CN116321931A - 冷却板、浸泡箱及服务器系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提出了一种冷却板、浸泡箱及服务器系统。所述冷却板包括流体入口端口、冷却壳体和入口通道,其中,入口通道耦接在流体入口端口与冷却壳体之间以将从入口端口进入的两相流体引导至冷却壳体中。冷却壳体包括多个散热结构,多个散热结构耦接至冷却壳体的内表面以形成间隔,其中,两相流体与散热结构接触使得部分的两相流体变为汽相的两相流体。冷却板包括扩展蒸汽通道,扩展蒸汽通道耦接至冷却壳体,以用于收集汽相的两相流体。冷却板包括蒸汽出口端口,蒸汽出口端口耦接至扩展蒸汽通道,以用于将汽相的两相流体排出蒸汽出口端口,其中,冷却板可浸入容纳有单相浸泡流体的浸泡箱中。
Description
技术领域
本公开总体上涉及服务器和数据中心冷却。更具体地,本公开涉及一种冷却板、浸泡箱及服务器系统。
背景技术
对于包括若干有源电子机架的数据中心来说,其热管理对于确保机架中运行的服务器和/或其他IT设备的适当性能(如执行IT服务)至关重要。然而,如果没有适当的热管理,机架内的热环境(例如温度)会超过热操作阈值,从而导致不良后果(例如服务器故障等)。一种管理热环境的方法是使用冷却空气冷却IT设备。冷却空气通过冷却单元进行再循环。IT设备产生的热量被冷却空气捕获,并由冷却单元提取。
近年来,数据中心一直在部署高功率密度电子机架,其中,大量的高密度芯片被封装在一起,以提供更高的计算能力。通过保持适当的热环境来冷却这些高密度机架,是冷却系统(例如机房空调(Computer Room Air Conditioning,CRAC)单元)中存在的一个问题。例如,尽管CRAC单元可以使用更常规(或密度较低)的机架保持热环境,但因为高功率密度机架中更高密度的电子装置会以更高的速率产生热负荷,CRAC单元无法有效冷却高功率密度机架。或者,升级CRAC系统从而满足高密度部署的冷却需求需要花费大量的成本。空气冷却高密度机架的另一个挑战是移动足以冷却机架的大量气流。由于流体的散热能力远大于空气的散热能力,因此移动冷却流体以进行冷却更为经济。因此,设计冷却流体更为接近IT设备,间接或直接与电子装置接触是一种有效的手段。
发明内容
根据本公开的一方面,提供了一种冷却板。所述冷却板包括:流体入口端口;冷却壳体,所述冷却壳体热耦接至服务器电子装置,以用于加速冷却;入口通道,所述入口通道耦接在所述流体入口端口与所述冷却壳体之间,以将从所述入口端口进入的两相流体引导至所述冷却壳体中,其中,所述冷却壳体包括:多个散热结构,所述多个散热结构耦接至所述冷却壳体的内表面以在所述多个散热结构之间形成多个间隔,其中,所述多个间隔增加了可容纳在所述冷却壳体中的所述两相流体与所述多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自所述多个散热结构的热量分配至所述两相流体,从而使所述两相流体的至少一部分变为汽相的两相流体;扩展蒸汽通道,所述扩展蒸汽通道耦接至所述冷却壳体,以用于收集所述汽相的两相流体;以及蒸汽出口端口,所述蒸汽出口端口耦接至所述扩展蒸汽通道,以用于将所述汽相的两相流体排出所述冷却板。
根据本公开的另一方面,提供了一种用于电子装置的浸泡箱。所述浸泡箱包括:浸泡壳体;分配歧管,所述分配歧管耦接至所述浸泡壳体,所述分配歧管包括:至少一个流体供应装置连接器,和至少一个蒸汽回流装置连接器;以及至少一个冷却板,所述至少一个冷却板位于所述至少一个流体供应装置连接器和所述至少一个蒸汽回流装置连接器的下方,其中,所述至少一个冷却板中的每个冷却板包括:流体入口端口,所述流体入口端口耦接至流体供应装置连接器,以用于接收两相流体;冷却壳体,所述冷却壳体热耦接至服务器电子装置,以用于加速冷却;入口通道,所述入口通道耦接在所述流体入口端口与所述冷却壳体之间,以将从所述入口端口进