尤其用于数据中心的冷却回路系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种冷却回路系统，包括：多个并列的机架(30；302、304、306)；双重底，包括安装在所述双重底上的基底(300)上的双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)，所述机架(30；302、304、306)安装在所述双重底上；需要被冷却的电气或电子部件，所述部件容纳在所述机架(30；302、304、306)中；以及冷却系统，所述冷却系统的部件被容纳在所述双重底中。所述冷却系统包括鼓风机(408)，所述鼓风机(408)彼此并联，并且将来自双重底的冷空气吹向并列的机架(30；302、304、306)。本发明专利技术还涉及一种控制所述冷却回路系统的方法。

Cooling loop system in particular for data centers and control method thereof

The invention relates to a cooling system, which comprises a plurality of parallel frame (30; 302, 304, 306); double bottom, comprises a substrate mounted on the bottom of the double (300) on the double bottom element (32; 320, 322, 324, 326, 328; 402, 406) and the frame (30, 304, 302; 306) installed in the double bottom; need to be cooled in electrical or electronic components, the components in the receiving frame (30; 302, 304, 306); and the cooling system, the cooling system components are housed in the double bottom. The cooling system comprises a blower (408), wherein the blowers (408) are connected in parallel with each other and blow cold air from the double bottom toward the juxtaposed frame (30, 302, 304, 306). The invention also relates to a method of controlling the cooling loop system.

