TWM631696U - 一種強化冷凝傳熱的兩相浸沒式冷卻裝置 - Google Patents

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Abstract

一種兩相浸沒式冷卻裝置,包括箱體、發熱元件、冷凝器、蓋體和至少一個風扇。箱體的容納腔中容納有冷卻液。發熱元件設置於容納腔中並浸沒於冷卻液中。冷凝器容納於容納腔中、位於冷卻液和發熱元件的上方並沿著箱體的側壁設置。冷凝器遠離複數內側壁包圍形成的上部空腔。在所述上部空腔內設置一固定在箱蓋上的至少一個風扇。本申請提供的兩相浸沒式冷卻裝置可強化冷凝傳熱,使得所述箱體中的冷卻液的蒸氣冷凝速率和冷卻液的蒸發速率趨於平衡,減小了箱體內外的壓差,降低了冷卻液蒸氣的洩漏損失,提高了兩相浸沒式冷卻裝置的經濟性。

Description

一種強化冷凝傳熱的兩相浸沒式冷卻裝置
本新型涉及一種兩相浸沒式冷卻裝置,尤其涉及一種強化冷凝傳熱的兩相浸沒式冷卻裝置。
隨著電腦晶片、物聯網、新能源汽車的電池、電子器件、居家數位化電器設備、數位元醫療、大數據、邊緣計算的晶片和電子器件、量子計算、機械設備的發熱部件或電子設備的發熱部件功率及熱流密度的快速提高,發熱元件的冷卻技術也經歷了一代又一代的快速發展。經歷過了被動散熱方式的冷卻,強化空氣冷卻,熱虹吸式迴路熱管冷卻,液體冷卻和單相浸沒式冷卻技術的不斷發展後,兩相浸沒式冷卻方法是目前最具發展前途和最有效的伺服器冷卻技術之一。
現有的兩相浸沒式冷卻裝置包括一個箱體、發熱元件、冷卻液以及冷凝器。所述發熱元件容納於下部分的箱體中並浸沒於所述冷卻液中。所述冷凝器沿著箱體上部的複數內側壁環繞周緣設置。所述冷凝器遠離所述複數側壁包圍形成供所述發熱元件上下穿過的空腔。所述冷卻液吸收所述發熱元件產生的熱而沸騰氣化,發熱元件由此而被冷卻,冷卻液蒸氣上升至箱體上部,在所述冷凝器上凝結,凝結於所述冷凝器上的冷卻液在重力的作用下落回所述冷卻液中,以此循環達到冷卻發熱元件的效果。然而,現有兩相浸沒式冷卻裝置在使用過程中極其昂貴的冷卻液損失較大。
有鑑於此,本新型提供一種可降低冷卻液損失的兩相浸沒式冷卻裝置。
本申請第一方面提供一種兩相浸沒式冷卻裝置,包括箱體、發熱元件、冷凝器、蓋體和至少一風扇。所述箱體包括首尾依次連接的複數側壁和連接所述複數側壁的一端的底壁,所述複數側壁和所述底壁共同形成一容納腔,所述容納腔的下部容納有冷卻液。所述發熱元件設置於所述容納腔中並浸沒於所述冷卻液中。所述冷凝器容納於所述容納腔中、位於所述冷卻液和所述發熱元件的上方並沿著所述至少一複數側壁設置,所述冷凝器遠離所述複數內側壁包圍形成的上部空腔。所述蓋體適於覆蓋所述箱體以密封所述容納腔,且所述蓋體適於展開於所述箱體而使所述容納腔暴露於外界。所述至少一風扇固定設置於所述蓋體上並容納於所述上部空腔中。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置包括複數風扇,所述複數風扇均勻設置於所述空腔中並與所述蓋體連接。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述容納腔中的至少一感測器,所述至少一感測器包括溫度感測器、濕度感測器、壓力感測器、流量感測器和液面感測器中至少一者,用於感測所述容納腔中的氣體溫度、液體溫度、氣體濕度、氣體壓力、冷卻液液面高度、所述冷凝器冷卻液的進口溫度、出口溫度及流量中的至少一者。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述箱體頂部的安全閥門,當所述容納腔中的氣壓高於預設氣壓時,打開所述安全閥門直至所述容納腔中的氣壓低於預設氣壓,以保證所述兩相浸沒式冷卻裝置在安全的壓力下工作。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括冷卻液管理系統,用於向所述容納腔中補充冷卻液和過濾冷卻液中的雜質。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括控制器,所述控制器與所述至少一風扇、至少一溫度感測器、至少一壓力感測器、至少一濕度感測器感測器、至少一冷凝器控制器、至少一流量感測器、至少一液面感測器、至少一安全閥門控制器、至少一冷卻液管理系統、至少一警報器,至少一壓力平衡閥門控制器電連接;當所述至少一感測器感測到所述容納腔中的氣體溫度高於預設溫度或所述容納腔中的氣體壓力高於預設壓力時,所述控制器控制調節所述風扇的風量、風壓以及所述凝器冷中的冷卻液的進口溫度和流量。當所述液面感測器檢測到的所述冷卻液的液面高度低於預設高度時,所述控制器控制所述警報器發出警報並控制所述冷卻液管理系統向所述容納腔中補充冷卻液。
