用于冷却的系统和方法与流程

背景技术：

1、计算需求和性能的增加可能导致计算系统生成的热量增加。电子系统的热调节对于维持电子系统的性能和寿命可能是关键的。因此，电子系统的热调节和散热的改进反过来可以降低电子设备冷却的成本并提高电子设备冷却的效率。

2、电气故障可能导致计划外的停机时间，并缩短与电气网络耦合的电气部件的寿命。当电气部件在高于电气部件的温度极限的温度下运行时，可能会显著缩短电气部件的寿命。

3、当应用反应性维护时，在检测到电气故障之前不采取行动。这可能损害系统的电气部件的寿命，并导致意外的停机时间和昂贵的维护。相反，当应用预防性维护时，考虑操作小时数、自上次维护以来经过的时间等。可以周期性地触发预防性维护以防止电气故障。然而，现有的预防性维护机制可能不考虑电气部件的实际实时条件，这可能导致维护比需要的更早执行。这可能导致不具成本效益的过度维护。在一些情况下，如果电气网络的一些部件意外地和过早地发生故障，则预防性维护可能被安排在太晚的时间点。

技术实现思路

1、本文提供了可用于冷却各种电子系统的一个或多个部件的系统和方法。与用于电子冷却的其他系统相比，本文所述的系统和方法可以允许以提高的效率和改进的功能来冷却诸如计算机服务器的电子部件。

2、本文所述的预测性维护机制可监测电气部件、电线和其他与电气网络耦合的部件的实时状况。本文中的预测性维护可以由电气网络的监测状态触发以执行校正行动，这有助于延长系统的寿命而不会经历严重故障和停机时间。

3、由于电流的流动、生成的热量、电磁场效应、振动和噪声等，相同电气网络上的各个电气部件会影响相互的状态。另外，网络内的开关可以在任何给定时刻改变电气部件之间的拓扑关系。因此，由于电气网络的动态特性，应用预定的规则集对于检测和预测电气故障可能不是最优的。

4、如本文所述，智能算法(如人工智能、机器学习等)可用于模拟电气网络环境以根据实时状态监测数据提供预测性维护的解决方案。各种传感器可以安装在电气网络上以向一个或多个智能算法提供实时状况监测数据。提供给智能算法的实时状况数据的连续测量可以允许对所监测的电气网络进行仿真，并且生成关于电气网络和与电气网络相关联的各个电气部件的健康的可操作的见解。

5、电流通过电气部件生成热量。与电气部件相关联的温度的连续测量和监测可以提供另一数据集，智能算法可以使用该数据集来预测下一次预期电气故障的概率和剩余时间，从而促进早期校正行动。

6、在一方面，本公开提供了一种冷却系统，包括：包括容器壁的容器，其中容器被配置为保持淹没在第一液体中的热源，其中在使用期间，第一液体与热源热连通并被配置为从热源移除热能；在容器中的导流板，其中在使用期间，导流板设置在热源和容器壁之间并被配置为在热能离开热源转移期间引导第一液体的流动；和设置在容器中的热交换器，其中在使用期间，热交换器与第一液体热连通且完全淹没在第一液体中并被配置为使第二液体流动，该第二液体被配置为从第一液体移除热能，从而冷却热源。

7、在另一方面，本公开提供了一种冷却系统，包括：包括容器壁的容器，其中容器包括淹没在第一液体中的热源，其中第一液体与热源热连通并被配置为从热源移除热能；设置在热源和容器壁之间的导流板，其中导流板被配置为在热能离开热源转移期间引导第一液体的流动；和与第一液体热连通且完全淹没在第一液体中的热交换器，其中热交换器被配置为使第二液体流动，所述第二液体被配置为从第一液体移除热能，从而冷却热源。

8、在一些实施方式中，热交换器设置在导流板和容器壁之间。在一些实施方式中，冷却系统还包括附加容器，所以附加容器包括热交换器，其中附加容器与容器流体连通，使得在使用期间，第一液体在容器和附加容器之间流动。在一些实施方式中，热交换器包括被配置为使第二液体流动的多个管。在一些实施方式中，冷却系统还包括被配置为冷却第一液体的至少一部分的鼓风机。在一些实施方式中，导流板被配置为引导第一液体朝向热交换器流动。在一些实施方式中，第一液体保持与第二液体分离，使得第一液体不接触第二液体。在一些实施方式中，第一液体是电介质液体。在一些实施方式中，第一液体直接接触热源。

