CN115734531A - 机架组件和用于控制机架组件的冷却流体的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于数据中心的机架组件以及对机架组件的冷却流体进行控制的方法。该机架组件包括：容纳发热部件的机架框架；限定第一内部流体导管的热交换器；连接至发热部件的液体冷却块，液体冷却块均限定有第二内部流体导管，第二内部流体导管与第一内部流体导管热连接；独立于机架组件外部的任何冷却流体源的冷却环路，冷却环路包括第一内部流体导管和第二内部流体导管，冷却环路将来自第二内部流体导管的热传递至第一内部流体导管；和流体补偿系统，流体补偿系统包括：流体连接至冷却环路的贮存器；以及致动装置，致动装置用于迫使冷却流体从贮存器流至冷却环路，以补偿冷却环路中的冷却流体的损失。

Description

机架组件和用于控制机架组件的冷却流体的方法

相关技术的交叉引用

本申请要求于2021年8月30日提交的欧洲专利申请EP21306176.5的优先权，该欧洲专利申请的全部内容通过参引并入本文中。

技术领域

本技术涉及用于数据中心的机架组件。

背景技术

数据中心容纳许多服务器机架，这些服务器机架容纳电子设备比如计算机系统(例如，服务器)。在使用中，电子设备产生大量的热，这些热必须被消散以确保电子设备的持续高效运行。已经实施了许多冷却方案来解决这个问题，包括通过安装至电子设备的液体冷却块(通常称为水块或冷板)对发热部件(例如，中央处理单元(CPU))进行液体冷却。

尽管液体冷却块可以对发热部件进行有效冷却，但液体冷却块在服务器机架中的实施通常需要数据中心内的液体分配系统，该液体分配系统可以连续地向数据中心内的各种服务器机架提供冷却液体(例如，水)。对于许多数据中心运营商来说，这可能会非常昂贵。此外，通常情况下，液体冷却块的实施也将随着时间的推移而导致对液体冷却块进行供给的管道网络内的泄漏。例如，在服务器机架内安装或移除服务器期间可能会发生泄漏。如果液体冷却块的冷却液体源受到限制，则这种泄漏可能特别成问题。

因此，需要一种用于数据中心的机架组件，该机架组件可以减轻这些缺点中的至少一些缺点。

发明内容

本技术的目的是改善现有技术中存在的至少一些不便。

根据本技术的一个方面，提供了一种用于数据中心的机架组件。该机架组件包括：机架框架，机架框架限定了至少一个壳体部分并且构造成对包括至少一个发热部件的电子设备进行容纳；热交换器，热交换器连接至机架框架，热交换器限定第一内部流体导管；至少一个液体冷却块，至少一个液体冷却块连接至至少一个发热部件，所述至少一个液体冷却块中的每个液体冷却块均限定有第二内部流体导管，第二内部流体导管与热交换器的第一内部流体导管热连接；冷却环路，冷却环路用于使冷却流体在冷却环路中循环，冷却环路独立于机架组件外部的任何冷却流体源，冷却环路包括第一内部流体导管和第二内部流体导管，冷却环路构造成将来自第二内部流体导管的热传递至第一内部流体导管；以及流体补偿系统，流体补偿系统包括：贮存器，贮存器流体连接至冷却环路，贮存器构造成在贮存器中容纳冷却流体；以及致动装置，致动装置构造成迫使冷却流体从贮存器流至冷却环路，以对冷却环路中的冷却流体的损失进行补偿。

在一些实施方式中，冷却环路将第一内部流体导管流体连接至第二内部流体导管。

在一些实施方式中，热交换器包括：冷却盘管，冷却盘管限定第一内部流体导管；以及多个翅片，翅片连接至冷却盘管，翅片定位成允许空气在翅片之间流动。

在一些实施方式中，致动装置为致动器；以及致动器是机械致动器、电动致动器、气动致动器和液压致动器中的一者。

在一些实施方式中，流体补偿系统还包括控制器，控制器与致动器通信，以对致动器的致动进行控制，控制器配置成对由致动器施加在贮存器中的冷却流体上的载荷进行控制。

在一些实施方式中，控制器将致动器控制成使得由致动器施加在贮存器中的冷却流体上的载荷是大致恒定的。

在一些实施方式中，流体补偿系统还包括流量传感器、压力传感器和温度传感器中的至少一者，流量传感器、压力传感器和温度传感器配置成分别对冷却环路中的冷却流体的流量、压力和温度进行感测；控制器与流量传感器、压力传感器和温度传感器中的至少一者通信，以接收来自至少一者的传感器信号；以及控制器基于传感器信号来控制由致动器施加在贮存器中的冷却流体上的载荷。

在一些实施方式中，流体补偿系统还包括：处于通信的传感器，传感器配置成对与致动装置或贮存器相关联的操作参数进行感测；以及与所述传感器通信的控制器，传感器能够操作成向控制器发送指示操作参数的传感器信号，控制器配置成基于从传感器接收的传感器信号而传送警报信号，警报信号是冷却环路中的泄漏的指示。

