CN111263878A - 用于热交换的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了用于热交换、诸如冷却热源的方法和系统。本公开的冷却系统可以包括被构造成引导液体冷却剂的第一通道、被构造成引导由液体冷却剂产生的蒸气冷却剂的第二通道、以及被构造成允许蒸气冷却剂经历相变以相变为液体冷却剂的冷凝器。冷却系统可以进一步包括与第一通道和第二通道流体连通的至少一个冷却界面。冷却界面可以被构造成有助于液体冷却剂与热源之间的热交换。

Description

用于热交换的系统和方法

交叉引用

本申请要求于2017年7月23日递交的申请号为62/535,912的美国临时申请的优先权，该临时申请以全文引用的方式并入本申请中。

背景技术

电子和计算机领域的问题在于产生的热量随着计算性能的提高而增加。在基于微处理器和放大器的系统(诸如被容纳在电信机柜、服务器室(数据中心)和云计算中心中的那些系统)中，不断增加的散热趋势对电子行业变得越来越重要。因此，寻找有效的散热解决方案对降低系统成本和提高性能很重要。

用于冷却的传统制冷系统对整个电子系统或其中的发热部件进行冷却。冷却技术可以用于对设备、设备集群、子组件以及机柜或机架层面进行冷却，所有这些设备、设备集群、子组件以及机柜或机架都在原始设备制造商(OEM)的产品范围内。电气系统和设备的冷却可能会更加复杂，因为在许多情况下，热调节是在制造电子系统和设备之后添加的，而OEM并未在系统设计中考虑热调节。设备设计可以利用最新的软件或实施最新的半导体技术，但热管理架构通常被归入新产品设计的“后期阶段”。这样，与设计的电子系统相关联的热管理问题通常通过与电子系统串联布置的二次冷却或制冷系统的权宜之计来解决。

发明内容

如本文中所认识到的，寻找用于电子系统的热调节和管理的有效的散热解决方案可能对降低成本和提供增强的性能很重要。本公开提供了电子设备或系统的成本有效且连续运行的热调节和管理。这例如对于调节和维持热能源(例如，热源)、诸如，例如高功率电子系统和服务器室的温度可能是有用的。

在一方面，本公开提供了一种冷却系统，该冷却系统包括：第一通道，该第一通道被构造成引导液体冷却剂；第二通道，该第二通道被构造成引导从液体冷却剂产生的蒸气冷却剂；冷凝器，该冷凝器被构造成允许蒸气冷却剂经历相变，以相变为液体冷却剂；以及至少一个冷却界面，该至少一个冷却界面与第一通道和第二通道流体连通，其中，至少一个冷却界面包括(i)冷却剂入口，该冷却剂入口用于将液体冷却剂从第一通道引向第二通道；(ii)至少一个热交换单元，该至少一个热交换单元用于允许热量从热能源流到来自冷却剂入口的液体冷却剂，从而允许液体冷却剂经历相变，以相变为蒸气冷却剂；以及(iii)冷却剂出口，该冷却剂出口包括出口截止阀，以允许蒸气冷却剂可控地从至少一个热交换单元流至第二通道。

在一些实施例中，系统进一步包括与第一通道或第二通道流体连通的流发生器。在一些实施例中，系统在小于约1个大气压的压力下运行。在一些实施例中，出口截止阀是电动阀或机械阀。在一些实施例中，系统是自调节的。在一些实施例中，系统进一步包括控制单元，该控制单元与出口截止阀、冷凝器、流发生器或它们的任意组合通信。在一些实施例中，系统进一步包括压力调节器，该压力调节器与第一通道、第二通道、冷凝器、至少一个冷却界面或它们的任意组合流体连通。在一些实施例中，压力调节器控制液体冷却剂和/或蒸气冷却剂的流率。

在一些实施例中，至少一个冷却界面包括两个或更多个单独的冷却界面。在一些实施例中，至少一个冷却界面包括两个或更多个冷却界面，并且其中，两个或更多个冷却界面串联连接。在一些实施例中，至少一个冷却界面包括两个或更多个冷却界面，并且其中，两个或更多个冷却界面并联连接。在一些实施例中，两个或更多个冷却界面共用出口截止阀。在一些实施例中，两个或更多个冷却界面不共用出口截止阀。

在一些实施例中，冷却界面具有小于约25平方厘米的表面积。在一些实施例中，至少一个冷却界面与热能源直接接触。在一些实施例中，至少一个冷却界面与热能源间接接触。在一些实施例中，系统进一步包括与第一通道或第二通道流体连通的孔口。在一些实施例中，孔口有助于在至少一个冷却界面内形成真空。在一些实施例中，系统通过对至少一个冷却界面中的冷却剂的量进行控制来按需对热能源进行冷却。

在一些实施例中，液体冷却剂在约5℃至约60℃之间蒸发。在一些实施例中，系统进一步包括膨胀容器、一个或多个分流器、用户界面、热电偶、发送器、处理器和存储器或它们的任意组合。在一些实施例中，第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却界面是闭环流体流动路径的一部分。在一些实施例中，闭环流体流动路径在低压下运行。在一些实施例中，冷却剂入口包括入口截止阀。在一些实施例中，入口截止阀是浮子阀。在一些实施例中，浮子阀对至少一个冷却界面中的液体冷却剂的液位进行控制。在一些实施例中，出口截止阀将一定量的蒸气冷却剂和/或液体冷却剂维持在至少一个冷却界面内，从而将热能源维持在一温度范围内。

在另一方面，本公开提供了一种用于对热能源的温度进行控制的方法，该方法包括：提供冷却系统，该冷却系统包括与第一通道、第二通道和冷凝器流体连通的至少一个冷却界面，其中，至少一个冷却界面包括冷却剂入口、至少一个热交换单元以及具有出口截止阀的冷却剂出口；将液体冷却剂从第一通道引导至至少一个冷却界面；在至少一个冷却界面中，使用来自至少一个热交换单元的热能使液体冷却剂经历第一相变，以形成蒸气冷却剂；将蒸气冷却剂从至少一个冷却界面通过第二通道引导至冷凝器；以及使蒸气冷却剂经历第二相变，以形成液体冷却剂。

在一些实施例中，该方法进一步包括激活流发生器，以引导液体冷却剂和蒸气冷却剂的流动。在一些实施例中，至少一个冷却界面与热能源直接接触。在一些实施例中，至少一个冷却界面与热能源间接接触。在一些实施例中，至少一个冷却界面包括两个或更多个冷却界面，并且其中，两个或更多个冷却界面串联连接。在一些实施例中，至少一个冷却界面包括两个或更多个冷却界面，并且其中，两个或更多个冷却界面并联连接。在一些实施例中，两个或更多个冷却界面的单独的冷却界面的单独的出口截止阀可独立于两个或更多个冷却界面的另一个单独的冷却界面的另一个单独的出口截止阀运行。在一些实施例中，两个或更多个冷却界面共用出口截止阀。在一些实施例中，两个或更多个冷却界面不共用出口截止阀。

在一些实施例中，出口截止阀是自调节的。在一些实施例中，出口截止阀由控制器控制。在一些实施例中，出口截止阀将一定量的蒸气冷却剂和/或液体冷却剂维持在至少一个冷却界面内，从而将热能源维持在一温度范围内。

在一些实施例中，当热能源的温度低于下温度阈值时，出口截止阀将蒸气冷却剂维持在至少一个冷却界面内。在一些实施例中，当热源的温度超过上温度阈值时，液体冷却剂被引导至至少一个冷却界面。在一些实施例中，液体冷却剂在约5℃至约50℃之间蒸发。

在一些实施例中，该方法进一步包括：在使蒸气冷却剂经历第二相变之后，将液体冷却剂引导至第一通道。在一些实施例中，冷却系统每平方厘米的热量耗散大于或等于约300瓦。在一些实施例中，至少一个冷却界面、第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却界面是闭环流体流动路径的一部分。在一些实施例中，闭环流体流动路径在低压下运行。在一些实施例中，冷却剂入口包括入口截止阀。在一些实施例中，入口截止阀是浮子阀。在一些实施例中，浮子阀对至少一个冷却界面中的液体冷却剂的液位进行控制。

通过以下详细描述，本公开的其他方面和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见，其中，仅示出和描述了本公开的示意性实施例。如将会认识到的，本公开能够具有其他不同的实施例，并且本公开的若干细节能够在各种显而易见的方面进行修改，所有这些修改都不脱离本公开。相应地，附图和描述本质上被认为是示意性的，而非限制性的。

通过引用并入

本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请都以相同的程度通过引用并入本文中，就如同明确并且分别表明将各个出版物、专利或专利申请通过引用并入本文中一样。在通过引用并入的出版物和专利或专利申请与本说明书中包含的公开内容相抵触的程度上，本说明书旨在取代和/或优先于任何这种相互矛盾的材料。

附图说明

本发明的新颖性特征在所附的权利要求中具体阐述。通过参考以下详细说明(阐述了其中利用本发明原理的示意性实施例)和所附的图(本文中也称为“附图”和“图”)将更好地理解本发明的特征和优点，在附图中：

