WO2025200541A1 - 液冷循环供液系统及液冷循环供液方法 - Google Patents

液冷循环供液系统及液冷循环供液方法

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WO2025200541A1
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刘广志
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Definitions

  • Liquid cooling technology which can solve the heat dissipation problem of higher heat flux density and has higher energy efficiency, has emerged and has flourished in recent years.
  • the commonly used chip-level liquid cooling technologies are immersion liquid cooling and cold plate liquid cooling.
  • immersion liquid cooling is used on a smaller scale due to its high cost and difficult maintenance.
  • Cold plate liquid cooling uses a pump to drive the coolant (water, ethylene glycol, etc.) through the flow channel on the back of the chip. The coolant exchanges heat with the chip through the plate wall in the channel to remove the heat from the chip, thereby achieving the purpose of heat dissipation.
  • the cold plate liquid cooling method has the advantages of mature technology, energy saving and noise reduction, and is therefore widely used.
  • the negative pressure cooling system in related technologies usually has many internal components and a complex structure, which makes component maintenance extremely difficult during actual use; and it only relies on the vacuum pump to provide constant suction force to adjust the liquid supply pressure and flow, which has many limitations in actual use; in addition, if a component fails, the entire system will not be able to operate, and the system reliability is poor.
  • a liquid cooling circulation liquid supply system including: a basic circulation liquid supply device, including a heat exchanger and a circulation pump connected by a pipeline; a negative pressure circulation liquid supply device, including a liquid tank and a negative pressure generating component connected by a pipeline, the negative pressure generating component is used to adjust the pressure in the accommodating chamber inside the liquid tank to negative pressure; a switching component is used to control the connection and disconnection between the basic circulation liquid supply device and the negative pressure circulation liquid supply device; wherein, the liquid cooling circulation liquid supply system has a basic circulation mode and a negative pressure circulation mode, in the basic circulation mode, the switching component disconnects the connection between the basic circulation liquid supply device and the negative pressure circulation liquid supply device, and the circulation pump drives the coolant to circulate heat at positive pressure along the pipeline between the position to be cooled and the heat exchanger; in the negative pressure circulation mode, the switching component connects the basic circulation liquid supply device and the negative pressure circulation liquid supply device, and the negative pressure generating component
  • the pressure in the first liquid tank is a first negative pressure
  • the pressure in the second liquid tank is a second negative pressure
  • the first negative pressure is less than the second negative pressure
  • the second negative pressure is less than or equal to the external air pressure
  • the heat exchanger and the position to be cooled are connected between the first liquid tank and the second liquid tank through a pipeline, and the coolant enters the first liquid tank from the second liquid tank through the pressure difference between the first negative pressure and the second negative pressure.
  • the negative pressure circulation liquid supply device also includes a liquid level gauge, which is used to detect the liquid level of the coolant in the accommodating chamber; when the liquid level gauge detects that the liquid level in the first liquid tank exceeds a set height, the first negative pressure is controlled to be greater than the second negative pressure, and the first negative pressure is less than or equal to the external air pressure, so that the coolant enters the second liquid tank from the first liquid tank.
  • a liquid level gauge which is used to detect the liquid level of the coolant in the accommodating chamber; when the liquid level gauge detects that the liquid level in the first liquid tank exceeds a set height, the first negative pressure is controlled to be greater than the second negative pressure, and the first negative pressure is less than or equal to the external air pressure, so that the coolant enters the second liquid tank from the first liquid tank.
  • the first negative pressure is less than the second negative pressure, and the second negative pressure is less than or equal to the external air pressure, the second switch valve and the fifth switch valve are in the open state, and the first switch valve, the third switch valve and the fourth switch valve are in the closed state;
  • the coolant enters the pipeline at the other end of the first switch valve from the second liquid tank and the second output pipeline, and passes through the heat exchanger, the position to be cooled, the pipeline at one end of the first switch valve and the first input pipe in sequence to enter the first liquid tank; or, in the negative pressure circulation mode, the first negative pressure is greater than the second negative pressure, and the first negative pressure is less than or equal to the external air pressure, the third switch valve and the fourth switch valve are in the open state, and the first switch valve, the second switch valve and the fifth switch valve are in the closed state; the coolant enters the pipeline at the other end of the first switch valve from the first liquid tank and the first output pipeline, and passes through the heat exchanger, the position to be cooled
  • the basic circulating liquid supply device also includes: a filter, an outlet pressure sensor, an outlet temperature sensor, a first solenoid valve, a first flow valve, a bypass branch, a second solenoid valve and a second flow valve; the outlet of the heat exchanger, the circulating pump, the filter, the first flow valve, the outlet temperature sensor, the outlet pressure sensor, the first solenoid valve, and the inlet of the position to be cooled are connected in sequence through pipelines; the outlet pressure sensor is used to detect the pressure of the coolant at the outlet of the pipeline to obtain the outlet pressure; the first solenoid valve is used to control the on-off of the pipeline of the basic circulating liquid supply device, and the first flow valve is used to adjust the pipeline flow of the basic circulating liquid supply device; the bypass branch is arranged in parallel with the position to be cooled for diverting the flow to the position to be cooled; the second solenoid valve and the second flow valve are arranged on the bypass branch in sequence, the second solenoid valve is used to control the on-off of
  • the heat exchanger has a basic circulation pipeline and a circulation heat exchange pipeline arranged at intervals, and the basic circulation pipeline is connected to the circulation pump;
  • the liquid cooling circulation supply system also includes a circulation heat exchange device, the circulation heat exchange device includes a heat exchange source for exchanging heat with the external environment, an on-off valve for controlling the on-off of the pipeline, a circulation filter, a first circulation temperature sensor and a second circulation temperature sensor, one end of the heat exchange source, the first circulation temperature sensor, the on-off valve, and one end of the circulation heat exchange pipeline are connected in sequence through the pipeline; the other end of the circulation heat exchange pipeline, the circulation filter, the second circulation temperature sensor, and the other end of the heat exchange source are connected in sequence through the pipeline; the heat exchange source exchanges heat with the basic circulation pipeline through the circulation heat exchange pipeline.
  • the hydraulic control step also includes a repetition step: when the absolute value of the actual error is equal to the first error or less than or equal to the second error, if the previous step of the repetition step is a self-adjusting correction factor control step or a closed-loop control step, the step before the repetition step is repeated to adjust the outlet pressure; if there is no self-adjusting correction factor control step and closed-loop control step before the repetition step, the status quo is maintained.
  • the negative pressure circulation liquid supply device 20 further includes a liquid level gauge for detecting the liquid level of the coolant in the accommodating chamber.
  • a liquid level gauge for detecting the liquid level of the coolant in the accommodating chamber.
  • the first negative pressure is controlled to be greater than the second negative pressure, and the first negative pressure is controlled to be less than or equal to the external air pressure, so that the coolant flows from the first liquid tank 21 into the second liquid tank 22.
  • first connecting valve 28 and the second connecting valve 29 By providing the first connecting valve 28 and the second connecting valve 29 , it is ensured that the first liquid tank 21 and the second liquid tank 22 are connected to the external atmosphere in an openable and shuttable manner, thereby providing structural and functional support for the internal air pressure changes of the first liquid tank 21 and the second liquid tank 22 .