在一些实施方式中，致动装置为致动器，传感器为位置传感器，操作参数是致动器的位置。

在一些实施方式中，警报信号配置成被传送至外部计算机，外部计算机监测机架组件的冷却环路的状态。

在一些实施方式中，贮存器的容积大于冷却环路的容积。

在一些实施方式中，贮存器为挠性贮存器；以及致动装置构造成在挠性贮存器上施加载荷，以迫使冷却流体从挠性贮存器流至冷却环路。

在一些实施方式中，当贮存器为空时，贮存器能够用替换贮存器来替换。

在一些实施方式中，冷却环路包括旁通阀，旁通阀是可控的，以选择性地允许冷却环路中的冷却流体绕开热交换器的第一内部流体管道。

根据本技术的另一方面，提供了一种用于对数据中心用的机架组件的冷却环路中的冷却流体进行控制的方法，机架组件包括连接至机架组件的机架框架的热交换器和热连接至彼此的至少一个液体冷却块，热交换器包括第一内部流体导管，至少一个液体冷却块连接至容纳在机架框架内的至少一个发热部件，至少一个液体冷却块中的每个液体冷却块均限定有第二内部流体导管，冷却环路包括热交换器的第一内部流体导管以及至少一个液体冷却块中的每个液体冷却块的第二内部流体导管，冷却环路独立于机架组件外部的任何冷却流体源，该方法包括：将贮存器流体连接至冷却环路，贮存器中容纳有冷却流体；以及迫使冷却流体从贮存器流至所述环路，以对冷却环路中的冷却流体的损失进行不成。

在一些实施方式中，迫使冷却流体从贮存器流冷却环路包括对致动器进行致动以迫使冷却流体从贮存器流至冷却环路，该方法还包括：对与致动器或贮存器相关联的操作参数进行感测；将所感测的操作参数与操作参数的预定阈值进行比较；以及基于所述比较，通知用户冷却环路中的泄漏。

在一些实施方式中，操作参数是致动器的位置。

在一些实施方式中，该方法还包括：响应于贮存器为空，用容纳有冷却流体的替换贮存器来替换贮存器。

根据本技术的又一方面，提供了一种用于数据中心的机架组件。机架组件包括：机架框架，机架框架限定了至少一个壳体部分并且构造成对包括至少一个发热部件的电子设备进行容纳；热交换器，热交换器连接至机架框架，热交换器限定第一内部流体导管；至少一个液体冷却块，至少一个液体冷却块连接至至少一个发热部件，至少一个液体冷却块中的每个液体冷却块均限定有第二内部流体导管，第二内部流体导管与热交换器的第一内部流体导管热连接；冷却环路，冷却环路用于使冷却流体在冷却环路中循环，冷却环路独立于机架组件外部的任何冷却流体源，冷却环路包括第一内部流体导管和第二内部流体导管，冷却环路构造成将来自第二内部流体导管的热传递至第一内部流体导管；以及流体补偿系统，流体补偿系统包括：贮存器，贮存器流体连接至冷却环路，贮存器构造成在贮存器中容纳冷却流体；以及下述器件：该器件用于迫使冷却流体从贮存器流至冷却环路，以对冷却环路中冷却流体的损失进行补偿。

本技术的实现形式各自具有上述目的和/或方面中的至少一者，但不一定具有所有这些目的和/或方面。应当理解，由于试图实现上述目的而产生的本技术的一些方面可能不满足该目的和/或可能满足本文未具体列举的其他目的。

本技术的实现形式的附加的和/或替代的特征、方面和优点将根据以下描述、附图和所附权利要求变得显而易见。

附图说明

为了更好地理解本技术以及本技术的其他方面和另外的特征，将参照结合附图使用的以下描述，在附图中：

图1是根据本技术的实施方式的机架组件从顶侧、前侧、右侧截取的立体图；

图2是图1的机架组件的左侧视图；

图3是图1的机架组件的俯视平面图；

图4是图1的机架组件的热交换器的后视图；

图5是图1的机架组件的液体冷却块的前视图；

图6是图1的机架组件的冷却环路的示意图；

图7A是图1的机架组件的流体补偿系统的贮存器和致动器的截面图，该图示出了处于充满状态的贮存器；

图7B是图1的机架组件的流体补偿系统的贮存器和致动器的截面图，该图示出了处于半空状态的贮存器；

图8是流体补偿系统的控制方案的框图表示；以及

图9是流体补偿系统的替代实施方式的示意图。

具体实施方式

图1至图3示出了根据本技术的实施方式的机架组件100。机架组件100构造成在数据中心中使用，数据中心在使用中容纳机架组件100中的多个机架组件。注意的是，机架组件100构造成容纳电子设备125比如服务器、网络设备、电力设备、或设计成支持数据中心的功能的任何其他合适的电子设备。在使用中，多个这种机架组件100本身叠置成列并且以彼此间隔开的行(从而在机架组件之间形成通道)进行对准，并且多个这种机架组件100彼此平行地延伸。

如图2中示意性地所示的，机架组件100具有冷却环路150，该冷却环路150确保由机架组件100容纳的电子设备125的冷却。具体而言，如已知的，电子设备125包括发热部件130(图2)，发热部件130在使用期间会产生热，因此，发热部件130如果没有被正确地冷却则可能会过热。例如，这种发热部件130可以包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、和其他类型的发热电子部件。如下文将更详细说明的，机架组件100设计成使得：如果需要，冷却环路150可以独立于机架组件100外部的冷却流体源。这可以便于将机架组件100安装在数据中心，并且还降低了对可以安装机架组件100的设施的要求。例如，机架组件100可以更容易地用在没有提供用于在其中引导冷却流体的大量的管道系统的设施中。

