CN103222354A - 用于两相制冷剂冷却机架的改进流平衡方案 - Google Patents

Abstract

一种将流体分配到服务器机架内的多个停靠站的冷却系统。所述服务器机架包括用于安放电子装置的停靠站。两相基于流体的热交换系统耦合至每个所述停靠站，其用于从所述电子服务器散热。在概念上将所述停靠站分为一个或更多区段，在将液相流体供给到每个区段的区段输入线内包括动态流体流调节器。所述区段输入线分支为多个平行流体路径，所述区段中的每个停靠站耦合一个平行流体路径。在每个分支流体通路内都包括固定流体流调节器。所述动态流体流调节器和固定流体流调节器的组合向每个两相热交换系统都提供平衡的流体流量。

Description

用于两相制冷剂冷却机架的改进流平衡方案

相关申请

本申请要求2010年10月22日提交的标题为“IMPROVEDFLOW BALANCING SCHEME FOR 2-PHASE REFRIGERANTCOOLED RACK”的序号61/406,084的美国临时申请的优先权。本申请通过参考完全合并序号61/406,084的美国临时申请。

技术领域

本发明大体涉及一种用于冷却热量产生装置的方法和设备，和特别涉及一种使用基于流体的冷却装置来冷却服务器应用的方法和装置。

背景技术

在电子器件冷却领域，具有高热耗散的高性能集成电路的冷却存在显著的挑战。用安装有热管和风扇的散热器的常规传统冷却不足以冷却瓦数要求不断增加的芯片。

由于每单位体积能够获得更高的处理器性能，所以下列电子服务器(诸如刀片式服务器和机架式服务器)的使用数量不断增加。然而，集成电路的高密度也导致高的热密度，这超出常规空冷方法的能力。

冷却电子服务器上的集成电路的特定问题在于，多个电子服务器一般安装在服务器底板内的近距离内。在这种配置中，电子服务器分离开有限的空间量，由此减少了提供足够冷却解决方法的尺寸。通常，电子服务器堆未向每个电子服务器提供大风扇和散热器的安装。通常，单个服务器底板内的电子服务器堆栈是用一个或更多风扇、一个或更多散热器、或者两者的组合的方式冷却的。使用这种配置，每个电子服务器上的集成电路都是使用散热器和在散热器上方吹空气的大型风扇来冷却的，或者简单地通过直接在电子服务器上方吹空气来冷却。然而，考虑到围绕服务器底板内的堆栈的电子服务器的自由空间有限，可用于冷却集成电路的空气的量有限。

由于数据中心继续增大其计算机密度，所以更频繁地部署电子服务器。完全组装(populate)的电子服务器显著增加机架的产热。这需要超出计算机机房空调(CRAC)单元能够提供的冷却的补充冷却。补充冷却系统能够包括基于流体的冷却系统，该系统在服务器机架的水平上实施，并且被分配给服务器机架内安装的每个电子服务器。在一些应用中，补充冷却装置将冷却流体分配给服务器机架内的每个停靠站，其中每个停靠站都配置为接收电子服务器。分配给每个停靠站的冷却流体或者被分配给所接收电子服务器内包括的分立的基于流体的冷却系统，或者分配给作为每个停靠站的一部分的分立的基于流体的冷却系统，在所述个停靠站处分立的基于流体的冷却系统热耦合至所接收的电子服务器。

当提供流体至服务器机架时，必须对机架内的冷却流体的分布给予细致的考虑。通常，流体路径含有一个或更多平行路径。如果流体路径是单个系列(singular series)路径，那么对于单相流体，温度会始终沿着路径上升。通过将流体分为平行路径，冷却器流体能够被呈现给需要冷却的装置，诸如电子服务器，并且来自平行路径的总压降较低。