入的两相流体引导至所述冷却壳体中,其中,所述冷却壳体包括:多个散热结构,所述多个散热结构耦接至所述冷却壳体的内表面以在所述多个散热结构之间形成多个间隔,其中,所述多个间隔增加了可容纳在所述冷却壳体中的所述两相流体与所述多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自所述多个散热结构的热量分配至所述两相流体,从而使所述两相流体的至少一部分变为汽相的两相流体;扩展蒸汽通道,所述扩展蒸汽通道耦接至所述冷却壳体,以用于收集所述汽相的两相流体;以及蒸汽出口端口,所述蒸汽出口端口耦接在所述扩展蒸汽通道与蒸汽回流装置连接器之间,以用于将来自所述扩展蒸汽通道的所述汽相的两相流体回流至所述蒸汽回流装置连接器,其中,所述冷却板浸入在容纳有单相浸泡流体的所述浸泡箱中。
根据本公开的另一方面,提供了一种服务器系统。所述服务器系统包括:服务器壳体,所述服务器壳体具有容纳在其中的服务器电子装置;至少一个服务器入口端口;至少一个服务器出口端口;至少一条入口可扩展线,所述至少一条入口可扩展线耦接至所述至少一个服务器入口端口;至少一条出口可扩展线,所述至少一条出口可扩展线耦接至所述至少一个服务器出口端口;以及冷却板,包括:流体入口端口,所述流体入口端口耦接至所述至少一条入口可扩展线,以用于从所述至少一个服务器入口端口接收两相流体;冷却壳体,所述冷却壳体热耦接至所述服务器电子装置的部分,以用于加速冷却;入口通道,所述入口通道耦接在所述流体入口端口和所述冷却壳体之间,以将从所述入口端口进入的两相流体引导至所述冷却壳体中,其中,所述冷却壳体包括:多个散热结构,所述多个散热结构耦接至所述冷却壳体的内表面以在所述多个散热结构之间形成多个间隔,其中,所述多个间隔增加了可容纳在所述冷却壳体中的所述两相流体与所述多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自所述多个散热结构的热量分配至所述两相流体,从而使所述两相流体的至少一部分变为汽相的两相流体;扩展蒸汽通道,所述扩展蒸汽通道耦接至所述冷却壳体,以用于收集所述汽相的两相流体;以及蒸汽出口端口,所述蒸汽出口端口耦接在所述扩展蒸汽通道和所述至少一条出口可扩展线之间,以将来自所述扩展蒸汽通道的汽相的两相流体回流至所述至少一个服务器出口端口,其中,所述冷却板可浸入容纳有单相流体的浸泡箱中。
该发明内容概述了本公开实施例的一些特征和优点;然而,本公开还提出了其他特征、优点和实施例,或者本领域技术人员基于本公开的附图、说明书和权利要求书将清楚其他特征、优点和实施例。因此,应当理解,本公开的范围不应受到发明内容中公开的特定实施例的限制。
附图说明
本公开的实施例通过示例性而非限制性的方式结合附图进行说明,附图中相同的附图标记指示相似的元件,在附图中:
图1示出了根据一实施例的浸泡冷却板的框图;
图2示出了根据一实施例的利用本地加速冷却的浸泡服务器系统的框图;
图3示出了根据一实施例的利用单相流体和两相流体进行本地加速冷却的浸泡系统的框图;
图4示出了根据一实施例的利用本地加速冷却的具有一个或多个服务器的浸泡系统的主视图;以及
图5示出了根据一实施例的利用本地加速冷却的具有一个或多个服务器的浸泡系统的侧视图。
具体实施方式
将参考以下讨论的细节来描述本公开的各个实施例和方面,并通过附图来说明各个实施例。以下的描述和附图是对本公开的说明,不应被解释为限制本公开。描述了许多具体细节以提供对本公开的各个实施例的透彻理解。然而,在某些情况下,为了提供对本公开实施例的简明讨论,没有描述公知或常规的细节。
说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性,可以包括在本公开的至少一实施例中。在说明书中不同位置出现的短语“在一实施例中”不必都指同一实施例。