图1A和图1B示出了示例性的单相热调节系统；图1A示出了基于空气的热调节系统；图1B示出了基于液体的热调节系统；

图2示出了示例性的低压多相热调节系统；

图3示出了示例性的液体冷却剂的沸腾温度随着被施加至系统的真空百分比变化的示例性曲线图；

图4A至图4D示意性地示出了具有一个或多个冷却界面的示例性的冷却系统；图4A示意性地示出了具有对单个冷却界面进行调节的单个截止阀的示例性的冷却系统；图4B示意性地示出了具有对多个冷却界面进行调节的单个截止阀的冷却系统；图4C示意性地示出了具有对单个冷却界面进行调节的单个出口截止阀的冷却系统；图4C示意性地示出了具有对多个冷却界面进行调节的单个出口截止阀的冷却系统；

图5A和图5B示意性地示出了用于对存在于冷却界面处的液体冷却剂的液位进行调节的示例性的截止阀；图5A示意性地示出了具有入口截止阀的示例性的冷却界面；图5B示意性地示出了具有出口截止阀和可选的入口截止阀的示例性的冷却界面；以及

图6示出了计算机控制系统，该计算机控制系统被编程或以其他方式构造成实施本文中所提供的方法。

具体实施方式

尽管已经在本文中示出和描述了本发明的各种实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，这些实施例仅以示例的方式提供。本领域技术人员可以想到许多变形、变化和替换，而不脱离本发明。应当理解，可以采用本文中所描述的本发明的实施例的各种替代方案。

如本文中所使用的，术语“冷凝器”通常是指蒸气冷却剂在其中被冷凝以形成液体冷却剂的任何设备。冷凝器可以使蒸气经历相变(或转变)，以变为液体(即，冷凝)。例如，冷凝器可以通过改变冷却剂的温度或含有冷却剂的环境的压力来将蒸气冷却剂冷凝成液体冷却剂。从冷却剂中去除的热量可以被存储在冷凝器内或从冷凝器传递出去，诸如从冷凝器释放出去(例如，使用散热翅片)。热量可能被释放至周围的自由空气环境中，或者可能被传递至另一个加热、冷却或热能传递设备。可以主动地实现热能的传递(例如，通过被附接至冷凝器的风扇)。

如本文中所使用的，术语“冷却界面”通常是指可以从热源(例如，电子部件)吸收热量的任何设备。冷却界面可以与热源直接接触或者与热源间接接触(例如，经由界面、介体或其他导热方法、诸如冷却管道)。

如本文中所使用的，术语“流体”通常是指液体或气体。流体可能无法维持限定的形状并且可能会在可观察的时间范围期间流动，以填充该流体所在的容器。因此，流体可以具有允许流动的任何合适的粘度。如果存在两种或更多种流体，则基本上可以在任何流体(液体、气体等)中独立地选择每种流体。

如本文中所使用的，术语“冷却剂”通常是指可以用于降低、提高或调节热源的温度的物质，诸如液体或蒸气(例如，气体)。在冷却、加热或温度调节期间，冷却剂可能维持一种相或者可能经历相变。在一个示例中，冷却剂可以经历从液相至气相的相变，以提高冷却剂的冷却效率。

如本文中所使用的，术语“通道”通常是指在设备或系统上或中的可以至少部分地引导流体流的特征。通道可以具有任何横截面形状(例如，圆形、椭圆形、三角形、不规则形、正方形、矩形等)。通道可以具有任何合适的长度。通道可以是直的、基本上直的，或者可以包含一个或多个弯曲部、曲线部或分支。

如本文中所使用的，术语“流发生器”通常是指用于引导流体通过通道的机构。流发生器可以是一个或多个泵、一个或多个压缩机、喷射器或引导流体(例如，液体冷却剂或蒸气冷却剂)流动的任何其他设备。流发生器可以在加压、大气压或真空系统中引导流体流动。在示例中，流发生器在系统中产生有助于流体流动的真空。真空的压力可以小于约1个大气压(atm)，或者小于或等于约0.9atm、0.8atm、0.7atm、0.6atm、0.5atm、0.1atm、0.01atm、0.001atm或更小。

本公开提供了用于热交换的系统和方法。本公开的系统和方法可以用于各种设置中，诸如用于与电子系统(例如，计算机处理器、计算机服务器、数据中心或网络系统)、能量存储系统(例如，固态电池)、充电系统、三维(3D)打印系统、制造系统和可穿戴设备进行热交换。

热调节和热能传递

本公开提供了用于对电子系统、其发热部件和其他发热系统(例如，能量存储设备、三维打印设备等)的温度进行调节的热管理系统。

包括服务器、中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)的电子设备的热管理或热调节可能会提高这种设备的效率、寿命和性能。用于热调节和热能传递的系统和方法可以包括被动热调节和主动热调节。被动热调节可以包括不使用附加能量来提供热调节的热调节。例如，设备的被动热调节可以包括将设计特征结合到增加热能耗散的设备中(诸如散热片、散热器和热管)。

主动热调节可以包括使用附加能量来促进热调节过程的热调节。热泵热调节可以通过从液体至气体的材料相变或者通过可以是极其低效的电冷却来实现。在一些示例中，可以通过外部设备(例如，风扇)来提供主动热调节。主动热管理的方法可以包括强制空气冷却、强制液体冷却、固态热泵、电冷却和多相冷却。当前的主动热调节系统和方法(诸如在制冷和空调系统中的相变冷却)可以通过将气体加压至至少约10atm并在压力降低至约3atm以下的期间蒸发气体来采用强制冷凝。然而，这种系统可能受到所需压力容器的高压工作体积、尺寸、刚度和形状因数的限制。

图1A和图1B示出了使用强制流体的单相热调节系统的示例。图1A示出了基于空气的热调节系统，并且图1B示出了基于液体的热调节系统。由于系统所运行的环境温度，单相的强制流体(例如，液体或气体)的热调节系统可能会具有受限的冷却能力。例如，如由傅立叶定律定义的，由于传热速率与温度梯度成正比，因此基于空气的单相冷却系统可能无法将热能源冷却至环境温度以下。热调节系统可以使用冷却或冷冻的流体来实现低于环境温度的冷却。与多相热调节系统相比，冷冻流体的使用可能是低效的。

多相热调节系统可以使用来自相变(例如，从液体至蒸气)的潜热，以冷却至低于环境温度。多相热管理系统可以是两相热调节系统。多相热调节系统可以是高压系统或低压系统。高压系统可以在约3个大气压(atm)以上的压力下运行。高压系统可以包括经受强制冷凝(例如，使用大于10atm的压力)然后经由减压进行蒸发(例如，使用小于约3atm的压力)的气体或蒸气。蒸发过程可以在热能源附近发生，并且用于将流体从液体转化成蒸气的潜热可以从热能源中吸收热能，从而对热能源进行冷却。高压多相热调节系统由于系统的高压(例如，大于10atm)而可以具有大的形状因数，使用脊形材料并且具有坚硬的密封机构。

低压热调节系统可以使用强制蒸发来代替强制冷凝。当液体与热能源接触或热连通时，可以对液体施加真空(例如，达到1atm以下的压力)。热能从源至流体的传递可能导致液体相变成蒸气。从液体至蒸气的转变可能会从热能源吸收热能，从而对热能源进行冷却。图2示出了包括闭环流体流动路径的示例性的低压多相热调节系统。示例性的低压热调节系统包括冷却界面210。冷却界面210可以与热能源接触或热连通。液体冷却剂250可以进入冷却界面210，并且在从热能源传递热能时，该液体冷却剂可以经历相变，以相变为蒸气冷却剂220。可以将蒸气冷却剂220从冷却界面210引导至冷凝器230。冷凝器可以使得蒸气冷却剂220能够释放热量并且相变为液体冷却剂250，从而使液体冷却剂250再生。系统可以包括真空或流发生器240，以控制和引导液体冷却剂250的流动。真空或流发生器240可以包括为流发生器240供电的电源260。真空流发生器240可以产生小于或等于2个大气压(atm)、1.5atm、1atm、0.8atm、0.6atm、0.4atm、0.2atm、0.1atm或更小的压力。

低压热调节系统的冷却速率可能取决于系统的压力、冷却剂的流率、冷却剂的沸点、冷却剂与热能源之间的温度梯度以及热能源与冷却剂之间的热导率。图3示出了示例性的液体冷却剂的沸腾温度随着被施加至系统的真空百分比变化的示例性曲线图。随着真空量的增加(例如，系统压力的降低)，液体冷却剂的沸点可能降低。随着真空量的减少(例如，系统变得加压)，液体冷却剂的沸点可能升高。与热源热连通的液体冷却剂可以经历从液体冷却剂的环境温度至液体冷却剂的沸点的温度转变。随着热能继续传递至液体冷却剂，液体冷却剂可能会经历相变，以相变为蒸气冷却剂。随着热能从热源(例如，热能源)传递至蒸气冷却剂，蒸气冷却剂的温度可以继续升高。在冷却剂的温度变化和相变期间，可以将热能从源传递至冷却剂，然而，相变期间的热能传递可以比在冷却剂的温度变化期间的热能传递更有效。因此，将真空施加至多相热调节系统可以降低液体冷却剂的沸点并且导致热能源的冷却更有效。在PCT/IL2016/051384、PCT/IL2018/050280和PCT/IL2018/050269中进一步描述了用于热调节的低压系统，这些文献中的每一个文献以全文引用的方式并入本申请中。