为了为每个平行路径平衡流量，可以改变流体压降，以便适当的流体量沿每个路径流动。在一些应用中，每个路径可以需要相同的流体量，其然后会需要相同的压降。在其他应用中，每个路径可以具有其自己的要求，因此相应改造其阻力。这对诸如水这样的单相冷却剂很好用。该流体路径压降对应用的热负荷基本上不灵敏。然而，在两相冷却系统中，诸如基于制冷剂的冷却系统，由于热量转移至流体，一部分流体经历相变并且从液体变为气体。两相冷却系统通常是合乎需要的，因为贯穿流体路径两相流体的温度是恒定的，由此在大体上恒温的情况下保持冷却系统内的热交换器。因为质量流速相同，所以气体必须以较高速率传播，因此其引起较高压降。如果存在具有相同热负荷的多个平行路径，那么沿着每个路径的压降都保持基本相同并且流量保持平衡。然而，如果热负荷在一个路径上高于另一个，那么制冷剂更多地向低负荷路径流动，因为低负荷路径具有较低的压降。这的实例可以在具有多个电子服务器的制冷剂冷却的服务器机架内发生。如果一些电子服务器接通电源而其它的服务器断开电源，那么制冷剂会自然地流向断开电源的电子服务器，这造成接通电源的电子服务器过热。应对这个问题的一个方法是使用有源阀系统(active valve system)，其关闭通往断开电源的电子服务器的流体流。然而，这是昂贵的并且易于出现故障。另一个方法是整个流体流能够增大以确保在具有高热负荷的路径中具有足够的流体流，但是这需要较大的流体泵和更多电力。

发明内容

冷却系统配置为将流体分配至服务器机架内的多个停靠站。服务器机架配置为安放多个电子服务器，每个电子服务器都安装在服务器机架的停靠站内。冷却系统配置有平行流体路径，一个流体路径将流体分配至一个停靠站。两相基于流体的热交换系统耦合至每个停靠站，所述停靠站用于在电子服务器安装在停靠站中时从电子服务器散热。停靠站在概念上被分成一个或更多区段，并且在将液相流体供给至每个区段的区段输入线内包括动态液体流调节器。区段输入线分支成多个平行流体路径，一个平行流体路径耦合该区段中的每个停靠站。在每个分支流体通路内都包括固定液体流调节器。动态液体流调节器和固定液体流调节器的组合为耦合至停靠站的每个两相热交换系统都提供平衡的流体流。

在一方面，所公开的冷却组件包括多个基于流体的两相冷却系统和流体输入歧管，该输入歧管配置为将液相的冷却剂供给至多个基于流体的冷却系统的每个冷却系统。流体输入歧管包括流体输入线、一个或更多动态液体流调节器、和多个固定液体流调节器。一个或更多动态流体流调节器平行耦合到流体输入线，其中每个动态流体流调节器都配置为提供可变的流体流阻。该流阻随着入口侧上的压力的增加而增加。每个冷却系统耦合一个固定流体流调节器。多个固定流体流调节器被设置为一组或更多组，每个动态流体流调节器耦合一组，以便该组中的全部固定流体流调节器平行于动态流体流调节器耦合，进一步地，其中每个固定流体流调节器都配置为提供固定流体流喷口。

在一些实施例中，冷却系统也包括流体输出歧管，该输出歧管配置为从多个冷却系统的每个接收两相冷却剂。在一些实施例中，流体输出歧管包括多个冷却系统输出线和冷却组件输出线，其中每个冷却系统耦合一个冷却系统输出线，并且冷却组件输出线耦合至多个冷却系统输出线的每一个。在一些实施例中，流体输入线的直径小于冷却组件输出线的直径。在一些实施例中，冷却系统也包括包括多个停靠站的框架，每个停靠站都配置为接收发热电子装置，其中多个冷却系统的一个耦合至一个停靠站。在一些实施例中，每个冷却系统都配置为当发热电子装置安装在停靠站内时被安装至发热电子装置。在一些实施例中，每个冷却系统都包括一个或更多热交换器，所述热交换器配置为让冷却剂通过。在一些实施例中，至少一部分冷却剂在冷却系统内经受相变。在一些实施例中，每个动态流体流调节器都配置为响应于流体输入歧管内冷却剂的流体压力的范围输出恒定的流体流量。在一些实施例中，冷却剂是制冷剂。在一些实施例中，流体输入歧管也包括多个冷却系统输入线，在一个喷口管和一个冷却系统之间耦合一个冷却系统输入线。在一些实施例中，每个固定流体流调节器都包括一个或更多过滤器。