9、在一些实施方式中，冷却系统还包括被配置为提供第一液体的强制对流的再循环回路。在一些实施方式中，导流板支撑热源。在一些实施方式中，导流板包括底板，所述底板包括被配置为允许第一液体流动通过底板的穿孔。在一些实施方式中，导流板包括导流板壁，并且其中所述导流板壁包括被配置为允许第一液体流动通过导流板壁的穿孔。在一些实施方式中，导流板包括被配置为引导第一液体围绕热源流动的流动转向器。

10、在一些实施方式中，系统还包括被配置为密封容器的盖。在一些实施方式中，系统还包括邻近第一液体并在第一液体上方设置的液体盖，其中液体盖被配置为密封容器。在一些实施方式中，系统还可包括被配置为减少液体盖的体积的浮子。在一些实施方式中，容器包括被配置为将容器的压力保持在阈值以下的安全阀。在一些实施方式中，系统还包括被配置为将第一液体密封在容器内的衬垫。在一些实施方式中，衬垫是刚性衬垫。在一些实施方式中，衬垫是可变形衬垫。在一些实施方式中，冷却系统还包括耦合到热交换器的一个或多个处理器，其中一个或多个处理器被配置为调节第二液体通过热交换器的流动。在一些实施方式中，冷却系统还包括电缆出口，所述电缆出口被配置为允许电缆的一部分设置在容器的内部并且允许电缆的另一部分设置在容器的外部，其中所述电缆出口被配置为密封容器。在一些实施方式中，电缆出口包括导管，所述导管包括电缆的至少一部分和被配置为密封电缆出口的第三液体。在一些实施方式中，冷却系统还包括置换体积，所述置换体积被配置为与没有置换体积的系统相比减少第一液体的体积。在一些实施方式中，冷却系统可与可再生能源集成。在一些实施方式中，热源是电子部件。在一些实施方式中，电子部件包括无线手柄。在一些实施方式中，无线手柄包括无线发射器。

11、在另一方面，本公开提供了一种冷却系统，包括：包括容器壁的容器，其中容器被配置为保持淹没在第一液体中的热源，其中在使用期间，第一液体与热源热连通并且被配置为从热源移除热能；在容器中的导流板，其中在使用期间，导流板设置在热源和容器壁之间并被配置为在热能离开热源转移期间引导第一液体的流动；和被配置为使第一液体流动的再循环回路，其中所述再循环回路包括(i)包括会聚结构的通道和(ii)被配置为引导第一液体通过通道的会聚结构的泵，其中在使用期间，通道设置在导流板和容器壁之间并且泵引导第一液体通过会聚结构以生成抽吸力，所述抽吸力拉动第一液体通过会聚结构以在导流板和容器壁之间生成第一液体的流动，从而冷却热源。

12、在另一方面，本公开提供了一种冷却系统，包括：包括容器壁的容器，其中容器包括淹没在第一液体中的热源，其中第一液体与热源热连通并且被配置为从热源移除热能；设置在热源和容器壁之间的导流板，其中导流板被配置为在热能离开热源转移期间引导第一液体的流动；和被配置为使第一液体流动的再循环回路，其中所述再循环回路包括(i)包括会聚结构的通道，所述会聚结构设置在导流板和容器壁之间和(ii)被配置为引导第一液体通过通道的会聚结构以生成抽吸力的泵，所述抽吸力拉动第一液体通过会聚结构以在导流板和容器壁之间生成第一液体的流动，从而冷却热源。

13、在一些实施方式中，导流板被配置为引导第一液体朝向容器壁流动。在一些实施方式中，冷却系统还包括被配置为冷却第一液体的至少一部分的鼓风机。在一些实施方式中，第一液体是电介质液体。在一些实施方式中，第一液体直接接触热源。在一些实施方式中，冷却系统还包括耦合到再循环回路的一个或多个处理器，其中所述一个或多个处理器被配置为调节第一液体通过再循环回路的流动。在一些实施方式中，导流板支撑热源。在一些实施方式中，导流板包括底板，所述底板包括被配置为允许第一液体通过底板的流动的穿孔。在一些实施方式中，导流板包括导流板壁，并且其中所述导流板壁包括被配置为允许第一液体通过导流板壁的流动的穿孔。在一些实施方式中，导流板包括被配置为引导第一液体围绕热源流动的流动转向器。