【技术实现步骤摘要】
尤其用于数据中心的冷却回路系统及其控制方法本申请为申请日为2012年10月2日、申请号为201280051710.6、专利技术名称为“尤其用于数据中心的冷却回路系统及其控制方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及尤其用于数据中心的冷却回路系统。此外，本专利技术涉及用于冷却回路系统的控制方法。借助于冷却系统，位于双重底上的要被冷却的电气或电子部件被冷却，其中，风扇从双重底吹入被冷却的空气，如US2005/0075065A1所述。
技术介绍
很多机构和企业使用自己的数据中心来执行他们的计算机密集型工作步骤。如今，所有数量级的数据中心是独立计划的，每个新的数据中心都不可避免地且不断地进行重复活动，从而导致在计划阶段不必要的成本。为了在这个方面减少生产成本，根据使用者的要求对数据中心或数据中心的一部分进行预装配并将其转移至目的地，以便在相对短的时间内可以保证操作能够准备就绪。这种类型的数据中心也被称为模块化数据中心。通常，数据中心包括大量的服务器、网络和电脑设备，用于根据需要处理、存储和交换数据。一般地，很多服务器机架安装在电脑区域中，服务器和相关设备容纳在该服务器机架中。根据数据中心的尺寸，需要大量的电能来运行该设备。一般而言，供入相对高的电压，该相对高的电压向下传输至较低电压。包括电缆、终端和配电的网络用于将具有较低电压的能量输送至数据中心内的许多部件。因为这些部件产生大量的必须被驱散的废热，所以需要进行空气调节。评价标准为由“贪婪电网(TheGreedGrid)”联盟定义的电源使用效益(PUE)，表示输入电脑的能量比数据中心消耗的总能量的比值。比值低于1.3被认为是效率高。数据中心中的另一个问题是抵抗例如火、烟、水以及其它危险的物理防护，这些危险会损坏数据中心的服务器或者会或多或少地摧毁服务器。当事件情况改变时，数据中心的计算能力的量会迅速改变。经常有必要在一个地方增加计算能力，当按照客户想要的那样计划扩展时，必须考虑该地方的现有部件。但是，扩展现有能力是资源密集型的并需要花费很长的时间。必须布线、组装机架并建立空气调节系统。进行检查并获得确认需要花费额外的时间。当重建数据中心时，可扩展性对客户来说已经是一个重要变量(argument)。位于美国加州的弗里蒙特的硅图国际公司(SiliconGraphicsInternationalCorp)销售一种在容器结构中制造的模块化数据中心，其中，多达四个服务器机架被包括在一个部件(unit)中，数据中心可扩展至80个机架。通过使用智能风扇和具有高能效的三阶段风扇蒸发冷却系统来操作空气调节和冷却系统。WO2011/038348也提出模块化数据中心的构思。用于数据中心的模块化计算系统包括一个或多个数据中心模块，所述数据中心模块具有布置在机架中的服务器系统。中央电模块给数据中心模块供电。使用空气的冷却模块单独结合至每个数据中心模块并可选地包括风扇。空气调节将使用被导入数据中心模块的预冷空气。此外，还包括消防保护系统，该系统在发生火灾时将电子模块密封起来。系统的模块可以预先装配，其中包括功能性元件和结构性元件。这些可以作为部件进行运输并且能够快速安装在想要的位置。对于所有数据中心以及模块化的数据中心，单独计划(尤其是升级现有数据中心时)的缺点在于，只在效率不足时才进行效率考虑。数据中心的服务器和机架(基础设施的技术，诸如电流和空气)构建在第二层上，所述第二层安装在基底上并与该基底统称为双重底。现在，数据中心的空气调节的主要目标是保证供应冷空气。例如，使用循环空气系统来将冷空气吹入底部之间的间隙，其中，冷空气由服务器通过特别设计的板从双重底吸入。热出口空气在机架的后侧输出并且由循环空气系统吸入，所述系统冷却空气并且在回路中将被冷却的空气又通过双重底供应至服务器中。能源效率起着次要作用。双重底经常容纳能源供应和网络电缆的安装。例如，WO2009/109296A1中描述了双重底系统。DE202009015124U1描述一种用于冷却电气和电子部件的系统和设备柜中的模块部件，所述部件例如放置在数据中心中。可以将具有风扇的冷却单元设置成定位在双重底中并在机架下方，其中就空气循环而言风扇是独立的。每个风扇与防止再循环的装置结合，该装置相对于空气流动方向而位于相关的风扇的下游。上述的US2005/0075065A1和US2004/0065097依赖于一种冷却回路系统，该系统在数据中心内循环全部的空气。
技术实现思路
本专利技术之目的是提供一种冷却回路系统，通过该系统，可以最优化空气调节的能源效率，并且，该系统可以容易地被升级和改进。本专利技术之目的通过权利要求1所述的冷却回路系统实现。权利要求5和权利要求7中给出了可替换的实施方式。权利要求12的主题是相应的控制方法。相应的从属权利要求的主题是优选的实施方式。根据本专利技术的冷却回路系统包括多个并列的机架；双重底，包括安装在所述双重底上的基底上的双重底元件，所述机架安装在所述双重底上；需要被冷却的电气或电子部件，所述部件容纳在所述机架中；以及冷却系统，所述冷却系统的部件被容纳在所述双重底中。其中，所述冷却系统包括风扇，所述风扇彼此并联，并且将来自双重底的冷空气吹向并列的机架。下文将说明可替换的布置。还可以想到，冷却设计可以适用至局部双重底上的单个机架。使用容纳需要被冷却的电气或电子部件(例如服务器)的机架的主要优势在于，描述流经设备或系统的流量与压力增加之间的相互影响的设备或系统曲线保持相对平坦，以致该布置显示出相对低的流动阻抗。因此，可以用有效的方式使用并联的风扇，并且用低功率(即低转速)运行所述风扇。由于流量与转速成比例地改变，风扇消耗的功率与转速的第三功率成比例，所以产生巨大的节能潜能。并不需要每个机架都伴随一个风扇。本专利技术的基本构思是使服务器前面的空间整体保持冷却，以便在低功率范围内进行风扇的并联操作。通过部件的智能布置(该部件可选地由隔板或类似物支撑)，该部件被支撑成在布置中的压力损失保持最小。如后文将解释的，在冷却回路系统的双重底中，所述冷却系统的所有部件的放置允许空间的改进利用，其中，要被冷却的空气量保持相对较小，以便可以用较小的风扇功率进行工作。此外，空气量小还有助于可能需要的除湿。优选地，还设置多个并列的机架，所述机架使冷通道与热通道分开，并且所述风扇设置在冷通道的双重底元件中。严格区分热空气和冷空气并结合智能控制，这是实现最高冷却负载和效率的必不可少的先决条件。根据有利的实施方式，所述风扇是显示出特别有利的风扇参数的轴流风扇。有利地，还可以设置成，所述冷却回路系统包括至少一个热交换器，所述热交换器容纳在一个或多个双重底元件中并位于至少一个机架下方，或者容纳在所述热通道的双重底元件中。对于热交换器的合适设计，双重底中的风扇可以被部分或全部地舍弃，只要电气或电子部件的风扇被包括在环境因素(climateconcept)中。当热交换器倾斜地布置在一个或多个双重底元件中，以致所述热交换器的横向延伸的边缘定位成靠近所述机架，并且相对的横向延伸的边缘定位成靠近所述基底，这时该冷却回路系统是最优的。因此，为所述热交换器提供更多的空间，从而导致更高或更低的压力损失。根据一个优选的实施方式，该热交换器是水-水热交换器。通过将热交换器放置在双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却回路系统，包括：‑双重底，包括安装在基底(300)上的双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)，机架(30；302、304、306)安装在所述双重底上；‑需要被冷却的电气或电子部件，所述部件容纳在所述机架(30；302、304、306)中；以及‑冷却系统，包括用于吹送来自所述双重底的冷空气的风扇(408)，其特征在于，所述冷却回路系统包括多个并列的机架(30；302、304、306)，所述机架位于所述双重底上，所述需要被冷却的电气或电子部件容纳在所述机架(30；302、304、306)中；以及所述冷却系统的部件，包括风扇(408)，都只容纳在双重底中，其中，所述风扇(408)彼此并联，并且将所述冷空气吹向所述并列的机架(30；302、304、306)。

