控制用于液體浸沒式電子器件陣列的冷卻液壓力和冷卻液流的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子陣列系統(tǒng)的液體浸沒式冷卻，該電子陣列例如可以為液體浸沒式服務(wù)器(LSS)計(jì)算機(jī)，刀片服務(wù)器，磁盤陣列/存儲(chǔ)系統(tǒng)，固態(tài)存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)，存儲(chǔ)通信系統(tǒng)，電信設(shè)施/轉(zhuǎn)接器件，有線的、光學(xué)的以及無線的通信裝置，單元處理器裝置、打印機(jī)、電源等等。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)液體浸沒式冷卻電子器件被部署時(shí)，流體分配系統(tǒng)在陣列中的各個(gè)器件之間提供互聯(lián)，且需要用于液體的冷卻液泵。液體浸沒式電子器件陣列的示例包括機(jī)架系統(tǒng)中的流體浸沒式服務(wù)器(LSS)陣列。美國(guó)專利7，905，106,7,911,793以及8，089，764公開了機(jī)架系統(tǒng)中的LSS陣列示例。
[0003]為了使陣列中的液體浸沒冷卻電子器件能夠理想地運(yùn)行，冷卻液應(yīng)以特定范圍內(nèi)的流速和壓力被傳送到各個(gè)器件。機(jī)架中器件的排列布局以及流體分配系統(tǒng)自身的設(shè)計(jì)使得以請(qǐng)求流速和壓力進(jìn)行的冷卻液傳送變得困難，這是因?yàn)榇嬖诟鞣N變數(shù)，例如，由于在機(jī)架中高度的提升(靜落差)引起的壓力損耗、由于摩擦損耗引起的累積壓力降，其中，摩擦損耗是由于沿著用于器件陣列中各個(gè)位置/器件的流體的流動(dòng)路徑而產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在這里描述了與位于機(jī)架中液體浸沒式電子器件陣列一起使用的流體傳送系統(tǒng)。該流體傳送系統(tǒng)允許泵送系統(tǒng)產(chǎn)生比所述陣列中最差情況下器件/位置(即:由于相對(duì)泵遠(yuǎn)離泵、在陣列中處于最高位置處和/或經(jīng)歷最大壓力降和流量降低的那些器件)所需冷卻液壓力和冷卻液流更高的冷卻系統(tǒng)流體壓力和流體流，以及向所述陣列中的每個(gè)電子器件提供均勻的壓力和冷卻液流。對(duì)冷卻液的流量和壓力進(jìn)行控制有助于對(duì)陣列中器件進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s，且有助于防止對(duì)陣列中被浸沒器件產(chǎn)生損害。
[0005]該流體傳送系統(tǒng)的一示例性應(yīng)用包括與設(shè)置在機(jī)架系統(tǒng)中的LSS陣列的一起使用。盡管如此，在這里描述的流體傳送系統(tǒng)原理可以用于電子器件陣列被液體浸沒冷卻的其他應(yīng)用中，電子器件包括但不限于刀片服務(wù)器，磁盤陣列/存儲(chǔ)系統(tǒng)，固態(tài)存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)，存儲(chǔ)通信系統(tǒng)，路由器，電信設(shè)施/轉(zhuǎn)接器件，有線的、光學(xué)的以及無線通信裝置，單元處理器裝置，打印機(jī)，電源等等。
[0006]如前所示，無論器件位于陣列中哪里，陣列中的每個(gè)電子器件承受相同的壓力。另夕卜，無論泵速發(fā)生任何變化，流體壓力仍優(yōu)選地為一常數(shù)。例如，當(dāng)泵速低或位于最小速度時(shí)，第一流體壓力被提供給每個(gè)電子器件。當(dāng)泵速高或位于最大速度時(shí)，第二流體壓力被提供給每個(gè)電子器件。第一和第二流體壓力之間僅相差一相對(duì)極小數(shù)值，或在一些實(shí)施例中，第一和第二流體壓力相等。