  • the basic circulating liquid supply device 10 further includes: a filter 13, an outlet pressure sensor 14, an outlet temperature sensor 15, a first solenoid valve 16, a first flow valve 17, a bypass branch 18, a second solenoid valve 181 and a second flow valve 182; the outlet of the heat exchanger 11, the circulating pump 12, the filter 13, the first flow valve 17, the outlet temperature sensor 15, the outlet pressure sensor 14, the first solenoid valve 16, and the inlet of the position to be cooled 40 are connected in sequence through pipelines; the outlet pressure sensor 14 is used to detect the pressure of the coolant at the outlet of the pipeline to obtain the outlet pressure; the first solenoid valve 16 is used to control the on-off of the pipeline of the basic circulating liquid supply device 10, and the first flow valve 17 is used to adjust the pipeline flow of the basic circulating liquid supply device 10; the bypass branch 18 is arranged in parallel with the position to be cooled 40, and is used to divert the flow to the position to be cooled 40; the second solenoid valve 181 and the second flow valve 182 are
  • This arrangement not only ensures the working reliability of the basic circulating liquid supply device, but also simplifies the structure of the basic circulating liquid supply device, making it easier to assemble and subsequently maintain; by setting the bypass branch 18, the coolant diversion for the position to be cooled 40 is achieved, thereby achieving flow control at the position to be cooled 40.
  • the heat exchange efficiency between the heat exchanger 11 and the outside is further improved, thereby improving the overall heat exchange effect of the liquid-cooling circulating liquid supply system.
  • This arrangement completes the design of the method of utilizing the pressure difference working process of the negative pressure system and ensures that the negative pressure circulation liquid supply device 20 works reliably.
  • the liquid cooling circulation supply method also includes a hydraulic control step; detecting the pressure of the coolant at the pipeline outlet to obtain the outlet pressure, comparing the outlet pressure with the outlet pressure set value, and controlling the circulation pump 12 and/or the negative pressure generating component 23 to work together to adjust the outlet pressure.
  • the hydraulic control step includes a self-adjusting correction factor control step and a closed-loop control step; the outlet pressure is compared with the outlet pressure setting value to calculate the actual error, and when the absolute value of the actual error is greater than the first error, the self-adjusting correction factor control step is executed to adjust the outlet pressure; when the absolute value of the actual error is less than the first error and greater than the second error, the closed-loop control step is executed to adjust the outlet pressure.
  • the selection of the first error Eb is flexibly selected based on the staff's experience and the accuracy required for the actual outlet pressure of the system; the proportional coefficient Ku is also set based on experience; and the same applies to the settings of ⁇ 0 , ⁇ and ⁇ s.
  • the closed-loop control step adopts the logic of the PID control step; the selection of the proportional coefficient Kp, the integral coefficient Ki, and the differential coefficient Kd usually needs to be determined through debugging and optimization. Generally speaking, the selection of these three coefficients needs to consider factors such as the dynamic characteristics, stability, and response speed of the system;
  • the proportional coefficient Kp (i.e. P) is usually used to adjust the static error of the system. Its selection needs to be determined based on the static characteristics of the system. If the static error of the system is large, the proportional coefficient needs to be increased to increase the control strength, otherwise the proportional coefficient needs to be reduced.
