浸入式冷却系统的制作方法

1.本揭示涉及一种浸入式冷却系统。


背景技术：

2.在浸入式冷却系统中，冷却液被杂质污染是常见的问题，因此，有需要对冷却液进行过滤。在抽出冷却液进行过滤的过程中，须留意冷却液通过管路或阀件会发生压降，可能进一步导致孔蚀现象(cavitation)。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本揭示的一目的在于提出一种具备过滤功能且能防止孔蚀现象发生的浸入式冷却系统。
4.为达成上述目的，依据本揭示的一些实施方式，一种浸入式冷却系统包含冷却槽以及过滤系统。冷却槽配置以容纳冷却液以及浸入冷却液的电子装置。过滤系统包含管路、水泵、滤心以及冷却装置。管路与冷却槽流体连通。水泵设置在管路，并配置以驱动冷却液流过管路。滤心设置在管路，并配置以过滤冷却液。冷却装置设置在管路，并配置以将冷却液降温。管路具有入口端，入口端连接冷却槽。冷却装置位于水泵与管路的入口端之间。
5.在本揭示的一或多个实施方式中，冷却装置配置以将冷却液的温度降至管路内的压力所对应的饱和温度以下。
6.在本揭示的一或多个实施方式中，管路还具有出口端，出口端连接冷却槽。滤心位于水泵与管路的出口端之间。
7.在本揭示的一或多个实施方式中，滤心连接水泵的出口。
8.在本揭示的一或多个实施方式中，冷却装置连接水泵的入口。
9.在本揭示的一或多个实施方式中，水泵配置以驱动冷却液依序通过冷却装置、水泵以及滤心。
10.在本揭示的一或多个实施方式中，滤心配置以去除冷却液中的粒子、塑化剂以及水气的至少一者。
11.在本揭示的一或多个实施方式中，滤心包含滤网、半透膜以及活性碳的至少一者。
12.在本揭示的一或多个实施方式中，水泵的位置低于冷却液在冷却槽中的液面。
13.在本揭示的一或多个实施方式中，冷却装置配置以循环一液体或一气体与冷却液进行热交换。
14.在本揭示的一或多个实施方式中，管路延伸进入冷却槽中，并具有位于冷却槽中的出口端。滤心设置在管路的出口端上。
15.在本揭示的一或多个实施方式中，管路还具有出口端，出口端连接冷却槽，并位于冷却液在冷却槽中的液面之上。
16.综上所述，本揭示的浸入式冷却系统的过滤系统包含设置在水泵前的冷却装置，冷却液流经冷却装置降温后才进入水泵，藉此避免孔蚀现象的发生。
附图说明
17.为使本揭示的上述及其他目的、特征、优点与实施方式能更明显易懂，附图的说明如下：
18.图1为示出依据本揭示一实施方式的浸入式冷却系统的示意图；
19.图2为示出依据本揭示另一实施方式的浸入式冷却系统的示意图；
20.图3为示出依据本揭示另一实施方式的浸入式冷却系统的示意图。
21.附图标号说明：
22.10,10a,10b:浸入式冷却系统
23.20:冷却槽
24.30:冷却液
25.35:汽化的冷却液
26.37:液面
27.41,72:冷凝器
28.50:壳体
29.56:封闭空间
30.61:阀门
31.70:回收系统
32.74:回收管路
33.77:逆止阀
34.90,90a,90b:过滤系统
35.91,91a,91b:管路
36.92:水泵
37.93:滤心
38.94:冷却装置
39.95:连接器
40.a:入口端
41.b:出口端
42.c:入口
43.d:出口
44.e:电子装置
具体实施方式
45.为使本揭示的叙述更加详尽与完备，可参照的附图及以下所述各种实施方式。附图中的各组件未按比例绘制，且仅为说明本揭示而提供。以下描述许多实务上的细节，以提供对本揭示的全面理解，然而，本领域技术人员应当理解可在没有一或多个实务上的细节的情况下实施本揭示，因此，该些细节不应用以限定本揭示。
46.请参照图1。图1为示出依据本揭示一实施方式的浸入式冷却系统10的示意图。浸入式冷却系统10包含冷却槽20，冷却槽20配置以容纳冷却液30以及浸入冷却液30的一或多个电子装置e。电子装置e例如是计算机服务器或数据储存装置。电子装置e配置以自一电源
接收电力而运行，并在运行过程中产生热。冷却液30配置以接触电子装置e，并从电子装置e吸热，以控制电子装置e的温度，避免电子装置e过热。冷却液30为非导电液体，例如是介电液。
