数据中心机架组件的制作方法

本技术总体上涉及数据中心内电子设备机架组件的冷却技术。特别地，本技术提出了一种用于对机架组件和浸入式冷却机架组件提供强制空气冷却、液块冷却的混合冷却装置。

背景技术：

1、数据中心和其他大型计算设施可以容置数千甚至数万个机架安装式电子计算设备(例如服务器、处理器等)。在操作期间，机架安装式设备的电子处理组件——可以包含密集型处理单元比如中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、神经处理单元(npu)、张量处理单元(tpu)等——产生大量热，这些热必须被消除或至少被耗散，以避免各个电子部件的故障并确保可靠且一致的操作。

2、已实施各种措施来解决由一个或更多个电子处理组件产生的热。一种措施提供了独立的自主式机架构型100，该自主式机架构型实施了强制通空气的冷却技术和直接液块冷却技术的组合，以用于对一个或更多个生热电子处理组件140进行冷却。在代表性实施方式中，如图1所示，自主式机架构型100包括机架框架110，该机架框架110用于容置一个或更多个生热电子处理组件140(例如服务器)。

3、自主式机架构型100包括第一冷却环路102和第二冷却环路104。液-液热交换器175——例如板式热交换器(phex)——被实施为将第一冷却环路102和第二冷却环路104进行热连接。第一冷却环路102和第二冷却环路104包括分别用于使流体在各环路中循环的第一泵135和第二泵195。

4、在第一冷却环路102内，第一热传递液体(例如介电液体)从液-液热交换器175的第一侧177输送到被布置在直接冷却式液块装置150中的多个液体冷却块152，该液体冷却块152被布置成与一个或更多个生热电子处理组件140直接热接触，以使冷却效率最大化。例如，液体冷却块152可以以串联或并联的方式流体连接至彼此。液体冷却块152配备有内部流体分布通道(未示出)，以促使第一热传递液体流动穿过该内部流体分布通道。第一热传递液体在液体冷却块152内流动时收集来自生热电子处理组件140的热能，并被进一步重新引导至液-液热交换器175的第一侧177。

5、由第一热传递液体收集的热能被传递到液-液热交换器175内的第二冷却环路104。

6、在第二冷却环路104内，第二冷却流体被提供至液-液热交换器175的第二侧179，以使得：在使用中，第二冷却流体可以收集第一热传递液体的热能。更具体地，第二侧179与第一侧177热耦接以在第一侧177的温度高于第二侧179的温度时将热从第一侧177传递到第二侧179。较热的第二冷却流体被进一步循环返回到外部热交换器120(例如干式冷却器)，以对较热的第二冷却流体进行冷却。

7、在第二传递液体被外部热交换器120冷却后，第二热传递液体被引导至气-液热交换器165，该气-液热交换器可以实施在机架框架110内或机架框架110上，气-液热交换器165配备有强制通空气的风扇180。热交换器165因此接收较冷的第二热传递液体。热交换器165包括内部流体导管，该内部流体导管用于使较冷的第二热传递液体在整个热交换器165内循环。更具体地，热交换器165在使用中将被加热的环境空气的热能传递至在热交换器165的内部流体导管中循环的较冷的第二热传递液体。因此，经冷却的空气通过强制通空气的风扇180从机架框架110排出。因此，这可以对机架框架110附近的环境空气进行冷却。

8、用于解决由电子处理组件产生的热而实施的另一措施涉及浸入式冷却(ic)机架构型200。在代表性实施方式中，如图2所示，ic机架构型200包括机架框架202，该机架框架结合有浸入式壳体204，该浸入式壳体容纳有介电浸入式冷却流体206。一个或更多个电子处理组件210a至210n与蛇形对流盘管220一起浸没在介电浸入式冷却流体206内。

