專利名稱：使用計算處理器作為熱源的電取暖器的制作方法
技術領域：
本發明涉及電供暖領域。更具體而言，本發明涉及用于加熱家庭或商業場所的電取暖器。
背景技術：
在家庭或商業場所的供暖類型中，電供暖是已知的。被廣泛使用的電供暖一般使用位于要供暖的不同房間中的電取暖器。每個取暖器連接于電カ網絡以為被用作熱源的一個或多個電阻器供電。為了將熱カ在房間中散開，有幾種類型的取暖器。由熱源產生的熱カ可被直接傳送到周圍空氣、在對流器的盒子中、或通過ー個或若干本體。每個本體之間的熱傳遞是通過 傳導、對流和輻射效應的組合來進行的。在對流的情況下，這可以是自然的或被強迫的。從而，熱源能把產生的熱カ傳送到流體，該流體在取暖器的本體內自然地或被強迫地流動，取暖器把熱カ通過其外表面傳遞到周圍空氣。由于對計算機服務的不斷增長的要求，使用了計算機服務器。存在這樣的計算機，其主要目標是經由計算機網絡對來自多個用戶(被稱為客戶機)的計算機處理請求做出響應。這些服務器一旦被配置好就不需要與最終用戶的任何物理交互。它們從而可位于被稱為數據中心的遠程主機中心中，該數據中心經由網絡確保它們的操作和可訪問性。計算機服務器的數據處理主要由ー個或多個處理器執行。存在被稱為中央處理單元(CPU)的通用處理器、以及專用處理器，尤其用于圖形計算(“圖形處理單元”，或GPU)。通過執行提供給它的指令，處理器消耗電能并釋放熱力。像電阻器一祥，處理器所消耗的大部分能量作為熱カ被釋放。這種熱力的量取決于處理器的技術特性以及想要它執行指令的速率。通常把該速率作為可用的計算效率的函數來進行調整，以去除所產生的熱力。實際上，超過某個溫度，該處理器具有不斷降低的熱性能，最重要的是，它可能停止操作。因此數據中心必須為去除該熱カ做準備以確保由其托管的服務器的操作。這種去除是通過主機房間(或更直接地通過服務器存儲柜)的空氣調節裝置來進行的。該空氣調節裝置的需要由于服務器集中在數據中心中是重要的而更加重要。本發明的ー個目標是提供ー種使用計算資源所產生的熱カ的供暖系統。本發明的另ー個目標是此熱カ的高效而簡化的傳遞。
發明內容
本發明涉及可用于為家庭或商業場所供暖并使用計算處理器作為熱源的電取暖器。該取暖器可被用于其熱生成能力和/或計算能力。根據本發明，單個電取暖器包括內部熱源和用于在該電取暖器的熱源和周圍空氣之間執行熱傳遞的供暖本體。有利地，該熱源由在其上設置至少ー個計算處理器的至少ー個處理電路形成，該計算處理器連接于散熱塊以去除供暖本體中的熱力。該電取暖器還包括用于控制該熱源所散發的能量的量的控制界面、電源和用于使外部計算機系統能夠訪問作為計算資源的所述至少一個處理器的通信接ロ。利用根據本發明的取暖器，處理器被用作熱源和遠程機器的計算資源。控制界面由用戶驅動。取決于用戶的設定點，此控制界面控制處理器以獲得滿足此設定點的散發的能量的量。例如，如果用戶需要更多熱力，則該控制界面可命令一個或幾個處理器執行預定的計算或算法，每個計算或算法從散發的能量的角度被量化。如果用戶需要更少熱力，則使用更少的處理器或執行更少的計算。當一個或多個處理器被外部計算機系統使用時，控制界面考慮這種使用以滿足用戶的設定點。控制界面可被配置成向外部計算機系統傳送表示取決于用戶的設定點在該取暖器中可用的計算資源的信號。從而，該取暖器的處理器執行計算(由外部計算機系統命令)，該計算在數量和/或復雜度上足以提供用戶所需的卡路里能量的量。如果這些計算不夠，則控制界面用專門存儲在內部的預定的計算來完成它們。換言之，該取暖器可由以下部分形成
