[发明专利]高度模块化的冷却系统设计

说明书

公开了一种用于数据中心的模块化冷却系统。气流部形成用于空气流动的管道，并且多个核心单元串联地附接到彼此并附接到气流部。风机单元附接到各个核心单元。多个电动风门设置在：各个核心单元与气流单元之间、每两个核心单元之间、以及各个核心单元与其对应的风机单元之间。多个流体端口附接到各个核心单元。至少一个核心单元装载有一个或更多个选自以下设备的设备：空气过滤器、加湿器、除湿器、热交换器、蒸发器、冷凝器、制冷机、计算机房空调(CRAC)、干式冷却器、冷却塔或其它类型的冷却设备。隔室上的部件和冷却单元的组合操作使得能够快速部署和操作。

技术领域

本发明的实施方式总体涉及用于数据中心冷却的系统。更具体地，本发明的实施方式涉及可以容易地适应特定数据中心冷却要求的模块化冷却系统。

背景技术

冷却是计算机系统和数据中心设计中的突出因素。封装在服务器内部的高性能电子部件(诸如高性能处理器)的数量稳定地增加，从而增加了在服务器的正常运行期间生成和耗散的热量。如果允许数据中心内使用的服务器运行的环境中的温度随时间而增加，则服务器的可靠性降低。维持适当的热环境和适当的空气质量对于数据中心中的这些服务器的正常运行以及服务器性能和寿命是关键的。这需要更有效且高效的冷却解决方案，特别是在冷却高性能服务器的情况下。

在该文献中，一种主动冷却系统涉及使用电能来冷却数据中心内部的空气。这种系统使冷却剂循环以从数据中心内部传递和去除热量。冷却剂是相变流体，例如使用制冷循环，或者是液体，例如水冷却塔。在任一情况下，使用某一形式的热交换器，这需要施加电力来操作主动冷却系统。在这点上，热交换器是用于在两种或更多种流体之间传递热量的任何装置。

一种使用来自附近气流的环境空气和/或水的系统有时被称为“自由冷却”或直接自由空气冷却。当环境温度足够低时，这些系统能够在“主动”冷却到“自由”冷却之间切换。基本概念是系统关闭压缩机或其他主动空气冷却设备，但是泵和风机继续运行并且将外部空气(可选地在过滤之后)直接泵送到数据中心中。当外部温度升高时，系统启动空气冷却设备以提供主动空气冷却。

目前，各个冷却系统根据其将被安装的特定数据中心的规范来设计和构建。冷却系统的各个元件必须根据数据中心的整体设计来专门设计和构建。然后，现场组装各种元件，使得不可能在现场组装之前测试整个系统。而且，由于系统的不同零件可能从不同的供应商供应，因此有时各种零件不能适当地装配在一起，并且需要现场修改。这种方法增加了设计和制造成本，并延长了完成和组装系统所花费的时间。

而且，现有技术的冷却设备是为特定应用而设计和构建的，并且不能在不同的应用中互换或使用。由此，例如，为自由冷却系统构建的设备仅可以用于该系统，而为间接蒸发冷却(IDEC)构建的设备(例如热交换器)仅可以安装在该特定系统中。

发明内容

本发明实施方式提供一种用于数据中心的模块化冷却系统，包括：气流部，所述气流部形成用于空气流动的管道；多个核心单元，所述多个核心单元串联地附接到彼此，以形成线性组件，并且所述线性组件附接到所述气流部；多个风机单元，每个风机单元附接到所述核心单元中的一个；多个电动风门，所述多个电动风门设置在：每个所述核心单元与所述气流单元之间以及每两个核心单元之间；以及多个流体端口，所述多个流体端口附接到每个所述核心单元；并且其中，至少一个所述核心单元装载有一个或更多个冷却设备。

在本发明实施例中，所述冷却设备选自：空气过滤器、加湿器、除湿器、热交换器、蒸发器、冷凝器、制冷机、计算机房空调(CRAC)、干式冷却器、喷水系统和冷却塔。

在本发明实施例中，所述核心单元中的一个装载有空气过滤器和加湿器/除湿器单元。

在本发明实施例中，所述核心单元中的一个装载有蓄水池和泵，第二核心单元装载有空气对空气热交换器和具有喷水布置的冷凝器，并且第三核心单元装载有蒸发器，从而形成间接蒸发冷却系统。

在本发明实施例中，所述喷水布置通过所述流体端口连接到所述泵。