浸泡冷却涉及将电子装置至少部分地浸入非导电介质溶液中,它是用于高密度电子装置的可行的解决方案。浸泡冷却的解决方案仅考虑针对电子机架的流体再循环,而不考虑本地加速冷却。异质电子部件在浸泡冷却下会产生可预测热点。
通常,液体冷却解决方案主要是使用单相流体冷却溶液或使用两相流体冷却溶液来开发的。本公开的实施例提供了混合使用单相流体和两相流体的针对服务器电子装置的浸泡系统。单相流体可用于浸泡冷却,两相流体可用于本地加速冷却以缓解热点。两相流体指的是液体冷却剂,当电子装置在冷却期间与该液体冷却剂热接触时,该液体冷却剂通过经历从液相到汽相的相变来向电子装置提供冷却。单相流体也指的是液体冷却剂,该液体冷却剂被选择通过使单相流体通过电子装置的热导体,例如通过热传导,来为电子装置提供冷却,从而在不经历相变的情况下进行冷却。通过这种方式,可以提供一种在浸泡环境中的本地化的热加速器(Localized Thermal Accelerator)。
根据第一方面,冷却板包括流体入口端口、冷却壳体和入口通道,其中,入口通道耦接在流体入口端口与冷却壳体之间,以将从入口端口进入的两相流体引导至冷却壳体中。冷却壳体包括多个散热结构,多个散热结构耦接至冷却壳体的内表面以在多个散热结构之间形成多个间隔,其中,多个间隔增加了可容纳在所述冷却壳体中的两相流体与多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自多个散热结构的热量分配至两相流体,从而使部分的两相流体变为汽相的两相流体。冷却板包括扩展蒸汽通道,扩展蒸汽通道耦接至冷却壳体以用于收集汽相的两相流体。冷却板包括蒸汽出口端口,蒸汽出口端口耦接至扩展蒸汽通道,以用于将汽相的两相流体排出冷却板。其中,冷却板可浸入容纳有单相浸泡流体的浸泡箱中。两相流体提供本地冷却以缓解浸泡冷却中的热点,本地冷却还使得浸泡电子装置在功率密度上提高。
在一实施例中,冷却壳体或散热结构包括铜或铝金属。在一实施例中,散热结构之间的间隔形成沿散热结构的长度方向的流体通道。
在一实施例中,冷却壳体具有容纳两相流体的内部区域,冷却壳体将围绕该冷却壳体的单相流体与容纳在该冷却壳体中的两相流体分离开来。
在一实施例中,流体入口端口连接至两相液体供应装置,蒸汽出口端口连接至浸泡箱的蒸汽回流装置。
例如,在一实施例中,参考图1和图2,端口107和端口105可以固定至冷却板100。在该设计中,需要一组附加环路线215和217,该组环路线215和217的端部封装有端口/连接器205和207,以便连接至外部源,其中,该组环路线连接至端口105和端口107。在另一实施例中,端口107和端口105可以通过柔性软管组装至壳体101,且可以如图3所示通过扩展柔性软管来扩展端口105和端口107。
在一实施例中,扩展蒸汽通道包括中间保持区域,该中间保持区域用于被输送至蒸汽出口端口之前的汽相的两相流体。
在一实施例中,扩展蒸汽通道可浸入单相流体中,以在单相流体与扩展蒸汽通道中容纳的汽相的两相流体之间进行热量交换,从而将部分汽相的两相液体冷凝成液相的两相流体,其中,液相的两相流体直接回流至冷却壳体的内部区域。
在一实施例中,单相浸泡流体的流体流与冷却壳体的内部区域内的两相流体的流体流分离。在一实施例中,散热结构被组装或直接制作在冷却壳体上。在一实施例中,冷却壳体的表面与封装在服务器上的芯片或任何其他电子装置相接,以向芯片提供两相热冷却。
在一实施例中,蒸汽出口端口和流体输入端口位于冷却壳体的同一侧或冷却壳体的不同侧。如果蒸汽出口端口和流体输入端口位于同一侧,则可以将冷却板放置成使得端口面向浸泡箱的顶部。在这种情况下,两相冷却流体可以利用重力通过流体输入端口进入冷却板。当两相冷却流体蒸发时,蒸汽可以通过冷却板的内部区域内的压力变化从冷却板中以被动方式有效地上升。
