用于浸没式冷却中的蒸汽管理的系统和方法技术方案

一种用于计算设备的热管理的系统，包括浸没室、冷却流体、多个发热部件和用于从冷却流体的冷却体积中移除蒸汽的装置。冷却流体被设置在浸没室中，并填充浸没室的至少一部分。多个发热部件被设置在冷却流体中，并被布置成串组。串组限定与多个发热部件接触以冷却多个发热部件的冷却流体的冷却体积。热部件的冷却流体的冷却体积。热部件的冷却流体的冷却体积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于浸没式冷却中的蒸汽管理的系统和方法

技术介绍

[0001]计算设备在使用期间会产生大量的热量。计算部件很容易受到热量的损害，并且通常需要冷却系统，以便在繁重的处理或使用负荷期间将部件温度维持在安全范围内。液体冷却可以有效地冷却组件，因为液体冷却流体具有比空气或气体冷却更多的热质量。通过允许汽化的液体从液体中上升，液体冷却流体可以保持在较低的温度。冷却液中的蒸汽会对冷却流体的冷却性能产生不利影响。

技术实现思路

[0002]在一些实施例中，用于计算设备的热管理的系统包括浸没室、冷却流体、多个发热部件以及用于从冷却流体的冷却体积中移除蒸汽的装置。冷却流体被设置在浸没室中，并填充浸没室的至少一部分。多个发热部件被设置在冷却流体中，并被布置成串组。串组限定与多个发热部件接触以冷却多个发热部件的冷却流体的冷却体积。
[0003]提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式引入一些概念，这些概念将在下文的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在确定权利要求主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定权利要求主题的范围的帮助。
[0004]附加的特征和优点将在接下来的描述中阐述，并且部分特征和优点将从描述中显而易见，或可通过本文所教导的实践了解。本公开的特征和优点可以通过所附权利要求中特别指出的工具和组合来实现和获得。本公开内容的特点将从以下描述和所附权利要求中变得更加明显，或者可以通过下文所述的公开内容的实践来了解。
附图说明
[0005]为了描述可以获得本公开的上述引用的特征和其他特征的方式，将通过参考附图中说明的其具体实施例来进行更具体的描述。为了更好地理解，在各附图中，类似的元件被指定为类似的参考号。虽然有些附图可能是概念的示意性或夸张的表示，但至少有些附图可以按比例绘制。了解到附图描述了一些示例性实施例，将通过使用附图对实施例进行附加地具体和详细的描述和解释，其中：
[0006]图1是根据本公开的至少一个实施例的浸没式冷却系统的侧面示意图；
[0007]图2是根据本公开的至少一个实施例的图1的浸没式冷却系统在冷却流体汽化期间的侧面示意图；
[0008]图3是根据本公开的至少一个实施例的具有蒸汽扩散器的浸没式冷却系统的侧面示意图；
[0009]图4是根据本公开的至少一个实施例的具有本地热控制装置的浸没式冷却系统的侧面示意图；
[0010]图5是根据本公开的至少一个实施例的具有成核杆的浸没式冷却系统的侧面示意图；
[0011]图6是根据本公开的至少一个实施例的具有横向定位的热传递装置的浸没式冷却
系统的侧面示意图；以及
[0012]图7是根据本公开的至少一个实施例的具有横向移位的成串组的发热部件的浸没式冷却系统的侧面示意图。
具体实施方式
[0013]本公开总体上涉及用于电子设备或其他发热部件的热管理的系统和方法。浸没室包围在液体冷却流体中的发热部件，液体冷却流体从发热部件中传导热量以冷却发热部件。随着冷却流体从发热部件中吸收热量，冷却流体的温度升高，并且冷却流体可能汽化，从而将蒸汽引入冷却流体的液体中。
[0014]在一些实施例中，发热部件的热管理包括移除或管理发热部件附近的冷却流体的冷却体积中的蒸汽。随着冷却体积中蒸汽量的增加，冷却体积中的冷却流体的导热性和热质量也随之下降。由此产生的影响被称为干涸。干涸导致冷却体积的热管理能力下降，发热部件的温度可能以不希望的和/或不受控制的方式上升。
[0015]在一些实施例中，通过使用本文所述的系统和/或方法中的一个或多个，可以限制和/或防止干涸。冷却流体的汽化需要热能来克服汽化的潜热，从而除了液体冷却流体的对流冷却移除热能外，还允许一定量的汽化来移除热能。通过在不允许干涸条件发生的情况下允许一些汽化，可以改善热管理。
