen höheren Wärmeaufnahmekapazität der einge¬ setzten Kühlmittel im Vergleich zu Luft besteht.

Die derzeit im Markt befindlichen Systeme arbeiten im Wesent¬ lichen mit einem Primärkühlkreislauf und einem Sekundärkühl¬ kreislauf, wobei der Sekundärkühlkreislauf dem eigentlichen Rack zugeordnet ist und dort die über dem Primärkühlkreislauf abzuführende Wärme aufnimmt. Im Primärkühlkreislauf oder Vor¬ lauf ist in der Regel der Antrieb für das in den Kreisläufen angeordnete Kühlmittel befindlich. Dieser Antrieb ist zumeist zentral außerhalb des Racks angeordnet, so dass grundsätzlich das Problem besteht, die Kühlflüssigkeit in ein Rack oder ein Chassis einzubringen. Dies gelingt in erster Linie mit flüs¬ sigkeitsdichten Schlauchkupplungen, die mehr oder minder tropfdicht geführt sind. Es versteht sich, dass die Bedienung derartiger Systeme einigermaßen umständlich ist und insbeson- dere ein schneller Austausch von Prozessoreinschüben hier¬ durch erschwert ist. Außerdem muss davon ausgegangen werden, dass die Kühlmittel überwiegend toxisch oder zumindest um¬ weltschädlich sind, so dass die Akzeptanz dieser Systeme bis¬ lang noch als verhältnismäßig gering bezeichnet werden muss.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein stark vereinfachtes und kunden¬ freundlicheres Wärmetauschsystem für elektronische Geräte, insbesondere Datenverarbeitungsgeräte, mit Hochleistungspro- zessoren bzw. mit hoher Prozessordichte zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Wärmetauschsystem gemäß Haupt¬ anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den An¬ sprüchen 2 bis 16 entnommen werden.

Gemäß Hauptanspruch sind der Primärkühlkreis und der Sekun¬ därkühlkreis miteinander thermisch gekoppelt, aber der An¬ trieb des Kühlmittels im Sekundärkühlkreis ausschließlich mittels magnetischer oder mechanischer Kopplung bewerkstel- ligt. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass der Sekundär¬ kühlkreis als vollständig geschlossenes, vom Primärkühlkreis unabhängiges System ausgebildet werden kann. Die beiden Kühl¬ kreise sind also strömungstechnisch vollständig voneinander - A - getrennt und können daher beide separat abgedichtet werden. Im Falle der induktiven Kopplung sind die beiden Systeme so¬ gar vollständig geschlossen ausgebildet. Im Falle der mecha¬ nischen Kopplung muss lediglich die Stelle der mechanischen Einkopplung der Energie für den Strömungsantrieb des Sekun¬ därkühlkreislaufs, etwa mit eine Wellendichtung gedichtet werden. In beiden Fällen besteht der Vorteil dass der Strö¬ mungsantrieb für beide Kühlkreisläufe mit seinen bewegten und daher ggf. zu wartenden oder zu reparierenden Teilen nicht im Sekundärkühlkreislauf und somit zumeist außerhalb der eigent¬ lichen Datenverarbeitungseinrichtung angeordnet ist. Dies ist insbesondere deshalb wichtig weil die Verwendung von Kühl¬ flüssigkeiten in der extrem flüssigkeitsempfindlichen Daten¬ verarbeitungseinheiten immer noch als erhebliches Risiko an- gesehen wird. Die Verlagerung von zu wartenden Teilen mit der Maßgabe dass das Kühlsystem im Bereich dieser Teile ggf. ge¬ öffnet werden muss, nach außerhalb stellt also einen nicht zu unterschätzenden Sicherheitsvorteil gegen über den vorbekann¬ ten Anlagen dar.

Der Verzicht auf einen aktiven Strömungsantrieb im Sekundär¬ kühlkreis stellt überdies eine wesentliche Kostenersparnis dar. Außerdem können auf diese Weise die Sekundärkühlkreise mit den zu kühlenden Prozessoreinheiten fest verbunden und mit diesen bedarfsweise in Form von Einschubelementen einge¬ steckt und gegebenenfalls wieder aus dem Rack herausgenommen werden.