现在将参照图1和图2描述机架组件100的总体构造。机架组件100具有机架框架112，机架框架112限定了用于在其中容纳电子设备125的壳体单元114a、114b、114c。机架组件100具有前侧部111和与前侧部111相反的后侧部113，电子设备125可以通过该前侧部111插入机架组件110以及从机架组件110移除。为了使由电子设备125产生的热消散，空气通常通过前侧部111进入机架组件100并通过后侧部113排放。因此，前侧部111和后侧部113可以分别称为进气侧和出气侧。机架组件100可以包括位于后侧部113上的一个或更多个热交换器165，以管理由电子设备125散发的热。

在该实施方式中，机架框架112具有两个长形的下支撑构件116和两个长形的上支撑构件118，上支撑构件118竖向地布置在下支撑构件116的上方并平行于下支撑构件116。下支撑构件116和上支撑构件118限定了机架框架112的宽度。长形的竖向梁120紧固(例如，螺栓连接或焊接)至下支撑构件116和上支撑构件118。壳体单元114a、114b、114c中的每一者由竖向梁120中的两个竖向梁沿机架组件100的侧向方向跨置而成，使得壳体单元114a、114b、114c水平并排地布置。因此，在该实现形式的示例中，六个竖向梁120紧固至下支撑构件116和上支撑构件118中的每一者。每个竖向梁120沿机架组件100的侧向方向与附至相反的下支撑构件116的另一竖向梁120对准。竖向梁120限定了用于将可机架安装的电子设备125附至机架的开口。

面板123附至竖向梁120，并在竖向梁120中的相邻的竖向梁之间(即，在机架组件100的深度方向上彼此相邻的竖向梁120之间)侧向延伸，以在竖向梁之间限定壳体单元114a、114b、114c。通道127形成在面板123中的一些面板之间，以容纳线缆和/或与电子设备的操作相关联的其他部件比如用于在引导冷却流体以冷却电子设备的管道。端板124紧固至下支撑构件116和上支撑构件118中的每一者的端部。

在本实施方式中，机架框架112是水平延伸的，因为机架框架112的最大尺寸是水平限定的。注意的是，在机架110的侧向方向上水平测量的机架框架112的宽度大于机架框架112的高度。在其他实施方式中，机架框架112可以不同地构造。

如图1至图3所示，机架组件100还包括三个热交换器165，热交换器165配置成与流动通过机架组件100的空气一起传递热。在该实施方式中，如图4最佳所示的，热交换器165是空气-液体热交换器，使得每个热交换器165均具有交换器框架166、连接至交换器框架166的冷却盘管167和连接至冷却盘管167的多个翅片168。交换器框架166连接至机架框架112并支撑热交换器165的部件。例如，交换器框架166可以经由与机架框架112接合的钩状件连接至机架框架112。在其他实施方式中，交换器框架166可以通过一个或更多个铰接件连接至机架框架112，以使得交换器框架166以及因此热交换器165能够围绕竖向延伸的铰接件轴线枢转。冷却盘管167构造成使得冷却流体在冷却盘管167中循环。注意的是，冷却盘管167限定了交换器内部流体导管170，如下文将更详细解释的，交换器内部流体导管170形成机架组件100的冷却环路150的一部分。冷却盘管167具有入口182和出口184，冷却流体在使用中通过入口182流入到交换器内部流体导管170中，冷却流体在使用中通过出口184从交换器内部流体导管170排放。翅片168构造成允许空气在翅片168之间流动，以使得空气可以流动通过热交换器165以与在冷却盘管167中流动的冷却流体进行热交换。

设想的是，在其他实施方式中，可以提供更多或更少的热交换器165。此外，热交换器165可以不同地配置。

如图2和图3中的虚线所示，在本实施方式中，机架组件100还包括多个风扇180，风扇180用于迫使空气流动通过热交换器165。风扇180由机架框架112支撑。例如，在本实施方式中，每个风扇180(未示出)连接至支撑板(未示出)，支撑板经由钩状件连接至机架框架112。在其他实施方式中，支撑板可以经由铰接件连接至机架框架112(例如，当热交换器165以可枢转的方式连接至机架框架112时)。在该实施方式中，至少一个风扇180构造成迫使空气流动通过热交换器165中对应的一个热交换器。每个风扇180能够围绕通常水平延伸并且更具体地沿机架组件100的前后方向延伸的风扇旋转轴线181旋转。如此，如图3所示，风扇180迫使空气沿气流箭头AF所示的方向流动通过相应的热交换器165。在使用中，电子设备125可以没有自己的风扇，使得风扇180也迫使空气通过电子设备125。

参照图2和图3，机架组件100还包括多个液体冷却块200，液体冷却块200用于冷却容纳在壳体部分114a、114b、114c内的电子设备125的发热部件130中的相应的发热部件。注意的是，如图5所示，每个液体冷却块200安装至发热部件130中的对应的一个发热部件以从发热部件吸收热。液体冷却块200通常也被称为“水块”或“冷板”。在该实施方式中，液体冷却块200中的每个液体冷却块被相同地构造，因此本文将描述单个液体冷却块200。