【技术特征摘要】
2011.10.21 DE 102011122824.5;2011.10.21 DE 10201101.一种冷却回路系统，包括：-双重底，包括安装在基底(300)上的双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)，机架(30；302、304、306)安装在所述双重底上；-需要被冷却的电气或电子部件，所述部件容纳在所述机架(30；302、304、306)中；以及-冷却系统，包括用于吹送来自所述双重底的冷空气的风扇(408)，其特征在于，所述冷却回路系统包括多个并列的机架(30；302、304、306)，所述机架位于所述双重底上，所述需要被冷却的电气或电子部件容纳在所述机架(30；302、304、306)中；以及所述冷却系统的部件，包括风扇(408)，都只容纳在双重底中，其中，所述风扇(408)彼此并联，并且将所述冷空气吹向所述并列的机架(30；302、304、306)。2.如权利要求1所述的冷却回路系统，其中，所述多个并列的机架(30；302、304、306)将冷通道(34；303、303’)与热通道(36；305、305’)分开，所述风扇(408)布置在所述冷通道的双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)中。3.如权利要求1所述的冷却回路系统，其中，所述风扇(408)为轴流风扇。4.如权利要求1所述的冷却回路系统，其中，所述冷却回路系统包括至少一个热交换器(404、404’)，所述热交换器(404、404’)容纳在一个或多个双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)中并位于至少一个机架(30；302、304、306)下方，或者容纳在所述热通道(305、305’)的双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)中。5.一种冷却回路系统，包括：-双重底，包括安装在基底(300)上的双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)；-需要被冷却的电气或电子部件，位于所述双重底上；以及-冷却系统，包括用于吹送来自双重底的冷空气的风扇(408)，其特征在于，所述冷却回路系统包括多个并列的机架(30；302、304、306)，所述机架位于所述双重底上，所述需要被冷却的电气或电子部件容纳在所述机架(30；302、304、306)中；至少一部分所述电气或电子部件配置有风扇(410)；以及所述冷却系统的部件只容纳在所述双重底中，所述冷却系统不包括自身的风扇，而是包括至少一个热交换器(404)，所述热交换器(404)容纳在一个或多个双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)中并位于至少一个机架(30；302、304、306)下方，或者容纳在所述热通道(305、305’)的多个双重底元件(32；320、322、324、326、328；402、406)中。6.一种冷却回路系统，包括：-双重底，包括安装在基底上的双重底元件(32；320、322、324、326、328；402...

【专利技术属性】
技术研发人员：M尼科莱，D贝克，D赫曼，M多里克，
申请(专利权)人：利塔尔两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE