[發明專利]用于不間斷冷卻水的模塊化冰蓄冷

有效

• 申請號: 200780046910.1
• 申請日: 2007-12-18
• 公開（公告）號: CN101563574A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: J·H·比恩
• 申請（專利權）人: 美國能量變換公司
• 主分類號: F25D17/02
• 分類號: F25D17/02;F25D16/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 過曉東

技術領域

本發明的各種實施方案一般地涉及備用的冷卻系統。尤其是，本發明的一些方面涉及模塊化和可擴展的備用冷卻存儲系統，該備用冷卻存儲系統可以在液體供給的主液體制冷器不能工作時對液體供給進行冷卻。

背景技術

由電子設備，例如，服務器和刀片式服務器，所產生的熱量會對電子設備的性能，可靠性和使用壽命產生不良影響。由于電子設備的速度越來越快，體積越來越小，而且需要越來越多的功耗，以致電子設備產生更多的熱量，這樣使得對于電子設備的可靠性操作來說，熱量控制變得更為關鍵。

熱量控制變得比較關鍵的典型環境包括含有電子設備的機架的數據中心。由于電子設備的尺寸變小，因此，在每一個機架上的電子設備的數量和機架上的電子設備所產生的熱量不斷增加。而且，由于對于處理能力的要求的不斷提高，數據中心在大小上也有所增加，以致典型的數據中心會含有數以百計的這樣的機架。

被用于存儲所述的電子設備的典型的工業化標準的機架的尺寸是，高度為大約6到6.5英尺，寬度為大約24英寸，和深度為大約40英寸。正如電子行業協會的EIA-310-D標準中所作的限定，這樣的機架通常被稱為“19英寸”的機架。

為了解決安裝在機架上的電子設備的與熱量有關的問題，計算機房專用空調器(CRAC)單元可以以各種不同的方式安裝在數據中心內，以冷卻或幫助冷卻供給到機架上的空氣。所述的CRAC通常在一個方向上從CRAC單元的一側吸入暖空氣，并在另一個方向上從CRAC單元的另一側排出被冷卻的空氣。通過一個或更多的風扇，機架可以引導被冷卻的空氣，以便對安裝在機架上的電子設備進行冷卻。

在具體的熱量密集的數據中心中，將被冷卻的液體提供給CRAC單元，以用于產生供給電子設備機架的冷卻空氣。在這些以液體為基礎的冷卻系統中，主液體制冷器向數據中心中的CRAC單元提供連續不斷的被冷卻的液體。管道系統可以安裝在數據中心中，以用于將被冷卻的液體從主液體制冷器輸送到CRAC單元中以冷卻電子設備，和用于將從機架上返回的暖液體輸送到主液體制冷器中以便再次進行冷卻。舉例來說，在某些布置中，液體通過架空管道被輸送到CRAC單元中。在CRAC單元中，液體通過熱交換器來冷卻空氣，然后被提供用于冷卻安裝在電子設備機架上的電子設備。

由于熱量密集的數據中心(例如那些有授權的以液體為基礎的冷卻系統中的數據中心)不會允許長時間的冷卻損失，這樣的以液體為基礎的制冷系統的主液體制冷器通常被連接到備用的發電電機上，如果給主液體制冷器供電的主供電電源失效，備用的發電電機可以給主液體制冷器提供電能。這樣的備用供電電源可能需要產生相對大量的電能以向主液體制冷器提供用于冷卻液體供給的所需能量。

發明內容

本發明的一個方面包括一種備用的冷卻存儲系統。一些實施方案包括至少一個冷卻和存儲單元，該冷卻和存儲單元被配置用于在液體供給的主制冷器不能操作時通過使用一定數量的冷卻材料來對液體供給進行冷卻，和至少一個制冷元件，該制冷元件被配置用于在液體供給的主制冷器可以操作時，為至少一個冷卻和存儲單元產生一定數量的冷卻材料。

在一些實施方案中，液體供給包括含有水的混合物和含有乙二醇的混合物的至少其中之一。一些實施方案包括至少一個傳感器，該傳感器被配置用于監測液體供給的參數。在一些實施方案中，至少一個傳感器包括至少一個溫度傳感器，該溫度傳感器被配置用于監測液體供給的溫度。在一個實施方案中，至少一個冷卻和存儲單元被配置用于當溫度高于臨界值時，對液體供給進行冷卻。在一些實施方案中，臨界值為48華氏度。在一些實施方案中，至少一個傳感器包括至少一個壓力傳感器，該壓力傳感器被配置用于監測液體供給的壓力。在一些實施方案中，至少一個冷卻和存儲單元被配置用于在壓力小于臨界值時，對液體供給進行冷卻。

在一些實施方案中，至少一個冷卻和存儲單元包括至少一個冷卻材料存儲箱，其被配置用于存儲一定數量的冷卻材料。在一些實施方案中，一定數量的冷卻材料包括一定數量的冷卻材料的第一部分和一定數量的冷卻材料的第二部分，第一部分是冷卻材料的液體部分，和第二部分是冷卻材料的固定部分。在一些實施方案中，第一部分包括水和第二部分包括冰。在一些實施方案中，至少一個冷卻材料存儲箱包括一定數量的冷卻材料存儲箱。在一些實施方案中，至少一個冷卻材料存儲箱中的每一個冷卻材料存儲箱被配置用于存儲一定數量的冷卻材料，該冷卻材料能夠在大約15到大約30分鐘的時間內需要大約10千瓦和大約50千瓦的功率來對液體供給進行冷卻。