根据第二方面,用于电子装置的浸泡箱包括浸泡壳体和分配歧管,其中,分配歧管耦接至浸泡壳体。分配歧管包括至少一个流体供应装置连接器和至少一个蒸汽回流装置连接器,其中,在至少一个流体供应装置连接器和至少一个蒸汽回流装置连接器的下方设置有至少一个冷却板。冷却板包括流体入口端口、冷却壳体和入口通道,其中,入口通道耦接在流体入口端口和冷却壳体之间,以将从入口端口进入的两相流体引导至冷却壳体中。冷却壳体包括多个散热结构,多个散热结构耦接至冷却壳体的内表面以在多个散热结构之间形成多个间隔,其中,多个间隔增加了可容纳在冷却壳体中的两相流体与多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自多个散热结构的热量分配至两相流体,从而使部分两相流体变为汽相的两相流体。冷却板包括扩展蒸汽通道,扩展蒸汽通道耦接至冷却壳体,以用于收集汽相的两相流体。冷却板包括蒸汽出口端口,蒸汽出口端口耦接至扩展蒸汽通道,以用于将汽相的两相流体排出蒸汽出口端口。其中冷却板可浸入容纳有单相浸泡流体的浸泡箱中。两相流体提供本地冷却以缓解单相浸泡冷却中的热点,本地冷却还使得浸泡电子装置在功率密度上提高。
根据第三方面,浸泡服务器系统包括:服务器壳体,该服务器壳体具有容纳在其中的服务器电子装置;至少一个服务器入口端口;至少一个服务器出口端口;至少一条入口可扩展线,该至少一条入口可扩展线耦接至至少一个服务器入口端口;至少一条出口可扩展线,该至少一条出口可扩展线耦接至至少一个服务器出口端口;以及至少一个冷却板,该至少一个冷却板包括流体入口端口、冷却壳体、以及入口通道,其中,流体入口端口耦接至至少一条入口可扩展线以从至少一个服务器入口端口接收两相流体,冷却壳体热耦接至服务器电子装置的部分以用于加速冷却,以及入口通道耦接在流体入口端口和冷却壳体之间以将从入口端口进入的两相流体引导至冷却壳体中。冷却壳体包括多个散热结构,多个散热结构耦接至冷却壳体的内表面以在多个散热结构之间形成多个间隔,其中,多个间隔增加了可容纳在冷却壳体中的两相流体与多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自多个散热结构的热量分配至两相流体,从而使部分的两相流体变为汽相的两相流体。扩展蒸汽通道耦接至冷却壳体以用于收集汽相的两相流体。蒸汽出口端口耦接在扩展蒸汽通道和至少一条出口可扩展线之间,以将汽相的两相流体从扩展蒸汽通道回流至至少一个服务器出口端口。冷却板可浸入在容纳有单相浸泡流体的浸泡箱中。
图1示出了根据一实施例的浸泡冷却板(或冷却板)100的框图。冷却板100被设计为浸入在浸泡流体中,并直接耦接至高功率密度芯片,以向高功率密度芯片提供本地加速冷却。
在一实施例中,冷却板100包括壳体101,壳体101形成有内部区域,且壳体101被设计为将容纳在壳体101中的两相冷却剂流体与围绕壳体101的单相冷却剂分离开来的壳体。在一实施例中,壳体101包括一个或多个散热结构(或鳍状物)103,该一个或多个散热结构(或鳍状物)103位于壳体101的内侧。鳍状物103可以增加可容纳在壳体101中的两相流体与壳体101热接触的内表面积,以扩大壳体101的有效传热面积。当两相冷却剂填充在内部区域中时,从热耦接的电子装置传递的热量使两相冷却剂流体从液态蒸发为蒸汽。两相冷却剂流体的相变用于对电子装置进行热冷却。在一实施例中,壳体101和/或鳍状物103可以由铜和/或铝金属制成。在一实施例中,鳍状物103被组装或直接制作在壳体101上。
在一实施例中,冷却板100包括入口端口105和出口端口107,其中,入口端口105和出口端口107位于壳体101同一侧。入口端口105可连接至电子机架的两相液体供应线,以供应冷却板100中的冷却流体,例如两相冷却流体。出口端口107可连接至电子机架的蒸汽回流线,以回流蒸汽,例如汽相的两相冷却流体。在另一实施例中,入口端口105和出口端口107位于壳体101的不同侧。在一实施例中,入口端口105和出口端口107被固定至冷却板100的壳体101。如图2所示,带有入口端口/出口端口的附加环路线可以耦接至入口端口105和出口端口107。在一些实施例中,入口端口105和出口端口107是可扩展的,其中,如图3所示,入口端口105和出口端口107被扩展以耦接至浸泡箱的分配歧管。