[0007]該流體傳送系統(tǒng)可具有任何適用于獲取均勻壓力傳送的結(jié)構(gòu)。該流體傳送系統(tǒng)可包括一些組件，例如，泵、過濾器、換熱器、流體歧管、流體旁通管道以及類似組件。流體傳送系統(tǒng)中流體流經(jīng)的每個(gè)組件都會(huì)產(chǎn)生影響傳送壓力的流量限制。因此，在這里提供了該流體傳送系統(tǒng)，從而由各種組件提供的各種流量限制使得電子器件的內(nèi)計(jì)示壓力被調(diào)節(jié)，減少了與泵速變化相關(guān)的壓力變化的范圍。這可以保護(hù)為密封外殼的電子器件外殼，允許該外殼的簡(jiǎn)化“壓力容器”設(shè)計(jì)。
[0008]在一實(shí)施例中，一系統(tǒng)包括:
[0009]電子器件的陣列，所述陣列包括至少兩個(gè)垂直層，每個(gè)垂直層包括所述電子器件中的至少兩個(gè)電子器件，該兩個(gè)電子器件被配置為通過冷卻液液體浸沒冷卻。另外，一流體傳送系統(tǒng)將冷卻液傳送到所述電子器件。該流體傳送系統(tǒng)用于產(chǎn)生比陣列中最差情況下電子器件位置所需冷卻液壓力和冷卻液流更高的冷卻液壓力和冷卻液流，以及用于向所述陣列中的每個(gè)電子器件提供均勻的冷卻液壓力。
[0010]在另一實(shí)施例中，提供了使用在冷卻液中浸沒冷卻電子器件陣列的方法。所述電子器件的陣列被排列為至少兩個(gè)垂直層，每個(gè)垂直層包括所述電子器件中的至少兩個(gè)電子器件。該方法包括:提供一流體傳送系統(tǒng)，以用于將冷卻液傳送到每個(gè)垂直層中的電子器件；對(duì)所述流體傳送系統(tǒng)進(jìn)行配置，以產(chǎn)生比所述陣列中最差情況下電子器件位置所需冷卻液壓力和冷卻液流更高的冷卻液壓力和冷卻液流，以及向所述陣列中的每個(gè)電子器件提供均勻的冷卻液壓力和冷卻液流。
[0011]在另一實(shí)施例中，提供了一流體傳送系統(tǒng)，所述流體傳送系統(tǒng)用于將冷卻液傳送到一機(jī)架不同垂直層上的多個(gè)液體浸沒式冷卻電子器件。該流體傳送系統(tǒng)包括:位于所述機(jī)架每一垂直層的冷卻液傳送歧管以及冷卻液回流歧管，每根冷卻液傳送歧管以及冷卻液回流歧管用于與各自垂直層的電子器件中的多個(gè)電子器件連接。該系統(tǒng)還可以包括:旁通管，所述旁通管與每一垂直層的冷卻液傳送歧管以及冷卻液回流歧管流體連接；以及局部調(diào)節(jié)流經(jīng)所述旁通管的壓力和流量的壓力和/或流量調(diào)節(jié)器件。
【附圖說明】
[0012]圖1為L(zhǎng)SS機(jī)架安裝陣列的前視立體圖，其中，LSS機(jī)架安裝陣列與本申請(qǐng)描述的流體傳送系統(tǒng)流體連通；
[0013]圖2為L(zhǎng)SS陣列的后視立體圖，圖中未示出關(guān)聯(lián)的機(jī)架結(jié)構(gòu)；
[0014]圖3為移除LSS后的流體傳送系統(tǒng)的一部分的前視立體圖；
[0015]圖4為圖3中流體傳送系統(tǒng)的后視立體圖；
[0016]圖5為一垂直層的LSS的后視立體圖，該一垂直層的LSS與流體傳送系統(tǒng)的一部分連接；
[0017]圖6為流體傳送系統(tǒng)的冷卻液分配單元的立體圖，其中，用于該單元的外殼箱體被移除，以顯示該單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
[0018]圖7為圖6中移除支撐結(jié)構(gòu)后的冷卻液分配單元的前視立體圖，以清楚地顯示該單元;