Gemäß Anspruch 2 ist der Sekundärkühlkreis als vollständig geschlossenes System ohne eigenen Strömungsantrieb ausgelegt. Der Sekundärkühlkreis benötigt daher weder Anschlüsse für das in dem Sekundärkühlkreis zirkulierende Kühlmittel noch eine eigene Spannungsversorgung, etwa zum Antrieb der in dem Kühl¬ kreis zu befördernden Kühlmittel.

Gemäß Anspruch 3 ist, wie bereits erwähnt, der Sekundärkühl- kreis als separates Einschubelement oder als integraler Be¬ standteil eines Einschubs einer oder mehrerer Prozessorein¬ heit (en) für ein Rack ausgebildet.

In konkreter Ausgestaltung ist in dem Primärkühlkreis eine vom Strömungsantrieb des Primärkühlkreises angetriebene Pri¬ märturbine mit einem Kopplungselement angeordnet, wobei mit¬ tels des erwähnten Kopplungselement eine magnetische Kopplung mit den Sekundärkühlkreis derart erfolgt, dass die zum Strö¬ mungsantrieb des im Sekundärkreislauf zirkulierenden Kühlmit- tels benötigte Strömungsenergie auf diesem Wege eingekoppelt wird.

In konkreter Ausgestaltung kann es sich dabei gemäß Anspruch 6 um einen von der im Primärkühlkreis angeordneten Primärtur- bine angetriebenen Magneten handeln, der einen, vorzugsweise baugleichen, anderen Magneten, der im Sekundärkühlkreis ange¬ ordnet ist, antreibt, wobei der auf diese Weise angetriebene Magnet dann eine im Sekundärkühlkreislauf angeordneten Sekun¬ därturbine antreibt, die das im Sekundärkühlkreislauf ange- ordnete Kühlmittel bestimmungsgemäß zirkulieren lässt.

In einer alternativen Ausgestaltung kann auch die im Primär¬ kühlkreislauf angeordnete Primärturbine selbst magnetisch ausgebildet sein, um so die im Sekundärkühlkreislauf angeord- neten Sekundärturbine, die vorzugsweise baugleich ausgelegt ist, anzutreiben und so eine direkte magnetische Kopplung zwischen Primärturbine im Primärkühlkreislauf und Sekundär¬ turbine im Sekundärkühlkreislauf zu schaffen. Auch in diesem Falle ist der Strömungsantrieb des Kühlmittels im Sekundär¬ kühlkreislauf über eine magnetische Kopplung mit dem Primär¬ kühlkreislauf realisiert.

In alternativer Ausgestaltung kann der Strömungsantrieb des Sekundärkühlkreises auch aufgrund einer mechanischen Kopplung über ein an sich herkömmliches Getriebe erfolgen. Hierzu ist die im Sekundärkühlkreislauf angetriebene Sekundärturbine über eine Abtriebswelle mit einer Antriebswelle der Primär- turbine, die im Primärkühlkreislauf angeordnet ist, wirkver¬ bunden.

In weiter verbesserter Ausführung sind im Primär- und/oder Sekundärkühlkreislauf Druckregler oder zumindest Druckminde- rer angeordnet, um gegebenenfalls aufgrund von Spannungs¬ schwankungen auftauchende Druckschwankungen ausgleichen zu können bzw. einen wirksamen Überdruckschutz für den nach¬ geschalteten Primär- bzw. Sekundärkühlkreis sicherzustellen. Nachdem die Wärmeaufnahmekapazität des in den Kühlkreisläufen angeordneten Kühlmittels unter anderem auch von dem in dem Kühlkreislauf herrschenden Druck abhängt, stellen die genann¬ ten Regler darüber hinaus ein Stellglied zur Regelung des Kühlkreislaufs auch in thermischer Hinsicht dar.

