CN110769648A - 冷却数据中心中的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冷却数据中心中的电子设备，服务器机架热虹吸系统包括多个蒸发器，每个蒸发器包括用于一个或多个发热服务器机架设备的热界面；安装在服务器机架的外部结构上的至少一个冷凝器，其包括流体冷却的传热模块；将每个蒸发器流体联接到冷凝器以将工作流体的液相从冷凝器传递到蒸发器的液体管道；以及将每个蒸发器流体联接到冷凝器以将工作流体从蒸发器的混合相传递到冷凝器的蒸气管道。

Description

冷却数据中心中的电子设备
本申请是中国发明专利申请(申请号：201680025205.2，申请日：2016年5月3日，发明名称：冷却数据中心中的电子设备)的分案申请。
技术领域
本文献涉及用于利用热虹吸向电子设备(诸如计算机服务器机架和计算机数据中心中的相关装备)提供冷却的系统和方法。
背景技术
计算机用户经常关注计算机微处理器的速度(例如，兆赫兹和千兆赫兹)。许多人忘记，这种速度通常会带来代价——更高的功耗。这种功耗还会产生热量。那是因为，通过简单的物理学定律，所有的功率都必须到达某处，而最后就是转化为热量。安装在单个母板上的一对微处理器可以消耗数百瓦特或更多的功率。将该数字乘以数千(或数万)，以对于在大型数据中心中的许多计算机来进行计算，并且可以容易地了解能够产生的热的量。当数据中心中的临界负载并入支持临界负载所需的所有辅助装备时，数据中心的临界负载的功率的影响通常被复杂化。
许多技术可用于冷却位于服务器或网络机架托盘上的电子设备(例如，处理器、存储器、网络设备和其他热产生设备)。例如，可以通过在设备上提供冷却气流来产生强制对流。位于设备附近的风扇、位于计算机服务器室中的风扇和/或位于与围绕电子设备的空气流体连通的管道系统中的风扇可以强制冷却气流横过包含设备的托盘。在某些情况下，服务器托盘上的一个或多个部件或设备可能位于托盘难以冷却的区域中；例如，强制对流不是特别有效或不可用的区域。
冷却不充分和/或不充足的后果可以是由于设备的温度超过最大额定温度而导致的托盘上的一个或多个电子设备的故障。虽然在计算机数据中心、服务器机架、以及甚至单个托盘中可以建立特定的冗余性，但由于过热导致的设备故障可能在速度、效率和费用方面付出巨大代价。
热虹吸件是使用经历相变的流体操作的热交换器。流体的液体形式在蒸发器中蒸发，并且热量由流体的蒸气形式从蒸发器运送到冷凝器。在冷凝器中，蒸气冷凝，然后流体的液体形式经由重力返回到蒸发器。因此，流体在蒸发器和冷凝器之间循环，而不需要机械泵。
发明内容
本公开描述了冷却安装在数据中心的服务器机架中的电子发热设备的热虹吸系统的实施方式。热虹吸系统包括与发热设备热接触或可以放置为与发热设备热接触的多个蒸发器模块。蒸发器模块可以包括蒸发器。当热接触时，蒸发器模块和发热设备的固体表面部件分别可以放置成物理接触(通过热界面材料或其它方式)以产生热界面，通过该热界面，热量从发热设备流动到在蒸发器模块中循环的工作流体(例如，液相)。工作流体的液相通过蒸发器模块循环(例如自然地)，来自发热设备的热量被传送到工作流体中。随着热量转移到工作流体，液相变成蒸气相或混合的蒸气-液相(例如，取决于转移的热量的量)。蒸气或混合相循环到热虹吸系统的冷凝器模块，其中通过冷凝器模块循环的冷却流体将其转回液相。在一些方面，冷凝器模块可以安装到服务器机架，例如安装到服务器机架的顶面。在一些方面，可以存在与多个蒸发器模块流体联接的单个冷凝器模块。在一些方面，热虹吸系统中的冷凝器模块与蒸发器模块的比例可以小于1。
在示例实施方式中，数据中心热虹吸冷却系统包括多个蒸发器模块，每个蒸发器模块被配置为热联接到可安装在数据中心的机架中的一个或多个发热设备；冷凝器模块，其包括传热表面并且安装在机架的外部；以及多个输送构件。每个输送构件包括液体管道，其流体地联接相应的蒸发器模块的入口以将工作流体的液相从冷凝器传递到相应的蒸发器；以及蒸气管道，其流体联接相应的蒸发器模块的出口到冷凝器以将工作流体的混合相从相应的蒸发器传递到冷凝器，工作流体的混合相包括通过相应的蒸发器从一个或多个发热设备传递到工作流体的热量。
在可与示例实施方式结合的第一方面中，冷凝器模块安装在机架的顶表面上。
可与前述方面中的任一结合的第二方面还包括流体联接到每个液体管道和到冷凝器模块的出口的液体集管。
可与前述方面中的任一结合的第三方面还包括流体联接到每个蒸气管道和冷凝器模块的入口的蒸气集管。
在可与前述方面中的任一结合的第四方面中，液体和蒸气集管安装在机架的外部。
可与前述方面中的任一结合的第五方面还包括将每个液体管道联接到液体集管的相应的流体断开器。
在可与前述方面中的任一结合的第六方面中，每个相应的流体断开器被配置为将相应的蒸发器模块与冷凝器模块分离，并将工作流体的液相密封在相应的蒸发器模块或者相应的液体管道的至少一个中。
在可与前述方面中的任一结合的第七方面中，流体断开器包括配置成将工作流体的液相的量定量供给到相应的蒸发器的孔。
在可与前述方面中的任一结合的第八方面中，冷凝器模块包括空气冷却冷凝器。
在可与前述方面中的任一结合的第九方面中，空气冷却冷凝器包括定位成使冷却气流在传热表面上循环的一个或多个风扇。
在可与前述方面中的任一结合的第十方面中，冷凝器模块包括液体冷却冷凝器，其包括冷却液体入口和冷却液体出口。
在可与前述方面中的任一结合的第十一方面中，冷凝器模块包括单个冷凝器传热线圈。
可与前述方面中的任一结合的第十二方面还包括多个托盘定位器。
在可与前述方面中的任一结合的第十三方面中，每个托盘定位器构造成促使支撑在相应的托盘组件上的一个或多个发热设备和相应的蒸发器模块进行热接触。
在可与前述方面中的任一结合的第十四方面中，每个相应的托盘组件包括可竖直安装的托盘组件。
在可与前述方面中的任一结合的第十五方面中，每个托盘定位器包括凸轮组件。
在另一示例实施方式中，用于冷却数据中心中的发热电子设备的方法包括：将工作流体的液相从安装在数据中心中的服务器机架外部的热虹吸系统的冷凝器模块流动到热虹吸系统的多个输送构件；将工作流体的液相从多个输送构件流动到热虹吸系统的多个蒸发器模块，每个蒸发器模块热联接到安装在机架的内部体积中的一个或多个发热设备；在工作流体的液相中接收来自一个或多个发热设备的热量以沸腾工作流体的液相的一部分；以及将工作流体的混合相从多个蒸发器模块通过多个输送构件流动到冷凝器模块。
可与示例实施方式结合的第一方面还包括使工作流体的混合相流动到安装在服务器机架顶表面上的冷凝器模块。
可与前述方面中的任一结合的第二方面还包括使液相从冷凝器模块的出口流动通过液体集管，并流动到多个输送构件的每一个中的相应的液体管道。
可与前述方面中的任一结合的第三方面还包括使混合相从多个输送构件中的每一个中的相应蒸气管道流动通过蒸气集管到到冷凝器模块的入口。
可与前述方面中的任一结合的第四方面还包括使工作流体的液相流动通过将每个液体管道联接到液体集管的相应的流体断开器。
可与前述方面中的任一结合的第五方面还包括操作相应的流体断开器，以将液体管道与液体集管流体地分离并将工作流体的液相密封在相应的蒸发器模块或相应的液体管道中的至少一个中。
可与前述方面中的任一结合的第六方面还包括使冷却空气流循环在冷凝器模块上以将工作流体的混合相改变为工作流体的液相。
可与前述方面中的任一结合的第七方面还包括使冷却液体流循环通过冷凝器模块的冷却线圈以将工作流体的混合相改变为工作流体的液相。