在另一个方面，冷却组件包括框架、流体输入歧管、和流体输出歧管。该框架包括多个停靠站，每个停靠站都配置为接收发热电子装置。流体输入歧管配置为将液相的冷却剂供给至多个停靠站的每个停靠站。流体输入歧管包括流体输入线、一个或更多动态液体流调节器、和多个喷口管。一个或更多动态流体流调节器平行耦合到流体输入线，其中每个动态流体流调节器都配置为提供可变的流体流阻。每个停靠站耦合一个喷口管。多个喷口管被设置为一组或更多组，每个动态流体流调节器耦合一组，以便该组中的全部喷口管平行耦合到动态流体流调节器，进一步地其中每个喷口管都配置为提供固定流体流喷口。流体输出歧管配置为从多个停靠站的每个停靠站接收两相冷却剂。

在还另一个方面，冷却组件包括多个基于流体的两相冷却系统和流体输入歧管，该输入歧管配置为将液相的冷却剂供给至多个基于流体的冷却系统的每个冷却系统。流体输入歧管包括流体输入线和与流体输入线平行耦合的多个固定流体流调节器，每个冷却系统耦合一个固定流体流调节器，其中每个固定流体流调节器都配置为提供固定流体流喷口。

在回顾下面阐述的实施例的详细说明之后，本发明的其它特性和优点会变得显而易见。

附图说明

参考附图描述几个实例实施例，其中类似的部件具有类似的附图标记。该实例实施例旨在说明本发明，而不是限制本发明。所述附图包括下图：

图1示出按照实施例的去除侧板的电子器件外壳内的冷却装置的侧视图。

图2示出图1的流体输入歧管。

图3示出按照实施例的示例性的喷口管14的部分切掉的视图。

图4示出耦合至图1的流体输入歧管的部分区段的示例性的两相热交换系统的等角投影图。

具体实施方式

本申请的实施例针对冷却系统。本领域技术人员应明白，冷却系统的下列详细说明只是说明性的，并且不非意图以任何方式限制。冷却系统的其他实施例将易于向从本公开受益的这些技术人员传达本发明。

现在将详细参考如附图中所示出的冷却系统的实施方式。贯穿附图以及后面的详细说明将使用相同的标记符号指代相同或相似零件。为了清楚，没有示出并描述这里所述的实施方式的全部例行特性。当然，应当理解，在任何这种实际实施方式的发展中，必须做出许多根据实施方式的具体决定，以便实现开发者的具体的目标，诸如符合应用及与商业有关的约束，并且这些具体的目标在从一个实施方式到另一个实施方式时不同并且因不同的开发者而不同。此外，应当理解这种研发努力可能是复杂并且耗时的，但是尽管如此对于从本公开中受益的本领域技术人员来说仍是工程的例行工作。

本申请的实施例针对冷却系统，该系统将流体分配至服务器机架内的多个停靠站。这里所述的冷却系统能够用于任何电子子系统，包括但不限于刀片式服务器和机架式服务器(这里共同被称为电子服务器)。服务器机架配置为安放多个电子服务器，每个电子服务器都安装在服务器机架的停靠站内。本领域中众所周知的，每个电子服务器都包括一个或更多发热装置。

冷却系统配置有平行流体路径，一个流体路径将流体分配至一个停靠站。两相的基于流体的热交换系统耦合至每个停靠站，其用于在电子服务器安装在停靠站中时从电子服务器散热。应对与两相热交换系统关联的压降的一种解决方法是使用动态流体流调节器。在一些实施例中，每个平行流体路径都包括动态流体流调节器。然而，动态流体流调节器是昂贵的，并且在每个平行流体路径中都包括动态流体流调节器可能成本过高。