在一实施例中,鳍状物103形成流通道(或间隔)111,该流通道可与入口端口105对齐,以促进壳体101内的流体流动。在一实施例中,鳍状物103的高度可以约为壳体101的内部区域的高度的一半。在一实施例中,每个流通道111的高度大于流通道的宽度。在这种情况下,流通道具有敞开的顶部,流经通道111的两相冷却剂流体/蒸汽可以在出口113处(流通道的敞开的顶部或沿鳍状物103的尖端区域)逸出。
在一实施例中,冷却板100包括扩展蒸汽通道109,扩展蒸汽通道109耦接在冷却板100的出口端口107和壳体101之间。扩展蒸汽通道109可以实现为壳体101的扩展,扩展蒸汽通道109比壳体101窄,其中,扩展蒸汽通道109可包括中间保持区域以将蒸汽从壳体101引导至出口端口107。例如,在操作期间,扩展蒸汽通道109可浸入在浸泡环境的单相冷却剂流体中。当蒸发的蒸汽(在由壳体101内体积变化引起的压力下)从壳体101经由扩展蒸汽通道109而被引导到出口端口107时,扩展蒸汽通道109可以进一步将部分的蒸汽冷凝成液相,如图2所示,冷凝的液体由于重力作用可以直接回流至壳体101或冷却板100的内部区域。因此,扩展蒸汽通道109可以增加冷却板100整体的加速冷却。
图2示出了根据一实施例的利用本地加速冷却的浸泡服务器系统200的框图。服务器系统200可以包括服务器外壳201,服务器外壳201具有容纳在其中的一个或多个服务器202。服务器202可以包括高密度芯片203。可以看出,作为示例,冷却板100直接耦接至芯片203。
服务器202可以被配置为提供IT服务。具体地,服务器202可以包括主机服务器(称为主机节点)和/或一个或多个计算服务器(也称为计算节点,例如CPU服务器和GPU服务器)。主机服务器(具有一个或多个CPU)通常通过网络(例如互联网)与客户端(未示出)交互以接收对特定服务的请求,例如存储服务(例如,诸如备份和/或恢复之类的基于云的存储服务),执行应用以执行某些操作(例如,作为软件即服务或SaaS平台的一部分的图像处理、深度数据学习算法或建模等)。响应于该请求,主机服务器将任务分发给由主机服务器管理的一个或多个性能计算节点或计算服务器(具有一个或多个GPU)。在一实施例中,服务器202可以执行任何类型的计算任务和/或可以是任意类型的计算设备(例如,服务器、存储设备等)。在一实施例中,服务器202可以是边缘计算设备。因此,当服务器202提供IT服务时,每个服务器202产生的热量被传递至单相或两相冷却剂。
服务器系统200可以包括入口端口205和出口端口207。入口端口205可以用于将系统供应装置耦接至供应线215。供应线215可以被柔性地扩展至冷却板100的入口端口105,以向冷却板100供应两相冷却剂流体。出口端口207可以用于将系统回流装置耦接至回流线217。回流线217可以被柔性地扩展至冷却板的出口端口107,以回流从来自冷却板100的蒸汽。在操作时,冷却板100可以将两相冷却剂流体循环到高密度芯片203,而服务器202的其余部分可以浸入单相浸泡冷却剂流体中。冷却板100的扩展蒸汽通道109可以浸入单相浸泡流体中,并将汽相的两相冷却剂流体从壳体101引导至出口端口107。此外,扩展蒸汽通道109可以将部分的蒸汽冷却为液相的两相流体,其中,液相的两相流体可以在重力作用下直接回流至壳体101。供应/回流线(或环路线215-217)可在重力作用下以被动方式工作。例如,冷却的两相冷却流体将经由线215进入冷却板100,并下降至冷却板100的壳体101的底部。当两相冷却流体吸收热量并蒸发成蒸汽时,蒸汽会上升至壳体101的扩展蒸汽通道109,然后,蒸汽从端口107排出到线217中。