在一些實施方式中,所述至少一感測器包括溫度感測器、濕度感測器、壓力感測器、流量感測器和液面感測器中至少一者。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述箱體上的液面感測器,所述液面感測器與所述容納腔相連通並用於檢測所述冷卻液的液面高度。
在一些實施方式中,所述發熱元件包括應用於資料中心的伺服器、應用於新能源汽車的電池、電子晶片或電子器件、應用於居家智慧數位化電器設備、應用於數位醫療的電子晶片或電子器件、應用於大資料、邊緣計算的晶片和電子器件、應用於量子計算的晶片或電子器件、應用於機器人的晶片或電子器件、應用於機械設備的發熱部件或電子設備的發熱部件。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括密封地設置於所述箱體上的兩個雙面插座。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述箱體上的抽氣閥門,所述抽氣閥門用於與真空裝置相連接以將所述容納腔中的不凝氣體抽出。
在一些實施方式中,所述箱體設有壓力平衡閥門,當所述容納腔中的氣壓低於大氣壓力時,打開所述壓力平衡閥門直至所述容納腔中的氣壓等同於大氣壓力,以方便打開箱蓋。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述蓋體上的把手。
在一些實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述箱體的底面的支撐件,所述支撐件為支撐架或滾輪。
本申請提供的兩相浸沒式冷卻裝置,藉由在所述冷凝器遠離所述側壁的邊緣包圍形成的空腔中均勻地設置風扇,風扇轉動可將位於所述空腔中的冷卻液蒸氣推至所述箱體周邊的冷凝器上進行冷凝,增加了冷卻液蒸氣與所述冷凝器的接觸速率,有效地強化了所述冷凝器的傳熱效果,使得所述箱體中的冷卻液蒸氣的冷凝速率和冷卻液的蒸發速率趨於平衡,降低了因冷凝速率低於蒸發速率所引起的箱體內的溫度和壓力不斷增加的情況,減小了所述箱體內外的壓力差,降低了極其昂貴的冷卻液蒸氣的洩漏損失。
100:兩相浸沒式冷卻裝置
10:箱體
15:蓋體
20:冷卻液
30:發熱元件
40:冷凝器
41:冷凝管
101:容納腔
12:側壁
13:底壁
401:空腔
60:風扇
62:控制器
63:溫度感測器
69:濕度感測器
64:壓力感測器
65:液面感測器
66:警報器
70:雙面插座
80:把手
90:支撐件
125:液面窗口
50:抽氣閥門
67:冷卻液管理系統
68:安全閥門
42:冷凝器控制器
681:安全閥門控制器
73:壓力平衡閥門
731:壓力平衡閥門控制器
74:流量感測器
圖1為本申請一實施方式提供的兩相浸沒式冷卻裝置的立體結構示意圖。
圖2為圖1的蓋體展開於箱體的示意圖。
圖3為圖1所示兩相浸沒式冷卻裝置沿III-III的剖視圖。
圖4為圖1的蓋體和箱體的分解圖。
圖5為本申請一實施方式提供的兩相浸沒式冷卻裝置的部分控制元件示意圖。
下面將結合本新型實施方式中的附圖,對本新型實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施方式僅僅是本新型一部分實施方式,而不是全部的實施方式。基於本新型中的實施方式,本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式,都屬於本新型保護的範圍。
需要說明的是,除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。在本新型實施方式中使用的術語是僅僅出於描述特定實施方式的目的,而非旨在限制本新型。
本申請中,所述箱體的高度方向指的是與所述箱體的底壁相垂直向上的方向。
下面結合附圖,對本申請的一些實施方式作詳細說明。在不衝突的情況下,下述的實施方式及實施方式中的特徵可以相互組合或替換。
請參閱圖1至圖5,本申請一實施方式提供的兩相浸沒式冷卻裝置100,包括箱體10、蓋體15、冷卻液20、發熱元件30、冷凝器40以及風扇60。所述箱體10設有容納腔101。所述蓋體15適於覆蓋所述箱體10以密封所述容納腔101,且所述蓋體15適於展開於所述箱體10而使所述容納腔101暴露於外界。所述蓋體15可拆卸地或可翻轉地連接於所述箱體10上。所述蓋體15可以但不限於藉由法蘭連接、卡鉤連接、咬縫連接、卡箍連接、或螺釘連接等方式與所述箱體10實現可拆卸連接。
