用于冷却的方法和装置制造方法及图纸

一种用于计算冷却单元(10)的净可感的冷却能力的方法，该方法包括：测量从压缩机(30)中流出的液体的释放压力和来自蒸发器(44)的吸入压力，计算来自压缩机的液体流的冷凝温度和来自蒸发器的液体流的蒸发温度，计算来自压缩机的液体流的质量流动比率，计算来自压缩机的液体流的热函，来自热膨胀阀(48)的液体流的热函，以及来自蒸发器的液体流的热函，计算流经热气体旁路阀(64)的液体流的质量流动比率，以及计算净可感的冷却能力。冷却单元的各种实施方法和其他的方法将得到更进一步的揭示。

【技术实现步骤摘要】

一般地，本专利技术的各种不同的实施方案涉及的是用于对房屋，例如，数据中心、设备室或者配线室，进行冷却的设备和方法。尤其是，本专利技术的某些方面涉及的是安装有支架的和用于支撑数据处理、网络连接和电信设备的外壳的数据中心，而且，更为具体的是，本专利技术的某些方面涉及的是用于对由上述支架和外壳所支撑的设备进行制冷的冷却系统和方法。2.对相关技术的讨论这些年来，大量不同的标准规范的不断发展使得设备制造商能够设计出可以安装的支架设备，所述支架设备可以安装在由不同的制造商所生产制造的标准的支架上。一种标准的支架通常包括正面安装的轨道；在所述轨道上，可以安装和垂直堆栈电子设备中的为数众多部件，例如，服务器和CPU。可以效仿的工业化的标准支架的高度大约为6到6.5英尺，宽度大约为24英寸，深度大约为40英寸。这样的支架通常被称为“19英寸”的支架，其是由电子工业联合会的EIA-310-D章程所限定的。19英寸的支架被广泛地运用在数据中心和其他的大型设备中。随着英特网的发展，容纳有好几百这样的支架的数据中心并非罕见。而且，随着计算机设备的尺寸的不断减小，以及尤其是，随着计算机服务器和叶片的尺寸的不断减小，安装在一个支架上的大量的电子设备的情况变得越来越多，这使得人们开始关注对设备进行充分制冷的问题。由支架式安装设备所产生的热会对设备部件的性能、可靠性和使用寿命产生不利的影响。尤其是，被安装在壳体中的支架式安装的设备可能会受到在操作期间的壳体的边界处形成的热聚集和热点的损害。由设备支架所产生的热量取决于操作期间的支架中的设备所需的电功率的数量。除此之外，电子设备的用户可能会根据他们的要求和新发展的需要来对支架式安装的部件进行增添、移除和重新排列。以前，在某些配置布局中，数据中心通过计算机室的空调系统(“CRAC”)单元进行冷却，空调系统通常是一种硬管道的，不可移动的单元，它们被布置在围绕于数据中心室的外围的位置上。这些CRAC单元从冷却单元的正面吸入空气和向上朝着数据中心室的天花板输出较冷的空气。在其他的实施方案中，CRAC单元从靠近数据中心室的天花板处吸入空气和在升高的地板之下释放较冷的空气以输送到设备支架的正面。一般来说，这样的CRAC单元吸入室温空气(大约72° F)和释放出冷空气(大约55° F)，冷空气被吹入到数据中心室中和与设备支架上的和周围的室温空气进行混合。支架式安装的设备通常通过沿着支架的正面或空气吸入一侧吸入空气，使空气流经其部件，以及随后从支架的通风一侧或背面排出空气来进行自身的冷却。CRAC类型的空气调节系统的劣势在于，冷空气会与室温空气进行混合，这时效率是很低的。理想的是，使系统能够尽可能有效的工作和尽可能少的利用能量和地面的空间，可能的最高温度的空气被吸入到CRAC单元中和由CRAC产生的输出空气会稍微低于室温。除此之外，由于不同数量和类型的支架式安装的部件和支架和壳体之间的不同配置的结果会导致对空气流动的要求可能会有相当大的改变。