14、在一些实施方式中，冷却系统还包括被配置为密封容器的盖。在一些实施方式中，冷却系统还包括邻近第一液体并在第一液体上方设置的液体盖，其中所述液体盖被配置为密封容器。在一些实施方式中，冷却系统还包括被配置为减少液体盖的体积的浮子。在一些实施方式中，容器包括被配置为将容器的压力维持在阈值以下的安全阀。在一些实施方式中，冷却系统还包括被配置为将第一液体密封在容器内的衬垫。在一些实施方式中，衬垫是刚性衬垫。在一些实施方式中，衬垫是可变形衬垫。在一些实施方式中，冷却系统还包括电缆出口，所述电缆出口被配置为允许电缆的一部分设置在容器的内部并且允许电缆的另一部分设置在容器的外部，其中所述电缆出口被配置为密封容器。在一些实施方式中，电缆出口包括导管，所述导管包括电缆的至少一部分和被配置为密封电缆出口的第三液体。在一些实施方式中，冷却系统还包括置换体积，所述置换体积被配置为与没有置换体积的系统相比减少第一液体的体积。在一些实施方式中，冷却系统可与可再生能源集成。在一些实施方式中，热源是电子部件。在一些实施方式中，电子部件包括无线手柄。在一些实施方式中，无线手柄包括无线发射器。

15、在另一方面，本公开提供了一种用于冷却热源的方法，包括：(a)提供与热源热连通的冷却系统，其中所述冷却系统包括(i)包括容器壁的容器，其中所述容器包括淹没在第一液体中的热源，(ii)设置在热源和容器壁之间的导流板，和(iii)与第一液体热连通并完全淹没在第一液体中的热交换器，其中所述第一液体与热源热连通；(b)将热能从热源转移到第一液体，并且在转移期间，使用导流板引导第一液体远离热源流动；和(c)使用热交换器使第二液体流动，其中所述第二液体从第一液体移除热能，从而冷却热源。

16、在一些实施方式中，方法还包括使第一液体流动以将第一液体维持在过冷状态。在一些实施方式中，热交换器设置在导流板和容器壁之间。在一些实施方式中，方法还包括使第一液体流到与容器流体连通的附加容器，其中所述热交换器设置在附加容器中。在一些实施方式中，热交换器包括使第二液体流动的多个管。在一些实施方式中，方法还包括使用鼓风机冷却第一液体的至少一部分。在一些实施方式中，导流板引导第一液体朝向热交换器。在一些实施方式中，方法还包括使用耦合到热交换器的泵，其中所述泵引导第二液体流过热交换器。在一些实施方式中，方法还包括使用耦合到泵的一个或多个处理器控制第二液体通过热交换器的流速。

17、在一些实施方式中，第一液体是电介质液体。在一些实施方式中，第一液体直接接触热源。在一些实施方式中，导流板支撑热源。在一些实施方式中，导流板包括底板，所述底板包括允许第一液体流动通过底板的穿孔。在一些实施方式中，导流板包括导流板壁，并且其中所述导流板壁包括允许第一液体流动通过导流板壁的穿孔。在一些实施方式中，导流板包括引导第一液体围绕热源流动的流动转向器。

18、在一些实施方式中，容器包括密封容器的盖。在一些实施方式中，冷却系统包括邻近第一液体并在第一液体上方设置的液体盖。在一些实施方式中，系统还包括被配置为减少液体盖的体积的浮子。在一些实施方式中，容器包括将容器的压力维持在阈值以下的安全阀。在一些实施方式中，容器包括将第一液体密封在容器内的衬垫。在一些实施方式中，衬垫是刚性衬垫。在一些实施方式中，衬垫是可变形衬垫。在一些实施方式中，方法还包括将冷却系统与可再生能源集成。在一些实施方式中，方法还包括使用第二液体进行二次加热。在一些实施方式中，热源是电子部件。在一些实施方式中，电子部件包括无线手柄。在一些实施方式中，无线手柄包括无线发射器。

19、在另一方面，本公开提供了一种用于冷却热源的方法，包括：(a)提供与所述热源热连通的冷却系统，其中所述冷却系统包括(i)包括容器壁的容器，其中所述容器包括淹没在第一液体中的所述热源，(ii)设置在所述热源和所述容器壁之间的导流板，和(iii)再循环回路，所述再循环回路包括(a)包括设置在所述导流板和所述容器壁之间的会聚结构的通道以及(b)引导所述第一液体流动通过所述会聚结构的泵，其中所述第一液体与所述热源热连通；(b)将热能从所述热源转移到所述第一液体，并且在所述转移期间，使用所述导流板引导所述第一液体远离所述热源流动；和(c)使用所述再循环回路的所述泵引导所述第一液体通过所述通路的所述会聚结构以生成抽吸力，所述抽吸力拉动所述第一液体通过所述会聚结构并在所述导流板和所述容器壁之间生成所述第一液体的流动，从而冷却所述热源。