所述箱體10包括首尾依次連接的複數側壁12和連接所述複數側壁12的一端的底壁13。所述複數側壁12和所述底壁13共同形成所述容納腔101。
所述冷卻液20設置於所述容納腔101中。所述冷卻液20可以但不限於是具有低沸點以及絕緣特性的液體,這裡所謂的低沸點例如可介於約40~70度之間或是低於所述發熱元件30運作時所產生的熱的溫度,也就是說,所述冷卻液20是適於與發熱元件30直接接觸並可有效吸收所述發熱元件30產生的 熱量而沸騰蒸發的物質,但本新型並非以所述冷卻液20及其種類與物理特性等為限。所述冷卻液20藉由吸收所述發熱元件30產生的熱而快速沸騰氣化以降低所述發熱元件的溫度。
所述發熱元件30設置於所述容納腔101中,並浸沒於所述冷卻液20中。所述發熱元件30可以但不限於是應用於資料中心的伺服器,新能源汽車的電池、電子器件,居家智慧數位化電器的電子晶片和設備、數位醫療為應用於數位醫療的電子晶片和電子器件、大資料、邊緣計算的晶片和電子器件,量子計算的晶片、機器人的晶片、機械設備的發熱部件或電子設備的發熱部件。本申請並非以所述發熱元件30及其種類、數量、尺寸或規模等為限。
所述冷凝器40沿著所述至少一複數側壁12設置,並容納於所述容納腔101中,且位於所述冷卻液20及所述發熱元件30的上方。所述冷凝器40遠離所述側壁12包圍形成的空腔401,所述空腔401用於供所述發熱元件30在安裝、取出、維修保養時上下穿過。所述空腔401為所述容納腔101的一部分。本實施方式中,所述冷凝器40包括複數冷凝管41,所述複數冷凝管41在所述箱體10的上部間隔排列,且每個冷凝管41環繞所述箱體10上部的周緣設置、且或每個冷凝管41依所述箱體10上部的至少一壁面設置。在其他實施方式中,所述冷凝器40還可僅包括至少一排和一列冷凝管41。當所述冷卻液20被氣化形成冷卻液蒸氣後,具有高熱能的冷卻液蒸氣在密閉的容納腔101中向上流動至所述冷凝器40並在所述冷凝器40上凝結,凝結於所述冷凝器40上的冷卻液在重力的作用下落回冷卻液中,以此循環達到散熱冷卻發熱元件的效果。
所述風扇60固定設置於所述蓋體15上,並容納於所述空腔401中。所述風扇60用於將所述空腔401中的冷卻液蒸氣推向位於周邊的冷凝器40進行冷凝,使得所述容納腔101中的所有冷卻液蒸氣都可在所述冷凝器40的表面上冷凝,且所述風扇60形成的冷卻液蒸氣氣流強化了所述冷凝器40的傳熱效果。本實施方式中,所述兩相浸沒式冷卻裝置100包括四個風扇60,所述四個風扇60固定設置於所述蓋體15上並均勻設置於所述空腔401中,以將位於所述 空腔401中的冷卻液蒸氣均勻地輸送至位於所述空腔401周圍的冷凝器40上。在其他實施方式中,所述風扇60的數量可為一個、兩個、三個或大於四個。
所述風扇60可以但不限於是鼠籠式風扇、軸流風扇、離心風扇、混流風扇、無葉風扇或旋轉葉輪等。所述風扇60的驅動電機可以為籠型感應電機或繞線轉子感應電動機,還可以為恒速電動機或調速電動機,或者還可以為電容起動式單相非同步電動機或電容運轉式單相非同步電動機。所述風扇60可在所述發熱元件30運作時啟動,並可在所述發熱元件30停止運作時關閉。
當所述空腔401中不設置所述風扇60時,由於位於所述空腔401中的冷卻液蒸氣和位於所述冷凝器40處的冷卻液蒸氣之間的壓差過小,使得僅部分位於所述空腔401中的冷卻液蒸氣在設置於所述箱體10上的冷凝器40上冷凝,而部分冷卻液蒸氣滯留在所述空腔401中未被冷凝下來,使得所述箱體10內的冷卻液蒸氣的冷凝速率和冷卻液的蒸發速率不能達到平衡。隨著所述發熱元件30不斷發熱,經過一段時間,密閉的箱體10內的整體溫度逐漸升高,溫度越高,則所述箱體10內的壓力越大。當所述箱體10內的壓力逐漸高於所述箱體10外的壓力形成壓力差時,所述箱體10內的蒸氣在所述壓力差的作用下或者由箱體10密封不嚴處洩漏出所述箱體10外,或者為防止爆箱而由安全閥泄壓洩漏出所述箱體10外,造成極其昂貴的冷卻液的損失。
本申請中,藉由在所述空腔401中設置所述風扇60,將位於所述空腔401中的冷卻液蒸氣推至周邊所述冷凝器40上進行冷凝,增加了冷卻液蒸氣與所述冷凝器40的接觸速率,有效地強化了所述冷凝器40的傳熱效果,使得所述箱體10中的冷卻液20的冷凝速率和蒸發速率趨於平衡,降低了因蒸發速率高於冷凝速率所引起的箱體10內的溫度和壓力不斷增加的情況,減小了所述箱體10內外的壓力差,從而降低了極其昂貴的冷卻液蒸氣的洩漏損失。