在可与前述方面中的任一结合的第八方面中，冷凝器模块包括单个冷凝器传热线圈。
可与前述方面中的任一结合的第九方面还包括调节支撑一个或多个发热设备的相应托盘组件和与相应托盘组件相关联的特定蒸发器模块中的至少一个的位置；并且基于该调节，促使一个或多个发热设备与特定的蒸发器模块热接触。
在另一示例实施方式中，服务器机架热虹吸系统包括：多个蒸发器，每个蒸发器包括用于一个或多个发热服务器机架设备的热界面；安装在服务器机架的外部结构的至少一个冷凝器，冷凝器包括流体冷却的传热模块；将每个蒸发器流体联接到冷凝器以将工作流体的液相从冷凝器传递到蒸发器的液体管道；以及将每个蒸发器流体联接到冷凝器以将工作流体的混合相从蒸发器输送到冷凝器的蒸气管道。
在可与示例实施方式结合的第一方面中，至少一个冷凝器与多个蒸发器的比例小于1。
可与前述方面中的任一结合的第二方面还包括将液体管道直接联接到蒸发器的多个流体断开器。
在可与前述方面中的任一结合的第三方面中，每个流体断开器被配置为将蒸发器中的一个与冷凝器分离，并且将工作流体的液相密封在分离的蒸发器或液体管道的至少一个中。
在可与前述方面中的任一结合的第四方面中，所述至少一个冷凝器包括空气冷却的冷凝器，其包括传热线圈和风扇。
在可与前述方面中的任一结合的第五方面中，多个蒸发器包括多个流体通道，每个流体通道包括液相入口和液相出口。
可与前述方面中的任一结合的第六方面还包括多个服务器壳体，其至少部分地包围支撑一个或多个发热服务器机架设备的多个服务器板，服务器壳体在其间限定多个流体通道。
可与前述方面中的任一结合的第七方面还包括至少一个服务器板调节组件，其定位成促使一个或多个服务器板与服务器壳体的内表面热接触。
根据本公开的数据中心冷却系统的各种实施方式可以包括以下特征中的一个、一些或全部。例如，数据中心冷却系统包括服务器机架规模的热虹吸系统，其在服务器机架中冷却发热电子设备(例如，处理器、网络设备、存储器模块等)而没有泵或压缩装备，因此需要较少的输入功率。作为另一示例，热虹吸系统可以降低密集机架的冷却系统功率需求，这可以导致数据中心的功率使用效率(PUE)的改善。作为另一个例子，由于制冷剂的热力学性质，使用两相(例如液相和蒸气/混合相)冷却系统的热虹吸系统可以将组件维持或帮助维持在紧密的温度范围内。作为另一个例子，热虹吸系统可以更有效地将热量从服务器机架排出到环境工作空间，以最小化冷却损失。此外，与其他冷却系统(例如浸没系统)相比，热虹吸系统可能需要更少的维护并且显示可靠性优点。此外，热虹吸系统可以包括闭环冷却流体，从而提供特定服务器板的移除和维护，而不会中断对机架中的其他服务器的冷却。作为另一个例子，热虹吸系统在服务器机架占地中可以大部分是自包含的，从而最小化占地空间的使用。热虹吸系统也可以根据特定的冷却功率标准进行调节，例如通过选择特定的制冷剂作为工作流体。此外，热虹吸系统的闭环系统可以将电子设备与冷却流体(例如制冷剂)物理分离，从而允许使用标准电子部件。作为另一示例，热虹吸系统可以使用比强制循环冷却系统使用更少能量的无源无泵系统来冷却高功率发热部件(例如，处理器或其它)。与单相冷却系统相比(例如，工作流体不改变相以冷却发热设备的系统)，热虹吸系统还可以通过工作流体的两相沸腾提供更高的冷却能力来冷却发热设备。
在附图和下面的描述中阐述了一个或多个实施例的细节。其他特征，目的和优点将从描述和附图以及权利要求书中变得显而易见。
附图说明
图1示出了在包括热虹吸冷却系统的示例实现的数据中心环境中使用的服务器机架的示意图。
图2示出了在包括热虹吸冷却系统的另一示例性实现的数据中心环境中使用的服务器机架的示意图。
图3示出了在包括热虹吸冷却系统的另一示例性实现的数据中心环境中使用的服务器机架的示意图。
图4A-4B示出了用于服务器机架的热虹吸冷却系统中使用的服务器板调节系统的示例实现的示意图。
图5示出了在包括热虹吸冷却系统的另一示例性实现的数据中心环境中使用的服务器机架的示意图。
具体实施方式
图1示出了示例系统100，其包括服务器机架105(例如，13英寸或19英寸服务器机架)以及安装在机架105内的多个服务器机架子组件110。虽然示出了单个服务器机架105，服务器机架105可以是系统100内的多个服务器机架中的一个，该系统100可以包括服务器场或包含各种机架安装的计算机系统的协同定位设施。此外，虽然多个服务器机架子组件110被示出为安装在机架105内，但是可以只有单个服务器机架子组件。通常，服务器机架105限定在服务器机架105内以有序且重复的方式布置的多个槽107，并且每个槽107是机架中的空间，相应的服务器机架子组件110可以放置和移除到该空间中。例如，服务器机架子组件可以支撑在轨道112上，所述轨道112从机架105的相对侧突出并且可以限定槽107的位置。
槽107和服务器机架子组件110可以以所示的水平布置(相对于重力)取向。可替代地，槽107和服务器机架子组件110可以竖直地(相对于重力)取向，虽然这将需要对下面描述的蒸发器和冷凝器结构的一些重新配置。在槽水平取向的情况下，它们可以竖直地堆叠在机架105中，并且在槽竖直取向的情况下，它们可以水平地堆叠在机架105中。
服务器机架105，作为例如较大数据中心的一部分，可以提供数据处理和存储容量。在操作中，数据中心可以连接到网络，并且可以接收并响应来自网络的各种请求来检索、处理和/或存储数据。例如，在操作中，服务器机架105通常有助于利用用户的web浏览器应用生成的用户接口而在网络上传送信息，所述用户请求由数据中心中的计算机上运行的应用提供的服务。例如，服务器机架105可以提供或帮助提供正在使用web浏览器来访问因特网或万维网上的网站的用户。
服务器机架子组件110可以是能够安装在服务器机架中的各种结构中的一个。例如，在一些实施方式中，服务器机架子组件110可以是能够可滑动地插入到服务器机架105中的“托盘”或托盘组件。术语“托盘”不限于任何特定的布置，而是适用于母板或用于将母板支撑在机架结构中的适当位置的附属于母板的其他相对扁平的结构。在一些实施方式中，服务器机架子组件110可以是服务器支架(chassis)或服务器容器(例如，服务器盒)。在一些实施方式中，服务器机架子组件110可以是硬盘驱动器保持架(cage)。
如图1所示，服务器机架子组件110包括框架或保持架120，支撑在框架120上的印刷电路板122(例如服务器或母板)，安装在印刷电路板122上的一个或多个发热电子设备124(例如处理器或存储器或网络设备)。虽然框架120、服务器板122和发热电子设备124仅显示在一个服务器机架子组件110上，但是组件110中的大多数或每个可以包括这样的部件。此外，虽然没有具体示出，但是服务器板122还可以支撑其他部件，例如开关、一个或多个风扇等。
框架120可以包括或简单地是扁平结构，母板122可以放置和安装在所述扁平结构上，使得框架120可以被技术人员抓住以将母板移动到位并将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器机架子组件110可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过在服务器机架子组件110的相对侧上滑动框架120到槽107中并且在机架105中的一对轨道之上滑动框架120——很像将午餐托盘滑入到食堂架中。框架120可以具有其他形式((例如，通过将其实现为围绕母板的周边框架)或者可以被省略，使得母板本身位于机架105中(例如，可滑动地接合机架105)。另外，框架120可以包括扁平板和从扁平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且扁平板可以是闭顶式或敞篷式盒或保持架的底板。