20、在一些实施方式中，方法还包括使第一液体流动，使得所述第一液体维持在过冷状态。在一些实施方式中，导流板引导第一液体朝向容器壁。在一些实施方式中，第一液体是电介质液体。在一些实施方式中，第一液体直接接触热源。在一些实施方式中，方法还包括使用鼓风机冷却第一液体的至少一部分。

21、在一些实施方式中，导流板支撑热源。在一些实施方式中，导流板包括底板，所述底板包括允许第一液体流动通过底板的穿孔。在一些实施方式中，导流板包括导流板壁，并且其中所述导流板壁包括允许第一液体流动通过导流板壁的穿孔。在一些实施方式中，导流板包括引导第一液体围绕热源流动的流动转向器。

22、在一些实施方式中，容器包括密封容器的盖。在一些实施方式中，冷却系统包括邻近第一液体并在第一液体上方设置的液体盖。在一些实施方式中，系统还包括被配置为减少液体盖的体积的浮子。在一些实施方式中，容器包括将容器的压力维持在阈值以下的安全阀。在一些实施方式中，容器包括被配置为将第一液体密封在容器内的衬垫。在一些实施方式中，衬垫是刚性衬垫。在一些实施方式中，衬垫是可变形衬垫。在一些实施方式中，方法还包括使用耦合到泵的一个或多个处理器控制第一液体通过会聚结构的流动。在一些实施方式中，方法还包括将冷却系统与可再生能源集成。在一些实施方式中，方法还包括使用第一液体进行二次加热。在一些实施方式中，热源是电子部件。在一些实施方式中，电子部件包括无线手柄。在一些实施方式中，无线手柄包括无线发射器。

23、在另一方面，本公开提供了包括本文所述的冷却系统的套件和包括第一液体和液体盖的单个容器。在一些实施方式中，第一液体和液体盖被配置为在添加到冷却系统时相分离。

24、在另一方面，本公开提供了一种用于预测过热事件以帮助冷却热源的方法，该方法包括：(a)从多个传感器接收与电气网络的多个电气部件相关联的多个参数，其中所述多个传感器中的一个是温度传感器；和(b)计算机用预测模型处理多个参数以生成指示过热事件的输出，其中所述预测模型在包括跨不同时间点的多个参数的多个历史数据的训练数据集上被训练，并且其中所述多个历史数据被标记为源于或不源于经历过热事件的电气部件。

25、在一些实施方式中，预测模型是二进制预测模型，并且其中输出是指示多个电气部件中的一个是否将经历过热事件的二进制输出。在一些实施方式中，预测模型是多类预测模型，并且其中输出包括在过热事件的多个水平或迫切性上的概率分布。在一些实施方式中，多个传感器包括电特性传感器。在一些实施方式中，训练数据集包括关于从温度传感器接收的热测量和来自电特性传感器的电特性测量的多个历史数据。在一些实施方式中，训练数据集包括多个电气部件之间的拓扑关系。在一些实施方式中，温度传感器是红外温度计。

26、上述系统和方法可提供准确的实时电气网络状况监测，预测即将发生的故障和过热事件，并及时采取校正行动。本文的系统和方法可以提高电气网络的整体效率和电气部件的寿命，并减少系统的计划外停机时间，从而导致较低的操作成本。设施的所有者可以接收电气网络的总体健康的早期警告，并且可以基于对电气故障和过热事件的预测来做出明智的决策。

27、通过以下详细描述，本领域技术人员将很容易了解本发明的其他方面和优点，其中仅显示和描述了本发明的说明性实施方式。如将认识到的，本公开能够有其它和不同的实施方式，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改，所有这些都不脱离本公开。因此，附图和描述应被视为本质上是说明性的，而不是限制性的。

28、援引并入

29、本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同具体地和个别地指出通过引用而并入每一个别出版物、专利或专利申请。在通过引用并入的出版物和专利或专利申请与本说明书中包含的公开内容相矛盾的程度上，本说明书旨在置换和/或优先于任何这种矛盾的材料。