【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本概念涉及一种用于有效且高效地制冷发热电子元件的液体冷却系统，具体地，但不排他地，涉及一种通过将it元件、服务器、计算电子设备等直接浸没在介电冷却液体冷却剂中来冷却这些元件和设备的液体制冷系统。
技术介绍
1、由于更小、更快、更高密度和更高功率容量的电子器件的持续发展，电子器件，特别是具有图形和中央处理单元(gpu和cpu)的it元件、服务器、数据存储设备和计算电子设备的冷却已经成为一项重大技术挑战。
2、计算设备在运行过程中会产生热量。数据中心内有成千上万台这样的设备，产生的热量可能非常大。随着对更大处理和数据存储需求的不断扩大，服务器系统的密度也在不断增加，由此产生的散热问题成为了一个重大的实际障碍。
3、传统的基于风扇的冷却系统需要大量的电力。因此，驱动这种系统的功率需求随着服务器密度的增加而显著增加。it元件的浸没冷却是相对较新的发展。运行中的热电子器件直接浸没在介电(电绝缘)冷却液体中，该液体通过使用热交换器等进行循环和冷却。电子器件的冷却提高了其性能效率，实现了更高的处理速度(例如cpu的超频)。电路产生的热量通过介电液体直接在热源处快速有效地去除。然而，总体上需要继续改进现有液体浸没冷却系统的运行效率，既要提高电子元件的冷却效率，又要提高冷却液体的热管理和循环，以实现高效的能量再利用。
技术实现思路
1、本公开的一个目的是提供一种用于精确高效地对电子设备进行液体冷却的装置和方法。具体目标是提供一种电子元件液体冷却系统，以使it元件等能够在高温下
2、本系统提供了一种液体浸入/浸没布置，其中it电子元件基于它们的工作温度和有效率耗在空间上被分隔/隔离。具体而言，本系统被构造用于经由与制冷剂液体直接接触和循环来冷却电子元件，以提供单液体制冷系统，用于根据电子元件的操作性能、类型、操作温度、尺寸和/或配置来单独地和/或彼此独立地按需冷却每个电子元件。
3、本说明书中提到的“电子元件”、“电子设备”，或类似元件包括发热的电子元件，例如安装在较大的it元件/设备上，如服务器、主板、数据存储设备、可编程逻辑控制器板等。这种发热电子元件包括例如电路和/或电子设备，位于主板或其它印刷电路板设备，随机存取存储器(ram)；图形处理单元(gpu)；中央处理单元(cpu)；芯片、插座；外设部件互连标准(pci)插槽；只读存储器(rom)元件、芯片和插槽；图形处理元件、端口、插槽、芯片；电桥；电池元件、端口和插槽；电源插头、插槽和端口、电子连接器；电子散热器；开关；跳线；电容器；晶体管；二极管；与运行功率相关的元件；电流和/或电压调节器和模块；电源转换器等。
4、本系统被构造成根据各种不同的可能液体流动回路构造，基于发热电子设备的典型、正常、平均或最大工作温度，将冷却剂液体输送到发热电子设备。例如，根据电子元件的典型、正常、平均和/或最大工作温度，基于电子元件的空间定位，本系统与串联、并联和/或串联和并联组合的液体流动配置兼容。因此，本系统在最大流出温度和恒定/均匀温度下随时间提供流出液体流。然后，被加热的介电液体可以被高效且有效地处理，以便经由热交换器等进行热再利用，其中热能从介电液体传递到需要临时或连续供应热能的辅助应用或设备。
5、被加热到最大和均匀的工作温度(随着时间的推移)的介电液体的流出为热再利用技术提供了高效和有效的热源。这是经由基于其各自的工作温度对发热设备进行空间分隔/隔离来实现的。具体而言，至少一个，特别是一组第一发热电子元件可以被分隔并位于设备的第一区域或室内，用于与介电液体首次接触。至少一个第二元件或一组另外的发热电子元件(具有比第一电子设备更高的工作温度)可以位于系统/装置的隔离或分隔区域(或围合区)，用于与介电液体分离和/或随后接触。这种布置允许介电液体留到，以与第一发热电子元件直接接触，然后与第二发热电子元件直接接触，使得在装置的流出区域输出的介电液体的温度是已经在所有空间隔离区域与电子器件接触的液体的温度增加的总和。
6、一方面，本系统包括可定位成(至少部分地)围绕电子设备(例如，cpu/gpu)的封装(或盖)。该封装可以安装在芯片上方(具有或不具有散热器)或芯片顶部(例如，冷板技术)。然后冷却剂被配置成流过每个封装区域以捕获由电子设备产生的所有热量。这种布置使得电子设备(cpu/gpu)能够独立于超频模式在其最佳或典型的工作温度下操作，同时还允许冷却液体的流出流的温度可能高并且随时间保持均匀，以提高能量再利用。
7、一方面，本系统提供了根据其工作温度范围对浸没发热设备进行隔离，使得所有浸没发热设备在给定时间内与流体容器内的冷却流体的不同部分接触。容器内的流体被驱动到冷却设备，在该冷却设备中，流体被冷却，以准备被再次驱动到容器中，因此有效地冷却串联的浸没发热设备。流体可以以这样的方式被驱动通过系统，使得其首先接触具有最低工作温度的隔离的发热设备。然后，部分加热的流体被驱动与下一组具有第二低工作温度的隔离的发热设备接触，在那里其温度可以进一步升高。重复这一过程，直到具有最高工作温度的一组隔离的发热设备与介电液体接触，然后介电液体被驱动到冷却设备(即，热交换器)。
8、根据本概念的第一方面，提供了一种用于电子设备的液体冷却装置，包括：主壳体，限定室以容纳具有至少一个发热电子元件的至少一个电子设备；至少一个液体流入口和至少一个液体流出口，设置在所述壳体处，以允许介电冷却液体流进入和离开与所述电子设备直接接触的所述室；第二壳体，位于所述室内，限定围合区(enclosure)以至少部分地容纳所述设备的所述至少一个发热电子元件；至少一个液体流入口和至少一个液体流出口，设置在所述第二壳体处，以允许所述液体流进入和离开与所述发热电子元件直接接触的所述围合区；和冷却单元，与所述入口中的至少一个和所述出口中的至少一个流体连通地连接，形成流体流动网络的一部分，以传递来自液体的热能。
9、优选地，所述主壳体的所述至少一个出口与所述第二壳体的所述至少一个入口流体连通地连接，使得所述液体被配置成流过所述室，然后流过所述围合区。