所述兩相浸沒式冷卻裝置100還包括控制器62、複數溫度感測器63、濕度感測器69、複數壓力感測器64、流量感測器74、液面感測器65、冷凝器控制器42、壓力平衡閥門控制器731、警報器66、安全閥門控制器681和 冷卻液管理系統67。所述溫度感測器63、所述濕度感測器69和所述壓力感測器64設置於所述容納腔中且分別用於感測所述容納腔中不同位置的氣體、液體溫度,氣體濕度和氣體壓力。所述控制器62與所述風扇60、所述溫度感測器63、所述濕度感測器69、所述壓力感測器64、所述流量感測器74、所述液面感測器65、所述冷凝器控制器42、所述警報器66、所述安全閥門控制器681、所述壓力平衡閥門控制器731、所述冷卻液管理系統67電連接,並可依據所述溫度感測器63所感測到的氣體、液體溫度、所述濕度感測器69所感測到的濕度及所述壓力感測器64所感測到的氣體壓力中的至少一者而判斷所述容納腔內是否有氣態的冷卻液,據以控制所述風扇60的啟動與否。當所述溫度感測器63所感測到的氣體溫度高於預設溫度、或所述濕度感測器69所感測到的濕度高於預設濕度、或所述壓力感測器64所感測到的氣體壓力高於預設壓力時,所述控制器62控制所述風扇60啟動。
所述控制器62還可依據所述冷凝器的傳熱量而判斷所述冷凝器的冷凝量是否足夠,據以控制調節所述風扇60的風量和風壓。當所述溫度感測器63所感測到的氣體溫度高於預設溫度或所述濕度感測器69所感測到的濕度高於預設濕度或所述壓力感測器64所感測到的氣體壓力高於預設壓力時,所述控制器62控制調節所述風扇60的功率,例如調節所述風扇60的轉速,達到調節風量和風壓的目的。
所述控制器62還藉由所述冷凝器控制器42與所述冷凝器40電連接,以控制所述冷凝器40的冷凝能力。當所述溫度感測器63所感測到的氣體溫度高於預設溫度或所述壓力感測器64所感測到的氣體壓力高於預設壓力時,所述控制器62控制調節所述冷凝器40中的冷卻液的進口溫度或流量。
所述兩相浸沒式冷卻裝置100還包括安全閥門68。所述安全閥門68設置於所述箱體10上,並藉由所述安全閥門控制器681與所述控制器62電連接。當所述容納腔101中的氣壓高於預設壓力時,所述控制器62還用於控制 所述安全閥門68打開直至所述容納腔101中的氣壓低於預設氣壓,以控制箱體內在安全的壓力下操作。
所述液面感測器65設置於所述箱體10的側壁上或下箱體內,並用於檢測所述冷卻液20的液面高度。具體的,所述液面感測器65採用連通器原理與位於所述容納腔101相連通,可藉由觀察所述液面感測器65的液面得知所述容納腔101中的冷卻液20的液面高度。
所述控制器62可依據所述液面感測器65檢測到的冷卻液20的液面高度控制所述警報器66的啟動與否。當所述液面感測器65所檢測到的液面高度低於預設高度時,所述控制器62控制所述警報器66發出警報並控制所述冷卻液管理系統67向所述容納腔101中補充冷卻液。所述冷卻液管理系統67包括溢流堰板、儲液池、泵、管道、閥門和過濾器。所述儲液池在所述容納腔101的底部藉由溢流堰板與冷卻液池分隔而成。所述泵、管道、閥門和過濾器在箱體外或箱體內。當所述容納腔101中的冷卻液的液面高度低於預設高度,所述控制器62控制所述泵開啟並控制所述閥門打開,使冷卻液能從所述儲液池中泵出,流經過濾器至所述容納腔101底部的冷卻液池中,以保持冷卻液液面的恒定。過量泵入的冷卻液流經溢流堰板上端流入到所述儲液池中。
可以理解的是,所述風扇60、所述溫度感測器63、所述濕度感測器69、所述壓力感測器64、所述流量感測器74、所述液面感測器65、所述警報器66、所述冷卻液管理系統67、所述安全閥門68和所述冷凝器40的數量可根據實際需要設置,其數量可為1-24等。
所述兩相浸沒式冷卻裝置100還包括至少一個雙面插座70。所述雙面插座70設置於所述側壁12上。每個雙面插座70的內插座暴露於所述容納腔101中,每個雙面插座70的外插座暴露於所述箱體10外。其中至少一個雙面插座70的內插座與所述風扇60電連接,其外插座與外部電源相連接,使得所述風扇60藉由相應的雙面插座70與所述外部電源實現電連接。另外的至少一個雙面插座70的內插座與所述發熱元件30、所述溫度感測器63、所述濕度感測器 69、所述壓力感測器64、所述液面感測器65電連接,其外插座與所述發熱元件30、所述溫度感測器63、所述濕度感測器69、所述壓力感測器64、所述液面感測器65的外部連接線電連接,使得所述發熱元件30、所述溫度感測器63、所述濕度感測器69、所述壓力感測器64、所述液面感測器65與外部元件實現電連接。所述雙面插座70密封地連接於所述箱體10上,以密封所述容納腔。