用于冷却热源的系统

在一方面，本公开提供了用于冷却热源并且将热源维持在温度窗口内的系统。系统可以包括在真空下的闭环流体流动路径。闭环流体流动路径可以包括第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却界面。第一通道(例如，第一流体流动路径)可以被构造成引导液体冷却剂。第二通道(例如，第二流体流动路径)可以被构造成引导从液体冷却剂产生的蒸气冷却剂。冷凝器可以被构造成允许蒸气冷却剂经历相变，以相变为液体冷却剂。冷却界面可以与第一通道和第二通道流体连通。冷却界面可以包括冷却剂入口、热交换单元和冷却剂出口。第一通道可以将液体冷却剂引导至冷却界面的冷却剂入口中。冷却剂入口引导并控制液体冷却剂从冷却剂入口朝向第二通道的流动。冷却剂入口可以包括或者可以不包括入口截止阀。热交换单元可以允许热量从热源流至液体冷却剂。热量可以允许液体冷却剂经历相变，以相变为蒸气冷却剂。冷却剂出口可以允许蒸气冷却剂从热交换单元流至第二通道。冷却剂出口可以包括出口截止阀。出口截止阀可以允许或阻止蒸气冷却剂和/或液体冷却剂从冷却界面流至出口通道。系统可以通过将液体冷却剂蒸发成蒸气冷却剂(例如，通过潜热)而从热源吸收热量。

系统可以是高压(例如，大于或等于2atm的压力)、大气压或低压(例如，小于2atm的压力)的冷却系统。在示例中，冷却系统是低压(例如，真空)的冷却系统。冷却系统的压力在整个系统中可以是恒定的，或者在整个系统中可以变化。例如，冷凝器中的压力可以大于通道中或冷却界面处的压力。系统的压力可以小于或等于约5个大气压(atm)、4atm、3atm、2atm、1.5atm、1atm、0.8atm、0.6atm、0.4atm、0.2atm、0.1atm或更小。系统的压力可以介于约5atm至0.1atm、4atm至0.1atm、3atm至0.1atm、2atm至0.1atm、1.5atm至0.1atm、1atm至0.1atm、0.8atm至0.1atm、0.6atm至0.1atm、0.4atm至0.1atm、或0.2atm至0.1atm之间。冷凝器中的压力可以大于或等于约0.5atm、1atm、1.5atm、2atm、4atm、6atm、8atm、10tm或更大。冷凝器的压力可以介于约0.5m至1atm、0.5atm至1.5atm、0.5atm至2atm、0.5atm至4atm、0.5atm至6atm、0.5m至8atm、或0.5atm至10tm之间。冷却界面处的压力可以小于或等于约(atm)4atm、3atm、2atm、1.5atm、1atm、0.8atm、0.6atm、0.4atm、0.2atm、0.1atm或更小。冷却界面处的压力可以介于约5atm至0.1atm、4atm至0.1atm、3atm至0.1atm、2atm至0.1atm、1.5atm至0.1atm、1atm至0.1atm、0.8atm至0.1atm、0.6atm至0.1atm、0.4atm至0.1atm、或0.2atm至0.1atm之间。冷却界面与系统的其他部分(例如，冷凝器、流发生器、通道)之间的压力差可以大于或等于约0atm、0.1atm、0.2atm、0.4atm、0.6atm、0.8atm、1atm、1.5atm、2atm、4atm、6atm、8atm、10atm、或更大。冷却界面与系统的其他部分(例如，冷凝器、流发生器、通道)之间的压力差可以小于或等于约10atm、8atm、6atm、4atm、2atm、1.5atm、1atm、0.8atm、0.6atm、0.4atm、0.2atm、0.1atm或更小。

出口截止阀可以防止或阻止一部分(例如，可以对流量进行计量)或全部冷却剂从冷却界面流至出口通道。被减少或阻止的流可以将冷却剂维持在冷却界面内并且可以增加冷却界面内的压力，从而使液体冷却剂的沸点升高。增加冷却界面内的压力可以降低或防止冷却剂经历从液体冷却剂至蒸气冷却剂的相变。冷却界面内的压力可以增加至大于或等于约0.05atm、0.1atm、0.2atm、0.3atm、0.4atm、0.5atm、0.6atm、0.7atm、0.8atm、0.9atm、1atm、1.2atm、1.5atm、2atm、4atm、6atm、8atm、10atm或更多。出口截止阀可以通过阻止或计量(例如，降低)来自冷却界面的蒸气冷却剂和/或液体冷却剂的流来将冷却界面内的压力维持在压力范围内。出口截止阀可以将冷却界面的压力维持在介于约5atm至0.1atm、4atm至0.1atm、3atm至0.1atm、2atm至0.1atm、1.5atm至0.1atm、1atm至0.1atm、0.8atm至0.1atm、0.6atm至0.1atm、0.4atm至0.1atm、或0.2atm至0.1atm之间。

冷却系统可以通过吸收或不吸收来自热源的热量来冷却或维持热源的温度。热能可能被冷却界面吸收。冷却界面可以包括从热源吸收热量并且将热量提供至液体冷却剂的一个或多个热交换单元或散热片。热交换单元可以包括具有高热导率的材料，诸如，例如金属(例如，铜、铝、铁、钢等)、非金属导体(例如，石墨或硅)、传热流体或它们的任意组合。传热流体的非限制性示例可以包括哈龙替代流体(例如，Novec流体)、R245fa、R123、R514a、其他低压冷却剂或它们的任意组合。热交换单元或散热片可以包括腔室、通道或翅片。散热片或热交换单元可以产生与热源热连通的液体冷却剂的薄层。冷却剂的薄层可以提高冷却效率。热交换单元可以包括细长的腔室。冷却剂可以平行于腔室的长尺寸流动。腔室可以具有小于或等于约10厘米(cm)、8cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1cm、0.5cm、0.25cm或更小的高度(例如，垂直于流体流动方向的距离)。腔室可以具有大于或等于约0.25cm、0.5cm、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、8cm、10cm或更大的高度。腔室可以具有小于或等于约4000立方厘米(cm³)、3500cm³、3000cm³、2500cm³、2000cm³、1500cm³、1000cm³、750cm³、500cm³、250cm³、200cm³、150cm³、100cm³、75cm³、50cm³、25cm³、20cm³、15cm³、10cm³、8cm³、6cm³、4cm³、2cm³、1cm³、0.5cm³或更小的体积。腔室可以具有大于或等于约0.5cm³、1cm³、2cm³、4cm³、6cm³、8cm³、10cm³、15cm³、20cm³、25cm³、50cm³、75cm³、100cm³、150cm³、200cm³、250cm³、500cm³、750cm³、1000cm³、1500cm³、2000cm³、2500cm³、3000cm³、3500cm³、4000cm³或更大的体积。散热片或热交换单元可以具有大于或等于约0.5平方厘米(cm²)、1cm²、2cm²、4cm²、6cm²、8cm²、10cm²、15cm²、20cm²、30cm²、40cm²、50cm²、75cm²、100cm²、150cm²、200cm²、300cm²、350cm²、400cm²或更大的冷却面积。散热片或热交换单元可以具有小于或等于400cm²、350cm²、300cm²、250cm²、200cm²、150cm²、100cm²、75cm²、50cm²、40cm²、30cm²、20cm²、15cm²、10cm²、8cm²、6cm²、4cm²、2cm²、1cm²、0.5cm²或更小的冷却面积。

可以通过液体冷却剂蒸发来实现经由冷却界面的热量吸收。可以通过在一个或多个冷却界面内的冷却剂或冷却试剂上施加真空来实现蒸发。替代地或附加地，可以通过允许冷却剂蒸发并排出气态冷却剂来实现蒸发。蒸发的冷却剂可以从冷却界面被去除或排出并且被引导至冷凝器。冷凝器可以对蒸气冷却剂进行冷凝，以形成液体冷却剂。可以将所吸收的热量从冷凝器释放至周围环境(例如，环境空气)或另一个设备。液体冷却剂可以从冷凝器流至冷却界面。替代地或附加地，液体冷却剂可以从冷凝器流至流发生器或冷却系统的其他真空部件。

图4A和图4B示意性地示出了具有一个或多个冷却界面110的示例性的冷却系统。冷却系统100可以包括一个或多个流体流动通道和多个冷却界面113。冷却界面可以包括液体冷却剂入口111、用于对液体冷却剂进入冷却界面的流进行控制的入口截止阀113以及气体或蒸气冷却剂出口112。系统可以进一步包括冷凝器140、一个或多个流发生器130和联接至流发生器的电源104。液体冷却剂可以从冷凝器140通过通道流至液体冷却剂入口111。入口截止阀113可以阻止液体冷却剂进入冷却界面110或者可以允许液体冷却剂进入冷却界面110。冷却界面110可以与热源接触，并且热量可以从热源传递至液体冷却剂。液体冷却剂可以被蒸发并且可以通过气体冷却剂出口112离开冷却界面，以被引导至冷凝器。系统100可以包括多个冷却界面110和多个入口截止阀113。如图4A中所示，每个入口截止阀可以与单个冷却界面110流体连通。替代地或附加地，如图4B中所示，每个入口截止阀可以与多个冷却界面110流体连通。