  • the previous step of the repeated step is a self-adjusting correction factor control step or a closed-loop control step
  • —E— Eb or —E— ⁇ Ea
  • U u0
  • Ea is the second error
  • E is the actual error
  • Eb is the first error
  • u0 is the self-adjusting correction factor control step or the closed-loop control step before the repeated step.
  • Step 1 Get the outlet pressure setting value P1;
  • Step 4 If the pressure difference between P1 and P2 is above 5Kpa, adjust the speed of the circulating pump 12 to adjust the outlet pressure P2; when P1>P2, reduce the speed of the circulating pump 12 by 2%, and then compare P1 and P2. If the outlet pressure P2 is equal to the outlet pressure setting value P1, the adjustment is completed, wait for 3S and return to step 1, otherwise return to step 3; when P1 ⁇ P2, increase the speed of the circulating pump 12 by 2%, and then compare P1 and P2. If the outlet pressure P2 is equal to the outlet pressure setting value P1, the adjustment is completed, wait for 3S and return to step 1, otherwise return to step 3.
  • the circulation pump 12 in the basic circulation liquid supply device 10 fails, the system alarms and prompts the operation and maintenance personnel to perform maintenance; the system still uses the negative pressure circulation liquid supply device 20 or the basic circulation liquid supply device 10 to cooperate with the working mode (for example: negative pressure circulation mode), and the outlet pressure regulation relies on the first solenoid valve 16 and the first flow valve 17 for regulation.
  • the working mode for example: negative pressure circulation mode
  • the liquid cooling circulation liquid supply system can still operate normally, thereby improving the working reliability of the system; the present application can greatly reduce the difficulty of system maintenance and installation deployment, reduce operation and maintenance costs, and is suitable for large-scale promotion and use; the liquid cooling circulation liquid supply system proposed in the present application can be subsequently combined with related liquid cooling circulation liquid supply methods, which can not only effectively solve the problem that the related negative pressure liquid cooling system is usually unable to adjust the pressure, but also improve the system's dynamic response speed to the coolant outlet pressure by adopting a self-adjusting correction factor control step and a closed-loop control step, which has good use effect and high safety, and can effectively avoid the problem of coolant leakage.

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Abstract

本申请提供了一种液冷循环供液系统及液冷循环供液方法，液冷循环供液系统包括：基础循环供液装置，包括通过管路连通的换热器和循环泵；负压循环供液装置，包括通过管路连通的液体箱和负压发生组件；切换组件；其中，液冷循环供液系统具有基础循环模式和负压循环模式，在基础循环模式下，循环泵驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间沿管路以正压力循环换热；在负压循环模式下，负压发生组件驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间沿管路以负压力循环换热。本申请可单独使用基础循环供液装置作为常规正压CDU使用，也可以将基础循环供液装置和负压循环供液装置二者共同搭配作为负压CDU使用。

Description

液冷循环供液系统及液冷循环供液方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2024年3月29日提交中国专利局，申请号为202410376228.4，申请名称为“液冷循环供液系统及液冷循环供液方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及液冷设备技术领域，具体而言，涉及一种液冷循环供液系统及液冷循环供液方法。
背景技术
随着芯片功耗的成倍增长，传统风冷技术已经达到其经济有效的散热极限，可以解决更高热流密度散热问题同时具有更高能效的液冷散热技术应运而生，在近几年时间里得到了蓬勃发展；目前，常用的芯片级液冷技术有浸没式液冷和冷板式液冷两种方式；其中，浸没式液冷方式由于成本高且维护困难，应用规模较小；冷板式液冷方式是采用泵驱动冷却液(水、乙二醇等)流过芯片背部的流道，冷却液在通道内通过板壁与芯片进行热交换，以带走芯片上的热量，进而达到散热的目的，冷板式液冷方式具有技术成熟、节能降噪等优势，因此应用较为广泛。
在相关的冷板液冷系统中，CDU(冷却水分配单元，英文全称为：Coolant Distribution Units)是核心动力单元，用于实现液冷系统中冷却环路内驱动、稳压和自动配流换热介质的功能；CDU作为动力单元驱动冷却液(即换热介质)在系统内实现循环；目前常规的CDU主要是使用循环泵驱动，系统内为正压(即系统内气压大于外部大气压)；因此当系统某处发生破裂或者松动时，冷却液就会出现泄漏等问题，而目前广泛使用的水和丙二醇水溶液等冷却液具有导电性，一旦泄漏就会造成服务器损毁等致命危害。因此利用一定技术手段使得系统内压强低于外部大气压，即成为负压系统来面对上述泄漏问题时，冷却液不会泄漏至服务器等位置，而是外部气体进入系统中，使得冷却系统的安全性高；综上，产生负压的冷却系统应用前景较为广阔。
相关技术中的负压冷却系统通常内部器件较多，结构复杂，导致实际使用时部件维护难度极高；并且仅依靠真空泵提供恒定抽吸力进行供液压力和流量的调节，在实际使用时限制较多；另外，在某部件发生故障后整个系统无法运转，系统可靠性较差。
