一种用于数据中心的空气侧节能冷却系统能够根据环境空气条件以不同模式配置和操作。该系统包括：混合模块、蒸发冷却模块和空气供应模块，它们彼此附接并且在它们之间具有空气通路。该系统还包括具有开口的返回空气通道。一种用于数据中心的冷却系统的操作方法包括：设定多个操作模式，所述多个操作模式包括：直接模式，其中，热交换器被停用，并且多个风机和多个百叶窗被启动，以将环境空气输送至负载；间接模式，其中，热交换器被启动，并且多个风机和多个百叶窗被启动，以将环境空气输送至热交换器；以及混合模式，其中，热交换器被停用，并且多个风机和多个百叶窗被启动，以将环境空气与再循环空气混合。与再循环空气混合。与再循环空气混合。
【技术实现步骤摘要】
用于IT集群的空气侧节能系统设计
[0001]本专利技术的实施方式总体涉及用于数据中心冷却的系统。更具体地，本专利技术的实施方式涉及一种空气侧节能冷却系统，该空气侧节能冷却系统可根据环境空气的主要条件和特定的数据中心冷却要求而以不同的模式操作。
技术介绍
[0002]冷却是计算机系统和数据中心设计中的突出因素。随着单芯片的功率不断增加，封装在服务器内部的高性能电子部件(诸如高性能处理器)的数量稳定地增加，从而增加了在服务器的正常运行期间生成和耗散的热量。因此，能量效率是重要的，尤其是由于不断增加的散热。如果允许服务器运行的环境中的温度随时间而增加，则服务器的可靠性降低。维持适当的热环境和适当的空气质量对于这些服务器的正常运行以及服务器性能和寿命是关键的。尤其在冷却高性能服务器以及通用计算服务器的情况下，需要有效且高效的冷却解决方案。
[0003]在该文献中，一种机械冷却系统涉及使用电能来给一个或多个压缩机加电，以便冷却数据中心内部的空气。这种系统使冷却剂循环以从数据中心内部传递和去除热量。冷却剂是相变流体，例如使用制冷循环，或者是液体，例如水冷却塔。在任一情况下，使用某一形式的热交换器，这需要施加电力来操作主动冷却系统。在这点上，热交换器是用于在两种或更多种流体之间传递热量的任何装置。
[0004]直接或间接使用环境空气和/或水而不使用诸如压缩机的任何机械冷却的系统被称为是“自由冷却”或冷却节能。当环境温度足够低时，这些系统能够在“机械”冷却到“自由”冷却之间切换。基本概念是系统关闭压缩机或其他主动空气冷却设备，但是泵和风机继续运行并且将外部空气(可选地在过滤之后)直接泵送到数据中心中。当外部温度升高时，系统启动空气冷却设备以提供主动空气冷却。
[0005]不使用压缩机的间接空气冷却操作，诸如在干燥模式和湿润模式下，也被认为是空气侧节能。
[0006]一般而言，节能器是冷却系统中的一个部件或子系统。关于HVAC(暖通空调)系统，空气侧节能器可以用于通过直接或间接使用外部(也称为环境)空气冷却室内空间而不使用任何空调压缩机来节省能量成本。当外部空气足够冷且足够干燥而且质量良好时，它可以被直接泵送到内部空间中，这是本领域中称为自由冷却的模式。
[0007]环境空气的温度和质量随时间变化，并且在不同的地理位置上不同。环境空气温度和空气质量的该可变性使空气侧节能器的设计和操作复杂化。
技术实现思路
[0008]本申请提出了一种用于数据中心的空气侧节能冷却系统。所述系统能够根据包括湿度、温度和质量的环境空气条件以不同模式配置和操作。所述系统包括：混合模块、蒸发冷却模块和空气供应模块，所述混合模块、所述蒸发冷却模块和所述空气供应模块彼此附
接并且在它们之间具有空气通路。所述混合模块包括壳体、附接到壳体的环境空气风机、以及至少一个机动百叶窗；所述蒸发冷却模块包括壳体、附接到壳体的排气风机、热交换器、蒸发喷嘴和水系统、以及环境空气入口；所述空气供应模块包括壳体、附接到壳体的进气风机、定位在进气风机与壳体之间的过滤器、以及将冷空气输送到所述数据中心的设施接口。所述系统还包括：返回空气通道，所述返回空气通道具有开口，所述开口将返回空气从所述数据中心输送到所述混合模块。
[0009]根据一些实施例，所述混合模块、所述蒸发冷却模块和所述空气供应模块彼此串联地附接以形成线性组件。
[0010]根据一些实施例，所述混合模块包括附接到所述环境空气风机的上部隔室和附接到所述返回空气通道的底部隔室。
[0011]根据一些实施例，所述底部隔室包括用于将所述返回空气排放到周围环境的排气百叶窗。
[0012]根据一些实施例，所述底部隔室还包括将所述返回空气引导到所述蒸发冷却模块中的返回百叶窗。
[0013]根据一些实施例，所述蒸发冷却模块包括：第一空气通路，所述第一空气通路限定从所述环境空气入口通过所述热交换器并到达所述排气风机的流体路径；以及第二空气通路，所述第二空气通路限定从所述混合模块到达所述空气供应模块的流体路径。
[0014]根据一些实施例，空气输送模块包括顶部隔室和底部隔室，其中，所述过滤器定位在所述进气风机与所述顶部隔室之间。
[0015]根据一些实施例，所述空气输送模块还包括在所述顶部隔室内的水雾化喷嘴。
[0016]根据一些实施例，所述顶部隔室和所述底部隔室中的至少一个包括定位在所述设施接口处的风扇布置。
[0017]本申请提出了一种用于数据中心的冷却系统的操作方法。所述冷却系统包括多个风机、多个机动百叶窗、热交换器和空气过滤器。所述方法包括：设定多个操作模式，其中，每个操作模式包括用于所述多个风机和所述多个百叶窗的启动设定。所述多个操作模式包括：直接模式，其中，所述热交换器被停用，并且所述多个风机和所述多个百叶窗被启动，以将环境空气输送至负载；间接模式，其中，所述热交换器被启动，并且所述多个风机和所述多个百叶窗被启动，以将环境空气输送至所述热交换器；以及混合模式，其中，所述热交换器被停用，并且所述多个风机和所述多个百叶窗被启动，以将环境空气与再循环空气混合。所述方法还包括：确定环境空气温度、湿度和质量，并且根据所确定的环境空气温度和环境空气质量来启动所述多个操作模式中的一个。