10、优选地，所述电子设备包括：至少一个第一发热电子元件，其至少部分地容纳在所述室内，用于浸没在所述室内的所述液体中；和至少一个第二发热电子元件，其至少部分地容纳在所述围合区内，用于浸没在所述围合区内的所述液体中。可选地，所述第二发热电子元件能够包括比所述第一发热电子元件更高的工作温度。
11、本说明书中提到的第一发热电子元件包括相对低发热器件/元件(lhga)，例如ram、母板等。同样，本文提及的第二发热电子元件包括相对高发热元件(hhgd)，例如微处理器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电子设备的液体冷却装置，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主壳体的所述至少一个出口与所述第二壳体的所述至少一个入口流体连通地连接，使得所述液体被配置成流过所述室，然后流过所述围合区。
3.根据权利要求1所述的装置，包括电子设备，所述电子设备具有：
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二发热电子元件能够包括比所述第一发热电子元件更高的工作温度。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第二壳体的所述至少一个出口与所述冷却单元的入口流体连通地连接，并且所述冷却单元的出口与所述主壳体的所述至少一个入口流体连通地连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述室与所述围合区流体连通地串联连接。
7.根据权利要求6所述的装置，还包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制单元被构造成控制所述液体流过所述室，用于与所述第一发热电子元件的第一热能交换，然后控制所述液体流过所述围合区，用于与所述第二发热电子元件的第二热能交换，所述第二热能交换是所述第一热能交换的补充和附加，
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述主壳体包括液体浸没罐，并且所述第二壳体的尺寸小于所述主壳体的尺寸，并且位于所述室内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括包含在所述主壳体的所述室内的介电冷却液体，并且其中所述第二壳体至少部分地浸没或完全浸没在所述主壳体的所述室内的所述液体中。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第二发热电子元件的至少一部分被定位成与由所述第二壳体限定的所述围合区内的所述液体直接接触，和/或所述第一发热电子元件的至少一部分被定位成与所述室内的所述液体直接接触。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，当从属于权利要求3时，其中所述电子设备包括以下中的任一个或其组合：
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，当从属于权利要求3时，其中所述第一发热电子元件和/或所述第二发热电子元件包括以下中的任一个或其组合：
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二壳体的所述入口至少由开口的周边限定，通过所述开口，所述第二壳体可定位成接收和包裹所述围合区处的所述发热电子元件。
15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二壳体的所述入口和出口彼此分开和/或位于所述第二壳体的不同区域。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二壳体包括开口以使所述第二壳体能够接收和包裹所述围合区处的所述发热电子元件，和位于所述开口对面的顶部。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第二壳体的所述入口位于所述第二壳体的所述顶部。
18.根据权利要求16或17所述的装置，其中，所述第二壳体的所述出口部分地由所述开口限定。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括连接到所述第二壳体以致动所述第二壳体运动的致动器，所述致动器被构造成改变以下任一项或其组合：
20.根据权利要求1至18中任一项所述的装置，其中，所述第二壳体经由致动器可调节地安装在所述装置上，所述致动器通过致动构造成改变所述围合区的内部体积。
21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括泵，所述泵与所述第二壳体的所述入口和/或所述出口流体连通地连接，以驱动所述液体流过所述围合区。
22.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括与所述室的所述入口和/或所述出口流体连通地连接的第一电子可控阀和与所述围合区的所述入口和/或所述出口流体连通地连接的第二电子可控阀。
23.根据权利要求1至21中任一项所述的装置，包括至少一个电子可控阀，所述电子可控阀设置成与所述第二壳体的所述入口和所述出口流体连通。
24.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括至少一个温度传感器，以确定所述液体和/或所述发热电子元件的温度或相对温度差，所述温度传感器设置成与所述控制单元进行电子通信。
25.根据前述权利要求中任一项所述的装置，并且从属于权利要求3时，其中，所述电子设备或所述第一和/或第二发热电子元件包括温度传感器，以确定所述液体和所述第一和/或第二发热电子元件的温度或温度差。
26.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括液体返回导管，与所述室的所述出口和所述围合区的所述入口流体连通，以使离开所述室的所述液体循环到所述围合区中。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于电子设备的液体冷却装置，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主壳体的所述至少一个出口与所述第二壳体的所述至少一个入口流体连通地连接，使得所述液体被配置成流过所述室，然后流过所述围合区。