图4C和图4D示意性地示出了示例性的冷却系统100，该冷却系统具有与一个或多个冷却剂出口112流体连通的一个或多个冷却界面110。一个或多个冷却剂出口可以包括一个或多个出口截止阀118。出口截止阀118可以协助控制冷却界面110中的冷却剂的量和冷却界面110的压力，从而维持热源的温度。冷却系统100可以包括第一通道、第二通道、冷凝器140和一个或多个冷却界面110。第一通道可以被构造成将液体冷却剂引导至冷却界面110。第一通道可以与入口截止阀113流体连通。替代地或附加地，第一通道可以不包括入口截止阀113。第二通道可以被构造成将从液体冷却剂产生的蒸气冷却剂引导至冷凝器140。冷凝器140可以被构造成允许蒸气冷却剂经历相变，以相变为液体冷却剂。至少一个冷却界面可以与第一通道和第二通道流体连通。至少一个冷却界面可以包括冷却剂入口111、至少一个热交换单元和冷却剂出口112，该冷却剂出口包括出口截止阀118。冷却剂入口111可以包括入口截止阀113，该入口截止阀用于将液体冷却剂从第一通道引向第二通道。至少一个热交换单元可以允许热量从热能源流至来自冷却剂入口111的液体冷却剂。至少一个热交换单元可以允许液体冷却剂经历相变，以相变为蒸气冷却剂。包括出口截止阀118的冷却剂出口112可以允许蒸气冷却剂可控地从至少一个热交换单元流至第二通道。系统100可以包括多个冷却剂出口112和多个出口截止阀118。如图4C中所示，每个截止阀可以与单个冷却界面110流体连通。替代地或附加地，如图4D中所示，每个出口截止阀118可以与多个冷却界面110流体连通。在示例中，冷却界面110的一部分与单个出口截止阀118以及可选地单个入口截止阀113流体连通。在另一个示例中，单独的冷却界面110与单独的出口截止阀118以及可选地入口截止阀113流体连通。系统可以包括与单独的入口截止阀和/或出口截止阀相关联的冷却界面和与单个入口截止阀和/或出口截止阀相关联的多个冷却界面的组合。

冷却系统可以进一步包括流发生器。流发生器可以是泵、压缩机、喷射器或被设计成引导流体流的任何其他设备。冷却系统可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个或更多个流发生器。这些流发生器可以是相同类型的流发生器。替代地，该系统可以不包括流发生器。流发生器可以由控制单元控制，该控制单元可以在达到温度阈值或需要更快地去除热量时激活流发生器。流发生器可以允许系统在低压(例如，小于2atm)下运行。这种低压系统可以例如在小于或等于约2atm、1.5atm、1atm、0.5atm、0.1atm或更小的压力下(例如，在真空下)运行。例如，流发生器可以产生真空，其引导冷却剂以其液体形式和/或其气态形式流动。流发生器可以在大于或等于约0.5升/小时(L/h)、1L/h、2L/h、5L/h、10L/h、20L/h、30L/h、40L/h、50L/h、100L/h、200L/h、300L/h、400L/h、500L/h、1000L/h、2000L/h、3000L/h、4000L/h、5000L/h、10000L/h、20000L/h、30000L/h、40000L/h或更大的体积流率下引导流体。流量发生器可以在小于或等于约40000L/h、30000L/h、20000L/h、10000L/h、5000L/h、4000L/h、3000L/h、2000L/h、1000L/h、500L/h、400L/h、300L/h、200L/h、100L/h、50L/h、40L/h、30L/h、20L/h、10L/h、5L/h、2L/h、1L/h、0.5L/h或更小的体积流率下引导流体。

流发生器可以将流体流从冷凝器通过通道引导至冷却界面并且从冷却界面引导回冷凝器。系统可以包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个或更多个通道。在示例中，系统包括第一通道和第二通道。第一通道可以引导液体冷却剂的流动，并且第二通道可以引导蒸气冷却剂的流动。通道可以是柔性或带脊的。通道可以由绝热材料(例如，塑料)形成。第一通道和第二通道可以由相同的材料形成或者可以由不同的材料形成。通道可以具有不变或变化的横截面积。第一通道和第二通道可以具有相同的横截面积或者可以具有不同的横截面积。例如，第一通道(例如，引导液体冷却剂的通道)的横截面积可以小于第二通道(例如，引导蒸气冷却剂的通道)的横截面积。

系统可以进一步包括多个出口截止阀。出口截止阀可以被设置在冷却界面的热交换单元与出口通道之间。替代地或附加地，出口截止阀可以与出口通道和/或冷却界面集成在一起。在示例中，系统包括多个热交换单元，并且每个出口截止阀对从单个热交换单元至出口通道的流体流进行控制。在另一示例中，一个出口截止阀对来自多于一个热交换单元的流体流进行控制。出口截止阀可以是计量阀(例如，控制流体的流率)或者可以是分立阀(例如，包括打开状态和关闭状态的阀)。出口截止阀可以被设计成允许蒸气冷却剂、液体冷却剂和/或蒸气冷却剂和液体冷却剂进入与其流体连通的每个相关联的出口通道，同时防止蒸气冷却剂和/或液体冷却剂回流。

系统可以进一步包括一个或多个入口截止阀。在示例中，系统不包括入口截止阀。在另一示例中，系统包括多个入口截止阀。一个或多个入口截止阀可以被设置在第一通道与冷却界面的热交换单元之间。在示例中，系统包括多个热交换单元，并且每个入口截止阀控制流至单个热交换单元的流体流。在另一示例中，一个入口截止阀控制流至多于一个热交换单元的流体流。入口截止阀可以与入口通道和/或冷却界面集成在一起。入口截止阀可以是计量阀(例如，控制流体的流率)或者可以是分立阀(例如，包括打开状态和关闭状态的阀)。入口截止阀可以被设计成允许液体冷却剂进入与其流体连通的每个相关联的冷却界面，同时防止液体冷却剂以及所产生的气态或蒸气冷却剂回流。

出口截止阀和/或入口截止阀可以是机械阀或电动阀。出口截止阀和/或入口截止阀可以由控制单元控制或者可以被物理控制(例如，通过液体冷却剂液位)。在示例中，出口截止阀和/或入口截止阀是浮子阀，该出口截止阀和/或入口截止阀被设计成当冷却界面单元内的液体冷却剂达到预定液位/量时防止液体冷却剂进入相关联的冷却界面。在另一示例中，系统包括不是浮子阀的出口截止阀以及是浮子阀的入口截止阀。例如，当液位在阈值体积或阈值液位以下时，入口截止浮子阀可以处于打开位置并且允许液体冷却剂流入冷却界面中。当液位达到阈值体积或阈值液位时，浮子阀可以处于关闭界面并且防止液体冷却剂流入冷却界面中。使用浮子阀可以减少使用流发生器，以使冷却剂连续地流过冷却系统，这可以减少维护成本和多余的流发生器。

浮子截止阀可以提高冷却系统的效率，因为液体冷却剂进入其中液体冷却剂液位已经下降或降低的冷却界面，而不是进入其中液体冷却剂液位在阈值以上的冷却界面。液体冷却剂的体积或液位的降低可以指示从热源持续地去除热量，冷却界面被热连接至该热源或与该热源相关联。因此，可以提高系统的效率，因为冷却剂被输送至经历除热的冷却界面而不是被输送到未被除热的冷却界面。此外，液体冷却剂进入每个冷却界面的速率和速度可以通过蒸发速率控制，该蒸发速率可以等于待去除的热量(例如，越热的热源，特定冷却界面内的冷却剂蒸发得越快，因此液体冷却剂进入特定冷却界面的速率越快，反之亦然)。这允许对待冷却的热源进行自主或按需的温度控制。浮子阀可以与单个热交换单元流体连通，或者浮子阀可以与多个热交换单元流体连通。

包括出口截止阀和/或入口截止阀的冷却系统可能是有利的，因为液体冷却剂不会连续地和/或循环地流动(例如，不会流入和流出每个冷却界面)。液体冷却剂可以进入系统的每个冷却界面，并且蒸气或气态冷却剂可以退出或离开冷却界面。入口截止阀可以防止液体冷却剂、蒸气冷却剂或者液体冷却剂和蒸气冷却剂两者进入第一通道。出口截止阀可以防止液体冷却剂、蒸气冷却剂或者液体冷却剂和蒸气冷却剂两者进入第二通道。在示例中，出口截止阀和/或入口截止阀允许冷却系统是自主的(例如，不使用控制系统来控制被泵送通过系统并且进入每个冷却界面的液体冷却剂的量和速度或者从冷却界面去除蒸气或气态冷却剂的速度)。