发明内容
本申请提供一种液冷循环供液系统及液冷循环供液方法，以解决相关技术中的液冷系统工作稳定性较差及冷却液易出现泄漏的问题。
为了解决上述问题，根据本申请的第一方面，提供了一种液冷循环供液系统，包括：基础循环供液装置，包括通过管路连通的换热器和循环泵；负压循环供液装置，包括通过管路连通的液体箱和负压发生组件，负压发生组件用于调节液体箱内部的容纳腔内的压力为负压；切换组件，用于控制基础循环供液装置和负压循环供液装置之间的通断；其中，液冷循环供液系统具有基础循环模式和负压循环模式，在基础循环模式下，切换组件断开基础循环供液装置和负压循环供液装置之间的连通，循环泵驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间沿管路以正压力循环换热；在负压循环模式下，切换组件连通基础循环供液装置和负压循环供液装置，负压发生组件驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间沿管路以负压力循环换热。
在一个实施方式中，在负压循环模式下，负压发生组件和循环泵同时驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间沿管路以负压力循环换热。
在一个实施方式中，液体箱为两个，分别为第一液体箱和第二液体箱，第一液体箱和第二液体箱分别与负压发生组件通过管路连通；通过控制第一液体箱内的压强和第二液体箱内的压强的变化，控制冷却液往复流动。
在一个实施方式中，第一液体箱内的压强为第一负压，第二液体箱内的压强为第二负压；在第一液体箱内的液位高度不超过设定高度时，第一负压小于第二负压，且第二负压小于等于外部气压；换热器、待冷却位置通过管路连通在第一液体箱和第二液体箱之间，通过第一负压与第二负压之间的压差，冷却液从第二液体箱进入第一液体箱。
在一个实施方式中，负压循环供液装置还包括液位计，液位计用于检测容纳腔内冷却液的液位高度；在液位计检测第一液体箱内的液位高度超过设定高度时，控制第一负压大于第二负压，且第一负压小于等于外部气压，以使冷却液从第一液体箱进入第二液体箱。
在一个实施方式中，切换组件包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀；第一开关阀设置在基础循环供液装置中的循环管路上，用于控制基础循环供液装置循环管路的通断；负压循环供液装置还包括第一输入管、第一输出管、第二输入管和第二输出管；第一输入管的一端和第一输出管的一端分别与第一液体箱连通，第二开关阀设置在第一输入管上，第三开关阀设置在第一输出管上；第二输入管的一端和第二输出管的一端分别与第二液体箱连通，第四开关阀设置在第二输入管上，第五开关阀设置在第二输出管上；第一输入管的另一端与第二输入管的另一端分别与第一开关阀一端的管路连通，第一输出管的另一端与第二输出管的另一端分别与第一开关阀另一端的管路连通；其中，在基础循环模式下，第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀均处于关闭状态，第一开关阀打开，以使基础循环供液装置和负压循环供液装置之间断开连接。
在一个实施方式中，在负压循环模式下，第一负压小于第二负压，且第二负压小于等于外部气压，第二开关阀和第五开关阀处于开启状态，第一开关阀、第三开关阀和第四开关阀处于关闭状态；冷却液从第二液体箱、第二输出管路进入第一开关阀另一端的管路内，依次经过换热器、待冷却位置、第一开关阀一端的管路和第一输入管进入第一液体箱内；或者，在负压循环模式下，第一负压大于第二负压，且第一负压小于等于外部气压，第三开关阀和第四开关阀处于开启状态，第一开关阀、第二开关阀和第五开关阀处于关闭状态；冷却液从第一液体箱、第一输出管路进入第一开关阀另一端的管路内，依次经过换热器、待冷却位置、第一开关阀一端的管路和第二输入管进入第二液体箱内。
在一个实施方式中，负压循环供液装置还包括第一连通阀和第二连通阀，第一连通阀的一端通过管路与第一液体箱的容纳腔连通，另一端与外部大气连通；第二连通阀的一端通过管路与第二液体箱的容纳腔连通，另一端与外部大气连通；负压发生组件分别可通断地与第一液体箱和第二液体箱的容纳腔连通。
在一个实施方式中，基础循环供液装置还包括：过滤器、出口压力传感器、出口温度传感器、第一电磁阀、第一流量阀、旁通支路、第二电磁阀和第二流量阀；换热器的出口、循环泵、过滤器、第一流量阀、出口温度传感器、出口压力传感器、第一电磁阀、待冷却位置的入口通过管路依次连通；出口压力传感器用于检测管路出口处冷却液的压力，得到出口压力；第一电磁阀用于控制基础循环供液装置的管路通断，第一流量阀用于调节基础循环供液装置的管路流量；旁通支路与待冷却位置并联设置，用于对待冷却位置进行分流；第二电磁阀和第二流量阀依次设置在旁通支路上，第二电磁阀用于控制旁通支路的通断，第二流量阀用于调节旁通支路的流量；待冷却位置的出口与切换组件、换热器的入口通过管路连通，以使冷却液循环流动。
在一个实施方式中，换热器内部具有间隔设置的基础循环管路和循环换热管路，基础循环管路与循环泵连通；液冷循环供液系统还包括循环换热设备，循环换热设备包括用于与外部环境进行换热的换热源、用于控制管路通断的通断阀、循环过滤器、第一循环温度传感器和第二循环温度传感器，换热源的一端、第一循环温度传感器、通断阀、循环换热管路的一端通过管路依次连通；循环换热管路的另一端、循环过滤器、第二循环温度传感器、换热源的另一端通过管路依次连通；换热源通过循环换热管路与基础循环管路进行换热。
在一个实施方式中，液冷循环供液系统还包括中央控制终端和用于检测负压循环供液装置所处位置海拔高度的海拔高度传感器，海拔高度传感器与中央控制终端电连接，中央控制终端根据海拔高度传感器检测得出的海拔高度，计算得出外部环境大气压；液冷循环供液系统还包括报警器和出口压力传感器，报警器与中央控制终端电连接，用于发出报警信息；出口压力传感器设置在管路的出口处，且与中央控制终端电连接；出口压力传感器用于检测出口压力；循环泵、负压发生组件分别与中央控制终端电连接，中央控制终端根据出口压力、计算得出的外部环境大气压和出口压力设定值控制循环泵、负压发生组件配合工作。
根据本申请的第二方面，提供了一种液冷循环供液方法，液冷循环供液方法应用于上述的液冷循环供液系统；液冷循环供液方法包括：基础循环供液步骤：利用循环泵驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间以正压力循环换热；负压循环供液步骤；利用负压发生组件和/或循环泵驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间沿管路以负压力循环换热。
在一个实施方式中，液体箱为两个，分别为第一液体箱和第二液体箱，第一液体箱和第二液体箱分别与负压发生组件通过管路连通；第一液体箱内的压强为第一负压，第二液体箱内的压强为第二负压；负压循环供液步骤还包括负压切换步骤：先控制第一负压小于第二负压，且第二负压小于等于外部气压，以使冷却液从第二液体箱进入第一液体箱；检测第一液体箱内的液位高度，在其超过设定高度时，控制第一负压大于第二负压，且第一负压小于等于外部气压，以使冷却液从第一液体箱进入第二液体箱。
在一个实施方式中，外部气压Po按照如下计算公式进行计算：Po＝P0*【1-(0.0065*H)/288.15】5.255；其中，P0为标准大气压，H为负压循环供液装置所处位置的海拔高度。
在一个实施方式中，液冷循环供液方法还包括液压控制步骤；检测管路出口处冷却液的压力，得到出口压力，将出口压力与出口压力设定值相比较，控制循环泵和/或负压发生组件配合工作，以调节出口压力。
在一个实施方式中，液压控制步骤包括自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤；将出口压力与出口压力设定值相比较，计算得到实际误差，在实际误差的绝对值大于第一误差时，执行自调整修正因子控制步骤调节出口压力；在实际误差的绝对值小于第一误差大于第二误差时，执行闭环控制步骤调节出口压力。
在一个实施方式中，自调整修正因子控制步骤包括：当︱E︱＞Eb时，U＝-Ku【αE+(1-α)EC】，根据U的大小调节循环泵和/或负压发生组件的功率大小；其中，E为实际误差，Eb为第一误差，Ku为比例系数，α＝(αs-α0)︱E︱/N+α0，0<α0<α<αs<1，设置E、EC和U的论域为(-N，...，-1，0，1，...，N)，N＝20。
在一个实施方式中，闭环控制步骤包括：当Ea＜︱E︱＜Eb时，U＝Kp【e(k)-e(k-1)】+Ki e(k)+Kd【e(k)-2e(k-1)+e(k-2)】，根据U的大小调节循环泵和/或负压发生组件的功率大小；其中，Ea为第二误差，E为实际误差，Eb为第一误差，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，e(k)为第k次采样时的实际误差。
在一个实施方式中，液压控制步骤还包括重复步骤：在实际误差的绝对值等于第一误差或者小于等于第二误差时，如果重复步骤的前一个步骤为自调整修正因子控制步骤或闭环控制步骤，重复执行重复步骤之前的步骤，以调节出口压力；如果重复步骤之前不具有自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤，维持现状。