所述兩相浸沒式冷卻裝置100還包括設置於所述蓋體15上的把手80,方便使用者打開所述蓋體15。
所述兩相浸沒式冷卻裝置100還包括支撐件90。所述支撐件90設置於所述箱體10的底面,用於支撐所述箱體10。所述支撐件90可以但不限於是支撐架,以穩固所述箱體10;或者是滾輪,以方便移動所述箱體10。
所述兩相浸沒式冷卻裝置100還包括設置於所述箱體10上的液面窗口125。透過所述液面視窗125,可觀察所述發熱元件30的運行狀態或觀察所述冷卻液20的液面高度。
所述兩相浸沒式冷卻裝置100還包括設置於所述箱體10上的抽氣閥門50。在對所述發熱元件30進行冷卻前,即在所述發熱元件30開始運作前,利用真空裝置藉由所述抽氣閥門50將所述容納腔101中的空氣或其它不凝氣體抽出,以保證所述容納腔101中的高效冷凝傳熱操作。
所述兩相浸沒式冷卻裝置100還包括壓力平衡閥門73。所述壓力平衡閥門73設置於所述箱體10上,並藉由所述壓力平衡閥門控制器731與所述控制器62電連接。當所述容納腔101中的壓力低於大氣壓力時,為了方便打開蓋體,可以手動或藉由所述控制器62開啟壓力平衡閥門73,使所述容納腔中的氣壓等同與大氣壓力。
當使用者擬更換、拿取、組裝或維修所述發熱元件30時,首先將所述風扇60停止運行,然後打開所述蓋體15,此時所述風扇60隨著所述蓋體15的打開而離開所述空腔401,然後將所述發熱元件30藉由所述空腔401取出所述箱體10外或放入到所述箱體10中。
另外,本領域技術人員還可在本新型精神內做其它變化,當然,這些依據本新型精神所做的變化,都應包含在本新型所要求保護的範圍內。
100:兩相浸沒式冷卻裝置
10:箱體
15:蓋體
30:發熱元件
40:冷凝器
101:容納腔
12:側壁
13:底壁
401:空腔
60:風扇
70:雙面插座
90:支撐件
125:液面窗口
50:抽氣閥門

Claims (15)

  1. 一種兩相浸沒式冷卻裝置,包括箱體、發熱元件、冷凝器、蓋體和至少一風扇,所述箱體包括首尾依次連接的複數側壁和連接所述複數側壁的一端的底壁,所述複數側壁和所述底壁共同形成一容納腔,所述容納腔底部容納有冷卻液,所述發熱元件設置於所述容納腔中並浸沒於所述冷卻液中,所述冷凝器位於所述冷卻液和所述發熱元件的上方並沿著所述複數側壁設置,所述冷凝器遠離所述複數側壁包圍形成的上部空腔,所述蓋體適於覆蓋所述箱體以密封所述容納腔,且所述蓋體適於展開於所述箱體而使所述容納腔暴露於外界,其中,至少一風扇固定設置於所述蓋體上並容納於所述上部空腔中。
  2. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述蓋體可拆卸地或可翻轉地連接於所述箱體上。
  3. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述兩相浸沒式冷卻裝置包括複數風扇,所述複數風扇均勻設置於所述上部空腔中。
  4. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述容納腔中的至少一感測器,所述至少一感測器包括溫度感測器、濕度感測器、壓力感測器、流量感測器和液面感測器中至少一者,所述至少一感測器用於感測所述容納腔中的氣體溫度、液體溫度、氣體濕度、氣體壓力、冷卻液液面高度和冷凝器冷卻液的溫度和流量中的至少一者。
  5. 如請求項4所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括控制器,警報器和冷卻液管理系統,所述控制器與所述至少一風扇,所述至少一感測器、所述警報器、和所述冷卻液管理系統電連接,當所述至少一感測器感測到所述容納腔中的氣體溫度高於預設溫度或所述容納腔中的氣體壓力高於預設壓力時,所述控制器控制調節所述至少一風扇的風量、風壓以及所述凝器冷中的冷卻液的進口溫度和流量,當所述至少一感測器檢測到的所述冷卻液的液面高度低於預設高度時,所述控制器控制所述警報器發出警報並控制所述冷卻液管理系統向所述容納腔中補充冷卻液。
  6. 如請求項5所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述至少一感測器設置於所述箱體上或箱體內、與所述容納腔相連通並用於檢測所述冷卻液的液面高度。
