使用串联冷凝器单元进行两相服务器冷却的装置和系统的制作方法

1.所公开的实施方式一般地涉及信息技术(it)液体冷却系统，但非排他地涉及使用串联冷凝器单元进行两相服务器冷却的装置和系统。


背景技术：

2.如云计算中心的现代数据中心，容纳大量的信息技术(it)设备，诸如服务器、刀片服务器、路由器、边缘服务器、电力供应单元(psu)、电池备份单元(bbu)等。这些单独的it设备件通常容纳在计算中心内的机架中，在每个机架中有多个it设备。在数据中心内，机架通常被组合成为集群。
3.随着it设备计算能力变得更强大，其也消耗了更多电力，因而产生了更多的热量。该热量必须从it设备中除去以保持其正常运行。已经开发了各种冷却解决方案，以满足日益增长的对热量去除的需求。解决方案之一是浸入冷却，其中it设备自身浸入冷却流体中。冷却流体可以是单相或两相冷却流体；在任何一种情况下，来自it设备的热量被传递到其浸入的冷却流体中。但是现有的两相浸入冷却系统仅在it外壳内具有冷却剂，当前的两相浸入冷却解决方案不足以支持包括一个或多个高功率密度芯片的高功率密度服务器。这种设计效率低下并且不会是进行超大规模部署的适当解决方案。


技术实现要素：

4.本技术涉及信息技术it冷却系统以及用于信息技术it外壳的冷却系统。
5.根据本技术的一方面，一种信息技术it冷却系统，包括限定了内部容积的it容器。在所述内部容积中具有：浸入槽，适于将一个或多个服务器浸入两相浸入流体中；浸入冷凝器，位于所述内部容积中的所述浸入槽上方，所述浸入式冷凝器包括外部入口和外部出口；以及液体分配歧管和蒸汽返回歧管，位于所述内部容积中的所述浸入槽上方并适于循环两相循环流体，所述液体分配歧管适于流体联接到冷却装置的液体入口，所述冷却装置热联接到所述一个或多个服务器中的至少一个中的发热电子部件，并且所述蒸汽返回歧管适于流体联接到所述冷却装置的蒸汽出口。
6.根据本技术的另一方面，一种用于信息技术it外壳的冷却系统，所述冷却系统包括限定了内部容积的it容器。在所述内部容积中具有：浸入槽，适于将一个或多个服务器浸入两相浸入流体中；浸入冷凝器，位于所述内部容积中的所述浸入槽上方，所述浸入式冷凝器包括外部入口和外部出口；液体分配歧管和蒸汽返回歧管，位于所述浸入槽上方并适于输送两相循环流体，所述液体分配歧管适于流体联接到冷却装置的液体入口，所述冷却装置热联接到所述一个或多个服务器中的至少一个中的发热电子部件，并且所述蒸汽返回歧管适于流体联接到所述冷却装置的蒸汽出口；以及循环冷凝器，位于所述内部容积中的所述浸入槽上方，所述循环冷凝器流体联接到所述液体分配歧管和所述蒸汽返回歧管，并且所述循环冷凝器具有外部出口和外部入口，所述外部出口联接到所述浸入冷凝器的外部入口。
附图说明
7.参考以下附图描述了本发明的非限制性和非穷举性实施方式，除非另有说明，否则在附图中相同的附图标记表示相同的部件。
8.图1是信息技术(it)冷却系统的实施方式的示意图。
9.图2是it冷却系统的另一实施方式的示意图。
10.图3是it冷却系统的另一实施方式的示意图。
11.图4是it冷却系统的另一实施方式的示意图。
具体实施方式
12.描述了与数据中心中的信息技术(it)设备或诸如it机架的it容器一起使用的两相冷却系统的实施方式。描述了具体细节以提供对实施方式的理解，但是相关领域的技术人员将认识到，本发明可在无需一个或多个所述细节的情况下或以其它方法、部件、材料等来实践。在一些情况下，公知的结构、材料或操作未被详细示出或描述，但是其仍包括在本发明的范围内。
13.在整个说明书中，提及“一个实施方式”或“实施方式”意味着所描述的特征、结构或特性可包括在至少一个所述实施方式中，因而出现“在一个实施方式中”或“在实施方式中”不一定都指同一实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，特定的特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。如在本技术中所使用的，诸如“前”、“后”、“顶”、“底”、“侧”、“横向”、“纵向”等的方向术语是指实施方式在附图中呈现的取向，但是任何方向术语不应被解释为暗示或要求所述实施方式在实际使用时的特定取向。