-在其中執行熱源和周圍空氣之間的熱傳遞的供暖本體，包括數量為N的通道，其中N等于O、I或更高。當N不為O吋，熱傳遞流體進行ー個或多個通道，使得熱傳遞増加；-分布在數量為P的被稱為模塊的印刷電路板上的數量為Q的互連的處理器，形成取暖器的熱源和計算能力資源；-人機界面，允許對由該取暖器供應的計算和卡路里值的控制；-網絡接ロ，用于將取暖器的計算資源連接到外部網絡；-受控電源，以對不同模塊供電。取決于處理器的數量Q和它們所供應的總卡路里值W，該供暖本體可以是不同類型的。對于受約束的功率，其可以是被動式空氣冷卻，對于中等功率，其可以是通過熱傳遞流體的自然流動的冷卻，或者對于高功率，其可以通過集成到取暖器中的電泵的強迫流動。熱傳遞流體可來自取暖器外部的的電路。Q個處理器分布在數量為P的印刷電路板上，可將其與被稱為模塊的單個或多個處理器主板相比較。所有P個印刷電路板形成一個或幾個計算機處理單元。取暖器通過散熱塊為處理單元的不同電組件提供熱交換物理接觸面，所述電組件尤其是處理器，但是也為其他散發熱的組件芯片組、隨機存取存儲器、大容量存儲器、電源。取決于這些模塊的熱去除需要和取暖器的熱去除能力，將此交換表面的幾何形狀參數化。這些模塊的特征在于適應于此熱交換接觸面的物理架構。為了優化這些模塊的表面的使用，可在這些模塊的后表面上提供不需要任何特定冷卻設備以及相對于ー個或多個散熱塊的幾何形狀可能體積龐大的組件。控制人機界面存在于該取暖器上，用于-打開/關閉取暖器-設置取暖器的電功率-查看取暖器的實際消耗-查看關于取暖器的計算能力的使用的合成信息。這些模塊被互連并且具有與外部網絡集中在一起的可用網絡接ロ以向取暖器饋送要執行的計算并使取暖器能夠傳遞被執行的計算的結果。根據本發明的有利特征，該控制界面被配置以向外部計算機系統傳送表示該取暖器中可用的計算資源的信號，此可用性取決于來自用戶的設定點。穩定的電流源提供適應于不同模塊的消耗的電力。其特別適應于用于計算和生成熱カ的有源模塊的數量和功率。被該電源作為熱カ散發的功率也被與這些模塊相同的接觸面類型傳遞到該取暖器。有利地，該取暖器可提供不同于僅網絡接ロ的連接接ロ。這些接ロ可以是允許使用取暖器的視頻、音頻、串行、并行接ロ，其可與通過連接外圍組件(屏幕、鍵盤、遙控器、操縱桿、音頻揚聲器)的微型計算機、多媒體盒或視頻游戲控制臺的接ロ相比較。優選地，該處理単元被設置在該供暖本體的外面，該散熱塊的一部分直接接觸該供暖本體并且其可能通過該供暖本體的壁直接接觸熱傳遞流體。根據本發明的另一方面，提供ー種供暖系統，包括-多個單個遠程電取暖器，每個取暖器包括內部熱源和用于在電取暖器的熱源和 周圍空氣之間執行熱傳遞的供暖本體，其特征在于，所述熱源由在其上設置至少ー個計算處理器的至少ー個處理電路形成，所述計算處理器連接到散熱塊以去除所述供暖本體中的熱カ；以及在于它包括用于控制由所述熱源散發的能量的量的控制界面、電源以及使外部計算機系統能夠訪問作為計算資源的所述至少一個處理器的通信接ロ，-經由因特網型通信網絡連接于所有所述單個電取暖器以使用每個單個電取暖器中可用的計算資源的至少ー個遠程服務器。根據本發明的取暖器使得由所述處理器產生的熱カ在所述處理器所處的房間中立即可用。相反，在根據現有技術的數據中心型計算機系統中(其中多個服務器集中于單個房間中)，嘗試向外去除此熱力。此去除在能量和經濟手段方面是昂貴的，因為其需要多個風扇或泵，并通常需要復雜的去除回路。本發明來源于不同的推理分布計算資源而由該處理器生成的熱カ被直接在生成地點上使用。熱生成被個體化了。根據本發明的系統確保計算機服務的質量，因為可根據網格計算來進行。網格計算被ー組計算機資源支持，所述ー組計算機資源潛在地為*共享的使它們對該網格的不同消費者可用并且有可能對不同應用用途可用；*分布式的更快的，單個服務可以同時使用幾個資源；*異構的它們是任何性質的，例如區別在于技術特征或操作系統；*協調的它們被組織的、連接并管理，這取決于軟件代理的需要和約束，被集中或被分布式，用于協調；*自治的它們不必然由共有的單元控制；*去本地化的它們可屬于若干地點、組織、網絡并位于不同的地理位置。這種類型的物理和軟件架構通過被該網格的其他資源支持而允許跟隨、克服以及補救局部服務停止。就所關心的資源而言，該計算網格主要由通過因特網或局域網互連的ー組服務器組成。當然，本發明的不同的性質、形式和替代實施例可根據各種組合彼此相關聯，只要它們不是彼此不兼容或互斥。
