液体浸没式冷却电子系统和装置制造方法及图纸

描述了液体浸没式冷却装置和系统，其使用例如介电冷却液的冷却液来浸没冷却各个电子装置或电子装置阵列。在一个实施例中，电子装置包括限定内部空间的常压装置壳体，其中，内部空间中的压力等于或仅略微不同于常压装置壳体外部的压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液体浸没式冷却电子系统和装置
本公开涉及电子阵列系统和装置的液体浸没式冷却。
技术介绍
液体浸没式冷却电子系统和装置是公知的。液体浸没式冷却电子装置阵列的一个示例是布置在机架系统中的液体浸没服务器(LSS)阵列。在美国专利7,905,106、7,911,793和8,089,764中公开了机架系统中的LSS阵列的示例。在美国专利9,451,726中公开了液体浸没式冷却电子装置阵列的另一示例。
技术实现思路
描述了液体浸没式冷却装置和系统，其使用例如介电冷却液的冷却液浸没冷却各个电子装置或电子装置阵列。在一个实施例中，电子装置包括限定内部空间的常压(或“零”压力)装置壳体，其中内部空间中的压力等于或仅略大于常压壳体外部的压力。在一个实施例中，液体浸没式冷却电子装置可以包括限定内部空间的常压装置壳体，其中内部空间中的压力等于常压装置壳体外部的压力。一个或多个发热电子元件，例如多个发热电子元件，布置在装置壳体的内部空间内，并且介电冷却液位于内部空间中，其中介电冷却液部分地或完全地浸没一个或多个发热电子元件并且与一个或多个发热电子元件直接接触。泵具有与内部空间流体连通的泵入口和泵出口。热交换器，例如液-液热交换器，具有热交换器入口和热交换器出口，热交换器入口与泵出口流体连通。液体分配歧管位于内部空间内，其中，液体分配歧管具有歧管入口和多个歧管出口，歧管入口与热交换器出口流体连通。管具有连接到液体歧管出口之一的入口端，并且其出口端靠近发热电子元件之一，以将介电冷却液的回流直接引导到一个发热电子元件上。液体浸没式冷却电子系统可以包括多个液体浸没式冷却电子装置。本文所述的液体浸没式冷却装置和系统的一个示例应用是用于布置在机架系统中的LSS阵列。但是，本文所述的概念可用于电子装置阵列被液体浸没冷却的其他应用，包括但不限于刀锋服务器、磁盘阵列/存储系统、固态存储设备、存储区域网络、网络附加存储、存储通信系统、路由器、电信基础设施/交换机、有线、光学和无线通信设备、单元处理器设备、打印机、电源等。本文所述的液体浸没式冷却装置和系统可以在可得益于液体浸没式冷却的优点的任何领域中使用。在一个示例中，液体浸没式冷却装置和系统可以用在区块链计算(加密货币)应用中，例如用在ASIC或GPU计算机挖矿配置中。液体浸没式冷却式装置和系统还可以用在深度学习应用中，例如用在支持最大带宽和高性能GPU的直接存储器访问(DMA)的多GPU配置中。液体浸没式冷却装置和系统还可用在具有多个协处理器配置(例如，支持GPU协处理器的DMA功能的多GPU配置)的人工智能和高性能计算(HPC)集群中。本文所述的液体浸没式冷却装置和系统的许多其他应用和用途是可能的并且可以预期的。本文所述的液体浸没式冷却装置和系统不需要完全密封的电子装置壳体，这有助于降低成本并简化对电子装置进行维修和修改的通道。与空气冷却相比，液体浸没式冷却还具有出色的冷却效率，从而降低了功率要求和相关的运行成本。附图说明图1是本文所述的液体浸没式冷却电子装置的又一示例的立体图。图2是图1所示的液体浸没式冷却电子装置的局部立体图，其中盖子被移除。图3是图1所示的液体浸没式冷却电子装置的立体图，其中壳体被移除。图4是本文所述的液体浸没式冷却电子装置的又一个示例的立体图，该示例类似于图1-3中的装置，但其中热交换器处于替代位置。图5是本文所述的液体浸没式冷却电子装置的又一个示例的立体图，该示例类似于图1-3中的装置，但其中热交换器处于另一替代位置。图6是本文所述的液体浸没式冷却电子装置的又一个示例的立体图，该示例类似于图1-3中的装置，但具有冷却分配单元。图7是布置在机架上的本文所述的液体浸没式冷却电子装置的垂直阵列的后视图。具体实施方式用于冷却本文所述的电子装置中的电子元件的冷却液可以是但不限于介电液体。冷却液优选为单相介电冷却液。优选的是，单相介电冷却液具有足够高的热传递能力和热容量，以处理由被浸没的发热电子元件产生的热量，从而在吸热过程中，冷却液不会从液体状态变为气体状态。