所示的服务器机架子组件110包括印刷电路板122，例如，母板，各种部件安装在所述母板，包括发热电子设备124。虽然一个母板122被示出为安装在框架120上，但是可以根据具体应用的需要将多个母板安装在框架120上。在一些实施方式中，一个或多个风扇可以放置在框架120上，使得空气在服务器机架子组件110的前边缘进入，在母板122之上、母板122上的一些发热部件之上流动，并且在后边缘从服务器机架组件110排出，所述前边缘当子组件110安装在机架105中时更靠近机架105的前部，所述后边缘当子组件110安装在机架105中时更靠近机架105的后部。一个或多个风扇可以通过支架固定到框架120。因此，风扇可以从框架120区域内拉动空气，并且在空气已经被升温之后将空气推出机架105。母板122的下侧可以通过间隙与框架120分离。
图1示出了热虹吸冷却系统的示例性实施方式，其包括流体联接到冷凝器115的多个蒸发器123(为简单起见示出了一个蒸发器123)。热虹吸系统包括将冷凝器115流体联接到每个蒸发器123的液体管道119(也称为液体集管)，使得工作流体(例如制冷剂或其它物质)的液相107从冷凝器115循环(例如通过自然或强制循环)到蒸发器123。每个蒸发器123用液体连接器130连接到液体管道119。
热虹吸系统还包括将冷凝器115流体联接到每个蒸发器123的蒸气管道117，使得工作流体的混合或蒸气相103(例如通过自然或强制循环)从蒸发器123循环到冷凝器115。每个蒸发器123通过蒸气连接器125连接到蒸气管道117。
在该示例实施方式中，采用自然循环将工作流体的液相107从冷凝器115移动到蒸发器123，并将工作流体的蒸气相103从蒸发器123移动到冷凝器115。因此，所示出的系统100的实施方式不包括用于使工作流体循环的泵，并且还不包括实现机械制冷蒸气压缩循环以冷却工作流体的压缩机。在替代实施方式中，泵可以定位为与液体管道119流体连通，以将工作流体的液相107强制地从冷凝器115循环到蒸发器123。
此外，尽管液体管道119和蒸气管道117在图1中作为独立的管道示出，在另一实施方式中，单个输送构件可流体地连接冷凝器115和蒸发器123。输送构件可以包括液体路径和蒸气路径二者，液体路径通过液体连接器130连接到蒸发器123，并且蒸气路径通过蒸气连接器125连接到蒸发器123。因此，尽管可以使用单个输送构件，但是工作流体的液相107和蒸气(或混合)相103仍然在冷凝器115和蒸发器123之间的循环期间分离。
在该示出的示例中，冷凝器115位于服务器机架105的外部。例如，冷凝器115可以安装在服务器机架105的顶部上，在服务器机架105的一侧上，或者以其他方式定位以接收冷却流体供应140并排出冷却流体回流145。冷却流体可以是空气或液体。例如，冷却流体供应140可以是通过或跨过冷凝器115循环的环境空气(例如通过风扇，未示出)。
虽然在该示例中示出了单个冷凝器115，但是可以存在多个冷凝器115。然而，在一些方面，可以存在冷凝器115与蒸发器123的比率小于1。换句话说，可能有比冷凝器115更多的蒸发器123，其中每个冷凝器115流体联接到多个蒸发器123。例如，在示例性实施方式中，可以有两个冷凝器115服务用于服务器机架105的蒸发器123。因此，每个冷凝器115将从蒸发器123的一半(正好或近似)接收蒸气(或混合)相103，并将液相103返回到蒸发器123的一半。冷凝器115和蒸发器123的其它构造在本公开的范围内。
在示例性操作中，每个蒸发器123接触一个或多个电子设备124，使得通过传导热传递从电子设备124吸收热量到蒸发器123。例如，蒸发器123与电子设备124传导热接触。特别地，蒸发器123的底部接触电子设备124的顶部。在操作中，来自电子设备124的热量导致蒸发器123中的工作流体的液相107蒸发或从液相相变到混合相(例如混合液体和蒸气)或蒸气。然后，蒸气(或混合)相103通过蒸气管道117到冷凝器115。热量从冷凝器115转移到冷却流体供应140中。冷却流体供应140可以是空气或液体(例如，冷藏或冷却水或乙二醇等)。冷却流体回流145可以携带从电子设备124传递的热量离开冷凝器115。当热量从冷凝器115中的蒸气(或混合)相103转移出来时，发生相变以将蒸气相103变回到液相107。
图2示出了在数据中心环境中使用的包括热虹吸冷却系统200的另一示例性实施方式的服务器机架的示意图。如图所示，示例性热虹吸冷却系统200包括冷凝器215，冷凝器215流体联接到多个蒸发器227，多个蒸发器227热联接到服务器机架205中的一个或多个电子发热设备221。例如，在该示例实施方式中，单个空气冷却冷凝器215可以流体联接到蒸发器227，或者在一些方面，比率小于1比1的冷凝器215可以流体联接到蒸发器227。
在该图示中，服务器机架205被示出为例如侧视图，并且包括安装在机架205内的多个服务器机架子组件210。尽管示出了单个服务器机架205，服务器机架205可以是系统200内的多个服务器机架中的一个，该系统可以包括服务器场或包含各种机架安装的计算机系统的协同定位设施。而且，虽然多个服务器机架子组件210被示出为安装在机架205内，但是可能只有单个服务器机架子组件。通常，服务器机架205限定在服务器机架205内以有序且重复的方式布置的多个槽，并且每个槽是机架中的空间，相应的服务器机架子组件210可以放置和移除到该空间中。在该示例中，槽和服务器机架子组件210可以以所示的水平布置(相对于重力)取向。在槽水平取向的情况下，它们可以垂直地堆叠在机架205中，并且在槽垂直取向的情况下，它们可以水平地堆叠在机架205中。
作为例如较大数据中心的一部分的服务器机架205可以提供数据处理和存储容量。在操作中，数据中心可以连接到网络，并且可以接收并响应来自网络的各种请求来检索、处理和/或存储数据。例如，在操作中，服务器机架105通常有助于利用用户的web浏览器应用生成的用户接口而在网络上传送信息，所述用户请求由数据中心中的计算机上运行的应用提供的服务。例如，服务器机架205可以提供或帮助提供正在使用web浏览器来访问因特网或万维网上的网站的用户。
服务器机架子组件210可以是可以安装在服务器机架中的各种结构之一。例如，在一些实施方式中，服务器机架子组件210可以是可滑动地插入到服务器机架205中的“托盘”或托盘组件(例如，类似于或相同于子组件110)。在一些实施方式中，服务器机架子组件210可以是服务器支架或服务器容器(例如，服务器盒)。在一些实施方式中，服务器机架子组件210可以是硬盘驱动器保持架。
如图所示，每个服务器机架子组件210包括印刷电路板224，例如其上安装有各种部件的母板，包括发热电子设备221。尽管一个母板224示出为安装到每个子组件210，但是可以根据特定应用的需要将多个母板安装在每个子组件210中。在一些实施方式中，一个或多个风扇可以联接到服务器板224，使得空气在服务器机架子组件210的一个边缘(例如，当在机架205中安装子组件210时更靠近机架210的前部)进入，流过母板224，流过母板224上的一些发热部件221，并且在另一个边缘(例如，当在机架205中安装子组件210时更靠近机架205的后部)从服务器机架组件210排出。因此，风扇可以从托盘子组件区域内拉动空气，并且在空气已经被升温之后将空气推出机架205。
