[发明专利]从两相浸没冷却系统中吸附制冷剂蒸气

说明书

一种热管理系统，该热管理系统包括：壳体，该壳体具有内部空间；发热部件，该发热部件设置在内部空间内；和工作流体，该工作流体设置在该内部空间内，使得该发热部件接触该工作流体的液相；以及吸附器装置，该吸附器装置设置在该内部空间内，该吸附器装置与该内部空间和该热管理系统外部的环境流体地连通。该吸附器装置被配置为：(i)接收来自该内部空间的流体流，该流体流包含该工作流体的蒸气相和不可冷凝气体；(ii)将该工作流体从该流体流中至少部分地分离，然后将该流体流排出到该流体空间外部的环境中；以及(iii)将所分离的工作流体送回至该内部空间。

技术领域

本公开涉及用于从两相热管理系统选择性地移除流体的系统和方法。

发明内容

在一些实施方案中，提供了一种热管理系统。该热管理系统包括：壳体，该壳体具有内部空间；发热部件，该发热部件设置在内部空间内；和工作流体，该工作流体设置在该内部空间内，使得该发热部件接触该工作流体的液相；以及吸附器装置，该吸附器装置设置在该内部空间内，该吸附器装置与该内部空间和该热管理系统外部的环境流体地连通。该吸附器装置被配置为：(i)接收来自该内部空间的流体流，该流体流包含该工作流体的蒸气相和不可冷凝气体；(ii)将该工作流体从该流体流中至少部分地分离，然后将该流体流排出到该流体空间外部的环境中；以及(iii)将所分离的工作流体送回至该内部空间。

本公开的以上概述不旨在描述本公开的每个实施方案。本公开中的一个或多个实施方案的细节也阐述在以下说明中。依据说明书和权利要求书，本公开的其它特征、目标和优点将显而易见。

附图说明

图1为根据本公开的一些实施方案的两相浸没冷却系统的示意图。

图2A和图2B为根据本公开的一些实施方案的吸附器装置的示意图图示；

图3A至图3C为根据本公开的一些实施方案的吸附器装置的示意图图示。

具体实施方式

大型计算机服务器系统可在其运行期间执行显著的工作负载并生成大量的热。这些热的显著部分是通过运行这些服务器系统生成的。部分地由于生成大量的热，这些服务器通常安装在机架上，并且经由内部风扇和/或附接到机架背面或服务器生态系统内的其它地方的风扇来进行空气冷却。随着对越来越多的处理和存储资源进行访问的需求继续扩大，服务器系统的密度(即，放置在单个服务器上的处理能力和/或存储装置的量、放置在单个机架中的服务器的数目、和/或部署在单个服务器群(server farm)中的服务器和或机架的数目)继续增大。随着对增加这些服务器系统中的处理或存储密度的期望而产生的热挑战仍然是显著的障碍。常规冷却系统(例如，基于风扇的冷却系统)需要大量的功率，并且驱动此类系统所需的功率成本随着服务器密度的增加而指数地增加。因此，存在对用于冷却这些服务器的高效率、低功耗的系统的需求，同时考虑到所需要的增加的这些服务器系统的处理和/或存储密度。

两相浸没冷却是用于高性能服务器计算市场的新兴冷却技术，其依赖于在将液体(冷却流体)气化成气体的过程中吸收的热(即，气化的热)。本申请中所用的工作流体必须满足某些在应用中可行的要求。例如，运行期间的沸腾温度应该在介于例如30℃至75℃之间的范围内。一般来讲，该范围适应于将服务器部件维持在足够冷的温度，同时允许将热有效地耗散到最终散热器(例如，外部空气)。工作流体必须是惰性的，使得其与构造材料和电气部件相容。某些全氟化材料和部分氟化材料满足这些要求。

在典型的两相浸没冷却系统中，服务器浸入工作流体浴(具有沸腾温度T_b)中，该工作流体浴被密封并保持在大气压或接近大气压下。整合到罐中的蒸气冷凝器由温度为Tw的水冷却。在运行期间，在稳定回流建立之后，由沸腾的工作流体产生的工作流体蒸气在其冷凝回液态时形成离散的蒸气水平。该层上方为“顶部空间”，即不可冷凝气体(通常为空气)、水蒸汽和工作流体蒸气的混合物，该工作流体蒸气处于介于Tw和罐外环境空气温度T_amb之间的某个温度下。这3个不同的相(液相、蒸气相和顶空相)占据罐内的体积。