另一个更被动一些的解决方法是在每个平行流体路径上人工提升压降，以便由蒸发引起的压力变化是总压降的一小部分。在这些情况下，流体流保持基本上未受影响，当在平行路径中存在冷的电子服务器或者在空闲的停靠站的情形中没有电子服务器时这会防止来自热的电子服务器的流体不足。这能够通过在每个平行路径上使用小喷口实现，或者通过使用预定长度的非常薄的管人工提高压降而实现。较小尺寸喷口限制流体流。流体流限制的量是小喷口的直径的函数。由于小喷口的尺寸是固定的，因此由小喷口限制的流体流也是固定的。以这种方式，小喷口用作固定流体流调节器。喷口的问题是其能够变得阻塞。同时，小直径的管能够被压碎或者扭结，因此完全阻止流动。连到大管的小管也可能在制造时出问题。当将小管焊接至较大歧管的管上时，可能发生对小管的破坏。这些问题由下述喷口管应对，该喷口管包括一个或更多过滤器和较小直径流体线，流体线定位成在较大直径流体管内漂浮。该流体由支撑结构悬挂，该支撑结构将过滤器保持在相对于流体线的适当位置并且将流体线保持在相对于流体管的适当位置。

还有另一种解决方法是结合使用动态流体流调节器和固定流体流调节器。这种解决方法通过使用一个或更多动态流体流调节器以形成了用于流体分配的较小歧管在每个平行流体路径中都提供了平衡流体流。这些较小岐管也被称为区段，其能够另外供给一个或更多平行流体路径。每个较小歧管内的流体路径都经修改从而包括固定流体流调节器。在一些实施例中，固定流体流调节器用喷口管实现。在一些实施例中，喷口管配置有一个或更多过滤器，从而最小化或者防止喷口管内的小喷口的阻塞。每个喷口管都将计量供给的流体提供至一个停靠站的两相热交换系统。通过选择适当尺寸的喷口管，喷口管每个都能用作人工高压降，因此使特殊流体路径的总压力上的相变效应最小化。这样沿着每个平行流体流体路径都保持平衡的流体流。

如果故意地，不同的流体的量需要流到每个路径，可以为每个流体路径选择具有不同的固定尺寸喷口的不同的喷口管。喷口管对于在制造中使用是非常好的，因为其包括子组件，这些子组件被完全封闭在较大的管道或者管内，其中在一些实施例中子组件包括其自己的过滤器。子组件可以具有止动件或者弯曲以将子组件固定在外管内的适当位置。

图1示出按照实施例去除侧板的电子器件外壳内的冷却系统的侧视图。诸如服务器机架的电子器件外壳2包括框架4，其配置有多个停靠站6。冷却系统包括外部输入线互连8、服务器机架输入线10、一个或更多动态流体流调节器12、多个喷口管14、多个停靠站输入线16、多个停靠站输出线18、服务器机架输出线20、和外部输出线互连22。外部输入线互连8和外部输出线互连22耦合至外部泵冷却回路(未示出)。冷却系统也包括关于图4在下面示出和描述的多个两相基于流体的热交换系统。每个停靠站都包括一个两相基于流体的热交换系统。在图1所示的示例性的配置中，存在36个停靠站6。每个停靠站6都配置为接收电子服务器。该冷却系统包括流体输入歧管，该歧管配置为从外部源接收液相流体并且将流体分配至每个停靠站6的两相热交换系统装置。冷却系统也包括流体输出歧管，该输出歧管配置为从两相热交换系统接收两相流体并且从冷却系统输出两相流体。流体输出歧管包括多个停靠站输出线18、服务器机架输出线20、和外部输出线互连22。在一些实施例中，流体是冷却剂，诸如制冷剂。可替换地，冷却剂是水。应当理解，可以使用其他常规的冷却剂。流体输入歧管使用平行流体路径分配流体，以便每个停靠站都接收其自己的流体供给。

在图2中部分示出，流体输入歧管包括外部输入线互连8、服务器机架输入线10、一个或更多动态流体流调节器12、多个喷口管14、和多个停靠站输入线16。服务器机架输入线10经由外部输入线互连8从外部源接收流体。服务器机架输入线10分支为一个或更多区段输入线24。每个区段输入线都包括动态流体流调节器12。多个停靠站在概念上被划分为一个或更多区段，每个区段都由相应的区段输入线供给流体。在图1和2所示的示例性配置中，停靠站在概念上被划分为四个区段，并因此流体输入歧管包括四个区段输入线24和四个动态流体流调节器12。理想地，服务器机架输入线具有用于每个停靠站的分支，其中每个分支区段输入线都具有带有有源控制的动态流体流调节器。在这种配置中，在存在N个停靠站时，存在N个区段输入线和N个动态流体流调节器。然而，实际上动态流体流调节器是昂贵的并且在许多应用中这种配置成本过高。因此，停靠站被编组成区段，并且每个区段都在其区段输入线中备有动态流体流调节器，从而提供宏观水平的液体流量控制，并且使用喷口管将固定流体流调节器添加至每个停靠站输入线，从而提供微观水平的液体流量控制。通常，区段输入线的数目从一变化到停靠站的数目，例如36。区段的实际数目是实施上的决定。