参照图5，在本实施方式中，液体冷却块200具有基部部分202和与基部部分202连接的覆盖件部分204。基部部分202在其下侧部上具有热传递表面205。在使用中，热传递表面205放置成与对应的发热部件130热接触以从该发热部件130吸收热。基部部分202和覆盖件部分204一起限定液体冷却块200的块内部流体导管210。块内部流体导管210形成机架组件100的冷却环路150的一部分。液体冷却块200具有入口206和出口208，冷却流体通过入口206流入到块内部液体导管210中，冷却流体通过出口208排出块内部液体导管210(如图5中的箭头所示)。在2018年9月4日提交的欧洲专利申请18315027.5中可以找到对液体冷却块的示例的更详细描述，该欧洲专利申请的全部内容通过参引并入本文中。在其他实施方式中，液体冷却块200可以被不同地构造。

冷却环路150将液体冷却块200的块内部流体导管210热连接至热交换器165的交换器内部流体导管170。具体地，在冷却环路150中，热从在块内部流体导管210中流动的冷却流体传递至在交换器内部流体导管170中流动的冷却流体。还更具体地，在该实施方式中，参照图6，冷却环路150将块内部流体导管210流体连接至交换器内部流体导管170。如此，在冷却环路150中流动的冷却流体以成环的方式顺序地在块内部流体导管210和交换器内部流体导管170中流动。在本实施方式中，流动通过冷却环路150的冷却流体为水。然而，设想的是，冷却流体可以是任何其他适合类型的冷却流体(例如，制冷剂、两相介电溶液或其他流体)。在冷却流体是两相冷却流体的其他实施方式中，冷却块200如蒸发器那样作用，流体以液相进入入口206而完全或部分地以气相离开出口208，并且热交换器165如冷凝器那样作用，从而使流体在离开出口184之前返回成液相。

为了促进冷却流体在冷却环路150内的循环，机架组件100的冷却环路150包括泵220，在该实施方式中，泵220布置在液体冷却块200的下游和热交换器165的上游。设想的是，在其他实施方式中，可以提供额外的泵220。此外，泵220可以布置在冷却环路150内的不同位置处。例如，在冷却流体是两相冷却流体的实施方式中，泵220安装在热交换器165的下游和冷却块200的上游，使得泵220与处于液相的冷却流体相互作用。泵220从液体冷却块200抽取处于温度T_L1的被加热的冷却流体，并将该冷却流体泵送至热交换器165，在热交换器165中，来自冷却流体的热被传递至流动通过热交换器165的空气中。如此，在冷却流体从冷却环路150内的热交换器165排放时，冷却流体的温度T_L2低于温度T_L1。例如，在非限制性示例中，温度T_L1可以为约40℃，而温度T_L2为约35℃。

如此，参照图3，当空气穿过机架组件100时，流动通过机架组件100的空气的温度逐渐变热。注意的是，当空气进入机架组件100时，空气的温度为T_A1，在非限制性示例中，T_A1可以为约26℃。在空气流入到机架框架112并从储存在机架框架112内的电子设备125吸收热后，空气的温度升高至温度T_A2。例如，在非限制性示例中，温度T_A2可以是约30℃。最后，当空气通过热交换器165排放时，空气已从在交换器内部流体导管170中流动的冷却流体吸收热，空气具有温度T_A3，温度T_A3是流动通过机架组件100的空气中的最高温度。例如，在非限制性示例中，温度T_A3可以是约37℃。然后，数据中心内的空调系统可以将冷空气引入到数据中心中，以降低数据中心中的因机架组件100排放的空气而增大的空气温度。因此，如将理解的，独立于机架组件100外部的任何冷却流体源的冷却环路150可以促进机架组件100在没有配备向机架组件100连续提供冷却水(或其他冷却流体)的设施中的使用。例如，这可能在不能确保提供这种冷却水但提供足够空调的同步数据中心(其中公司可能仅拥有一个或若干个机架组件)中是有用的。

应当理解，冷却流体在冷却环路150内循环时的温度会受到热交换器165的操作配置的影响。例如，在该实施方式中，在当目标是使热传递能力最大化并降低在冷却环路150中循环的冷却流体的温度时，热交换器165通常优选逆流配置来操作，由于这种配置允许温度T_L2在T_A2与T_A3之间的范围内。在其他实施方式中，热交换器165可以并流配置操作，代价是在冷却环路150内循环的冷却流体的温度更高，因为温度T_L2原则上高于温度T_A3。因此，当冷却流体是两相冷却流体并且热交换器165如冷凝器那样作用时，优选地可以以并流配置操作热交换器165，因为这可以简化两相冷却流体关于其沸点的选择，并确保在冷却块200中发生汽化。