  7. 如請求項6所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述冷卻液管理系統包括溢流堰板、儲液池、泵、管道、閥門和過濾器。
  8. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述發熱元件包括應用於資料中心的伺服器、應用於新能源汽車的電池或電子器件、應用於居家智慧數位化電器的電子晶片或設備、數位醫療的電子晶片或電子器件、應用於大資料、邊緣計算的晶片和電子器件、應用於量子計算的晶片和應用與機械設備的發熱部件或電子設備的發熱部件。
  9. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述至少一風扇是鼠籠式風扇、軸流風扇、離心風扇、混流風扇、無葉風扇或旋轉葉輪,所述至少一風扇的驅動電機為籠型感應電機、繞線轉子感應電動機、恒速電動機、調速電動機、電容起動式單相非同步電動機或電容運轉式單相非同步電動機。
  10. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括密封地設置於所述箱體上的至少一個雙面插座。
  11. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述箱體上的抽氣閥門,所述抽氣閥門用於與真空裝置相連接以將所述容納腔中的不凝氣體抽出。
  12. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述蓋體上的把手。
  13. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述兩相浸沒式冷卻裝置還包括設置於所述箱體的底面的支撐件,所述支撐件為支撐架或滾輪。
  14. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述箱體設有安全閥門,當所述容納腔中的氣壓高於預設氣壓時,打開所述安全閥門直至所述容納腔中的氣壓低於預設氣壓。
  15. 如請求項1所述的兩相浸沒式冷卻裝置,其中,所述箱體設有壓力平衡閥門,當所述容納腔中的氣壓低於大氣壓力時,打開所述壓力平衡閥門直至所述容納腔中的氣壓等同於大氣壓力。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI829120B (zh) * 2022-03-22 2024-01-11 緯穎科技服務股份有限公司 分離式浸潤冷卻裝置及分離式浸潤冷卻系統
CN117707308B (zh) * 2024-02-05 2024-05-03 苏州元脑智能科技有限公司 一种服务器相变浸没式液冷动态调控系统

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100218920A1 (en) * 2008-10-17 2010-09-02 Emerson Network Power - Embedded Computing, Inc. System And Method For Airflow Dividers For Use With Cooling Systems For An Equipment Enclosure
US9049800B2 (en) * 2013-02-01 2015-06-02 Dell Products L.P. Immersion server, immersion server drawer, and rack-mountable immersion server drawer-based cabinet
US9195282B2 (en) * 2013-02-01 2015-11-24 Dell Products, L.P. Vertically-oriented immersion server with vapor bubble deflector
US20160298883A1 (en) * 2013-11-14 2016-10-13 Parker-Hannifin Corporation System and method for controlling fluid flow and temperature within a pumped two-phase cooling distribution unit
CN107851864B (zh) * 2015-08-14 2020-10-30 微宏动力系统(湖州)有限公司 电池组