[0018]根据一些实施例，所述方法还包括：启动所述直接模式；以及当空气质量可接受时，将所述环境空气直接输送到所述负载，并且当空气质量不可接受时，在将所述环境空气输送到所述负载之前过滤所述环境空气。
[0019]根据一些实施例，所述方法还包括：启动所述间接模式并且使返回空气循环通过所述热交换器。
[0020]根据一些实施例，所述方法还包括：启动所述混合模式，并且通过过滤路径和未过滤路径中的至少一个来输送所述环境空气。
[0021]根据一些实施例，所述方法还包括：在所述过滤路径内生成气雾。
[0022]根据一些实施例，所述方法还包括：通过以下方式以复合模式启动所述冷却系统：启动所述热交换器，并且操作第一风机以使作为所述热交换器中的除热介质的环境空气流动；使返回空气再循环通过所述热交换器并通过第一输送路径输送到第一负载；以及操作第二风机以使环境空气流过过滤器并且使过滤后的环境空气通过第二路径输送到第二负载。
[0023]本申请还提出了一种用于数据中心的空气侧节能冷却系统。所述系统能够根据环境空气温度和环境空气质量以不同模式配置和操作。所述系统包括：混合模块、蒸发冷却模块和空气供应模块，所述混合模块、所述蒸发冷却模块和所述空气供应模块彼此附接并且在它们之间具有空气通路；多个风机，每个风机附接到所述混合模块、所述蒸发冷却模块和所述空气供应模块中的一个；多个机动百叶窗，至少一个百叶窗附接到所述混合模块、所述蒸发冷却模块和所述空气供应模块中的每一个；热交换器，所述热交换器定位在所述蒸发冷却模块内；返回空气通道，所述返回空气通道具有通向所述混合模块的流体开口；以及控制器，所述控制器接收环境空气数据并且使用所述环境空气数据来控制所述冷却系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于数据中心的空气侧节能冷却系统，所述系统能够根据包括湿度、温度和质量的环境空气条件以不同模式配置和操作，所述系统包括：混合模块、蒸发冷却模块和空气供应模块，所述混合模块、所述蒸发冷却模块和所述空气供应模块彼此附接并且在它们之间具有空气通路；所述混合模块包括壳体、附接到壳体的环境空气风机、以及至少一个机动百叶窗；所述蒸发冷却模块包括壳体、附接到壳体的排气风机、热交换器、蒸发喷嘴和水系统、以及环境空气入口；所述空气供应模块包括壳体、附接到壳体的进气风机、定位在进气风机与壳体之间的过滤器、以及将冷空气输送到所述数据中心的设施接口；以及返回空气通道，所述返回空气通道具有开口，所述开口将返回空气从所述数据中心输送到所述混合模块。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述混合模块、所述蒸发冷却模块和所述空气供应模块彼此串联地附接以形成线性组件。3.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述混合模块包括附接到所述环境空气风机的上部隔室和附接到所述返回空气通道的底部隔室。4.根据权利要求3所述的冷却系统，其中，所述底部隔室包括用于将所述返回空气排放到周围环境的排气百叶窗。5.根据权利要求4所述的冷却系统，其中，所述底部隔室还包括将所述返回空气引导到所述蒸发冷却模块中的返回百叶窗。6.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述蒸发冷却模块包括：第一空气通路，所述第一空气通路限定从所述环境空气入口通过所述热交换器并到达所述排气风机的流体路径；以及第二空气通路，所述第二空气通路限定从所述混合模块到达所述空气供应模块的流体路径。7.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，空气输送模块包括顶部隔室和底部隔室，其中，所述过滤器定位在所述进气风机与所述顶部隔室之间。8.根据权利要求7所述的冷却系统，其中，所述空气输送模块还包括在所述顶部隔室内的水雾化喷嘴。9.根据权利要求8所述的冷却系统，其中，所述顶部隔室和所述底部隔室中的至少一个包括定位在所述设施接口处的风扇布置。10.一种用于数据中心的冷却系统的操作方法，所述冷却系统包括多个风机、多个机动百叶窗、热交换器和空气过滤器，所述方法包括：设定多个操作模式，其中，每个操作模式包括用于所述多个风机和所述多个百叶窗的启动设定，所述多个操作模式包括：直接模式，其中，所述热交换器被停用，并且所述多个风机和所述多个百叶窗被启动，以将环境空气输送至负载；间接模式，其中，所述热交换器被启动，并且所述多个风机和所述多个百叶窗被启动，以将环境空气输送至所述热交换器；以及混合模式，其中，所述热交换器被停用，并且所述多个风机和所述多个百叶窗被启动，以将环境空气与再循环空气混合；
所述方法还包括：确定环境空气温度、湿度和质量，并且根据所确定的环境空气温度和环境空气质量来启动所述多个操作模式中的一个。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：启动所述直接模式；以及当空气质量可接受时，将所述环境空气直接输送到所述负载，并且当空气质量不可接受时，在将所述环境空气输送到所述负载之前过滤所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：高天翼，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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