此外，如将理解的，当冷却流体在冷却环路150内循环时，冷却流体的温度也将受到冷却环路150内的冷却流体的流量以及通过机架组件100的空气的流量的影响。

如图6所示，冷却环路150还可以可选地包括旁通阀224，该旁通阀224控制成选择性地允许冷却环路150中的冷却流体绕开热交换器165的交换器内部流体导管170。注意的是，当旁通阀224打开时，流动通过冷却环路150的冷却流体的至少一部分流入到旁通部分223中，从而避免流入到热交换器165中。这例如在数据中心内的进入机架组件100的环境空气的温度(即温度T_A1)达到不会导致对热交换器165中的冷却流体进行冷却的过高值的情况下可能是有用的。在情况得到纠正时(即，温度T_A1不再被认为过高)，旁通阀224可以被再次关闭。在该实施方式中，旁通阀224的打开及关闭基于由温度传感器225(图6)感测的温度信号。注意的是，如果温度传感器225感测到高于给定的预定温度阈值的温度，则与旁通阀224通信的控制器可以将旁通阀224致动到旁通阀224的打开位置。在由温度传感器225感测的温度达到等于或小于预定温度阈值的值时，控制器将旁通阀224致动成返回到旁通阀224的关闭位置。

此外，继续参照图6，冷却环路150包括布置在热交换器165的入口182和出口184附近的隔离阀185。注意的是，如可以看到的，隔离阀185布置在对应的入口182的上游，而另一隔离阀185布置在对应的出口184的下游。隔离阀185可以控制成与旁通阀224反向操作。更具体地，当旁通阀224处于打开位置以引导冷却流体流动通过旁路部分223时，隔离阀185关闭以阻止冷却流体流入到内部流体导管170中。另一方面，当旁通阀224关闭时，隔离阀185打开以允许冷却流体流入到内部流体导管170。设想的是，在其他实施方式中，仅入口182处的隔离阀185可以被控制，或者仅出口184处的隔离阀185可以被控制。

此外，如图6所示，冷却环路150还可以可选地包括内部热交换器375，该内部热交换器375配置成对冷却环路150中的冷却流体进行冷却。注意的是，内部热交换器375限定了内部室(未示出)，内部室与冷却环路150热连接(但与冷却环路150流体断开)以将热从冷却环路150中的冷却流体传递至容纳在内部热交换器375的内部室中的物质。特别地，在该实施方式中，内部热交换器375容纳有相变材料，相变材料在其相变时吸收能量以对冷却环路150中的冷却流体进行冷却。因此，内部热交换器375可以用于与旁通阀224协作，以使得：当环境空气太热时，内部热交换器375确保冷却环路150中的冷却流体的持续冷却。在其他实施方式中，内部热交换器375可以不同地实施。

现在参照图6和图7B，机架组件100还具有流体补偿系统300，该流体补偿系统300配置成补偿冷却环路150内的冷却流体的损失。注意的是，如图7A所示，流体补偿系统300包括贮存器302和致动装置304，贮存器302流体连接至冷却环路150，致动装置304在使用中迫使冷却流体从贮存器302流至冷却环路150，以补偿冷却环路150中的冷却流体的损失。特别地，贮存器302具有贮存器出口307，贮存器出口307将贮存器302流体连接至冷却环路150。在贮存器302中容纳有与容纳在冷却环路150内的流体相同类型的冷却流体(即，在该实施方式中为水)。在本实施方式中，致动装置304为致动器304，致动器304具有轴317和连接至轴317的端部部分311。当冷却环路150需要补偿冷却流体的损失时，致动器304的端部部分311对贮存器302的冷却流体施加压力以迫使冷却流体进入冷却环路150。

在该实施方式中，贮存器302是挠性贮存器，挠性贮存器比如是由塑料、橡胶或复合材料制成的袋，并且贮存器302构造成被致动器304压缩以迫使贮存器302容纳的冷却流体进入冷却环路150。例如，在该示例中，如图7A所示，贮存器302与和贮存器302接触的致动器304的端部部分311一起布置在壳体305内，以对贮存器302施加载荷以迫使冷却流体进入冷却环路150。将贮存器302实施为挠性贮存器在贮存器302是空的时可以促进维护操作。注意的是，在该实施方式中，在贮存器302为空时，贮存器302能够用替换贮存器(填充有冷却流体)来替换。例如，贮存器302可以与冷却环路150断开，并且替换贮存器安装就位并且可以恢复冷却流体补偿系统300的正常操作。

在该实施方式中，贮存器302的容积大于冷却环路150的容积。换言之，当贮存器302充满时，容纳在贮存器302中的冷却流体的量大于容纳在整个冷却环路150中的冷却流体的量。如此，贮存器302可以用于填充冷却环路150并随后补偿冷却环路150的冷却流体的损失。即，在安装时，处于充满状态(即，填充到贮存器302的最大值)的贮存器302在当冷却环路150仍为空时可以流体连接至冷却环路150，以用冷却流体来填充冷却环路150。由于贮存器302的容积大于冷却环路150的容积，一定体积的冷却流体将保留在贮存器302中，然后可以用于补偿冷却环路150中冷却流体的损失。