对于大型的数据中心而言，其要求CRAC单元在数据中心室的中间或中心位置上或靠近中间或中心位置，到CRAC单元的冷却液的输送必须位于升高的地板中，由于考虑到风险以及管道系统的连接可能出现失效的情况，将冷却液的管道系统布置在数据中心的天花板上是不符合要求的。特别是，在传统的CRAC系统中，单元的管道系统需要相当数量的管道切割和人工焊接。因此，泄漏是常见的以及数据中心中泄漏出来的水或冷却液会导致设备支架中的设备存在被损害的风险。鉴于至少以上原因，大部分的数据中心设计人员和操作人员不愿意考虑使用悬挂式的管道系统来冷却数据中心。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及的是一种用于计算冷却单元的可感的冷却能力的方法。在某一个实施方案中，该方法包括:获取压缩机的能力；从压缩机的能力中减去压缩机的热损失；从压缩机的能力中减去潜在的冷却能力；以及从压缩机的能力中减去风扇的功率损失。该方法的各种不同的实施方案进一步包括:通过测量冷却单元的参数和在所测量的参数的基础上对冷却单元中的部件进行操作的方式来优化冷却单元的能力。该方法可以进一步包括对进入到冷却单元中的空气的温度进行感应和对从冷却单元中排出的空气的温度进行感应。该方法也可以包括对进入到冷却单元中的空气的流动速度进行控制。本专利技术的另外一个方面涉及的是这样一种冷却单元，其包括用于在压力的作用下提供冷却液的压缩机，与压缩机流体连通的冷凝器，以及第一空气移动设备，该第一空气移动设备被配置用于移动通过冷凝器的空气体积。第一空气移动设备包括速度可变的风扇，其用以改变通过冷凝器传递的空气的体积。冷却单元进一步包括与冷凝器和压缩机流体连通的蒸发器，第一传感器被布置用于获取冷凝器的读数，以及与压缩机流体连通的控制器。冷凝器、第一空气移动设备、蒸发器和第一传感器、控制器可以被配置用于响应于由第一传感器所监测到的读数来控制第一空气移动设备的风扇的速度。冷却单元的各种实施方案可以进一步包括第二空气移动设备，其被配置用于移动通过蒸发器的空气，和第二传感器，其被布置用于获取蒸发器的读数。控制器可以被配置用于响应于由第二传感器所监测到的读数来控制第二空气移动设备的风扇的速度。本专利技术的另外一个方面涉及的是这样一种冷却单元，其包括用于在压力的作用下提供冷却液的压缩机，与压缩机流体连通的冷凝器，与冷凝器和压缩机流体连通的蒸发器，以及第一空气移动设备，该第一空气移动设备被配置用于移动通过蒸发器的空气体积。第一空气移动设备包括速度可变的风扇，其用以改变通过蒸发器所传递的空气的体积。冷却单元进一步包括第一传感器，其被布置用于获取蒸发器的读数，和与压缩机流体连通的控制器。冷凝器、蒸发器、第一空气移动设备和第一传感器、控制器可以被配置用于响应于由第一传感器所监测到的读数来控制第一空气移动设备的风扇的速度。本专利技术的其他方面涉及的是一种用于控制流经冷却单元中的冷凝器的冷却液的速度的方法。在一个实施方案中，该方法包括:测量冷凝器的参数；和当测量到的参数高于预定的临界值时，通过将冷却液从冷凝器转向到蒸发器中来降低流经冷凝器的冷却液的速度。在特定的实施方案中，参数是来自冷凝器的冷却液流动的压力。本专利技术的进一步的方面涉及的是一种提供冷却单元中的冷凝器和蒸发器之间的快速的冷却液均压方法，冷凝器和蒸发器与冷却单元中的压缩机流体连通。在实施方案中，该方法包括:对压缩机在可操作和不可操作状态之间的操作进行控制；测量冷凝器和蒸发器的参数；以及当压缩机处于不可操作的状态时，将冷却液从冷凝器中转移到蒸发器中以维持参数低于预定的临界值。