47.如图1所示，于一些实施方式中，冷却槽20中的冷却液30从电子装置e吸热而部分汽化，冷却槽20位在冷却液30之上的部分包含汽化的冷却液35。浸入式冷却系统10进一步包含冷凝器41，冷凝器41设置在冷却槽20中，并配置以执行冷凝作业，冷凝作业包含使冷却槽20中至少部分的汽化的冷却液35凝结成冷却液30。在上述二相式冷却方法中，冷却液30重复从电子装置e吸热而汽化以及被冷凝器41转换回液态的流程，藉此协助电子装置e散热。
48.如图1所示，浸入式冷却系统10进一步包含过滤系统90，过滤系统90连接冷却槽20，并配置以从冷却槽20中抽出冷却液30进行过滤，以去除冷却液30中的杂质(例如：存在冷却槽20中或是电子装置e中的杂质可能掺入冷却液30)。去除冷却液30中的杂质有助于提升浸入式冷却系统10的效率。
49.如图1所示，过滤系统90包含管路91，管路91与冷却槽20流体连通。管路91具有入口端a以及出口端b，入口端a以及出口端b皆连接冷却槽20，且入口端a以及出口端b的位置皆低冷却槽20中的冷却液30的液面37。入口端a为冷却液30流入管路91的一端，而出口端b为冷却液30流出管路91的一端。
50.如图1所示，过滤系统90还包含水泵92，水泵92设置在管路91，并配置以驱动冷却液30流过管路91。在水泵92的驱动下，冷却槽20中的冷却液30从入口端a流入管路91，并从出口端b流出管路91。
51.如图1所示，过滤系统90还包含滤心93，滤心93设置在管路91，并配置以过滤通过管路91的冷却液30。滤心93可将冷却液30中的杂质去除，提升浸入式冷却系统10的效率。于一些实施方式中，滤心93配置以去除冷却液30中的粒子、塑化剂以及水气的至少一者。于一些实施方式中，滤心93包含滤网、半透膜以及活性碳的至少一者。于一些实施方式中，滤心93的两端设置有连接器95，滤心93透过连接器95可拆装地连接管路91，如此一来，滤心93的替换更为便利。于一些实施方式中，连接器95为快速连接(quick connect)。
52.在二相式冷却方法中，冷却槽20中的冷却液30维持在接近沸点的温度。冷却液30通过管路91时，管路91本身或是管路91中的组件会造成冷却液30的压损，此外，冷却液30进入水泵92的低压区也会出现压降。此等因素造成冷却液30的压力降到饱和蒸汽压以下，导致冷却液30中形成气泡。上述气泡在受到高压时(例如：通过水泵92时)可能破裂，气泡的破裂会产生冲击波，造成系统部件损坏或是震动/噪音等问题。
53.有鉴于上述问题，如图1所示，过滤系统90还包含冷却装置94，冷却装置94设置在管路91，并配置以将通过管路91的冷却液30降温。冷却装置94位于水泵92与管路91的入口端a之间，因此，流入管路91的冷却液30先经过冷却装置94降温后才进入水泵92。如此一来，可以降低冷却液30的饱和蒸汽压，从而降低孔蚀现象发生的机会，延长水泵92的寿命并减少震动/噪音。于一些实施方式中，冷却装置94配置以将冷却液30的温度降至管路91内的压力所对应的饱和温度以下。于一些实施方式中，冷却装置94连接水泵92的入口c。
54.于一些实施方式中，冷却装置94包含液对液或气对液的热交换器。于一些实施方式中，冷却装置94配置以循环一液体或一气体与冷却液30进行热交换，以降低冷却液30的
温度。
55.如图1所示，于一些实施方式中，滤心93位于水泵92与管路91的出口端b之间，因此，流入管路91的冷却液30先经过水泵92后才进入滤心93被过滤。在其他实施方式中，滤心93也可以设置在管路91的出口端b上。
56.因滤心93也会将造成冷却液30的压损，将滤心93设置在水泵92与管路91的出口端b之间或设置在管路91的出口端b上的做法，使冷却液30在进入水泵92前能免于滤心93造成的额外压损，因此，能进一步降低孔蚀现象在水泵92发生的机会。除此之外，将滤心93设置在水泵92与管路91的出口端b之间或设置在管路91的出口端b上也能减轻冷却装置94的负担，因为若冷却液30先通过滤心93再进入水泵92，冷却装置94因滤心93造成的额外压损而需要将冷却液30的降至更低的温度来防止孔蚀现象的发生。