從下面的示例性實施例中，將更好地理解本發明可實現的方式及其所帯來的優點，所述示例性實施例是以示意性以及非限制性的方式給出的，以支持附圖。-圖I是根據現有技術的使用熱傳遞流體流動和電阻器作為熱源的電取暖器的橫截面的示意表示；-圖2是根據本發明的取暖器的橫截面視圖；-圖3是根據本發明的取暖器的下面區域的橫截面的詳細示意表示；-圖4是在熱傳遞接觸面上的模塊的電組件的布置的示意表示；-圖5、6和7分別是輪廓圖、俯視圖和正視圖中的散熱塊的詳細示意表示；-圖8是根據本發明的未使用熱傳遞流體的替代取暖器的圖；-圖9是根據本發明的使用熱傳遞流體和強迫流動設備的替代取暖器的圖；-圖10和11分別是外部圖、輪廓圖和俯視圖中的根據本發明的取暖器的示意表示；-圖12描述了根據本發明的系統，其包括根據本發明的一組取暖器且其經由計算機網絡彼此連接的用戶；-圖13示出單個取暖器作為微型計算機、多媒體盒、視頻游戲控制臺或通過連接外圍組件(屏幕、鍵盤、遙控器、操縱桿、揚聲器、音頻)作為這種系統的擴展的潛在用途。
具體實施例方式在附圖中，各種替代方式或實施例共有的不同元件具有相同的參考標號。結合根據現有技術的圖1，表示了電取暖器(其本身是公知的)的示意性操作，其使用熱傳遞流體流和電阻器作為熱源。此取暖器主要由可能模塊化的供暖本體I和插入該供暖本體中并基本沿著其整個長度穿過其中的供暖電阻器2形成。在該供暖本體內流動著熱傳遞流體3，該流體的性質適應于所構想的熱功能。電阻器的定位取決于電阻器功率、熱傳遞流體性質以及供暖本體幾何形狀。供暖本體I可例如由鑄造鋁制成，并且為了最優化與周圍空氣的熱傳遞，可能具有散熱片4，散熱片4促進該取暖器被置入其中的房間內的熱傳遞。由熱源生成的熱力被傳送到該熱傳遞流體，該熱傳遞流體由于向上通道5的熱源區域和到向下通道6的外部的熱傳送區域之間的溫度梯度而在該供暖本體的回路中平順而自然地流動。在根據本發明的圖2中，示出了使用處理器7作為熱源來取代電阻器2。所述處理器位于該供暖本體以外并將熱力通過散熱塊8傳送到熱傳遞流體，該散熱塊8對位于該供暖本體內的熱傳遞流體具有高導熱性。散熱塊8是由銅或鋁或具有適于去除熱力的卡路里屬性的任何其他材料制成的固體塊。塊8的幾何形狀的特征在于在與處理器的接觸面處的平坦和光滑的表面9以及為與供暖本體I內的流體3的熱傳遞而最優化的表面。供暖本體I和塊8之間的接觸是對熱傳遞流體3隔絕的。圖3中詳細示出圖2的取暖器的下面部分，尤其是處理電路10和散熱塊8之間的接觸面。需要熱去除的組件被鍍到塊8的外表面上。圖4中示出了處理電路上的電組件(處理器7、芯片組18、隨機存取存儲器17、大容量存儲器19)的布置和與散熱塊8的接觸。取決于這些組件的密度，該熱交換接觸面是一塊的、或由幾塊構成。正如散熱塊可接觸若干處理電路的組件一樣，處理電路可以“騎跨”在若干散熱塊上。作為示意，存在用于通過緊固螺絲21將處理電路緊固到塊8上的設備20。在圖5、6和7中示出了散熱塊8的不同視圖。在圖8中，示出了本發明的替代方式，其不使用熱傳遞流體。在圖9中，給出了本發明的使用熱傳遞流體和經由泵15強迫流動的設備的替代方式的操作方案。該設備在散熱塊處不變。只有供暖本體I被修改為允許經由泵15的強迫的冷卻回路。這種流動類型可與傳統強迫流體流動取暖器的流動類型相比較。泵15不一定集成到該取暖器，而根據本發明的若干取暖器可被串聯到同一熱傳遞流體3。此回路還可集成傳統的取暖器。這種設備的作用在于當最期望使用根據本發明的取暖器的計算能力時它使熱力能朝著該構造的外部去除，同時將生成的熱力限制這些取暖器所置入的房間內。