流体流调节器是在给定压力范围内保持恒定流体流量的装置。以这种方式，流体流调节器用来限制流体流，并因此认为具有流体流阻。在固定流体流调节器的情形中，流体路径中的喷口尺寸是固定的。在动态流体流调节器的情形中，流体路径中的喷口尺寸变化。在一些实施例中，动态流体流调节器包括弹簧致动喷口。如果压力高，那么弹簧强制喷口变小。如果压力低，那么弹簧强制喷口变大。打开和关闭喷口在压力在一定范围内变动情况期间使恒定量流体能够流过动态流体流调节器。每个动态流体流调节器都被检定从而为给定范围压力的流体提供恒定的输出流体流量。象应用到图1和2中的动态流体流调节器那样，如果压力在动态流体流调节器的泵侧(外侧)上增加，那么动态流体流调节器通过减小开口打开阻止压力的增加。例如，当输入压力在2psi和36psi之间的范围时，动态流体流调节器调整出基本恒定的输出流体流量。

每个区段输入线24都分支为多个喷口管14。对于每个停靠站6，都存在一个喷口管14。每个喷口管14都起具有固定流体流喷口的固定流体流调节器的作用。应当理解，可以用其它配置实现固定流体流调节器。例如，能够使用具有固定尺寸喷口的平的盘实现固定流体流调节器。

图3示出按照实施例的示例性的喷口管14的部分切掉的视图。喷口管14包括具有过滤器芯的外部流体管46。过滤器芯包括输入过滤器34、流体线38、和输出过滤器36。从区段输入线输入的流体流过输入过滤器34并进入流体线38的输入端。流体流经并输出流体线38，并且流经输出过滤器36。流体线38的直径确定流体流量。该直径保持固定。输入过滤器34防止流体线被颗粒阻塞。输出过滤器36提供可选的额外过滤。过滤器芯包括支撑结构40和一个或更多O环44，该O环44用外部流体管46将过滤器和流体线紧固在适当位置。将外部流体管46扩孔，以便在输出开口处内径相对于输入开口大，从而提供机械止动。配置支撑结构40上的耳42，以便用作相对于外部流体管46的变窄的内径的止动件。以这种方式，支撑结构40能够被插入外部流体管46的输出开口中预定距离处。

在一些实施例中，用于给定区段中的全部喷口管的喷口尺寸是相同的。在其他实施例中，不同区段中的喷口管的喷口尺寸可以是相同或不同的。通常，每个喷口管都能够独立配置有其自己的喷口尺寸。

图4示出耦合至图1的流体输入歧管的部分截面的示例性的两相热交换系统的立体图。图4示出四个独立的两相热交换系统，对用于每个停靠站用一个两相热交换系统。每个喷口管14都经由连接器26耦合停靠站输入线16。在一些实施例中，每个两相热交换系统都包括流体集管28、流体集管32、和一个或更多热交换器30。在图4所示的示例性的配置中，存在六个热交换器30。应当理解可以使用多于或少于六个热交换器。流体集管28耦合至停靠站输入线16并且耦合至热交换器30，从而从停靠站输入线16接收液相流体并且将液相流体分配至热交换器30。热交换器30具有流体流过的流体路径。流体集管28也耦合至停靠站输出线18，从而从热交换器30接收两相流体并且将两相流体输出至停靠站输出线18。

