用于电子设备的热冷却制造技术

一种向电子设备提供冷却的空气的方法，包括：从包含电子设备的空间中捕获加热的空气，在空气到水热交换器中将所述加热的空气冷却大于１５摄氏度，并且以比所述加热的空气的露点温度高的温度将冷却水供应到该空气到水热交换器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文档涉及用于对包含电子设备的区域提供冷却的系统和方法， 所述区域诸如是计算机服务器机房和计算机数据中心中的服务器机 架。
技术介绍
计算机用户通常关注计算机微处理器的速度(例如兆赫和千兆 赫)。许多人忘记了该速度通常是有代价的一一更高的电消耗。对于 一个或两个家用PC，当将其与在家中运行的许多其它家用电器的成本 相比较时，该额外的电力可以被忽略。但是在数据中心应用中，其中 可以运行几千个微处理器，电能要求可能是非常重要的。电消耗实际上也是一个双重魔咒。数据中心运营商不但需要支付 用于运行其许多计算机的电力的费用，而且运营商还必须支付冷却计 算机的费用。这是因为，按照简单的物理理论，所有的能量都必须归 于某处，而该某处绝大部分情况下是被转换成了热量。安装在单个主板上的一对微处理器能够消耗200-400瓦特或更多的功率。将该数字乘 以数千(或数万)以体现在大型数据中心中的许多计算机，就可以容 易地看到能够产生的热量。这就像在房间中充斥着成千的高热探照灯。因而，移除所有热量的成本也可能是运行大型数据中心的主要成 本。该成本通常涉及使用电和天然气形式的更多能量，来运行冷却器 (chiller)、冷凝器、泵、风扇、冷却塔以及其它相关组件。热量移除 也可以是重要的，因为虽然微处理器可能不象人类那样对热很敏感， 但是热量的增加通常可以使微处理器中的错误大增。总之，这样的系 统可以需要电能来加热芯片，并需要更多的电能来冷却芯片。
技术实现思路
本文档描述了可以被用来从存储电子设备的区域(诸如数据中心) 有效地移除热量的系统和方法。在一些实施方式中，设备的冷却可以在抬高的(elevated)空气温度上发生。例如，可以通过有意地放慢在 一组产生热量的组件上的冷却空气(cooling air)的流动来在该组组件 上创造高的温度上升。例如，可以维持摄氏20度或更高的在组件上的 温度上升，其中进入空气温度约为25摄氏度而退出温度约为45摄氏 度。任何相关联的冷却水(coolingwater)的温度也可以被抬高，诸如 产生大约20摄氏度的供应温度和大约40摄氏度的返回温度。由于温 度被抬高，该系统可以仅使用来自冷却塔或其它自由冷却源的冷却而 在绝大多数条件下运行，而不需要需以电能来冷却的冷却器或其它类 似的源。在一个实施方式中，公开了一种向电子设备提供冷却的空气 (cooled air)的方法。该方法包括从包含电子设备的空间捕获加热的 空气，在空气到水热交换器中将加热的空气冷却大于15摄氏度，并且 以比所述加热的空气的露点(dew point)温度高的温度将冷却水供应 到该空气到水热交换器。捕获加热的空气的步骤可以包括基本上仅捕 获加热的空气，以及基本上不捕获不是来自包含电子设备的空间中的 空气。可以以高于40摄氏度的温度将冷却水从空气到水热交换器返回。在一些方面，该方法可以进一步包括从空气到水热交换器返回水， 其中所供应的水的温度比所返回的水的温度冷15摄氏度以上。该方法 还可以包括从空气到水热交换器返回水并且将来自所返回的水的热量 转移到从自由冷却水源供应的水。自由冷却水源可以包括一个或多个 冷却塔。并且，所返回的水的温度可以比从自由冷却水源供应的水的 温度热10摄氏度以上。此外，从自由冷却水源供应的水可以限定来自 热量转移的第一温度增量(delta)，并且从空气到水热交换器返回的 水可以限定第二温度增量，其中第一温度增量比第二温度增量少30%以上。在另一个实施方式中，公开了一种向电子设备提供冷却的空气的 方法，该方法包括通过使来自工作空间的空气在电子设备上经过， 来将该空气以大于20摄氏度的温度差进行加热；以与该温度差近似相 同的温度将所加热的空气冷却；以及将空气返回到工作空间。该方法 还可以包括使用自由冷却来冷却空气。