替代地或附加地，冷却系统可以进一步包括控制单元，该控制单元用于控制被泵送通过系统和/或进入每个冷却界面的液体冷却剂的量和速度。控制单元可以控制从冷却界面去除冷却剂蒸气的速度和/或通过冷凝器的冷却翅片的环境空气的流量(例如，风扇速度)。在示例中，液体冷却剂速率和/或气态冷却剂流率由与流发生器相关联的至少一个压力调节器控制。控制单元可以与入口截止阀、出口截止阀或者入口截止阀和出口截止阀两者通信。控制单元可以发出冷却界面或待冷却的物体的温度升高到温度上限或阈值以上的信号来通知入口截止阀打开。控制单元可以发出冷却界面或待冷却的物体的温度下降到温度下限或阈值以下的信号来通知出口截止阀关闭。

冷却界面可以包含液体冷却剂的阈值或剩余量，并且一旦已经达到阈值液位或量，入口截止阀和/或出口截止阀就可以防止液体冷却剂进入或离开冷却界面。一旦冷却剂液位已经下降到阈值液位以下，入口截止阀就可以允许液体冷却剂进入冷却界面。替代地或附加地，一旦冷却剂液位已经下降到阈值液位以下，出口截止阀就可以防止蒸气冷却剂和/或液体冷却剂从冷却界面流出。由于液体冷却剂的蒸发，冷却界面中的冷却剂的液位可能降低。液体冷却剂的蒸发可能是由于热量从热源传递至液体冷却剂所导致的。

出口截止阀和/或入口截止阀可以是适合于允许单向流动的任何阀，该阀引导冷却剂流入一个或多个冷却界面或流入出口通道，同时防止液体冷却剂或蒸气冷却剂回流。出口截止阀和/或入口截止阀可以是机械阀或电动浮子阀。

图5A和图5B中示出了示例性的截止阀。图5A示出了具有入口截止阀的示例性的冷却界面110。阀可以是浮子阀或其他类型的阀。图5B示出了具有出口截止阀118和入口截止阀113的冷却界面110的示例。入口截止阀113可以是系统的可选部件。入口截止阀113可以允许对冷却界面110内的冷却剂的液位进行控制。例如，系统可以包括向冷却界面110提供液体冷却剂的液体冷却剂入口111。此外，系统可以包括从冷却界面110去除气体冷却剂的气体冷却剂出口112。气体冷却剂出口可以进一步包括出口截止阀118。出口截止阀118可以允许对冷却界面的压力进行调节，并因此可以允许将冷却界面110维持在温度窗口或范围内。入口截止阀113可以被设置成邻近于冷却界面110的液体冷却剂入口111。截止浮子阀可以包括浮子，该浮子被设置在液体冷却剂与蒸气冷却剂之间的界面处。截止浮子阀可以指示冷却界面内的液体冷却剂液位。液体冷却剂液位的降低可能导致浮子的位置降低而使阀打开。液体冷却剂液位的升高可能导致浮子的位置升高而使阀关闭。

入口截止阀和出口截止阀可以是相同类型的阀或者可以是不同的阀。例如，入口阀可以是浮子阀，出口截止阀可以是气动阀、电动阀或机械阀。出口截止阀可以是具有打开和/或关闭设置的两级阀或者是可以限制或制约(例如，调节)来自一个或多个冷却界面的出口气体流的多级阀。入口截止阀、出口截止阀或者入口截止阀和出口截止阀两者可以通过使用螺线管进行控制，以打开和关闭阀。出口截止阀和/或入口截止阀可以包括附加的部件(诸如弹簧、隔膜、气动部件)或附加的流体，以允许阀对液体冷却剂和/或蒸气冷却剂的流进行阻止、部分阻止或计量。

入口截止浮子阀可以是机械截止阀。阀的浮子部分的比重可以小于冷却剂的比重。相应地，当除了冷却剂液位升高的力之外没有施加外力时，入口截止阀可以被提升并且阻止或关闭进入冷却界面的冷却剂流动路径。随着冷却剂蒸发，液位可能降低，并且阀可能下降并打开或疏通进入冷却界面的冷却剂流动路径。一旦冷却界面内的液体冷却剂液位开始下降，阀就可以自动打开，以允许液体冷却剂进入冷却界面。进入冷却界面的液体冷却剂的流率可以与离开冷却界面的气态或蒸气冷却剂的量直接相关。所产生的蒸气冷却剂的量可能直接影响由待冷却的热源产生的热量。使用入口截止浮子阀可以消除对精细且复杂的控制及调节机构的使用以及对冷却过程的监测。在示例中，由比重差(例如，在阀比重与冷却剂比重之间)引起的力足够高，以对到达或通过液体冷却剂入口的液体冷却剂的流进行阻止、部分阻止或计量。入口截止阀可以包括附加的部件(诸如弹簧、隔膜、气动部件)或附加的流体，以允许阀对液体冷却剂的流进行阻止、部分阻止或计量。

冷却系统可以具有单个冷却界面或多个冷却界面。冷却系统可以具有至少2个、3个、4个、6个、8个、10个、20个、40个、60个、80个、100个或更多个冷却界面。冷却系统可以包括以并联或串联配置进行连接的冷却界面。冷却系统可以包括以串联配置进行连接的至少一排或至少一组冷却界面，该至少一排或至少一组冷却界面具有2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面。替代地或附加地，冷却系统可以具有并联连接的至少一排或至少一组冷却界面，该至少一排或至少一组冷却界面具有2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面。在示例中，冷却系统包括串联和并联连接的至少一排或至少一组冷却界面，该至少一排或至少一组冷却界面具有2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面。系统的冷却界面可以被分组使得单个出口截止阀对来自冷却界面的组的冷却剂的流进行控制。冷却系统可以具有多组冷却界面，每组冷却界面与单个出口截止阀流体连通。一组冷却界面可以包括至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面。冷却系统可以包括至少2组、3组、4组、5组、6组、7组、8组、9组、10组、20组、30组、40组、50组或更多组的冷却界面。

冷却系统可以包括一个或多种冷却剂或冷却试剂。冷却剂可以是制冷剂、介电流体或具有高蒸发潜热的任何流体。液体冷却剂可以是非腐蚀性的并且可以与电子部件兼容。液体冷却剂也可以是无毒和不易燃的。冷却剂可以包含芳族、硅酸酯、脂肪族、硅酮或碳氟化合物。冷却剂可以包含酒精、水、乙二醇、盐溶液或它们的任意组合。冷却系统可以被设置成空的(例如，没有任何冷却剂)，并且可以在安装冷却系统之后将冷却剂添加至系统。冷却剂或冷却试剂可以在低温下在小于或等于约1atm下蒸发。冷却剂可以在小于或等于约1atm的压力和介于约0℃至约40℃、约0℃至约30℃、约0℃至约20℃、约0℃至约10℃、约5℃至约25℃、约10℃至约25℃、约15℃至约25℃、或约5℃至约20℃之间的温度下蒸发。冷却剂或冷却试剂可以在25℃下在约0atm至约1atm、约0atm至约0.8atm、约0atm至约0.5atm、约0atm至约0.3atm或约0atm至约0.1atm的压力下蒸发。

冷却系统可以进一步包括电源，诸如电源或电池。系统可以直接连接至主电网。

冷却系统可以通过使冷却界面与热源(例如，电子设备)直接或间接接触而直接从至少一个热源吸收热量。利用潜热(即，液体蒸发)，冷却系统可以冷却热源。可以通过向冷却剂或冷却试剂施加真空来允许蒸发。蒸发的冷却剂可以被传递至冷凝器以被冷凝，以形成液体冷却剂。冷凝器可以将从热源吸收的热量释放至环境、另一个设备和/或吸热材料中。然后可以将液体冷却剂引导至设备的经施加真空的部件(例如，冷却界面或膨胀容器)。在示例中，冷却界面与热源直接接触。可以通过使冷却界面与热源直接或间接接触(例如，通过热导体)来冷却热源。

冷却系统可以用于冷却任何类型的热源。例如，冷却系统可以用于冷却服务器室或群组、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或产生热量的任何其他电子部件(例如，计算机或任何其他电子设备)。

冷却系统可以包括用于对系统的运行进行控制的一个或多个控制器。控制器可以控制冷却剂的流、冷却剂的冷凝速率、用于提供冷却剂的温度阈值或它们的任意组合。冷却系统可以包括一个或多个孔口或膨胀腔室。孔口或膨胀腔室可以与通道(例如，第一通道或第二通道)流体连通。孔口或膨胀腔室可以与冷却界面流体连通。孔口或膨胀腔室可以降低冷却界面内的压力。在将液体冷却剂提供至冷却界面之前，膨胀腔室或容器可以积聚液体冷却剂。冷却系统可以包括一个或多个分流器，该一个或多个分流器将在平行的冷却界面之间的流体流动路径(例如，冷却剂和真空)分开。冷却系统可以包括冷却剂管道，冷却剂在该冷却剂管道中流动。冷却剂管道可以是柔性的并且由合适的材料(诸如塑料、橡胶、硅树脂、聚氨酯或金属)制成。