Alternativ oder zusätzlich kann einem oder beiden der ge¬ nannten Kreisläufe auch ein Drehzahlregler zugeordnet sein, der auf die Primärturbine bzw. auf die Sekundärturbine ein¬ wirkt. Letztlich stellen auch diese Regler Stellglieder zur Regelung des Druckhaushalts und damit des Wärmehaushalts der Kühlkreisläufe dar. Die Effizienz des Kühlkreislaufs hängt ganz wesentlich vom Wärmeübergang vom Sekundärkühlkreis zum Primärkühlkreis ab, wobei sich als vorteilhaft erwiesen hat, wenn zumindest eine der beiden Kontaktflächen elastisch ausgebildet ist, um somit eine möglichst perfekte Anlage im Bereich dieser Kontaktflä¬ chen zum Zwecke eines verbesserten Wärmeübergangs zu errei¬ chen.

Dies kann beispielsweise in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass eine der beiden Kontaktflächen als Aluminium- Druckgussteil gefertigt ist.

Der Wärmeübergang in diesem Bereich kann dadurch weiter ver¬ bessert werden, dass die Kontaktflächen unter Zwischenlage einer diesem Bereich nachträglich oder bereits werkseitig eingebrachten Wärmeleitpaste erfolgt.

Ferner kann im Primär- und/oder Sekundärkühlkreislauf zu¬ sätzlich jeweils ein Ausgleichsbehälter angeordnet sein, um etwaige Überdrücke zu vermeiden. Der Ausgleichsbehälter stellt ein passives Sicherheitselement dar, das zumindest dann sinnvoll ist, wenn der Einbauraum einen solchen Aus¬ gleichsbehälter zulässt.

Das Kühlmittel des Sekundärkreislaufs durchströmt einen dem Prozessor zugeordneten Kühlkörper der über eine Wärmetausch¬ fläche die Abwärme des Prozessors an den Kühlkörper und das Kühlmittel abgibt. Dabei kann die Kühlleistung des Kühlkör¬ pers dadurch vergrößert werden, dass die der Wärmetauschflä- che abgewandete Oberfläche des Kühlkörpers durch entsprechen¬ de Bohrungen vergrößert ist. Der Kühlkörper selbst ist mit Vorteil aus gesinterten Kupfer hergestellt

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher er¬ läutert.

Es zeigt:

Fig. 1: ein Wärmetauschsystem in einer Prinzip¬ skizze.

Gemäss dem in Figur 1 dargestellten Prinzipbild besteht das Wärmetauschsystem aus einem Primärkühlkreislauf 1 und einem Sekundärkühlkreislauf 2, die zumindest im Wesentlichen bau¬ gleich ausgeführt sind. Der Primärkühlkreislauf 1 besteht im Wesentlichen aus einem Vorlauf 3, der unter Zwischenschaltung eines Druckminderers 4 zu einer Primärturbine 5 gelangt, die von der in dem Primärkühlkreislauf 1 befindlichen Kühlflüs- sigkeit 6 angetrieben wird. Der eigentliche Strömungsantrieb des Primärkühlkreislaufs 1 ist in der Zeichnung nicht darge¬ stellt.

Üblicherweise wird ein zentraler Antrieb mehrere Primärkreis- laufe bedienen. Auf gleicher Welle mit der Primärturbine 5 ist eine drehbare Magnetscheibe 7 angeordnet. Das die Primär¬ turbine 5 in Rotation versetzende Kühlmittel 6 gelangt dann nach dem Durchströmen einer Kontaktfläche 10 zu einem Rück¬ lauf 11. Dabei kann es im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels offen bleiben, ob dem Primärkühlkreislauf 1 weitere Primär¬ kühlkreisläufe in Reihe geschaltet sind. Es ist einstweilen für die Beschreibung des Ausführungsbei¬ spiels auch nicht weiter von Interesse, ob der Primärkühl¬ kreislauf 1 als ein geschlossenes oder offenes System ausge¬ bildet ist.

Der im Wesentlichen baugleich ausgebildete Sekundärkühlkreis¬ lauf 2 ist über die weitere Kontaktfläche 12 thermisch an den Primärkühlkreislauf 1 angekoppelt. Die Kontaktflächen 10 und 12 können jeweils elastisch ausgebildet sein, um eine mög- liehst gute Ankopplung der Kontaktflächen 10 und damit einen möglichst guten Wärmeübergang zu gewährleisten. Zwischen den beiden Kontaktflächen 10 und 12 kann überdies in hier nicht weiter dargestellter Weise eine Wärmeleitpaste eingebracht sein, um den Wärmeübergang noch weiter zu verbessern.

