用于冷却剂分配单元的压力调节器组件
文献发布时间:2024-04-18 20:00:50
技术领域
电子装置(诸如,计算机、联网装置、电源单元等)在使用中时产生热量。冷却系统可被利用来从电子装置的部件中去除热量以使它们保持在期望的操作温度内。例如,一些冷却系统可使用具有一个或多个循环泵的冷却剂分配单元(CDU)来使冷却流体在闭合流体回路中循环,以从电子装置的部件中去除热量。
附图说明
下文将参考以下附图描述各种示例。
图1图示了根据本公开的示例实施方式的压力调节器组件的框图。
图2A图示了根据本公开的示例实施方式的具有冷却剂分配单元和多个电子装置的数据中心环境的框图。
图2B图示了根据本公开的示例实施方式的图2A的CDU的压力调节器组件的截面透视图。
图2C图示了根据本公开的示例实施方式的连接到驱动器流体组件的图2B的压力调节器组件的透视图。
图3图示了根据本公开的另一个示例实施方式的具有冷却剂分配单元的一部分和控制器的数据中心环境的一部分的框图。
图4图示了根据本公开的另一个示例实施方式的压力调节器组件的截面透视图。
图5图示了根据本公开的又一示例实施方式的压力调节器组件的截面透视图。
图6图示了根据本公开的示例实施方式的描绘操作压力调节器组件的方法的流程图,该压力调节器组件用于调节冷却剂分配单元中的冷却流体的操作压力。
具体实施方式
以下详细描述参考附图。出于解释的目的,参考图1-6中所图示的部件来描述某些示例。然而,所图示的部件的功能可重叠,并且可存在于更少或更大数量的元件和部件中。此外,所公开的示例可在各种环境中实施并且不限于所图示的示例。进一步地,结合图6来描述的操作序列是示例且并不旨在为限制性的。在可能的情况下,相同的附图标记在附图和以下描述中用于指代相同的或类似的部分。然而,将明确理解,附图仅用于图示和描述的目的。尽管在本文件中描述了若干个示例,但是修改、改编和其他实施方式是可能的。因此,以下详细描述不限制所公开的示例。相反,所公开的示例的正确范围可由所附权利要求限定。
如本文中所使用的,“操作压力”可指代冷却流体通过循环泵在冷却剂分配单元(CDU)的闭合流体回路中循环所处的压力。如本文中所使用的,“预定义压力”可指代在循环泵入口处的冷却流体的阈值压力,以使冷却流体在操作压力下在闭合流体回路中循环。如本文中所使用的,“最小阈值压力”可指代在循环泵入口处的冷却流体的最小压力,该最小压力是使冷却流体在操作压力下在闭合流体回路中循环所需的。如本文中所使用的,“预定义时间”可指代循环泵可以在预定义压力下接收冷却流体并在操作压力下在闭合流体回路中泵送冷却流体的阈值时间段。如本文中所使用的,“预定义体积水平”可指代可用于容纳冷却流体的气缸的内部体积的阈值体积水平。如本文中所使用的,“最大阈值体积水平”可指代可用于容纳冷却流体的气缸的内部体积的最大部分。如本文中所使用的,“最小阈值体积水平”可指代容纳冷却流体并维持闭合流体回路中的冷却流体的操作压力所需的气缸的内部体积的最小部分。如本文中所使用的,“流体地连接”指代两个或更多个部件以适当的方式连接,使得流体或流体的至少一部分可以直接地或间接地从一个部件传递或流动到另一个部件。
在包括使冷却流体在闭合流体回路中循环的CDU的冷却系统的情况下,由于冷却流体的压力尖峰和/或热膨胀和收缩所致,冷却流体可经历压力(例如,操作压力)变化。操作压力的此类变化可在一个或多个循环泵中引起气蚀现象,从而导致泵损坏。附加地,由于闭合流体回路内的蒸发和/或从CDU中的一个或多个管道接头滴落所致,CDU可倾向于随时间的推移而损失冷却流体的某一部分。因此,冷却流体的此类损失也可逐渐降低闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。当操作压力在预定义时间期间下降到预定义压力以下时,它也可在一个或多个循环泵中引起气蚀现象,从而导致泵损坏。进一步地,在管道中的某些压力点处也可出现气蚀现象,从而导致对管道造成损坏,因此导致过早的CDU失效。
为了解决与CDU的闭合流体回路中的冷却流体的压力变化相关的问题,一些冷却系统可在CDU中包括蓄能器,以调节冷却流体的操作压力变化。例如,连接到闭合流体回路的蓄能器可响应于冷却流体的压力尖峰和/或热膨胀和收缩来提供压力释放,以调节压力变化。因此,蓄能器可协助冷却流体维持闭合流体回路中的操作压力。蓄能器可通常在操作压力下在其内部体积中具有存储体积的工作流体(例如,冷却流体)。在此类情况下,连接到闭合流体回路的蓄能器可将存储的冷却流体的一部分推入闭合流体回路中和/或从闭合流体回路拉出冷却流体的一部分,以调节闭合流体回路中的压力变化。
类似地,为了解决与CDU的闭合流体回路中的冷却流体的损失相关的问题,一些冷却系统可在CDU中包括流体储器,以当操作压力在预定义时间段期间下降到预定义压力以下时将冷却流体的某一部分注入闭合流体回路中,从而使压力水平恢复到操作压力。因此,具有存储体积的冷却流体的流体储器可流体地连接到闭合流体回路,以将存储的冷却流体的某一部分注入闭合流体回路中。
然而,对于此类冷却系统,由于在CDU的闭合流体回路中循环的冷却流体可能不会频繁地经历压力变化,因此蓄能器中的存储的冷却流体可在蓄能器中长时间保持停滞。类似地,由于在闭合流体回路中循环的冷却流体可在很长一段时间内逐渐失去冷却流体的某一部分,因此流体储器中的存储的冷却流体可在流体储器中长时间保持停滞。通常,存储的冷却流体中的化学物质可降解和/或可从存储的冷却流体中出来(或从中释放)。因此,存储的冷却流体可降解,使得它不再维持某些性质,诸如腐蚀和生物生长抑制性质。此类性质对于最小化闭合流体回路的退化至关重要。结果,当存储的冷却流体的某一部分被推入和/或注入闭合流体回路中时,它可无意中将细菌和/或腐蚀性颗粒引入到闭合流体回路中,由此污染闭合流体回路中的冷却流体的全部混合物。因此,当此类冷却系统用于冷却电子装置时,这些电子装置可被迫经历不可避免的关断以替换被污染的冷却流体。进一步地,当冷却系统需要部件(例如,蓄能器)来调节压力并且需要单独的部件(例如,流体储器)来调节冷却流体的损失时,此类冷却系统可能是笨重的、占据更多的空间、并且维护起来可能是昂贵的。进一步地,为了维护和替换蓄能器和流体储器,电子装置可被迫单独地经历关断。
上述问题的技术解决方案可包括为CDU的闭合流体回路提供压力调节器组件。压力调节器组件可包括:气缸,其具有内部体积;以及第一和第二中空活塞,它们可滑动地连接到内部体积以将内部体积分割成具有冷却流体的第一体积部分、具有驱动器流体的第二体积部分、以及具有可压缩物质的第三体积部分。第一体积部分流体地连接到闭合流体回路,以允许经由压力调节器组件使闭合流体回路中的冷却流体连续流动,由此防止冷却流体的停滞。
第一活塞可通过存储在第三体积部分中的可压缩物质进行往复运动,以管理由于闭合流体回路中的冷却流体的压力尖峰和/或热膨胀和收缩所致而引起的压力(操作压力)变化。因此,具有可压缩物质的第三体积部分和具有冷却流体的第一体积部分连同第一中空活塞可充当闭合流体回路的蓄能器,以维持闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。
进一步地,第二活塞可由驱动器流体响应于在预定义时间段期间闭合流体回路中的冷却流体的预定义压降来可滑动地驱动,以将附加的冷却流体从第一体积部分注入闭合流体回路中,从而使压力水平恢复到操作压力。在预定义时间段期间的预定义压降可能是由于在一段时间内来自CDU的闭合流体回路或管道的冷却流体的损失所致而引起的。因此,具有驱动器流体的第二体积部分和具有冷却流体的第一体积部分连同第二中空活塞可充当冷却流体储器,以恢复闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。进一步地,具有驱动器流体的第二体积部分可经由第一中空活塞直接地或间接地驱动可压缩物质以对可压缩物质进行压缩,从而同时使第一体积部分中的冷却流体恢复到操作压力。
在本公开的一个或多个示例中,压力调节器组件可充当蓄能器和冷却流体储器的组合组件。因此,压力调节器组件可同时维持闭合流体回路中的冷却流体的操作压力以及使闭合流体回路中的冷却流体的压力水平恢复到操作压力。此外,与需要单独的蓄能器和冷却流体储器的冷却系统相比,压力调节器组件可更容易处理(handle)、更便宜,并且需要更少的安装空间。进一步地,具有压力调节器组件的电子装置可并未被迫单独地经历关断以进行维护和/或替换蓄能器和冷却流体储器。