14.所公开的实施方式是用于对it部件进行两相冷却的系统。所公开的实施方式使用一种以上类型的两相浸入冷却剂来解决与高功率热管理相关的挑战以及与两相浸入冷却技术相关的相应挑战。此外，所公开的实施方式实现了以下益处中的一些或全部：
15.·
适应不同的it机箱和不同的部署规模。
16.·
不同的数据中心体系结构，布朗菲尔德(brownfield)和格林菲尔德(greenfield)两者。
17.·
可针对不同的功率密度进行调整。
18.·
高效率。
19.·
高效准确的控制。
20.·
适应不同的冗余需求。
21.·
易于设计和实施。
22.·
能够设计具有不同沸腾温度的至少两种浸入冷却剂的系统。
23.·
更先进的两相热流体管理。
24.所述实施方式是冷却系统，其使用具有不同沸腾温度的两种或更多种两相冷却流体以更有效地从高功率密度部件中提取热负荷，并且解决了使用两相冷却剂设计冷却系统中的挑战。
25.所述实施方式包括一对两相冷却回路。第一两相冷却回路是两相浸入系统，其中所有服务器和电子设备浸入两相浸入流体的液相中。浸入冷却剂的气相通过浸入冷凝器冷却。第二两相冷却回路使用不同于两相浸入流体的两相循环流体。循环流体的液相循环通
过与热负荷热联接的冷却装置，在冷却装置中其被转化为气相。所得的气相通过循环冷凝器冷却。浸入冷凝器和循环冷凝器串联连接在一个冷却流体回路中。在一个实施方式中，两相循环回路是泵送的两相回路；但是在其它实施方式中，两相循环回路使用重力来驱动液相流动。
26.图1示出了信息技术(it)冷却系统100的实施方式。冷却系统100将浸入冷却与局部流体循环相结合以冷却发热电子部件。使用具有液相il和气相iv的两相浸入流体i实现浸入冷却，而使用具有液相cl和气相cv的两相循环流体c实现循环冷却。在大多数实施方式中，浸入冷却流体i将是电介质流体，这意味着其几乎没有或没有导电性。在一个实施方式中，浸入冷却流体i和循环冷却流体c是不同的两相流体；取决于应用，在各种实施方式中，浸入冷却流体i和循环冷却流体c将具有不同的沸点。在循环流体c须比浸入流体i提取更多热量的实施方式中，循环流体c将具有更低的沸点，使其能够吸收和传走更多热量。第三冷却流体，即外部冷却流体e，可用于提高或加速两相冷却流体i和c从气相到液相的转变。该系统被设计成最小化或防止浸入流体(i)、循环流体(c)和外部流体(e)的混合。
27.冷却系统100包括限定了内部容积的信息技术(it)容器102。内部容积中的浸入槽104适于容纳两相浸入冷却流体i的液相il。在所示实施方式中，浸入槽104是it容器的一部分，并且由it容器202的内部容积的下部形成；但是在其它实施方式中，浸入槽104可以是it容器102内的物理分离的槽。it容器102被密封以减少或防止液相il逸出以及在操作期间气相iv逸出。浸入槽104可理解为在该设计中的浸入流体区域，如下面进一步描述的，即，服务器浸入并浸没在两相浸入流体i中进行冷却的区域。
28.在所示实施方式中，一个或多个服务器s位于it容器102内。所示实施方式包括一个服务器s，但是其它实施方式可具有比所示更多的服务器。在每个服务器s内有一个或多个发热电子部件106，并且冷却装置108热联接到发热电子部件。在一个实施方式中，可以是蒸发器的冷却装置108具有液体入口110和蒸汽出口112。服务器s浸入液相il中，并且为了确保服务器的浸入冷却，浸入槽104中的液相il的量或水平设定为使得一个或多个服务器s始终保持完全浸没在液相中。
