数据中心冷却系统和冷却方法技术方案

为模块化数据中心提供冷却方案。模块化数据中心包括多个机架，每一个机架都有正面和背面，其中多个机架安置在第一排和第二排，以致第一排机架的背面对着第二排，而且第二排机架的背面对着第一排，第一末端面板在第一排的第一机架和第二排的第一机架之间耦合，第一末端面板带有底边和顶边，第二末端面板在第一排的第二机架和第二排的第二机架之间耦合，第二末端面板带有顶边和底边，以及在第一面板的顶边和第二面板的顶边之间耦合的顶部面板。在冷却设备内部，至少其中的一个设备机架吸入来自机架排之间的热空气并且从其中的一个机架的正面释放出冷空气。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方案着重于冷却机架装配的装置，而且更具体而言，着重于带有冷却系统的数据中心的基础结构。
技术介绍
通讯和信息技术设备通常设计为安装于机架和容纳在机壳内部。在小型布线舱以及设备室和大规模的数据中心，设备机架和机壳通常用于容纳和排列通讯和信息技术设备，例如，服务器、CPU、互联网设备和存储装置。设备机架可以是开放式的结构和封闭在机架的机壳内部。标准机架通常包括前安装轨，其中设备的多个单元，例如服务器和CPU，被装配于前安装轨并垂直堆叠于机架中。标准机架的设备容量与安装轨的高度有关。在标准增量1.75英寸的范围内设定高度，用器件组“U”或机架高度容量“U”表示。机架的典型U高度或数值是42U。在任何既定时间内，标准机架可以是稀疏或密集地与各种不同的部件以及不同制造商生产的部件进行板上组装。大部分的机架装配的通讯和信息技术设备需要消耗电力并且产生热量。机架装配的设备产生的热量不利于设备部件的性能、安全性和使用寿命。特别是，安装在机壳内的机架装配的设备特别容易受所产生的热量和在操作期间该设备在机壳的限定范围内产生的热点的影响而损坏。机架产生的热量取决于操作期间机架中的设备消耗的电力。机架的热输出可以在机架容量的几个瓦特/U到250瓦特/U的范围内变化，这取决于机架中装配部件的数量和类型。通讯和信息技术设备的用户根据他们的需要的改变和新需求的发展来增加、减少和重新排列机架装配的部件。因此，既定机架或机壳产生的热量也相应地从几十瓦特增加到10,000瓦特。机架装配的设备通常通过吸入沿着机架或机壳的正面或入口侧流动的空气自行冷却，使空气流过该设备的部件，随后从机架或机壳的背面或通风口的侧边排出气体。气流需要提供足够的空气进行冷却，因此，气流可以根据机架装配的部件的数量和类型以及机架和机壳的结构相应地变化。设备室和数据中心通常配备有为机架装配的设备和机壳提供和循环冷空气的空调或冷却系统。大多数的空调和冷却系统，例如公开号为2001/0029163A1，申请号为09/784,238的美国专利申请，所公开的系统要求设备室或数据中心配备有活动地板结构以方便实现系统空调和循环功能。这些系统通常使用开放式的地砖和地面格栅或通风口，用于释放来自安装在设备室活动地板下部的空气通道的冷空气。开放式的地砖和地面格栅或通风口通常安装在设备机架和机壳的前方，并沿着机架排和机壳之间并行排列。冷却系统和方法要求的活动地板结构通常不能有效地满足机架装配的设备的冷却要求。尤其是，当机架包括热排气输出量大约5,000瓦特，并且可能增加到10,000瓦特的高功率设备时，对这种系统和方法提出了特殊的挑战。活动地板结构通常提供开放式的地砖和地面格栅或面积为12×12英寸的通风口，以及可以释放大约200立方英寸到500立方英寸冷空气的活动地板结构。高功率设备机架可以提升到10,000瓦特并且要求空气流到达大约1,800立方英寸，所以需要沿着机架周边设置大约3.5到5个开放式地砖、地面格栅或的通风口，以提供足够的冷空气满足机架的冷却要求。在密集地排列着机架和机壳的设备室中，很难得到这样的地面结构，而且如果机架和机壳是并行排列成行的，则不可能实现。因此，结合活动地板的空气冷却系统和方法通常只有在机架和机壳在空间上分离时使用，以提供足够的地板面积容纳多数的开放式地砖、地面格栅或通风口。对于典型的机架空间，以上要求造成了对设备密度的限制。如果不使用活动地板，由于冷空气通常必须被分配和穿过容纳有机架排的房间，则如何分配来自一个或一个以上的中央空调系统的冷空气的问题更加严重。设备室和数据中心经常重新构建以满足新的和/或不同设备的需要，这要求个别机架和机壳需要重新定位和/或重新放置。