冷却系统可以包括电源线或通信线。电源线可以向冷却系统或热源提供电力。通信线可以与控制器通信并且可以允许控制器对冷却系统进行控制。冷却系统可以包括用户界面，该用户界面用于显示冷却界面和/或周围环境处的温度。用户界面可以是任何屏幕，诸如计算机屏幕、平板电脑或智能电话、或者被附接至冷却系统或热源、或与冷却系统或热源相关联的屏幕。冷却系统可以包括一个或多个热电偶或温度传感器。热电偶可以与控制器通信并且在温度达到上温度阈值或下温度阈值时可以允许冷却系统自动激活。上温度阈值可以大于或等于约10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或更大。下温度阈值可以小于或等于约120℃、110℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃或更小。热电偶可以与控制器通信并且当温度在温度范围或温度窗口之外时可以允许冷却系统自动激活。温度范围或窗口可以介于约5℃至10℃、5℃至20℃、5℃至30℃、5℃至40℃、5℃至50℃、5℃至60℃、5℃至70℃、5℃至90℃、5℃至90℃、5℃至100℃、5℃至110℃、5℃至120℃、10℃至20℃、10℃至30℃、10℃至40℃、10℃至50℃、10℃至60℃、10℃至70℃、10℃至80℃、10℃至90℃、10℃至100℃、10℃至120℃、20℃至30℃、20℃至40℃、20℃至50℃、20℃至60℃、20℃至70℃、20℃至80℃、20℃至90℃、20℃至100℃、20℃至120℃、30℃至40℃、30℃至50℃、30℃至60℃、30℃至70℃、30℃至80℃、30℃至90℃、30℃至100℃、30℃至110℃、30℃至120℃、40℃至50℃、40℃至60℃、40℃至70℃、40℃至80℃、40℃至90℃、40℃至100℃、40℃至110℃、40℃至120℃、50℃至60℃、50℃至70℃、50℃至80℃、50℃至90℃、50℃至100℃、50℃至110℃、50℃至120℃、60℃至70℃、60℃至80℃、60℃至90℃、60℃至100℃、60℃至110℃、60℃至120℃、70℃至80℃、70℃至90℃、70℃至100℃、70℃至110℃、70℃至120℃、80℃至90℃、80℃至100℃、80℃至110℃、80℃至120℃、90℃至100℃、90℃至110℃、90℃至120℃、100℃至110℃、100℃至120℃、或110℃至120℃之间。

冷却系统可以包括用于连续或周期性地将数据(例如，温度或冷却剂流率)发送至远程计算机或智能手机的发送器。冷却系统可以包括计算机处理器和存储器。计算机处理器和存储器可以控制冷却系统并且存储来自冷却系统和热源的数据。

冷却系统可以进一步包括可以协助冷却剂或冷却剂蒸气在系统中流动的一个或多个泵以及允许冷却剂过滤从而防止系统可能堵塞的过滤器或过滤子系统。

冷却系统可以包括至少一个传感器。传感器可以允许冷却系统感测到热源或周围环境的温度已经超过预定温度(例如，热源可能损坏或变得不可运行的温度)。传感器可以发送警报，开启冷却系统或者通过增加工作负荷来增加冷却系统的活动，激活附加的并行冷却界面和/或执行热源或包括热源的整个电子系统的紧急关闭。

冷却系统可以包括恒温器。当已经达到热源的阈值温度或周围环境的温度时，恒温器可以允许冷却系统激活并冷却热源。当已经达到阈值温度时而不是当未达到阈值温度时，使冷却系统运行可以增加系统的效率并且减少资源使用(例如，功率)。

系统可以由控制单元控制或者可以是自调节的。可以使用出口截止阀和/或入口截止阀(诸如浮子阀或泄压阀)来实施这种自调节。可以在不存在检测流体液位或流体体积的传感器的情况下实施这种自调节。系统可以进一步包括压力调节器，该压力调节器对冷却界面、冷凝器、通道或它们的任意组合的压力进行调节。压力调节器可以与第一通道、第二通道、冷却界面、冷凝器、流发生器中的至少一个或它们的任意组合流体连通。在示例中，系统包括多个压力调节器，并且每个压力调节器可以与系统的多个部件流体连通。压力调节器控制液体冷却剂或蒸气冷却剂的流率。

用于冷却热源的方法

在另一方面，本公开提供了用于冷却热源的方法。该方法可以包括提供冷却系统，该冷却系统包括与第一通道、第二通道和冷凝器流体连通的至少一个冷却界面。冷却界面可以包括冷却剂入口、热交换单元和冷却剂出口。冷却剂出口可以包括出口截止阀。冷却系统可以进一步包括入口截止阀。该方法可以包括：使用来自至少一个热交换单元的热量将液体冷却剂从冷却系统的第一通道引导至冷却界面，以使液体冷却剂经历相变，以形成蒸气冷却剂；将蒸气冷却剂从冷却界面通过第二通道引导至冷凝器；以及使蒸气冷却剂经历第二相变，以形成液体冷却剂。经冷凝的液体冷却剂可以被引导回第一通道。液体冷却剂可以积聚在冷却界面处并且可以蒸发以形成蒸气冷却剂。

冷却系统可以进一步包括流发生器，并且该方法可以包括激活流发生器。流发生器可以是泵、压缩机、喷射器或被设计成引导流体流的任何其他设备。冷却系统可以包括至少1个、2个、3个、4个、5个或更多个流发生器。这些流发生器可以是相同类型的流发生器。替代地，系统可以不包括流发生器。流发生器可以由控制单元控制，该控制单元可以在达到温度阈值或需要更快地去除热量时激活流发生器。当达到热源或热源周围的环境的阈值温度时，可以激活流发生器。流发生器可以允许系统在低压(例如，小于2atm)下运行。例如，流发生器可以产生真空，其引导冷却剂以其液体形式和/或其气态形式流动。流发生器可以在大于或等于约0.5升/小时(L/h)、1L/h、2L/h、5L/h、10L/h、20L/h、30L/h、40L/h、50L/h、100L/h、200L/h、300L/h、400L/h、500L/h、1000L/h、2000L/h、3000L/h、4000L/h、5000L/h、10000L/h、20000L/h、30000L/h、40000L/h或更大的体积流率下引导流体。流发生器可以在小于或等于约40000L/h、30000L/h、20000L/h、10000L/h、5000L/h、4000L/h、3000L/h、2000L/h、1000L/h、500L/h、400L/h、300L/h、200L/h、100L/h、50L/h、40L/h、30L/h、20L/h、10L/h、5L/h、2L/h、1L/h、0.5L/h或更小的体积流率下引导流体。该方法可以包括激活流发生器，以使冷却剂在系统内流动。

当达到阈值温度时，冷却系统的激活可以是自动的(例如，自调节)或者可以由控制器控制。可以监测冷却系统和热源的温度，或者可以不监测温度。系统的冷却剂流率可以随着热源温度的升高和降低而分别增加或减少。冷却剂流率可以是自调节的或者由流发生器控制。

该方法可以包括监测热源、热源周围的环境或冷却界面的温度。可以通过一个或多个热电偶监测温度。热电偶可以与控制器通信并且在温度达到上温度阈值时可以允许冷却系统自动激活。上温度阈值可以大于或等于约10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或更大。当温度低于温度窗口或范围的下限时，热电偶可以发出信号来通知控制器停止引导冷却剂离开冷却界面。温度窗口或范围的下限可以小于或等于120℃、110℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃或更小。热电偶可以与控制器通信并且在温度处于温度范围或温度窗口之外时可以允许冷却系统自动激活。温度范围或窗口可以介于约5℃至10℃、5℃至20℃、5℃至30℃、5℃至40℃、5℃至50℃、5℃至60℃、5℃至70℃、5℃至90℃、5℃至90℃、5℃至100℃、5℃至110℃、5℃至120℃、10℃至20℃、10℃至30℃、10℃至40℃、10℃至50℃、10℃至60℃、10℃至70℃、10℃至80℃、10℃至90℃、10℃至100℃、10℃至120℃、20℃至30℃、20℃至40℃、20℃至50℃、20℃至60℃、20℃至70℃、20℃至80℃、20℃至90℃、20℃至100℃、20℃至120℃、30℃至40℃、30℃至50℃、30℃至60℃、30℃至70℃、30℃至80℃、30℃至90℃、30℃至100℃、30℃至110℃、30℃至120℃、40℃至50℃、40℃至60℃、40℃至70℃、40℃至80℃、40℃至90℃、40℃至100℃、40℃至110℃、40℃至120℃、50℃至60℃、50℃至70℃、50℃至80℃、50℃至90℃、50℃至100℃、50℃至110℃、50℃至120℃、60℃至70℃、60℃至80℃、60℃至90℃、60℃至100℃、60℃至110℃、60℃至120℃、70℃至80℃、70℃至90℃、70℃至100℃、70℃至110℃、70℃至120℃、80℃至90℃、80℃至100℃、80℃至110℃、80℃至120℃、90℃至100℃、90℃至110℃、90℃至120℃、100℃至110℃、100℃至120℃、或110℃至120℃之间。在示例中，温度窗口可以介于上述温度之间。

系统可以包括单个控制器或多个控制器。例如，系统的每个部件(例如，冷凝器、入口截止阀、出口截止阀等)可以各自与单个控制器通信，或者单个控制器可以控制系统的多于一个的部件。在示例中，控制器可以控制入口截止阀和出口截止阀。控制器可以单独地(例如，一个阀的打开/关闭状态不影响另一个阀的打开/关闭状态)或同时(例如，一个阀的打开/关闭状态用于确定或影响另一个阀的打开/关闭状态)控制截止阀中的每一个。