29.除了浸入槽104之外，在it容器102的内部容积中有三个主部件位于浸入槽104上方：浸入冷凝器114、液体供应歧管116和蒸汽返回歧管118。浸入冷凝器114不通过物理流体连接件联接到it容器102内的其它部件。液体供应歧管116通过液体管线120流体联接到冷却装置108的入口110，并且蒸汽返回歧管118通过蒸汽返回管线122流体联接到蒸汽出口112。如下所述，冷却装置108、液体供应歧管116和蒸汽返回歧管118形成两相循环冷却回路的一部分，以向发热部件106提供局部两相冷却。
30.it容器102外部的几个外部部件流体联接到it容器102内的部件，以协助其执行其功能。循环冷凝器124通过液体供应管线c1流体联接到液体供应歧管116，并通过蒸汽返回管线c2流体联接到蒸汽返回歧管118，使得液相cl流过c1而气相cv流过c2。泵p2流体联接到液体供应管线c1中，以提高流入和流过液体供应歧管116的液相cl的压力和/或流速。
31.冷却单元126流体联接到浸入冷凝器114和循环冷凝器124两者。冷却单元126使外部冷却流体e循环通过两个冷凝器，提高了其冷凝各自的两相流体的能力。为了使外部冷却流体e循环通过两个冷凝器，浸入冷凝器114的外部出口114o通过流体管线e1流体联接到冷却单元126的入口126i，并且冷却单元126的外部出口126o通过流体管线e2流体联接到循环
冷凝器124的外部入口124i。泵p1联接到流体管线e2中以促使外部冷却流体e流入循环冷凝器124。最后，循环冷凝器124的外部出口124o然后通过流体管线e3联接到浸入冷凝器114的外部入口114i。相对于冷却流体e的回路，循环冷凝器和浸入冷凝器是串联的。在其它实施方式中，泵p1可替代为联接到流体管线e3或流体管线e1中。
32.在冷却系统100的操作期间，服务器s内的发热部件由浸入冷却回路和循环冷却回路两者冷却。在浸入冷却回路中，由服务器s内的发热部件106产生的热量被传递到浸入流体i的液相il，通过蒸发将其转化为气相iv。气相iv上升到浸入槽104中的液相il表面和it容器202顶部之间的空间，其中气相iv进入浸入冷凝器114并冷凝回到液相il。如上所述，来自冷却单元126的外部冷却e流入和流出浸入冷凝器114以提高浸入冷凝器114的冷凝速率。在重力的作用下，液相il从浸入冷凝器114落回到浸入槽104中，其中液相il将再次被来自部件的热量转化为气相iv，从而完成浸入冷却回路。
33.循环冷却回路与浸入冷却回路同时操作，以向发热部件106提供增强且更局部的冷却。循环冷却流体c的液相cl从液体供应歧管116通过液体供应管线120和液体入口110流入冷却装置108，其中液相cl从发热装置106吸收热量并转化为气相cv。然后气相cv通过蒸汽出口112和蒸汽管线122流出冷却装置108到达蒸汽返回歧管118。然后气相cv从蒸汽返回歧管118通过蒸汽管线c2流入循环冷凝器124。在循环冷凝器124中，气相cv借助于来自冷却单元126的外部冷却流体e将气相cv冷凝回到液相cl。然后液相cl借助于泵p2，通过液体供应管线c1从循环冷凝器返回到液体供应歧管116，从而完成循环冷却回路。浸入冷却回路和循环冷却回路完全分离且独立操作，而不混合各自的两相流体。由于在完全两相浸入环境中循环回路用作局部高功率密度热管理系统，因此在系统100中循环回路是主冷却系统。为此，外部冷却流体e先通过流体管线e2输送到循环冷凝器，然后通过流体管线e3输送到浸入冷凝器。
34.图2示出了信息技术(it)冷却系统200的实施方式。冷却系统200在大多数方面类似于冷却系统100。冷却系统100和冷却系统200之间的主要区别在于，在冷却系统200中元件以不同方式组合并封装使得系统可模块化。
35.在系统200中，it容器202具有内部容积，并且在it容器202中也可发现it容器102的内部容积内的所有相同元件：浸入槽104、服务器s、浸入冷凝器114、液体供应歧管116和蒸汽返回歧管118。所有这些部件以相同方式定位，并且如其在it容器102中，其自身之间具有相同的流体连接件。但是与it容器102不同的是，it容器202具有位于内部容积中而不是位于it容器外部的泵p2。