[0016]现在参考图1，根据本公开的浸没式冷却系统100包括腔室102，腔室102具有被设置在其中的冷却流体104。冷凝器106被设置在冷却流体104的顶部处，高于液体冷却流体108，并处于冷却流体104的蒸汽110中。冷凝器106将冷却流体104的部分蒸汽110冷却回到液相，以从系统中移除热能，并将冷却流体104重新引入液体冷却流体108的浸没槽112中。
[0017]在一些实施例中，液体冷却流体108的浸没槽112具有被设置在液体冷却流体108中的多个发热部件114。液体冷却流体108围绕着发热部件114，并且可以围绕着附接到发热部件114的其他物体或部件。在一些实施例中，在液体冷却流体108中，发热部件114被设置在一个或多个支撑部116上。支撑部116可以在液体冷却流体108中支撑一个或多个发热部件114，并允许冷却流体104在发热部件114周围移动。在一些实施例中，支撑部116是导热的，以传导来自发热部件114的热量。支撑部116可以增加有效的表面积，冷却流体104可以通过对流冷却从这里带走热量。在一些实施例中，一个或多个发热部件114包括附接到发热部件114的散热器或其他装置，以传导掉热能并有效增加发热部件114的表面积。
[0018]如前所述，将液体冷却流体转换为气相需要输入热能以克服汽化潜热，并且这可能是增加冷却流体的热容量和从发热部件中移除热量的有效机制。如图2所示，在传统的浸没式冷却系统100中，液体冷却流体108中的蒸汽泡118的形成并不均匀。在具有垂直排列的发热部件114的传统系统中，发热部件114的均等发热产生了沿发热部件114的垂直堆叠的冷却流体104的汽化。由于蒸汽泡118在液体冷却流体108中上升，在紧紧围绕发热部件的冷却流体104的区域中，因为液体冷却流体108在发热部件114附近汽化，蒸汽泡118在液体冷却流体中从较低位置上升，在垂直堆叠中较高的发热部件114经历了较高的汽液比。
[0019]在根据本公开内容的一些实施例中，用于计算设备的热管理的系统包括用于从紧紧围绕发热部件周围的冷却流体的冷却体积中移除蒸汽的一个或多个机制。冷却体积是紧紧围绕发热部件的冷却流体(包括液相和气相两者)的区域，并且负责发热部件的对流冷
却。在一些实施例中，冷却体积是指发热部件的5毫米(mm)内的冷却流体的体积。在一些实施例中，冷却体积是指垂直堆叠(支撑部和发热部件)的5毫米内的冷却流体的体积。在一些实施例中，冷却体积由围绕垂直堆叠中的每个垂直堆叠的垂直圆柱体限定，其中圆柱体的任何部分都不在发热部件的5毫米之内。
[0020]本文所述的浸没式冷却系统包括一个或多个机制，用于从冷却体积中移除蒸汽，并即使在发热部件以最大负荷运行时保持汽液比低于目标值。在一些实施例中，当发热部件以最大负荷运行时，冷却体积保持小于50％的蒸汽。在一些实施例中，当发热部件以最大负荷运行时，冷却体积保持低于25％的蒸汽。在一些实施例中，当发热部件以最大负荷运行时，冷却体积保持小于15％的蒸汽。在一些实施例中，当发热部件以最大负荷运行时，冷却体积保持小于10％的蒸汽。在一些实施例中，当发热部件以最大负荷运行时，冷却体积保持小于5％的蒸汽。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于计算设备的热管理的系统，包括：浸没室；冷却流体，具有气相和液相，所述液体冷却流体填充所述浸没室的至少一部分；多个发热部件，被设置在所述液体冷却流体中，并且被布置成串组，所述串组限定冷却体积；以及用于从所述冷却体积中移除蒸汽的装置；其中：所述冷却体积在所述串组的5毫米之内；以及用于移除蒸汽的所述装置包括所述冷却体积外部的成核源。2.根据权利要求1所述的系统，其中用于移除蒸汽的所述装置包括蒸汽扩散器。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中用于移除蒸汽的所述装置包括热控制装置。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述热控制装置是冷凝器杆。5.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述冷却流体包括乙二醇。6.根据任一前述权利要求所述的系统，还包括冷凝器，所述冷凝器被设置在所述浸没室中并且在所述液体冷却流体的外部。7.根据任一前述权利要求所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：