3.根据权利要求1所述的装置，包括电子设备，所述电子设备具有：
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二发热电子元件能够包括比所述第一发热电子元件更高的工作温度。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第二壳体的所述至少一个出口与所述冷却单元的入口流体连通地连接，并且所述冷却单元的出口与所述主壳体的所述至少一个入口流体连通地连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述室与所述围合区流体连通地串联连接。
7.根据权利要求6所述的装置，还包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制单元被构造成控制所述液体流过所述室，用于与所述第一发热电子元件的第一热能交换，然后控制所述液体流过所述围合区，用于与所述第二发热电子元件的第二热能交换，所述第二热能交换是所述第一热能交换的补充和附加，使得所述围合区的所述出口处的所述液体的温度的增加是已经通过所述室和所述围合区的所述液体的温度增加的总和。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述主壳体包括液体浸没罐，并且所述第二壳体的尺寸小于所述主壳体的尺寸，并且位于所述室内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括包含在所述主壳体的所述室内的介电冷却液体，并且其中所述第二壳体至少部分地浸没或完全浸没在所述主壳体的所述室内的所述液体中。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第二发热电子元件的至少一部分被定位成与由所述第二壳体限定的所述围合区内的所述液体直接接触，和/或所述第一发热电子元件的至少一部分被定位成与所述室内的所述液体直接接触。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，当从属于权利要求3时，其中所述电子设备包括以下中的任一个或其组合：
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，当从属于权利要求3时，其中所述第一发热电子元件和/或所述第二发热电子元件包括以下中的任一个或其组合：
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二壳体的所述入口至少由开口的周边限定，通过所述开口，所述第二壳体可定位成接收和包裹所述围合区处的所述发热电子元件。
15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二壳体的所述入口和出口彼此分开和/或位于所述第二壳体的不同区域。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二壳体包括开口以使所述第二壳体能够接收和包裹所述围合区处的所述发热电子元件，和位于所述开口对面的顶部。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第二壳体的所述入口位于所述第二壳体的所述顶部。
18.根据权利要求16或17所述的装置，其中，所述第二壳体的所述出口部分地由所述开口限定。
19.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括连接到所述第二壳体以致动所述第二壳体运动的致动器，所述致动器被构造成改变以下任一项或其组合：
20.根据权利要求1至18中任一项所述的装置，其中，所述第二壳体经由致动器可调节地安装在所述装置上，所述致动器通过致动构造成改变所述围合区的内部体积。
21.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括泵，所述泵与所述第二壳体的所述入口和/或所述出口流体连通地连接，以驱动所述液体流过所述围合区。
22.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括与所述室的所述入口和/或所述出口流体连通地连接的第一电子可控阀和与所述围合区的所述入口和/或所述出口流体连通地连接的第二电子可控阀。
23.根据权利要求1至21中任一项所述的装置，包括至少一个电子可控阀，所述电子可控阀设置成与所述第二壳体的所述入口和所述出口流体连通。
24.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括至少一个温度传感器，以确定所述液体和/或所述发热电子元件的温度或相对温度差，所述温度传感器设置成与所述控制单元进行电子通信。
25.根据前述权利要求中任一项所述的装置，并且从属于权利要求3时，其中，所述电子设备或所述第一和/或第二发热电子元件包括温度传感器，以确定所述液体和所述第一和/或第二发热电子元件的温度或温度差。
26.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括液体返回导管，与所述室的所述出口和所述围合区的所述入口流体连通，以使离开所述室的所述液体循环到所述围合区中。
27.根据权利要求26中所述的装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·博世·夸驰，大卫·蒙特斯·蒙特塞林，伊斯梅尔·古兹曼·佩雷斯，
申请(专利权)人：桑米尔技术公司，
类型：发明
国别省市：
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