36.在系统200中，it容器外部的元件(主要是循环冷凝器124和冷却单元126)以与系统100中不同的方式组合并封装。冷却单元126仍保持为独立单元，但是循环冷凝器124、泵p1和元件之间的流体管线的部分被组合在一起并封装在冷凝器单元204中。在所示实施方式中，流体管线e1、e2和e3的部分被组合并封装在冷凝器单元204内。
37.冷却单元126和循环冷凝器124以及冷凝器单元204中的泵p1之间的流体连接件，以及冷却单元126和it容器202内的元件之间的流体连接件，与系统100中基本保持相同。循环冷凝器124通过液体供应管线c1流体联接到液体供应歧管116，并通过蒸汽返回管线c2流体联接到蒸汽返回歧管118，其中液相cl流过c1并且气相cv流过c2。泵p2流体联接到液体供应管线c1中，以提高流入和流过液体供应歧管116的流体液相cl的压力和/或流速。为了使
外部冷却流体e循环通过两个冷凝器，浸入冷凝器114的外部出口114o通过流体管线e1流体联接到冷却单元126的入口126i；冷却单元126的外部出口126o通过流体管线e2流体联接到循环冷凝器124的外部入口124i。泵p1联接到流体管线e2中以促使外部冷却流体e流入循环冷凝器124。然后将循环冷凝器124的外部出口124o联接到浸入冷凝器114的外部入口114i。
38.为了支持系统200中部件的模块化，it容器202、冷凝器单元204和冷却单元126中的一些或全部包括流体接口，以允许一个单元快速且有效地流体联接到另一单元。系统200包括六个流体接口，但是其它实施方式可包括比所示更多或更少的流体接口。在系统200中，流体接口#1至流体接口#4将冷凝器单元204内的元件联接到it容器202内的元件，而流体接口#5和流体接口#6将冷凝器单元204内的元件联接到冷却单元126。流体接口如下：
39.·
流体接口#1和流体接口#5都流体联接在浸入冷凝器单元114的外部出口114o和冷却单元的外部入口126i之间的流体管线e1中。流体接口#1位于it容器202和冷凝器单元204之间的流体管线e1中，而流体接口#5位于冷凝器单元204和冷却单元的入口126i之间的流体管线e1中。
40.·
流体接口#2流体联接在循环冷凝器124的外部出口124o和浸入冷凝器114的外部入口114i之间的流体管线e3中。流体接口#2位于冷凝器单元204和it容器202之间的管线e3中。
41.·
流体接口#3流体联接在循环冷凝器124和泵p2以及液体供应歧管116之间的流体管线c1中。流体接口#3位于冷凝器单元204和it容器202之间的管线c1中。
42.·
流体接口#4流体联接在蒸汽返回歧管118和循环冷凝器124之间的流体管线c2中。流体接口#4位于冷凝器单元204和it容器202之间的管线c2中。
43.在一个实施方式中，流体接口可以是快速连接/断开流体连接器；但是在其它实施方式中，流体接口可以是诸如盲配连接器的另一种流体连接器。在一个实施方式中，所有的流体接口可以是相同类型；但是在其它实施方式中，流体接口不必都是相同类型。即使其以单数形式被称为流体接口，但是每个流体接口可包括一个或多个流体连接器。例如，在一个实施方式中，流体接口#3和流体接口#4可包括it容器202和冷凝器单元204之间的单个连接器；但是在另一实施方式中，这些相同的流体接口可包括多个流体连接器——例如，在it容器202处的一个流体连接器且在冷凝器单元204处的另一流体连接器。
44.系统200以与上述系统100基本相同的方式进行操作，并且附加了一些控制。系统200包括压力传感器ps，ps位于蒸汽返回歧管118中并通信地联接到泵p1和p2。利用这种布置，可基于蒸汽返回歧管118中的蒸汽压力来控制从冷却单元126输送到循环冷凝器124的冷却流体量e，以及从循环冷凝器124输送到液体供应歧管116的液相cl量。在一个实施方式中，例如，如果由压力传感器ps测量的蒸汽压力增加，这意味着在冷却装置108处需要更多液体，则泵p1和p2的速度都可增加以向液体供应歧管116和冷却装置108提供更多且更冷的液相cl。压力传感器ps及其与泵p1和p2的通信联接也可被添加到系统100，在这种情况下，系统100和200基本上以相同方式进行操作。由于在完全两相浸入环境中循环回路用作局部高功率密度热管理系统，因此在系统200中循环回路是主冷却系统。主冷却系统也可被理解为提取由服务器产生的大量热量的系统。为此，外部冷却流体e先通过流体管线e2输送到循环冷凝器，然后通过流体管线e3输送到浸入冷凝器。
