具有双冷凝器单元的两相浸没冷却系统技术方案

一种浸没冷却系统包括浸没罐和位于浸没罐内的一个或多个信息技术(IT)设备。IT设备配置为提供IT服务并且至少部分地浸没在相变液体内，其中，当IT设备提供IT服务时，IT设备产生被传递到相变液体的热量，从而使得相变液体中的至少一些转变成蒸汽相。浸没冷却系统包括初级冷凝器单元和次级冷凝器单元，初级冷凝器单元位于浸没罐上方，其中，初级冷凝器单元和次级冷凝器单元中的单个或两者配置为接收来自外部冷却单元的冷却液体，以将蒸汽相的相变液体冷凝回液体相。体冷凝回液体相。体冷凝回液体相。

【技术实现步骤摘要】
具有双冷凝器单元的两相浸没冷却系统


[0001]本专利技术的实施方式通常涉及服务器和数据中心冷却。更具体地，本专利技术的实施方式涉及具有双冷凝器单元的两相浸没冷却系统。

技术介绍

[0002]用于包括若干活动电子机架的数据中心的热管理对于确保在机架中操作的服务器和/或其它信息技术(IT)设备的适当性能(例如，执行IT服务)是十分重要的。然而，在没有适当的热管理的情况下，机架内的热环境(例如，温度)可能超过热操作阈值，这可能导致不利的结果(例如，服务器故障等)。管理热环境的一种方法是使用冷却空气来冷却IT设备。冷却空气通过冷却单元再循环。由IT设备产生的热量被冷却空气捕获并且被冷却单元提取。
[0003]近来，数据中心已经部署了更高功率密度的电子机架，其中，更高密度的芯片被更紧密地封装在一起以提供更大的计算能力和低通信开销。通过维持适当的热环境来冷却这些高密度机架对于现有的冷却系统(例如基于空气冷却的任何系统)来说可能是问题。
[0004]另一方面，涉及将电子器件至少部分浸没在电介质溶液中的浸没冷却对于高密度电子器件来说是可行解决方案。然而，在现有的数据中心中实现浸没冷却具有挑战。用于浸没冷却的现有解决方案具有单个冷凝器单元。这种解决方案可能无法满足高功率密度计算系统的高可靠性和冗余要求。

