用于高密度热负载的改进的冷却系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于高密度热负载的改进的冷却系统。该泵送制冷剂冷却系统具有用于提供工作流体给负载的多个泵单元，以通过负载冷却空间。泵送制冷剂冷却系统在低于容量下运转泵单元。当停用泵单元时，剩余泵单元的输出增加以保持流体流量。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于具有1+1至N+1个初级冷却回路冗余的精确冷却应用的泵送制冷剂冷却系统。
技术介绍
这部分提供与本公开相关的
技术介绍
信息，其不必是先有技术。数据中心是包含许多电子设备的房间，例如计算机服务器。数据中心和包含在其中的设备典型地特定地具有最佳的环境运行状态，特别是温度和湿度。气候控制系统保持数据中心中适当的温度和湿度。气候控制系统包括冷却系统，其冷却空气并且提供冷空气到数据中心。冷却系统可以包括空调单元，例如计算机机房空气处理(CRAH)或计算机机房空调(CRAC)单元，其冷却提供到数据中心的空气。数据中心可以具有升高的地板并且冷空气通过在升高地板中的通风口被引入。升高的地板可以构造成提供在CRAH(或CRAHs)或CRAC(或CRACs)的冷空气出口之间的风室和在升高地板中的通风口(vent)，或者还可使用例如管(duct)的分开的风室(plenum)。数据中心还可以具有硬的地板。CRACS可以例如被设置在一排排电子设备中，可以布置它们的冷空气供应朝向各自的冷过道(aisle)，或沿着数据中心的壁布置CRACS。在数据中心处的设备架(rack)可以设置在具有成排设置的设备架的热过道/冷过道构造中。典型地在架的前面的一排架的冷空气入口面对穿过冷过道的一排架的冷空气入口，并且一排架的热空气出口面对穿过热过道的一排架的热空气出口。一种类型的冷却系统使用泵送制冷剂冷却单元，例如从俄亥俄州哥伦布的力博特(Liebert)公司获得的XD系统中使用的冷却单元。Liebert XD系统具有两个冷却回路，其也可以称为冷却回路或循环。初级回路使用冷冻水或制冷剂，例如R407C，并且次级回路使用泵送制冷剂，例如R134a。初级回路包括到流体换热器以便冷却在次级回路中循环的泵送制冷剂的流体。次级回路包括一个或多个相变冷却组件，其具有到空气换热器的流体，通过其循环泵送制冷剂以便冷却流经换热器的空气。根据特定的设计，换热器典型地可以包括蒸发器盘管和流量调节器或膨胀阀。对于LiebertXD系统的两个冷却回路(或循环)的基础图表示出和描述在USSN10/904，889、名称为“用于高密度热负载的冷却系统(Cooling System for HighDensity Heat Load) ”、其整个公开结合在此作为参考。上述申请的图1和图2包括在此作为图1和图2来进行说明。参考图1和图2，公开的冷却系统10包括与第二循环14 (次级冷却回路)热连通的第一冷却循环12(初级冷却回路)。公开的冷却系统10也包括控制系统90。第一和第二循环12和14均包括独立的工作流体。在第二循环中的工作流体是任何适合作为常规的制冷剂的挥发性流体，包括而不限于氯氟烃(CFCs)，氢氟烃(HFCs)，或含氢氯氟烃(HCFCs)。使用挥发性的工作流体消除了在敏感的设备的附近使用水，如有时在用于冷却计算机机房的常规系统中所做的。第二循环14包括泵20，一个或多个第一换热器(蒸发器)30，第二换热器40，和互连第二循环14的不同的部件的管。第二循环14不是蒸气压缩制冷系统。代替的，第二循环14使用泵20代替压缩机以便循环用于从热负载散热的挥发性的工作流体。泵20优选地能够泵送贯穿第二冷却循环14的挥发性的工作流体，并且优选地通过控制器90实现的控制系统进行控制。第一换热器30是气液换热器，当在第一换热器30中第二工作流体穿过第二流体路径时，该气液换热器从热负载(没有不出)向第二工作流体散热。例如，气液换热器30可以包括用于工作流体的多个软管(tube)，多个软管布置成允许热空气在其间经过。可以理解的是许多本领域已知的气液换热器能被使用于公开的冷却系统10中。流量调节器32可以连接在管(piping) 22和蒸发器30的入口之间，以便调整工作流体进入蒸发器30的流动。