[0019]圖8示出了冷卻液分配單元中多個(gè)泵中的一個(gè)泵以及與該泵的泵出口連接的分配歧管；
[0020]圖9為與LSS陣列流體連接的冷卻液分配單元的示意圖；
[0021]圖10為一立體圖，該立體圖示出了圖3中流體傳送系統(tǒng)的一部分以及示出了該流體傳送系統(tǒng)在使用中如何相對(duì)圖6的冷卻液分配單元被定位。
【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1和圖2示出了液體浸沒式冷卻電子器件12的機(jī)架安裝陣列10的一示例。多個(gè)器件12以如下方式被安裝在機(jī)架14上:陣列10包括至少兩個(gè)垂直層A、B…n，每個(gè)垂直層包括至少一個(gè)電子器件12。在示出的示例中有8個(gè)垂直層，在每層中有8個(gè)器件12。
[0023]在示出的示例中，器件12為L(zhǎng)SS，在下述描述中將器件12描述為L(zhǎng)SS。盡管如此，在這里描述的原理可以用于電子器件陣列被液體浸沒冷卻的其他應(yīng)用中，電子器件包括但不限于刀片服務(wù)器，磁盤陣列/存儲(chǔ)系統(tǒng)，固態(tài)存儲(chǔ)裝置，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)，存儲(chǔ)通信系統(tǒng)，路由器，電信設(shè)施/轉(zhuǎn)接裝置，有線的、光學(xué)的以及無線通信裝置，單元處理器裝置，打印機(jī)，電源等等。
[0024]如進(jìn)一步在美國(guó)專利7，905, 106,7, 911，793以及8，089, 764中所述，在這里通過引用將其內(nèi)容全部包括進(jìn)來，每個(gè)LSS包括密封的不透液機(jī)箱，該機(jī)箱包括設(shè)置在其內(nèi)部空間的單一邏輯電路板或多個(gè)邏輯電路板。邏輯電路板包括大量發(fā)熱電子元件，這些元件包括至少一個(gè)處理器，例如，CPU或GPU。該機(jī)箱包括液體入口和液體出口，通過液體入口和液體出口，液體可被引入和排出內(nèi)部空間。在使用中，機(jī)箱包括浸沒LSS發(fā)熱元件的冷卻液，這樣，被浸沒的元件直接與機(jī)箱內(nèi)部的冷卻液接觸。在與電子元件進(jìn)行熱交換后，冷卻液通過液體出口被移除，并在換熱器中被冷卻，之后通過液體入口再返回機(jī)箱。
[0025]冷卻液可以是但不限于是介電液體。冷卻液可以是單相的或兩相的。優(yōu)選地，冷卻液具有足夠高的熱轉(zhuǎn)移能力，以處理由被浸沒元件產(chǎn)生的大量熱量，這樣，冷卻液不會(huì)改變狀態(tài)。為了將希望被浸沒的發(fā)熱元件浸沒，每個(gè)機(jī)箱中提供了足夠多的液體。因此，在一些實(shí)例中，液體可幾乎充滿整個(gè)機(jī)箱12，而在其他實(shí)例中，液體只是部分充滿機(jī)箱12。
[0026]下面將進(jìn)一步描述的流體傳送系統(tǒng)20用于通過該系統(tǒng)傳送冷卻液。由于機(jī)架不同層A、B…η的高度的提升(靜落差)以及由于沿著液體流動(dòng)路徑的摩擦損耗引起的累積壓力降，其中，液體用于陣列10中每個(gè)器件12的每個(gè)位置，使得以請(qǐng)求的流速和壓力傳送冷卻液變得更加困難。流體傳送系統(tǒng)20用于抵補(bǔ)這些困難。流體傳送系統(tǒng)20為一密封系統(tǒng)，而不是直接排放到大氣中。
[0027]流體傳送系統(tǒng)20用于允許該流體傳送系統(tǒng)20的泵送系統(tǒng)產(chǎn)生比陣列中最差情況下器件12位置(即:由于相對(duì)泵遠(yuǎn)離泵、在陣列中處于最高位置處和/或經(jīng)歷最大壓力降和流量降低的那些器件)所需冷卻液壓力和冷卻