热虹吸冷却系统200的所示实施方式包括流体联接到冷凝器215的多个蒸发器227(例如，每个服务器机架子组件210的一个或多个蒸发器227)。热虹吸系统200包括将冷凝器215流体联接到每个蒸发器227的液体管道219(也称为液体集管)，使得工作流体(例如，制冷剂等)的液相207从冷凝器215循环(例如通过自然或强制循环)到蒸发器227。每个蒸发器227用液体连接器230连接到液体管道219。
热虹吸系统200还包括将冷凝器215流体联接到每个蒸发器227的蒸气管道217，使得工作流体的混合或蒸气相203从蒸发器227循环(例如通过自然或强制循环)到冷凝器215。每个蒸发器227用蒸气连接器225连接到蒸气管道217。
连接器(例如，液体连接器230、蒸气连接器225或两者)中的一个或多个可以包括截止阀或将相应的蒸发器227与冷凝器215流体隔离的设备。例如，液体连接器230(或蒸气连接器225或两者)可以在打开和关闭位置之间可调节。在打开位置，相应的蒸发器227流体连接以从冷凝器215接收工作流体的液相207。在关闭位置，相应的蒸发器227与冷凝器215流体地分离，使得工作流体的液相207不会从冷凝器215流到蒸发器227(或蒸发器227)。在一些方面，在关闭位置，液体连接器230可隔离并密封蒸发器227(或多个蒸发器227)中的液相207，从而允许将服务器机架子组件210与蒸发器227(或多个蒸发器227)作为单个单元从服务器机架205移除。在替代方面，在关闭位置，蒸气连接器225可以隔离并密封冷凝器215中的液相207，从而允许服务器机架子组件210与蒸发器227(或多个蒸发器227)作为单个单元从服务器机架205移除。因此，在一些实施方式中，每个液体连接器230和蒸气连接器225可以是流体断开器。
在一些方面，一个或多个连接器(例如，液体连接器230、蒸气连接器225或两者)也可用于调节或控制到蒸发器227的液相207的流量。例如，在某些方面，液体连接器230中的一个或多个也可以(例如，除了联接/隔离设备之外)用作定量供给到蒸发器227的液相207的量的孔。在一些示例中，连接器230可以是允许液相207的特定流速(例如，最大流速)进入蒸发器227的固定孔。在其他示例中，连接器230可以包括或者是可调节的可变孔，例如，基于从热联接到蒸发器227的一个或多个发热设备221热输出的量。例如，随着一个或多个发热设备221的热输出的增加，可变孔可以允许进入蒸发器227的液相207的流量增加。随着一个或多个发热设备221的热输出的减小，可变孔可以限制流入蒸发器227中液相207的流量。因此，液体连接器230可以用于更好地匹配提供给蒸发器227的液相207的量与从一个或多个发热设备221热输出的量。
在该示例实施方式中，采用自然循环将工作流体的液相207从冷凝器215移动到蒸发器227，并将工作流体的蒸气相203从蒸发器227移动到冷凝器215。因此，系统200的所示实施方式不包括用于循环工作流体的泵，并且还不包括实现机械制冷蒸气压缩循环以冷却工作流体的压缩机。在替代实施方式中，泵可以定位为与液体管道219流体连通，以将工作流体的液相207从冷凝器215强制循环到蒸发器227。
此外，尽管液体管道219和蒸气管道217在图2中作为独立管道示出。作为另外的实施方式，单个输送构件可以流体地连接冷凝器215和蒸发器227。输送构件可以包括液体路径和蒸气路径，液体路径通过液体连接器230连接到蒸发器227，并且蒸气路径由蒸气连接器225通过蒸气桩(stub)227连接到蒸发器227。因此，尽管可以使用单个输送构件，但是工作流体的液相207和蒸气(或混合)相203在冷凝器215和蒸发器227之间的循环期间仍然分离。
在该示出的示例中，冷凝器215位于服务器机架205的外部。例如，冷凝器215可以安装在服务器机架205的顶部上，在服务器机架205的一侧上，或者以其他方式定位以接收冷却流体供应240并排出冷却流体回流245。在该示例实施方式中，冷凝器215是包括线圈部分235和风扇部分237的空气冷却冷凝器215。如图所示，线圈部分235包括工作流体通过其中循环的冷凝器线圈239，以及热联接到线圈239的一个或多个传热表面241(例如，翅片)。线圈管239从蒸气管道217接收工作流体的蒸气(或混合)相203，并将工作流体的液相207供应到液体管道219。冷却流体供应240可以是通过或跨过冷凝器线圈239循环的环境空气。
尽管在该示例中示出了单个冷凝器215，但是可以存在多个冷凝器215。然而，在一些方面，可能存在冷凝器215与蒸发器227的比率小于1。换句话说，可以存在比冷凝器215更多的蒸发器227，其中每个冷凝器215流体联接到多个蒸发器227。例如，在示例性实施方式中，可以有两个冷凝器215服务用于服务器机架205的蒸发器227。因此，每个冷凝器215将从蒸发器227的一半(正好或近似)接收蒸气(或混合)相203，并将液相203返回到蒸发器227的一半。
在某些情况下，可能允许发热设备221的冗余冷却。例如，在一些方面，每个服务器机架子组件210可以有多个蒸发器227。为服务器机架子组件210定位的每个蒸发器227可以与特定的发热设备221(例如，处理器或其他)或多个发热设备221热接触(例如，通过热界面或热界面材料)。因此，不同的发热设备221可以与用于特定服务器机架子组件210的多个蒸发器227中的不同蒸发器227热接触。另外，服务器机架子组件210上的每个发热设备221可以与多个蒸发器热接触。因此，服务器机架子组件210的一个特定蒸发器227中的故障可能不会消除整个服务器机架子组件210或甚至单个发热设备221的冷却。此外，在单个服务器机架子组件210的蒸发器227流体联接到包括多个冷凝器215的系统200的不同冷凝器215的方面中，单个冷凝器215的故障可能不会消除整个服务器机架子组件210或甚至单个发热设备221的冷却。
在示例性操作中，每个蒸发器227接触一个或多个电子设备221，使得通过传导热传递从电子设备221吸引热量到蒸发器227。例如，蒸发器227与电子设备221传导热接触(或通过热界面材料与设备221热接触)。特别地，蒸发器227的底部接触电子设备221的顶部。在操作中，来自电子设备221的热量导致蒸发器227中的工作流体的液相207蒸发或从液相相变为混合相(例如混合液体和蒸气)或蒸气。蒸气(或混合)相203然后通过蒸气桩223到达蒸气管道217并到达冷凝器215。热量从冷凝器215转移到冷却流体供应240中。例如，冷却流体供应240可以在冷凝器线圈239上通过风扇237抽吸或循环，以便将热量从蒸气相203移除到冷却流体供应240。冷却流体回流245可以携带从电子设备221传递的热量离开冷凝器215。随着热量从冷凝器215中的蒸气(或混合)相203离开，发生相变以将蒸气相203改变回液相207。液相207循环(例如，自然地或以其它方式)到液体管道219，以提供给蒸发器227以重复该过程。
图3示出了在数据中心环境中使用的包括热虹吸冷却系统300的另一示例性实施方式的服务器机架的示意图。如图所示，示例性热虹吸冷却系统300包括流体联接到多个蒸发器327的冷凝器315，多个蒸发器327与服务器机架305中的一个或多个电子发热设备321热联接。例如，在该示例实施方式中，单个冷凝器315可以流体联接到蒸发器327，或者在一些方面，小于1比1比率的冷凝器315可以流体联接到蒸发器327。在该所示示例中，热虹吸系统300可用于冷却服务器机架305中垂直安装的服务器机架子组件上的发热设备。
