[發(fā)明專利]尤其用于數(shù)據(jù)中心的冷卻回路系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280051710.6
• 申請日: 2012-10-02
• 公開（公告）號: CN103907408A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.尼科萊;D.貝克;D.赫曼;M.多里克
• 申請（專利權(quán)）人: 利塔爾兩合公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 吳俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及尤其用于數(shù)據(jù)中心的冷卻回路系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及用于冷卻回路系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)

很多機構(gòu)和企業(yè)使用自己的數(shù)據(jù)中心來執(zhí)行他們的計算機密集型工作步驟。如今，所有數(shù)量級的數(shù)據(jù)中心是獨立計劃的，每個新的數(shù)據(jù)中心都不可避免地且不斷地進行重復(fù)活動，從而導(dǎo)致在計劃階段不必要的成本。為了在這個方面減少生產(chǎn)成本，根據(jù)使用者的要求對數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)中心的一部分進行預(yù)裝配并將其轉(zhuǎn)移至目的地，以便在相對短的時間內(nèi)可以保證操作能夠準備就緒。這種類型的數(shù)據(jù)中心也被稱為模塊化數(shù)據(jù)中心。

通常，數(shù)據(jù)中心包括大量的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和電腦設(shè)備，用于根據(jù)需要處理、存儲和交換數(shù)據(jù)。一般地，很多服務(wù)器機架安裝在電腦區(qū)域中，服務(wù)器和相關(guān)設(shè)備容納在該服務(wù)器機架中。

根據(jù)數(shù)據(jù)中心的尺寸，需要大量的電能來運行該設(shè)備。一般而言，供入相對高的電壓，該相對高的電壓向下傳輸至較低電壓。包括電纜、終端和配電的網(wǎng)絡(luò)用于將具有較低電壓的能量輸送至數(shù)據(jù)中心內(nèi)的許多部件。因為這些部件產(chǎn)生大量的必須被驅(qū)散的廢熱，所以需要進行空氣調(diào)節(jié)。

評價標準為由“貪婪電網(wǎng)（The?Greed?Grid）”聯(lián)盟定義的電源使用效益（PUE），表示輸入電腦的能量比數(shù)據(jù)中心消耗的總能量的比值。比值低于1.3被認為是效率高。

數(shù)據(jù)中心中的另一個問題是抵抗例如火、煙、水以及其它危險的物理防護，這些危險會損壞數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器或者會或多或少地摧毀服務(wù)器。

當事件情況改變時，數(shù)據(jù)中心的計算能力的量會迅速改變。經(jīng)常有必要在一個地方增加計算能力，當按照客戶想要的那樣計劃擴展時，必須考慮該地方的現(xiàn)有部件。但是，擴展現(xiàn)有能力是資源密集型的并需要花費很長的時間。必須布線、組裝機架并建立空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。進行檢查并獲得確認需要花費額外的時間。當重建數(shù)據(jù)中心時，可擴展性對客戶來說已經(jīng)是一個重要變量（argument）。

位于美國加州的弗里蒙特的硅圖國際公司（Silicon?Graphics?International?Corp）銷售一種在容器結(jié)構(gòu)中制造的模塊化數(shù)據(jù)中心，其中，多達四個服務(wù)器機架被包括在一個部件（unit）中，數(shù)據(jù)中心可擴展至80個機架。通過使用智能風扇和具有高能效的三階段風扇蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)來操作空氣調(diào)節(jié)和冷卻系統(tǒng)。

WO2011/038348也提出模塊化數(shù)據(jù)中心的構(gòu)思。用于數(shù)據(jù)中心的模塊化計算系統(tǒng)包括一個或多個數(shù)據(jù)中心模塊，所述數(shù)據(jù)中心模塊具有布置在機架中的服務(wù)器系統(tǒng)。中央電模塊給數(shù)據(jù)中心模塊供電。使用空氣的冷卻模塊單獨結(jié)合至每個數(shù)據(jù)中心模塊并可選地包括風扇。空氣調(diào)節(jié)將使用被導(dǎo)入數(shù)據(jù)中心模塊的預(yù)冷空氣。此外，還包括消防保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)在發(fā)生火災(zāi)時將電子模塊密封起來。系統(tǒng)的模塊可以預(yù)先裝配，其中包括功能性元件和結(jié)構(gòu)性元件。這些可以作為部件進行運輸并且能夠快速安裝在想要的位置。

對于所有數(shù)據(jù)中心以及模塊化的數(shù)據(jù)中心，單獨計劃（尤其是升級現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心時）的缺點在于，只在效率不足時才進行效率考慮。

數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器和機架（基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)，諸如電流和空氣）構(gòu)建在第二層上，所述第二層安裝在基底上并與該基底統(tǒng)稱為雙重底。現(xiàn)在，數(shù)據(jù)中心的空氣調(diào)節(jié)的主要目標是保證供應(yīng)冷空氣。例如，使用循環(huán)空氣系統(tǒng)來將冷空氣吹入底部之間的間隙，其中，冷空氣由服務(wù)器通過特別設(shè)計的板從雙重底吸入。熱出口空氣在機架的后側(cè)輸出并且由循環(huán)空氣系統(tǒng)吸入，所述系統(tǒng)冷卻空氣并且在回路中將被冷卻的空氣又通過雙重底供應(yīng)至服務(wù)器中。能源效率起著次要作用。雙重底經(jīng)常容納能源供應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)電纜的安裝。例如，WO2009/109296A1中描述了雙重底系統(tǒng)。

DE202009015124U1描述一種用于冷卻電氣和電子部件的系統(tǒng)和設(shè)備柜中的模塊部件，所述部件例如放置在數(shù)據(jù)中心中。可以將具有風扇的冷卻單元設(shè)置成定位在雙重底中并在機架下方，其中就空氣循環(huán)而言風扇是獨立的。每個風扇與防止再循環(huán)的裝置結(jié)合，該裝置相對于空氣流動方向而位于相關(guān)的風扇的下游。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明之目的是提供一種冷卻回路系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，可以最優(yōu)化空氣調(diào)節(jié)的能源效率，并且，該系統(tǒng)可以容易地被升級和改進。

本發(fā)明之目的通過權(quán)利要求1所述的冷卻回路系統(tǒng)實現(xiàn)。權(quán)利要求5和權(quán)利要求7中給出了可替換的實施方式。權(quán)利要求12的主題是相應(yīng)的控制方法。相應(yīng)的從屬權(quán)利要求的主題是優(yōu)選的實施方式。