流量调节器32可以是电磁阀或用于调整冷却系统10中流动的任何种类的装置。流量调节器32优选地保持恒定输出流动，不依赖于在系统工作压力范围之上的入口压力。在图1和图2的实施例中，第二循环14包括多个蒸发器30和连接到管22的流量调节器32。然而，公开的系统可以具有一个或比一个更多的蒸发器30和连接到管22的流量调节器32。第二换热器40是液液换热器，其从第二工作流体转移热到第一循环12。可以理解本领域已知的许多液液换热器可以用于公开的冷却系统10。例如，液液换热器40可以包括多个软管，其用于设置在包含第二流体的腔或壳中的一个流体。同轴的(“管中管”)交换器也可以是合适的。在某些实施例中，优选使用板式换热器。第二循环14还可以包括通过接收器输出管线52连接到第二换热器40的出口管46的接收器50。接收器50可以在第二循环14中储存和聚集工作流体以便允许在温度和热负载方面的改变。在一个实施例中，气液换热器30可用于冷却包含计算机设备的房间。例如，风扇34可以从房间(热负载)通过换热器30抽出空气，在那里第二工作流体吸收来自空气的热量。在另一个实施例中，气液换热器30可以用于通过在或靠近设备处安装换热器30直接地从产生热量的电子设备(热负载)移除热。例如，电子设备典型地包含在外壳中(没有示出)。换热器30可以安装到外壳上，并且风扇34可以通过换热器30从外壳抽出空气。替代地，第一换热器30可以是交替类型的换热器(例如冷的板)，其与热源直接热接触。本领域技术人员可以理解公开的冷却系统10的部件的换热速率、尺寸及其他设计参数取决于公开的冷却系统10的尺寸、被管理的热负载的量值和特定实施的其它细节。在图1描述的公开的冷却系统10的实施例中，第一循环12包括连接到第二循环14的液液换热器40的冷冻水循环60。特定地，第二换热器40具有彼此热连通的第一和第二部分或流体路径42和44。用于挥发性工作流体的第二路径42在第一换热器30和泵20之间连接。第一流体路径44连接冷冻水循环60。冷冻水循环60可以类似于本领域已知的。冷冻水系统60包括经过液液换热器40从第二工作流体吸收热量的第一工作流体。然后第一工作流体通过本领域已知的用于常规的冷冻水循环的技术被冷却。通常，第一工作流体可以是挥发性的或不挥发的。例如，在图1的实施例中，第一工作流体可以是水、乙二醇或者其混合物。因此，图1中第二循环14的实施例可以构造成容纳泵20、气液换热器30和液液换热器40，并且可以连接现有的冷冻水服务，例如可利用的在建筑中容纳被冷却的设备。在图2公开的冷却系统10的实施例中，第二循环14基本上与上面描述的相同。然而第一循环12包括连接到第二循环14的换热器40的流动路径44或第一部分的蒸气压缩制冷系统70。如在图1的实施例中，代替使用冷冻水以便从第二循环14移除热量，在图2中的制冷系统70直接地连接到液液换热器40或是其“另一半”。蒸气压缩制冷系统70可以基本上类似于本领域已知的。典型的蒸气压缩制冷系统70包括压缩机74、冷凝器76和膨胀装置78。管72将这些部件相互连接并且连接到换热器40的第一流动路径44。蒸气压缩制冷系统70通过用第一工作流体从交换器40吸收热量并且放射热量到环境(没有示出)而从经过第二换热器40的第二工作流体移除热量。例如，在图2的实施例中，第一工作流体可以是任何常规的化学制冷剂，包括而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却系统，包括：第一冷却模块，具有第一可变速泵的第一冷却模块将制冷剂循环通过负载；和第二冷却模块，具有第二可变速泵的第二冷却模块将制冷剂循环通过负载，其中第一和第二可变速泵在低于全速下运转，并且当第一冷却模块或第二冷却模块中的一个冷却模块不能将制冷剂充分循环通过负载时，第一或第二冷却模块中的另一个冷却模块的可变速泵的速度增加以补偿给所述一个冷却模块。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·E·哈维，斯蒂芬·西拉托，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：