[发明专利]用于数据中心的冷却系统设计

说明书

在一个实施方式中，数据中心冷却系统包括具有多个产生热量的多个电子机架的一个或多个信息技术(IT)室。外部冷却单元位于信息技术室上方，并配置为提供冷却流体，并交换冷却流体携带的热量。外部冷却单元具有供应线，用于将冷却流体向下分配至信息技术室。随着冷却流体冷却电子机架，冷却流体加热并且至少部分地变为由于对流而上升的蒸汽。外部冷却单元还具有返回线，用于使上升的蒸汽返回至外部冷却单元，外部冷却单元冷却蒸汽。蒸汽相变为液相，然后再循环至信息技术室。

技术领域

本发明的实施方式大体涉及数据中心。更具体地，本发明的实施方式涉及冷却数据中心中的电子机架。

背景技术

散热是计算机系统和数据中心设计中的重要因素。诸如封装在服务器内部的高性能处理器之类的高性能电子组件的数量稳步增加，从而增加了服务器正常运行期间所产生和散发的热量。数据中心内使用的服务器的可靠性随着环境温度升高而降低。维护适当的热环境对于数据中心中这些服务器的正常运行以及服务器的性能和寿命至关重要。散热方案对于冷却这些高性能服务器和IT设备是必不可少的。

功耗密集型处理器支持诸如深度学习的密集型计算解决方案。具有那些处理器的电子服务器，即具有大功率中央处理器(CPU)和/或通用或图形处理器(GPU)的电子服务器，每体积空间具有非常高的功率密度。对于高功率密度，液体冷却是一种可行的热管理方案。

在液体冷却中，歧管用于通过主入口端口/出口端口和流体子端口分配和调节流体。主入口端口和出口端口连接至外部冷却源，以及子端口连接至服务器回路或冷却设备回路。传统的歧管设计在某些应用场景中效率不高。靠近城市的大型数据中心几乎没有空间。可用土地昂贵。用于信息技术室的多层数据中心是新的设计标准化。传统的数据中心通常会占用庞大的单层仓库。将这样的数据中心放置在大城市的中部会非常昂贵。同样，为单层数据中心设计的冷却系统使用大量的功率将冷空气或冷液体推入信息技术室。

发明内容

根据本申请的一方面，提供了一种数据中心冷却系统，包括：第一信息技术(IT)室，具有第一组多个电子机架，所述第一组电子机架中的每个中均容纳多个IT组件，其中，所述IT组件的至少部分附接至冷板；外部冷却单元，位于所述第一信息技术室上方，配置为提供冷却流体，并交换由所述冷却流体携带的热量；供应线，用于从所述外部冷却单元接收所述冷却流体，并将所述冷却流体向下分配至所述第一信息技术室中的所述冷板中的每个，以交换由附接在所述冷板上的相关IT组件产生的热量，其中，所述冷却流体在热交换期间从液态蒸发成汽态；以及返回线，用于将汽态的冷却流体向上返回至所述外部冷却单元，由于所述外部冷却单元内的热交换，所述汽态的冷却流体转换回液态。

根据本申请的另一方面，提供了一种数据中心冷却系统，包括：第一信息技术(IT)室，具有第一组多个电子机架，所述第一组电子机架中的每个中均容纳多个IT组件，其中，所述IT组件的至少部分附接至冷板；第二信息技术室，位于所述第一信息技术室下方，所述第二信息技术室具有第二组多个电子机架，所述第二组多个电子机架中的每个电子机架中均容纳多个IT组件，其中，所述第二组电子机架中的IT组件的至少部分附接至冷板；外部冷却单元，位于所述第一信息技术室上方，配置为提供冷却流体，并交换由所述冷却流体携带的热量；第一供应线，用于从所述外部冷却单元接收所述冷却流体的至少部分，并将所述冷却流体向下分配至所述第一信息技术室中的所述冷板中的每个，以交换由附接在至所述第一信息技术室中的所述冷板上的相关IT组件产生的热量，其中，所述冷却流体在热交换期间从液态蒸发成汽态；第一返回线，用于将所述第一信息技术室的汽态的冷却流体向上返回至所述外部冷却单元，由于所述外部冷却单元内的热交换，所述第一信息技术室的所述汽态的冷却流体转换回液态；第二供应线，用于从所述外部冷却单元接收所述冷却流体的至少部分，并将所述冷却流体向下分配至所述第二信息技术室中的所述冷板中的每个，以交换由附接在第二信息技术室中的所述冷板上的相关IT组件产生的热量，其中，所述冷却流体在热交换期间从液态蒸发成汽态；以及第二返回线，用于将所述第二信息技术室的汽态的冷却流体向上返回至所述外部冷却单元，由于所述外部冷却单元内的热交换，所述第二信息技术室的汽态的冷却流体转换回液态。