9、ic机架构型200还实施了冷却液块装置216，该冷却液块装置被构造成将来自流体入口121的较冷的热传递液体(例如水)供给至蛇形对流盘管220。蛇形对流盘管220构造成具有多个中空通道盘管，该中空通道盘管接收较冷的热传递液体并在内部对较冷的热传递液体进行导引，以降低周围的介电冷却流体206的温度，并且经由装置216将较冷的冷却液体引导至液块212a至212n。如上所述，液体冷却块212a至212n被布置成与一个或更多个电子处理组件210a至210n直接热接触，并配备有内部流体分布通道214a至214n，以促使较冷的冷却液体流动穿过内部流体分布通道。

10、因此，直接冷却式液块装置216进行操作，以使得：引导较冷的冷却液体流动穿过蛇形对流盘管220以降低周围的介电冷却流体206的温度、引导较冷的冷却液体流动通过液体冷却块212a至212n的内部通道214a至214n以降低对应的一个或更多个电子处理组件210a至210n的温度、以及使被一个或更多个电子处理组件210a至210n加热的温暖的冷却液体流动返回至较热的液体出口122。

11、尽管上述代表性自主式机架构型和ic机架构型已被证明可以为生热电子处理组件提供重要的冷却措施，但应理解的是，在机架组件内大规模实施不同的冷却装置来支持这些不同的构型可能会使数据中心的成本过高。

12、因此，人们有兴趣开发一种混合式冷却装置，该混合式冷却装置利用不同的自主式机架构型和ic机架构型的某些特点来提供下述冷却措施：这些冷却措施能够有效地支持数据中心机架组件内共存的自主式机架和ic机架的冷却需求。

技术实现思路

1、本公开的实施方式是基于开发人员对常规介电流体浸入式冷却系统相关缺点的理解而提供的，该浸入式冷却系统用于对包含生热部件的电子组件进行冷却。

2、为解决这些缺点，本公开的实施方式提供了一种机架组件构型，该机架组件构型包括流体连接至热交换器的机架，并且该机架组件构型包括：至少一个电子处理组件；第一内部流体导管，该第一内部流体导管被构造成接收冷却液体并使冷却液体在整个至少一个第一液体冷却块中循环，该至少一个第一液体冷却块具有第一内部流体分布通道，该第一内部流体分布通道被布置成与至少一个第一电子处理组件热接触。

3、机架组件构型还包括浸入式冷却(ic)机架，该浸入式冷却机架包括介电浸入式冷却流体、浸入在介电浸入式冷却流体中的至少一个第二电子处理组件、第二内部流体导管，该第二内部流体导管被构造成接收从至少一个第一液体冷却块离开的冷却流体并且还被构造成使冷却流体在整个至少一个第二液体冷却块中循环，该第二液体冷却块具有第二内部流体分布通道，该第二内部流体分布通道被布置成与至少一个第二电子处理组件热接触。

4、机架组件构型还包括液体冷却分布装置，该液体冷却分布装置被配置成对冷却液体在整个机架和ic机架中循环的分布进行控制，该液体冷却分布装置包括：第一液体流量分布通道部段，该第一液体流量分布通道部段被构造成使来自冷却液体源的冷却液体行进至机架；第二液体流量分布通道部段，该第二液体流量分布通道部段被构造成使来自机架的冷却液体行进至ic机架。

5、机架组件构型的其他方面包括：第一温度传感器，该第一温度传感器联接至第一液体流量分布通道部段并被配置成对冷却液体源的温度进行检测；第二温度传感器，该第二温度传感器联接至第二液体流量分布通道部段并被配置成对从自主式机架行进来的冷却液体的温度进行检测；以及控制器，该控制器被配置成使得：当第一温度传感器检测到冷却液体源的温度小于或等于第一温度范围时，将二通流量控制阀控制成关闭并将三通流量控制阀控制成打开，以及使来自机架的冷却液体经由第三液体流量分布通道部段行进至ic机架。

