用于数据中心的开放式空气冷却的空气洗涤制造技术

数据中心系统包括壳体和空气供应系统，其中，壳体容纳布置在电子机柜中的服务器；空气供应系统从壳体的外部环境接收被污染空气。数据中心系统还包括喷雾和冷却系统以净化和冷却污染空气。喷雾和冷却系统包括接收污染空气的冷却和净化室以及将液滴喷射到冷却和净化室内的污染空气中的喷嘴。液滴收集和去除污染空气中所包含的颗粒的至少一部分以生成未污染空气。数据中心系统还包括气流输送系统，以由未污染空气生成气流从而以致使气流行进通过电子机柜的服务器进而交换因服务器的操作而由服务器生成的热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用该申请要求于2015年5月1日提交的第14/702,617号美国专利申请的优先权，该美国专利申请通过引用整体地并入本文。
本专利技术的实施方式大体涉及数据中心。更具体地，本专利技术的实施方式涉及用于冷却和净化用来使数据中心的服务器冷却的空气的喷雾和冷却系统。
技术介绍
排热是计算机系统和数据中心设计中的重要因素。随着服务器性能的改善，数据中心内配置的服务器的数量也持续增加，从而使服务器在正常工作期间产生的热量增加。如果服务器所处的工作环境允许温度随着时间升高，则数据中心内所使用的服务器的可靠性会下降。数据中心的功率中的很大一部分用于冷却服务器层面的电子器件。由于数据中心内的服务器的数量增加，数据中心相应地消耗更大部分的功率以冷却服务器内的电子组件。在传统数据结构中，机房空调(CRAC)使冷空气在整个数据中心循环。通常，CRAC为闭合回路式系统，其使从数据中心内吸取的回流空气冷却，以及使经冷却的空气再循环至数据中心内的服务器。因为由CRAC吸取的空气来源于数据中心内，所以由于使数据中心中的服务器冷却空气的温度升高。由于数据中心内的服务器所使用的功率增加，因此CRAC用来使回流空气冷却的功率也增加。此闭合回路还使用于数据中心操作的功率和相关成本增加。近年来，一些冷却系统使用从外部环境吸取的新鲜空气而不需回收数据中心内的空气。然而，在新鲜空气可能由于其含有高于某一水平的灰尘或其他化学颗粒而被污染的一些区域中，这种系统可能是不起作用的。这种不好的空气质量可能进一步损坏数据中心的服务系统。附图说明本专利技术的实施方式通过示例示出但是不限于附图的图，在附图中，相同的参考标记指示相同的元件。图1A和图1B是示出根据本专利技术一个实施方式的数据中心系统的框图。图2是示出根据本专利技术一个实施方式的空气洗涤和冷却系统的框图。图3是示出根据本专利技术另一实施方式的数据中心系统的框图。图4是示出根据本专利技术另一实施方式的冷却和净化系统的框图。图5是示出根据本专利技术另一实施方式的数据中心系统的框图。图6是示出根据本专利技术一个实施方式用于冷却和净化待在数据中心中使用的新鲜空气的过程的流程图。具体实施方式将参照以下讨论的细节对本专利技术的多种实施方式和方面进行描述，附图将示出多种实施方式。以下的描述和附图是对本专利技术的说明，而不理解为限制本专利技术。对诸多具体细节进行描述以提供对本专利技术各实施方式的彻底理解。然而，在某些情况下，为了令本专利技术实施方式讨论简明，不对众所周知的或常规的细节进行描述。在说明书中，对“一个实施方式”或“实施方式”的参考指结合实施方式所描述的具体特征、结构或特性可包括在本专利技术的至少一个实施方式中。在说明书各处，短语“在一个实施方式中”的出现不必都指代同一实施方式。根据一些实施方式，液体出于冷却的目的而被使用，以及被用作用于减少或去除空气中不想要的颗粒的洗涤介质，所述颗粒例如为在IT(信息技术)集装箱和数据中心使用的循环或非循环新鲜空气中可能存在的有害和非期望污染物。在一个实施方式中，如对从空气中分离的颗粒和污染物的首先的措施所需的，令新鲜、污染且未调节的空气穿行通过空气过滤器。