45.图3示出了两相冷却系统300的另一实施方式。系统300在许多方面类似于系统
100；主要区别在于一些部件的布置和系统的操作。与冷却系统100类似，冷却系统300将全局浸入冷却与局部流体循环相结合以冷却发热电子部件。使用具有液相il和气相iv的两相浸入流体i实现浸入冷却，而使用具有液相cl和气相cv的两相循环流体c实现循环冷却。通常，浸入冷却流体i将是电介质流体，这意味着其几乎没有或没有导电性。在一个实施方式中，浸入冷却流体i和循环冷却流体c是不同的两相流体。在一些实施方式中，循环流体c将具有比浸入冷却流体i更低的沸点，使其能够吸收和带走更多热量。第三冷却流体，即外部冷却流体e，可用于提高冷却流体i和c从气相到液相的转变。该系统被设计为最小化或防止流体i、c和e的混合。
46.冷却系统300包括具有内部容积的信息技术(it)容器302，内部容积包括适用于容纳两相浸入冷却流体i的液相il的浸入槽104。在所示实施方式中，浸入槽104由it容器202的内部容积的下部形成；但是在其它实施方式中，浸入槽104可以是it容器102内的物理分离的槽。it容器102被密封以减少或防止液相il的逸出以及在操作期间气相iv的逸出。
47.在所示实施方式中，一个或多个服务器s位于it容器302内。所示实施方式包括一个服务器s，但是其它实施方式可具有比所示更多的服务器。在服务器s内有一个或多个发热电子部件106，并且冷却装置108热联接到发热电子部件。在一个实施方式中，可以是蒸发器的冷却装置108具有液体入口110和蒸汽出口112。服务器s浸入液相il中，并且为了确保浸入冷却，浸入槽104中的液相il的量或水平选择为使得一个或多个服务器s始终保持完全浸没在液相中。
48.在it容器302的内部容积中，除了浸入槽104之外，四个主部件位于槽上方：浸入冷凝器114、循环冷凝器124、液体供应歧管116和蒸汽返回歧管118。在系统100中循环冷凝器124位于it容器外，与之相反，在系统300中循环冷凝器124位于it容器内。在it容器302内，浸入冷凝器114具有外部入口114i，外部入口114i通过物理流体连接件e3流体联接到循环冷凝器124的外部出口124o。液体供应歧管116通过液体管线c1流体联接到循环冷凝器124，并且蒸汽返回歧管118也通过蒸汽管线c2流体联接到循环冷凝器，其中液相cl流过c1并且气相cv流过c2。液体供应歧管116还通过液体管线120流体联接到冷却装置108的入口110，并且蒸汽返回管线122流体联接到蒸汽出口112和蒸汽返回歧管118之间。如下所述，冷却装置108、液体供应歧管116、蒸汽返回歧管118和循环冷凝器124形成两相循环冷却回路的一部分，以向发热部件106提供局部两相冷却。
49.与it容器302分开的外部冷却单元126流体联接到浸入冷凝器114和循环冷凝器124两者，以使外部冷却流体e循环通过两个冷凝器，提高了其冷凝各自的两相流体的能力。浸入冷凝器114的外部出口114o通过流体管线e1流体联接到冷却单元126的入口126i，并且冷却单元126的出口126o通过流体管线e2流体联接到循环冷凝器124的外部入口124i。如上所述，浸入冷凝器114具有外部入口114i，外部入口114i通过流体连接件e3流体联接到循环冷凝器124的外部出口124o，使得流体管线e1-e3形成流体e流过的回路。泵p1联接到流体管线e2中以提高流入和流过循环冷凝器124和浸入冷凝器114的冷却流体e的压力和/或流速。在其它实施方式中，p1可替代为联接到流体管线e3或流体管线e1中。