图3示出了根据一实施例的利用单相流体和两相流体进行本地加速冷却的浸泡系统300的框图。浸泡系统300可以是提供单相冷却剂流体浸泡环境的服务器壳体封装件。浸入系统300可以包括浸泡容器或浸泡箱301。如图3所示,浸泡箱301可以包括供应单元(供应歧管)315和回流单元(回流歧管)317。供应单元315可以是具有一个或多个流体连接器305A-B的供应歧管。回流单元317可以是具有一个或多个蒸汽连接器307A-B的供应歧管。这些连接器305A-B、307A-B可用于通过分别扩展流体线扩展装置215A-B和217A-B而直接与服务器入口端口205A-B和出口端口207A-B相匹配。
在一实施例中,浸泡箱301包括冷凝单元309。冷凝单元309可以包括收集器311,收集器311与冷凝单元309封装在一起。冷凝单元309可以耦接至回流单元317。流向冷凝单元309的蒸汽可以被冷凝为液相,其中,液相的两相冷却剂可以被收集在收集器311中。然后,液相的两相冷却剂可以经由线319被供应至供应单元315。冷凝单元309可以连接至外部冷却源(未示出)。
如图3所示,浸泡箱301可以填充有冷却剂流体(单相冷却剂流体)303。可以看出,服务器外壳201浸入单相冷却剂303中。在一实施例中,服务器外壳201可以包括带有芯片的服务器202,芯片直接接合至两个冷却板100A-B,以便向芯片提供两相热冷却。冷却板100A-B在冷却板100A-B的进口端口和出口端口(未示出)处通过连接器205-207、305-307和扩展线215-217耦接至供应单元315和回流单元317,以循环两相冷却剂流体313从而冷却服务器202的高密度电子装置。
图4示出了根据一实施例的利用本地加速冷却的具有一个或多个服务器的浸泡系统400的主视图。如图4所示,一个或多个服务器202A-C位于服务器外壳201A-C中。服务器外壳201A-C容纳在浸泡箱301中,通过泵401经由外部供应装置403和回流环路装置405对单相冷却剂303进行操作。如图4所示,单相环路403/405是系统级环路,而两相环路由以下单元组成:供应单元315、液体环路215、服务器中的冷却板100、蒸汽环路217、回流单元317、冷凝单元309、以及收集器311。
图5示出了根据一实施例的利用本地加速冷却的具有一个或多个服务器的浸泡系统的侧视图。浸泡系统500可以表示浸泡系统300。如图5所示,系统500示出了具有容纳在浸泡箱(例如,浸泡壳体)301中的用于冷却电子装置的单相冷却剂303和两相冷却剂313两者的整个系统。如图5所示,服务器202浸入在单相冷却剂303中,冷却板100直接地附接至高密度芯片203,其中回路将两相冷却剂313从(如图4所示的)冷凝单元309循环到冷却板100,以加速对高密度芯片203的冷却。
单相冷却剂流体303冷却与其接触的所有设备,包括直接和间接浸入单相冷却剂流体303中的所有电子装置。冷却板100用于通过容纳在冷却板100中的两相冷却剂313的相变来提取芯片203中的热量。通过吸收来自高密度芯片203的热量,在冷却板100中生成汽相的两相冷却剂313,其中,蒸汽流向扩展蒸汽通道109,然后流向回流单元317,然后流向冷凝单元309。
可以看出,在扩展蒸汽通道109内,由于部分或全部通道109浸入单相冷却剂303中,通道109可以将部分的蒸汽冷凝成如(在重力作用下的)液体流501所示的液相。然后,跟随液体流501的液体直接回流至冷却板100中的两相液体区域。蒸汽的不同部分经由流503流向回流单元317,然后流向冷凝单元309(未示出)。然后,冷凝单元309处的蒸汽被冷凝成液相,这部分流体将通过供应单元315回流至冷却板100,如(在重力作用下的)液体流505所示。
由于在整个冷却系统中引入了冷却板100,从而使得单相冷却剂和两相冷却剂一起工作,以便从芯片203中提取热量。针对单相冷却剂流体303的流体循环路径与针对两相冷却剂流体313的流体循环路径是分离的,但通过使用冷却板100,两种流体303、313可以一起发挥作用,以提取芯片203的热量。