Darüber hinaus ist der Sekundärkühlkreislauf 2 jedoch über eine weitere MagnetScheibe 13, die im Sekundärkühlkreislauf 2 angeordnet ist, kontaktfrei induktiv an den Strömungsantrieb des Primärkühlkreislaufs 1 gekoppelt. Die Magnetscheiben 7 und 13 sind in dem hier vorliegenden Beispiel baugleich ge¬ fertigt. Um jedoch eine Über- oder Untersetzung der Antriebe zu erreichen, können durchaus auch unterschiedlich aufgebaute Magnetscheiben 7 und 13 oder eine abweichende Magnetisierung der Scheiben zum Einsatz gelangen. Auf gleicher Welle mit der weiteren Magnetscheibe 13 ist im Sekundärkühlkreislauf 2 eine Sekundärturbine 14 angeordnet, die dadurch angetrieben ist, dass die rotierende Magnetscheibe 7 die weitere Magnetscheibe 13 des Sekundärkühlkreislaufs 2 mitnimmt und somit die auf gleicher Welle angeordneten Sekundärturbine 14 antreibt. Das von der Sekundärturbine 14 angetriebene Kühlmittel 6' gelangt unter Zwischenschaltung eines Ausgleichsbehälters 15, der selbstverständlich zusätzlich auch im Primärkühlkreislauf 1 angeordnet sein könnte, zu einer Wärmeaustauschfläche 16 ei- nes Kühlkörpers 19, der einem Prozessor 17 auf einer Leiter¬ platte 18 zugeordnet ist. Selbstverständlich könnten in den Sekundärkühlkreislauf 2 auch weitere Wärmeaustauschflächen vorgesehen sein bzw. die Wärmeaustauschfläche lβ mehreren Prozessoren 17 zugeordnet sein. Schließlich gelangt das im Sekundärkühlkreislauf 2 zirkulierende Kühlmittel 6' über ei¬ nen weiteren Druckminderer 20 zurück zu der in Strömungsrich¬ tung nachgeschalteten Sekundärturbine 14.

Nachstehend wird noch einmal die Funktion des vorstehend be¬ schriebenen Wärmetauschsystems kurz erläutert:

Im Primärkühlkreis 1 ist eine extern angetriebene Primär¬ turbine 5 angeordnet, die eine auf gleicher Welle sitzende Magnetscheibe 7 antreibt, die im Wege der magnetischen Kopp¬ lung über eine weitere, aber im Sekundärkühlkreislauf 2 ange¬ ordnete Magnetscheibe 13 eine im Sekundärkühlkreislauf 2 ange¬ ordnete Sekundärturbine 14 antreibt, so dass hierdurch der Strömungsantrieb für das im Sekundärkühlkreislauf 2 zirkulie- rende Kühlmittel 6' gewährleistet ist. Der Sekundärkühlkreis¬ lauf 2 ist somit als komplett geschlossenes System mit einem passiven Antrieb, der allein durch magnetische Kopplung ver¬ mittelt wird, ausgestattet. Der Sekundärkühlkreislauf 2 kann daher als separate Einschubeinheit oder aber als integraler Bestandteil eines Einschubteils für eine Hochleistungsprozes¬ soreinheit, etwa für ein Rack, gestaltet sein.

Vorstehend ist somit ein Wärmetauschsystem mit einem passiven Sekundärkühlkreislauf verwirklicht, der es ermöglicht, flüs- sigkeitsgekühlte Kühlsysteme unproblematisch in Racks einzu¬ setzen, nachzurüsten und gegebenenfalls auszutauschen. Insbe¬ sondere der Sekundärkühlkreislauf 2 ist dadurch weitgehend wartungsfrei, dass er keine aktiven Elemente enthält. B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E

Primärkühlkreislauf Sekundärkühlkreislauf Vorlauf Druckminderer Primärturbine Kühlmittel Magnetscheibe Kontaktfläche Rücklauf Weitere Kontaktfläche Weitere Magnetscheibe Sekundärturbine Ausgleichsbehälter Wärmetauschfläche Prozessor Leiterplatte Kühlkörper Weiterer Druckminderer