[發明專利]具有1+1到N+1的泵送制冷劑冷卻系統和內置冗余

在審

• 申請號: 201210599193.8
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103185409A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 道格拉斯·E·沃納;詹姆斯·霍姆;林天賜;諾曼·喬;理查德·G·布魯爾;布蘭登·R·萊昂
• 申請（專利權）人: 力博特公司
• 主分類號: F25B5/02
• 分類號: F25B5/02;F25B41/04;F25B49/04
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;楊繼平

相關申請的交叉引用

本申請主張在2011年12月28日提交的美國臨時申請No.61/580,695的優先權權益。上述申請的整個公開結合作為參考。

技術領域

本公開涉及具有初級冷卻回路冗余的用于精密冷卻應用的泵送制冷劑冷卻系統。

背景技術

這部分提供與本公開相關的背景技術信息，其不必是先有技術。

數據中心是包含許多電子設備的房間，例如計算機服務器。數據中心和包含在其中的設備典型地特定地具有最佳的環境運行狀態，特別是溫度和濕度。氣候控制系統保持數據中心中適當的溫度和濕度。

氣候控制系統包括冷卻系統，其冷卻空氣并且提供冷空氣到數據中心。冷卻系統可以包括空調單元，例如計算機機房空氣處理(CRAH)或計算機機房空調(CRAC)單元，其冷卻提供到數據中心的空氣。數據中心可以具有升高的地板并且冷空氣通過在升高地板中的通風口被引入。升高的地板可以構造成提供在CRAH(或CRAHs)或CRAC(或CRACs)的冷空氣出口之間的風室和在升高地板中的通風口(vent)，或者還可使用例如管(duct)的分開的風室(plenum)。

數據中心還可以具有硬的地板。CRACS可以例如被設置在一排排電子設備中，可以布置它們的冷空氣供應朝向各自的冷過道(aisle)，或沿著數據中心的壁布置CRACS。在數據中心處的設備架(rack)可以設置在具有成排設置的設備架的熱過道/冷過道構造中。典型地在架的前面的一排架的冷空氣入口面對穿過冷過道的一排架的冷空氣入口，并且一排架的熱空氣出口面對穿過熱過道的一排架的熱空氣出口。

一種類型的冷卻系統使用泵送制冷劑冷卻單元，例如從俄亥俄州哥倫布的力博特(Liebert)公司獲得的XD系統中使用的冷卻單元。Liebert?XD系統具有兩個冷卻回路，其也可以稱為冷卻回路或循環。初級回路使用冷凍水或制冷劑，例如R407C，并且次級回路使用泵送制冷劑，例如R134a。初級回路包括到流體換熱器以便冷卻在次級回路中循環的泵送制冷劑的流體。次級回路包括一個或多個相變冷卻模塊，其具有到空氣換熱器的流體，通過其循環泵送制冷劑以便冷卻流經換熱器的空氣。根據特定的設計，換熱器典型地可以包括蒸發器盤管和流量調節器或膨脹閥。

對于LiebertXD系統的兩個冷卻回路(或循環)的基礎圖表示出和描述在USSN10/904,889、名稱為“用于高密度熱負載的冷卻系統(Cooling?System?for?High?Density?Heat?Load)”、其整個公開結合在此作為參考。上述申請的圖1和圖2包括在此作為圖1和圖2來進行說明。

參考圖1和圖2，公開的冷卻系統10包括與第二循環14(次級冷卻回路)熱連通的第一冷卻循環12(初級冷卻回路)。公開的冷卻系統10也包括控制系統90。第一和第二循環12和14均包括獨立的工作流體。在第二循環中的工作流體是任何適合作為常規的制冷劑的揮發性流體，包括而不限于氯氟烴(CFCs)，氫氟烴(HFCs)，或含氫氯氟烴(HCFCs)。使用揮發性的工作流體消除了在敏感的設備的上方使用水，如有時在用于冷卻計算機機房的常規系統中所做的。第二循環14包括泵20，一個或多個第一換熱器(蒸發器)30，第二換熱器40，和互連第二循環14的不同的部件的管。第二循環14不是蒸氣壓縮制冷系統。代替的，第二循環14使用泵20代替壓縮機以便循環用于從熱負載散熱的揮發性的工作流體。泵20優選地能夠泵送貫穿第二冷卻循環14的揮發性的工作流體，并且優選地通過控制器90實現的控制系統進行控制。

第一換熱器30是氣液換熱器，當在第一換熱器30中第二工作流體穿過第二流體路徑時，該氣液換熱器從熱負載(沒有示出)向第二工作流體散熱。例如，氣液換熱器30可以包括用于工作流體的多個軟管(tube)，多個軟管布置成允許熱空氣在其間經過。可以理解的是許多本領域已知的氣液換熱器能被使用于公開的冷卻系統10中。流量調節器32可以連接在管(piping)22和蒸發器30的入口之間，以便調整工作流體進入蒸發器30的流動。流量調節器32可以是用于調整冷卻系統10中流動的任何種類的裝置。流量調節器32優選地保持恒定輸出流動，不依賴于在系統工作壓力范圍之上的入口壓力。在圖1和圖2的實施例中，第二循環14包括多個蒸發器30和連接到管22的流量調節器32。然而，公開的系統可以具有一個或比一個更多的蒸發器30和連接到管22的流量調節器32。