在一个实施方式中，当重复步骤的前一个步骤为自调整修正因子控制步骤或闭环控制步骤，且︱E︱＝Eb或者︱E︱≤Ea时，U＝u0，其中，Ea为第二误差，E为实际误差，Eb为第一误差，u0为重复步骤之前的自调整修正因子控制步骤或闭环控制步骤。
在一个实施方式中，液冷循环供液方法还包括故障控制步骤：当检测到负压循环供液装置发生故障时，发出报警信息，并切换液冷循环供液系统按照基础循环模式工作；当检测到基础循环供液装置中的循环泵发生故障时，发出报警信息，切换液冷循环供液系统按照负压循环模式工作。
应用本申请的技术方案，本申请提供了一种液冷循环供液系统，包括：基础循环供液装置，包括通过管路连通的换热器和循环泵；负压循环供液装置，包括通过管路连通的液体箱和负压发生组件，负压发生组件用于调节液体箱内部的容纳腔内的压力为负压；切换组件，用于控制基础循环供液装置和负压循环供液装置之间的通断；其中，液冷循环供液系统具有基础循环模式和负压循环模式，在基础循环模式下，切换组件断开基础循环供液装置和负压循环供液装置之间的连通，循环泵驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间沿管路以正压力循环换热；在负压循环模式下，切换组件连通基础循环供液装置和负压循环供液装置，负压发生组件驱动冷却液在待冷却位置和换热器之间沿管路以负压力循环换热。
本申请通过设置基础循环供液装置和负压循环供液装置配合工作，创造一种组合式液冷循环供液系统，通过切换组件，本申请可单独使用基础循环供液装置作为常规正压CDU使用，也可以将基础循环供液装置和负压循环供液装置二者共同搭配作为负压CDU使用；基础循环供液装置和负压循环供液装置可分别进行单独维护；本申请系统复杂度较低，维护难度大大降低；当基础循环供液装置和负压循环供液装置中的一个出现故障，液冷循环供液系统仍可正常工作，进而提高了系统的工作可靠性；本申请可大大降低系统维护及安装部署难度，降低运维成本，适合大规模推广使用；本申请提出的液冷循环供液系统，后续可以搭配相关的液冷循环供液方法，既可以有效解决相关的负压液冷系统通常无法进行压力调节的问题，还可以通过采用自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤来提高系统对于冷却液出口压力的动态响应速度，使用效果好且安全性高，能够有效避免冷却液出现泄漏的问题出现。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请的实施例提供的液冷循环供液系统的具体结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、基础循环供液装置；11、换热器；12、循环泵；13、过滤器；14、出口压力传感
器；15、出口温度传感器；16、第一电磁阀；17、第一流量阀；18、旁通支路；181、第二电磁阀；182、第二流量阀；20、负压循环供液装置；21、第一液体箱；22、第二液体箱；23、负压发生组件；24、第一输入管；25、第一输出管；26、第二输入管；27、第二输出管；28、第一连通阀；29、第二连通阀；30、切换组件；31、第一开关阀；32、第二开关阀；33、第三开关阀；34、第四开关阀；35、第五开关阀；40、待冷却位置；50、循环换热设备；51、换热源；52、通断阀；53、循环过滤器；54、第一循环温度传感器；55、第二循环温度传感器。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，本申请的实施例提供了一种液冷循环供液系统，包括：基础循环供液装置10，包括通过管路连通的换热器11和循环泵12；负压循环供液装置20，包括通过管路连通的液体箱和负压发生组件23，负压发生组件23用于调节液体箱内部的容纳腔内的压力为负压；切换组件30，用于控制基础循环供液装置10和负压循环供液装置20之间的通断；其中，液冷循环供液系统具有基础循环模式和负压循环模式，在基础循环模式下，切换组件30断开基础循环供液装置10和负压循环供液装置20之间的连通，循环泵12驱动冷却液在待冷却位置40和换热器11之间沿管路以正压力循环换热；在负压循环模式下，切换组件30连通基础循环供液装置10和负压循环供液装置20，负压发生组件23驱动冷却液在待冷却位置40和换热器11之间沿管路以负压力循环换热。
本申请通过设置基础循环供液装置10和负压循环供液装置20配合工作，创造一种组合式液冷循环供液系统，通过切换组件30，本申请可单独使用基础循环供液装置10作为常规正压CDU使用，也可以将基础循环供液装置10和负压循环供液装置20二者共同搭配作为负压CDU使用；基础循环供液装置10和负压循环供液装置20可分别进行单独维护；本申请系统复杂度较低，维护难度大大降低；当基础循环供液装置10和负压循环供液装置20中的一个出现故障，液冷循环供液系统仍可正常工作，进而提高了系统的工作可靠性；本申请可大大降低系统维护及安装部署难度，降低运维成本，适合大规模推广使用；本申请提出的液冷循环供液系统，后续可以搭配相关的液冷循环供液方法，既可以有效解决相关的负压液冷系统通常无法进行压力调节的问题，还可以通过采用自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤来提高系统对于冷却液出口压力的动态响应速度，使用效果好且安全性高，能够有效避免冷却液出现泄漏的问题出现。
需要说明的是：切换组件30通过管路分别与基础循环供液装置10和负压循环供液装置20连通；循环泵12用于驱动冷却液沿管路循环换热。
如图1所示，在负压循环模式下，负压发生组件23和循环泵12同时驱动冷却液在待冷却位置40和换热器11之间沿管路以负压力循环换热。
需要说明的是：在本申请提出的液冷循环供液系统作为负压系统使用时(即载负压循环模式下)，因负压循环供液装置20中负压发生组件23产生的压差也需部分用来克服基础循环供液装置10中换热器11、过滤器13等部件的流阻；本申请通过设置负压发生组件23和循环泵12同时驱动冷却液在待冷却位置40和换热器11之间沿管路以负压力循环换热，有效利用了基础循环供液装置10中的循环泵12来协助克服上述流阻，保证了冷却液在负压循环模式下的顺畅流动。
在本申请的一个具体实施例中，负压发生组件23可以采用现有的抽气泵，以节约成本。
如图1所示，液体箱为两个，分别为第一液体箱21和第二液体箱22，第一液体箱21和第二液体箱22分别与负压发生组件23通过管路连通；通过控制第一液体箱21内的压强和第二液体箱22内的压强的变化，控制冷却液往复流动。通过设置第一液体箱21和第二液体箱22，用简单结构实现了负压系统的压差设计，并保证了负压循环供液装置20工作可靠。
具体地，第一液体箱21内的压强为第一负压，第二液体箱22内的压强为第二负压；在第一液体箱21内的液位高度不超过设定高度时，第一负压小于第二负压，且第二负压小于等于外部气压；换热器11、待冷却位置40通过管路连通在第一液体箱21和第二液体箱22之间，通过第一负压与第二负压之间的压差，冷却液从第二液体箱22进入第一液体箱21。
可选地，负压循环供液装置20还包括液位计，液位计用于检测容纳腔内冷却液的液位高度；在液位计检测第一液体箱21内的液位高度超过设定高度时，控制第一负压大于第二负压，且第一负压小于等于外部气压，以使冷却液从第一液体箱21进入第二液体箱22。通过设置液位计及控制第一负压和第二负压相对变化，实现了冷却液在第一液体箱21和第二液体箱22之间的往复循环。
如图1所示，切换组件30包括第一开关阀31、第二开关阀32、第三开关阀33、第四开关阀34和第五开关阀35；第一开关阀31设置在基础循环供液装置10中的循环管路上，用于控制基础循环供液装置10循环管路的通断；负压循环供液装置20还包括第一输入管24、第一输出管25、第二输入管26和第二输出管27；第一输入管24的一端和第一输出管25的一端分别与第一液体箱21连通，第二开关阀32设置在第一输入管24上，第三开关阀33设置在第一输出管25上；第二输入管26的一端和第二输出管27的一端分别与第二液体箱22连通，第四开关阀34设置在第二输入管26上，第五开关阀35设置在第二输出管27上；第一输入管24的另一端与第二输入管26的另一端分别与第一开关阀31一端的管路连通，第一输出管25的另一端与第二输出管27的另一端分别与第一开关阀31另一端的管路连通；其中，在基础循环模式下，第二开关阀32、第三开关阀33、第四开关阀34和第五开关阀35均处于关闭状态，第一开关阀31打开，以使基础循环供液装置10和负压循环供液装置20之间断开连接。
通过上述设计，既实现了对于各个管路流通的有效控制，又用简单结构实现了切换组件30的切换功能。
如图1所示，在负压循环模式下，第一负压小于第二负压，且第二负压小于等于外部气压，第二开关阀32和第五开关阀35处于开启状态，第一开关阀31、第三开关阀33和第四开关阀34处于关闭状态；冷却液从第二液体箱22、第二输出管27进入第一开关阀31另一端的管路内，依次经过换热器11、待冷却位置40、第一开关阀31一端的管路和第一输入管24进入第一液体箱21内；或者，在负压循环模式下，第一负压大于第二负压，且第一负压小于等于外部气压，第三开关阀33和第四开关阀34处于开启状态，第一开关阀31、第二开关阀32和第五开关阀35处于关闭状态；冷却液从第一液体箱21、第一输出管25进入第一开关阀31另一端的管路内，依次经过换热器11、待冷却位置40、第一开关阀31一端的管路和第二输入管26进入第二液体箱22内。