在该文中，活动地板空调冷却系统和方法是固定的，并且，通常为满足重新排列、重新定位和/或最新安装设备机架的需要只能对活动地板空调冷却系统和方法新构建和/或改型通常，新构建和/或改型需要花费可观的费用。活动地板的结构不能简便地、便宜地实现用户为满足他们的新的和不断变化的需求而通过活动地板结构来配置设备机架和重新构建设备室以及数据中心的方式。另外，冷却系统和方法要求缺乏物理适应性和可携带性的活动地板结构有效解决在同一设备室中不同的机架和机壳之间的，以及尤其是，安装在同一排的机架和机壳之间的电力消耗的大幅度变化。依赖活动地板的空气通道和开放式地砖、地面格栅或通风口的冷却系统和方法不能简便和低成本的被改变、或将冷气集中于那些消耗相对大量电力以及热排气输出量的高功率机架。另外，最新安装的设备可能比被代替的或现存的设备需要更多的电力，并在机能设备室内产生热问题区域。更进一步地，现存的空气调节方案中的特殊问题是由于缺少合适的再循环过程使机架排出的气体回流到室内空调的返回边，以致室内的热点升高。这会导致机架吸入不需要的热空气。为试图解决空气循环问题，在许多室内空调设计提供大约华氏58度的冷空气并且接收典型温度大约为华氏78度的回流空气。这样的空气循环的一个问题是为输出华氏58度的冷空气，它经常需要增加湿度调节系统以增加数据中心的空气湿度。这样的湿度调节系统的安装和运行需要支出费用。因此，需要为冷却机架装配的通讯和信息技术设备提供一种系统和方法以有效地、经济地满足安装有活动地板的数据中心和没有安装活动地板的数据中心的冷却要求。机架冷却系统和方法是便宜的，而且能够支持特别高功率的机架和/或机壳，或希望能够克服设备室或数据中心的的热问题区域。
技术实现思路
本专利技术的第一方面是侧重于模块化数据中心。模块化数据中心包括多个机架，每一个机架都有正面和背面，其中多个机架安置在第一排和第二排，以致第一排机架背面对着第二排，第二排机架的背面对着第一排。数据中心还包括在第一排的第一机架和第二排的第一机架之间耦合的第一末端面板，第一末端面板带有底边和顶边。更进一步地，数据中心包括在第一排的第二机架和第二排的第二机架之间耦合的第二末端面板，第二末端面板带有顶边和底边，以及包括在第一面板的顶边和第二面板的顶边之间耦合的顶部面板。模块化数据中心可以设计为顶部面板与至少第一排中的一个机架的顶端和至少第二排中的一个机架的顶端耦合，这样以来，顶部面板、第一末端面板、第二末端面板以及第一排和第二排机架沿着在第一机架排和第二机架排之间的区域周边形成机壳。多数机架进一步包括从区域内吸入空气、冷却空气以及从其中之一的机架的正面回流经过冷却的空气的冷却设备。至少第一末端面板和第二末端面板其中之一包括一扇门。更进一步，至少顶部面板的一部分是透明的。模块化数据中心的多个机架中的至少一个机架包括不间断电源供应，为至少多个机架中的其它另外的机架设备提供不间断的电源。模块化数据中心的第一机架排完全平行于第二机架排。另外，模块化数据中心可以设计多数的机架的一个机架包括冷却设备，该设备从第一排和第二排之间的区域吸入空气，冷却空气以及从其中一个机架的正面回流冷空气。本专利技术的另一方面侧重于安装在冷却数据中心的机架中的电子设备的方法。方法包括将机架排列成两排，这两排包括第一排和与第一排完全平行的第二排，至少第一排机架中的一个机架的背面对着至少第二排中的一个机架的背面。方法还包括在第一排和第二排之间的区域周边形成外壳，并且从该区域吸入空气传送到其中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
模块化数据中心包括：多个机架，每一个机架都有正面和背面，其中多个机架安置在第一排和第二排，以致第一排机架的背面对着第二排，而且第二排机架的背面对着第一排；第一末端面板在第一排的第一机架和第二排的第一机架之间耦合，第一末端面板带有底边和顶边；第二末端面板在第一排的第二机架和第二排的第二机架之间耦合，第二末端面板带有顶边和底边；以及在第一末端面板的顶边和第二末端面板的顶边之间耦合的顶部面板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯芬克，
申请(专利权)人：美国能量变换公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]