该方法可以用于冷却任何类型的热源。例如，冷却系统可以用于冷却服务器室或群组、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或产生热量的任何其他电子部件(例如，计算机或任何其他电子设备)。

该方法可以将热源和/或周围环境的温度改变成或维持在约25℃的温度。周围环境的热源的温度可以维持在约-20℃至约25℃、约-15℃至约20℃、约-10℃至约20℃、约-5℃至约20℃、约0℃至约20℃、约0℃至约15℃、约-5℃至约15℃、约-5℃至约10℃或约-5℃至约5℃的范围内。在示例中，该方法可以将热源、诸如电子部件(例如，服务器室、CPU和/或GPU)的温度维持在约40℃至约50℃的温度处。

冷却界面可以与热源直接或间接接触。可以通过使冷却界面与热源直接或间接接触(例如，通过热导体)来冷却热源。

出口截止阀和/或入口截止阀可以是机械阀或电动阀。出口截止阀和/或入口截止阀可以由控制单元控制或者可以被物理控制(例如，通过液体冷却剂液位)。出口截止阀和/或入口截止阀可以是自调节的。在示例中，系统包括出口截止阀，并且出口截止阀是泄压阀，该泄压阀将冷却界面的压力维持在一范围内，从而维持界面内的冷却剂的量。在另一示例中，系统进一步包括入口截止阀，该入口截止阀是浮子阀，该入口截止阀被设计成当冷却界面单元内的液体冷却剂达到预定液位/量时防止液体冷却剂进入相关联的冷却界面。例如，当液位在阈值体积或液位以下时，浮子阀可以处于打开位置并且允许液体冷却剂流入冷却界面中。当液位达到阈值体积或阈值液位时，浮子阀可以处于关闭界面并且防止液体冷却剂流入冷却界面中。使用泄压阀和/或浮子阀可以减少使用流发生器，以使冷却剂连续地流过冷却系统，这可以减少维护成本和多余的流发生器。

每个出口截止阀和/或入口截止阀可以与单个冷却界面流体连通。替代地或附加地，每个出口截止阀和/或入口截止阀可以与多于一个的冷却界面流体连通。出口截止阀和/或入口截止阀可以与至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面流体连通。出口截止阀和/或截止阀可以被成组地控制或者可以被单独地控制，以允许流体进入冷却界面。例如，出口截止阀可以是单独可寻址的。

冷却系统可以具有单个冷却界面或多个冷却界面。冷却系统可以具有至少2个、3个、4个、6个、8个、10个、20个、40个、60个、80个、100个或更多个冷却界面。冷却系统可以包括以并联或串联配置进行连接的冷却界面。冷却系统可以包括以串联配置进行连接的至少一排或至少一组冷却界面，该至少一排或至少一组冷却界面具有2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面。替代地或附加地，冷却系统可以具有并联连接的至少一排或至少一组冷却界面，该至少一排或至少一组冷却界面具有2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面。在示例中，冷却系统包括串联和并联连接的至少一条排或至少一组冷却界面，该至少一排或至少一组冷却界面具有2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面。系统的冷却界面可以被分组使得单个出口截止阀和/或入口截止阀对流至冷却界面的组的液体冷却剂的流进行控制。冷却系统可以具有多组冷却界面，每组冷却界面与单个出口截止阀和/或入口截止阀流体连通。一组冷却界面可以包括至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个冷却界面。冷却系统可以包括至少2组、3组、4组、5组、6组、7组、8组、9组、10组、20组、30组、40组、50组或更多组的冷却界面。

冷却系统可以被设置成空的(例如，没有任何冷却剂)，并且该方法可以包括在安装冷却系统之后将冷却剂添加至系统。冷却剂可以包含酒精、水、乙二醇、盐溶液或它们的任意组合。冷却剂或冷却试剂可以在低温下在小于或等于约1atm下蒸发。冷却剂可以在小于或等于约1atm的压力和介于约0℃至约40℃、约0℃至约30℃、约0℃至约20℃、约0℃至约10℃、约5℃至约25℃、约10℃至约25℃、约15℃至约25℃、或约5℃至约20℃之间的温度下蒸发。冷却剂或冷却试剂可以在25℃下在约0atm至约1atm、约0atm至约0.8atm、约0atm至约0.5atm、约0atm至约0.3atm、或约0atm至约0.1atm的压力下蒸发。

由系统耗散的热量可以取决于所使用的冷却剂、冷却剂的流率、热交换单元的面积以及冷却剂与热源之间的温度差。冷却系统可以耗散大于或等于约50瓦每平方厘米(W/cm²)、75W/cm²、100W/cm²、125W/cm²、150W/cm²、200W/cm²、250W/cm²、300W/cm²、400W/cm²、500W/cm²或更多。热源与冷却剂之间的温度差可以大于或等于约1℃、3℃、5℃、7℃、10℃、15℃、20℃、30℃、40℃、50℃或更多。热源与冷却剂之间的温度差可以小于或等于约50℃、40℃、30℃、20℃、15℃、10℃、7℃、5℃、3℃、1℃或更少。

计算机控制系统

本公开提供了计算机控制系统，该计算机控制系统被编程为实施本公开的方法。图6示出了计算机系统601，该计算机系统被编程或以其他方式构造成监测并控制温度。计算机系统601可以调节本公开的方法和系统的各个方面，诸如，例如对通过冷却系统的冷却剂的流进行控制以调节温度。计算机系统601可以是用户的电子设备或相对于电子设备远程定位的计算机系统。电子设备可以是移动电子设备。

计算机系统601包括中央处理单元(CPU，本文中也称为“处理器”和“计算机处理器”)605，该中央处理单元可以是单核或多核处理器，或者是用于并行处理的多个处理器。计算机系统601还包括存储器或存储器位置610(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元615(例如，硬盘)、用于与一个或多个其他系统进行通信的通信接口620(例如，网络适配器)以及外围设备625(诸如高速缓存器、其他存储器、数据存储器和/或电子显示适配器)。存储器610、存储单元615、接口620和外围设备625通过诸如为主板的通信总线(实线)与CPU605通信。存储单元615可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据存储库)。计算机系统601可以借助于通信接口620可操作地联接至计算机网络(“网络”)630。网络630可以是因特网、互联网和/或外联网，或与因特网通信的内联网和/或外联网。在某些情况下，网络630是电信和/或数据网络。网络630可以包括一个或多个计算机服务器，该一个或多个计算机服务器可以启用分布式计算，诸如云计算。在某些情况下，借助于计算机系统601，网络630可以实现对等网络，该对等网络能够使设备联接至计算机系统601以充当客户端或服务器。

CPU605可以执行在程序或软件中实施的一系列机器可读指令。指令可以被存储在诸如为存储器610的存储器位置中。指令可以被指引到CPU605，该指令可以随后对CPU605进行编程或以其他方式进行配置，以实施本公开的方法。由CPU605执行的操作的示例可以包括获取、解码、执行和写回。

CPU605可以是电路(诸如集成电路)的一部分。电路中可以包括系统601的一个或多个其他部件。在某些情况下，电路是专用集成电路(ASIC)。

存储单元615可以存储文件，诸如驱动器、库和保存的程序。存储单元615可以存储用户数据，例如，用户设定和用户程序。在一些情况下，计算机系统601可以包括在计算机系统601外部(诸如位于通过内联网或因特网与计算机系统601通信的远程服务器上)的一个或多个附加数据存储单元。

计算机系统601可以通过网络630与一个或多个远程计算机系统通信。例如，计算机系统601可以与用户的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式PC)、板式或平板PC(例如，

的iPad、

的Galaxy Tab)、电话、智能电话(

的iPhone、支持安卓的设备、

)或个人数字助理。用户可以经由网络630访问计算机系统601。

可以通过存储在计算机系统601的电子存储器位置中(诸如，例如存储在存储器610或电子存储单元615中)的机器(例如，计算机处理器)可执行代码来实施本文中所描述的方法。机器可执行代码或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用期间，代码可以由处理器605执行。在一些情况下，可以从存储单元615检索代码并且将代码存储在存储器610中，以供处理器605随时访问。在一些情况下，可以排除电子存储单元615，并且将机器可执行指令存储在存储器610中。

代码可以被预编译并配置成与具有适于执行代码的处理器的机器一起使用，或者代码可以在运行时被编译。可以以可被选择的编程语言来提供代码，以使得代码能够以预编译或经编译的方式执行。

本文中所提供的系统和方法的方面(诸如计算机系统601)可以以编程实施。可以将技术的各个方面视为通常呈在一种机器可读介质上承载或实施的机器(或处理器)可执行代码和/或关联数据的形式的“产品”或“制造物品”。机器可执行代码可以被存储在电子存储单元、诸如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘中。“存储”类型的介质可以包括计算机、处理器等的任何或所有有形存储器或其相关联的模块，诸如可以随时为软件编程提供非瞬时性存储的各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等。软件的全部或部分有时可以通过因特网或各种其他电信网络进行通信。例如，这样的通信可以使得能够将软件从一个计算机或处理器、例如从管理服务器或主计算机加载到应用服务器的计算机平台。因此，可以承载软件元件的另一种类型的介质包括诸如通过有线和光学陆线网络以及在各种空中链路上在本地设备之间的物理接口间上使用的光波、电波和电磁波。承载这种波的物理元件(诸如为有线或无线链路、光学链路等)也可以被视为承载软件的介质。如本文中所使用的，除非被限制为非瞬时性的有形“存储”介质，否则诸如计算机或机器“可读介质”的术语是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。

因此，诸如为计算机可执行代码的机器可读介质可以采取许多形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，诸如任何计算机等中的任何存储设备，诸如可以用于实现附图中所示的数据库等的任何存储设备。易失性存储介质包括动态存储器，诸如这种计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括构成计算机系统内的总线的电线。载波传输介质可以采用电信号或电磁信号，或者声波或光波的形式，诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的那些声波或光波。因此，计算机可读介质的常见形式包括例如：软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带盘、带孔图案的任何其他物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒、传输数据或指令的载波、传输这种载波的电缆或链路、或计算机可以从其读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些形式的计算机可读介质中的许多形式可能涉及将一个或多个指令中的一个或多个序列传送至用于执行的处理器。

计算机系统601可以包括电子显示器635或者与该电子显示器通信，该电子显示器包括用于提供例如系统和温度信息的用户界面(UI)640。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于Web的用户界面。

可以通过一种或多种算法来实现本公开的方法和系统。可以在由中央处理单元605执行时通过软件实现算法。算法可以例如调节系统或实施本文中所提供的方法。

尽管已经在本文中示出和描述了本发明的优选实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，这些实施例仅以示例的方式提供。并不意图将本发明局限于本说明书中提供的特定示例。尽管已经参考前述说明书描述了本发明，但是本文中的实施例的描述和图示并无限制意义。本领域技术人员现将想到许多变形、变化和替换，而不脱离本发明。此外，应当理解，本发明的所有方面并不限定于本文所阐述的具体叙述、配置或相对比例，其取决于各种条件和变量。应当理解，本文中所描述的本发明的实施例的各种替代方案可用于实践本发明。因此，可以预期，本发明还将涵盖任何这种替换、修改、变化或等同物。意图是由所附权利要求限定本发明的范围，并且由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。

Claims (49)

1.一种冷却系统，所述冷却系统包括：

第一通道，所述第一通道被构造成引导液体冷却剂；

第二通道，所述第二通道被构造成引导由所述液体冷却剂产生的蒸气冷却剂；

冷凝器，所述冷凝器被构造成允许所述蒸气冷却剂经历相变，以相变为所述液体冷却剂；以及

至少一个冷却界面，所述至少一个冷却界面与所述第一通道和所述第二通道流体连通，其中，所述至少一个冷却界面包括(i)冷却剂入口，所述冷却剂入口用于将所述液体冷却剂从所述第一通道引向所述第二通道；(ii)至少一个热交换单元，所述至少一个热交换单元用于允许热量从热能源流至来自所述冷却剂入口的所述液体冷却剂，从而允许所述液体冷却剂经历相变，以相变为所述蒸气冷却剂；以及(iii)冷却剂出口，所述冷却剂出口包括出口截止阀，以允许所述蒸气冷却剂可控地从所述至少一个热交换单元流至所述第二通道。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，所述冷却系统进一步包括与所述第一通道或所述第二通道流体连通的流发生器。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述系统在小于约1个大气压的压力下运行。

4.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述出口截止阀是电动阀或机械阀。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述系统是自调节的。

6.根据权利要求2所述的冷却系统，所述冷却系统进一步包括控制单元，所述控制单元与所述出口截止阀、冷凝器、流量发生器或它们的任意组合通信。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，所述冷却系统进一步包括压力调节器，所述压力调节器与所述第一通道、第二通道、冷凝器、至少一个冷却界面或它们的任意组合流体连通。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其中，所述压力调节器控制所述液体冷却剂和/或所述蒸气冷却剂的流率。

9.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述至少一个冷却界面包括两个或更多个单独的冷却界面。

10.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述至少一个冷却界面包括两个或更多个冷却界面，并且其中，所述两个或更多个冷却界面串联连接。

11.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述至少一个冷却界面包括两个或更多个冷却界面，并且其中，所述两个或更多个冷却界面并联连接。

12.根据权利要求10或11所述的冷却系统，其中，所述两个或更多个冷却界面共用所述出口截止阀。

13.根据权利要求10或11所述的冷却系统，其中，所述两个或更多个冷却界面不共用所述出口截止阀。

14.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述冷却界面具有小于约25平方厘米的表面积。

15.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述至少一个冷却界面与所述热能源直接接触。

16.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述至少一个冷却界面与所述热能源间接接触。

17.根据权利要求1所述的冷却系统，所述冷却系统进一步包括与所述第一通道或所述第二通道流体连通的孔口。

18.根据权利要求17所述的冷却系统，其中，所述孔口有助于在所述至少一个冷却界面内形成真空。

19.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述系统通过对所述至少一个冷却界面中的冷却剂的量进行控制来按需对所述热能源进行冷却。

20.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述液体冷却剂在约5℃至约60℃之间蒸发。

21.根据权利要求1所述的冷却系统，所述冷却系统进一步包括膨胀容器、一个或多个分流器、用户界面、热电偶、发送器、处理器和存储器或它们的任意组合。

22.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却界面是闭环流体流动路径的一部分。

23.根据权利要求22所述的冷却系统，其中，所述闭环流体流动路径在低压下运行。

24.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述冷却剂入口包括入口截止阀。

25.根据权利要求24所述的冷却系统，其中，所述入口截止阀是浮子阀。

26.根据权利要求25所述的冷却系统，其中，所述浮子阀对所述至少一个冷却界面中的液体冷却剂的液位进行控制。

27.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述出口截止阀将一定量的所述蒸气冷却剂和/或液体冷却剂维持在所述至少一个冷却界面内，从而将所述热能源维持在一温度范围内。

28.一种用于对热能源的温度进行控制的方法，所述方法包括：

(a)提供冷却系统，所述冷却系统包括与第一通道、第二通道和冷凝器流体连通的至少一个冷却界面，其中，所述至少一个冷却界面包括冷却剂入口、至少一个热交换单元以及具有出口截止阀的冷却剂出口；

(b)将液体冷却剂从所述第一通道引导至所述至少一个冷却界面；

(c)在所述至少一个冷却界面中，使用来自所述至少一个热交换单元的热能使所述液体冷却剂经历第一相变，以形成蒸气冷却剂；

(d)将所述蒸气冷却剂从所述至少一个冷却界面通过所述第二通道引导至所述冷凝器；以及

(e)使所述蒸气冷却剂经历第二相变，以形成所述液体冷却剂。

29.根据权利要求28所述的方法，所述方法进一步包括激活流发生器，以引导所述液体冷却剂和所述蒸气冷却剂的流动。

30.根据权利要求28所述的方法，其中，所述至少一个冷却界面与所述热能源直接接触。

31.根据权利要求28所述的方法，其中，所述至少一个冷却界面与所述热能源间接接触。

32.根据权利要求28所述的方法，其中，所述至少一个冷却界面包括两个或更多个冷却界面，并且其中，所述两个或更多个冷却界面串联连接。

33.根据权利要求28所述的方法，其中，所述至少一个冷却界面包括两个或更多个冷却界面，并且其中，所述两个或更多个冷却界面并联连接。

34.根据权利要求32或33所述的方法，其中，所述两个或更多个冷却界面的单独的冷却界面的单独的出口截止阀能够独立于所述两个或更多个冷却界面的另一个单独的冷却界面的另一个单独的出口截止阀运行。

35.根据权利要求32或33所述的方法，其中，所述两个或更多个冷却界面共用所述出口截止阀。

36.根据权利要求32或33所述的方法，其中，所述两个或更多个冷却界面不共用所述出口截止阀。

37.根据权利要求28所述的方法，其中，所述出口截止阀是自调节的。

38.根据权利要求28所述的方法，其中，所述出口截止阀由控制器控制。

39.根据权利要求28所述的方法，其中，所述出口截止阀将一定量的所述蒸气冷却剂和/或液体冷却剂维持在所述至少一个冷却界面内，从而将所述热能源维持在一温度范围内。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，当所述热能源的温度低于下温度阈值时，所述出口截止阀将所述蒸气冷却剂维持在所述至少一个冷却界面内。

41.根据权利要求39所述的方法，其中，当所述热源的温度超过上温度阈值时，所述液体冷却剂被引导至所述至少一个冷却界面。

42.根据权利要求28所述的方法，其中，所述液体冷却剂在约5℃至约50℃之间蒸发。

43.根据权利要求28所述的方法，所述方法进一步包括在e)之后将所述液体冷却剂引导至所述第一通道。

44.根据权利要求28所述的方法，其中，所述冷却系统每平方厘米的热量耗散大于或等于300瓦。

45.根据权利要求28所述的方法，其中，所述至少一个冷却界面、第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却界面是闭环流体流动路径的一部分。

46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述闭环流体流动路径在低压下运行。

47.根据权利要求28所述的方法，其中，所述冷却剂入口包括入口截止阀。

48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述入口截止阀是浮子阀。

49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述浮子阀对所述至少一个冷却界面中的液体冷却剂的液位进行控制。

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