以任何方式配置流体集管28、热交换器30、和流体集管32，以便从停靠站输入线16输入的流体通过热交换器30被分配至流体集管32，并且通过热交换器30返回至流体集管28，并且通过停靠站输出线18输出。在一些实施例中，流体集管28、热交换器30、和流体集管32配置为横跨由热交换器30覆盖的全部区域均匀地分配流体。在一些实施例中，这样配置流体集管28、热交换器30、和流体集管32，使得流体只通过选定的热交换器30从流体集管28流至流体集管32，并且流体通过其他的选定热交换器30从流体集管32流至流体集管28。在其他实施例中，这样配置流体集管28、热交换器30、和流体集管32，使得流体在热交换器30的一个、一些、或全部中从流体集管28流至流体集管32并且从流体集管32流至流体集管28。在还其他实施例中，流体集管28、热交换器30、和流体集管32配置为有选择地提供更多的流体至选定的热交换器的某些区域(与其他区域相比)，以便有选择地冷却停靠站中安装的电子服务器中的热点。在一些实施例中，每个热交换器都是冷却台。在示例性的应用中，使用单个可弯曲冷却台，其能够被弯曲以与在停靠站安装的电子服务器热接触。在美国专利US8,000,103中描述了这种可弯曲冷却台，其全部内容通过参考合并于此。

冷却系统配置为作为两相冷却系统工作。在这种系统中，被输入至输入流体歧管的流体处于液相，而从输出流体歧管输出的流体为液相和气相的组合。流体保持在液相，直到其进入耦合到停靠站的两相热交换系统。在示例性的应用中，通过整个冷却系统的流体的质量流量大体上是恒定的。由于气相的流体比液相下的相同流体具有更大的体积，所以输出流体歧管中的输出线配置有比输入流体歧管内的输入线更大的直径。因此，机架输入线10具有比服务器机架输出线20更小的直径。在一些实施例中，停靠站输入线16具有比停靠站输出线18小的直径。输入路径中的部件配置有比输出路径中的部件小的直径可用来缓和由于流体从液体到气体的相变导致的压力增加。

通过使用动态流体流调节器和固定流体流调节器的组合，无论停靠站内安装的个体电子服务器产热水平如何(甚至当一个或更多停靠站空闲时)，都能够调整流体流使得到每个停靠站的流体流基本相等。在常规配置中，到空闲停靠站的流体流会增加，并且到占用的停靠站的流体流会减少，这是由于对应空闲的停靠站的压降较低而对应被占用的停靠站的压降较高。

使用动态流体调节器使提供到每个停靠站的流体都能够负荷均衡。换句话说，动态调节提供到每个区段的流体流量，从而保证在变化的情况下向每个区段提供相同的流体流量。例如，在最初安置期间，可能只有少数电子服务器被装入服务器机架。由于更多电子服务器被增加至给定区段，所以随着额外的电子服务器产生更多热量将存在更大的压降。如果在服务器机架的区段之间负荷不平衡，那么更多流体会从具有较高压降的区段转向离开。动态流调节器确保为区段中的每个喷口管供给恒定的流体流量。以这种方式，从低负荷情形流到高负荷情形，流体输入歧管都能够使流体流恒定。

总括流体流平衡是经由动态流体流调节器通过将输入线分支为区段而发生。使用喷口管获得更精细的平衡。来自动态流体流调节器的输出提供了恒定流体流，并因此为在由动态流体流调节器供给的区段中的每个停靠站提供均等机会来接收相同的流体量。一些停靠站可能被占用，一些可能是空闲的，并且由于其工作的电流电平，在被占用停靠站中的一些电子服务器可以产生比其它服务器更多的热量。这些情况通常引起流体分配困难，因为由于压降的原因流体会流向产热最小的电子服务器。通过增加喷口管的固定流体流喷口，平衡了到停靠站输入线的流体流。代替用于冷却在停靠站中安装的电子服务器的任何热交换系统，压降由喷口管支配。在示例性应用中，无论停靠站被占用或空闲，或者停靠站内安装的电子服务器的工作水平如何，服务器机架能够为每个停靠站都提供600瓦的冷却。