因此,在本公开的一个或多个示例中,公开了一种用于冷却剂分配单元(CDU)的闭合流体回路的压力调节器组件。压力调节器组件包括气缸、第一中空活塞和第二中空活塞。气缸具有限定在入口和出口之间的内部体积。第一和第二中空活塞可滑动地连接到气缸以将内部体积分割成具有冷却流体的第一体积部分、具有驱动器流体的第二体积部分、以及具有可压缩物质的第三体积部分。第一体积部分流体地连接到CDU的闭合流体回路。第一中空活塞通过可压缩物质进行往复运动,以维持闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。第二中空活塞由驱动器流体响应于传感器检测到在预定义时间段期间闭合流体回路中的冷却流体的预定义压降来驱动,以将附加的冷却流体从第一体积部分注入闭合流体回路中,从而调节CDU中的冷却流体的损失,并由此使闭合流体回路中的冷却流体的压力水平恢复到操作压力。
转向附图,图1描绘了用于冷却剂分配单元(CDU)的压力调节器组件100的框图。应理解,图1并不旨在准确地或按比例图示特定的形状、尺寸或其他结构细节,并且压力调节器组件100的实施方式可具有所图示的部件的不同数量和布置,并且还可包括未图示的其他部分。
如图1中所示,压力调节器组件100包括气缸102、第一中空活塞104和第二中空活塞106。气缸102具有入口108、出口110、以及限定在入口108和出口110之间的内部体积112。第一中空活塞104和第二中空活塞106可滑动地连接到气缸102以将内部体积112分割成具有冷却流体116的第一体积部分114、具有驱动器流体120的第二体积部分118、以及具有可压缩物质124的第三体积部分122。第一中空活塞104包括中空杆区段104A和从中空杆区段104A延伸的中空头区段104B。类似地,第二中空活塞106包括中空杆区段106A和从中空杆区段106A延伸的中空头区段106B。在一些非限制性示例中,第一中空活塞104或第二中空活塞106中的一者可仅具有中空头区段。在此类示例中,第一中空活塞104或第二中空活塞106中的一者的中空头区段可相对于第一中空活塞104或第二中空活塞106中的另一者的中空杆区段滑动。在一些示例中,中空杆区段104A可通过出口110部分地滑出压力调节器组件100,并且流体地连接到闭合流体回路128的第一软管126A(例如,第一柔性管或第一刚性管)。类似地,中空杆区段106A可通过入口108部分地滑出压力调节器组件100,并且流体地连接到闭合流体回路128的第二软管126B(例如,第二柔性管或第二刚性管)。
压力调节器组件100可用于:i)维持闭合流体回路128中的冷却流体116的操作压力,以及ii)使闭合流体回路128中的冷却流体116的压力水平恢复到操作压力。例如,压力调节器组件100可充当组合的蓄能器和冷却流体储器,以同时维持闭合流体回路128中的冷却流体116的操作压力以及使闭合流体回路128中的冷却流体116的压力水平恢复到操作压力。
在一些示例中,第一体积部分114经由第一中空活塞104和第二中空活塞106流体地连接到CDU的闭合流体回路128,以允许使闭合流体回路128中的冷却流体116连续流动,由此防止冷却流体116在压力调节器组件100中的停滞。在CDU的操作期间,第一中空活塞104可通过可压缩物质124进行往复运动,以将冷却流体116的一部分推入闭合流体回路128中或将冷却流体116的该部分拉入第一体积部分114中,从而维持闭合流体回路128中的冷却流体116的操作压力。因此,压力调节器组件100可充当蓄能器,而不会使冷却流体116在气缸102的第一体积部分114中停滞。进一步地,第二中空活塞106可由驱动器流体120响应于在预定义时间段期间闭合流体回路128中的冷却流体116的预定义压降来驱动,以将附加的冷却流体116从第一体积部分114注入闭合流体回路128中,从而使压力水平恢复到操作压力。因此,压力调节器组件100可附加地充当冷却流体储器,而不会使冷却流体26在气缸102的第一体积部分114中停滞。附加地,驱动器流体120可直接地或间接地驱动第一中空活塞104以对第三体积部分122内的可压缩物质进行压缩,从而同时使可压缩物质124在第三体积部分122中恢复到操作压力。
图2A描绘了具有冷却剂分配单元(CDU)250和多个电子装置280的数据中心环境230的框图。图2B描绘了图2A的CDU 250的压力调节器组件200的截面透视图。图2C描绘了连接到驱动器流体组件270的图2B的压力调节器组件200的透视图。在下文中的描述中,为了便于图示,同时描述了图2A-2C。应理解,图2A-2C并不旨在准确地或按比例图示特定的形状、尺寸或其他结构细节,并且数据中心环境230的实施方式可具有所图示的部件的不同数量和布置,并且还可包括未图示的其他部分。在数据中心环境230的操作期间,所述多个电子装置280可执行一个或多个工作负荷,并且CDU 250可执行对所述多个电子装置280的热管理。
参考图2A,所述多个电子装置280设置在机箱282的内部空间内。进一步地,CDU250和机箱282可部署在数据中心环境230的机架232内。在一些示例中,部署在机架232内的CDU 250可被称为机架级CDU。在一些其他示例中,数据中心环境230可包括单独的机架以部署机箱282和CDU 250中的每一者。在此类示例中,部署在一个单独的机架中的CDU 250可被称为集中式CDU。在此类示例中,集中式CDU 250可执行对部署在一个或多个单独的机架中的一个或多个机箱的热管理。
所述多个电子装置280可包括计算机(例如,服务器、存储装置)、联网装置(例如,无线接入点、网络交换机、路由器)等。所述多个电子装置280中的每一者可包括:主要电子部件(未示出),诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、电源芯片、存储器芯片;以及次要电子部件,诸如电容器、电感器、电阻器等。此类电子部件可在执行一个或多个工作负荷时产生大量的废热。在此类示例中,CDU 250可被配置成耗散来自所述多个电子装置280中的每一者的废热,以使得电子部件能够正常运作并且防止由于废热所致而对电子部件造成损坏。
CDU 250包括压力调节器组件200、闭合流体回路228、循环泵254、热交换器256和冷板(未示出)。本文中可注意到,在图2A的示例中所讨论的CDU 250可被称为机架级CDU。在一些其他示例中,CDU 250可以是集中式CDU,而不偏离本公开的范围。
闭合流体回路228可包括管道软管(例如,柔性管或刚性管),这些管道软管可在多个交叉点处彼此连接以限定流体流动路径258。流体流动路径258可引导冷却流体216在闭合流体回路228内的流动,以用于对部署在机箱282中的所述多个电子装置280进行热管理。流体流动路径258具有彼此连接的冷却的流体流动路径258A(或主流体流动路径)和加热的流体流动路径258B。冷却的流体流动路径258A经由压力调节器组件200和循环泵254从热交换器256延伸到所述多个电子装置280。加热的流体流动路径258B从所述多个电子装置280延伸到热交换器256。在一个或多个示例中,冷却的流体流动路径258A引导冷却的流体216A从热交换器256到所述多个电子装置280的流动,并且加热的流体流动路径258B引导加热的流体216B从所述多个电子装置280到热交换器256的流动。
在图2A的示例中,压力调节器组件200设置在由闭合流体回路228限定的冷却的流体流动路径258A中。在一些其他示例中,压力调节器组件200可设置在由闭合流体回路228限定的辅助流体流动路径258C中。在一些示例中,辅助流体流动路径258C可从主流体流动路径258A突出,平行于主流体流动路径258A延伸,并且合并回到主流体流动路径258A。在此类示例中,主流体流动路径258A可绕过压力调节器组件200而从热交换器256直接地延伸到循环泵254,并且辅助流体流动路径258C可经由压力调节器组件200从热交换机256延伸到循环泵254。在一些示例中,设置在辅助流体流动路径258D中的压力调节器组件200可避免与循环泵254的泵入口254A处的压降相关的问题,该压降可能是由于位于主流体流动路径258A中的压力调节器组件200所致而引起的。