JP7019981B2 (ja) * 2017-06-30 2022-02-16 富士通株式会社 冷却装置、冷却システム及び電子装置の冷却方法
CN107608407B (zh) * 2017-09-06 2022-01-14 华为技术有限公司 一种负压液冷系统及其控制方法
US20200305310A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-24 Microsoft Technology Licensing, Llc Rack mountable immersion cooling enclosures
US11116113B2 (en) * 2019-04-08 2021-09-07 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
US10765033B1 (en) * 2019-05-23 2020-09-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Immersion cooling enclosures with insulating liners
TWI710883B (zh) * 2019-06-17 2020-11-21 緯穎科技服務股份有限公司 浸沒式冷卻模組及具有其之電子設備
EP3768053B1 (en) * 2019-07-19 2023-08-30 Schneider Electric IT Corporation Systems and methods for liquid-volume measurement in immersion-cooled devices
CN112788914B (zh) * 2019-11-11 2022-08-12 富联精密电子(天津)有限公司 散热装置及散热系统
CN111457766B (zh) * 2020-05-06 2024-05-07 中车大连机车研究所有限公司 一种基于沸腾传热的牵引变流器冷却系统
CN111660065B (zh) * 2020-05-20 2022-08-26 杭州浸客智能科技有限公司 一种全封闭浸没式液冷装置及制造方法
JP7140988B2 (ja) * 2020-07-17 2022-09-22 ダイキン工業株式会社 熱交換器
US20220104394A1 (en) * 2020-09-28 2022-03-31 Christopher L. Boyd Appliance Immersion Cooling System
US11751359B2 (en) * 2021-01-06 2023-09-05 Nvidia Corporation Intelligent movable flow controller and cooling manifold for datacenter cooling systems
US20220232734A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Systems and methods for immersion cooling with an air-cooled condenser
US20210185850A1 (en) * 2021-02-25 2021-06-17 Intel Corporation Hybrid liquid cooling
US11744043B2 (en) * 2021-06-22 2023-08-29 Baidu Usa Llc Electronics packaging for phase change cooling systems
US20230027917A1 (en) * 2021-07-21 2023-01-26 Delta Electronics, Inc. Immersion cooling system and immersion cooling method
US12029012B2 (en) * 2021-07-23 2024-07-02 Super Micro Computer, Inc. Fluid immersion cooling system with multiple layers of coolant fluids

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