在该图示中，服务器机架305被示出为例如侧视图，并且包括垂直安装在机架305内的多个服务器机架子组件310。子组件的垂直布置的优点在于热量可以更容易地从机架的底部到顶部上升和耗散。尽管示出了单个服务器机架305，服务器机架305可以是系统300内的多个服务器机架中的一个，其可以包括服务器场或包含各种机架安装的计算机系统的协同定位设施。而且，虽然多个服务器机架子组件310被示出为安装在机架305内，但是可能只有单个服务器机架子组件。通常，服务器机架305限定在服务器机架305内以有序且重复的方式布置的多个槽，并且每个槽是机架中的空间，相应的服务器机架子组件310可以放置和移除到该空间中。在该示例中，槽和服务器机架子组件310以垂直布置(相对于重力)取向。
作为例如较大数据中心的一部分的服务器机架305可以提供数据处理和存储容量。在操作中，数据中心可以连接到网络，并且可以接收并响应来自网络的各种请求来检索、处理和/或存储数据。例如，在操作中，服务器机架305通常有助于利用用户的web浏览器应用生成的用户接口而在网络上传送信息，所述用户请求由数据中心中的计算机上运行的应用提供的服务。例如，服务器机架305可以提供或帮助提供正在使用web浏览器来访问因特网或万维网上的网站的用户。
服务器机架子组件310可以是可以安装在服务器机架中的各种结构之一。例如，在一些实施方式中，服务器机架子组件310可以是可滑动地插入到服务器机架305中的“托盘”或托盘组件(例如，类似或相同于子组件110)。在一些实施方式中，服务器机架子组件310可以是服务器支架或服务器容器(例如，服务器盒)。在一些实施方式中，服务器机架子组件310可以是硬盘驱动器保持架。
如图所示，每个服务器机架子组件310包括印刷电路板324，例如其上安装有各种部件的母板，包括发热电子设备321。一个或多个母板324安装到每个子组件310，可以根据具体应用的需要将多个母板安装在每个子组件310中。在一些实施方式中，一个或多个风扇可以联接到服务器板324，使得空气在服务器机架子组件310的一个边缘(例如，当安装子组件310时更靠近机架310的前部)进入，流过母板324，流过母板324的一些发热部件321，并且在服务器机架组件310的另一边缘(例如，当在机架305中安装子组件310时更靠近机架305的后部)排出。因此，风扇可以从托盘子组件区域内拉动空气，在空气已经被升温之后将空气推出机架305。
热虹吸冷却系统300的所示实施方式包括流体联接到冷凝器315的多个蒸发器327(例如，每个服务器机架子组件310的一个或多个蒸发器327)。热虹吸系统300包括将冷凝器315流体联接到每个蒸发器327的液体管道319(也称为液体集管)，使得工作流体(例如，制冷剂等)的液相307从冷凝器315循环(例如通过自然或强制循环)到蒸发器327。每个蒸发器327用液体连接器330连接到液体管道319。在该示例实施方式中，液体管道319位于服务器机架305的底部或其附近，使得工作流体的液相307可以从冷凝器315流动(例如通过重力)通过管道319进入蒸发器327的底部。
热虹吸系统300还包括将冷凝器315流体联接到每个蒸发器327的蒸气管道317，使得工作流体的混合或蒸气相303从蒸发器327循环(例如通过自然或强制循环)到冷凝器315。每个蒸发器327用蒸气连接器325连接到蒸气管道317。
连接器(例如，液体连接器330、蒸气连接器325或两者)中的一个或多个可以包括截止阀或将相应的蒸发器327与冷凝器315流体隔离的设备。例如，液体连接器330(或蒸气连接器325或两者)可以在打开和关闭位置之间调节。在打开位置，相应的蒸发器327流体连接以从冷凝器315接收工作流体的液相307。在关闭位置，相应的蒸发器327与冷凝器315流体地分离，使得工作流体的液相307不会从冷凝器315流到蒸发器327(或多个蒸发器327)。在一些方面，在关闭位置，液体连接器330可隔离并密封蒸发器327(或多个蒸发器327)中的液相307，从而允许将服务器机架子组件310与蒸发器327(或多个蒸发器327)作为单个单元从服务器机架305移除。在替代方面，在关闭位置，蒸气连接器325可以隔离并密封冷凝器315中的液相307，从而允许服务器机架子组件310与蒸发器327(或多个蒸发器327)作为单个单元从服务器机架305移除。因此，在一些实施方式中，每个液体连接器330和蒸气连接器325可以是流体断开器。
在一些方面，一个或多个连接器(例如，液体连接器330、蒸气连接器325或两者)也可用于调节或控制到蒸发器327的液相307的流量。例如，在某些方面，液体连接器330中的一个或多个也可以(例如，除了联接/隔离设备之外)用作定量供给到蒸发器327的液相307的量的孔。在一些示例中，连接器330可以是允许液相307的特定流速(例如，最大流速)进入蒸发器327的固定孔。在其他示例中，连接器330可以包括或者是可调节的可变孔，例如，基于从热联接到蒸发器327的一个或多个发热设备321热输出的量。例如，随着一个或多个发热设备321的热输出的增加，可变孔可以允许进入蒸发器327的液相307的流量增加。随着一个或多个发热设备321的热输出的减小，可变孔可以限制流入蒸发器327中液相307的流量。因此，液体连接器330可以用于更好地匹配提供给蒸发器327的液相307的量与从一个或多个发热设备321热输出的量。
在替代方面，可以不包括一个、一些或全部连接器(例如，连接器325和连接器330)，以便从服务器机架305移除服务器机架子组件310。例如，每个服务器机架子组件310或每个服务器板324的位置可以在其中发热设备321不与蒸发器327(或多个蒸发器327)热接触的未接合位置和其中发热设备321与蒸发器327(或多个蒸发器327)热接触的接合位置之间进行调节。因此，在未接合位置，服务器机架子组件310或服务器板324可以不干扰热虹吸冷却系统300而从机架305移除(例如，用于维修等)。
例如，简要地转到图4A-4B，这些图示出了在用于服务器机架的热虹吸冷却系统中使用的服务器板调节系统350的示例性实施方式的示意图。在该示例中，服务器板调节系统350可用于在未接合位置和接合位置之间调节服务器机架子组件310或服务器板324。在本例中，图4A示出了处于未接合位置的服务器机架子组件310或服务器板324，其中在发热设备321(或安装在发热设备321上的热界面材料358)与蒸发器327之间存在间隙393。在一些方面，热界面材料358包括增加发热设备321和蒸发器327之间的物理接触面积的(例如，由于这些部件的固体表面的缺陷)柔性材料(例如油灰、半固体、凝胶或其它物质)。此外，当热量通过热界面材料358转移时，材料358可以经历相变(例如，从固体到半固体)，以进一步增加物理接触面积(例如，通过流入或填充在固体表面之间)。
示例性服务器板调节系统350包括联接到服务器机架305并被定位成调节服务器机架子组件310的框架354的凸轮352。框架354在构件356上支撑服务器板324。在未接合位置，由于没有或可忽略的从发热设备321转移到液相307的热量，液相307循环通过蒸发器327。
图4B示出了在发热设备321(或安装在发热设备321上的热界面材料358)与蒸发器之间存在热接触的接合位置中的服务器机架子组件310或服务器板324。为了从未接合位置调节到接合位置，凸轮352被操作(例如，由致动器、电动机或由控制器或控制系统控制的伺服，未示出)来朝向蒸发器327推动服务器机架子组件310的框架354。在将框架354(并且因此服务器板324和发热设备321)推向蒸发器327时，实现了发热设备321和蒸发器327之间的热接触以向液相307传递热，从而在混合相303中产生汽化气泡360。在一些方面，凸轮352的操作可以由来自控制器的信号启动，该信号表示，例如设备321的温度超过阈值，服务器机架子组件310处于适当位置等。
尽管图4A-4B示出了服务器板调节系统350(例如，凸轮系统)的示例实施方式，本公开预期了其他实施方式。例如，服务器母板调节系统350可以包括活塞设备，该活塞设备可被致动以促使发热设备321抵靠蒸发器327。作为另一个示例，可膨胀气囊可被致动以促使发热设备321抵靠蒸发器327。作为又一个示例，可以启动弹簧加载的凸轮或活塞以促使发热设备321抵靠蒸发器327。
此外，在一些方面，服务器板调节系统350可以促使蒸发器327与保持静止(准确或基本上)的发热设备321热接合。在一些其他方面，服务器板调节系统350可以促使蒸发器327和发热设备321进行热接合。
回到图3，在该示例实施方式中，采用自然循环将工作流体的液相307从冷凝器315移动到蒸发器327，并将工作流体的蒸气相303从蒸发器327移动到冷凝器315。因此，系统300的所示实施方式不包括用于循环工作流体的泵，并且还不包括实现机械制冷蒸气压缩循环以冷却工作流体的压缩机。没有泵和压缩机的优点是，冷却系统本身可以是节能的，即除了服务器系统进行冷却之外，还需要很少或不需要能量。在替代实施方式中，泵可以定位为与液体管道319流体连通，以将工作流体的液相307从冷凝器315强制循环到蒸发器327。
在该示出的示例中，冷凝器315位于服务器机架305的外部。例如，冷凝器315可以安装在服务器机架305的顶部上，在服务器机架305的一侧上，或者以其他方式定位为接收冷却流体供应340并排出冷却流体回流345。在该示例实施方案中，冷凝器315是空气冷却或液体冷却冷凝器315。冷却流体供应340(例如，冷却的或环境空气，或冷藏或冷却水或乙二醇)可通过或跨过冷凝器315循环。
尽管在该示例中示出了单个冷凝器315，但是可以存在多个冷凝器315。然而，在一些方面，可能存在冷凝器315与蒸发器327的比率小于1。换句话说，可以有比冷凝器315更多的蒸发器327，其中每个冷凝器315流体联接到多个蒸发器327。例如，在示例性实施方式中，可以有两个冷凝器315服务用于服务器机架305的蒸发器327。因此，每个冷凝器315将从蒸发器327的一半(正好或近似)接收蒸气(或混合)相303，并将液相307返回到蒸发器327的一半。
在某些情况下，可能允许发热设备321的冗余冷却。例如，在一些方面，每个服务器机架子组件310可以有多个蒸发器327。为服务器机架子组件310定位的每个蒸发器327可以与特定的发热设备321(例如，处理器或其他)或多个发热设备321热接触(例如，通过热界面或热界面材料)。因此，不同的发热设备321可以与用于特定服务器机架子组件310的多个蒸发器327中的不同蒸发器327热接触。另外，服务器机架子组件310上的每个发热设备321可以与多个蒸发器热接触。因此，服务器机架子组件310的一个特定蒸发器327中的故障可能不会消除整个服务器机架子组件310或甚至单个发热设备321的冷却。此外，在单个服务器机架子组件310的蒸发器327流体联接到包括多个冷凝器315的系统300的不同冷凝器315的方面中，单个冷凝器315的故障可能不会消除整个服务器机架子组件310或甚至单个发热设备321的冷却。
在示例性操作中，每个蒸发器327接触一个或多个电子设备321，使得通过传导热传递从电子设备321吸引热量到蒸发器327。例如，蒸发器327与电子设备321传导热接触(或通过热界面材料与设备321热接触)。特别地，蒸发器327的底部接触电子设备321的顶部。在操作中，来自电子设备321的热量导致蒸发器327中的工作流体的液相307蒸发或将液相从液体转变为混合相(例如混合液体和蒸气)或蒸气。蒸气(或混合)相303然后通过蒸气桩323到达蒸气管道317并到达冷凝器315。热量从冷凝器315转移到冷却流体供应340中。例如，冷却流体供应340可以通过或者进入冷凝器315抽吸或循环，以便将热量从蒸气相303移除到冷却流体供应340。冷却流体回流345可以携带从电子设备321传递的热量离开冷凝器315。随着热量从冷凝器315中的蒸气(或混合)相303离开，发生相变以将蒸气相303改变回液相307。液相307循环(例如，自然地或以其它方式)到液体管道319，以提供给蒸发器327以重复该过程。
图5示出了在数据中心环境中使用的包括热虹吸冷却系统500的另一示例性实施方式的服务器机架505的示意图。如图所示，示例性热虹吸冷却系统500包括冷凝器515，冷凝器515流体联接到多个液体路径，多个液体路径形成热联接到服务器机架505中的一个或多个电子发热设备521的蒸发器部分550。例如，在该示例实施方式中，单个空气冷却冷凝器515可以流体联接到蒸发器550，或者，在一些方面，比率小于1比1的冷凝器515可以流体联接到蒸发器550。在该示例系统500中，用于冷却电子发热设备521的工作流体被包含在服务器机架505中，但是其他方式可以自由(例如，不包含在封闭的管道中)地迁移通过机架505，例如，取决于转移到工作流体和从工作流体转移的热量。在该示例系统中，安装有发热设备521的服务器板524被包围(例如，全部或基本上)在相应的服务器壳体560(例如导热壳体)中。一起地，包围一个或多个服务器板524(以及多个发热设备521)每个壳体560可以形成服务器机架子组件510。在该示例系统500中，液体冷却冷凝器515(或多个冷凝器515)可以操作以将工作流体的蒸气(或混合)相503改变为工作流体的液相507。
在该图示中，服务器机架505例如以侧视图示出，并且包括安装在机架505内的多个服务器机架子组件510。尽管示出了单个服务器机架505，服务器机架505可以是系统500内的多个服务器机架中的一个，其可以包括服务器场或包含各种机架安装的计算机系统的协同定位设施。而且，虽然多个服务器机架子组件210被示出为安装在机架205内，但是可能只有单个服务器机架子组件。通常，服务器机架205限定在服务器机架205内以有序且重复的方式布置的多个槽，并且每个槽107是机架中的空间，相应的服务器机架子组件510可以放置和移除到该空间中。该示例中，槽和服务器机架子组件510可以以所示的垂直布置(相对于重力)取向。在槽的垂直取向的情况下，它们可以在替代实施方式中水平堆叠在机架505中。
作为例如较大数据中心的一部分的服务器机架505可以提供数据处理和存储容量。在操作中，数据中心可以连接到网络，并且可以接收并响应来自网络的各种请求来检索、处理和/或存储数据。例如，在操作中，服务器机架505通常有助于利用用户的web浏览器应用生成的用户接口而在网络上传送信息，所述用户请求由数据中心中的计算机上运行的应用提供的服务。例如，服务器机架505可以提供或帮助提供正在使用web浏览器来访问因特网或万维网上的网站的用户。