在一个或多个示例中,压力调节器组件200可充当组合的蓄能器和冷却流体储器,以同时维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力以及使闭合流体回路228中的冷却流体216的压力水平恢复到操作压力。参考图2B,压力调节器组件200包括气缸202、第一中空活塞204和第二中空活塞206。气缸202包括入口208、出口210、限定在入口208和出口210之间的内部体积212、从出口210向外突出的第一中空连接器区段202A、以及从入口208向外突出的第二中空连接器区段202B。在一些示例中,第一中空连接器区段202A可连接到CDU 250的第一软管226A(例如,第一柔性管或第一刚性管),并且第二中空连接器区段202B可连接到CDU 250的第二软管226B(例如,第二柔性管或第二刚性管)。第一中空活塞204包括第一中空杆区段204A和从第一中空杆区段204A延伸的第一中空头区段204B。类似地,第二中空活塞206包括第二中空杆区段206A和从第二中空杆区段206A延伸的第二中空头区段206B。第一中空活塞204经由出口210可滑动地连接到气缸202,并且第二中空活塞206经由入口208可滑动地连接到气缸202,使得第一中空头区段204B和第二中空头区段206B面向彼此并且在气缸202内设置成彼此间隔开。因此,当第一中空活塞204和第二中空活塞206设置在气缸202中时,它们可将气缸202的内部体积212分割成第一体积部分214、第二体积部分218和第三体积部分222。第一体积部分214限定在第一中空头区段204B和第二中空头区段206B之间。第二体积部分218限定在气缸202的第二中空头区段206B和入口208之间。类似地,第三体积部分222限定在气缸202的第一中空头区段204B和出口210之间。在一些示例中,第一中空头区段204B可在气缸202内进行往复运动,并且第一中空杆区段204A可经由出口210在气缸202和第一中空连接器区段202A内进行往复运动。类似地,第二中空头区段206B可在气缸202内进行往复运动,并且第二中空杆区段206A可经由入口208在气缸202和第二中空连接器区段202B内进行往复运动。如本文中所讨论的,第一中空连接器区段202A可连接到CDU 250的第一软管226A,并且第二中空连接器区段202B可连接到该CDU的第二软管226B。
如图2A中所示,第一体积部分214填充有冷却流体216,第二体积部分218填充有驱动器流体220,并且第三体积部分222填充有可压缩物质224。在一个或多个示例中,第一体积部分214进一步经由第一中空连接器区段202A、第一中空活塞204、第二中空活塞206和第二中空连接器区段202B流体地连接到闭合流体回路228,例如冷却的流体流动路径258A。因此,填充在第一体积部分214中的冷却流体216可在闭合流体回路228中连续地流动,由此防止冷却流体216在压力调节器组件200的第一体积部分214内的停滞。
气缸202进一步包括第一开口234,该第一开口形成在气缸202的与第二体积部分218相对应的区段上。在此类示例中,压力调节器组件200的驱动器流体组件270(如图2A和图2C中所示)经由第一开口234连接到第二体积部分218。第一开口234可要么处于打开位置中以提供驱动器流体到第二体积部分218中的流入,要么处于闭合位置中以提供驱动器流体从第二体积部分218中的流出,如下文详细讨论的。在一些示例中,泵送入第二体积部分218中的驱动器流体220可附加地经由第二中空活塞206和第一体积部分214中的冷却流体216沿着第一方向10驱动第一中空活塞204,如下文更详细讨论的。在一个或多个示例中,冷却流体216和驱动器流体220中的每一者是不可压缩流体。由于第二体积部分218中的驱动器流体220是不可压缩流体,因此当可压缩物质224经由第一中空活塞204沿着第二方向20推动第一体积部分214中的冷却流体216时,驱动器流体220可防止第二中空活塞206沿与第一方向10相反的第二方向20滑动。
如图2A中所示,压力调节器组件200进一步包括一对第一密封元件236A、一对第二密封元件236B、一对第三密封元件236C和一对第四密封元件236D。该对第一密封元件236A可联接到气缸202的出口210。在此类示例中,该对第一密封元件236A可密封出口210和第一中空活塞204的第一中空杆区段204A的外表面之间的接口,以防止可压缩物质224从第三体积部分222泄漏到压力调节器组件200外部或防止冷却流体216从第一中空连接器区段202A泄漏到第三体积部分222中。该对第二密封元件236B可联接到第一中空活塞的第一中空头区段204B。该对第二密封元件236B可密封气缸202的内表面和第一中空头区段204B之间的接口,以防止可压缩物质224从第三体积部分222泄漏到气缸202的第一体积部分214中或防止冷却流体216从第一体积部分214泄漏到第三体积部分222中。
该对第三密封元件236C可联接到气缸202的入口208。该对第三密封元件236C可密封入口208和第二中空活塞206的第二中空杆区段206A的外表面之间的接口,以防止驱动器流体220从第二体积部分218泄漏到压力调节器组件200外部或防止冷却流体216从第二中空连接器区段202B泄漏到第二体积部分218中。该对第四密封元件236D可联接到第二中空活塞206的第二中空头区段206B。该对第四密封元件236D可密封气缸202的内表面和第二中空头区段206B之间的接口,以防止驱动器流体220从第二体积部分218泄漏到气缸202的第一体积部分214中或防止冷却流体216从第一体积部分214泄漏到第二体积部分218中。
参考图2A和图2C,如本文中所讨论的,压力调节器组件200的驱动器流体组件270经由第一开口234连接到气缸202的第二体积部分218。驱动器流体组件270包括主导管240A、旁通导管240B、连接到主导管240A的驱动器泵242、阀244、以及驱动器流体储器246。主导管240A经由驱动器泵242连接到第一开口234和驱动器流体储器246。阀244连接到主导管240A并且设置在驱动器泵242和第一开口234之间。旁通导管240B连接到阀244和驱动器流体储器246。
在一些示例中,驱动器泵242是流体泵。阀244是具有多个位置的三通阀,这些位置诸如为切断位置、第一开启(on)位置和第二开启位置。在一些示例中,阀244可在多个位置之间手动地切换。在此类示例中,驱动器泵242可手动地打开或关闭。在一些其他示例中,阀244可在多个位置之间自动地切换。在此类示例中,驱动器泵242可由控制器(图2A-2C中未示出)自动地打开或关闭。在阀244的切断位置和第一开口234的闭合位置中,阀244可停止驱动器流体220从第二体积部分218到驱动器流体储器246的流动,反之亦然。在阀244的第一开启位置和第一开口234的打开位置中,阀244可建立从驱动器流体储器246经由驱动器泵242、主导管240A和第一开口234到第二体积部分218的入口流动路径248A。在阀244的第二开启位置和第一开口234的打开位置中,阀244可建立从第二体积部分218经由第一开口234、主导管240A的一部分和旁通导管240B到驱动器流体储器246的出口流动路径248B。驱动器流体储器246可具有存储在其内部体积中的驱动器流体220。
在一个或多个示例中,在设置压力调节器组件200以供在CDU 250中使用期间,压力调节器组件200可首先被配置到充注(charged)状态。在一些示例中,压力调节器组件200可通过以下步骤进行充注:i)在第二体积部分218中填充驱动器流体220,ii)在第三体积部分222中填充可压缩物质224,以及iii)在第一体积部分214中填充冷却流体216。在一个或多个示例中,填充在第三体积部分222中的可压缩物质224可处于大气压下。在一些示例中,在大气压下,驱动器流体220可占据气缸202的高达10%的内部体积212,并且可压缩物质224可占据气缸202的高达50%的内部体积212。在此类示例中,当第一中空连接器区段202A和第一开口234处于闭合位置中时,冷却流体216经由第二中空连接器区段202B填充在第一体积部分214中。因此,填充在第一体积部分214中的冷却流体216可经由第一中空活塞204和第二中空活塞206对第三体积部分222中的可压缩物质224进行压缩,直到可压缩物质224被压缩到操作压力。在一些示例中,当可压缩物质224被压缩到操作压力时,它可占据气缸202的高达30%的内部体积212。在一个或多个示例中,当冷却流体216填充在第一体积部分214中时,第二体积部分218中的驱动器流体220可防止第二中空活塞206沿第二方向20滑动,由此允许填充在第一体积部分214中的冷却流体216经由第一中空活塞204对第三体积部分222中的可压缩物质224进行压缩,直到可压缩物质224被压缩到操作压力。因此,当可压缩物质224在第三体积部分222中被压缩到操作压力时,压力调节器组件200可被解释为处于充注状态。如本文中所使用的,“充注状态”可指代气缸202的如下的物理状况:其内部体积212的约60%填充有冷却流体216,其内部体积212的约10%填充有驱动器流体220,并且其内部体积212的约30%填充有可压缩物质224。换言之,在压力调节器组件200的充注状态下,气缸202的内部体积212可按约60%的第一体积部分214、约10%的第二体积部分218和约30%的第三体积部分222的比率分割。