技术实现思路

[0005]本申请的一个方面提供了这样一种浸没冷却系统，包括：浸没罐，容纳至少部分浸没在浸没罐内的相变液体内的一个或多个信息技术设备，其中，信息技术设备配置为提供信息技术服务，其中，当信息技术设备操作时，信息技术设备产生被传递到相变液体的热量，从而使得相变液体中的至少一些转变成蒸汽相；初级冷凝器单元，位于浸没罐上方并且配置为接收来自外部冷却单元的冷却液体，以将蒸汽相的相变液体冷凝回液体相；以及次级冷凝器单元，经由蒸汽管线和液体管线联接到浸没罐，其中，次级冷凝器单元配置为接收来自外部冷却单元的冷却液体，以将蒸汽管线处的蒸汽冷凝为液体相的相变液体，其中，初级冷凝器单元和次级冷凝器单元配置为并行、串行或在单个冷凝器模式下操作。
[0006]本申请的另一个方面提供了这样一种方法，包括：接收来自具有初级冷凝器单元和次级冷凝器单元的冷却系统的功耗和温度信息；基于功耗和温度信息确定冷却系统的第一操作模式，其中，初级冷凝器单元和次级冷凝器单元的第一操作模式是并行、串行或单个冷凝器模式中的一种，其中，第一操作模式是使用冷却优化器来确定的；以及将冷却系统配置为以第一操作模式操作。
[0007]本申请的另一个方面提供了这样一种数据中心，包括：外部冷却单元；以及浸没冷却系统，联接到外部冷却单元，浸没冷却系统包括：浸没罐，容纳至少部分浸没在浸没罐内的相变液体内的一个或多个信息技术设备，其中，信息技术设备配置为提供信息技术服务，
其中，当信息技术设备操作时，信息技术设备产生被传递到相变液体的热量，从而使得相变液体中的至少一些转变成蒸汽相；初级冷凝器单元，位于浸没罐上方并且配置为接收来自外部冷却单元的冷却液体并且将蒸汽相的相变液体冷凝回液体相；以及次级冷凝器单元，经由蒸汽管线和液体管线联接到浸没罐，其中，次级冷凝器单元配置为接收来自外部冷却单元的冷却液体，其中，次级冷凝器单元将相变液体从蒸汽相相冷凝成液体相，其中，初级冷凝器单元和次级冷凝器单元配置为并行、串行或在单个冷凝器模式下操作。
附图说明
[0008]本专利技术的实施方式在附图中以示例的方式而非限制的方式示出，在附图中，相同的附图标记表示类似的元件。
[0009]图1是示出根据一个实施方式的浸没冷却系统的框图。
[0010]图2是示出根据一个实施方式的用于浸没冷却系统的控制系统的框图。
[0011]图3是示出根据一个实施方式的用于浸没冷却系统的双冷凝器单元的串行操作模式的框图。
[0012]图4是示出根据一个实施方式的用于浸没冷却系统的双冷凝器单元的并行操作模式的框图。
[0013]图5是示出根据一个实施方式的用于浸没冷却系统的双冷凝器单元的单个次级冷凝器操作模式的框图。
[0014]图6是示出根据一个实施方式的用于浸没冷却系统的双冷凝器单元的单个初级冷凝器操作模式的框图。
[0015]图7是示出根据一个实施方式的操作浸没冷却系统的方法的流程图。
具体实施方式
[0016]将参考下面讨论的细节描述本专利技术的各种实施方式和方面，并且附图将示出各种实施方式。下面的描述和附图是对本专利技术的说明，并不构成对本专利技术的限制。描述了许多具体细节以提供对本专利技术的各种实施方式的透彻理解。然而，在某些情况下，为了提供本专利技术的实施方式的简洁讨论，没有描述公知的或常规的细节。
[0017]在说明书中提及“一个实施方式”或“实施方式”意味着结合可包括在本专利技术的至少一个实施方式中的实施方式描述的特定特征、结构或特性。在说明书的各个地方出现的短语“在一个实施方式中”不一定都是指相同的实施方式。
[0018]本公开的方面涉及包括双冷凝器单元的浸没冷却解决方案，其中，初级冷凝器单元在浸没罐处实现，并且次级冷凝器单元可位于浸没罐附近或顶部上。浸没系统处的第一冷凝器的蒸汽回路和液体回路可连接到次级冷凝器单元的蒸汽管线和液体管线。蒸汽或者在浸没系统处冷凝，或者上升到次级冷凝器单元以在次级冷凝器单元处冷凝。外部冷却回路可直接连接到第一冷凝器和第二冷凝器，以供给来自外部冷却单元的冷却液体。可在外部回路处使用三个阀来设置双冷凝器单元，以针对不同的冷却能力以不同的操作模式操作，使得双冷凝器单元可提供设计上的冗余、高可靠性，并且可针对不同的冷却性能进行配置。
[0019]根据第一方面，浸没冷却系统包括浸没罐和位于浸没罐内的一个或多个信息技术
(IT)设备。IT设备配置为提供IT服务并且至少部分地浸没在相变液体内，其中，当IT设备提供IT服务时，IT设备产生被传递到相变液体的热量，从而使得相变液体中的至少一些转变成蒸汽相。该浸没冷却系统包括初级冷凝器单元，该初级冷凝器单元在浸没罐内位于浸没流体的顶部上，并且配置为接收来自外部冷却单元的冷却液体，以将蒸汽相的相变液体冷凝回液体相。浸没冷却系统包括经由蒸汽管线和液体管线联接到浸没罐的次级冷凝器单元，其中，次级冷凝器单元配置为从外部冷却单元接收冷却液体，以将蒸汽管线处的蒸汽冷凝成液体相的相变液体，其中，初级冷凝器单元和次级冷凝器单元配置为在并行、串行或单个冷凝器模式下操作，其中，初级冷凝器单元在浸没罐内。