在某一个实施方案中，当压缩机处于不可操作的状态时，参数是冷凝器和蒸发器之间的冷却液的压力差。本专利技术的其他方面涉及的是一种提高冷却液在冷却单元中流动的循环的方法，冷却单元被配置为具有从冷凝器流向蒸发器的冷却液的流动，从蒸发器流向压缩机的冷却液的流动，和从压缩机流回冷却单元中的冷凝器的冷却液的流动，通过布置在冷却单元中的冷凝器和蒸发器之间的旁路阀，以使冷却液从冷凝器转移到蒸发器中再回到冷凝器中。该方法包括:测量旁路阀的参数；以及当参数高于预定的临界值时，控制旁路阀的操作。在特定的实施方案中，参数是旁路阀的位置。本专利技术的进一步的方面涉及的是一种控制空气流经冷凝器的方法，该方法包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作具有一个或多个冷却单元的冷却系统方法，该方法包括：在一个或多个操作条件之间，转变冷却系统的冷却单元的操作为主操作状态，包括关闭/备用条件，其中经过一段预定的时间周期和冷却单元的步进式马达的同步作用，冷却单元转变为关闭/备用条件，其中冷却单元的热气体旁路阀是完全打开的，其中冷却单元的温度和释放压力的临界值警报失效并且冷却单元的蒸发器和冷凝器的风扇速度被设定为空转，以及其中冷却单元准备进行关闭/备用条件的操作。

【技术特征摘要】
2008.06.11 US 12/137,1771.一种操作具有一个或多个冷却单元的冷却系统方法，该方法包括: 在一个或多个操作条件之间，转变冷却系统的冷却单元的操作为主操作状态，包括关闭/备用条件， 其中经过一段预定的时间周期和冷却单元的步进式马达的同步作用，冷却单元转变为关闭/备用条件，其中冷却单元的热气体旁路阀是完全打开的， 其中冷却单元的温度和释放压力的临界值警报失效并且冷却单元的蒸发器和冷凝器的风扇速度被设定为空转，以及 其中冷却单元准备进行关闭/备用条件的操作。2.根据权利要求1的方法，其中操作条件从关闭/备用条件或空转操作条件转变为预先运转操作条件，满足以下被提供的条件:(I)延迟计时器没有计时，(2)冷却单元接收来自冷却系统的控制器的命令，(3)冷却单元的吸入压力和释放压力相等，(4)由于泄漏，没有空转要求，以及(5)冷却单元的输入温度，当采用成排的或空气密封装置的配置，或返回的空气温度，当采用点式制冷配 置，超过预定的制冷设定点和死区。3.根据权利要求2的方法，其中转变为预先运转操作条件也发生在当条件没有发生时以及冷却单元是通过控制器的命令进行操作的。4.根据权利要求2的方法，其中在预先运转条件中，热气体旁路阀是完全关闭的以清除任何不再积极的事件。5.根据权利要求4的方法，其中温度和释放压力的临界值的警报能够使用并且蒸发器和冷凝器的风扇全速运转。6.根据权利要求1的方法，其中，当处于空转操作条件时，转变也能够在以下情况下发生:(1)冷却单元的延迟计时器没有计时，(2)冷却单元的吸入压力高于预定的临界值，(3)冷却单元的冷凝盘不是满的，(4)由于泄漏，没有空转要求，(5)冷却单元的线性压力是均等的，以及(6)冷却单元的输入温度或冷却单元的返回的空气温度超过预定的制冷设定点和死区。7.根据权利要求1的方法，其中，当预热准备时，冷却单元提供环境控制功能，其中冷却单元的压缩机运行。8.根据权利要求7的方法，其中冷却单元的蒸发器和冷凝器的风扇全速运转并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·图图诺格鲁，小约翰·H·比恩，
申请(专利权)人：美国能量变换公司，
类型：发明
国别省市：