服务器机架子组件510可以是可以安装在服务器机架中的各种结构之一。例如，在一些实施方式中，服务器机架子组件510可以是可滑动地插入到服务器机架505中的“托盘”或托盘组件(例如，类似或相同于子组件110)。在一些实施方式中，服务器机架子组件510可以是服务器支架或服务器容器(例如，服务器盒)。在一些实施方式中，服务器机架子组件510可以是硬盘驱动器保持架。
如图所示，每个服务器机架子组件510包括印刷电路板524，例如其上安装有各种组件的母板，包括发热电子设备521。虽然一个母板524被示出为安装在每个子组件510上，可以根据具体应用的需要将多个母板安装在每个子组件510中。在一些实施方式中，每个子组件510包括参照图4A-4B所描述的服务器板调节系统。在系统500中，可以使用服务器板调节系统在未接合位置和接合位置之间调节服务器板524。在未接合位置，一个或多个发热设备521(或安装在发热设备上的热界面材料)和与一个或多个蒸发器550热接触的服务器壳体560之间可以存在间隙。在未接合位置，液相507循环通过蒸发器550，但不与发热设备521热接触，因此没有或可忽略的热量从发热设备521转移到液相507。在接合位置，由服务器板调节系统产生通过服务器壳体560的蒸发器550与发热设备521(或安装在发热设备521上的热界面材料)之间的热接触。例如，服务器板调节系统可以调节(例如，推)服务器板524，使得发热设备521与服务器壳体560的内表面热接触。因此，来自设备521的热量可以通过服务器壳体560传送到蒸发器550。
热虹吸冷却系统500的所示实施方式包括流体联接到冷凝器515的多个蒸发器550。在一些方面，每个蒸发器550可以是在相邻的服务器壳体560之间形成的流体通道，例如，没有单独的管道以封闭通道中工作流体的液相507。在一些方面，每个蒸发器550可以包括在相邻的服务器壳体560之间包围工作流体的液相507的液体管道(也称为液体集管)。
在该示例实施方式中，采用自然循环将工作流体的液相507从冷凝器515移动到蒸发器550，并将工作流体的蒸气相503从蒸发器550移动到冷凝器515。因此，系统500的所示实施方式不包括用于循环工作流体的泵，并且还不包括实现机械制冷蒸气压缩循环以冷却工作流体的压缩机。在替代实施方式中，泵可以定位在服务器机架505中，以将工作流体的液相507从冷凝器515循环到机架505的底部部分以进入蒸发器550。
在该示出的示例中，冷凝器515位于服务器机架505的内部或位于机架505的顶部部分处或附近。在该示例实施方案中，冷凝器515是液体冷却冷凝器515，其包括工作流体通过其循环的冷凝器线圈539以及热联接到线圈539的一个或多个传热表面541(例如翅片)。线圈539从蒸发器550接收工作流体的蒸气(或混合)相503(例如从蒸发器550的顶部出口551)，并且将工作流体的液相507提供回蒸发器550的底部入口553。
在该实施方式中，冷却液体供应525(例如，冷藏或冷却的水或乙二醇)可以循环通过冷凝器线圈539。包括来自发热设备521的热量的冷却液体回流530可以从线圈539向冷却液体源(例如，冷却器、冷却塔、直接膨胀冷凝单元、热交换器或其它冷却液体源)循环。
虽然在该示例中示出了单个冷凝器线圈539，但是可以存在多个冷凝器线圈539。然而，在一些方面，冷凝器线圈539与蒸发器550的比率可小于1。换句话说，可以有比冷凝器线圈539更多的蒸发器550，每个冷凝器线圈539被定位成从多个蒸发器550接收工作流体的蒸气(或混合)相503。例如，在示例性实施方案中，存在两个冷凝器线圈539服务用于服务器机架505的蒸发器550。因此，每个冷凝器线圈539将从蒸发器550的一半(正好或近似)接收蒸气(或混合)相503，并将液相503返回到蒸发器550的一半。在一些方面，液相503返回到底部入口553可以通过从冷凝器线圈539向服务器机架505的底部的重力进给而发生。此外，每个冷凝器线圈539可以通过连接件535具有相应的冷却液体供应525和冷却液体回流530。
在某些情况下，可能允许发热设备521的冗余冷却。例如，在一些方面，每个服务器机架子组件510可以有多个蒸发器550(例如，每个蒸发器550内的多个液体管道)。为服务器机架子组件510定位的每个蒸发器550可以与特定的发热设备521(例如，处理器或其他)或多个发热设备521热接触(例如，通过热界面或热界面材料)。因此，不同的发热设备521可以与用于特定服务器机架子组件510的多个蒸发器550中的不同蒸发器550热接触。另外，服务器机架子组件510上的每个发热设备521可以与多个蒸发器550(例如，每个蒸发器550内的多个液体管道)热接触。因此，服务器机架子组件510的一个特定蒸发器550中的故障可能不会消除整个服务器机架子组件510或甚至单个发热设备521的冷却。此外，在单个服务器机架子组件510的蒸发器550流体联接到包括多个冷凝器线圈539的系统500的不同冷凝器线圈539的方面中，单个冷凝器线圈539的故障可能不会消除整个服务器机架子组件510或甚至单个发热设备521的冷却。
在示例性操作中，每个蒸发器550例如通过调节每个服务器板524以与包围板524的特定服务器壳体560热接触而放置为与一个或多个电子设备521热接触。热量从电子设备521通过传导热传递到蒸发器550。例如，蒸发器550通过服务器壳体560与电子设备521传导热接触(或者通过设备521上或在壳体560上的热界面材料与设备521热接触)。在操作中，来自电子设备521的热量使得蒸发器550中的工作流体的液相507蒸发或者从液相相变成混合相(例如混合液体和蒸气)或蒸气。蒸气(或混合)相503然后通过顶部出口551向上循环(例如，通过自然地或密度差异)到冷凝器515。热量从冷凝器515转移到冷却液体供应525中。例如，冷却液体供应525可以通过冷凝器线圈539被泵送，以将热量从蒸气相503移除到冷却液体供应525。由于蒸气相503与冷凝器线圈539和翅片541热接触地周围流动，热量从蒸气相503转移。冷却液体回流530携带从电子设备521传递的热量从线圈539循环。随着热量从冷凝器515中的蒸气(或混合)相503转移，发生相变以将蒸气相503变回液相507。液相507循环(例如，自然地或以其他方式)到服务器机架505的底部，以提供给蒸发器550以重复该过程。
已经描述了许多实施方式。然而，应当理解，在不脱离所描述的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，本文描述的示例性操作的步骤可以以其他顺序执行，一些步骤可以被去除，并且可以添加其他步骤。因此，其它实施方式在所附权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种数据中心热虹吸冷却系统，包括：
多个蒸发器模块，每个蒸发器模块被配置为热联接到可安装在数据中心的机架中的一个或多个发热设备；
冷凝器模块，所述冷凝器模块包括传热表面并且安装在所述机架的外部；
多个输送构件，每个输送构件包括：
液体管道，所述液体管道流体联接到相应蒸发器模块的入口以将工作流体的液相从所述冷凝器传递到相应蒸发器；以及
蒸气管道，所述蒸气管道将相应的蒸发器模块的出口流体联接到所述冷凝器以将所述工作流体的混合相从相应蒸发器传递到冷凝器，所述工作流体的混合相包括从所述一个或多个发热设备通过相应的蒸发器转移到所述工作流体的热量；
液体集管，所述液体集管流体地联接到每个所述液体管道和所述冷凝器模块的出口；