这样设置，使得在负压循环模式下，无论冷却液是从第一液体箱21流向第二液体箱22，还是从第二液体箱22流向第一液体箱21，冷却液在基础循环供液装置10的循环管路内的流向均保持不变；例如：如图1所示，冷却液均是从循环泵12的左侧向右侧流动，进而在循环泵12工作时保证了循环泵12对冷却液的流动时刻做有用功，帮助冷却液克服换热器11、过滤器13等部件的流阻。
如图1所示，负压循环供液装置20还包括第一连通阀28和第二连通阀29，第一连通阀28的一端通过管路与第一液体箱21的容纳腔连通，另一端与外部大气连通；第二连通阀29的一端通过管路与第二液体箱22的容纳腔连通，另一端与外部大气连通；负压发生组件23分别可通断地与第一液体箱21和第二液体箱22的容纳腔连通。
通过设置第一连通阀28和第二连通阀29，保证了第一液体箱21和第二液体箱22与外部大气可通断地连通，进而为第一液体箱21和第二液体箱22内部气压变化提供结构和功能支持。
如图1所示，基础循环供液装置10还包括：过滤器13、出口压力传感器14、出口温度传感器15、第一电磁阀16、第一流量阀17、旁通支路18、第二电磁阀181和第二流量阀182；换热器11的出口、循环泵12、过滤器13、第一流量阀17、出口温度传感器15、出口压力传感器14、第一电磁阀16、待冷却位置40的入口通过管路依次连通；出口压力传感器14用于检测管路出口处冷却液的压力，得到出口压力；第一电磁阀16用于控制基础循环供液装置10的管路通断，第一流量阀17用于调节基础循环供液装置10的管路流量；旁通支路18与待冷却位置40并联设置，用于对待冷却位置40进行分流；第二电磁阀181和第二流量阀182依次设置在旁通支路18上，第二电磁阀181用于控制旁通支路18的通断，第二流量阀182用于调节旁通支路18的流量；待冷却位置40的出口与切换组件30、换热器11的入口通过管路连通，以使冷却液循环流动。
这样设置，既保证了基础循环供液装置的工作可靠性，又使得基础循环供液装置的结构趋于简单化，更加便于组装和后续维护；通过设置旁通支路18，实现了对于待冷却位置40的冷却液分流，进而实现了对于待冷却位置40处的流量控制。
如图1所示，换热器11内部具有间隔设置的基础循环管路和循环换热管路，基础循环管路与循环泵12连通；液冷循环供液系统还包括循环换热设备50，循环换热设备50包括用于与外部环境进行换热的换热源51、用于控制管路通断的通断阀52、循环过滤器53、第一循环温度传感器54和第二循环温度传感器55，换热源51的一端、第一循环温度传感器54、通断阀52、循环换热管路的一端通过管路依次连通；循环换热管路的另一端、循环过滤器53、第二循环温度传感器55、换热源51的另一端通过管路依次连通；换热源51通过循环换热管路与基础循环管路进行换热。
通过设置循环换热设备50，进一步提高了换热器11与外部的换热效率，进而提高了液冷循环供液系统整体的换热工作效果。
具体地，液冷循环供液系统还包括中央控制终端和用于检测负压循环供液装置20所处位置海拔高度的海拔高度传感器，海拔高度传感器与中央控制终端电连接，中央控制终端根据海拔高度传感器检测得出的海拔高度，计算得出外部环境大气压；如图1所示，液冷循环供液系统还包括报警器和出口压力传感器14，报警器与中央控制终端电连接，用于发出报警信息；出口压力传感器14设置在管路的出口处，且与中央控制终端电连接；出口压力传感器14用于检测出口压力；循环泵12、负压发生组件23分别与中央控制终端电连接，中央控制终端根据出口压力、计算得出的外部环境大气压和出口压力设定值控制循环泵12、负压发生组件23配合工作。
通过设置中央控制终端和海拔高度传感器，实现了对于负压循环供液装置20所处位置海拔高度的实时检测，也为后续中央控制终端计算外部气压Po提供了结构支持；通过设置报警器和出口压力传感器14，既实现了对于出口压力的实时检测，又在系统工作异常时能够及时报警，保证了安全性。
本申请还提供了一种液冷循环供液方法，液冷循环供液方法应用于上述的液冷循环供液系统；液冷循环供液方法包括：基础循环供液步骤：利用循环泵12驱动冷却液在待冷却位置40和换热器11之间以正压力循环换热；负压循环供液步骤；利用负压发生组件23和/或循环泵12驱动冷却液在待冷却位置40和换热器11之间沿管路以负压力循环换热。
本申请提出的液冷循环供液方法，通过设置基础循环供液步骤和负压循环供液步骤，使得基础循环供液装置10作为常规正压CDU使用，也可以将基础循环供液装置10和负压循环供液装置20二者共同搭配作为负压CDU使用。
如图1所示，液体箱为两个，分别为第一液体箱21和第二液体箱22，第一液体箱21和第二液体箱22分别与负压发生组件23通过管路连通；第一液体箱21内的压强为第一负压，第二液体箱22内的压强为第二负压；负压循环供液步骤还包括负压切换步骤：先控制第一负压小于第二负压，且第二负压小于等于外部气压，以使冷却液从第二液体箱22进入第一液体箱21；检测第一液体箱21内的液位高度，在其超过设定高度时，控制第一负压大于第二负压，且第一负压小于等于外部气压，以使冷却液从第一液体箱21进入第二液体箱22。
这样设置，完成了负压系统利用压差工作过程的方法设计，并保证了负压循环供液装置20工作可靠。
可选地，外部气压Po按照如下计算公式进行计算：Po＝P0*【1-(0.0065*H)/288.15】5.255；其中，P0为标准大气压，H为负压循环供液装置20所处位置的海拔高度。
通过设置上述计算公式，利用负压循环供液装置20所处位置的海拔高度为变量，适配计算出精度更高的外部气压Po，进而为后续高精度出口压力的控制提供了参照对比。
具体地，液冷循环供液方法还包括液压控制步骤；检测管路出口处冷却液的压力，得到出口压力，将出口压力与出口压力设定值相比较，控制循环泵12和/或负压发生组件23配合工作，以调节出口压力。
通过设置液压控制步骤，使得本申请提出的液冷循环供液系统具有自修正和自调节功能，进而使得液冷循环供液系统对于冷却液循环压力可以更高精度地调节和控制。
可选地，液压控制步骤包括自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤；将出口压力与出口压力设定值相比较，计算得到实际误差，在实际误差的绝对值大于第一误差时，执行自调整修正因子控制步骤调节出口压力；在实际误差的绝对值小于第一误差大于第二误差时，执行闭环控制步骤调节出口压力。
通过设置自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤，进一步提高了液冷循环供液系统的鲁棒性，在液冷循环供液系统面对内部压力异常或者变化的情况下，能够保持稳定和良好性能压力控制能力；具有高鲁棒性的系统能够在面对异常情况时保持稳定性能，不会因为冷却液压力的变化或者检测参数错误而导致系统崩溃或者性能下降。
需要说明的是：为了液冷循环供液系统的鲁棒性，通常需要进行充分的测试和验证，得到各种修正参数及经验数值来标定系统中的各个参数，以确保系统能够在不同情况下都能够保持良好的性能；另外，本申请方法后续可以通过合适的算法公式设计帮助提高系统的鲁棒性(例如自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤具体计算公式)。
可选地，自调整修正因子控制步骤包括：
当︱E︱＞Eb时，U＝-Ku【αE+(1-α)EC】，
根据U的大小调节循环泵12和/或负压发生组件23的功率大小；其中，E为实际误差，Eb为第一误差，Ku为比例系数，α＝(αs-α0)︱E︱/N+α0，0<α0<α<αs<1，设置E、EC和U的论域为(-N，...，-1，0，1，...，N)，N＝20。
需要说明的是：第一误差Eb的选定是基于工作人员的经验数值以及对于系统实际出口压力要求精度的高低来灵活选取；比例系数Ku也为经验数值设定；α0、α和αs的设定亦然。
可选地，闭环控制步骤包括：当Ea＜︱E︱＜Eb时，
U＝Kp【e(k)-e(k-1)】+Ki e(k)+Kd【e(k)-2e(k-1)+e(k-2)】，
根据U的大小调节循环泵12和/或负压发生组件23的功率大小；其中，Ea为第二误差，E为实际误差，Eb为第一误差，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，e(k)为第k次采样时的实际误差。
值得说明的是：在本申请的一个具体实施例中，闭环控制步骤采用PID控制步骤的逻辑；比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd的选取通常需要经过调试和优化来确定。一般来说，这三个系数的选取需要考虑系统的动态特性、稳定性和响应速度等因素；
比例系数Kp(即P)通常用来调节系统的静态误差，它的选取需要根据系统的静态特性来确定；如果系统的静态误差较大，则需要增大比例系数来加大控制力度，反之则需要减小比例系数。
积分系数Ki(即I)用来消除系统的积分误差，对系统的静态误差和动态误差都有一定的调节作用；积分系数Ki的选取需要根据系统的动态特性和稳定性来确定，一般来说，如果系统的积分误差较大或者系统存在较大的静态误差，则需要增大积分系数；