在前述说明书中,已经参考本公开的具体示例性实施例描述了本公开的实施例。清楚的是,可以对其进行各种修改,而不脱离如以下权利要求所述的本公开的更广泛精神和范围。因此,说明书和附图应视为说明性意义而非限制性意义。
Claims (20)
1.一种冷却板,包括:
流体入口端口;
冷却壳体,所述冷却壳体热耦接至服务器电子装置,以用于加速冷却;
入口通道,所述入口通道耦接在所述流体入口端口与所述冷却壳体之间,以将从所述入口端口进入的两相流体引导至所述冷却壳体中,
其中,所述冷却壳体包括:
多个散热结构,所述多个散热结构耦接至所述冷却壳体的内表面以在所述多个散热结构之间形成多个间隔,其中,所述多个间隔增加了可容纳在所述冷却壳体中的所述两相流体与所述多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自所述多个散热结构的热量分配至所述两相流体,从而使所述两相流体的至少一部分变为汽相的两相流体;
扩展蒸汽通道,所述扩展蒸汽通道耦接至所述冷却壳体,以用于收集所述汽相的两相流体;以及
蒸汽出口端口,所述蒸汽出口端口耦接至所述扩展蒸汽通道,以用于将所述汽相的两相流体排出所述冷却板。
2.根据权利要求1所述的冷却板,其中,所述散热结构之间的所述间隔形成沿着所述散热结构的纵向方向的流体通道。
3.根据权利要求1所述的冷却板,其中,所述冷却壳体包括容纳所述两相流体的内部区域,
其中,当所述冷却板浸入单相流体中时,所述冷却壳体将围绕该冷却壳体的所述单相流体与容纳在该冷却壳体中的所述两相流体分离开来。
4.根据权利要求1所述的冷却板,其中,所述流体入口端口连接至两相液体供应装置,并且当将所述冷却板浸入浸泡箱中时,所述蒸汽出口端口连接至所述浸泡箱的蒸汽回流装置。
5.根据权利要求1所述的冷却板,其中,所述扩展蒸汽通道包括中间保持区域,所述中间保持区域用于被输送至所述蒸汽出口端口之前的所述汽相的两相流体。
6.根据权利要求5所述的冷却板,其中,所述扩展蒸汽通道可浸入在单相流体中,以在所述单相流体与所述扩展蒸汽通道中容纳的所述汽相的两相流体之间进行热量交换,从而将所述汽相的两相流体中的至少一部分冷凝成液相的两相流体,其中,所述液相的两相流体直接回流至所述冷却壳体的内部区域。
7.根据权利要求1所述的冷却板,其中,所述冷却板可浸入在容纳有单相流体的浸泡箱中,其中,所述单相流体的流体流与所述冷却壳体的内部区域内的所述两相流体的流体流分离。
8.根据权利要求1所述的冷却板,其中,所述多个散热结构被组装或直接模制在所述冷却壳体上。
9.根据权利要求1所述的冷却板,其中,所述冷却壳体的表面与芯片相接合,以向所述芯片提供两相热冷却。
10.根据权利要求1所述的冷却板,其中,所述蒸汽出口端口经由第一柔性软管耦接至所述扩展蒸汽通道,以及所述流体输入端口经由第二柔性软管耦接至所述入口通道。
11.一种用于电子装置的浸泡箱,包括:
浸泡壳体;
分配歧管,所述分配歧管耦接至所述浸泡壳体,所述分配歧管包括:
至少一个流体供应装置连接器,和
至少一个蒸汽回流装置连接器;以及
至少一个冷却板,所述至少一个冷却板位于所述至少一个流体供应装置连接器和所述至少一个蒸汽回流装置连接器的下方,其中,所述至少一个冷却板中的每个冷却板包括:
流体入口端口,所述流体入口端口耦接至流体供应装置连接器,以用于接收两相流体;
冷却壳体,所述冷却壳体热耦接至服务器电子装置,以用于加速冷却;
入口通道,所述入口通道耦接在所述流体入口端口与所述冷却壳体之间,以将从所述入口端口进入的两相流体引导至所述冷却壳体中,
其中,所述冷却壳体包括:
多个散热结构,所述多个散热结构耦接至所述冷却壳体的内表面以在所述多个散热结构之间形成多个间隔,其中,所述多个间隔增加了可容纳在所述冷却壳体中的所述两相流体与所述多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自所述多个散热结构的热量分配至所述两相流体,从而使所述两相流体的至少一部分变为汽相的两相流体;