蒸气集管，所述蒸气集管流体地联接到每个所述蒸气管道和所述冷凝器模块的入口；
将每个所述液体管道联接到所述液体集管的相应的流体断开器，
其中，所述流体断开器包括配置成基于从所述一个或多个发热设备通过相应的蒸发器转移到所述工作流体的热量的量而将所述工作流体的液相的量定量供给到相应的蒸发器的可变孔。
2.根据权利要求1所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述冷凝器模块安装在所述机架的顶表面上。
3.根据权利要求1所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述液体集管和蒸气集管安装在所述机架的外部。
4.根据权利要求1所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，每个相应的流体断开器配置成将相应的蒸发器模块从所述冷凝器模块分离，并将所述工作流体的液相密封在相应的蒸发器模块或相应的所述液体管道的至少一个中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述冷凝器模块包括空气冷却冷凝器。
6.根据权利要求5所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述空气冷却冷凝器包括定位成在所述传热表面上循环冷却气流的一个或多个风扇。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述冷凝器模块包括液体冷却冷凝器，所述液体冷却冷凝器包括冷却液体入口和冷却液体出口。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述冷凝器模块包括单个冷凝器传热线圈。
9.根据权利要求1所述的数据中心热虹吸冷却系统，还包括多个托盘定位器，每个托盘定位器配置成促使支撑在相应的托盘组件上的一个或多个发热设备和相应的蒸发器模块热接触。
10.根据权利要求9所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，每个相应的托盘组件包括能够垂直安装的托盘组件。
11.根据权利要求9或10所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，每个托盘定位器包括凸轮组件。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述机架是没有泵或压缩装备的服务器机架。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述热虹吸冷却系统使用两相冷却系统，其中所述工作流体处于液相或蒸气/混合相。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的数据中心热虹吸冷却系统，其中，所述工作流体是闭环冷却流体。
15.一种用于冷却数据中心中的发热电子设备的方法，包括：
将工作流体的液相从安装在数据中心的服务器机架外部的热虹吸系统的冷凝器模块流动到所述热虹吸系统的多个输送构件；
将所述工作流体的液相从所述多个输送构件流动到所述热虹吸系统的多个蒸发器模块，每个蒸发器模块热联接到安装在所述机架的内部体积中的一个或多个发热设备；
在所述工作流体的液相中从所述一个或多个发热设备接收热量以沸腾所述工作流体的液相的一部分；
将所述工作流体的混合相从所述多个蒸发器模块流动通过所述多个输送构件到所述冷凝器模块；
将所述液相通过液体集管从冷凝器模块的出口流动到多个输送构件的每一个中的相应的液体管道；
将所述混合相通过蒸气集管从所述多个输送构件中的每一个中的相应蒸气管道流动到所述冷凝器模块的入口；
将所述工作流体的液相流动通过将每个液体管道联接到所述液体集管的相应的流体断开器；以及
基于从所述一个或多个发热设备接收在所述工作流体的液相的热量的量而用相应的流体断开器的可变孔来可调节地将所述工作流体的液相的量定量供给到相应的蒸发器。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述工作流体的混合相流动到安装在所述服务器机架的顶表面上的所述冷凝器模块。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括操作相应的流体断开器，以使所述液体管道从所述液体集管流体地分离并将所述工作流体的液相密封在相应的蒸发器模块或相应的液体管道的至少一个中。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括将冷却空气流循环在所述冷凝器模块上以将所述工作流体的混合相改变为所述工作流体的液相。
19.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括使冷却液体流循环通过所述冷凝器模块的冷却线圈以将所述工作流体的混合相改变为所述工作流体的液相。
20.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中，所述冷凝器模块包括单个冷凝器传热线圈。
21.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括：
调节支撑一个或多个发热设备的相应托盘组件和与相应托盘组件相关联的特定蒸发器模块中的至少一个的位置；以及
基于所述调节，促使所述一个或多个发热设备与所述特定蒸发器模块热接触。
22.一种服务器机架热虹吸系统，包括：
多个蒸发器，每个蒸发器包括用于一个或多个发热服务器机架设备的热界面；
至少一个冷凝器，所述冷凝器安装到服务器机架的外部结构，所述冷凝器包括流体冷却的传热模块；
液体管道，所述液体管道将每个蒸发器流体联接到所述冷凝器以将工作流体的液相从所述冷凝器传递到所述蒸发器；
蒸气管道，所述蒸气管道将每个蒸发器流体联接到所述冷凝器以将工作流体的混合相从所述蒸发器传递到所述冷凝器；以及
将所述液体管道直接联接到所述蒸发器的多个流体断开器，
其中，所述流体断开器包括配置成基于从所述一个或多个发热服务器机架设备通过相应的蒸发器转移到所述工作流体的热量的量而将所述工作流体的液相的量定量供给到相应的蒸发器的可变孔。
23.根据权利要求22所述的服务器机架热虹吸系统，其中，所述至少一个冷凝器与所述多个蒸发器的比率小于1。
24.根据权利要求22或23所述的服务器机架热虹吸系统，其中，每个流体断开器配置成将所述蒸发器中的一个从所述冷凝器分离并将所述工作流体的液相密封在分离的蒸发器或液体管道的至少一个中。
25.根据权利要求22或23所述的服务器机架热虹吸系统，其中，所述至少一个冷凝器包括空气冷却冷凝器，所述空气冷却冷凝器包括传热线圈和风扇。
26.根据权利要求22或23所述的服务器机架热虹吸系统，其中，所述多个蒸发器包括多个流体通道，每个流体通道包括液相入口和液相出口，所述系统还包括多个服务器壳体，所述多个服务器壳体至少部分地包围支撑所述一个或多个发热服务器机架设备的多个服务器板，所述服务器壳体在其间限定所述多个流体通道。
27.根据权利要求26所述的服务器机架热虹吸系统，还包括定位成促使一个或多个服务器板与服务器壳体的内表面热接触的至少一个服务器板调节组件。
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