微分系数Kd(即D)用来抑制系统的振荡和提高系统的响应速度，微分系数的选取需要根据系统的动态特性和稳定性来确定；如果系统存在振荡或者响应速度较慢，则需要增大微分系数；
综上，在本申请实际应用中，通常需要通过具体试验和调试来确定比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd的合适取值；可以通过观察系统的响应特性和稳定性来调整这三个系数，以达到系统的最佳控制效果；同时，也可以利用一些现有的自动调节算法来辅助确定这三个系数的取值。
可选地，液压控制步骤还包括重复步骤：在实际误差的绝对值等于第一误差或者小于等于第二误差时，如果重复步骤的前一个步骤为自调整修正因子控制步骤或闭环控制步骤，重复执行重复步骤之前的步骤，以调节出口压力；如果重复步骤之前不具有自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤，维持现状。通过设置重复步骤，有效防止了控制策略频繁变化造成的系统切换过于频繁，即避免了系统在自调整修正因子控制步骤或闭环控制步骤之间频繁切换；使得在实际误差的绝对值等于第一误差或者小于等于第二误差时，系统不做步骤切换，可以维持上一次的动作或维持现状，保证了系统的工作稳定性。
可选地，当重复步骤的前一个步骤为自调整修正因子控制步骤或闭环控制步骤，且︱E︱＝Eb或者︱E︱≤Ea时，U＝u0，其中，Ea为第二误差，E为实际误差，Eb为第一误差，u0为重复步骤之前的自调整修正因子控制步骤或闭环控制步骤。
在本申请的一个具体实施例中，出口压力依靠循环泵12、第一电磁阀16和第一流量阀17调节；控制方法的详细过程如下：
步骤一：获取的出口压力设定值P1；
步骤二：获取出口压力传感器14实时检测得出的出口压力P2；
步骤三：将P1与P2进行对比，若P1与P2的压差在5kpa内，调节第一流量阀17的开度；当P1＝P2时，第一流量阀17开度不变，等待3S后返回步骤一；当P1>P2时，调节第一流量阀17的开度减小0.5％，然后将P1与P2进行对比，若出口压力P2等于出口压力设定值P1，则调节完毕，等待3S后返回步骤一，否则返回步骤三；当P1＜P2时，调节第一流量阀17的开度增大0.5％，然后再将P1与P2进行对比，若出口压力P2等于出口压力设定值P1，则调节完毕，等待3S后返回步骤一，否则返回步骤三；
步骤四：若P1与P2的压差在5Kpa以上，调节循环泵12转速，以调节出口压力P2；当P1>P2时，循环泵12转速降低2％，然后将P1与P2进行对比，若出口压力P2等于出口压力设定值P1，则调节完毕，等待3S后返回步骤一，否则返回步骤三；当P1＜P2时，循环泵12转速增大2％，然后将P1与P2进行对比，若出口压力P2等于出口压力设定值P1，则调节完毕，等待3S后返回步骤一，否则返回步骤三。
具体地，液冷循环供液方法还包括故障控制步骤：当检测到负压循环供液装置20发生故障时，发出报警信息，并切换液冷循环供液系统按照基础循环模式工作；当检测到基础循环供液装置10中的循环泵12发生故障时，发出报警信息，切换液冷循环供液系统按照负压循环模式工作。
在本申请的一个具体实施例中，当负压循环供液装置20或基础循环供液装置10内部件发生故障，系统运行步骤如下：
1、当负压循环供液装置20发生故障，系统通过报警器告警，提示运维人员进行维护。第一开关阀31打开，第二开关阀32、第三开关阀33、第四开关阀34和第五开关阀35关闭，系统作为正压CDU系统运行；
2、当基础循环供液装置10中的循环泵12发生故障，系统告警，提示运维人员维护；系统仍采用负压循环供液装置20或基础循环供液装置10配合工作模式(例如：负压循环模式)工作，出口压力调节依靠第一电磁阀16和第一流量阀17调节。
综上所述，本申请提供了一种液冷循环供液系统及液冷循环供液方法，本申请通过设置基础循环供液装置10和负压循环供液装置20配合工作，创造一种组合式液冷循环供液系统，通过切换组件30，本申请可单独使用基础循环供液装置10作为常规正压CDU使用，也可以将基础循环供液装置10和负压循环供液装置20二者共同搭配作为负压CDU使用；基础循环供液装置10和负压循环供液装置20可分别进行单独维护；本申请系统复杂度较低，维护难度大大降低；当基础循环供液装置10和负压循环供液装置20中的一个出现故障，液冷循环供液系统仍可正常工作，进而提高了系统的工作可靠性；本申请可大大降低系统维护及安装部署难度，降低运维成本，适合大规模推广使用；本申请提出的液冷循环供液系统，后续可以搭配相关的液冷循环供液方法，既可以有效解决相关的负压液冷系统通常无法进行压力调节的问题，还可以通过采用自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤来提高系统对于冷却液出口压力的动态响应速度，使用效果好且安全性高，能够有效避免冷却液出现泄漏的问题出现。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (21)

  1. 一种液冷循环供液系统，其特征在于，包括：
    基础循环供液装置(10)，包括通过管路连通的换热器(11)和循环泵(12)；
    负压循环供液装置(20)，包括通过管路连通的液体箱和负压发生组件(23)，所述负压发生组件(23)被配置为调节所述液体箱内部的容纳腔内的压力为负压；
    切换组件(30)，被配置为控制所述基础循环供液装置(10)和所述负压循环供液装置(20)之间的通断；
    其中，所述液冷循环供液系统具有基础循环模式和负压循环模式，在所述基础循环模式下，所述切换组件(30)断开所述基础循环供液装置(10)和所述负压循环供液装置(20)之间的连通，所述循环泵(12)驱动冷却液在待冷却位置(40)和所述换热器(11)之间沿管路以正压力循环换热；在所述负压循环模式下，所述切换组件(30)连通所述基础循环供液装置(10)和所述负压循环供液装置(20)，所述负压发生组件(23)驱动所述冷却液在所述待冷却位置(40)和所述换热器(11)之间沿管路以负压力循环换热。
  2. 根据权利要求1所述的液冷循环供液系统，其特征在于，在所述负压循环模式下，所述负压发生组件(23)和所述循环泵(12)同时驱动所述冷却液在所述待冷却位置(40)和所述换热器(11)之间沿管路以负压力循环换热。
  3. 根据权利要求1所述的液冷循环供液系统，其特征在于，所述液体箱为两个，分别为第一液体箱(21)和第二液体箱(22)，所述第一液体箱(21)和所述第二液体箱(22)分别与所述负压发生组件(23)通过管路连通；通过控制所述第一液体箱(21)内的压强和所述第二液体箱(22)内的压强的变化，控制所述冷却液往复流动。
  4. 根据权利要求3所述的液冷循环供液系统，其特征在于，所述第一液体箱(21)内的压强为第一负压，所述第二液体箱(22)内的压强为第二负压；在所述第一液体箱(21)内的液位高度不超过设定高度时，所述第一负压小于所述第二负压，且所述第二负压小于等于外部气压；所述换热器(11)、所述待冷却位置(40)通过管路连通在所述第一液体箱(21)和所述第二液体箱(22)之间，通过所述第一负压与所述第二负压之间的压差，所述冷却液从所述第二液体箱(22)进入所述第一液体箱(21)。
  5. 根据权利要求4所述的液冷循环供液系统，其特征在于，所述负压循环供液装置(20)还包括液位计，所述液位计被配置为检测所述容纳腔内所述冷却液的液位高度；在所述液位计检测所述第一液体箱(21)内的液位高度超过设定高度时，控制所述第一负压大于所述第二负压，且所述第一负压小于等于外部气压，以使所述冷却液从所述第一液体箱(21)进入所述第二液体箱(22)。
  6. 根据权利要求5所述的液冷循环供液系统，其特征在于，所述切换组件(30)包括第一开关阀(31)、第二开关阀(32)、第三开关阀(33)、第四开关阀(34)和第五开关阀(35)；所述第一开关阀(31)设置在所述基础循环供液装置(10)中的循环管路上，被配置为控制所述基础循环供液装置(10)循环管路的通断；所述负压循环供液装置(20)还包括第一输入管(24)、第一输出管(25)、第二输入管(26)和第二输出管(27)；所述第一输入管(24)的一端和所述第一输出管(25)的一端分别与所述第一液体箱(21)连通，所述第二开关阀(32)设置在所述第一输入管(24)上，所述第三开关阀(33)设置在所述第一输出管(25)上；所述第二输入管(26)的一端和所述第二输出管(27)的一端分别与所述第二液体箱(22)连通，所述第四开关阀(34)设置在所述第二输入管(26)上，所述第五开关阀(35)设置在所述第二输出管(27)上；所述第一输入管(24)的另一端与所述第二输入管(26)的另一端分别与所述第一开关阀(31)一端的管路连通，所述第一输出管(25)的另一端与所述第二输出管(27)的另一端分别与所述第一开关阀(31)另一端的管路连通；
    其中，在所述基础循环模式下，所述第二开关阀(32)、所述第三开关阀(33)、所述第四开关阀(34)和所述第五开关阀(35)均处于关闭状态，所述第一开关阀(31)打开，以使所述基础循环供液装置(10)和所述负压循环供液装置(20)之间断开连接。
  7. 根据权利要求6所述的液冷循环供液系统，其特征在于，