然后，经过滤的空气穿行通过空气洗涤喷射冷却系统，也称为下面描述的喷雾和冷却系统，其中多个精密设计的喷雾嘴将液滴(例如，水滴)以特定尺寸和速度喷射和推到进入的已过滤空气中。已过滤空气的穿行带来要从空气洗涤掉的额外的污染物和颗粒，这些污染物和颗粒在空气过滤器处未被收集。此外，液滴薄雾因空气的高速穿行而发生的雾化致使空气因液体颗粒至蒸汽的焓变而蒸发冷却。此外，液体回收系统可用于收集和回收具有从空气收集的污染物或颗粒的液滴。尤其，液体分离叶片用于收集液滴中的任意液滴并防止其与空气一起行进至数据中心的IT装备的机柜中。针对预定空气湿度水平，可使用湿度控制系统可来通过调整液流以及注入经再循环的空气而将空气湿度控制或调整到最佳理想水平。然后，经调节、净化、冷却且潮湿的空气被用于使数据中心中的硬件的全部机群冷却。图1A和图1B是示出根据本专利技术一个实施方式的数据中心系统的框图。在此示例中，数据中心系统的剖面图或侧视图在图1A中示出，而数据中心系统的俯视图在图1B中示出。参照图1A，数据中心系统100包括壳体结构(诸如房体或集装箱)以容纳IT装备或仪器(在此示例中，为提供数据服务的计算机服务器)的成行的机柜101至103。虽然只示出三行机柜101至103，但可应用更多或更少的行。成行的电子机柜101至103布置成使得在每两行之间形成通路，在此示例中，通路包括热空气通路105A至105B和冷空气通路106A至106B。在一个实施方式中，数据中心系统100还包括空气供应系统110(也称为空气供应单元)、空气喷雾和冷却系统112以及可选择的冷凝器115。空气供应系统110配置成将新鲜的、可能污染的且未调节的空气(也称为污染空气108)从外部环境吸收或吸取到数据中心系统的壳体中。空气供应系统110可包括一个或多个进气风扇以吸入污染空气108，以及一个或多个空气过滤器以对污染空气108进行过滤从而生成已过滤空气。过滤器可使污染空气108中的颗粒或污染物中的一部分减少。然而，过滤器可能不足以去除颗粒或污染物的大部分。在一个实施方式中，已过滤空气被送入喷雾和冷却系统112的进入接口或进气口中。喷雾和冷却系统112包括喷雾和冷却室和一系列喷嘴，其中喷雾和冷却室接纳已过滤空气；一系列喷嘴按特定配置或布局布置以将液滴(例如水滴)的细薄雾喷射或吹到喷雾和冷却室内所接纳的已过滤空气中，从而收集和去除已过滤空气中的颗粒或污染物中的至少一些(例如，灰尘)。液滴的尺寸和速度或压力被控制和/或调整到最佳水平，以使得液滴可收集和去除已过滤空气中最高水平的颗粒或污染物。此外，根据一个实施方式，液滴薄雾因已过滤空气的高速穿行而发生的雾化致使空气因液滴到蒸汽的焓变而蒸发冷却。因此，具有较少颗粒或污染物的较冷空气(也称为冷却和未污染空气120)从喷雾和冷却系统112的排出接口或出气口射出。术语“未污染空气”指颗粒或污染物水平低于预定阈值的空气。可选择地，如果需要，则可使用可选择的冷凝器115来进一步使冷却和未污染空气120的温度降低。与空调系统类似，冷凝器是通过蒸汽压缩或吸收式制冷循环从液体去除热量的机器。然后，此液体可循环通过热交换器以使空气(在此示例中，为冷却和未污染空气120)冷却。根据对冷却和未污染空气120的特殊需求，控制系统(未示出)可配置成对空气供应系统110、喷雾和冷却系统112和/或可选择的冷凝器115的配置或设置进行控制或调整以产生具有所需温度、湿度和颗粒水平的冷却和未污染空气120。根据一个实施方式，数据中心系统100还包括气流输送系统，该气流输送系统配置成基于冷却和未污染空气120生成一个或多个气流以输送冷却和未污染空气120的气流，从而使成行的电子机柜101至103冷却。在此示例中，气流输送系统包括第一通道或隧道125以将冷却和未污染空气120输送到容纳成行的电子机柜101至103的壳体中。在一个实施方式中，第一通道125可包括一个或多个管道或管，该一个或多个管道或管布置在支撑成行的电子机柜101至103的地板或表面104(例如，活动地板)的下面。地板104的多种位置上本文档来自技高网...