50.如在系统200中，系统300包括流体接口以协助模块化。系统300包括两个流体接口，但是其它实施方式可包括比所示更多或更少的接口。流体接口#1和流体接口#2用于将冷却单元126联接到it容器302内的浸入冷凝器和循环冷凝器。流体接口如下：
51.·
流体接口#1流体联接在浸入冷凝器单元114的外部出口114o和冷却单元的外部入口126i之间的流体管线e1中。流体接口#1位于it容器302和冷却单元126之间的流体管线e1中。
52.·
流体接口#2流体联接在冷却单元的外部出口126o和循环冷凝器124的外部入口124i之间的流体管线e2中。流体接口#2位于冷却单元126和it容器302之间的泵p1下游的管线e2中。
53.在冷却系统300的操作期间，服务器s内的发热部件由浸入冷却回路和循环冷却回路两者冷却。在浸入冷却回路中，由服务器s内的发热部件106产生的热量可被传递到浸入流体i的液相il，通过蒸发将其转变成气相iv。气相iv上升到浸入槽104中的液相il的表面和it容器202顶部之间的空间中，其中气相iv进入浸入冷凝器114并冷凝回到液相il。如上所述，来自冷却单元126的外部冷却流体e流过浸入冷凝器114以提高其冷凝速率。通过重力的作用，液相il从浸入冷凝器114落回到浸入槽104中，其中液相il将再次通过加热转化为气相iv，从而完成浸入冷却回路。
54.循环冷却回路与浸入冷却回路同时工作，以向发热部件106提供增强且更局部的冷却。循环冷却流体c的液相cl从液体供应歧管116通过液体供应管线120和液体入口110流入冷却装置108。在冷却装置108中，液相cl从发热装置106吸收热量并转化为气相cv。然后气相cv通过蒸汽出口112和蒸汽管线122流出冷却装置108到达蒸汽返回歧管118。然后气相cv从蒸汽返回歧管118通过蒸汽管线c2流入循环冷凝器124。在循环冷凝器124中，气相cv借助于来自冷却单元126的外部冷却流体e将气相cv冷凝回到液相cl。然后液相cl通过重力的作用从循环冷凝器返回，以通过液体供应管线c1向供应歧管116供应液体，从而完成循环冷却回路。因此，在系统300中，气相cv和iv在其各自的相应冷却回路中自然上升到冷凝器，并且液相il和cl通过重力分别下降到槽和液体供应歧管。
55.由于在完全两相浸入环境中循环回路用作局部高功率密度热管理系统，因此在系统300中循环回路是主冷却系统。为此，外部冷却流体e先通过流体管线e2输送到循环冷凝器，然后通过流体管线e3输送到浸入冷凝器。
56.图4示出了两相冷却系统400的另一实施方式。冷却系统400在大多数方面类似于冷却系统300。系统400包括it容器302和冷却单元126；两者都包括如系统300中的相同部件，其中it容器302内的部件和冷却单元126以相同的方式流体连接。系统300和系统400之间的主要区别在于，系统400包括用于管理系统操作的额外流体和控制部件。然后，系统400的操作与系统300类似，但是具有额外的控制。
57.系统400包括一对贮存器以助于管理浸入流体和循环流体的液相。循环贮存器402保持循环流体c的液相cl，并通过流体管线c3流体联接到液体供应歧管116。泵p2联接到流体管线c3中，并且控制阀v1联接到泵p2下游的流体管线c3中。类似地，浸入贮存器404保持浸入流体i的液相il，并通过流体管线i1流体联接到浸入槽104。泵p3联接到流体管线i1中，并且控制阀v2联接到泵p3下游的流体管线i1中。在其它实施方式中，循环贮存器402和浸入贮存器404一次可流体联接到一个以上it容器，使得泵p2和p3也被一个以上it容器共用。
58.压力传感器ps位于蒸汽返回歧管118中并通信地联接到泵p1和控制阀v1，从而可通过控制泵速和阀门开度来控制流过循环回路的循环流体量。控制阀v1的开度是阀门开度的量度。在一个实施方式中，开度可具有0到1之间的任何值：开度为0意味着阀门完全关闭