6、机架组件构型的另外方面提供了：控制器还被配置成使得：当第二温度传感器检测到从机架输出的冷却液体的温度小于或等于第二温度范围时，将二通流量控制阀控制成关闭并将三通流量控制阀控制成打开，以及使来自机架的冷却液体经由第三液体流量分布通道部段行进至ic机架；以及，控制器还被配置成使得：当第二温度传感器检测到从机架输出的冷却液体的温度处于比第二温度范围大的第三范围中时，将三通流量控制阀控制成关闭并将二通流量控制阀控制成打开，以及使来自由第四液体流量分布通道部段提供的冷却液体源的冷却液体经由第三液体流量分布通道部段行进至ic机架。

7、机架组件构型的其他方面提供了：由第一温度传感器检测到的第一温度范围包括约20℃至25℃，由第二温度传感器检测到的第二温度范围包括约40℃至46℃，以及由第二温度传感器检测到的第三温度范围包括约47℃或更高。

8、本公开的实施方式另外提供了一种用于机架组件构型的液体冷却方法，该机架组件构型包括共存于同一机架组件内的自主式机架和浸入式冷却(ic)机架。自主式机架包括第一内部流体导管，该第一内部流体导管被构造成接收冷却液体并使冷却液体在整个至少一个第一液体冷却块中循环，以及ic机架包括第二内部流体导管，该第二内部流体导管被构造成接收从至少一个第一液体冷却块离开的冷却液体，并且还被构造成使冷却液体在整个至少一个第二液体冷却块中循环。机架组件构型还包括设置在自主式机架的输入侧处的第一温度传感器、设置在自主式机架的输出侧处的第二温度传感器、被配置成对由第一温度传感器和第二温度传感器提供的检测温度进行接收的流量控制器、以及位于自主式机架与ic机架之间的液体流量分布通道设施，该液体流动分布通道设施包括二通流量控制阀和三通流量控制阀。

9、液体冷却方法包括：通过第一温度传感器对自主式机架的输入侧的温度进行检测、通过第二温度传感器对自主式机架的输出侧的温度进行检测、以及将检测到的输入侧的温度和输出侧的温度传送至流量控制器。

10、该方法还包括：如果传送至流量控制器的检测到的输入侧的温度在约20℃至25℃的范围内，则流量控制器指示二通流量控制阀关闭同时指示三通流量控制阀打开，以使从自主式机架输出的冷却液体能够流动至ic机架。如果传送至流量控制器的检测到的输入侧的温度高于约20℃至25℃并且传送到的检测到的输出侧的温度在约40℃至46℃的范围内，则流量控制器指示二通流量控制阀关闭同时指示三通流量控制阀打开，以使从自主式机架输出的冷却液体能够流动至ic机架。此外，如果传送至流量控制器的检测到的输出侧的温度高于约40℃至46℃的范围，则流量控制器指示三通流量控制阀关闭同时指示二通流量控制阀打开，以使来自冷却液体源的冷却液体的流能够行进至ic机架。

11、在本说明书的上下文中，除非另外明确规定，否则电子设备可以指但不限于指“服务器”、“电子装置”、“操作系统”、“系统”、“基于计算机的系统”、“控制器单元”、“监测装置”、“控制装置”和/或其适合当前相关任务的任何组合。

12、在本说明书的上下文中，除非另有明确规定，否则用语“第一”、“第二”、“第三”等被用作形容词，仅是为了允许对它们所修饰的名词彼此进行区分的目的，而不是为了描述这些名词之间的任何特定关系。

13、本技术的实现方式均具有上述目的和/或方面中的至少一者，但不一定具有全部上述目的和/或方面。应理解的是，由于试图实现上述目的而产生的本技术的一些方面可能不满足该目的和/或可能满足本文未具体叙述的其他目的。

14、本技术的实现方式的附加的和/或替代的特征、方面和优点将根据以下描述、附图和所附权利要求而变得明显。