在一个或多个示例中,处于充注状态的压力调节器组件200可连接到闭合流体回路228。例如,气缸202的第一中空连接器区段202A连接到第一软管226A,并且第二中空连接器区段202B连接到第二软管226B,使得第一体积部分214流体地连接到CDU 250中的闭合流体回路228的冷却的流体流动路径258A。在此类示例中,当压力调节器组件200连接到闭合流体回路228时,闭合流体回路228中和第一体积部分214中的冷却流体216可处于操作压力。
参考图2A-2B,冷却流体216可经由压力调节器组件200从热交换器256流动到循环泵254。换言之,气缸202的第一体积部分214经由第一中空活塞204和第二中空活塞206流体地连接到闭合流体流动路径258的冷却的流体流动路径258A以允许使冷却流体216(例如,经由压力调节器组件200从热交换器256到循环泵254的冷却的流体216A)连续流动。因此,本公开的压力调节器组件200可防止冷却流体216在压力调节器组件200内的停滞,并由此克服与冷却流体216在冷却流体储器和/或蓄能器内的停滞相关联的一个或多个问题。在一个或多个示例中,冷却流体216是水和丙二醇及添加剂的混合物、介电流体、水中的一者,并且驱动器流体220是丙二醇、液压流体、水、或水和丙二醇的混合物中的一者。可压缩物质224是弹簧(例如,螺旋弹簧)、弹性体部件或空气中的一者。在图2A-2C的示例中,可压缩物质224是螺旋弹簧。在一个或多个示例中,冷却流体216和驱动器流体220中的每一者是不可压缩流体。在一些示例中,水和丙二醇的混合物可为从约95:5%至约50:50%的比率。进一步地,添加剂可包括腐蚀抑制剂和杀生物剂。
在一个或多个示例中,第一中空活塞204可i)在可压缩物质224膨胀时进行往复运动以将冷却流体216的一部分从第一体积部分214推入闭合流体回路228的冷却的流体流动路径258A中,以及ii)在可压缩物质224压缩时进行往复运动以将冷却流体216的该部分从闭合流体回路228的冷却的流体流动路径258A拉入第一体积部分214中,从而维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力,如下文更详细讨论的。进一步地,第二中空活塞206可由驱动器流体220沿着第一方向10可滑动地驱动,以减小第一体积部分214(或增加第二体积部分218)并将冷却流体216的一部分从第一体积部分214注入闭合流体回路228的冷却的流体流动路径258A中,从而弥补CDU 250中的冷却流体216的损失,如下文更详细讨论的。附加地,第一中空活塞204可由驱动器流体220沿着第一方向10可滑动地驱动以对可压缩物质224进行压缩,从而同时使第三体积部分222中的可压缩物质224恢复到操作压力,如下文更详细讨论的。
返回参考图2A,循环泵254是流体泵。泵入口254A接收经由压力调节器组件200从热交换器256引导的冷却的流体216A。循环泵254经由冷却的流体流动路径258A将冷却的流体216从泵入口254A泵送到所述多个电子装置280。在此类示例中,冷却的流体流动路径258A可进一步连接到按串联配置抑或并联配置设置在机箱282内的冷却导管(未示出)。这些冷却导管可将冷却的流体216A的流动引导到冷板,其热耦合到每个电子装置280的相应的电子部件以将废热从相应的电子部件传递到冷却流体216A,并由此产生加热的流体216B。冷却导管可稍后将加热的流体216B从所述多个电子装置280引导到加热的流体流动路径258B。
加热的流体流动路径258B可引导加热的流体216B从所述多个电子装置280到热交换器256中的流动。在一个或多个示例中,热交换器256耗散加热的流体216B中的废热并再生冷却的流体216A。在一些示例中,热交换器256可以是液体热交换器、后门热交换器等。在一个或多个示例中,热交换器256可从数据中心环境230接收设施冷却的流体238A,以耗散来自加热的流体216B的废热并再生冷却的流体216A。例如,热交换器256可将来自加热的流体216B的废热间接地传递到设施冷却的流体238A,并再生冷却的流体216A和设施加热的流体238B。热交换器256可稍后经由压力调节器组件200将再生后的冷却的流体216A引导到循环泵254的泵入口254A。
即使图1A的示例中所描绘的CDU 250具有连接到闭合流体回路228的单个压力调节器组件200,在一些其他示例中,CDU 250也可包括多个压力调节器组件,而不偏离本公开的范围。在一些示例中,由于第一中空活塞204和/或第二中空活塞206的行程长度、气缸202的直径或其组合中的一者所致,单个压力调节器组件200可能太大以至于不能在CDU 250的可用空间中改装。因此,可在CDU 250的可用空间中改装所述多个小型压力调节器组件而不是单个压力调节器组件200,以克服与CDU 250的可用空间相关的上述问题。在此类示例中,所述多个小型压力调节器组件的总内部体积可能需要与单个压力调节器组件200的内部体积相匹配。在一些示例中,取决于所述多个电子装置280的冷却要求,所述多个小型压力调节器组件可按串联配置、并联配置或其组合中的一者连接到闭合流体回路228。
参考图2A和图2B,在数据中心环境230的操作期间,压力调节器组件200可调节闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力的变化。例如,压力调节器组件200可响应于由于闭合流体回路228中的冷却流体216的压力尖峰和/或热膨胀和收缩所致而引起的操作压力的变化来提供压力释放。压力尖峰和/或热膨胀和收缩可由于电子装置280在执行一个或多个工作负荷时所产生的废热的过高或中等速率所致而发生。压力调节器组件200可确保在闭合流体回路228内(例如,在泵入口254A处)维持正压力以用于引导冷却流体216在闭合流体回路228中的流动,而没有与循环泵254中和CDU 250的管道中的气蚀现象相关的任何问题。
例如,所述多个电子装置280可在执行所述一个或多个工作负荷时产生标称量的废热。因此,当处理此类标称量的废热时,在闭合流体回路228中引导的冷却流体216可通过第三体积部分222中的可压缩物质224而维持在操作压力下。因此,压力调节器组件200的此类状态可被称为正常操作状态。然而,有时,由于在执行所述一个或多个工作负荷时功率消耗率变化所致,所述多个电子装置280可产生过量抑或中等量的废热。因此,在处理此类过量或中等量的废热时,闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力可发生波动,因此导致第三体积部分222中的可压缩物质224膨胀抑或压缩,以维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。
例如,过量的废热可引起冷却流体216的压力尖峰和/或热膨胀,从而导致闭合流体回路228中的冷却流体216操作压力增加。在一些示例中,由于过度利用主要电子部件来执行工作负荷(例如,图形密集型工作负荷)所致,可产生过量的废热。在此类示例中,可压缩物质224可通过第一中空活塞204的第一中空头区段204B沿着第一方向10的滑动运动而被压缩,以将冷却流体216的一部分从闭合流体回路228拉入第一体积部分214中,因此维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。因此,压力调节器组件200可从正常操作状态(或膨胀操作状态)移动到压缩操作状态,以维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。在此类示例中,冷却流体216的被拉入第一体积部分214中的该部分可附加地在第二中空活塞206上施加压力,以使第二中空柱塞206沿着第二方向20移动。然而,填充在第二体积部分218中的不可压缩的驱动器流体220可在第二中空活塞206上施加反压力,并由此防止第二中空柱塞206沿着第二方向20移动。在一些示例中,当压力调节器组件200处于压缩操作状态时,可压缩物质224可被压缩气缸202的高达10%的内部体积212,以维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。因此,压力调节器组件200可防止与循环泵254中和CDU 250的管道中的气蚀现象相关联的问题。
进一步地,中等量的废热可引起冷却流体216的热收缩,从而导致闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力降低。在一些示例中,由于正常利用主要电子部件来执行工作负荷所致,可产生中等量的废热。在此类示例中,可压缩物质224可膨胀,从而导致第一中空活塞204的第一中空头区段204B沿着第二方向20滑动并将冷却流体216的该部分从第一体积部分214推入闭合流体回路228中,因此维持闭合流体回路238中的冷却流体216的操作压力。因此,压力调节器组件200可从压缩操作状态(或正常操作状态)移动到膨胀操作状态,以维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。在此类示例中,冷却流体216的从第一体积部分214被推入闭合流体回路228中的该部分可附加地在第二中空活塞206上施加压力,以使第二中空柱塞206沿着第二方向20移动。然而,填充在第二体积部分218中的不可压缩的驱动器流体220可在第二中空活塞206上施加反压力,由此防止第二中空柱塞206沿着第二方向20移动。在一些示例中,当压力调节器组件200处于膨胀操作状态时,可压缩物质224可被膨胀气缸202的高达50%的内部体积212,以维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。因此,压力调节器组件200可防止与循环泵254中和CDU 250的管道中的气蚀现象相关联的问题。
在一些示例中,当所述多个电子装置280恢复为产生标称量的废热时,冷却流体216可在闭合流体回路228中从热收缩状况或热膨胀状况恢复到热正常状况。在此类示例中,当冷却流体216在闭合流体回路228中从热膨胀状况恢复到热正常状况时,可压缩物质224可被膨胀以使压力调节器组件200从压缩操作状态恢复回到正常操作状态。因此,可压缩物质224可将冷却流体216的该部分从第一体积部分214推回入闭合流体回路228中,由此维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。类似地,当冷却流体216在闭合流体回路228中从热收缩状况恢复到热正常状况时,可压缩物质224可被压缩以使压力调节器组件200从膨胀操作状态恢复回到正常操作状态。因此,可压缩物质224可将冷却流体216的该部分从闭合流体回路228拉回入第一体积部分214中,由此维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。
在一个或多个示例中,由于闭合流体回路228内的蒸发和/或从CDU 250的一个或多个管道接头滴落所致,CDU 250可倾向于随时间的推移而损失冷却流体216的某一部分。因此,冷却流体216的此类损失可逐渐降低闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力。当操作压力在预定义时间段期间下降到循环泵254的泵入口254A处的预定义压力以下时,它会引起循环泵254的气蚀现象,从而导致泵损坏。进一步地,在CDU 250的管道接头中的某些压力点处可出现气蚀现象,从而导致对CDU 250的管道造成损坏,且因此导致过早的CDU250失效。附加地,当操作压力在闭合流体回路228中下降时,可压缩物质224也可膨胀以将第一体积部分214中的冷却流体216的某一部分推入闭合流体回路228中,以管理闭合流体回路228中的操作压力。因此,可压缩物质224可保持处于膨胀操作状态,并且不能处理由于冷却流体216的热收缩所致的操作压力变化,直到可压缩物质224恢复到正常操作状态。在一个或多个示例中,第二中空活塞206可由驱动器流体220响应于在预定义时间段期间闭合流体回路228中的冷却流体216的预定义压降来致动(例如,推动或滑动)。例如,当操作压力下降到预定义压力以下时,驱动器流体220可驱动第二中空活塞206沿着第一方向10滑动。因此,第二中空活塞206可减小气缸202的第一体积部分214并将附加的冷却流体(例如,冷却流体216的一部分)从第一体积部分214注入闭合流体回路228中,由此使闭合流体回路228中的冷却流体216的压力水平恢复到操作压力,如下文在图3的示例中更详细讨论的。因此,压力调节器组件200可附加地防止与循环泵254和CDU 250中的管道的气蚀现象相关联的问题。在一个或多个示例中,驱动器流体220还可驱动第一中空活塞204以对可压缩物质224进行压缩,从而同时使第三体积部分222中的可压缩物质224恢复到操作压力,如下文在图3的示例中更详细讨论的。因此,可压缩物质224可从膨胀操作状态恢复到正常操作状态并由此使得压力调节器组件200能够处理由于冷却流体216的压力尖峰和/或热膨胀和收缩所致的操作压力变化。在一些示例中,操作压力可在从约10磅/平方英寸(psi)到约150psi的范围内,预定义压降可为操作压力的约10%,并且预定义时间段可为约1分钟。因此,压力调节器组件200可充当组合的蓄能器和冷却流体储器。换言之,压力调节器组件200可同时维持闭合流体回路228中的冷却流体216的操作压力并且使闭合流体回路中的冷却流体216的压力水平恢复到操作压力。
图3描绘了具有CDU 350的一部分和控制器360的数据中心环境330的一部分的框图。数据中心环境330可附加地包括多个电子装置(未示出),如本文中在图2A的示例中所讨论的。应理解,图3并不旨在准确地或按比例图示特定的形状、尺寸或其他结构细节,并且数据中心环境330的实施方式可具有所图示的部件的不同数量和布置,并且还可包括未图示的其他部分。
可注意到,所述多个电子装置可基本上类似于图2A的多个电子装置280,而不偏离本公开的范围。进一步地,CDU 350基本上类似于图2A的CDU 250。例如,CDU 350包括闭合流体回路328、压力调节器组件300、循环泵354、热交换器(未示出)、冷却部件(未示出)、驱动器流体组件370、补充冷却流体组件390、传感器(例如,压力传感器362)和限位开关364。可注意到,当与如图2A的示例中所示的CDU 250的其他部件/装置相比时,补充冷却流体组件390是CDU 350中的附加的部件/装置。因此,为了简洁起见,CDU 350的以下描述没有进一步描述闭合流体回路328、循环泵354、热交换器、冷却部件和驱动器流体组件370,并且此类非描述不应被认为是对本公开的限制。
压力调节器组件300包括气缸302、第一中空活塞304和第二中空活塞306,如在图2A-2C的示例中所讨论的。气缸302包括限定在入口308和出口310之间的内部体积312。第一中空活塞304和第二中空活塞306分别经由出口310和入口308可滑动地连接到气缸302,以将内部体积312分割成第一体积部分314、第二体积部分318和第三体积部分322。第一体积部分314填充有冷却流体316,并且第二体积部分318填充有驱动器流体320,且第三体积部分322填充有可压缩物质324。第一体积部分314经由第一中空活塞304和第二中空活塞306流体地连接到闭合流体回路328。图3的压力调节器组件300附加地包括第二开口352,该第二开口形成在气缸302的与第一体积部分314相对应的另一个区段上。在此类示例中,补充冷却流体组件390经由第二开口352连接到第一体积部分314,如下文详细讨论的。
如图2C的示例中注意到的,图2的驱动器流体组件370还包括主导管340A、旁通导管340B、连接到主导管340A的驱动器泵342、阀344和驱动器流体储器346。在此类示例中,主导管340A经由驱动器泵342连接到第一开口334和驱动器流体储器346。进一步地,阀344连接到主导管340A并且设置在驱动器泵342和第一开口334之间。旁通导管340B连接到阀344和驱动器流体储器346。如上文中所讨论的(参考图2A-2C),驱动器流体组件370可用于将驱动器流体320泵送入压力调节器组件300的第二体积部分318中。泵送的驱动器流体320可驱动第二中空活塞306以便从第一体积部分314注入冷却流体316的附加部分,由此弥补CDU350的闭合流体回路328中的冷却流体316的损失,并且使闭合流体回路328中的冷却流体316的压力水平恢复到操作压力。