    在所述负压循环模式下，所述第一负压小于所述第二负压，且所述第二负压小于等于外部气压，所述第二开关阀(32)和所述第五开关阀(35)处于开启状态，所述第一开关阀(31)、所述第三开关阀(33)和所述第四开关阀(34)处于关闭状态；所述冷却液从所述第二液体箱(22)、所述第二输出管(27)进入所述第一开关阀(31)另一端的管路内，依次经过所述换热器(11)、所述待冷却位置(40)、所述第一开关阀(31)一端的管路和所述第一输入管(24)进入所述第一液体箱(21)内；
    或者，在所述负压循环模式下，所述第一负压大于所述第二负压，且所述第一负压小于等于外部气压，所述第三开关阀(33)和所述第四开关阀(34)处于开启状态，所述第一开关阀(31)、所述第二开关阀(32)和所述第五开关阀(35)处于关闭状态；所述冷却液从所述第一液体箱(21)、所述第一输出管(25)进入所述第一开关阀(31)另一端的管路内，依次经过所述换热器(11)、所述待冷却位置(40)、所述第一开关阀(31)一端的管路和所述第二输入管(26)进入所述第二液体箱(22)内。
  8. 根据权利要求3所述的液冷循环供液系统，其特征在于，所述负压循环供液装置(20)还包括第一连通阀(28)和第二连通阀(29)，所述第一连通阀(28)的一端通过管路与所述第一液体箱(21)的所述容纳腔连通，另一端与外部大气连通；所述第二连通阀(29)的一端通过管路与所述第二液体箱(22)的所述容纳腔连通，另一端与外部大气连通；所述负压发生组件(23)分别可通断地与所述第一液体箱(21)和所述第二液体箱(22)的所述容纳腔连通。
  9. 根据权利要求1所述的液冷循环供液系统，其特征在于，所述基础循环供液装置(10)还包括：过滤器(13)、出口压力传感器(14)、出口温度传感器(15)、第一电磁阀(16)、第一流量阀(17)、旁通支路(18)、第二电磁阀(181)和第二流量阀(182)；所述换热器(11)的出口、所述循环泵(12)、所述过滤器(13)、所述第一流量阀(17)、所述出口温度传感器(15)、所述出口压力传感器(14)、所述第一电磁阀(16)、所述待冷却位置(40)的入口通过管路依次连通；所述出口压力传感器(14)被配置为检测管路出口处所述冷却液的压力，得到出口压力；所述第一电磁阀(16)被配置为控制所述基础循环供液装置(10)的管路通断，所述第一流量阀(17)被配置为调节所述基础循环供液装置(10)的管路流量；所述旁通支路(18)与所述待冷却位置(40)并联设置，被配置为对所述待冷却位置(40)进行分流；所述第二电磁阀(181)和所述第二流量阀(182)依次设置在所述旁通支路(18)上，所述第二电磁阀(181)被配置为控制所述旁通支路(18)的通断，所述第二流量阀(182)被配置为调节所述旁通支路(18)的流量；所述待冷却位置(40)的出口与所述切换组件(30)、所述换热器(11)的入口通过管路连通，以使所述冷却液循环流动。
  10. 根据权利要求1所述的液冷循环供液系统，其特征在于，所述换热器(11)内部具有间隔设置的基础循环管路和循环换热管路，所述基础循环管路与所述循环泵(12)连通；所述液冷循环供液系统还包括循环换热设备(50)，所述循环换热设备(50)包括被配置为与外部环境进行换热的换热源(51)、被配置为控制管路通断的通断阀(52)、循环过滤器(53)、第一循环温度传感器(54)和第二循环温度传感器(55)，所述换热源(51)的一端、所述第一循环温度传感器(54)、所述通断阀(52)、所述循环换热管路的一端通过管路依次连通；所述循环换热管路的另一端、所述循环过滤器(53)、所述第二循环温度传感器(55)、所述换热源(51)的另一端通过管路依次连通；所述换热源(51)通过所述循环换热管路与所述基础循环管路进行换热。
  11. 根据权利要求1所述的液冷循环供液系统，其特征在于，所述液冷循环供液系统还包括中央控制终端和被配置为检测所述负压循环供液装置(20)所处位置海拔高度的海拔高度传感器，所述海拔高度传感器与所述中央控制终端电连接，所述中央控制终端根据所述海拔高度传感器检测得出的海拔高度，计算得出外部环境大气压；
    所述液冷循环供液系统还包括报警器和出口压力传感器(14)，所述报警器与所述中央控制终端电连接，被配置为发出报警信息；所述出口压力传感器(14)设置在管路的出口处，且与所述中央控制终端电连接；所述出口压力传感器(14)被配置为检测出口压力；所述循环泵(12)、所述负压发生组件(23)分别与所述中央控制终端电连接，所述中央控制终端根据所述出口压力、计算得出的所述外部环境大气压和出口压力设定值控制所述循环泵(12)、所述负压发生组件(23)配合工作。
  12. 一种液冷循环供液方法，其特征在于，所述液冷循环供液方法应用于权利要求1至11任一项所述的液冷循环供液系统；所述液冷循环供液方法包括：
    基础循环供液步骤：利用所述循环泵(12)驱动所述冷却液在所述待冷却位置(40)和所述换热器(11)之间以正压力循环换热；
    负压循环供液步骤；利用所述负压发生组件(23)和/或所述循环泵(12)驱动所述冷却液在所述待冷却位置(40)和所述换热器(11)之间沿管路以负压力循环换热。
  13. 根据权利要求12所述的液冷循环供液方法，其特征在于，所述液体箱为两个，分别为第一液体箱(21)和第二液体箱(22)，所述第一液体箱(21)和所述第二液体箱(22)分别与所述负压发生组件(23)通过管路连通；所述第一液体箱(21)内的压强为第一负压，所述第二液体箱(22)内的压强为第二负压；所述负压循环供液步骤还包括负压切换步骤：先控制所述第一负压小于所述第二负压，且所述第二负压小于等于外部气压，以使所述冷却液从所述第二液体箱(22)进入所述第一液体箱(21)；检测所述第一液体箱(21)内的液位高度，在其超过设定高度时，控制所述第一负压大于所述第二负压，且所述第一负压小于等于所述外部气压，以使所述冷却液从所述第一液体箱(21)进入所述第二液体箱(22)。
  14. 根据权利要求13所述的液冷循环供液方法，其特征在于，所述外部气压Po按照如下计算公式进行计算：Po＝P0*【1-(0.0065*H)/288.15】5.255；其中，P0为标准大气压，H为所述负压循环供液装置(20)所处位置的海拔高度。
  15. 根据权利要求12所述的液冷循环供液方法，其特征在于，所述液冷循环供液方法还包括液压控制步骤；检测管路出口处所述冷却液的压力，得到出口压力，将所述出口压力与出口压力设定值相比较，控制所述循环泵(12)和/或所述负压发生组件(23)配合工作，以调节所述出口压力。
  16. 根据权利要求15所述的液冷循环供液方法，其特征在于，所述液压控制步骤包括自调整修正因子控制步骤和闭环控制步骤；将所述出口压力与出口压力设定值相比较，计算得到实际误差，在所述实际误差的绝对值大于第一误差时，执行自调整修正因子控制步骤调节所述出口压力；在所述实际误差的绝对值小于所述第一误差大于第二误差时，执行闭环控制步骤调节所述出口压力。
  17. 根据权利要求16所述的液冷循环供液方法，其特征在于，所述自调整修正因子控制步骤包括：当︱E︱＞Eb时，U＝-Ku【αE+(1-α)EC】，根据U的大小调节所述循环泵(12)和/或所述负压发生组件(23)的功率大小；其中，E为实际误差，Eb为第一误差，Ku为比例系数，α＝(αs-α0)︱E︱/N+α0，0<α0<α<αs<1，设置E、EC和U的论域为(-N，...，-1，0，1，...，N)，N＝20。
  18. 根据权利要求16所述的液冷循环供液方法，其特征在于，所述闭环控制步骤包括：当Ea＜︱E︱＜Eb时，U＝Kp【e(k)-e(k-1)】+Ki e(k)+Kd【e(k)-2e(k-1)+e(k-2)】，根据U的大小调节所述循环泵(12)和/或所述负压发生组件(23)的功率大小；其中，Ea为第二误差，E为实际误差，Eb为第一误差，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，e(k)为第k次采样时的实际误差。
  19. 根据权利要求16所述的液冷循环供液方法，其特征在于，所述液压控制步骤还包括重复步骤：在所述实际误差的绝对值等于所述第一误差或者小于等于所述第二误差时，如果所述重复步骤的前一个步骤为所述自调整修正因子控制步骤或所述闭环控制步骤，重复执行所述重复步骤之前的步骤，以调节所述出口压力；如果所述重复步骤之前不具有所述自调整修正因子控制步骤和所述闭环控制步骤，维持现状。
  20. 根据权利要求19所述的液冷循环供液方法，其特征在于，当所述重复步骤的前一个步骤为所述自调整修正因子控制步骤或所述闭环控制步骤，且︱E︱＝Eb或者︱E︱≤Ea时，U＝u0，其中，Ea为第二误差，E为实际误差，Eb为第一误差，u0为重复步骤之前的自调整修正因子控制步骤或闭环控制步骤。
  21. 根据权利要求12所述的液冷循环供液方法，其特征在于，所述液冷循环供液方法还包括故障控制步骤：当检测到所述负压循环供液装置(20)发生故障时，发出报警信息，并切换所述液冷循环供液系统按照所述基础循环模式工作；当检测到所述基础循环供液装置(10)中的所述循环泵(12)发生故障时，发出报警信息，切换所述液冷循环供液系统按照所述负压循环模式工作。
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