[0020]在一个实施方式中，浸没冷却系统还包括在初级冷凝器单元与次级冷凝器单元之间的第一液体管线和第二液体管线，其中，第一液体管线和第二液体管线形成液体回路，以在初级冷凝器单元与次级冷凝器单元之间循环冷却液体。在一个实施方式中，浸没冷却系统还包括第一阀、第二阀、第三阀以及泵，其中，第一阀将外部冷却单元的供给管线联接到第一液体管线并将第一液体管线等分，其中，第一阀是三通阀；第二阀将次级冷凝器单元附近的等分的第一液体管线联接到外部冷却单元的释放管线；第三阀将第二液体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浸没冷却系统，包括：浸没罐，容纳至少部分浸没在所述浸没罐内的相变液体内的一个或多个信息技术设备，其中，所述信息技术设备配置为提供信息技术服务，其中，当所述信息技术设备操作时，所述信息技术设备产生被传递到所述相变液体的热量，从而使得所述相变液体中的至少一些转变成蒸汽相；初级冷凝器单元，位于所述浸没罐上方并且配置为接收来自外部冷却单元的冷却液体，以将蒸汽相的所述相变液体冷凝回液体相；以及次级冷凝器单元，经由蒸汽管线和液体管线联接到所述浸没罐，其中，所述次级冷凝器单元配置为接收来自所述外部冷却单元的冷却液体，以将所述蒸汽管线处的蒸汽冷凝为液体相的相变液体，其中，所述初级冷凝器单元和所述次级冷凝器单元配置为并行、串行或在单个冷凝器模式下操作。2.根据权利要求1所述的浸没冷却系统，还包括：第一液体管线；以及第二液体管线，在所述初级冷凝器单元与所述次级冷凝器单元之间，其中，所述第一液体管线和所述第二液体管线形成液体回路，以在所述初级冷凝器单元与所述次级冷凝器单元之间循环冷却液体。3.根据权利要求1所述的浸没冷却系统，还包括：第一阀，将所述外部冷却单元的供给管线联接到所述第一液体管线并将所述第一液体管线等分，其中，所述第一阀为三通阀；第二阀，将靠近所述次级冷凝器单元的所等分的第一液体管线联接到所述外部冷却单元的释放管线；第三阀，将所述第二液体管线联接到所述外部冷却单元的释放管线；以及泵，在所述外部冷却单元的释放管线处。4.根据权利要求3所述的浸没冷却系统，其中，所述第一阀设置为从所述外部冷却单元到所述初级冷凝器单元打开以及设置为从所述外部冷却单元到所述次级冷凝器单元关闭，所述第二阀设置为打开，并且所述第三阀设置为关闭，以在串行模式下操作所述初级冷凝器单元和所述次级冷凝器单元。5.根据权利要求3所述的浸没冷却系统，其中，所述第一阀设置为从所述外部冷却单元到所述初级冷凝器单元以及从所述外部冷却单元到所述次级冷凝器单元打开，所述第二阀设置为关闭，并且所述第三阀设置为打开，以在并行模式下操作所述初级冷凝器单元和所述次级冷凝器单元。6.根据权利要求3所述的浸没冷却系统，其中，所述第一阀设置为从所述外部冷却单元到所述初级冷凝器单元关闭以及设置为从所述外部冷却单元到所述次级冷凝器单元打开，所述第二阀设置为关闭，并且所述第三阀设置为打开，以在单个冷凝器模式下操作所述次级冷凝器单元。7.根据权利要求3所述的浸没冷却系统，其中，所述第一阀设置为从所述外部冷却单元到所述初级冷凝器单元打开以及设置为从所述外部冷却单元到所述次级冷凝器单元关闭，所述第二阀设置为关闭，并且所述第三阀设置为打开，以在单个冷凝器模式下操作所述初级冷凝器单元。
8.根据权利要求1所述的浸没冷却系统，还包括：温度传感器，位于所述外部冷却单元的所述供给管线处并且配置为感测由所述外部冷却单元供给的液体的温度信息；功率传感器，在所述浸没罐处，配置为感测所述一个或多个信息技术设备的功耗信息；以及控制器，电联接到所述温度传感器和所述功率传感器，所述控制器包括冷却优化器，以基于所述温度信息和所述功耗信息确定所述初级冷凝器单元和所述次级冷凝器单元的操作模式。9.一种方法，包括：接收来自具有初级冷凝器单元和次级冷凝器单元的冷却系统的功耗和温度信息；基于所述功耗和温度信息确定所述冷却系统的第一操作模式，其中，所述初级冷凝器单元和所述次级冷凝器单元的所述第一操作模式是并行、串行或单个冷凝器模式中的一种，其中，所述第一操作模式是使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：高天翼，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：