在一个或多个示例中,补充冷却流体组件390包括补充导管392、补充冷却流体储器394、以及连接到补充导管392的补充泵396。在一些示例中,补充泵396是流体泵。补充导管392经由补充泵396连接到第二开口352和补充冷却流体储器394。在一个或多个示例中,补充冷却流体组件390用于使压力调节器组件300从排放状态复原到充注状态。如本文中所使用的,“排放状态”可指代气缸302的如下的另一种物理状况:其内部体积312的约20%填充有冷却流体316,其内部体积312的约50%填充有驱动器流体320,并且其内部体积312的约30%填充有可压缩物质324。换言之,在压力调节器组件300的排放状态下,气缸302的内部体积312可按约20%的第一体积部分314、约50%的第二体积部分318和约30%的第三体积部分322的比率分割。
如本文中所讨论的,由于闭合流体回路328内的蒸发和/或从CDU 350中的一个或多个管道接头滴落所致,CDU 350可倾向于随时间的推移而损失冷却流体316的某一部分。因此,冷却流体316的此类损失可逐渐降低闭合流体回路328中的冷却流体316的操作压力。当操作压力在预定义时间段期间下降到循环泵354的泵入口354A处的预定义压力以下时,它会引起循环泵354的气蚀现象,从而导致对泵造成损坏。进一步地,在CDU 350的管道接头中的某些压力点处可出现气蚀现象,从而导致对CDU 350的管道造成损坏,并由此导致过早的CDU 350失效。附加地,当操作压力在闭合流体回路328中下降时,可压缩物质324也可膨胀以将第一体积部分314中的冷却流体316的某一部分推入闭合流体回路328中,以管理闭合流体回路328中的操作压力。因此,可压缩物质324可引起压力调节器组件300保持处于膨胀操作状态,并且不能处理由于冷却流体316的热收缩所致的操作压力变化,直到可压缩物质324被压缩以使压力调节器组件300恢复到正常操作状态。
因此,在一个或多个示例中,第二中空活塞306由驱动器流体320响应于在预定义时间段期间闭合流体回路328中的冷却流体316的预定义压降来驱动,以使i)闭合流体回路中的冷却流体316和ii)第三体积部分中的可压缩物质324恢复到操作压力。在一些示例中,阀344首先从切断位置移动到第一开启位置,以建立从驱动器流体储器346经由第一开口334和主导管340A到第二体积部分318的入口流动路径348A。稍后,在阀344的第一开启位置中,打开驱动器泵342以经由入口流动路径348A将驱动器流体320从驱动器流体储器346泵送入第二体积部分318中。在此类示例中,泵送入第二体积部分318中的驱动器流体320沿着第一方向10可滑动地驱动第二中空活塞306并将冷却流体316的一部分从第一体积部分314推入闭合流体回路328中,直到冷却流体316的压力恢复到操作压力。因此,第一体积部分314被减小以将冷却流体316的该部分从第一体积部分314注入闭合流体回路328中,从而使压力水平恢复到操作压力。因此,压力调节器组件300可附加地防止与循环泵354和CDU 350中的管道的气蚀现象相关联的问题。附加地,泵送入第二体积部分318中的驱动器流体320经由第二中空活塞306和第一体积部分314中的冷却流体316沿着第一方向10间接地驱动第一中空活塞304,以便对第三体积部分322中的可压缩物质324进行压缩并且使可压缩物质324在第三体积部分322中恢复到操作压力。因此,当可压缩物质324在第三体积部分322内被压缩时,该可压缩物质可引起压力调节器组件300从膨胀操作状态恢复到正常操作状态,并由此使得压力调节器组件300能够处理由于冷却流体316的压力尖峰和/或热膨胀和收缩所致的操作压力变化。
在一个或多个示例中,在一段时间内,压力调节器组件300可通过从第一体积部分314向闭合流体回路328逐渐添加冷却流体316的附加部分而从充注状态移动到排放状态以弥补CDU 350的闭合流体回路328中的冷却流体316的损失,并且使闭合流体回路328的压力水平恢复到操作压力。因此,为了使压力调节器组件300复原到充注状态,首先将阀344从切断位置移动到第二开启位置,以建立从第二体积部分318经由第一开口334、主导管340A的一部分、以及旁通导管340B到驱动器流体储器346的出口流动路径348B。然后,在阀344的第二开启位置中,响应于限位开关364检测到第一体积部分314中的冷却流体的最小阈值体积水平,打开补充泵396以将补充冷却流体316A从补充冷却流体储器394泵送入第一体积部分314中。在此类示例中,泵送入第一体积部分314中的补充冷却流体316A沿着与第一方向10相反的第二方向20可滑动地驱动第二中空活塞306并经由出口流动路径348B将驱动器流体320的一部分从第二体积部分318排出到驱动器流体储器346中。在一些示例中,驱动器流体320的排出到驱动器流体储器346中的该部分可与补充冷却流体316A的填充到第一体积部分314中的该部分相对应(或相匹配)。因此,补充冷却流体316A的添加(或泵送)入第一体积部分314中的该部分可协助压力调节器组件300使压力调节器组件300复原到充注状态。
在图3的示例中,控制器360被示为设置在数据中心环境330内。在一些其他示例中,控制器360可设置在数据中心环境330外部。在一个或多个示例中,控制器360可位于数据中心管理服务器内,该数据中心管理服务器可由数据中心环境330的管理员访问。本领域技术人员将理解,控制器360可包括处理资源和机器可读介质(例如,存储器),以促进对本文中所描述的功能的执行。在一些示例中,处理资源可以是物理处理器,诸如中央处理单元(CPU)、微处理器和/或适合于执行本文中所描述的功能的其他硬件装置。在一些示例中,机器可读介质是非暂时性的,并且替代地被称为非暂时性机器可读介质。控制器360通信地联接到驱动器泵342、补充泵396和阀344。
压力传感器362设置在闭合流体回路328上。例如,压力传感器362位于泵入口354A处并且通信地联接到控制器360。压力传感器362被配置成周期性地检测泵入口354A处的冷却流体316的操作压力并且向控制器360产生第一组输入信号368A和第二组输入信号368B,这些输入信号指示在预定义时间段期间在泵入口354A处的冷却流体316的操作压力。压力传感器可稍后将第一组输入信号368A和第二组输入信号368B中的每一组分别传达给控制器360。
限位开关364设置在气缸302上并且通信地联接到控制器360。例如,限位开关364定位成接近气缸302的入口308。限位开关364可进一步包括第一电子机械物体366A和第二电子机械物体366B。第一电子机械物体366A可设置成接近中空杆区段306A的自由端,并且第二电子机械物体366B可设置成接近第二中空活塞306的中空头区段306B。当第一电子机械物体366A或第二电子机械物体366B接近限位开关364时,限位开关364可检测到第二中空活塞306的位置。在一些示例中,当第一电子机械物体366A接近限位开关364时,限位开关364可检测到阈值位置。例如,当第二中空活塞306在气缸302内沿着第一方向10滑动并到达阈值位置时,限位开关364可检测到第一电子机械物体366A的存在。本文中可注意到,阈值位置可指示第一体积部分314中的冷却流体316的最小阈值体积水平。当第二电子机械物体接近限制开关364时,限制开关364可检测到预定义位置。当第二中空活塞306在气缸302内沿着第二方向20滑动并到达预定义位置时,限位开关364可检测到第二电子机械物体366B的存在。本文中可注意到,预定义位置可指示第一体积部分314中的冷却流体316的最大阈值体积水平。在一些示例中,最小阈值体积水平是气缸302的内部体积312的约20%,并且预定义体积水平是气缸302的内部体积312的约60%。因此,限位开关364可产生指示阈值位置(或压力调节器组件300的排放状态)的第三输入信号384A或指示预定义位置(或压力调节器组件300的充注状态)的第四输入信号384B,并且将第三输入信号384A或第四输入信号384B传达给控制器360。