而且，自由冷却可以包括将来 自空气的热量转移到冷却水，并且将来自冷却水的热量转移到进行开 放式蒸发(open evaporation)的冷凝器水(例如，在本申请中的冷却 塔水)。在一些方面，加热来自工作空间的空气可以包括将空气从大约25 摄氏度加热到大于45摄氏度。该方法可以进一步包括捕获所加热的空 气并且通过控制在电子设备上的空气流的速率来控制所捕获的空气的 温度。所控制的温度可以作为电子设备的失效温度(failure temperature) 的因子来计算。在空气被冷却后，可以将空气直接返回到工作空间， 并且电子设备可以包括在数据中心中的大量多个机架服务器。在另一个实施方式中，公开了一种向电子设备提供冷却的空气的 方法。该系统可以包括自由冷却水源、与冷却塔流体连通的水到水热 交换器、以及与水到水热交换器流体连通并且被放置用于接收来自一 组电子设备的加热的空气的空气到水热交换器，其中水到水热交换器 被配置为向水到空气热交换器以大于围绕水到空气热交换器的空气的 露点的温度供应冷却水。自由冷却水源可以包括冷却塔，并且水到水 热交换器可以被配置为供应15-35摄氏度的冷却水。在另一个实施方式中，公开了一种向电子设备提供冷却的空气的 方法。该系统包括冷却塔、通过第一对管道连接到冷却塔的水到水热 交换器、以及通过第二对管道连接到水到水热交换器并且被放置用于 接收来自一组电子设备的加热的空气的空气到水热交换器，其中第一对管道和第二对管道基本上没有隔热或冷凝收集装置。在附图和以下描述中阐明了本专利技术的一个或多个实施例的细节。从描述和附图以及从权利要求中，本专利技术的其它特征、对象以及优点将显而易见。附图说明图1是示出用于冷却计算机数据中心的系统的示意图。图2是示出用于在数据中心中的空气的加热和冷却循环的温湿图(psychrometric chart)。图3是用于数据中心的循环冷却系统的示意形式的平面图。图4是用于置于装运集装箱中的数据中心的循环冷却系统的示意形式的平面图。图5示出安装在已停靠的集装箱船和驳船上的基于集装箱的数据中心。图6是示出使用抬高的温度来冷却数据中心的步骤的流程图。在各个附图中的相同的附图标记表示相同的要素。具体实施例方式图1是示出用于冷却计算机数据中心101的系统100的示意图。系统100 —般包括在数据中心101中的空气处理单元(包括例如风扇110和冷却巻管(coil) 112a、 112b)，用于将来自数据中心的空气中的热量转移到冷却水中；热交换器122，用于从冷却水中移除热量并且将热量传递到冷却塔水中；以及冷却塔118，用于通过冷却塔水的蒸发和冷却来将所累积的热量传递到环境空气(ambient air)中。在一般的操作中，可以从冷却塔/热交换器/冷却巻管系统来运行系统100，虽然对于峰值负载可以提供装有动力的冷却系统(诸如冷却器)，所述峰值负载诸如当环境露点非常高并且冷却塔不能单独提供足够的冷却时。8系统的每个部分的温度被选择为相对较高，以允许系统100的更有效的运行。具体地，在两个流体之间(诸如在数据中心101的空气和冷却水之间)的热量转移的速率是与流体之间的温度差异直接成比例的。该温度差异可以通过控制系统的某些参数而被实质性地增加。当该温度差异被实质性地增加时，热量转移的速率也可以实质性地增加，并且系统ioo的能效也同样可以实质性地增加。当温度差异并非很大时，仅几度的变化能够带来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向电子设备提供冷却的空气的方法，包括：　从包含电子设备的空间捕获加热的空气，　在空气到水热交换器中将所述加热的空气冷却大于１５摄氏度，以及　以比所述加热的空气的露点温度高的温度将冷却水供应到所述空气到水热交换器。

【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：安德鲁卡尔森，威廉维特德，吉米克里达拉斯，威廉哈姆伯根，杰拉尔德艾格纳，唐纳德L比提，
申请(专利权)人：埃克弗洛普公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]