且所有流量被切断；开度为1意味着阀门完全打开且流体自由流过；开度为0.5意味着阀门半开等。
59.在操作中，如果压力传感器ps测量出的蒸汽压力下降，这意味着在冷却装置108处需要更多的液相cl，则泵p2的速度和控制阀v1的开度都可增加。泵速和阀门开度的增加使流体液相cl以更高的压力和流速从循环贮存器输送到液体供应歧管116中，从而将更多的液相输送到冷却装置108。换句话说，泵p2和控制阀v1以组合的方式使用以补充流过流体管线c2和c2的循环流失。在其它实施方式中，循环贮存器402可流体联接到多个it容器302，并且每个it容器的单独控制阀v1可为该特定容器提供单独控制。
60.it容器302不能完全密封以防止气相iv的排出，因此浸入槽104中的液相il量随着时间自然减少且须不时地补给。为了完成这种补给，液位传感器l位于浸入槽104中并且通信地联接到控制阀v2，使得浸入槽104中的浸入流体量可保持足够高以使一个或多个服务器s始终完全浸入在浸入流体的液相il中。液位传感器l可用于控制阀v2的开度。如果浸入槽104中的液体il的液位下降到低于所需液位，则增加控制阀v2的开度，允许液体il流入浸入槽104直到恢复所需液位。一旦恢复所需液位，则控制阀v2的开度降低以减慢或停止液体il流入槽中。换句话讲，泵p3和控制阀v2以组合的方式以补充槽104中流失的液相il。在其它实施方式中，浸入容器404可流体地联接到多个it容器302，并且每个it容器的单独控制阀v2可为该特定it容器提供单独控制。
61.由于在完全两相浸入环境中循环回路用作局部高功率密度热管理系统，因此在系统400中循环回路是主冷却系统。为此，外部冷却流体e先通过流体管线e2输送到循环冷凝器，然后通过流体管线e3输送到浸入冷凝器。在其它实施方式中，控制传感器可包括更高级的ml算法，以增强不同场景下的性能。
62.除了上述实施方式之外，还可能是其它实施方式。例如：
63.·
可集成更高级的控制和优化算法。
64.·
it容器可设计成不同的配置。
65.·
该解决方案可扩展到在一个系统中共存的两种以上不同类型的两相浸入冷却流体。
66.实施方式的以上描述并非旨在穷举或将本发明限于所述形式。出于说明的目的，本文描述了本发明的具体实施方式和示例，但是可能进行各种修改。

技术特征：
1.一种信息技术it冷却系统，包括：限定了内部容积的it容器，在所述内部容积中具有：浸入槽，适于将一个或多个服务器浸入两相浸入流体中，浸入冷凝器，位于所述内部容积中的所述浸入槽上方，所述浸入式冷凝器包括外部入口和外部出口，以及液体分配歧管和蒸汽返回歧管，位于所述内部容积中的所述浸入槽上方并适于循环两相循环流体，所述液体分配歧管适于流体联接到冷却装置的液体入口，所述冷却装置热联接到所述一个或多个服务器中的至少一个中的发热电子部件，并且所述蒸汽返回歧管适于流体联接到所述冷却装置的蒸汽出口。2.根据权利要求1所述的it冷却系统，还包括：循环冷凝器，位于所述it容器外部并流体联接到所述液体分配歧管和所述蒸汽返回歧管，所述循环冷凝器包括外部入口和外部出口；以及外部冷却单元，流体联接到所述浸入冷凝器和所述循环冷凝器，其中所述外部冷却单元适于使外部冷却流体循环通过所述浸入冷凝器和所述循环冷凝器。3.根据权利要求2所述的it冷却系统，其中所述外部冷却单元具有入口和出口并形成外部冷却回路，其中：所述浸入冷凝器的外部出口流体联接到所述外部冷却单元的入口；所述外部冷却单元的出口流体联接到所述循环冷凝器的外部入口；以及所述循环冷凝器的外部出口流体联接到所述浸入冷凝器的外部入口。4.根据权利要求3所述的it冷却系统，还包括流体联接在所述外部冷却回路中的第一泵，以用于在所述外部冷却单元、所述浸入冷凝器和所述循环冷凝器之间再循环所述外部冷却流体。5.根据权利要求4所述的it冷却系统，其中，所述循环冷凝器、所述第一泵、以及所述浸入冷凝器的外部出口与所述外部冷却单元的入口之间的所述流体联接的至少部分被一起封装在所述it容器外部的冷凝器单元中。6.