在一些示例中,驱动器流体组件370和补充冷却流体组件390可被配置成自动地操作以执行其预期功能。例如,控制器360可从压力传感器362接收第一组输入信号368A,该第一组输入信号指示在预定义时间段期间在泵入口354A处的操作压力。控制器360可将接收到的压力数据与其存储器中存储的压力数据进行比较,以确定在预定义时间段期间接收到的压力数据是否等于或大于预定义压力(例如,最小阈值压力)。如果控制器360确定在预定义时间段期间接收到的压力数据等于预定义压力,则控制器360可将第一控制信号372A发送到阀344并将第二控制信号374A发送到驱动器泵342。在一些示例中,在接收到第一控制信号372A时,阀344A可从切断位置移动到第一开启位置,以建立从驱动器流体储器346到第二体积部分318的入口流动路径348A。在阀344已移动到第一开启位置之后,第二控制信号374可触发驱动器泵342以经由入口流动路径348A将驱动器流体320从驱动器流体储器346泵送入第二体积部分318中。将驱动器流体320添加到第二体积部分318中可沿着第一方向10可滑动地驱动第二中空活塞306,以减小第一体积部分314(或增加第二体积部分318)并将冷却流体316的附加部分从第一体积部分314注入闭合流体回路328中。进一步地,将驱动器流体320添加到第二体积部分318中可沿着第一方向10可滑动地驱动第一中空活塞304,以对可压缩物质324进行压缩并且使压力调节器组件300从膨胀操作状态移位(shift)到正常操作状态。
在一个或多个示例中,驱动器泵342可将驱动器流体320连续地泵送入第二体积部分318中,直到闭合流体回路328中的冷却流体316和可压缩物质324的压力水平恢复到操作压力。例如,控制器360可从压力传感器362接收第二组输入信号368B,该第二组输入信号指示在预定义时间段期间在泵入口354A处的操作压力。控制器360可将接收到的压力数据与存储的压力数据进行比较,以确定在预定义时间段期间接收到的压力数据是否等于或大于预定义压力(例如,最小阈值压力)。如果控制器360确定在预定义时间段期间接收到的压力数据大于预定义压力,则控制器360可将第三控制信号374B发送到驱动器泵342并将第四控制信号372B发送到阀344。在一些示例中,在接收到第三控制信号374B时,驱动器泵342可停止将驱动器流体320从驱动器流体储器346泵送入第二体积部分318中。在驱动器泵342已停止将驱动器流体320泵送入第二体积部分318中之后,第四控制信号372B可指示阀344从第一开启位置移动到切断位置以阻止(stop)驱动器流体320从驱动器流体储器346流入第二体积部分318中。因此,驱动器流体组件370可自动地管理CDU 350的闭合流体回路328中的冷却流体316的损失,并且使闭合流体回路328中的冷却流体316和可压缩物质324的压力水平恢复到操作压力。
当第二中空活塞306上的第一电子机械物体366A接近限位开关364时,控制器360可进一步从限位开关364接收第三输入信号384A。第三输入信号384A可指示阈值位置(或压力调节器组件300的排放状态)。因此,在接收到第三输入信号384A时,控制器360可向阀344产生第五控制信号372C和向补充泵396产生第六控制信号386A。在一些示例中,在接收到第五控制信号372C时,阀344可从切断位置移动到第二开启位置,以建立从第二体积部分318到驱动器流体储器346的出口流动路径348B。在阀344已移动到第二开启位置之后,第六控制信号386A可触发补充泵396以将补充冷却流体316A从补充冷却流体储器394泵送入第一体积部分314中。将补充冷却流体316A添加到第一体积部分314中可沿着与第一方向10相反的第二方向20可滑动地驱动第二中空活塞306,以减小第二体积部分318(或增加第一体积部分314)并经由出口流动路径348B将驱动器流体320的一部分从第二体积部分318排出到驱动器流体储器346中。
在一个或多个示例中,补充泵396可将补充冷却流体316A连续地泵送入第一体积部分314中,直到第一体积部分314中的冷却流体316和补充冷却流体316A的体积水平从最小阈值体积水平增加到预定义体积水平。例如,当第二中空活塞306上的第二电子机械物体366B接近限位开关364时,控制器360可从限位开关364接收第四输入信号384B。第四输入信号384B可指示预定义位置(或压力调节器组件300的充注状态)。因此,在接收到第四输入信号384B时,控制器360可向补充泵396产生第七控制信号386B和向阀344产生第八控制信号372D。在一些示例中,在接收到第七控制信号386B时,补充泵396可停止将补充冷却流体316A从补充冷却流体储器394泵送入第一体积部分314中。在补充泵396已停止将补充冷却流体316A泵送入第一体积部分314中之后,第八控制信号372D可指示阀344从第二开启位置移动到切断位置以阻止(stop)驱动器流体320从第二体积部分318流入驱动器流体储器346中。因此,补充冷却流体组件390可将补充冷却流体316A自动地重新填充到气缸302的第一体积部分314中,以将压力调节器组件300从排放状态移动到充注状态。
图4描绘了压力调节器组件400的截面透视图。压力调节器组件400包括气缸402、第一中空活塞404和第二中空活塞406。气缸402包括限定在入口408和出口410之间的内部体积412。第一中空活塞404和第二中空活塞406分别经由入口408和出口410可滑动地连接到气缸402,以将内部体积412分割成第一体积部分414、第二体积部分418和第三体积部分422。在图4的示例中,气缸402进一步包括从出口410突出的中空连接器区段402A。入口408可直接连接到闭合流体回路(未示出)的入口软管。出口410可经由中空连接器区段402A连接到闭合流体回路的出口软管。第一中空活塞404包括第一中空杆区段404A和从第一中空杆区段404A延伸的第一中空头区段404B。第二中空活塞406包括第二中空杆区段406A和从第二中空杆区段406A延伸的第二中空头区段406B。第一中空活塞404的第一中空杆区段404A在第二中空活塞406内伸缩。在此类示例中,第一中空活塞404可在气缸402和第二中空活塞406内进行往复运动。第二中空活塞406可在气缸402和中空连接器区段402A内进行往复运动。第一体积部分414限定在第一中空头区段404B和入口408之间。第二体积部分418限定在气缸402的第二中空头区段406B和出口410之间。类似地,第三体积部分422限定在气缸402的第一中空头区段404B和第二中空头区段406B之间。
在一个或多个示例中,第一体积部分414可填充有冷却流体,并且第二体积部分418可填充有驱动器流体,且第三体积部分422可填充有可压缩物质424(例如,弹簧)。在此类示例中,第一体积部分414可经由第一中空活塞404、第二中空活塞406和中空连接器区段402A流体地连接到闭合流体回路。因此,填充在第一体积部分414中的冷却流体可在闭合流体回路中连续地流动,由此防止冷却流体在压力调节器组件400的第一体积部分414内的停滞。气缸402进一步包括第一开口434,该第一开口形成在气缸402的与第二体积部分418相对应的区段上。在此类示例中,压力调节器组件400的驱动器流体组件可经由第一开口434连接到第二体积部分418。
在一个或多个示例中,第一中空活塞404可i)在可压缩物质424膨胀时进行往复运动以将冷却流体的一部分从第一体积部分414推入闭合流体回路中,以及ii)在可压缩物质424压缩时进行往复运动以将冷却流体的该部分从闭合流体回路拉入第一体积部分414中,从而维持闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。在示例实施方式中,可压缩物质424可沿着第一方向10直接地推动第一中空活塞404,以便将冷却流体的该部分从第一体积部分414推入闭合流体回路中。类似地,可压缩物质424可通过第一中空活塞404沿着第二方向20的可滑动运动而被压缩,该可滑动运动由冷却流体的该部分从闭合流体回路被推入第一体积部分414中引起。因此,压力调节器组件400可处理闭合流体回路中的冷却流体的压力尖峰和/或热膨胀和收缩。
进一步地,第二中空活塞406可由驱动器流体响应于在预定义时间段期间闭合流体回路中的冷却流体的预定义压降来沿着第一方向10可滑动地驱动。在一些示例中,驱动器流体经由第一开口434泵送入第二体积部分418中,以沿着第一方向10驱动第二中空活塞406并减小第一体积部分414。例如,第二中空活塞406可经由填充在第三体积部分422中的可压缩物质424可滑动地推动第一中空活塞404,以减小第一体积部分414。因此,第一体积部分414的减小可导致将冷却流体的一部分从第一体积部分414注入闭合流体回路中以弥补CDU中的冷却流体的损失,并由此恢复闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。附加地,第二中空活塞406可滑动地推动可压缩物质424以对可压缩物质424进行压缩并且使第三体积部分422中的可压缩物质424恢复到操作压力。