发热电子元件的浸入式冷却意味着存在足够的冷却液，从而使一个或多个发热电子元件部分或完全浸入介电冷却液中，与介电冷却液直接紧密接触。待浸没在冷却液中的一个或多个发热电子元件可以是产生热量以及可能希望通过将电子元件部分地或完全地浸没在冷却液中来冷却的任何电子元件。例如，电子元件可以包括一个或多个处理器(例如CPU和/或GPU)、一个或多个电源、一个或多个开关、一个或多个数据存储驱动器、一个或多个存储器模块以及其他电子元件。由电子元件形成的电子系统包括但不限于刀锋服务器、磁盘阵列/存储系统、固态存储设备、存储区域网络、网络附加存储、存储通信系统、路由器、电信基础设施/交换机、有线、光学和无线通信设备、单元处理器设备、打印机、电源等。图1-3示出了液体浸没式冷却电子装置600的示例。装置600包括由底部不透液托盘604和盖606形成的装置壳体602，托盘604限定内部空间605，盖606可移除地安装在托盘604上，以防止污染物掉入托盘604的内部空间605中所容纳的冷却液中。托盘604具有限定内部空间605的侧壁和底壁以及至少部分敞开的顶部。在所示示例中，托盘604的整个顶部示出为敞开的。然而，在其他实施例中，只有一部分的托盘604的顶部可以是敞开的。盖606可移除地设置在托盘604的顶部的敞开部分上。壳体602可以被认为是常压(或“零”压力)或最小加压的，以使内部空间605中的压力(或真空)等于或仅略微大于/小于装置壳体外部的压力。例如，内部空间605中的压力可以等于环境压力。在另一个实施例中，内部空间中的压力可以是小的压力，其值可以是小且难以测量的，例如至多约0.1磅/平方英寸。因此，如本文所使用的常压装置壳体旨在包含具有零压力(即，内部空间中的压力等于环境压力)以及包含小的压力/真空的内部空间605，例如，比环境压力大至多约0.1磅/平方英寸的压力。这与可被称为加压或密封壳体的用于液体浸没式冷却电子装置的一些装置壳体相反，这些加压或密封壳体通常会在大于环境空气压力的正可测量压力水平下运行，这是由于这些加压或密封壳体连接到包含相同流体回路其他类似的液体浸没式冷却电子装置并经受由集中式或远程泵产生的压力，该集中式或远程泵通过在泵的出口上产生正压并在泵的入口上产生相应的负压或低压来产生流体循环。内部空间605和周围环境之间的压力的最小化可以以任何合适的方式实现。例如，在一个实施例中，如图1所示，可以在盖606中设置诸如通气孔或止回阀的压力释放/平衡机构608或其他压力释放/平衡机构，以提供内部空间和环境之间的空气连通。在另一个实施例中，压力最小化可以由于盖606没有紧密地配合托盘604或与托盘604密封而简单地实现。由于不打算对壳体602加压，因此不需要对装置600密封和加压。然而，托盘604确实需要被密封或防漏，以防止设置在内部空间605中的冷却液从其中泄漏。由于介电冷却液在托盘604和热交换器(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体浸没式冷却电子装置，包括：/n常压装置壳体，所述常压装置壳体限定内部空间，并包括具有至少部分地敞开的顶部的托盘和可移除地附接到所述托盘并设置在所述至少部分敞开的顶部上方的盖；/n至少一个发热电子元件，所述至少一个发热电子元件设置在所述装置壳体的所述内部空间内；/n在所述内部空间中的介电冷却液，所述介电冷却液部分地或完全地浸没所述至少一个发热电子元件，并与所述至少一个发热电子元件直接接触；/n泵，所述泵具有泵出口何与所述内部空间流体连通的泵入口；以及/n热交换器，所述热交换器具有与所述泵出口流体连通的热交换器入口并且具有与所述内部空间流体连通的热交换器出口。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180928 US 16/145,4081.一种液体浸没式冷却电子装置，包括：
常压装置壳体，所述常压装置壳体限定内部空间，并包括具有至少部分地敞开的顶部的托盘和可移除地附接到所述托盘并设置在所述至少部分敞开的顶部上方的盖；
至少一个发热电子元件，所述至少一个发热电子元件设置在所述装置壳体的所述内部空间内；
在所述内部空间中的介电冷却液，所述介电冷却液部分地或完全地浸没所述至少一个发热电子元件，并与所述至少一个发热电子元件直接接触；
泵，所述泵具有泵出口何与所述内部空间流体连通的泵入口；以及
热交换器，所述热交换器具有与所述泵出口流体连通的热交换器入口并且具有与所述内部空间流体连通的热交换器出口。