【技术保护点】
数据中心系统，包括：壳体，容纳多个服务器且所述多个服务器在所述壳体中工作，所述服务器布置在多个电子机柜中；空气供应系统，从所述壳体的外部环境接收污染空气，所述污染空气包含多种颗粒；喷雾和冷却系统，联接至所述空气供应系统以接纳所述污染空气以及净化和冷却所述污染空气，其中，所述喷雾和冷却系统包括：冷却和净化室，从所述空气供应系统接收所述污染空气，以及多个喷嘴，布置成将多个液滴喷射到所述冷却和净化室内的污染空气中，其中，所述液滴直接接触所述污染空气的颗粒以收集和去除包含在所述污染空气中的所述颗粒的至少一部分从而生成未污染空气；以及气流输送系统，联接至所述喷雾和冷却系统以由所述未污染空气生成气流、致使所述气流移动穿过所述电子机柜的服务器从而对由因所述服务器的操作而由所述服务器生成的热量进行交换、以及将携带有所交换的热量的气流排放至所述壳体外的外部环境。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.01 US 14/702,6171.数据中心系统，包括：壳体，容纳多个服务器且所述多个服务器在所述壳体中工作，所述服务器布置在多个电子机柜中；空气供应系统，从所述壳体的外部环境接收污染空气，所述污染空气包含多种颗粒；喷雾和冷却系统，联接至所述空气供应系统以接纳所述污染空气以及净化和冷却所述污染空气，其中，所述喷雾和冷却系统包括：冷却和净化室，从所述空气供应系统接收所述污染空气，以及多个喷嘴，布置成将多个液滴喷射到所述冷却和净化室内的污染空气中，其中，所述液滴直接接触所述污染空气的颗粒以收集和去除包含在所述污染空气中的所述颗粒的至少一部分从而生成未污染空气；以及气流输送系统，联接至所述喷雾和冷却系统以由所述未污染空气生成气流、致使所述气流移动穿过所述电子机柜的服务器从而对由因所述服务器的操作而由所述服务器生成的热量进行交换、以及将携带有所交换的热量的气流排放至所述壳体外的外部环境。2.根据权利要求1所述的数据中心系统，其中，所述液滴还致使所述未污染空气具有第一温度，由于所述液滴至蒸汽的焓变，所述第一温度低于所述污染空气的第二温度。3.根据权利要求1所述的数据中心系统，其中，所述空气供应系统包括：一个或多个风扇，将所述污染空气从所述外部环境吸取到所述壳体中；以及一个或多个空气过滤器，联接至所述风扇以对所述污染空气进行过滤从而生成已过滤空气，其中所述已过滤空气由所述喷雾和冷却系统净化和冷却以生成所述未污染空气。4.根据权利要求1所述的数据中心系统，其中，所述喷雾和冷却系统还包括：一个或多个传感器，布置在多个位置处，所述一个或多个传感器包括第一传感器以测量所述污染空气的颗粒；以及控制器，联接至所述一个或多个传感器以基于从至少所述第一传感器接收的数据来对所述喷雾和冷却系统的至少所述喷嘴的设置进行调整，从而生成尺寸最适于从所述污染空气收集和去除所述颗粒的液滴。5.根据权利要求4所述的数据中心系统，其中所述控制器配置成对液压、所述液滴的密度以及所述液滴的尺寸中的至少一个进行调整。6.根据权利要求4所述的数据中心系统，其中所述一个或多个传感器还包括第二传感器，所述第二传感器设置在所述壳体内以测量所述未污染空气的空气质量属性，其中所述控制器还基于从所述第二传感器接收的数据来对所述喷雾和冷却系统的设置进行调整。7.根据权利要求6所述的数据中心系统，其中所述空气质量属性包括所述未污染空气的残余颗粒数、湿度、气流速率、空气压力以及温度中的至少一个。8.根据权利要求1所述的数据中心系统，还包括液体分离设备以从所述未污染空气收集和分离携带有从所述污染空气提取的颗粒的液滴，从而防止所述液滴与所述未污染空气一起行进从而流动通过所述服务器。9.根据权利要求8所述的数据中心系统，还包括液体回收系统，所述液体回收系统联接至所述液体分离设备以从所述液滴去除所述颗粒，从而使得不具有所述颗粒的所述液滴可被所述喷雾和冷却系统再利用。10.根据权利要求8所述的数据中心系统，还包括空气湿度控制系统，所述空气湿度控制系统联接至所述喷雾和冷却系统，以令所述未污染空气的至少一部分在与所述服务器热交换之后再循环，以及令经再循环的未污染空气与由所述喷雾和冷却系统生成的新的未污染空气混合，从而调整待馈送至所述服务器的其他未污染空气的湿度。11.根据权利要求10所述的数据中心系统，其中所述空气湿度控制系统还与所述喷雾和冷却系统连通，以对从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·海达里，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US