图5描绘了压力调节器组件500的截面透视图。压力调节器组件500包括气缸502、第一中空活塞504和第二中空活塞506。气缸502包括限定在入口508和出口510之间的内部体积512。第一中空活塞504和第二中空活塞506分别经由出口510和入口508可滑动地连接到气缸502,以将内部体积512分割成第一体积部分514、第二体积部分518和第三体积部分522。在图5的示例中,气缸502进一步包括从出口510突出的中空连接器区段502A。入口508可直接地连接到闭合流体回路(未示出)的入口软管。出口510可经由中空连接器区段502A连接到闭合流体回路的出口软管。第一中空活塞504包括第一中空头区段504B或套筒。第二中空活塞506包括第二中空杆区段506A和从第二中空杆区段506A延伸的第二中空头区段506B。第二中空活塞506可在气缸502和中空连接器区段502A内进行往复运动。第一中空活塞504可相对于第二中空活塞506的第二中空杆区段506A进行往复运动。第一体积部分514限定在第二中空头区段506B和入口508之间。第二体积部分518限定在气缸502的第一中空头区段504B和第二中空头区段506B之间。第三体积部分522限定在气缸502的第一中空头区段504B和出口510之间。
在一个或多个示例中,第一体积部分514可填充有冷却流体,并且第二体积部分518可填充有驱动器流体,且第三体积部分522可填充有可压缩物质524(例如,弹簧)。在此类示例中,第一体积部分514可经由第一中空活塞504、第二中空活塞506和中空连接器区段502A流体地连接到闭合流体回路。因此,填充在第一体积部分514中的冷却流体可在闭合流体回路中连续地流动,由此防止冷却流体在压力调节器组件500的第一体积部分514内的停滞。气缸502进一步包括第一开口534,该第一开口形成在气缸502的与第二体积部分518相对应的区段上。在此类示例中,压力调节器组件500的驱动器流体组件(未示出)可经由第一开口534连接到第二体积部分518。
在一个或多个示例中,第一中空活塞504可i)在可压缩物质524膨胀时进行往复运动以将冷却流体的一部分从第一体积部分514推入闭合流体回路中,以及ii)在可压缩物质524压缩时进行往复运动以将冷却流体的该部分从闭合流体回路拉入第一体积部分514中,从而维持闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。在示例实施方式中,可压缩物质524可经由第一中空活塞504和驱动器流体沿着第二方向20推动第二中空活塞506,以将冷却流体的该部分从第一体积部分514推入闭合流体回路中。类似地,可压缩物质524可通过第一中空活塞504沿着第一方向10的可滑动运动而被压缩,该可滑动运动由冷却流体的该部分从闭合流体回路被推入第一体积部分514中引起。在一些示例中,冷却流体的被推入第一体积部分514中的该部分可经由第二中空活塞506、驱动器流体和第一中空活塞504来间接地对可压缩物质524进行压缩。因此,压力调节器组件500可处理闭合流体回路中的冷却流体的压力尖峰和/或热膨胀和收缩。
进一步地,第二中空活塞506可由驱动器流体响应于在预定义时间段期间闭合流体回路中的冷却流体的预定义压降来沿着第二方向20可滑动地驱动。在一些示例中,驱动器流体经由第一开口534泵送入第二体积部分518中,以沿着第二方向20驱动第二中空活塞506并减小第一体积部分514。因此,第一体积部分514的减小可导致将冷却流体的一部分从第一体积部分514注入闭合流体回路中以弥补CDU中的冷却流体的损失,并由此恢复闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。附加地,泵送入第二体积部分518中的驱动器流体可沿着第一方向10可滑动地驱动第一中空活塞504,以对可压缩物质进行压缩并且使第三体积部分522中的可压缩物质恢复到操作压力。
图6是描绘操作压力调节器组件的方法600的流程图,该压力调节器组件用于管理CDU的闭合流体回路中的冷却流体的操作压力并调节CDU中的冷却流体的损失以恢复闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。本文中应注意的是,例如,方法600是结合图2A-2C来描述的。方法600在块602处开始并继续到块604。
在块604处,方法600包括:经由压力调节器组件来引导CDU的闭合流体回路中的冷却流体的流动,该压力调节器组件包括:气缸,其具有内部体积;以及第一中空活塞和第二中空活塞,它们可滑动地连接到气缸以将内部体积分割成具有冷却流体的第一体积部分、具有驱动器流体的第二体积部分、以及具有可压缩物质的第三体积部分。在此类示例中,第一体积部分经由第一和第二中空活塞流体地连接到闭合流体回路,以允许经由冷却流体储器使闭合流体回路中的冷却流体连续流动。由于填充在冷却流体储器的内部体积(即,第一体积部分)中的冷却流体连续地流动,因此在压力调节器组件中可不发生冷却流体的停滞。因此,本公开的压力调节器组件可克服与存储在现有流体储器中的冷却流体的停滞相关联的一个或多个问题。方法600继续到块606。
在块606处,方法600包括:通过可压缩物质使第一中空活塞进行往复运动,以维持闭合流体回路中的冷却流体的操作压力。在一些示例中,使第一中空活塞进行往复运动包括:在可压缩物质膨胀时滑动第一中空活塞以将冷却流体的一部分从第一体积部分推入闭合流体回路中、以及在压缩物质压缩时滑动第一空腔活塞以将冷却流体的该部分从闭合流体回路拉入第一体积部分中,以维持操作压力。因此,压力调节器组件可处理闭合流体回路中的冷却流体的压力尖峰和/或热膨胀和收缩。方法600继续到块608。
在块608处,方法600包括:检测在预定义时间段期间闭合流体回路中的冷却流体的预定义压降。在一些示例中,CDU可包括传感器(例如,位于连接到闭合流体回路的循环泵的泵入口处的压力传感器),以检测泵入口处的冷却流体的预定义压降。在此类示例中,压力传感器可周期性地检测泵入口处的冷却流体的操作压力,并且在预定义时间段期间产生信号。在一些示例中,传感器可将这些信号传达给通信地联接到传感器的控制器或数据中心管理服务器。在一个或多个示例中,这些信号可指示在预定义时间段期间在泵入口处的冷却流体的操作压力。
在一些示例中,数据中心管理服务器的管理员或控制器可将接收到的压力数据与存储的压力数据进行比较,以确定在预定义时间段期间接收到的压力数据是否等于的预定义压力(例如,最小阈值压力)或者在预定义时间段期间接收到的压力数据是否大于预定义压力。如果管理员或控制器确定在预定义时间段期间接收到的压力数据大于预定义压力,即,在块608处为“否”,则方法600在块612处结束。如果管理员或控制器确定在预定义时间段期间接收到的压力数据等于预定义压力,即,在块608处为“是”,则方法600可移动到块610。
在块610处,方法600包括:由驱动器流体响应于在预定义时间段期间闭合流体回路中的冷却流体的预定义压降来驱动第二中空活塞,以将附加的冷却流体从第一体积部分注入闭合流体回路中,从而使压力水平恢复到操作压力。在一些示例中,控制器可将控制信号发送到驱动器流体组件以自动地驱动第二中空活塞,如在图3的示例中所讨论的。在一些其他示例中,管理员可手动地调节驱动器流体组件以驱动第二中空活塞。在一些示例中,在块610处,方法600可进一步包括:由驱动器流体驱动第一中空活塞,以同时使第三体积部分中的可压缩物质恢复到操作压力。因此,压力调节器组件可弥补CDU的闭合流体回路中的冷却流体的损失,并且使闭合流体回路中的冷却流体和第三体积部分中的可压缩物质的压力水平恢复到操作压力。方法600在块612处结束。
可在压力调节器组件中实施在本文中所描述的示例中图示的各种特征,该压力调节器组件可充当组合的蓄能器和冷却流体储器。压力调节器组件可同时维持闭合流体回路中的冷却流体的操作压力并且使闭合流体回路中的冷却流体的压力水平恢复到操作压力。此外,与需要单独的蓄能器和冷却流体储器的冷却系统相比,压力调节器组件可更容易处理(handle)、更便宜,并且需要更少的安装空间。进一步地,具有电子装置和压力调节器组件的系统可并未被迫单独地经历关断以进行维护和/或替换蓄能器和冷却流体储器。
在前述描述中,阐述了众多细节以提供对本文中所公开的主题的理解。然而,可在没有这些细节中的一些或全部的情况下实践该实施方式。其他实施方式可包括对上文所讨论的细节的修改、组合和变化。所附权利要求旨在涵盖此类修改和变化。
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