设想的是，在一些实施方式中，贮存器302可以不是挠性贮存器，而是可以由容纳在刚性壳体中并处于致动器304施加的压力的作用下的一定体积的冷却流体构成。

在该实施方式中，致动器304对贮存器302施加大致恒定的载荷。当冷却环路150充满时(即，没有泄漏)，贮存器302内的压力与冷却环路150内的位于贮存器302与冷却环路150之间的连接点处的压力相同。然而，当冷却环路150中存在泄漏(即冷却环路150中的冷却流体损失)时，由致动器304维持的贮存器302内的压力变得大于冷却环路150内的压力，因此一些量的冷却流体从贮存器302流入到冷却环路150中，以补偿从冷却环路150泄漏的等量的冷却流体。

在该实施方式中，致动器304是电力供给的电动致动器。注意的是，在使用中，控制器与致动器304通信以控制由致动器304施加在贮存器302上的载荷。例如，控制器310将致动器304控制成使得致动器304在贮存器302上施加恒定载荷。

在其他实施方式中，控制器可以将致动器304成使得由致动器304施加在贮存器302上(并且因此施加在贮存器302中的冷却流体上)的载荷是可变的。由致动器304施加的可变载荷可以基于传感器输入。例如，在一些实施方式中，参照图6，控制器与布置在冷却环路150内的压力传感器325、流量传感器335和温度传感器345通信，以接收来自压力传感器325、流量传感器335和温度传感器345的指示冷却环路150中的冷却流体的压力、流量和温度的相应的传感器信号。控制器基于这些传感器输入中的一个或更多个传感器输入来控制由致动器304施加在贮存器302上的载荷。在一些情况下，由致动器304施加的可变载荷可以仅基于传感器325、335、345的传感器信号中的一个传感器信号，在这种情况下可以省略传感器325、335、345的其他传感器信号。

致动器304替代地可以是机械致动器、气动致动器和液压致动器中的任何一者。例如，如果致动器304被实现为机械致动器(例如，弹簧加载致动器)，则可以省略用于控制该机械致动器的致动的控制器。在其他情况下，致动器304可以是泵。

此外，在该实施方式中，如图8所示，流体补偿系统300还包括传感器330和与传感器330通信的控制器310。传感器330配置成对与致动器304相关联的操作参数进行感测，并且传感器330能够操作成将指示所感测的操作参数的传感器信号传递至控制器310。更具体地，在该实施方式中，传感器330是感测致动器304的位置的位置传感器。例如，传感器330可以感测致动器304的端部部分311或轴311的位置并将该信息传递至控制器310。然后，控制器310处理由传感器330传输至控制器310的传感器信号，并且可以基于传感器信号执行一个或更多个动作。特别地，在该实施方式中，基于传感器信号，控制器310确定冷却环路150是否已经损失了冷却流体，并且如果大量的冷却流体已经从冷却环路150损失，控制器310可以通知用户以采取纠正措施(例如，执行机架组件100的维修)。

例如，在该示例中，控制器310在其存储器中存储表格，该表格包括致动器304的位置和与致动器304相关联的贮存器302的对应容积的一组值。例如，控制器310可以将致动器304的位置P1(在图7A中示出)与贮存器302被充满(即贮存器302的容积的100％是充满的)相关联。类似地，控制器310可以将致动器304的位置P2(在图7B中示出)与半空的贮存器302(即贮存器302的容积的50％是充满的)相关联。控制器310因此可以基于致动器304的感测位置使用所存储的信息来确定贮存器302的当前容积。因此，在使用中，控制器310将致动器304的感测位置与和贮存器302的较小容积相关联的致动器304的预先确定的阈值位置值进行比较。如果致动器304的感测位置小于致动器304的预定阈值位置值，则控制器310发送警报信号，该警报信号是冷却环路150中的泄漏的指示。

在该实施方式中，警报信号由控制器310传递至外部计算机350(图8)，外部计算机350检测冷却环路150的状态。例如，外部计算机350可以是计算机装置，该计算机装置能够由通常负责机架组件100或数据中心的操作的操作员操作。注意的是，外部计算机350是位于机架组件100所位于的数据中心内的计算机并且经由链路322与控制器310通信。链路322在该示例中是无线链路。在其他情况下，链路322可以是有线链路。在一些情况下，外部计算机350甚至可以是定位成远离数据中心的计算机。在其他示例中，外部计算机350可以是智能手机或其他手持计算机装置。

控制器310可以负责控制与流体补偿系统300和机架组件100相关联的其他部件。例如，如图8所示，在该实施方式中，控制器310与致动器304通信来控制致动器304的致动。如此，在该实施方式中，控制器310也可以与传感器325、335通信。在其他实施方式中，单独的控制器可以控制致动器304。此外，控制器310也可以与旁通阀224、温度传感器225和隔离阀185通信。

参照图8，控制器310具有用于实施可执行代码的处理器单元312以及将可执行代码存储于包括在存储器单元314中的非暂时性介质(未示出)中的非易失性存储器单元314。处理器单元312包括用于执行实现控制器310的功能的处理操作的一个或更多个处理器。处理器单元312可以是通用处理器，或者可以是包括一个或更多个预编程硬件的专用处理器、或固件元件(例如，专用集成电路(ASIC)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等)、或其他相关元件。存储器单元314的非暂时性介质可以是半导体存储器(例如，只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM))、磁性存储介质、光存储介质和/或任何其他合适类型的存储器。虽然控制器310在该实施方式中被表示为一个控制单元，但应当理解，控制器310可以包括用于单独控制部件的单独的控制单元，并且这些控制单元中的至少一些控制单元可以彼此通信。

虽然冷却环路150已被描述为将液体冷却块200与热交换器165流体连接，但可以设想，在其他实施方式中，液体冷却块200和热交换器165可以在流体方面独立于彼此(即流体断开)但热连接至彼此。如此，冷却环路150可以包括第一部分，第一部分包括热交换器165的交换器内部流体导管170，交换器内部流体导管170热连接至冷却环路150的第二部分，该第二部分包括液体冷却块200的内部流体导管210。例如，板式热交换器可以实现成将冷却环路的第一部分和第二部分热连接。冷却环路150的每个部分均具有其自身的泵220。在这种实施方式中，贮存器302可以流体连接至冷却环路150的第一部分和第二部分中的一者或两者。替代性地，可以以类似的方式提供附加的贮存器，使得冷却环路150的第一部分和第二部分中的每一者均流体连接至其自身的贮存器302以补偿冷却环路150的该部分中的冷却流体的损失。

在一些实施方式中，致动装置304可以不一定是致动器。例如，参照图9，在替代实施方式中，流体补偿系统300具有致动装置304’，该致动装置304’迫使冷却流体从贮存器302流至冷却环路150，以补偿冷却环路150中的冷却流体的损失。特别地，致动装置304’是限定内部空间309的容器315，并且贮存器302布置在内部空间309中且由容器315封围。在该替代性实施方式中，容器315的内部空间309填充有加压空气，使得加压空气围绕容器315内的贮存器302。在这种情况下，当冷却环路150内的冷却流体损失时，致动装置304’自动迫使冷却流体从贮存器302进入冷却环路150。注意的是，当在冷却环路150内存在冷却流体损失(例如，泄漏)时，冷却环路150内的压力降低，使得贮存器302内的冷却流体的压力——该冷却流体由容器315内的加压空气施加在冷却流体上的载荷压缩——变得大于冷却环路150的冷却流体的压力。这迫使贮存器302内的冷却流体经由贮存器出口307排放至冷却环路150，从而补偿冷却环路150中的冷却流体的损失。在该示例中，容器305经由容器305的入口313预填充加压空气。

在替代构型中，如图9所示，容器305可以不被预先填充，而是可以经由容器305的入口313流体连接至压缩机333，压缩机333用压缩空气连续填充容器305。

如通过上文理解的，流体补偿系统300允许快速且容易地检测冷却环路150中的冷却流体的损失并且允许补偿这些损失，以确保由机架组件100容纳的电子设备125的持续冷却效率。此外，流体补偿系统300可以自动警告操作员冷却环路150中冷却流体的过度损失，以便操作员采取纠正措施，比如维修机架组件100(例如，修复泄漏)和/或更换贮存器302。

设想的是，根据本技术的一些非限制性实现形式的机架组件100和用于控制机架组件100的冷却环路150中的冷却流体的方法可以表示为以下编号的条款。

对本技术的上述实现形式的修改和改进对于本领域技术人员来说可能是显而易见的。前面的描述旨在是示例性的而不是限制性的。因此，本技术的范围旨在仅由所附权利要求的范围限制。

Claims (20)

1.一种用于数据中心的机架组件，所述机架组件包括：

机架框架，所述机架框架限定了至少一个壳体部分并且构造成对包括至少一个发热部件的电子设备进行容纳；

热交换器，所述热交换器连接至所述机架框架，所述热交换器限定有第一内部流体导管；

至少一个液体冷却块，所述至少一个液体冷却块连接至所述至少一个发热部件，所述至少一个液体冷却块中的每个液体冷却块均限定有第二内部流体导管，所述第二内部流体导管与所述热交换器的所述第一内部流体导管热连接；

冷却环路，所述冷却环路用于使冷却流体在所述冷却环路中循环，所述冷却环路独立于所述机架组件外部的任何冷却流体源，所述冷却环路包括所述第一内部流体导管和所述第二内部流体导管，所述冷却环路构造成将来自所述第二内部流体导管的热传递至所述第一内部流体导管；以及

流体补偿系统，所述流体补偿系统包括：

贮存器，所述贮存器流体连接至所述冷却环路，所述贮存器构造成在所述贮存器中容纳冷却流体；以及

致动装置，所述致动装置构造成迫使冷却流体从所述贮存器流至所述冷却环路，以对所述冷却环路中的冷却流体的损失进行补偿。

2.根据权利要求1所述的机架组件，其中，所述冷却环路将所述第一内部流体导管流体连接至所述第二内部流体导管。

3.根据权利要求1或2所述的机架组件，其中，所述热交换器包括：

冷却盘管，所述冷却盘管限定有所述第一内部流体导管；以及

多个翅片，所述翅片连接至所述冷却盘管，所述翅片定位成允许空气在所述翅片之间流动。

4.根据权利要求1或2所述的机架组件，其中，

所述致动装置为致动器；以及

所述致动器是机械致动器、电动致动器、气动致动器和液压致动器中的一者。

5.根据权利要求4所述的机架组件，其中，所述流体补偿系统还包括控制器，所述控制器与所述致动器通信，以对所述致动器的致动进行控制，所述控制器配置成对由所述致动器施加在所述贮存器中的所述冷却流体上的载荷进行控制。

6.根据权利要求5所述的机架组件，其中，所述控制器将所述致动器控制成使得：由所述致动器施加在所述贮存器中的所述冷却流体上的所述载荷是大致恒定的。

7.根据权利要求5或6所述的机架组件，其中，

所述流体补偿系统还包括流量传感器、压力传感器和温度传感器中的至少一者，所述流量传感器、所述压力传感器和所述温度传感器配置成分别对所述冷却环路中的所述冷却流体的流量、压力和温度进行感测；

所述控制器与所述流量传感器、所述压力传感器和所述温度传感器中的所述至少一者通信，以接收来自所述至少一者的传感器信号；以及

所述控制器基于所述传感器信号来控制由所述致动器施加在所述贮存器中的所述冷却流体上的载荷。

8.根据权利要求1或2所述的机架组件，其中，所述流体补偿系统还包括：

处于通信的传感器，所述传感器配置成对与所述致动装置或所述贮存器相关联的操作参数进行感测；以及

与所述传感器通信的控制器，所述传感器能够操作成向所述控制器发送指示所述操作参数的传感器信号，所述控制器配置成基于从所述传感器接收的所述传感器信号而传送警报信号，所述警报信号是所述冷却环路中的泄漏的指示。

9.根据权利要求8所述的机架组件，其中，

所述致动装置为致动器；

所述传感器为位置传感器；以及

所述操作参数是所述致动器的位置。

10.根据权利要求8所述的机架组件，其中，所述警报信号配置成被传送至外部计算机，所述外部计算机监测所述机架组件的所述冷却环路的状态。

11.根据权利要求1或2所述的机架组件，其中，所述贮存器的容积大于所述冷却环路的容积。

12.根据权利要求1所述的机架组件，其中，

所述贮存器为挠性贮存器；以及

所述致动装置构造成在所述挠性贮存器上施加载荷，以迫使冷却流体从所述挠性贮存器流至所述冷却环路。

13.根据权利要求1或12所述的机架组件，其中，当所述贮存器为空时，所述贮存器能够用替换贮存器来替换。

14.根据权利要求1所述的机架组件，其中，所述冷却环路包括旁通阀，所述旁通阀是可控的，以选择性地允许所述冷却环路中的冷却流体绕开所述热交换器的所述第一内部流体管道。

15.一种用于对数据中心的机架组件的冷却环路中的冷却流体进行控制的方法，所述机架组件包括热交换器和至少一个液体冷却块，所述热交换器连接至所述机架组件的机架框架，所述至少一个液体冷却块热连接至彼此，所述热交换器包括第一内部流体导管，所述至少一个液体冷却块连接至容纳在所述机架框架内的至少一个发热部件，所述至少一个液体冷却块中的每个液体冷却块均限定有第二内部流体导管，所述冷却环路包括所述热交换器的所述第一内部流体导管以及所述至少一个液体冷却块中的每个液体冷却块的所述第二内部流体导管，所述冷却环路独立于所述机架组件外部的任何冷却流体源，

所述方法包括：

将贮存器流体连接至所述冷却环路，所述贮存器中容纳有冷却流体；以及

迫使冷却流体从所述贮存器流至所述冷却环路，以对所述冷却环路中的冷却流体的损失进行补偿。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，迫使冷却流体从所述贮存器流至所述冷却环路包括：对致动器进行致动以迫使冷却流体从所述贮存器流至所述冷却环路，所述方法还包括：

对与所述致动器或所述贮存器相关联的操作参数进行感测；

将所感测的操作参数与所述操作参数的预定阈值进行比较；以及

基于所述比较，通知用户所述冷却环路中的泄漏。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括对由所述致动器施加在所述贮存器上的载荷进行控制，使得所述载荷是大致恒定的。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述操作参数是所述致动器的位置。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括：

响应于所述贮存器为空，用容纳有冷却流体的替换贮存器来替换所述贮存器。

20.一种用于数据中心的机架组件，所述机架组件包括：

机架框架，所述机架框架限定了至少一个壳体部分并且构造成对包括至少一个发热部件的电子设备进行容纳；

热交换器，所述热交换器连接至所述机架框架，所述热交换器限定有第一内部流体导管；

至少一个液体冷却块，所述至少一个液体冷却块连接至所述至少一个发热部件，所述至少一个液体冷却块中的每个液体冷却块均限定有第二内部流体导管，所述第二内部流体导管与所述热交换器的所述第一内部流体导管热连接；

冷却环路，所述冷却环路用于使冷却流体在所述冷却环路中循环，所述冷却环路独立于所述机架组件外部的任何冷却流体源，所述冷却环路包括所述第一内部流体导管和所述第二内部流体导管，所述冷却环路构造成将来自所述第二内部流体导管的热传递至所述第一内部流体导管；以及

流体补偿系统，所述流体补偿系统包括：

贮存器，所述贮存器流体连接至所述冷却环路，所述贮存器构造成在所述贮存器中容纳冷却流体；以及

下述器件：所述器件用于迫使冷却流体从所述贮存器流至所述冷却环路，以对所述冷却环路中的冷却流体的损失进行补偿。

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