扩展蒸汽通道,所述扩展蒸汽通道耦接至所述冷却壳体,以用于收集所述汽相的两相流体;以及
蒸汽出口端口,所述蒸汽出口端口耦接在所述扩展蒸汽通道与蒸汽回流装置连接器之间,以用于将来自所述扩展蒸汽通道的所述汽相的两相流体回流至所述蒸汽回流装置连接器,其中,所述冷却板浸入在容纳有单相浸泡流体的所述浸泡箱中。
12.根据权利要求11所述的浸泡箱,其中,所述散热结构之间的所述间隔形成沿着所述散热结构的纵向方向的流体通道。
13.根据权利要求11所述的浸泡箱,其中,所述冷却壳体包括容纳所述两相流体的内部区域,
其中,所述冷却壳体将围绕该冷却壳体的所述单相流体与容纳在该冷却壳体中的所述两相流体分离开来。
14.根据权利要求11所述的浸泡箱,其中,所述流体入口端口连接至所述至少一个流体供应装置连接器中的一个流体供应装置连接器,所述蒸汽出口端口连接至所述浸泡箱的所述至少一个蒸汽回流装置连接器中的一个蒸汽回流装置连接器。
15.根据权利要求11所述的浸泡箱,其中,所述扩展蒸汽通道包括中间保持区域,所述中间保持区域用于被输送至所述蒸汽出口端口之前的所述汽相的两相流体。
16.根据权利要求15所述的浸泡箱,其中,所述扩展蒸汽通道可浸入在所述单相流体中,以在所述单相流体与所述扩展蒸汽通道中容纳的所述汽相的两相流体之间进行热量交换,从而将所述汽相的两相流体中的至少一部分冷凝成液相的两相流体,其中,所述液相的两相流体直接回流至所述冷却壳体的内部区域。
17.一种服务器系统,包括:
服务器壳体,所述服务器壳体具有容纳在其中的服务器电子装置;
至少一个服务器入口端口;
至少一个服务器出口端口;
至少一条入口可扩展线,所述至少一条入口可扩展线耦接至所述至少一个服务器入口端口;
至少一条出口可扩展线,所述至少一条出口可扩展线耦接至所述至少一个服务器出口端口;以及
冷却板,包括:
流体入口端口,所述流体入口端口耦接至所述至少一条入口可扩展线,以用于从所述至少一个服务器入口端口接收两相流体;
冷却壳体,所述冷却壳体热耦接至所述服务器电子装置的部分,以用于加速冷却;
入口通道,所述入口通道耦接在所述流体入口端口和所述冷却壳体之间,以将从所述入口端口进入的两相流体引导至所述冷却壳体中,
其中,所述冷却壳体包括:
多个散热结构,所述多个散热结构耦接至所述冷却壳体的内表面以在所述多个散热结构之间形成多个间隔,其中,所述多个间隔增加了可容纳在所述冷却壳体中的所述两相流体与所述多个散热结构之间的表面接触面积,以将来自所述多个散热结构的热量分配至所述两相流体,从而使所述两相流体的至少一部分变为汽相的两相流体;
扩展蒸汽通道,所述扩展蒸汽通道耦接至所述冷却壳体,以用于收集所述汽相的两相流体;以及
蒸汽出口端口,所述蒸汽出口端口耦接在所述扩展蒸汽通道和所述至少一条出口可扩展线之间,以将来自所述扩展蒸汽通道的汽相的两相流体回流至所述至少一个服务器出口端口,其中,所述冷却板可浸入容纳有单相流体的浸泡箱中。
18.根据权利要求17所述的服务器系统,其中,所述冷却壳体包括内部区域,所述内部区域容纳有所述两相流体,并且所述冷却壳体将围绕该冷却壳体的所述单相流体与容纳在该冷却壳体中的所述两相流体分离开来。
19.根据权利要求18所述的服务器系统,其中,所述扩展蒸汽通道包括中间保持区域,所述中间保持区域用于被输送至所述蒸汽出口端口之前的所述汽相的两相流体。
20.根据权利要求18所述的服务器系统,其中,所述扩展蒸汽通道可浸入所述单相流体中,以在所述单相流体与所述扩展蒸汽通道中容纳的所述汽相的两相流体之间进行热量交换,从而将所述汽相的两相流体中的至少一部分冷凝成液相的两相流体,其中,所述液相的两相流体直接回流至所述冷却壳体的内部区域。
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