根据权利要求5所述的it冷却系统，其中，所述it容器和所述冷凝器单元包括流体联接接口，所述外部冷却单元和所述循环冷凝器通过所述流体联接接口流体联接到所述浸入冷凝器，并且所述循环冷凝器通过所述流体联接接口流体联接到所述液体分配歧管和所述蒸汽返回歧管。7.根据权利要求4所述的it冷却系统，还包括联接在所述循环冷凝器与所述液体分配歧管之间的第二泵。8.根据权利要求7所述的it冷却系统，其中，所述第二泵封装在所述it容器内。9.根据权利要求4所述的it冷却系统，还包括位于所述蒸汽返回歧管中的压力传感器，所述压力传感器通信地联接到所述第一泵。10.根据权利要求1所述的it冷却系统，其中，所述两相浸入流体和所述两相循环流体是不同的两相流体。11.一种用于信息技术it外壳的冷却系统，所述冷却系统包括：限定了内部容积的it容器，在所述内部容积中具有：浸入槽，适于将一个或多个服务器浸入两相浸入流体中，
浸入冷凝器，位于所述内部容积中的所述浸入槽上方，所述浸入式冷凝器包括外部入口和外部出口，液体分配歧管和蒸汽返回歧管，位于所述浸入槽上方并适于输送两相循环流体，所述液体分配歧管适于流体联接到冷却装置的液体入口，所述冷却装置热联接到所述一个或多个服务器中的至少一个中的发热电子部件，并且所述蒸汽返回歧管适于流体联接到所述冷却装置的蒸汽出口，以及循环冷凝器，位于所述内部容积中的所述浸入槽上方，所述循环冷凝器流体联接到所述液体分配歧管和所述蒸汽返回歧管，并且所述循环冷凝器具有外部出口和外部入口，所述外部出口联接到所述浸入冷凝器的外部入口。12.根据权利要求11所述的it冷却系统，还包括外部冷却单元，所述外部冷却单元流体联接到所述浸入冷凝器的外部出口和所述循环冷凝器的外部入口以形成外部冷却回路，其中所述外部冷却单元适于使外部冷却流体循环通过所述浸入冷凝器和所述循环冷凝器。13.根据权利要求12所述的it冷却系统，还包括流体联接到所述外部冷却回路中的第一泵，以在所述外部冷却单元、所述浸入冷凝器和所述循环冷凝器之间再循环所述外部冷却流体。14.根据权利要求13所述的it冷却系统，其中，所述外部冷却单元包括流体联接接口，所述外部冷却单元通过所述流体联接接口流体联接到所述浸入冷凝器的外部出口和所述循环冷凝器的外部入口。15.根据权利要求12所述的it冷却系统，还包括用于所述两相循环流体的液相的循环贮存器，所述循环贮存器通过第一控制阀流体联接到所述液体分配歧管。16.根据权利要求15所述的it冷却系统，还包括流体联接在所述循环贮存器与所述第一控制阀之间的第二泵。17.根据权利要求16所述的it冷却系统，还包括位于所述蒸汽返回歧管中的压力传感器，所述压力传感器通信地联接到所述第一控制阀和所述第二泵。18.根据权利要求12所述的it冷却系统，还包括用于所述两相浸入流体的液相的浸入贮存器，所述浸入贮存器通过第二控制阀流体联接到所述浸入槽。19.根据权利要求18所述的it冷却系统，还包括流体联接在所述浸入贮存器与所述第二控制阀之间的第三泵。20.根据权利要求19所述的it冷却系统，还包括位于所述浸入槽中的液位传感器，所述液位传感器通信地联接到所述第二控制阀和所述第三泵。

技术总结
公开了信息技术(IT)冷却系统的实施方式。该系统包括具有内部容积的IT容器。在内部容积内具有浸入流体区域，该浸入流体区域适于将一个或多个服务器浸入两相浸入流体中。浸入冷凝器位于内部容积中的浸入流体区域上方。该设计包括循环冷凝器。循环冷凝器流体联接到液体分配歧管和蒸汽返回歧管，液体分配歧管和蒸汽返回歧管位于内部容积中的浸入槽(即，浸入流体区域)上方并适于循环两相循环流体。循环冷凝器还流体联接到浸入冷凝器，并且外部冷却流体被从循环冷凝器泵送到浸入冷凝器。分配歧管适于流体联接到服务器液体冷却回路。于流体联接到服务器液体冷却回路。于流体联接到服务器液体冷却回路。


技术研发人员：高天翼
受保护的技术使用者：百度（美国）有限责任公司
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2023/7/13