2.根据权利要求1所述的液体浸没式冷却电子装置，其特征在于，还包括：
在所述内部空间内的液体分配歧管，所述液体分配歧管具有多个歧管出口和与所述热交换器出口流体连通的歧管入口；
管，所述管的入口端连接到所述歧管出口之一，并且所述管的出口端靠近所述至少一个发热电子元件，以将所述介电冷却液的回流引导到所述至少一个发热电子元件。


3.根据权利要求1所述的液体浸没式冷却电子装置，其特征在于，所述泵布置在所述内部空间内，并且所述泵入口浸没在所述介电冷却液中。


4.根据权利要求1所述的液体浸没式冷却电子装置，其特征在于，所述热交换器设置在所述内部空间内。


5.根据权利要求1所述的液体浸没式冷却电子装置，其特征在于，所述热交换器设置在所述常压装置壳体的外部。


6.根据权利要求2所述的液体浸没式冷却电子装置，其特征在于，所述泵和所述热交换器设置在所述常压装置壳体的第一端处，并且所述液体分配歧管设置在所述常压装置壳体的与所述第一端相反的第二端处。


7.根据权利要求2所述的液体浸没式冷却电子装置，其特征在于，还包括设置在所述内部空间内的顶部敞开式托盘，所述至少一个发热电子元件设置在所述顶部敞开式托盘内，所述管的所述出口端连接至所述顶部敞开式托盘，以将介电冷却液的回流引导到由所述顶部敞开式托盘限定的空间中，并且所述顶部敞开式托盘的侧壁包括介电冷却液出口堰，介电冷却液从所述出口堰离开所述由所述顶部敞开式托盘限定的空间。


8.根据权利要求1所述的液体浸没式冷却电子装置，其特征在于，还包括在所述盖中的通气孔或压力释放/平衡机构，其提供所述内部空间与周围环境之间的空气连通。


9.根据权利要求1所述的液体浸没式冷却电子装置，其特征在于，包括在所述内部空间内的多个所述发热电子元件，并且其中，所述发热电子元件包括多个数据存储设备、多个电源、多个处理器或多个开关。


10.一种液体浸没式冷却电子系统，包括：
多个根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩·迈克尔·阿切尔，史蒂夫·谢弗，大卫·罗伊，莱尔·里克·塔夫蒂，
申请(专利权)人：液体冷却解决方案公司，
类型：发明
国别省市：美国;US