[发明专利]用于浸入式冷却的精确冷却与流体管理优化方案

说明书

描述了数据中心浸入式冷却系统。该系统包括：浸入槽；热交换器，用于从加热的冷却剂提取热量并将加热的冷却剂转换成冷却的冷却剂；冷却剂供应管线，用于将冷却的冷却剂从热交换器供应至浸入槽；以及冷却剂返回管线，用于将加热的冷却剂从浸入槽返回到热交换器，其中浸入槽还包括容纳电子装置的多个设备隔室以及设置成围绕多个设备隔室的加热冷却剂贮存器，其中，冷却的冷却剂从底部进入设备隔室，其中设备隔室中的加热的冷却剂在顶部处离开设备隔室，并被收集到加热冷却剂贮存器中，以及其中加热冷却剂贮存器中的加热的冷却剂经由冷却剂返回管线返回到热交换器。加热冷却剂贮存器还为系统提供多种操作场景中所需的缓冲功能。

技术领域

本发明的实施方式总体涉及数据中心。更具体地，本发明的实施方式涉及用于数据中心的浸入式冷却。

背景技术

浸入式冷却是一种计算机冷却实践方案，其中诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、存储器、SSD和包括完整服务器的其他电子器件的计算机部件被完全浸没在导热介电液体或冷却剂中，然后通过使用循环系统使其冷却，该循环系统利用液体泵、管道系统、液体对液体热交换器和/或干冷器(散热器)型冷却器来排出冷却剂中的热量。

浸入式冷却适用于需要高功率密度热管理的场景。随着诸如CPU和GPU的处理器的功率密度(即，热设计功耗)的增加，热管理可能成为挑战。当多个高密度处理器被封装到一个系统(例如，一个服务器)中时，这可能变得更具挑战性。传统的空气冷却解决方案(例如，利用散热器或热管)可能无法满足这些场景下的冷却需求，并且浸入式冷却可代表一种有前景的解决方案。

然而，需要解决一些技术难题才能使基于浸入式冷却的解决方案可以以商业规模安装。一些现有的基于浸入式冷却的解决方案存在缺点。例如，对于这些解决方案中的一些，经加热的冷却剂和经冷却的冷却剂没有分隔开，并且冷却剂不是单独用于不同设备。结果，可能导致冷却剂管理效率低下以及热管理不良。具体地，不适当的冷却剂返回设计可能导致诸如经加热的冷却剂再循环、冷却剂旁路、内部冷却剂涡流、热点等的问题。挑战涉及例如长期性能、长期可靠性、电子器件与冷却剂之间的兼容性、硬件设计等。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种浸入式冷却单元，其包括：

浸入槽；

冷却剂供应管线，用于将冷却的冷却剂从热交换器供应至所述浸入槽，其中，所述热交换器配置成从加热的冷却剂提取热量并将所述加热的冷却剂转换成所述冷却的冷却剂；以及

冷却剂返回管线，用于将所述加热的冷却剂从所述浸入槽返回到所述热交换器，其中，所述浸入槽包括：

多个设备隔室，分别容纳多个电子装置，以及

加热冷却剂贮存器，设置成围绕所述多个设备隔室，

其中，在被供应至所述浸入槽之后，所述冷却的冷却剂从所述设备隔室的底部进入所述设备隔室，提取从所述电子装置生成的热量，并且被转换成所述加热的冷却剂，其中，所述设备隔室中的所述加热的冷却剂在所述设备隔室的顶部处离开所述设备隔室，并且进入到所述加热冷却剂贮存器中，以及其中，所述加热冷却剂贮存器中的所述加热的冷却剂经由所述冷却剂返回管线返回到所述热交换器。

根据本申请的另一方面，提供了一种数据中心冷却系统，其包括：

热交换器；以及

多个浸入式冷却单元，联接至所述热交换器，其中，所述浸入式冷却单元中的每个均包括：

浸入槽；

冷却剂供应管线，用于将冷却的冷却剂从热交换器供应至所述浸入槽，其中，所述热交换器配置成从加热的冷却剂提取热量并将所述加热的冷却剂转换成所述冷却的冷却剂；

以及