只要传递给每个停靠站的流体都不完全蒸发，就获得到每个停靠站的流体流的相等分配。在这种情形下，在热交换装置中不再存在两相条件，并且增加压力引起流体流减少。同样，如下面更详细地描述的，重要的是只安置这样的电子服务器，即该服务器被检定从而被服务器机架冷却，或者被服务器机架内的特定停靠站冷却。例如，1千瓦电子服务器不应该被安置至服务器机架中，其中每个停靠站都检定为冷却600瓦特电子服务器。示例性服务器机架是20千瓦机架，并且四个动态流体流调节器具有0.5GPM(加仑/分钟)流量的流体流量。动态流体流调节器和喷口管的流体流量决定服务器机架的冷却能力。

在一些实施例中，每个动态流体流调节器都具有相同检定等级，例如每个流调节器都是0.5GPM流调节器。在其他实施例中，一个或更多动态流体流调节器可以具有不同的检定等级。具有不同类型的动态流体流调节器使得不同等级的电子服务器能够被装入服务器机架。

通过选择具有期望流体流量的动态流体流调节器、改变喷口管内的流体线的直径、或者两者的组合，使得设计能够灵活。另外，不是所有动态流体流调节器都需要具有相同流体流量。类似地，不是所有喷口管都需要具有相同尺寸的喷口。例如，尽管参考图1-4所示并所述的四个动态流体流调节器被选定为具有相同的流体流量，但是可以选择具有不同的流体流量的一个或更多动态流体流调节器。类似地，一个或更多喷口管可以在给定区段内或者从区段至区段具有不同直径的流体线。用于给定停靠站的冷却能力是用于动态流体流调节器和用于到停靠站的输入流体路径的喷口管两者的流体流量的函数。只要相应的电子服务器被检定符合具体停靠站的冷却能力，就考虑动态流体流调节器和喷口管的任何这种组合。

动态流体流调节器和喷口管的组合提供了对流体流量平衡、成本最小化、获得所期望的可制造性、和过滤的可靠性的优化。

尽管上面将诸如流体流调节器12的第一级流体流调节器示出并描述为动态流体流调节器，但是也能够这样可替换地配置冷却系统使得一个或更多这些流体流调节器是固定流体流调节器。

尽管冷却系统在上面被描述为具有第一级动态流体流调节器和第二级固定流体流调节器的两级配置，但是也预期某些应用，其中冷却系统具有单级配置。在这种单级实施方式中，流体流量、停靠站中的流量要求、和/或停靠站的数目是这样的，即，在到每个停靠站的流体路径中都只实施单个固定流体流调节器。在一些实施例中，其中存在N个停靠站，服务器机架输入线分支为N个平行输入线，每个输入线都具有固定流体流调节器。

已经依据包括细节的具体实施例描述本申请，从而易于理解冷却系统的结构和操作的原理。各图中所示且所述的许多部件能够互换，从而获得需要的结果，并且也应将本说明书理解为包括这些互换。同样，这里对具体实施例及其细节的参考不是意图限制权利要求的保护范围。显然，本领域技术人员能够不偏离本申请的精神和保护范围对这些为了说明而选择的实施例作出修改。

Claims (24)

1.一种冷却组件，包括：

a 多个基于流体的两相冷却系统；和

b 流体输入歧管，其配置为将液相的冷却剂供给到所述多个基于流体的冷却系统的每个冷却系统，所述流体输入歧管包括：

i 流体输入线；

ii 一个或更多动态流体流调节器，其平行耦合到所述流体输入线，其中每个动态流体流调节器配置为提供可变的流体流阻；和

iii 多个固定流体流调节器，每个冷却系统耦合一个固定流体流调节器，其中所述多个固定流体流调节器被设置成一组或更多组，每个动态流体流调节器耦合一组，使得所述组中的所有固定流体流调节器平行耦合到所述动态流体流调节器，进一步地，其中每个固定流体流调节器配置为提供固定流体流喷口。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其进一步包括流体输出歧管，所述输出歧管配置为从所述多个冷却系统的每一个接收两相冷却剂。

3.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述流体输出歧管包括多个冷却系统输出线和冷却组件输出线，其中每个冷却系统耦合一个冷却系统输出线，并且所述冷却组件输出线耦合至所述多个冷却系统输出线的每一个。