57.如图1所示，于一些实施方式中，滤心93连接水泵92的出口d。于一些实施方式中，水泵92配置以驱动冷却液30依序通过冷却装置94、水泵92以及滤心93，换言之，在冷却液30的流动路径上，冷却装置94位在水泵92之前，而水泵92位在滤心93之前。
58.如图1所示，于一些实施方式中，水泵92的位置低于冷却液30在冷却槽20中的液面37。利用水泵92与液面37的高低落差，可以增加冷却液30的压力，进一步降低孔蚀现象在水泵92发生的机会。于一些实施方式中，水泵92位于冷却槽20之下。
59.一般而言，冷却槽20内部的气压与电子装置e的负载呈正相关。具体而言，当电子装置e的负载增加时(例如：当电子装置e的运算量增加时)，电子装置e在单位时间内产生较多的热，使冷却液30更快速地汽化，冷却槽20的气压因而上升。反之，当电子装置e的负载降低时，电子装置e在单位时间内产生较少的热，使冷却液30的汽化减慢，冷却槽20的气压因而下降。
60.如图1所示，于一些实施方式中，浸入式冷却系统10进一步包含壳体50。壳体50覆盖在冷却槽20的一侧以形成封闭空间56，封闭空间56具有固定的体积。在所示的实施方式中，壳体50覆盖在冷却槽20的顶部。于一些实施方式中，壳体50可包含金属、玻璃、压克力、其他合适的材料或上述材料的任意组合。
61.如图1所示，于一些实施方式中，浸入式冷却系统10进一步包含阀门61。阀门61具有两端口分别连通封闭空间56以及冷却槽20位在冷却液30之上的部分(亦即，冷却槽20中具有汽化的冷却液35的空间)。阀门61配置以在开启状态与关闭状态之间切换。当阀门61处于开启状态时，阀门61允许气体在封闭空间56与冷却槽20之间流通。当阀门61处于关闭状态时，阀门61阻止气体在封闭空间56与冷却槽20之间流通。
62.承上所述，阀门61配置以因应于冷却槽20的气压超过第一上限值而开启，使气体从冷却槽20流向封闭空间56，藉此降低冷却槽20的气压。从冷却槽20流向封闭空间56的气体包含汽化的冷却液35，除此之外，亦可能包含混入汽化的冷却液35的其他气体，例如空气或水蒸气。
63.在本揭示的浸入式冷却系统10中，冷却槽20内部气压过高时，冷却槽20的气体排出到位于冷却槽20一侧的封闭空间56而不直接排出到大气，如此一来，可以避免汽化的冷却液35流失。封闭空间56收集的汽化的冷却液35可以被回收至冷却槽20再利用。
64.如图1所示，于一些实施方式中，浸入式冷却系统10进一步包含回收系统70，回收系统70配置以将封闭空间56收集的汽化的冷却液35回收至冷却槽20再利用。回收系统70包
含冷凝器72以及回收管路74。冷凝器72设置在封闭空间56中，并配置以使封闭空间56中的汽化的冷却液35凝结。回收管路74具有相对的两端，一端连接封闭空间56，另一端连接冷却槽20。回收管路74配置以导引冷凝器72凝结产生的冷却液30流入冷却槽20。于一些实施方式中，回收管路74包含逆止阀77，逆止阀77配置以阻止冷却液30或汽化的冷却液35从冷却槽20逆流至封闭空间56。
65.请参照图2，本实施方式的浸入式冷却系统10a与图1所示的实施方式的一差异处，在于过滤系统90a的管路91a穿越冷却槽20的壁面延伸进入冷却槽20中，使得管路91a的出口端b位于冷却槽20中。另外，在本实施方式中，过滤系统90a的滤心93设置在管路91a的出口端b上，因此，滤心93也位在冷却槽20中，且滤心93浸入冷却液30。
66.请参照图3。本实施方式的浸入式冷却系统10b与图1所示的实施方式的差异处在于过滤系统90b的管路91b的出口端b位于冷却液30在冷却槽20中的液面37之上，因此，冷却液30在经过过滤系统90b的过滤后从液面37之上的部分回流至冷却槽20。于一些实施方式中，管路91b的出口端b连接在冷却槽20的一倾斜壁面。
67.综上所述，本揭示的浸入式冷却系统的过滤系统包含设置在水泵前的冷却装置，冷却液流经冷却装置降温后才进入水泵，藉此避免孔蚀现象的发生。
68.尽管本揭示已以实施方式揭示如上，然其并非用以限定本揭示，本领域技术人员，于不脱离本揭示的精神及范围内，当可作各种的更改与润饰，因此本揭示的保护范围当视后附的申请权利要求所界定的为准。