在圖10和11中示出了根據本發明的取暖器作為整體的外部視圖。該圖使人機界面13、電源電纜插座22和網絡接口 14能夠被示出。該圖還使得能夠在后部保護性罩16的 內部示出電源塊12的位置。在圖12中描述了根據本發明的系統，其包括根據本發明的一組取暖器和經由計算機網絡彼此連接的遠程用戶。該網格計算型軟件架構允許跟隨、組織并使用根據本發明的取暖器器材所提供的計算能力。在圖13中示出了單個的取暖器，諸如微型計算機、多媒體盒、視頻游戲控制臺，或通過連接外圍組件(屏幕、鍵盤、遙控器、操縱桿、揚聲器、音頻)作為這種系統的擴展的潛在用途。根據本發明的取暖器則具有了適應于所構想的外圍組件的連接接口(VGA、串行、并行、PS2、藍牙、WIFI、HDMI、RCA......)。當然，本發明不限于剛剛描述的示例，而可以對這些示例做出多處更改而不背離本發明的范圍。
權利要求
1.單個電取暖器，包括內部熱源和用于在所述電取暖器的所述熱源和周圍空氣之間執行熱傳遞的供暖本體(I)， 其特征在于，所述熱源由在其上設置至少ー個計算處理器(7)的至少ー個處理電路(10)形成，所述計算處理器連接于散熱塊(8)以去除所述供暖本體(I)中的熱カ； 并且在于它包括用于控制所述熱源所散發的能量的量的控制界面(13)、電源(12)和使外部計算機系統(14)能夠訪問作為計算資源的所述至少一個處理器的通信接ロ。
2.根據權利要求I所述的取暖器，其特征在干，自然流動的熱傳遞流體(3)在所述供暖本體中行進。
3.根據權利要求I所述的取暖器，其特征在干，熱傳遞流體(3)通過被集成到所述取暖器的電泵(15)以被強迫的方式在所述供暖本體中行迸。
4.根據前述權利要求中任一項所述的取暖器，其特征在于，來自所述取暖器外部的回路的熱傳遞流體(3)在所述供暖本體中行迸。
5.根據前述權利要求中任一項所述的取暖器，其特征在于，所述控制界面被配置以向所述外部計算機系統傳送表示所述取暖器中可用的計算資源的信號，此可用性取決于來自用戶的設定點。
6.根據前述權利要求中任一項所述的取暖器，其特征在于，所述處理電路(10)連接于外圍組件并形成微型計算機、多媒體盒、視頻游戲控制臺或這種系統的擴展。
7.根據前述權利要求中任一項所述的取暖器，其特征在于，在所述供暖本體外設置所述處理電路(10)，所述散熱塊的一部分通過所述供暖本體的壁直接接觸所述熱傳遞流體。
8.—種供曖系統,包括 -多個單個遠程電取暖器，每個取暖器包括內部熱源和用于在所述電取暖器和周圍空氣之間執行熱傳遞的供暖本體(I)，其特征在于，所述熱源由在其上設置至少ー個計算處理器(7)的至少ー個處理電路(10)形成，所述計算處理器連接到散熱塊(8)以去除所述供暖本體(I)中的熱カ；以及在于它包括用于控制由所述熱源散發的能量的量的控制界面(13)、電源(12)以及使外部計算機系統(14)能夠訪問作為計算資源的所述至少一個處理器的通信接ロ， -至少ー個遠程服務器，其經由因特網型通信網絡連接于所有所述單個電取暖器以使用每個單個電取暖器中可用的計算資源。
全文摘要
本發明涉及使用計算處理器作為熱源的電取暖器。用于家庭或商業場所的使用計算處理器作為熱源的所述電取暖器包括在那里在熱源和周圍空氣之間進行熱傳遞的供暖本體；分布于數量為P的印刷電路板上的形成該取暖器的熱源以及利用外部計算機系統執行計算的能力資源的數量為Q的處理器；允許控制由該取暖器所提供的計算和卡路里值的人機界面；為不同電組件的穩定的電源；以及用于將取暖器連接到外部網絡的網絡接口。
文檔編號G06F1/20GK102822608SQ201080061135
公開日2012年12月12日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年1月6日
發明者P·伯努瓦 申請人:卡諾特計算公司