4.根据权利要求3所述的冷却组件，其中所述流体输入线的直径小于所述冷却组件输出线的直径。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其进一步包括框架，所述框架包括多个停靠站，每个停靠站配置为接收发热电子装置，其中所述多个冷却系统中的一个耦合至所述停靠站中的一个。

6.根据权利要求5所述的冷却组件，其中当在所述停靠站内安装所述发热电子装置时，每个冷却系统配置为安装到所述发热电子装置。

7.根据权利要求1所述的冷却组件，其中每个冷却系统包括一个或更多热交换器，所述热交换器配置为让所述冷却剂通过。

8.根据权利要求1所述的冷却组件，其中至少一部分所述冷却剂在所述冷却系统内经历相变。

9.根据权利要求1所述的冷却组件，其中每个动态流体流调节器都配置为响应于所述流体输入歧管内所述冷却剂的流体压力的范围，输出恒定的流体流量。

10.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述冷却剂包括制冷剂。

11.根据权利要求1所述的冷却组件，其中所述流体输入歧管进一步地包括多个冷却系统输入线，在一个喷口管和一个冷却系统之间耦合一个冷却系统输入线。

12.根据权利要求1所述的冷却组件，其中每个固定流体流调节器包括一个或更多过滤器。

13.一种冷却组件，包括：

a 框架，其包括多个停靠站，每个停靠站都配置为接收发热电子装置；

b 流体输入歧管，其配置为将液相的冷却剂供给到所述多个停靠站的每个停靠站，所述流体输入歧管包括：

i 流体输入线；

ii 一个或更多动态流体流调节器，其平行耦合到所述流体输入线，其中每个动态流体流调节器都配置为提供可变的流体流阻；和

iii 多个喷口管，每个停靠站耦合一个喷口管，其中所述多个喷口管被设置成一组或更多组，每个动态流体流调节器耦合一组使得所述组中的所有喷口管平行耦合到所述动态流体流调节器，进一步地，其中每个喷口管配置为提供固定流体流喷口；和

c 流体输出歧管，配置为从所述多个停靠站的每一个接收两相冷却剂。

14.根据权利要求13所述的冷却组件，其进一步包括多个基于流体的冷却系统，每个停靠站耦合一个基于流体的冷却系统，其中每个基于流体的冷却系统都耦合至耦合到所述停靠站的所述喷口管并耦合至所述流体输出歧管。

15.根据权利要求14所述的冷却组件，其中每个基于流体的冷却系统都配置为安装到所述发热电子装置。

16.根据权利要求14所述的冷却组件，其中每个基于流体的冷却系统包括一个或更多热交换器，所述热交换器配置为让所述冷却剂通过。

17.根据权利要求14所述的冷却组件，其中所述冷却组件包括两相冷却系统，并且至少一部分所述冷却剂在所述基于流体的冷却系统内经历相变。

18.根据权利要求13所述的冷却组件，其中每个动态流体流调节器配置为响应于所述流体输入歧管内所述冷却剂的流体压力的范围，输出恒定的流体流量。

19.根据权利要求13所述的冷却组件，其中所述冷却剂包括制冷剂。

20.根据权利要求13所述的冷却组件，其中所述流体输入歧管还包括多个停靠站输入线，一个输入线耦合在所述喷口管和所述停靠站之间。

21.根据权利要求13所述的冷却组件，其中所述流体输出歧管包括流体输出线和耦合至所述流体输出线的多个停靠站输出线，每个停靠站输出线耦合至一个停靠站。

22.根据权利要求21所述的流体，其中所述流体输入线的直径小于所述流体输出线的直径。

23.根据权利要求13所述的冷却组件，其中每个喷口管包括一个或更多过滤器。

24.一种冷却组件，包括：

a 多个基于流体的两相冷却系统；和

b 流体输入歧管，其配置为将液相的冷却剂供给至所述多个基于流体的冷却系统的每个冷却系统，所述流体输入歧管包括：

i 流体输入线；和

ii 多个固定流体流调节器，其平行耦合到所述流体输入线，每个冷却系统耦合一个固定流体流调节器，其中每个固定流体流调节器配置为提供固定流体流喷口。

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